RU2038148C1

RU2038148C1 - Grinding body

Info

Publication number: RU2038148C1
Authority: RU
Inventors: Евгений Федорович Чижик; Григорий Петрович Хабло
Original assignee: Совместное научно-производственное малое предприятие "Механобр-полимет"
Priority date: 1992-05-12
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: body has a ball-shaped flexible housing whose flat surfaces are provided with spherical bulges. The height of bulges does not exceed that of ball segments. The inner space of the grinding body is one- fourth - one-third of its diameter and filled with flexible porous material. The spherical bulges are an extension of additional wear-resistant balls. The additional balls are flexibly connected to each other and to the mass of housing. A polymeric rope is used as flexible connection. EFFECT: higher efficiency and reliability. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике измельчения минерального сырья, а именно к мелющим телам для барабанных мельниц и может быть использовано в горнорудной, цементной и других отраслях промышленности при переработке рудных и нерудных ископаемых. The invention relates to techniques for grinding mineral raw materials, namely to grinding media for drum mills and can be used in mining, cement and other industries in the processing of ore and non-metallic minerals.

Известно мелющее тело для барабанной мельницы, имеющее шарообразную форму со сферическими выступами на его поверхности, при этом шар выполнен с плоскими симметричными поверхностями, образованными отсечением от него по трем осям координат равновеликих сегментов, сферические выступы расположены на плоских поверхностях и имеют высоту, не превышающую высоту отсекаемого шарового сегмента, а основания выступов сопряжены между собой [1]
В известном мелющем теле в процессе эксплуатации интенсивно изнашиваются сферические выступы. Причина износов жесткое (монолитное) соединение шара и сферических выступов, исключающее демпфирование ударных нагрузок на последние. Под действием знакопеременных ударно-истирающих нагрузок при неупругом соударении поверхность сферических выступов интенсивно изнашивается. При этом износы идут и за счет накопления (аккумулирования) усталостных повреждений по глубине тела выступов, обусловленных энергией динамических импульсов напряжений, возбуждаемых при вращении мельницы, а также за счет боковых скалывающих воздействий мелющей загрузки.A grinding body for a drum mill is known, having a spherical shape with spherical protrusions on its surface, the ball being made with planar symmetrical surfaces formed by cutting off from it along three coordinate axes of equal segments, the spherical protrusions are located on flat surfaces and have a height not exceeding the height cut-off spherical segment, and the base of the protrusions are interconnected [1]
In the known grinding body during operation, spherical protrusions wear out intensively. The cause of wear is the rigid (monolithic) connection of the ball and spherical protrusions, excluding damping of shock loads on the latter. Under the action of alternating shock-abrasive loads during inelastic collision, the surface of spherical protrusions wears out intensively. At the same time, wear also occurs due to the accumulation (accumulation) of fatigue damage along the depth of the body of the protrusions, due to the energy of dynamic stress pulses excited during rotation of the mill, as well as due to lateral shearing effects of the grinding load.

Конструкция мелющего тела обеспечивает эффективное демпфирование ударных нагрузок и снижение внутренних напряжений в элементах конструкции за счет конструкционного демпфирования и использования несогласованности акустических импедансов контактирующих слоев упругих материалов базового шара. В результате этого снижаются износы элементов конструкции. The design of the grinding body provides effective damping of shock loads and reduction of internal stresses in structural elements due to structural damping and the use of inconsistencies in the acoustic impedances of the contacting layers of the elastic materials of the base ball. As a result, the wear of structural elements is reduced.

Однако в известном мелющем теле возможности надежного крепления дополнительных шаров в материале базового шара использованы не в полной мере. However, in the known grinding body, the possibilities of reliably attaching additional balls in the material of the base ball are not fully utilized.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, заключается в следующем. The reasons that impede the receipt of the required technical result are as follows.

Поскольку крепление каждого дополнительного шара, выполненного из чугуна, в теле материала основного шара, выполненного из термоэластопласта, осуществляется за счет адгезии материалов, то, следовательно, взаимное удержание этих элементов конструкции осуществляется только слоями материала, прилегающего к контактирующим поверхностям. Глубинные (внутренние) слои материала в этом процессе не участвуют. Сказанное в большей мере относится к материалу базового шара. Since the fastening of each additional ball made of cast iron in the body of the material of the main ball made of thermoplastic elastomer is carried out due to the adhesion of materials, therefore, the mutual retention of these structural elements is carried out only by layers of material adjacent to the contacting surfaces. The deep (inner) layers of the material do not participate in this process. The foregoing is more relevant to the material of the base ball.

В процессе эксплуатации идет, с одной стороны, естественное старение материала базового шара, а с другой накопление (суммирование) усталостных напряжений и соответствующих им износов в этих слоях. In the process of operation, on the one hand, there is a natural aging of the material of the base ball, and on the other hand, the accumulation (summation) of fatigue stresses and the corresponding wear and tear in these layers.

Следует иметь в виду, что колебания температуры и разница в коэффициентах линейного расширения чугуна и термоэластопласта способствуют активизации этих процессов. It should be borne in mind that temperature fluctuations and the difference in the linear expansion coefficients of cast iron and thermoplastic elastomer contribute to the activation of these processes.

Сочетание знакопеременного характера нагрузок и упомянутых выше причин способствует ослаблению крепления дополнительных шаров в теле базового шара. The combination of the alternating nature of the loads and the above reasons contributes to the weakening of the mounting of additional balls in the body of the base ball.

Изобретение направлено на решение задачи, связанной с достижением следующих технических результатов:
обеспечить снижение и равномерное распределение нагрузок в материале базового шара, связанных с удержанием (креплением) дополнительных шаров в процессе демпфирования ударно-динамических нагрузок;
обеспечить надежное удержание (крепление) дополнительных шаров в материале базового шара без снижения степени демпфирования ударно-динамических нагрузок.The invention is aimed at solving the problem associated with the achievement of the following technical results:
to ensure a reduction and uniform distribution of loads in the material of the base ball associated with the retention (fixing) of additional balls in the process of damping shock-dynamic loads;
ensure reliable retention (fastening) of additional balls in the material of the base ball without reducing the degree of damping of shock-dynamic loads.

Для этого в мелющем теле, содержащем базовый шар, выполненный с плоскими симметричными поверхностями, образованными отсечением от него по трем осям координат равновеликих сегментов, и имеющий на плоских поверхностях сферические выступы, не превышающие высоту шарового сегмента, при этом базовый шар выполнен из эластичного материала с внутренней плоскостью, равной 1/4 1/3 его диаметра и заполненной упругопористым материалом, а сферические выступы образованы частью дополнительных шаров, выполненных из износостойкого материала, уплотненных и закрепленных в базовом шаре, согласно изобретению крепление дополнительных шаров выполнено посредством гибкой связи, которая соединяет их между собой и с массой базового шара. В качестве гибкой связи использован полимерный трос. To do this, in a grinding body containing a base ball made with symmetrical flat surfaces formed by cutting off from it along three coordinate axes of equal segments, and having flat spherical protrusions not exceeding the height of the ball segment, the base ball is made of elastic material with the inner plane equal to 1/4 1/3 of its diameter and filled with an elastic-porous material, and the spherical protrusions are formed by a part of additional balls made of wear-resistant material, sealed and fixed in the base ball, according to the invention, the mounting of additional balls is made by means of a flexible connection that connects them together and with the mass of the base ball. As a flexible connection, a polymer cable is used.

Упомянутое выше крепление элементов конструкции посредством гибкой связи, которая соединяет (крепит) дополнительные шары между собой и с массой материала базового шара, является дополнительным к уже существующему (за счет адгезии материалов). The above-mentioned fastening of structural elements by means of a flexible connection, which connects (fastens) additional balls to each other and to the mass of the base ball material, is additional to the existing one (due to adhesion of materials).

Конструкция крепления обеспечивает участие в процессе удержания дополнительных шаров в массе базового шара глубинных слоев материала последнего, поскольку гибкая связь расположена и достаточно равномерно распределена по всей массе базового шара. При этом за счет площадей поверхности гибкой связи увеличиваются площади взаимных контактов поверхностей, что при неизменных нагрузках обеспечивает снижение удельных нагрузок на единицу площади контактов базового шара. В результате этого снижаются контактные напряжения и вызываемые ими усталостные износы материала. The fastening design ensures participation in the process of holding additional balls in the mass of the base ball of the deep layers of the material of the latter, since the flexible connection is located and fairly evenly distributed throughout the mass of the base ball. Moreover, due to the surface area of the flexible connection, the area of mutual contact of the surfaces increases, which at constant loads ensures a reduction in unit loads per unit area of contact of the base ball. As a result of this, contact stresses and the fatigue wear of the material caused by them are reduced.

Достижение упомянутого выше технического результата является только частью позитивного результата, так как гибкая связь, выполненная из полимерного троса, воспринимает механически часть нагрузок, вызывающих нарушение крепления дополнительных шаров непосредственно на себя, так как она связывает последние между собой. При этом уровень демпфирования динамических нагрузок не снижается, так как при восприятии нагрузки и соответствующей ей деформации материала базового шара полимерный трос имеет возможность демпфироваться (изгибаться) без нарушения связи с материалом, а при снятии нагрузки восстанавливать свои линейные размеры, препятствуя при этом возникновению чрезмерных нагрузок на отрыв дополнительного шара, завулканизированного в массу базового шара. The achievement of the technical result mentioned above is only part of a positive result, since a flexible connection made of a polymer cable mechanically perceives a part of the loads that cause the mounting of additional balls directly to itself, since it connects the latter with each other. At the same time, the level of damping of dynamic loads does not decrease, since with the perception of the load and the corresponding deformation of the base ball material, the polymer cable has the ability to damp (bend) without breaking the connection with the material, and when unloading, restore its linear dimensions, preventing the occurrence of excessive loads to tear off an additional ball vulcanized into the mass of the base ball.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает снижение и более равномерное распределение нагрузок по массе базового шара, что ведет к снижению удельных напряжений в слоях контакта материала и связанных с ними усталостных износов, а также обеспечивает надежное удержание (крепление) дополнительных шаров в массе базового шара за счет механической связи полимерным тросом дополнительных шаров между собой и с массой базового шара. Thus, the proposed design provides a reduction and more uniform distribution of loads by mass of the base ball, which leads to a decrease in specific stresses in the contact layers of the material and the associated fatigue wear, and also provides reliable retention (fixing) of additional balls in the mass of the base ball due to mechanical connection with a polymer cable of additional balls between each other and with the mass of the base ball.

Изложенным выше подтверждается наличие причинно-следственных связей между совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения и достигаемыми техническими результатами. The above confirms the presence of causal relationships between the totality of the essential features of the invention and the achieved technical results.

Данная совокупность существенных признаков позволяет, по сравнению с прототипом, получить следующие технические результаты:
обеспечивает снижение и равномерное распределение нагрузок в материале базового шара, связанных с удержанием (креплением) дополнительных шаров в процессе демпфирования ударно-динамических нагрузок;
обеспечивает надежное удержание (крепление) дополнительных шаров в материале базового шара без снижения степени демпфирования ударно-динамических нагрузок.This set of essential features allows, in comparison with the prototype, to obtain the following technical results:
provides reduction and uniform distribution of loads in the material of the base ball associated with the retention (fixing) of additional balls in the process of damping shock-dynamic loads;
provides reliable retention (fixing) of additional balls in the material of the base ball without reducing the degree of damping of shock-dynamic loads.

На чертеже показано мелющее тело, разрез по вертикальной плоскости. The drawing shows a grinding body, a section along a vertical plane.

Мелющее тело содержит базовый шар 1, выполненный из термопласта, в котором за счет сил адгезии и полимерного троса 2 закреплены дополнительные шары 3, выполненные из легированного чугуна. Выступающая часть шаров 3 образует сферические выступы 4, которые являются рабочей поверхностью мелющего тела. В шаре 1 выполнена полость 5, заполненная упругопористой резиной. При этом показатели акустического импеданса материала шара 1 (термопласт) и упругопористой резины не совпадают. Полимерный трос 2 связывает соседние шары 3 между собой и с материалом шара 1, в который завулканизирован. The grinding body contains a base ball 1 made of thermoplastic, in which additional balls 3 made of alloyed cast iron are fixed due to the adhesion forces and the polymer cable 2. The protruding part of the balls 3 forms spherical protrusions 4, which are the working surface of the grinding body. In the ball 1, a cavity 5 is made, filled with elastic-porous rubber. In this case, the acoustic impedance of the material of the ball 1 (thermoplastic) and elastic-porous rubber do not match. The polymer cable 2 connects adjacent balls 3 with each other and with the material of the ball 1 into which it is vulcanized.

Использование (работа) мелющего тела в процессе измельчения материала в барабанной мельнице осуществляется следующим образом. The use (work) of the grinding body in the process of grinding material in a drum mill is as follows.

При вращении барабана мельницы мелющие тела поднимаются по концентрическим круговым траекториям на некоторую высоту, откуда падают водопадом вниз по параболическим траекториям, измельчая материал, в основном ударом, либо скатываются параллельными слоями каскадом вниз, измельчая материал, в основном раздавливанием и истиранием. Возможен также и смешанный каскадно-водопадный режим работы мельницы. When the mill drum rotates, the grinding bodies rise along concentric circular paths to a certain height, from where they fall down a parabolic path by a waterfall, grinding material, mainly by impact, or roll down in parallel layers, cascading down, grinding material, mainly by crushing and abrasion. A mixed cascade-waterfall mode of operation of the mill is also possible.

Возникающие при этом циклические ударно-динамические и истирающие нагрузки воспринимаются сферическими выступами 4 шаров 3 и передаются на теле материала шара 1. При этом эти нагрузки воспринимаются и передаются как за счет сил адгезии материала шара 1 и шаров 3, так и за счет сил адгезии материалов полимерного троса и материала 1, в котором они завулканизированы. Так как трос 2 связывает между собой все шары 3, то нагрузки распределяются равномерно по всей массе шара 1. The resulting cyclic shock-dynamic and abrasive loads are perceived by the spherical protrusions 4 of the balls 3 and are transmitted on the body of the material of the ball 1. Moreover, these loads are perceived and transmitted both due to the adhesion forces of the material of the ball 1 and balls 3, and due to the adhesion forces of materials polymer cable and material 1 in which they are vulcanized. Since the cable 2 connects all the balls 3 to each other, the loads are distributed evenly throughout the entire mass of the ball 1.

Таким образом, конструкция мелющего тела обеспечивает, с одной стороны, надежное удержание дополнительных шаров 3 в теле шаров 1, снижение и более равномерное распределение нагрузок по массе шара 1. За счет этого обеспечивается повышение надежности элементов конструкции мелющего тела. Thus, the design of the grinding body provides, on the one hand, the reliable retention of additional balls 3 in the body of the balls 1, reducing and more uniform distribution of loads by the mass of the ball 1. This ensures an increase in the reliability of the structural elements of the grinding body.

Claims

1. A SHRINKING BODY containing a spherical body made with symmetrical flat surfaces formed by cutting off from it along three coordinate axes of equal segments and having spherical protrusions on flat surfaces not exceeding the height of the spherical segment, while the body is made of elastic material with an inner a cavity equal to 1 / 4-1 / 3 of its diameter and filled with an elastic-porous material, and the spherical protrusions are formed by a part of additional balls made of wear-resistant material, recessed and fastened in the housing, characterized in that the additional balls through a flexible connection are interconnected and with the mass of the housing.

2. The body according to claim 1, characterized in that a polymer cable is used as a flexible connection.