7. Интенсивность деформаций породы в трубе

Цилиндрические трубы широко применяются в качестве мундштуков и питателей в различных устройствах для переработки, формования и транспортирования различных горных пород. Движение материала в трубе может происходить как с практически постоянной, так и с переменной скоростью. Средняя по объему интенсивность деформаций при переработке породы в круглой трубе будет зависеть от характера распределения скорости потока материала. Если порода движется с постоянной скоростью, то сдвиг происходит в тонком слое непосредственно у внутренней поверхности трубы. Тогда средняя по производительности интенсивность деформаций породы в цилиндрической трубе (рис. 5)

Рис. 5. Переработка материала в круглой трубе

, (33)

где – интенсивность деформаций породы в пристенном слое

толщиной ;

– то же в ядре потока;

– производительность через поперечное сечение пристенного

слоя, где происходит переработка;

– производительность через поперечное сечение ядра потока,

где порода движется практически с постоянной скоростью .

В ядре потока при . Тогда средняя по производительности интенсивность деформаций

. (34)

Из формулы (16)для ленточного растирателя применительно к круглой трубе диаметром и длиной имеем

,

где – скорость скольжения материала у внутренней поверхности

трубы.

Производительность

.

Подставив выражения для и в (34), получим

, (35)

где – коэффициент скольжения.

Изменение скорости потока по поперечному сечению круглой трубы в общем случае описывается закономерностью

,

где – наибольшее значение коэффициента скольжения;

– осевая скорость потока;

– радиус трубы;

– текущее значение радиуса;

– показатель степени, характеризующий изменение скорости потока по сечению трубы .

Тогда интенсивность деформаций породы в круглой трубе

, (36)

где – среднее значение коэффициента скольжения;

– скорость потока.

Рассмотрим трубу прямоугольного сечения (рис. 6).

Рис. 6. Сечение прямоугольной трубы

Пусть скорость потока по поперечному сечению прямоугольной трубы одинакова. Тогда согласно формуле (16) интенсивность деформаций материала в пристенном слое

,

где и – размеры сечения прямоугольной трубы (рис. 6).

Согласно (34) средняя по производительности интенсивность деформаций породы в прямоугольной трубе

. (37)

8. Интенсивность деформаций породы в различных устройствах

Проф. Ф.А. Опейко распространил свой метод оценки на различные элементы перерабатывающих устройств и перерабатывающие механизмы горного производства. В результате были получены следующие формулы:

1. Коническая насадка круглого сечения

, (38)

где и – диаметры входного и выходного сечений ;

– длина насадки.

2. Клиновидная и пирамидальная насадки прямоугольного сечения (рис. 7)

Рис. 7. Пирамидальная насадка

, (39)

где ; и – размеры сторон поперечного сечения

насадки у выхода.

3. Поршневой нагнетатель и решетка с отверстиями для формования гранул

, (40)

где – соответственно длины и внутренние диаметры

поршневой камеры и насадок;

– количество насадок.

4. Конусная дробилка

, (41)

где =1,1 – поправочный коэффициент, учитывающий дополнительную

переработку породы помимо чистого сдвига;

– половина угла между крайними образующими вращающегося

конуса дробилки;

и – радиусы вращающегося конуса у входа в дробилку и выхода

соответственно;

– угловая скорость внутреннего конуса;

– производительность.

5. Переработка раздавливанием между двумя параллельными пластинами

, (42)

где – первоначальная толщина слоя;

– его конечная толщина.

6. Пресс при половинном заполнении пространства между ножами и полном заполнении шнека

. (43)

где – статический момент площади поверхности соприкосновения с

породой подвижных ножей относительно оси вала пресса;

– то же внутренней поверхности кожуха шнека;

и – размеры поперечного сечения насадки у выхода;

– общая длина горловины и насадки.

7. Перерабатывающий шнек с крестовиной и цилиндрической насадкой

, (44)

где – статический момент крестовины относительно оси шнека.

8. Зубчатые вальцы

В зубчатых или рифленых вальцах некоторое количество материала образует вокруг валков постоянно обновляющийся слой. Остальной материал после прохода через зазор между валками поступает в приемную часть другого перерабатывающего устройства. Налипший на валки материал перерабатывается более интенсивно. Средняя по производительности интенсивность деформаций породы в зубчатых вальцах

, (45)

где и – параметры формулы, величина которых определяется

конструктивными размерами зубчатых вальцов, режимом

их работы, свойствами перерабатываемой породы.

9. Дисковый пресс

В этом прессе горная масса, предварительно переработанная экскавирующим устройством (фрезой), поступает в открытую часть кожуха, захватывается дисками вращающегося ротора и выдавливается через насадки. Для обеспечения работы дискового пресса необходима развитая поверхность контакта между дисками и породой, что обеспечивается большим числом дисков с отверстиями.

Интенсивность деформаций породы в дисковом прессе

(46)

где = 0,10,2 – коэффициент, учитывающий заполнение

пространства между дисками породой и

наличие ее скольжения по дискам;

= 0,20,3 – коэффициент скольжения породы по кожуху;

– статический момент площади поверхности

дисков относительно оси вращения ротора;

– отношение радиуса ступицы ротора к радиусу

внутренней поверхности кожуха;

– угол захвата породы;

– число промежутков между дисками;

– статический момент площади поверхности

ступицы ротора относительно его оси;

– расстояние между внутренними торцовыми

поверхностями дисков;

– статический момент площади внутренней

поверхности кожуха относительно оси ротора;

– статический момент площади входного сечения

насадки относительно оси ротора.

– угловая скорость ротора;

– производительность пресса.