[go: up one dir, main page]

RU2849649C2 - Method of feeding material into working space of crushing-grinding machine - Google Patents

Method of feeding material into working space of crushing-grinding machine

Info

Publication number
RU2849649C2
RU2849649C2 RU2023135112A RU2023135112A RU2849649C2 RU 2849649 C2 RU2849649 C2 RU 2849649C2 RU 2023135112 A RU2023135112 A RU 2023135112A RU 2023135112 A RU2023135112 A RU 2023135112A RU 2849649 C2 RU2849649 C2 RU 2849649C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crushing
grinding machine
along
movement
distribution device
Prior art date
Application number
RU2023135112A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2023135112A (en
Inventor
Ольга Владимировна Бревнова
Александр Павлович Жильцов
Александр Аркадьевич Бревнов
Дмитрий Александрович Вишневский
Эдуард Петрович Левченко
Анатолий Анатольевич Харитоненко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ)
Publication of RU2023135112A publication Critical patent/RU2023135112A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2849649C2 publication Critical patent/RU2849649C2/en

Links

Abstract

FIELD: crushing or grinding of various materials.
SUBSTANCE: invention relates to grinders. Disclosed is a method of feeding material to gripper rotor blades of crushing-grinding machine, including its movement on distributing device along steepest descent line.
EFFECT: uniform and efficient feed of raw stock, higher quality of finished product, power savings.
1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов и может быть применено для более равномерной и эффективной подачи сырья в разгонно-ударной ротор дробильно-измельчительной машины.The invention relates to devices for crushing materials and can be used for a more uniform and efficient supply of raw materials to the acceleration-impact rotor of a crushing and grinding machine.

Известен способ подачи материала в измельчитель, включающий его движение по распределительному устройству по линии наискорейшего спуска [А.с. СССР №1727894, В02С 13/16, 23.04.93, Бюл. №15. Роторная мельница].A method for feeding material into a grinder is known, which includes its movement along a distribution device along the line of the fastest descent [USSR A.s. No. 1727894, B02C 13/16, 23.04.93, Bulletin No. 15. Rotor mill].

Недостатком данного способа является низкая эффективность равномерного распределения материала по конической поверхности и малая скорость его движения по образующей конуса.The disadvantage of this method is the low efficiency of uniform distribution of the material over the conical surface and the low speed of its movement along the cone generatrix.

Известен способ подачи материала в рабочую камеру дробильно-измельчительной машины по загрузочному бункеру, снабженному коробом со скатывающей поверхностью для перемещения исходного продукта которая задает линию наискорейшего спуска [RU 2546228 С1, 10.04.2015].A method is known for feeding material into the working chamber of a crushing and grinding machine through a loading hopper equipped with a box with a rolling surface for moving the initial product, which sets the line of the fastest descent [RU 2546228 C1, 10.04.2015].

Недостатком данного способа является невозможность его применения к работе дробильно-измельчительной машины, в которой заложен принцип распределения материла в роторе вращающимся совместно с ним распределительным устройством и выброса материала из ротора лопатками на отбойные поверхности.The disadvantage of this method is that it cannot be applied to a crushing and grinding machine, which is based on the principle of distributing material in a rotor by a rotating distribution device and ejecting the material from the rotor by blades onto impact surfaces.

Техническим заданием изобретения является повышение эффективности способа и скорости захвата материала лопатками ротора, в котором благодаря новому теоретическому математическому обоснованию достигаются лучшие условия захвата материала лопатками ротора.The technical task of the invention is to increase the efficiency of the method and the speed of material capture by rotor blades, in which, thanks to a new theoretical mathematical justification, better conditions for material capture by rotor blades are achieved.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подачи материала на захват лопатками ротора дробильно-измельчительной машины, включающим его движение по распределительному устройству, по линии наискорейшего спуска, абсолютную величину скорости движения материала по распределительному устройству задают системой уравнений:The stated task is achieved by the fact that in the method of feeding the material to the grip of the rotor blades of the crushing and grinding machine, including its movement along the distribution device, along the line of the steepest descent, the absolute value of the speed of movement of the material along the distribution device is specified by a system of equations:

где V - скорость движения материала по образующей поверхности;where V is the speed of movement of the material along the generating surface;

ϕ - угол между вектором скорости и направлением силы тяжести;ϕ is the angle between the velocity vector and the direction of gravity;

g - ускорение свободного падения;g - acceleration of gravity;

k - постоянный коэффициент трения;k is a constant coefficient of friction;

u - оптимальное управление;u - optimal control;

На фиг. 1 представлена кинематическая схема дробильно-измельчительной машины; на фиг. 2 - конусный профиль распределительного устройства; на фиг. 3 - предлагаемый профиль распределительного устройства; на фиг. 4 - схема сил, действующих на материальную точку материала массой m; на фиг. 5 - графическая зависимость траектории движения материальной точки материала при k=0,1; на фиг. 6 - изменение скорости материальной точки материала при k=0,1; на фиг. 7 - расчетная схема движение частицы материала по прямой наклонной поверхности.Fig. 1 shows the kinematic diagram of the crushing and grinding machine; Fig. 2 - the conical profile of the distribution device; Fig. 3 - the proposed profile of the distribution device; Fig. 4 - a diagram of the forces acting on a material point of mass m; Fig. 5 - a graphical dependence of the trajectory of movement of a material point of the material at k = 0.1; Fig. 6 - a change in the speed of a material point of the material at k = 0.1; Fig. 7 - a calculation diagram of the movement of a material particle along a straight inclined surface.

Суть способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.

Материал засыпают в приемное отверстие дробильно-измельчительной машины через загрузочный патрубок 5, закрепленный на корпусе 1. Поступая на вращающееся распределительное устройство 7, материал, под действием центробежной силы и силы тяжести сползает вниз и захватывается лопатками 4, установленными на вращающемся с помощью вала 3 роторе.The material is poured into the receiving opening of the crushing and grinding machine through the loading branch 5, fixed on the housing 1. Entering the rotating distribution device 7, the material, under the action of centrifugal force and gravity, slides down and is captured by blades 4, installed on the rotor rotating with the help of shaft 3.

При движении материала по вращающемуся распределительному устройству обеспечивается большая скорость вылета материала из ротора.When the material moves along the rotating distribution device, a high speed of material ejection from the rotor is ensured.

Достигнув конца лопаток 4 материал выбрасывается на отбойную поверхность 2, где происходит его измельчение под действием накопленной при разгоне кинетической энергии.Having reached the end of the blades 4, the material is thrown onto the impact surface 2, where it is crushed under the action of the kinetic energy accumulated during acceleration.

Готовый продукт выводится из рабочего пространства дробильно-измельчительной машины через выгрузочное приспособление 6.The finished product is removed from the working space of the crushing and grinding machine through the unloading device 6.

Ввиду того, что с возрастанием угловой частоты вращения ротора затраты энергии увеличиваются по квадратичной зависимости, что приводит к удорожанию готового продукта, необходимо создать условия повышения скорости вылета материала с разгонной лопасти без увеличения числа его оборотов вращения. Это можно достичь путем обеспечения лучших условий захвата материала лопастным ротором при всех иных неизменных параметрах геометрии и кинематики. Увеличение скорости движения частицы, а также более рациональное направление ее движения возможно за счет изменения конической формы распределительного устройства (фиг. 2, фиг. 3).Since energy consumption increases quadratically with increasing rotor angular frequency, leading to higher product costs, it is necessary to create conditions for increasing the material's ejection velocity from the accelerating blade without increasing its rotational speed. This can be achieved by improving the material's capture by the rotor blade, while maintaining all other geometric and kinematic parameters constant. Increasing particle velocity and streamlining its direction are possible by modifying the conical shape of the distribution device (Fig. 2, Fig. 3).

Это достигается тем, что абсолютную величину скорости движения материала по распределительному устройству задают системой уравнений:This is achieved by the fact that the absolute value of the speed of movement of the material along the distribution device is specified by a system of equations:

где V - скорость движения материала по образующей поверхности;where V is the speed of movement of the material along the generating surface;

ϕ - угол между вектором скорости и направлением силы тяжести;ϕ is the angle between the velocity vector and the direction of gravity;

g - ускорение свободного падения;g - acceleration of gravity;

k - постоянный коэффициент трения;k is a constant coefficient of friction;

u - оптимальное управление;u - optimal control;

Приведенные математические зависимости получены следующим образом.The given mathematical dependencies were obtained as follows.

Рассмотрим скольжение материальной точки, имеющей постоянную массу, двигающейся по криволинейной поверхности под действием поля силы тяжести. На данную точку оказывает воздействие сила сухого трения FS и составляющая реакции опоры N, в направлении перпендикулярном вектору скорости V (фиг. 4).Consider the sliding of a material point with constant mass, moving along a curved surface under the action of gravity. This point is acted upon by the dry friction force F S and the support reaction component N, in a direction perpendicular to the velocity vector V (Fig. 4).

Уравнения движения рассматриваемой материальной точки имеют вид:The equations of motion of the material point under consideration have the form:

где ϕ - угол между вектором скорости и направлением силы тяжести.where ϕ is the angle between the velocity vector and the direction of gravity.

Величина силы сухого трения определяется с помощью закона Кулона FS=k⋅|N|, где k - постоянный коэффициент трения.The magnitude of the dry friction force is determined using Coulomb's law F S =k⋅|N|, where k is the constant coefficient of friction.

После необходимых преобразований система уравнений движения (1) будет выглядеть следующим образом:After the necessary transformations, the system of equations of motion (1) will look as follows:

где u - оптимальное управление, определяемое:where u is the optimal control defined by:

где ψ - параметр, определяемый выражением:where ψ is a parameter determined by the expression:

Система дифференциальных уравнений (2) решается как задача Коши с начальными условиями:The system of differential equations (2) is solved as a Cauchy problem with initial conditions:

Для расчетов принят коэффициент трения k=0,1.For calculations, the friction coefficient k=0.1 was adopted.

Для численного решения системы дифференциальных уравнений движения материальной точки использовался метод Рунге-Кутты 4 порядка.For the numerical solution of the system of differential equations of motion of a material point, the 4th order Runge-Kutta method was used.

Полученная в результате вычислений траектория движения материальной точки представлена на фиг. 5. Изменение скорости точки с течением времени представлено на фиг. 6.The trajectory of motion of a material point obtained as a result of calculations is shown in Fig. 5. The change in the velocity of the point over time is shown in Fig. 6.

На графике изменения скорости (фиг. 6) экстремум наблюдается при t=0,268 с. Расчеты показывают, что для этого момента времени скорость материала составляет V=1,419 м/с, угол наклона вектора скорости ϕ=75,23°, а координаты материальной точки zmax=-0,148 м, xmax=0,185 м.On the graph of the change in velocity (Fig. 6), the extremum is observed at t=0.268 s. Calculations show that for this moment in time, the velocity of the material is V=1.419 m/s, the angle of inclination of the velocity vector ϕ=75.23°, and the coordinates of the material point are z max =-0.148 m, x max =0.185 m.

Теперь сравним полученные результаты с движением той же материальной точки по прямой наклонной поверхности, что показано на фиг. 7. Составим дифференциальное уравнение движения материальной точки по прямой наклонной поверхности с постоянным углом наклона под действием силы тяжести mg, силы сухого трения FS и реакции опоры N, в проекции на ось As, совпадающую с направлением движения по наклонной прямой.Now let us compare the obtained results with the motion of the same material point along a straight inclined surface, as shown in Fig. 7. Let us compose a differential equation for the motion of a material point along a straight inclined surface with a constant angle of inclination under the action of gravity mg, dry friction force F S and support reaction N, in projection onto the axis As, coinciding with the direction of movement along the inclined line.

В результате двойного интегрирования уравнения (6) при начальном положении частицы материала в точке А и при начальной скорости частицы VA=0, скорость материальной точки определяется выражением:As a result of double integration of equation (6) with the initial position of the material particle at point A and with the initial velocity of the particle V A =0, the velocity of the material point is determined by the expression:

а закон ее движения:and the law of its motion:

Отсюда, время, за которое частица достигнет точки В составит tmax=0,297 с. При достижении частицей точки В ее скорость составит 1,594 м/с. Угол наклона поверхности ϕ=51,35°.Hence, the time it takes for the particle to reach point B will be t max = 0.297 s. When the particle reaches point B, its speed will be 1.594 m/s. The angle of inclination of the surface ϕ = 51.35°.

Для определения эффективности предложенного профиля распределительного устройства сравним проекции скоростей частицы в точке В на ось Ох.To determine the efficiency of the proposed distribution device profile, we compare the projections of the particle velocities at point B onto the Ox axis.

При предлагаемом профиле при конусном профиле Разница составляет 9,26%.With the proposed profile with a conical profile The difference is 9.26%.

Таким образом, в результате проведенных расчетов и сравнения двух профилей входного участка центробежно-ударной дробилки, выявлено, что применение предлагаемого профиля увеличивает скорость движения частиц разрушаемого материала, на 9,26%, что повышает эффективность дробления. Кроме того, в результате применения предлагаемого профиля вектор скорости частицы на подходе в область вращающихся лопастей на 31,74% становится ближе к естественной траектории движения частицы в радиальном направлении.Thus, as a result of calculations and comparison of two centrifugal impact crusher inlet section profiles, it was found that the proposed profile increases the particle velocity of the crushed material by 9.26%, thereby enhancing crushing efficiency. Furthermore, the proposed profile brings the particle velocity vector approaching the rotating blades 31.74% closer to the particle's natural radial trajectory.

Следовательно, применение предлагаемого профиля распределительного устройства позволяет увеличить скорость удара материала об отбойную поверхность, приводя к более эффективному протеканию процесса измельчения.Consequently, the use of the proposed profile of the distribution device allows for an increase in the impact speed of the material on the impact surface, leading to a more efficient grinding process.

Предложенный способ за счет более равномерной и эффективной подачи материала на захват лопатками ротора в дробильно-измельчительную машину позволяет повысить качество готового продукта и сократить затраты энергии на процесс разрушения.The proposed method, due to a more uniform and efficient feed of material to the rotor blades of a crushing and grinding machine, improves the quality of the finished product and reduces energy costs for the destruction process.

Claims (9)

Способ подачи материала на захват лопатками ротора дробильно-измельчительной машины, включающий его движение по распределительному устройству по линии наискорейшего спуска, отличающийся тем, что абсолютную величину скорости движения материала по распределительному устройству задают системой уравнений:A method for feeding material to the rotor blades of a crushing and grinding machine, including its movement along a distribution device along the line of steepest descent, characterized in that the absolute value of the speed of movement of the material along the distribution device is specified by a system of equations: где V - скорость движения материала по образующей поверхности;where V is the speed of movement of the material along the generating surface; ϕ - угол между вектором скорости и направлением силы тяжести;ϕ is the angle between the velocity vector and the direction of gravity; g - ускорение свободного падения;g - acceleration of gravity; k - постоянный коэффициент трения;k is a constant coefficient of friction; u - оптимальное управление;u - optimal control;
RU2023135112A 2023-12-22 Method of feeding material into working space of crushing-grinding machine RU2849649C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2023135112A RU2023135112A (en) 2025-06-23
RU2849649C2 true RU2849649C2 (en) 2025-10-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU634079A1 (en) * 1972-04-05 1978-11-25 Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения Apparatus for charging agglomeration machine
CN2319141Y (en) * 1997-12-19 1999-05-19 中国矿业大学 Equal-thickness screen surface with quick lines
RU2546228C1 (en) * 2013-12-03 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Rotary crusher
CN107580837A (en) * 2017-11-01 2018-01-16 东北农业大学 V-type groove pull-type conducting device
RU2641577C1 (en) * 2016-11-22 2018-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Grinding mill

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU634079A1 (en) * 1972-04-05 1978-11-25 Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения Apparatus for charging agglomeration machine
CN2319141Y (en) * 1997-12-19 1999-05-19 中国矿业大学 Equal-thickness screen surface with quick lines
RU2546228C1 (en) * 2013-12-03 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Rotary crusher
RU2641577C1 (en) * 2016-11-22 2018-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Grinding mill
CN107580837A (en) * 2017-11-01 2018-01-16 东北农业大学 V-type groove pull-type conducting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0939676B1 (en) Method and device for synchronously impact milling of material
US2919864A (en) Centrifugal pulverizer
KR100815930B1 (en) Crushing equipment
RU2849649C2 (en) Method of feeding material into working space of crushing-grinding machine
CN102264476A (en) Material grinding method and a device for carrying out said method
RU2490066C1 (en) Disintegrator
RU2668675C1 (en) Method for disintegration of lumpy raw material
JP2597866B2 (en) Crusher
EP2582460B1 (en) Rock crushing apparatus
RU2211090C1 (en) Method of production of building mineral powder
RU2691564C1 (en) Method for disintegration of lump raw material
RU2386480C2 (en) Vortex grinder for cascade grinding
US5255858A (en) Milling method and milling device
SU1076138A1 (en) Centrifugal mill
CN208661289U (en) Self-grinding machine and wear-resistant centrifugal grinding disc
US20060138264A1 (en) Mill with eccentric rotor
RU2148434C1 (en) Fragile material grinding method
CN103203270A (en) Improved fluidized bed jet mill
RU209676U1 (en) Centrifugal conical grinder with malleable particle isometrization zone
JPH0596194A (en) Crushing method in vertical crusher
RU2555913C1 (en) Method of materials mixing and grinding
RU2656462C1 (en) Method for mixing and grinding
RU2683526C1 (en) Lumpy raw material disintegration method
RU2564212C1 (en) Method to mix and grind materials
SU963549A1 (en) Centrifugal mill