RU119645U1

RU119645U1 - SHINING BODY

Info

Publication number: RU119645U1
Application number: RU2011122020/13U
Authority: RU
Inventors: Леонид Зотович Писаренко; Иван Андреевич Бусел; Николай Павлович Метельский; Павел Иванович Бусел
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Стройизыскания"; Общество С Ограниченной Ответственностью "Инжгеострой-М"
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-08-27

Abstract

Мелющее тело для измельчения грубозернистых материалов, выполненное в виде тела вращения типа эллипсоида, отличающееся тем, что эллипсоид получен вращением эллипса, образованного четырьмя дугами окружностей радиусами R1 и R2, где R1>R2, при условии чередования дуг радиусами R1 и R2 вокруг большей оси длиной L, причем R1=0,7·L, R2=0,2·L, а диаметр D эллипсоида в плоскости симметрии, в которой лежит меньшая ось, выбран из условия: D=0,58·L. A grinding body for grinding coarse-grained materials, made in the form of an ellipsoid-type body of revolution, characterized in that the ellipsoid is obtained by rotating an ellipse formed by four arcs of circles with radii R1 and R2, where R1> R2, provided that arcs with radii R1 and R2 alternate around a major axis with a length L, and R1 = 0.7 · L, R2 = 0.2 · L, and the diameter D of the ellipsoid in the plane of symmetry, in which the minor axis lies, is selected from the condition: D = 0.58 · L.

Description

Полезная модель относится к конструкциям мелющих тел использующихся в шаровых мельницах для измельчения сырьевых компонентов и может быть использована при обогащении полезных ископаемых, производстве строительных материалов, в химической и металлургической промышленности.The utility model relates to the design of grinding bodies used in ball mills for grinding raw materials and can be used in mineral processing, production of building materials, in the chemical and metallurgical industries.

В горнорудной, цементной, энергетической, керамической и других областях промышленности во всем мире ежегодно измельчается несколько миллиардов тонн сырья. Для измельчения твердых материалов широко используются барабанные шаровые мельницы, в которых мелющие тела совершают движение в каскадном или в каскадно-водопадном режиме, создавая при этом ударные и истирающие нагрузки на куски измельчаемого материала. При этом эффективность процессов измельчения повышают, в том числе, за счет подбора геометрической формы и размеров мелющих тел.In the mining, cement, energy, ceramic and other industries all over the world, several billion tons of raw materials are crushed annually. For grinding solid materials, drum ball mills are widely used, in which grinding bodies move in cascade or cascade-waterfall modes, creating shock and abrasive loads on pieces of the crushed material. At the same time, the efficiency of grinding processes is increased, including through the selection of the geometric shape and size of grinding media.

Известно мелющее тело, представляющее собой тело вращения, ограниченное параллельными плоскостями, перпендикулярными оси вращения, т.е. тело вращения типа цилиндра [1]. Недостатком данного мелющего тела является то, что оно имеет грани, которые при работе в мельнице измельчаются вместе с измельчаемым материалом и создают условия для разрушения мелющего тела. При отливке цилиндрического мелющего тела из белого чугуна, особенно при отливке в кокиль, вследствие неравномерного охлаждения отливки, а также из-за наличия рыхлот и раковин по углам торцов, возникают внутренние напряжения, вызывающие повышенную хрупкость и откалывание осколков мелющего тела, которые отрицательно влияют на работу мельниц, уменьшая ее производительность. Они засоряют решетки, мешая выходу материалов из мельницы.A grinding body is known, which is a rotation body bounded by parallel planes perpendicular to the axis of rotation, i.e. cylinder-like rotation body [1]. The disadvantage of this grinding body is that it has faces that, when working in a mill, are ground together with the ground material and create conditions for the destruction of the grinding body. When casting a cylindrical grinding body from white cast iron, especially when casting in a chill mold, due to uneven cooling of the casting, as well as due to the presence of loosening and shells at the corners of the ends, internal stresses arise, causing increased fragility and chipping of fragments of the grinding body, which negatively affect the work of mills, reducing its productivity. They clog the grilles, interfering with the exit of materials from the mill.

Известно также мелющее тело, выполненное в виде усеченного конуса, верхнее и нижнее основание которого выполнены сферическими [2].В заявке указывается, что такие мелющие тела имеют повышенную ударостойкость, износостойкость и повышают эффективность процесса измельчения.It is also known grinding body made in the form of a truncated cone, the upper and lower base of which are made spherical [2]. The application indicates that such grinding bodies have increased impact resistance, wear resistance and increase the efficiency of the grinding process.

Одним из видов мелющих тел, которые широко применяются для измельчения различных твердых материалов, являются мелющие тела, так называемой, эллипсоидной формы [3]. Такие мелющие тела представляют собой тела вращения, полученные путем вращения полуэллипса вокруг большей полуоси. Из некоторых других источников информации известны мелющие тела, имеющие параболоидную поверхность и плоское основание. Так, известно мелющее тело, выполненное в виде параболоида вращения с основанием параболоида радиусом R_осн., расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения [4]. В данной конструкции мелющего тела, в основном, отсутствуют грани и углы, вызывающие отколы, за исключением углов у плоского основания параболоида. Наличие угловых переходов в зоне основания приводит к рассмотренным выше недостаткам, как при отливке мелющего тела, так и при его применении (значительно повышают износ мелющего тела).One of the types of grinding media, which are widely used for grinding various solid materials, are grinding media, the so-called ellipsoidal shape [3]. Such grinding media are rotation bodies obtained by rotating a semi-ellipse around a major semi-axis. Grinding bodies having a paraboloidal surface and a flat base are known from some other sources of information. So, it is known grinding body made in the form of a paraboloid of revolution with the base of the paraboloid with a radius R _osn. located in a plane perpendicular to the axis of rotation [4]. In this design of the grinding body, there are mainly no faces and angles causing spalling, with the exception of the angles at the flat base of the paraboloid. The presence of angular transitions in the base zone leads to the disadvantages discussed above, both during casting of the grinding body and its use (significantly increase the wear of the grinding body).

Исторически сложилось представление, что наиболее рациональной и эффективной формой мелющего тела для измельчения материалов различной крупности является шар. В тоже время, установлено, что в процессе эксплуатации мелющих тел различной формы они после определенного периода приработки в мельнице по форме приближаются к эллипсоидной [5]. Такая форма обеспечивает наиболее эффективный процесс измельчения материалов из-за большой контактной поверхности соприкосновения между измельчаемым материалом и мелющим телом. При этом известно, при конструировании машиностроительных деталей стремятся приблизить их форму к форме естественного износа, что способствует уменьшению износа и повышению прочности детали. Это же утверждение справедливо и для мелющих тел, которые в процессе эксплуатации подвергаются различным механическим воздействиям (удары, трение и т д.), способствующим активному износу.Historically, the notion that the most rational and effective form of a grinding body for grinding materials of various sizes is a ball. At the same time, it was established that during the operation of grinding media of various shapes, they after a certain period of running-in in a mill approach in shape to an ellipsoid [5]. This form provides the most effective process of grinding materials due to the large contact surface of contact between the ground material and the grinding body. At the same time, it is known that when designing machine-building parts, they strive to bring their shape closer to that of natural wear, which helps to reduce wear and increase the strength of the part. The same statement is also true for grinding media, which during operation are subjected to various mechanical influences (impacts, friction, etc.) that contribute to active wear.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является упомянутое выше мелющее тело эллипсоидной формы [3]. При этом, с учетом приведенного выше утверждения в отношении оптимальной формы, соответствующей форме естественного износа детали, кроме упомянутых выше недостатков для такого технического решения мелющего тела можно говорить о «незавершенности» его формы. Его форма не в полной мере соответствует форме эллипсоида (с точки зрения определения геометрической фигуры «эллипсоид»), т.е. форме естественного износа в процессе эксплуатации.Closest to the claimed utility model in technical essence and the achieved result is the above-mentioned grinding body of an ellipsoidal shape [3]. Moreover, taking into account the above statement regarding the optimal shape corresponding to the form of natural wear of the part, in addition to the disadvantages mentioned above for such a technical solution of the grinding body, we can talk about the "incompleteness" of its shape. Its shape does not fully correspond to the shape of an ellipsoid (from the point of view of defining a geometric figure "ellipsoid"), i.e. form of natural wear during operation.

Таким образом, задачей полезной модели является создание конструкции мелющего тела, которая обеспечила бы исключение всех упомянутых выше недостатков. Мелющее тело не должно иметь граней, торцов и углов, вызывающих отколы, и должно иметь форму максимально приближенную к форме естественного износа мелющего тела в процессе эксплуатации. За счет этого должно обеспечиваться повышение прочности, уменьшение износа мелющего тела и увеличение тонкости помола.Thus, the objective of the utility model is to create a grinding body design that would ensure the elimination of all the above disadvantages. The grinding body should not have faces, ends and angles causing spalling, and should have a shape as close as possible to the form of natural wear of the grinding body during operation. Due to this, an increase in strength, a decrease in the wear of the grinding body and an increase in the fineness of grinding should be provided.

Поставленная задача решается заявляемым мелющим телом для измельчения грубозернистых материалов, выполненным в виде тела вращения типа эллипсоида, за счет того, что эллипсоид получен вращением эллипса, образованного четырьмя дугами окружностей радиусов R₁ и R₂, где R₁>R₂, при условии чередования дуг радиусов R₁ и R₂ вокруг большей оси длиной L, причем R₁=0,7·L, R₂=0,2·L, а диаметр D эллипсоида в плоскости симметрии, в которой лежит меньшая ось, выбран из условия D=0,58·L.The problem is solved by the claimed grinding body for grinding coarse-grained materials, made in the form of an ellipsoid-type rotation body, due to the fact that the ellipsoid is obtained by rotating the ellipse formed by four arcs of circles of radii R ₁ and R ₂ , where R ₁ > R ₂ , subject to alternation arcs of radii R ₁ and R ₂ around a larger axis of length L, with R ₁ = 0.7 · L, R ₂ = 0.2 · L, and the diameter D of the ellipsoid in the plane of symmetry in which the smaller axis lies is selected from condition D = 0.58L.

Приведенные выше соотношения между размерами эллипсоида являются наиболее оптимальными с точки зрения достижения заявленных технических результатов и обеспечивают возможность получения мелющих тел заявляемой формы и различных типоразмеров.The above ratios between the dimensions of the ellipsoid are most optimal from the point of view of achieving the stated technical results and provide the opportunity to obtain grinding bodies of the claimed form and various sizes.

Достоинства и преимущества заявляемой полезной модели более подробно будут проиллюстрированы на одном из возможных, но не ограничивающих примеров реализации со ссылкой на позиции фигур чертежей, на которых схематично представлены:The advantages and advantages of the claimed utility model will be illustrated in more detail on one of the possible, but not limiting examples of implementation with reference to the position of the figures of the drawings, which are schematically represented:

Фиг.1 - общий вид заявляемого мелющего тела,Figure 1 - General view of the inventive grinding body,

Фиг.2 - продольный разрез мелющего тела по Фиг.1.Figure 2 is a longitudinal section of the grinding body of Figure 1.

На Фиг.1 и Фиг.2 схематично представлены общий вид и продольный разрез заявляемого мелющего тела для измельчения грубозернистых материалов, которое выполнено в виде симметричного эллипсоида 1. Эллипсоид 1 вращения образован вращением эллипса 2 вокруг оси вращения 3, совпадающей с большей осью эллипса. Длина большей оси эллипса 2 обозначена L. Диаметр эллипсоида 1 в плоскости симметрии, в которой лежит меньшая ось 4 эллипса 2 обозначен D. Точки сопряжения дуг, образующих эллипс 2, обозначены позициями 5, 6, 7, 8. Эллипс 2 образован последовательно сопрягаемыми дугами 5-6 радиуса R₁, 6-7 радиуса R₂, 7-8 радиуса R₁, 8-5 радиуса R₂.Figure 1 and Figure 2 schematically shows a General view and a longitudinal section of the inventive grinding body for grinding coarse-grained materials, which is made in the form of a symmetrical ellipsoid 1. The ellipsoid 1 of rotation is formed by the rotation of the ellipse 2 around the axis of rotation 3, coinciding with the major axis of the ellipse. The length of the major axis of ellipse 2 is denoted by L. The diameter of ellipsoid 1 in the plane of symmetry in which the smaller axis 4 of ellipse 2 lies is D. The points of conjugation of the arcs forming ellipse 2 are indicated by 5, 6, 7, 8. The ellipse 2 is formed by successively conjugated arcs 5-6 of radius R ₁ , 6-7 of radius R ₂ , 7-8 of radius R ₁ , 8-5 of radius R ₂ .

Для примера, задаем необходимые размеры диаметра эллипсоида D=25 мм, как наиболее применимые для мелющих тел (цильпебсов). Исходя из приведенных выше соотношений, определяем остальные размеры мелющего тела:For example, we set the required dimensions of the diameter of the ellipsoid D = 25 mm, as the most applicable for grinding media (tsilpebs). Based on the above ratios, we determine the remaining dimensions of the grinding body:

L=D/0,58=25/0.58=43,1 мм,L = D / 0.58 = 25 / 0.58 = 43.1 mm,

R₁=0,7·L=0,7·43,1=30,17 мм,R ₁ = 0.7 · L = 0.7 · 43.1 = 30.17 mm,

R₂=0,2·L=0,2·43,1=8,62 мм.R ₂ = 0.2 · L = 0.2 · 43.1 = 8.62 mm.

Заявленные выше соотношения между основными размерами мелющих тел позволяют аналогичным образом получить эллипсоидные мелющие тела любых типоразмеров, при условии сохранения геометрической формы наиболее близкой к форме естественного износа мелющих тел (цилиндрических).The relations stated above between the main dimensions of grinding media make it possible to similarly obtain ellipsoidal grinding media of any standard size, provided that the geometric shape is kept closest to the natural wear of grinding media (cylindrical).

При использовании заявляемого мелющего тела в мельницах для измельчения различного вида сырья и материалов, прежде всего твердых сырья и материалов, отсутствие угловых переходов между отдельными участками поверхности мелющего тела увеличивает рабочую поверхность мелющего тела и позволяет избежать возникновение сколов (откалывание кусочков мелющего тела), обеспечивая тем самым повышение эффективности работы мелющего тела в частности и мельницы в целом.When using the inventive grinding body in mills for grinding various types of raw materials, especially solid raw materials and materials, the absence of angular transitions between separate sections of the surface of the grinding body increases the working surface of the grinding body and avoids the occurrence of chips (chipping off pieces of the grinding body), thereby thereby increasing the efficiency of the grinding body in particular and the mill in general.

Заявляемые мелющие тела технологичны в изготовлении при формовке, как в земляные формы, так и в кокиль. Выбор соответствующего сечения питателя при формовке в землю гарантирует получение отливок без усадочных раковин и рыхлот, а при отсутствии острых углов и граней и отсутствии сколов в процессе эксплуатации обеспечивается повышение прочности и износостойкости мелющего тела.The inventive grinding bodies are technologically advanced in manufacturing during molding, both in earthen forms and in chill molds. The choice of the appropriate section of the feeder during molding into the ground guarantees the production of castings without shrinkage shells and loosening, and in the absence of sharp corners and edges and the absence of chips during operation, an increase in the strength and wear resistance of the grinding body is provided.

Учитывая, что эллипсовидные мелющие тела по сравнению, например, с цилиндрическими расходуются в 2,5-3 раза меньше [6], можно сделать вывод, что заявляемое мелющее тело обеспечивает более высокий уровень служебных свойств эксплуатации.Given that ellipsoidal grinding bodies compared with, for example, cylindrical spent 2.5-3 times less [6], we can conclude that the claimed grinding body provides a higher level of service properties of operation.

Источники информации.Information sources.

1. А.С.SU №1546141 А1, опубл. 28.02.1990.1. A.S. SU No. 1546141 A1, publ. 02/28/1990.

2. Заявка RU № 94032954 А1, опубл. 10.11.1995.2. Application RU No. 94032954 A1, publ. 11/10/1995.

3. Литейные чугунные мелющие тела эллипсоидной формы, обеспечивающие ресурсо- и энергосбережение при измельчении сырья и материалов. В.А.Игнатов, А.А.Пахомов, А.А.Троянский, В.Л.Жук, А.И.Туяхов, А.И.Ярмоленко, А.Н.Соболев. ОАО «Макеевский труболитейный завод»,3. Cast iron casting grinding bodies of ellipsoid shape, providing resource and energy conservation when grinding raw materials. V.A. Ignatov, A.A. Pakhomov, A.A. Troyansky, V.L. Zhuk, A.I. Tuyakhov, A.I. Yarmolenko, A.N. Sobolev. OAO Makeevsky Pipe Foundry,

ДНТУ. [Электронный ресурс] - 4 марта 2010. - Режим доступа:DNTU. [Electronic resource] - March 4, 2010. - Access mode:

http://nich.dgtu.donetsk.ua/konf/konf4/sek_03_metall/s03_17.pdf.http://nich.dgtu.donetsk.ua/konf/konf4/sek_03_metall/s03_17.pdf.

4. А.с.SU №1606185 А1, опубл. 15.11.1990.4. A.S. SU No. 1606185 A1, publ. 11/15/1990.

5. Несвижский О.А. Производство мелющих тел для шаровых мельниц. - М.:5. Nesvizhsky O.A. Production of grinding media for ball mills. - M .:

Машгиз. - 1961.с.149.Mashgiz. - 1961.s. 149.

6. Несвижский О.А. Долговечность быстроизнашивающихся деталей - цементного оборудования. М.: Машиностроение, 1968, стр.44, 114.6. Nesvizhsky O.A. The durability of wearing parts - cement equipment. M.: Mechanical Engineering, 1968, p. 44, 114.

Claims

A grinding body for grinding coarse-grained materials, made in the form of an ellipsoid-like body of revolution, characterized in that the ellipsoid is obtained by rotating an ellipse formed by four arcs of circles of radii R ₁ and R ₂ , where R ₁ > R ₂ , provided that the arcs of radii R ₁ and R ₂ around a larger axis of length L, with R ₁ = 0.7 · L, R ₂ = 0.2 · L, and the diameter D of the ellipsoid in the plane of symmetry in which the smaller axis lies is selected from the condition: D = 0.58 · L.