Для цитирования: Косарев Н. П., Зубов В. В., Потапов В. Я., Потапов В. В. Влияние силы Кориолиса на кинематику куска в рабочем пространстве измельчителя // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 6. С. 57–64. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-6-57-64

Актуальность работы. Выпускаемые в настоящее время роторные истиратели имеют недостаточную эффективность, которая характеризуется главным образом степенью измельчения. Основная причина сложившейся ситуации заключается в недостаточной изученности процессов, протекающих в лабиринтном роторе встречного удара при измельчении материала, и, как следствие, в недостаточной научной обоснованности методов проектирования. Геометрические параметры и скорость вращения рабочего органа до настоящего времени назначаются эмпирически по принципу подобия, что неминуемо приводит к отклонениям тонины и производительности измельчения от заданных значений. Совершенствование конструкции, позволяющее повысить эффективность работы устройств, невозможно без анализа кинематики куска в канале измельчителя. Особое внимание следует уделить влиянию силы Кориолиса на кинематику куска, что позволит научно обосновать зависимость, определяющую соотношение между конструктивными параметрами и технологическими показателями оборудования.
Методология. В ходе проведенного исследования использовался факторный анализ, синтез данных и методы математического и физического моделирования.
Объект исследования – роторные измельчители для подготовки горной породы к опробованию. Предмет исследования – рабочий процесс роторного измельчителя встречного удара. Задача исследования – повышение эффективности работы роторного измельчителя руды за счет анализа движения частиц в каналах ротора. Методы исследования. Анализ движения частиц в каналах ротора выполнен с использованием положений теоретической механики и теории удара, а в качестве математического аппарата выступает дифференциальное исчисление.
Результаты и выводы. Необходимо на базе анализа предложенной теории движения частиц, основываясь на качественных представлениях процессов в роторе измельчителя встречного удара, сформировать основу для получения количественных зависимостей, предназначенных для конструкторских расчетов. Это позволит совершенствовать методики проектирования и создания роторного измельчителя нового типа. Установлено, что сила Кориолиса снижает относительную скорость куска не более чем на 20,3 % в зависимости от принятых допущений.

Ключевые слова: роторный измельчитель; кинематика куска; геометрия канала; удар; уравнение баланса энергии удара; коэффициент трения; сила Кориолиса; дифференциальные уравнения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Zubov V. V., Simisinov D. I., Akhlyustina N. V., Khazin M. L., Davydov S. Ya. Determination of the parameters of a counterblow grinder // Refractories and Industrial Ceramics. 2018. Vol. 58. No. 5. January. P. 521–524.
2. Afanasev A. I., Simisinov D. I., Potapov V. Ya. Strengthening the blades of a high-speed mixer on the basis of wear curves // Refractories and Industrial Ceramics. 2016. Vol. 56. Issue 5. P. 452–455.
3. Ляпцев С. А., Ахлюстина Н. В. Моделирование движения частицы в измельчителе // Известия вузов. Горный журнал. 2007. № 8. С. 107–110.
4. Ахлюстина Н. В., Зубов В. В. Аэродинамика ротора измельчителя встречного удара // Фундаментальные исследования. 2014. № 8. С. 1279–1282.
5. Levdanskiy E. I., Levdanskiy I. A. Improvement of processes of gribing operation and deslimation of sylvinite ore before flotation // Proceedings of BSTU. 2015. No. 3. P. 99–104.
6. Матвеев А. И., Винокуров В. Р. Изучение эффективности работы центробежной мельницы многократного ударного действия при отрицательных температурах // ГИАБ. 2011. № 10. С. 256–258.
7. Ахлюстина Н. В., Зубов В. В. Управление воздушным потоком в каналах ротора измельчителя встречного удара // Известия вузов. Горный журнал. 2015. № 3. С. 126–132.
8. Угольников А. В., Макаров В. Н., Макаров Н. В. Оптимизация геометрических параметров гидровихревого инерционного стратификатора Вентури // Записки горного института. 2019. Т. 240. С. 638–648.
9. Халкечев К. В., Халкечев Р. К. Математическая модель разрушения поликристаллов при квазистатических и ударных нагрузках // ГИАБ. 2011. Cпец. вып. Методы математического моделирования в горной промышленности. С. 22–26. ISSN 0536-1028 «Известия вузов. Горный журнал», № 6, 2021 63
10. Gazaleeva G. I., Tsherbakova Z. H., Tchervyakov S. A., Ivanova S. P. Modern methods of ultrafine grinding and selective disclosure of minerals // XV Anniversary Balkan Mineral Processing Congress. Bulgaria, 2013. P. 123–127.
11. Блехман И. И., Мышкис А. Д., Пановко Я. Г. Прикладная математика: предмет, логика, особенности подходов. С примерами из механики. М.: ЛЕНАНД, 2018. 376 с.
12. Корчевский А. Н., Назимко Е. И., Серафимова Л. И., Науменко В. Г. Подготовительные процессы при обогащении полезных ископаемых. Дробление, измельчение, грохочение и классификация. Донецк: ДонНТУ, 2017. 180 с.
13. Брагин В. Г., Волков Е. Б., Казаков Ю. М. Теоретическая механика. Екатеринбург: УГГУ, 2018. 249 с.
14. Iskenderov R., Lebedev A., Zacharin A., Lebedev P., Marjin N. Constructive and regime parameters of horizontal impact crusher of grain // Earth and Environmental Science: materials IOP Conf. Series. 2019. No. 403. P. 012057.
15. Thomasa T., Hendriks W., Poelb der Bvan. Size distribution analysis of wheat, maize and soybeans and energy efficiency using different methods for coarse grinding // Animal Feed Sci. and Tech. 2018. No. 240. P. 11–21.