книги из ГПНТБ / Роторные дробилки исследование, конструирование, расчет и эксплуатация

Пользуясь показателем -і-, авторы при расчетах сознательно

допускают расхождение с действительной удельной поверхностью, что приводит к пропорциональному изменению значений;других расчетных параметров, связанных с ней функциональной зависи­ мостью. Однако в сопоставительных инженерных расчетах на конечный результат принятые допущения не влияют.

Для зерновой смеси удельная поверхность

Формула (1.10) неудобна для расчетов тем, что для продукта дробления и исходного материала чаще всего бывают неизвестны минимальный размер частиц и распределение мелких зерен, со­ ставляющих основную часть удельной поверхности зерновой смеси. Выбор метода вычисления dit а также число фракций, на которое сортируется материал, влияют на расчетное значение удельной поверхности зерновой смеси. Все это приводит к большим рас­ хождениям результатов при вычислении по этой формуле. В этой связи для расчетов показателя удельной поверхности исходного материала и продукта дробления принято более упрощенное выра­ жение

Ориентировочно можно принять, что удельная поверхность зерновой смеси, определенная, например, методом воздухопро­ ницаемости, больше рассчитанной по формуле (1.11) в 30 раз [9].

Пользуясь выражением (1.11), легко определить величину по­ казателя удельной, вновь образованной поверхности:

3. ОБЪЕМНЫЙ И ОБЪЕМНЫЙ НАСЫПНОЙ ВЕС МАТЕРИАЛА

Методы определения объемного веса у0 и объемного насыпного весауи для щебня стандартизованы. Эти показатели характеризуют материал в сухом состоянии. Учитывая, что роторные дробилки перерабатывают материал при естественной влажности, для при­ ближения показателей материала объемный вес и объемный насып­ ной вес рекомендуется измерять также при естественной влаж­ ности.

Объемный вес в гс/см3

здесь g x — вес мерного сосуда в гс; g.2 — то же со щебнем в гс; V — объем мерного сосуда в см3.

4.ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЧНОСТИ

Вкачестве характеристики прочности горной породы и щебня чаще всего используются два показателя: прочность при сжатии образцов правильной формы асжи дробимость щебня прн сжатии

вцилиндре Д р, измеряемые по методикам ГОСТа 8269—64. Эти показатели достаточно надежно характеризуют работоспособность горных пород и щебня в строительных сооружениях и конструк­ циях, но неудовлетворительно представляют способность мате­ риалов сопротивляться разрушению в дробильных машинах.

Поиск показателей, более близких по физической сущности к реальным процессам дробления, и изучение закономерности раз­ рушения материалов при дроблении показали, что еще нет осно­ ваний для окончательной рекомендации каких-либо методов из­ мерений сопротивлений материалов разрушению при дроблении в роторных дробилках. Однако некоторые из таких методов обес­ печивают значительно лучшее согласование показателей дроби­ мого материала с результатами дробления, чем предел проч­ ности <7СЖ.

Предел прочности при растяжении ар определяется на инди­ каторе Т-3 по ГОСТу 8269—64. Для испытаний образец вставляют клиновидным концом между двумя заостренными зубьями при­ бора и, сжимая зубья последнего, откусывают камень. Усилие, возникающее при нагружении образца, фиксируется на шкале манометра, проградуированной в единицах предела прочности при растяжении.

Предел прочности при раздавливании образцов неправильной формы определяется методом, предложенным ИГД им. А. А. Скочинского и состоящим в разрушении на прессе кусков объемом около 100 см3 каждый, три взаимно перпендикулярных размера которых отличаются не более чем в 1,5 раза.

Предел прочности при раздавливании в кгс/см2

где Р — минимальное усилие, при котором образец раскалы­ вается, в кгс; V — объем образца, определяемый по формуле (1.2), в см3.

П

размером d0\ in — показатель степени, характеризующий масштаб­ ный фактор (табл. 2).

Для оценки точности физико-механических показателей гор­ ных пород и расчетов Л. И. Бароном предложена шкала точности, в которой в качестве определяющего критерия принят коэффициент вариации [2]. В горном деле расчеты считают вполне точными, если коэффициент вариации не более 10%, практически точными — при 10—20%; приближенными, широко используемыми в практи­ ческих расчетах, — при 20—30%; требующими большой осторож­ ности при применении к конкретным объектам — при 30—40%; приближенными, выявляющими общие тенденции, но непригодными для конкретного проектирования — при более 40%.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В РОТОРНЫХ ДРОБИЛКАХ

1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ УДАРНОГО ДРОБЛЕНИЯ

Механическое разрушение каменных материалов представляет собой сложный процесс различных явлений, протекающих прак­ тически одновременно. Образованию и развитию трещин в телах при механическом воздействии сопутствуют тепловые, химические, электрические явления и структурные преобразования материала. При этом общая энергия, расходуемая на дробление, превышает примерно в 1000 раз поверхностную энергию вновь образованных поверхностей материала [6].

Современные гипотезы не в состоянии оценить многообразие явлений, происходящих при дроблении, хотя и дают удовлетвори­ тельные результаты для некоторых условий разрушения. Необ­ ходимо знать физическую сущность процессов, протекающих при разрушении, чтобы обоснованно применять известные закономер­ ности и уметь оцешпь точность используемых уравнений. При любом виде деформации процесс разрушения молено представить в следующем виде. Внешние силы вызывают накопление внутрен­ ней энергии упругих деформаций. Напряжения в куске возра­ стают, пока в каком-то месте вследствие концентрации напря­ жений, вызванных местными дефектами, они не превысят предела прочности. Начинается развитие трещины, сопровождающееся перераспределением энергии упругих деформаций, часть которой превращается в энергию вновь образованных поверхностей. Эта часть энергии и является полезной энергией дробления. Остальная энергия уходит главным образом на упругие деформации сжатия и рассеивается в виде тепла и других видов энергии.

Дробилки как статического действия (щековые, конусные, вал­ ковые), так и ударного действия (роторные, молотковые, центро­ бежно-ударные) вызывают в дробимом материале все виды дефор­ маций, среди которых преобладает сжатие. Дробилки первой группы отличаются от дробилок второй группы меньшими скоро­ стями нарастания напряжений, обусловленными соответствую­ щими скоростями приложения нагрузок. Однако строгой границы между дробилками по этому признаку установить нельзя. Сами же процессы разрушения в дробилках той и другой группы, как утверждает Н. Moiling, принципиально не отличаются. Различие следует искать в способе передачи энергии или в механизме воз­ действия рабочего органа на дробимый материал. Таких механиз­ мов можно назвать три:

Кинетическая энергия до удара и после удара остается по­ стоянной:

Энергия, отдаваемая телом с массой /п[ телу с массой т 2 при

Скорости движения тела 1 и тела 2 после удара одинаковы и равны:

Кинетическая энергия тел 1 и 2 до удара

Кинетическая энергия тел 1 и 2 после удара

^п (,"іуо + т 2ио)2

Разность этих кинетических энергий представляет собой по­ терю энергии, расходуемую на деформацию тел:

"Ч'п/о

Зр 2(/;?і -|-/л2)

Формулы механики, описывающие удар упругих тел, не по­ зволяют рассчитать время удара, напряжения в соударяемых телах и ускорения. Волновая теория учитывает время действия ударной нагрузки и напряжение при ударе. Эту теорию экспериментально подтвердил Рамсауер. Для экспериментов он использовал изго­ товленные из одинакового материала и с одинаковым поперечным сечением стержни массой тх и т2 длиной соответственно Іх и h = ЗД. Стержни сталкивались между собой, причем стержень массой тхдвигался со скоростью ѵ0, стержень массой /п2 находился в покое.

Положение и напряженное состояние стержней, возникавшие в ходе эксперимента через одинаковые промежутки времени At,

за которые волна упругости распространялась на расстояние к

показаны на рис. 2. До соприкосновения со стержнем массой т 2 стержень массой пг, двигался со скоростью ѵ0. После обмена удар­ ными импульсами в момент 3, скорость слоев стержня массой mlt

зовет волну растяжения, которая распространится в обе стороны и по достижении поверхности контакта отделит стержень массой т2 от стержня массой тх.

В результате стержень массой тх останется неподвижным, а стержень массой т2 начнет двигаться направо толчками. Отдель-