Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки
У статті приведена конструкція вертикального внутрішньовалкового млина вібраційного типу. Отримані узагальнені моделі залежності продуктивності млина від варійованих параметрів, дозволяють адаптувати машину до різних умов експлуатації. In article the design intra-roller mills of the vibrating type...
Saved in:
| Published in: | Геотехническая механика |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2011
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33598 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки / В.П. Надутый, В.В. Сухарев, П.В. Левченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859772009589768192 |
|---|---|
| author | Надутый, В.П. Сухарев, В.В. Левченко, П.В. |
| author_facet | Надутый, В.П. Сухарев, В.В. Левченко, П.В. |
| citation_txt | Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки / В.П. Надутый, В.В. Сухарев, П.В. Левченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | У статті приведена конструкція вертикального внутрішньовалкового млина вібраційного типу. Отримані узагальнені моделі залежності продуктивності млина від варійованих
параметрів, дозволяють адаптувати машину до різних умов експлуатації.
In article the design intra-roller mills of the vibrating type is presented. The received generalized models of productivity dependence of a mill from varied parameters, allow to adapt the machine to various service conditions.
|
| first_indexed | 2025-12-02T06:28:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 622.734:621.926.3-9
В.П. Надутый, д.т.н., проф.,
В.В. Сухарев, к.т.н., м.н.с.,
П.В. Левченко, инж., асп.
(ИГТМ)
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ВНУТРИВАЛКОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ С
УЧЕТОМ ИЗМЕНЕНИЯ ВЫСОТЫ НАВИВКИ
У статті приведена конструкція вертикального внутрішньовалкового млина вібрацій-
ного типу. Отримані узагальнені моделі залежності продуктивності млина від варійованих
параметрів, дозволяють адаптувати машину до різних умов експлуатації.
MODELLING OF INTRA-ROLLER MILLS WORK WITH THE
CHANGE OF HEIGHT COIL
In article the design intra-roller mills of the vibrating type is presented. The received genera-
lized models of productivity dependence of a mill from varied parameters, allow to adapt the ma-
chine to various service conditions.
При измельчении полезных ископаемых широко используются различные
по конструкциям валковые мельницы, совершенствование которых связано с
уменьшением металлоѐмкости и энергопотребления. Применение сдвиговых
деформаций для разрушения кусков материала вместо механизма раздавлива-
ния, который используется практически во всех машинах для разрушения
горных пород, позволит реализовать вышеперечисленные требования, за счет
меньших усилий при разрушении материала [1]. Кроме этого, мельница
должна иметь возможность регулирования в заданных пределах конечной
крупности измельчаемого материала с целью минимального его переизмель-
чения.
В ИГТМ НАН Украины была разработана конструкция вертикальной
внутривалковой мельницы вибрационного типа [2], в которой разрушение
горной массы происходит за счет сдвиговых усилий, используя многократное
силовое воздействие на измельчаемый материал.
Конструктивная схема мельницы представлена на рис.1. Принцип работы
мельницы следующий: при работе привода 2 через передачу 3 и вал 4 вра-
щающий момент передаѐтся коническим валкам 6 помольной камеры 12, в
которую подаѐтся материал из загрузочного лотка 10. Материал под действи-
ем сил земного притяжения и многозаходной винтовой навивки конического
валка перемещается в зону зазора между внутренней конической частью ци-
линдрической оболочки 5 и конической поверхностью валка 6. В ходе пере-
мещения материала в зазоре, который постепенно уменьшается, величина
частиц горной массы будет уменьшаться соответственно размеру зазора меж-
ду валком и цилиндрической оболочкой. При концентрическом движении по
спирали, за счет винтовой навивки 7, материал подвергается сдвиговым де-
формациям и измельчается. При работе вибровозбудителя 14 материал быст-
рее продвигается в помольной камере 12, за счет сегрегации, и измельчение
проходит в эффективном режиме. Поворотные колебания вибровозбудителя
могут быть синхронизированы с оборотами конусного валка, который обес-
печивает ему дополнительную энергию для измельчения, а горной массе –
повышение скорости транспортирования вниз по спирали.
1 – рама; 2 – привод; 3 – передача; 4 – вал; 5 – корпус; 6 – валок;
7 – навивка; 8 – регулятор зазора; 9 – зазор; 10 – загрузочный лоток;
11 – разгрузочный лоток; 12 – камера; 13 – амортизаторы; 14 – вибровозбудитель
Рис. 1 – Схема вертикальной внутривалковой мельницы вибрационного типа
Измельченный продукт выходит из торцовых зазоров 9 между цилиндри-
ческой оболочкой и конусным валком и собирается в разгрузочных лотках 11.
При этом размер разгрузочного отверстия 9 регулируется устройством 8 для
изменения крупности помола горной массы. Такое изменение может осуще-
ствляться независимо, на разных валках мельницы, и, вследствие этого, воз-
можно получение разных крупностей помола горной массы.
Для установления количественных и качественных показателей измельче-
ния горной массы в внутривалковой конусной мельнице был выполнен ком-
плекс экспериментальных исследований [3-5], которые показали работоспо-
собность разработанной конструкции и позволили подтвердить целесообраз-
ность использования сдвиговых деформаций и вибрации.
Целью работы является установление аналитической зависимости произ-
водительности внутривалковой конусной мельницы вибрационного типа от
регулируемых параметров.
В качестве регулируемых (варьируемых) параметров были приняты сле-
дующие:
зазор разгрузочного отверстия Δ, мм (3…5);
высота винтовой навивки h, мм (2…4);
частота вращения вала вибровозбудителя ω, об/мин (0, 700…1000).
Частота вращения вала мельницы была постоянной 60n об/мин. В ка-
честве экспериментального материала использовался гранитный отсев класса
-10+5мм.
При описании влияние вышеперечисленных факторов на производитель-
ность мельницы был выполнен множественный регрессионный анализ с при-
менением прикладного пакета обработки статистических данных SPSS Statis-
tics.
При расчете обобщенной модели, она представлялась в виде регрессион-
ной зависимости второго порядка, с учѐтом взаимного влияния факторов:
2 2
0 1 1 1 1 1 1 2
2 1 3 1 ,
n n n n
k n n
y a a x a x b x b x c x x
c x x c x x
где y – целевая функция (производительность), 0a – свободный член, n na x и
2
n nb x – соответственно линейные и квадратичные слагаемые, 1k n nc x x –
слагаемое, в виде парных произведений факторов.
Расчет модели выполнялся средствами SPSS Statistics методом “Исключе-
ние”, при котором расчет начинался с результата, содержащего все независи-
мые переменные, и затем исключаются независимые переменные с наимень-
шими частичными корреляционными коэффициентами, пока соответствую-
щий регрессионный коэффициент оказывался значимым [6].
Обобщенная регрессионная модель получена для двух случаев – с наличи-
ем вибрационной составляющей (ω=700…1000 об/мин) и без нее (ω=0). Объ-
ем выборки модели с наличием вибрационного привода составил 91 измере-
ние, а расчетная зависимость следующая:
2 288,696 12,164 0,11 1,331 0,0000675
0,07 0,07
Q h h
h
Полученная регрессионная зависимость с высоким уровнем адекватности
описывает экспериментальные данные 1274,1F . При этом изменение
функции Q на 98,9 % характеризуется изменением включенных в модель
факторов ( 2 0,989R ). Статистика коэффициентов регрессии и уровень их
надежности (статистика Стьюдента) представлены в табл.1.
Следует отметить, что в уравнении слагаемое приняло на себя влия-
ние фактора , который был исключѐн при расчете, т.к. имел низкий корре-
ляционный коэффициент ( 1,19t ).
Таблица 1 – Расчѐтные значения коэффициентов регрессии и их надѐжности
Переменная h ω h
2
ω
2
Δ* ω h* ω
Коэффициент
регрессии
12,164 0,11 -1,331 -0,0000675 0,07 0,07
rascht 4,96 5,34 4,04 5,79 36,88 4,46
Обобщенная регрессионная зависимость производительности мельницы
без учета влияния вибрации на процесс измельчения (объем выборки – 25 из-
мерений) имеет вид:
1,638 2,366 1,531Q h
Статистика Фишера 3220,5F подтверждает адекватность полученной
модели, а коэффициент детерминации 2 0,997R свидетельствует о высоком
описании функции Q учтенными в уравнении факторами. Коэффициенты на-
дежности 23,12t и 75,56ht больше критического значения Стьюдента.
На рис.2 представлена зависимость производительности мельницы от раз-
мера разгрузочного отверстия, как при вибрационном режиме работы мель-
ницы, так и без него. Во всех случаях производительность линейно возрастает
в диапазоне изменения Δ.
№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
h 4 4 4 4 4 4 4 4 3,5 3 2,5 2
ω 1000 950 900 850 800 750 700 0 0 0 0 0
Рис.2 – Зависимость производительности мельницы от размера разгрузочного
отверстия
Зависимость производительности от высоты винтовой навивки конуса
мельницы графически показана на рис.3, из которого видно, что с увеличени-
ем h производительность линейно возрастает при отсутствии вибрации, и не-
линейно с ее наличием в диапазоне частоты вращения вала вибровозбудителя
ω=700…1000 об/мин.
Расчетные зависимости производительности мельницы от частоты враще-
ния вала вибровозбудителя при варьировании Δ и h показаны на рис.4. Все
функции имеют слабонелинейный характер зависимости.
№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
0
1
1
1
2
Δ 4 4 4 4 4 4 4 5
4
,5
4
3
,5
3
ω
1
000
9
50
9
00
8
50
8
00
7
50
7
00
0 0 0 0 0
Рис.3 – Зависимость производительности мельницы от высоты навивки конуса
мельницы
Выводы. Разработана обобщенная регрессионная зависимость производи-
тельности внутривалковой конусной мельницы с наличием вибровозбужде-
ния машины и без него. Модели показали высокую доверительную вероят-
ность в сравнении с полученными экспериментальными значениями. Показа-
но, что наличие вибровозбуждения мельницы существенно влияет на произ-
водительность машины в диапазоне варьируемых параметров.
№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Δ 5 4,5 4 3,5 4 3 4 4 4
h 4 4 4 4 3,5 4 3 2,5 2
Рис.4 – Зависимость производительности мельницы от частоты вращения вала
вибровозбудителя
Изменение высоты навивки вносит существенное влияние на показатели
измельчения внутривалковой мельницы. Так, например, при увеличение вы-
соты винтовой навивки в два раза, происходит трехкратный рост производи-
тельности внутривалковой мельницы, но в тоже время уменьшается степень
измельчения материала. Это необходимо учитывать при получении готового
продукта требуемого грансостава.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. – М.: Недра, 1978. – 368 с.
2. Патент № 48990 UA, МКИ
7
B 02 C 2/00, B 02 C 15/00. Внутрішньовалковий конусний млин
вібраційного типу / Надутий В.П., Сухарєв В.В., Кіжло Л.А. // ІГТМ Заявл. 05.11.2009, Опубл. 12.04.2010. в
Б.И. № 7.
3. Надутый В.П. Определение зависимости производительности внутривалковой конусной мельницы от
крупности исходной горной массы и размера разгрузочного отверстия / В.П. Надутый, А.М. Эрперт,
В.В. Сухарев // Науковий вісник НГУ.– 2008. – № 11. – С. 61-63.
4. Надутый В.П. Влияние изменения высоты навивки внутривалковой мельницы на показатели измель-
чения / В.П. Надутый, В.В. Сухарев, П.В. Левченко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць ІГТМ
НАН України. – Дніпропетровськ. – 2011. – Вип. 92. – С. 142-146.
5. Надутый В.П. Определение влияния вибрации на технологические показатели измельчения в внутри-
валковой вибрационной мельнице / В.П. Надутый, В.В. Сухарев // Форум гірників. Т.4. Матеріали міжнарод-
ної конференції 21-23 жовтня 2010 НГУ – Дніпропетровск, 2010. – С. 76-80.
6. Бююль А., Цефель П. SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и вос-
становление скрытых закономерностей: Пер. с нем. – СПб.: ООО «Диа-СофтЮП», 2005. – 608 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-33598 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T06:28:12Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Надутый, В.П. Сухарев, В.В. Левченко, П.В. 2012-05-28T18:07:47Z 2012-05-28T18:07:47Z 2011 Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки / В.П. Надутый, В.В. Сухарев, П.В. Левченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33598 622.734:621.926.3-9 У статті приведена конструкція вертикального внутрішньовалкового млина вібраційного типу. Отримані узагальнені моделі залежності продуктивності млина від варійованих параметрів, дозволяють адаптувати машину до різних умов експлуатації. In article the design intra-roller mills of the vibrating type is presented. The received generalized models of productivity dependence of a mill from varied parameters, allow to adapt the machine to various service conditions. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки Modelling of intra-roller mills work with the change of height coil Article published earlier |
| spellingShingle | Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки Надутый, В.П. Сухарев, В.В. Левченко, П.В. |
| title | Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки |
| title_alt | Modelling of intra-roller mills work with the change of height coil |
| title_full | Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки |
| title_fullStr | Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки |
| title_full_unstemmed | Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки |
| title_short | Моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки |
| title_sort | моделирование работы внутривалковой мельницы с учетом изменения высоты навивки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33598 |
| work_keys_str_mv | AT nadutyivp modelirovanierabotyvnutrivalkovoimelʹnicysučetomizmeneniâvysotynavivki AT suharevvv modelirovanierabotyvnutrivalkovoimelʹnicysučetomizmeneniâvysotynavivki AT levčenkopv modelirovanierabotyvnutrivalkovoimelʹnicysučetomizmeneniâvysotynavivki AT nadutyivp modellingofintrarollermillsworkwiththechangeofheightcoil AT suharevvv modellingofintrarollermillsworkwiththechangeofheightcoil AT levčenkopv modellingofintrarollermillsworkwiththechangeofheightcoil |