автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование процессов износа рабочих органов пресс-валковых измельчителей и совершенствование их конструкции

Введение.

1. Анализ состояния вопроса и задачи исследований.

1.1. Способы разрушения материалов и перспективы развития помольных агрегатов.

1.2. Анализ научных и патентных разработок по совершенствованию конструкций и повышению эксплуатационной надежности ПВИ.

1.3. Теории, механизмы и виды абразивного изнашивания

1.3.1. Виды абразивного изнашивания.

1.3.2. Механизм абразивного износа.

1.4. Способы повышения износостойкости при абразивном износе.*.

1.4.1. Термическая обработка.

1.4.2. Химико-термическая обработка.

1.4.3. Упрочнение изменением структуры поверхностного слоя.

1.5. Цель и задачи исследований.

2. Теоретические основы создания рабочих органов ПВИ повышенной эксплуатационной надежности.

2.1. Методика расчета износа валков ПВИ.

2.2. Теоретические обоснования повышения износостойкости поверхности валков ПВИ, оснащенных предварительно напряженными сегментами.

2.3. Расчет параметров наплавки, обеспечивающей высокую износостойкость поверхности при "самофутеровке" валков.

2.4. Теоретические положения увеличения долговечности рабочих органов ПВИ при использовании съемных сегментов.

2.5. Расчет геометрического профиля предварительно напряженных сегментов ПВИ.

О ■ ГЗ.т -Г". .--. - 1 : О"!

3. Методика экспериментальных исследований процессов износа рабочих органов ПВИ.

3.1. Разработка стендовой экспериментальной установки

ПВИ со съемными сегментами.

3.2. Методика экспериментальных исследований износостойкости валков ПВИ с предварительно напряженными сегментами.

3.3. Методика исследований предварительно напряженных сегментов поляризационно-оптическим методом.

3.3.1. Условия подобия при моделировании ПОМ.

3.3.2. Методика изготовления модели.

3.3.3. Оборудование и приборы для исследования напряжений в ПНС ПОМ.

3.4. Выводы.

4. Исследование влияния конструктивно- технологических папрметпов ч нрл^и^'гф озб^тл ТТНМ ня и?тюсостойкость рабочих органов.

4.1. Исследование основных факторов, влияющих на износ трущихся пар.

4.2. Исследование условий износа съемных сегментов ПВИ при различных режимах его работы.

4.3. Исследование напряженно-деформированного состояния сегмента ПВИ ПОМ.

4.4. Влияние конструктивно-технологических параметров

ПНС на величину износа их поверхности.

4.5. Выводы.

5. Промышленная апробация результатов теоретических и экспериментальных исследований.

5.1. Совершенствование конструкции ПВИ.

5.2. Промышленные испытания ПВИ с ПНС.

5.3. Результаты промышленного испытания ПВИ со съемными сегментами при производстве жидкого стекла.

Актуальность темы. В различных отраслях промышленности строительных материалов (цементной, керамической, стекольной и др.) процесс тонкого измельчения материалов в трубных шаровых мельницах сопровождается значительным расходом электроэнергии. Например, в цементной промышленности общий расход энергии при помоле сырьевых материалов и клинкера достигает 50.60% от всей потребляемой электроэнергии. Повышенный расход электроэнергии при тонком измельчении материалов характерен для мельниц периодического действия, характеризующихся продолжительным периодом помола, невысокой удельной производительностью и низким КПД.

Повышение мощностей помольных агрегатов за счет увеличения их габаритных размеров не всегда оправдано из-за повышенной металлоемкости и отсутствия необходимости концентрации больших единичных мощностей в отдельных регионах.

Поэтому в последние десятилетия, как у нас в стране, так и за рубежом для обеспечения интенсивного измельчения хрупких материалов наблюдается тенденция использования энергосберегающих помольных агрегатов, работающих по стадийной технологии.

Реализация в цементном производстве постадийного способа измельчения с вынесением стадии грубого помола в пресс-валковый измельчитель (ПВИ) позволяет повысить производительность помольных линий на 25. 40%, уменьшить удельные энергозатраты на 20.30%. Некоторые заводы считают ПВИ почти самостоятельным измельчителем и направляют материал сразу на сепарацию, а грубый продукт направляют в шаровую мельницу. Анализ показывает, что все эксплуатационники и исследователи едины во мнении - ПВИ по сравнению с другими помольными агрегатами обладают рядом существенных преимуществ: просты по конструкции и имеют необходимую эксплуатационную надежность, обладают минимальными энергозатратами а также высокой производительностью, легкодоступны и удобны в обслуживании, занимают небольшое пространство и производят мало шума.

Измельчение материалов в ПВИ на первый взгляд кажется простым процессом, однако агрегат содержит ряд неиспользованных резервов и технических возможностей. Анализ проведенных теоретических и опытно-промышленных экспериментальных исследований позволил установить, что к числу проблемных задач в области конструктивно-технологического совершенствования пресс-валковых измельчителей следует отнести создание условий для объемно-сдвиговой деформации (ОСД) шихты, повышающей эффективность процесса измельчения. Однако реализация принципа ОСД в ПВИ при наличии высоких усилий измельчения приводит к интенсивному абразивному износу рабочих поверхностей помольных агрегатов, что снижает эксплуатационную надежность, долговечность и стабильность функциональных технологических параметров измельчителей.

Поэтому поиск технических решений, позволяющих эффективно использовать принцип ОСД измельчаемой шихты а также, снижающих интенсивный износ рабочих поверхностей обычных цилиндрических валков ПВИ, является актуальной задачей, решаемой в данной диссертационной

-р. С] р.тр

Цель работы. Исследование основных процессов износа рабочих органов пресс-валковых измельчителей и разработка методов повышения их эксплуатационной надежности.

Задачи исследований:

- исследовать научные и патентные разработки по совершенствованию конструкции ПВИ для измельчения шихты, выявить неиспользованные резервы и установить возможные пути их конструктивно-технологического совершенствования;

- разработать методику расчета величины износа рабочих органов ПВИ в зависимости от физико-механических свойств материала валков, измельчаемой шихты и конструктивно-технологических параметров агрегата; г

- разработать методику расчета геометрических профилей предварительно напряженных сегментов;

- разработать способы повышения износостойкости рабочих поверхностей валков, реализующих принцип ОСД измельчаемого материала;

- с использованием математического планирования многофакторного эксперимента изучить комплексное влияние различных параметров (твердости материала валков, окружной скорости их вращения, коэффициента фрикции, зазора между валками; давления йЗМёльчения и др.) на величину износа рабочих поверхностей валков;

- разработать методику определения напряжений в предварительно напряженных сегментах (ПНС) с использованием поляризационно-оптического метода (ПОМ)

- на уровне изобретения разработать конструкцию ПВИ, оснащенного г^р^/гу.тт-^тлдт.т "ГТр-ТГ^ -р С- О иА г Т Л "И г-Т С С т\ И ^ Пр П гЬ ]>] 17 т., Т'СГ»ТОг)Г'Т^'' ' ^ (л Р; С, ТТ т х Т'ТТ^Р, р-.^г реализацию ОСД измельчаемого материала;

- провести опытно-экспериментальную апробацию выполненных разработок в условиях промышленного производства.

Научная новизна. Проведены теоретические и экспериментальные исследования адекватных математических моделей процесса износа. Установлена аналитическая зависимость между упруго-напряженным состоянием металла и его износостойкостью, позволяющая разработать методику расчета геометрического профиля ПНС. Разработаны методики определения характера распределения напряжения в ПНС с использованием ПОМ и расчета величины износа рабочих органов ПВИ от физико-механических свойств материала валков, измельчаемой шихты и конструктивно-технологических параметров агрегата. На уровне изобретения разработана конструкция ПВИ, оснащенного съемными ПНС, геометрический профиль которых обеспечивает реализацию ОСД измельчаемого материала.

Практическая ценность. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана конструкция ПВИ со съемными сегментами, в которой реализуется принцип ОСД измельчаемого материала, повышающий эффективность работы агрегата и снижающий интенсивный износ рабочих поверхностей валков. Это обеспечивает повышение долговечности сегментов и эксплуатационную надежность измельчителя.

Реализация работы. Результаты научных разработок реализованы на Старооскольском заводе стеновых строительных материалов при производстве жидкого стекла.

Апробация работы. Результаты исследований по диссертационной работе докладывались и получили положительную оценку на Международных научно-технических конференциях (г. Белгород 1993 г.; 1994 г.; ] 995 г.\ нз котт*Ьеренттиях мотголкп? ученых СКртт^ ТА СМ 199Я~,?000 гт ^ т-ур кафедрах: материаловедения и технологии материалов; технологии машиностроения и робототехнических комплексов; механического оборудования БелГТАСМ.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 статей, получен патент РФ на изобретение. 8

Автор защищает следующие основные положения: результаты теоретических и экспериментальных исследований по повышению износостойкости рабочих органов ПВИ. способы повышения износостойкости валков ПВИ, реализующих принцип ОСД измельчаемых материалов. конструкцию ПВИ со съемными предварительно напряженными сег-мен- тами, обеспечивающие повышение износостойкости сегментов на 30-50%. математические модели в виде уравнений регрессии, позволяющие изучить комплексное влияние различных параметров на величину износа валков. методику определения напряжений ПНС с целью разработки их оптимальной геометрической формы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ научных и патентных разработок по совершенствованию конструкций ПВИ и выявлены резервы повышения эксплуатационной надежности и долговечности ПВИ.

2. На уровне изобретения разработана конструкция ПВИ со съемными ПНС, обеспечивающими повышение износостойкости РП валков и реализующих ОСД измельчаемого материала.

3. Разработана методика определения величины удельного износа рабочих поверхностей ПВИ в зависимости от различных условий измельчения.

4. Разработана методика расчета геометрических профилей ПНС ПВИ.

5. Разработаны способы повышения износостойкости рабочих поверхностей валков, реализующих принцип ОСД измельчаемого материала. В зависимости от технологических условий измельчения и свойств материалов предложены различные способы повышения износостойкости: съемные ПНС, "самофутеровка" рабочей поверхности валков, съемные сегменты с заданным геометрическим профилем.

6. Разработана инженерная методика расчета основных параметров процесса наплавки для обеспечения износостойкости валков при "самофутеровке".

7. С использованием метода математического планирования многофакторного эксперимента получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс износа съемных сегментов. Установлено, что при измельчении клинкера: с увеличением ИВ материала валков от 1800 до 5800 МПа при Кф= 1,7, <3=0,9» 10~3м и У=0,35 м/с, износ уменьшается в 2,3 раза; с уменьшением Кф от 2,4 до 1,0 при НВ 5200 МПа, с1=0,9«10~3м, У=0,35 м/с износ уменьшается в 1,74 раза; с увеличением <1 от 0,9 до 5,Ь10"3м при НВ 5200, Кф= 1,7, У=0,35 м/с, износ уменьшается в 1,52

171 раза; с увеличением величины упругой деформации сегмента от 0 до 6« 10"3м при Р = 195 МПа, НВ 5800, Кф=2,4, с! = 1,Ы0"3м износ уменьшается в 1,39 раза.

8. Разработана методика определения распределения напряжений в ПНС с использованием ПОМ. Анализ характера распределения напряжений -полос интерференции позволил разработать рациональную геометрическую форму ПНС.

9. Проведены испытания пресс-валковых измельчителей со съемными ПНС в промышленных условиях. Установлено, что использование съемных сегментов повышает износостойкость валков ПВИ на 30 - 50 %.

1. Сапожников М. Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. - М.: Высшая школа, 1971.-382 с.

2. Андреев С.Е., Зверевич В.В., Перов В.А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1980.- 415 с.

3. Кодаков Г. С. Тонкое измельчение строительных материалов. — М.: Строийздат, 1972.- 235 с.

4. Бауман В. А, Клушанцев Б. В., Мартынов В.Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделии и конструкций. М. : Машиностроение, 1985.- 318с.

5. Банит Ф. Г., Несвижский О. А. Механическое оборудование цементных заводов. М. : Машиностроение, 1975.- 318с.

6. Болдырев А. С., Добужинский В. И., Ренитар Я.А. Технический прогресс в промышленности строительных материалов. М.: Стройиздат, 1980. - 399с.

7. Акунов В. И. Струйные мельницы. М.: Машиностроение, 1967.- 142с.

8. Серго Е.Е. Дробление, измельчение грохочение полезных ископаемых. -М.: Недра, 1985.- 285с.

9. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы/ Под ред. О.С. Богданова. Т. 1, 2. -М.: Недра,1982. 270с.

10. Дуда В. Цемент. -М.: Стройиздат, 1981. 464 с.

11. Перов В. А., Андреев Е. Е., Биленко Л.Ф. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1990. - 301с.

12. Дешко Ю. И., Креймер М. Б., Крыхтин Г.С. Измельчение материалов в цементной промышленности. М.: Стройиздат, 1966. - 270 с.

13. Андреев С.Е., Поваров В.В., Петров В.А. Закономерности измельчения и исчисления характеристик гранулометрического состава. М.: Металлургиздат, 1959. - 427 с.

14. Бутт Ю. М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов М.: Высшая школа, 1980. 472 е.

15. Труды Европейского совещания по измельчению. М.: Стройиздат, 1966. - 690с.16.0левский В.А. Размольное оборудование обогатительных фабрик.-М.: Госгортехнадзор, 1963.- 447с.

16. Линч А.Д. Циклы дробления и измельчения . Моделирование, оптимизация и управление. М.: Недра , 1981.- 343с.

17. Богданов B.C. Барабанные мельницы с поперечно-продольным движением мелющих тел: Автореферат дис. на соискание ученой степени д.т.н. по специальности 05.02.13. М., 1987.- 50 с.

18. Богомолова Е.Г.,Левман P.C., Шехмагон Н.В. Цементная промышленность за рубежом. Обзор ВНИИЭСМ. -М.: 1974,- 45с.

19. Рыжов A.B. О рациональных конструктивных формах междукамерных перегородок шаровых мельниц.-В кн.: Химическое машиностроение. 1968.-№34. С. 3-8.

20. Schneider L. Т. Energy saving clinker grinding system. Part I. "Word

21. Cement" 1985.-№ 2 , p. 20-27. 22.Schneider L. T. Energy saving clinker grinding system. Part 2. " Word Cement", 1985, №3, p. 80-87.

22. Севостьянов B.C. и др. Совершенствование помольных агрегатов с использованием предизмельчителя / B.C. Севостьянов, B.C. Богданов,

23. B.C. Платонов и др. // Цемент -1990. №2.-С. 9-12.

24. Родин P.A. Физическая сущность процесса разрушения хрупких горных пород / Изв. вузов. Горный журнал 1991. - №11. - С.12-20.

25. Шонерт К. Энергетические аспекты хрупких материалов / -1979. -Т.32.- №11. С. 3-9.

26. Шонерт К., Кноблок О. Измельчение цемента на валковом измельчителе в постели материалов / Zement Kalk - Gips.-1984.-T. 37.1. C. 7-16.

27. Шонерт К., Флючель Ф. Измельчение хрупких материалов в постели с высокой степенью сжатия / Европейский симпозиум по технологии частиц 1980 / Дохема, Франкфурт. 1980. -Том А,- С. 89-95.

28. Seebach Н., Patzelt М. Betriev van manlanlagen mit gutbettwalzenmuhlen Fuer rohmaterial und Zemert. // Zement kalk - Gips. - M.: 1987 - №7 -tom 40 s. 337-344.

29. Poliand M., Cochet F. A look at internel grinding shop. "World Cement", №9, 1990, p. 395-399.

30. Kohan William J. North American roll crusher installation documents increased ball mill efficiency. "Pit and Quarry", 1980, 80, №10, p. 21-22.

31. Sakata Т., Matsymto K. One-kiln-one-mill system at Osaka Cement. "Zement -Kalk Gips", 1983, №2, s. 75-80.

32. Trattner Tv ^^ioderniziетив& von PvcHnlrt*o^n . !aoi''-i diirch

33. Gutbettwalzenmuchlen fue Rohmaterial und Klinker.// Zement Kalk -Gips- 1987,- №40, p. 354-359.

34. Loesche E., Guenter Experience with roller mill on abrasibe materials. "Thrieeb Cement Ind. Techn. Cont., Vancouver, May 23-27, 1982, New York, p. 1-15.

35. Krufger W. Evaluation of crushing and granding system for three different types of raw material. "The New cement and technology conference. Anateim, California, May 21-24, 1984". New York, 1984,- p. 1-21.

36. Toshiro Takei. IHI PIG system for clincker grinding. "World Cement".-№10, 1990, p. 455-458.

37. Schwar S.m M. Van Seebach. Grinding Optimization using high pressure roll grinding and downstream ball mills." World cement", 1990,№ 09, p. 385388.

38. Von G. Blasezyk, Eichoit H., Schneider T. Zemntmahlangen Möglichkeiten der Modernisierung, Teil II." Zement - Kalk - Gips", 1985. №10, s. 622625.

39. Blomeke В., Zeisel H. G. Verbesserung des Rohmalsystem min Vorserkleinerng und Windsichtertrockung am Beispiel einer 190t/h Rohmahlahlage." Zement Kalkgips", 1985, № 2 ,s. 715-716.

40. Roller press installatiom is the tops at Denver Conference. " World Cement", 1989, №6, p. 213-218.

41. Романович A.A. Разработка, исследование и внедрение энергосберегающего помольного комплекса для измельчения клинкерно известковых шихт: Автореферат диссертации на соискание уч. степ, канд. техн. наук по специальности 05.12.16. М., 1993, - 18с.

42. Seebach Н., Patzelt М. Betrieb von manlanlagen mit Guttbettwalzenmuchlen Fuer rohmaterial und Zement // Zement Kalk - Gips. - 1987. - №7. - s. 337-344.

43. Schonert K., Knobloch O. Mahlen von Zement in der Guttbettwalzenmuchle //Zement-Kalk-Gips. 1984. -№ll.-s. 563-568.

44. Родин Р. А. О механизме роста трещин при разрушении упругого тела / Изв. вузов. Горный журнал. 1991. - №10. - С. 5-12.

45. А. с. № 350508 (СССР). Двухвалковый аппарат для обработки твёрдых веществ / Столбов Б. П.; Шмелёв Ю. С. Опубл. в БИ, 1972.- № 27.

46. А. с. № 1138247А (СССР). Способ изготовления металлических волокон и устройство для его осуществления / Степаненко А. В. и др. Опуб. в БИ, 1985.-№5.

47. А. с. № 1830727 (СССР). Пресс-валковый измельчитель для хрупких материалов. / Севостьянов В. С. и др. Опубл. в БИ, 1992. - № 67 (ДСП).

48. А. с. № 1771117А1 (СССР). Валковый измельчитель / Севостьянов В. С. и др. Опуб. в БИ, 1992. - № 88 (ДСП).

49. Хрущов М. М., Бабичев М. А. Исследование изнашивания металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 351 с.

50. Тененбаум М. М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976,-271с.

51. Зайцев А. К. Основы учения о трении, износе и смазке машин. М: Машгиз, 1947.-256 с.

52. Костецкий Б. И. Трение, смазка й износ в машинах. Киев: Техника, 1970.-396 с.

53. Крагельский И. В. Трение и износ. М.: Машгиз, 1962.- 383 с.

54. Львов П. Н. Основы абразивной износостойкости деталей строительных машин. М.: Стройиздат, 1970. -12 с.

55. Попов В. С., Брыков Н. Н., Дмитриченко Н. С. Износостойкость прессформ огнеупорного производства. М.: Металлургия, 1971. 158 с.

56. Лоренц В. Ф. Износ деталей Сельскохозяйственных машин. М.: Машгиз, 1948.- 100 с.

57. Rabinowicz Е. Friction and Wear of Materials. New York, John Willey and Sons, Inc. 1965.

58. Костецкий Б. И. Износостойкость деталей машин. М.- Киев, Машгиз, 1950.- 168 с.

59. Peterson М. В. Mechanisms of Wear. Boundary Lubrication. An appaisal of world literature. Amer. Soc. Mech. Neg., New York United Eng. Center, 1969, h. 19-37.

60. Хрущов M. M. Классификация условий и видов изнашивания деталей машин. сб.: Трение и износ в машинах, № 8, М.: Изд-во АН СССР, 1953, с. 5-17.

61. Burwell J. Т., Starang С. D. Metallic Wear. Proc. Roy. Soc., Ser. A, 1952, v.212.

62. Шевцова E. M., Крагельский И. В. Классификация видов разрушения поверхностей деталей машин в условиях сухого и граничного трения в кн.: Трение и износ в машинах, № 8. М.: Изд-во АН СССР, 1953, с. 1838.

63. Lancoster J. R. The formation of Surface Films at the Transition between Mied and Severe Metallic Wear. Proc. Roy. Soc., Ser, A, 1963, v. 273.

64. Peterson M. B. Mechanisms of Wear. Boundary Lubrication. An appraisal of Neg., New York United Eng. Center, 1969, p. 19-37.

65. Сучков A. E. Надёжность и долговечность машин путь к экономии метя л ля. Минск* BenonveT 1969 - 80с

66. Пингин С. В. Контактная прочность в машинах. М.: Машиностроение, 1965.- 192с.

67. Kleis J., Uuemois Н. Untersiichung des Strahtverscheibmechanismus von Matallen. Zeitschrift Werkstoffechnik, 1974, 5, №7, s. 381-389.

68. Хрущов M. M., Бабичев M. А. Износостойкость и структура твёрдых наплавок. М.: Машиностроение, 1971, 95 с.

69. Ионов Ю. Б. Абразивное изнашивание бандажных сталей. "Вопросы рудничного транспорта" вып 2 Угдетехиздат, 1957.- 65 с.

70. Кащеев В. Н. Абразивное разрушение твердых тел. М:. Наука, 1970. -248 с.

71. Войнов Б. А. Износостойкие сплавы и покрытия. М.: Машиностроение. 1980.- 120 с.

72. Хебда М., Чичинадзе А. В. Справочник по триботехнике. М.: Машиностроение,- Варшава,- 1989.-397 с.

73. Крагельский И. В., Добичин М. Н., Комбаков В. С. Основы расчётов на трение и износа М.: Машиностроение, 1977. 528с.

74. Гаркунов Д. Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1985. 424с.

75. Ишлинский А. Ю., Белый В. А. Развитие науки о трении и износе в СССР//Трение и износ. 1980. - №1.-С. 7-11.

76. Гуляев А. П. Термическая обработка стали М.: Машгиз, 1960. 495 с.

77. Полевой С. Н. Евдокимов В. Д. Упрочнение металлов. М.: Машиностроение, 1986. 320 с.

78. Неустроев Г. Н., Богданов В. В. Низкотемпературное цианирование сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1970.-№10,- С. 45 49.

79. Тененбаум М. М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании. М.: Машиностроение, 1966.- 331с.

80. Деревков А. И. Восстановление и упрочнение изношенных деталей. Обзорная информация ЦНИИТЭМ В/О "Союзсельхозтехника". М.: 1976.-63 с.

81. Асканази Б. М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработки. М.: Машиностроение, 1989. 198 с.

82. Петров И. В. Исследование износостойкости наплавленных материаловтт^лтл" эС)РЯЗТ-;гВР'ОМ И?т1ЭТТГИ"РПт-ТИИ ПО И ГГ^Й ^Т^Т-ТРМ тттд Т TÍ^T-T-T^'^^TTX Т '

83. Автореферат канд. диссертации МИСИ, 1966.- 21 с.

84. Рыбакова JI. М., Куксенова JI. И. Структура и износостойкортъ металла. М.: Машиностроение, 1982. 212 с. '

85. Левин Л. 3., Ваганов У. С., Трофимов Г. С. Восстановление и упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение. 1973.- №11.- С. 25.

86. Молодык Н. В., Зенкин А. С. Восстановление деталей машин / Справочник. М.: Машиностроение. 1989. 480 с.

87. Молодык Н. В., Лангрет Б.А., Бредун А.К. Восстановление деталей машин. Киев: Уражай.- 1985.- 160 с.

88. Ярошевич В. К., Генкин Я. С., Вярещагин В. А. Электроконтактное упрочнение. В кн.: Наука и техника, 1982. 256 с.

89. Архипов В. Е., Биргер Е. М., Воловиков Е. Л., и др. Лазерная порошковая наплавка деталей с местными износами. // Техника в сельском хозяйстве. 1986. № 11.- С. 47- 48.

90. Бовкун Г. А., Петрова Е. М., Медведева О. А. Износостойкость структурно неоднородных материалов на основе тугоплавких соединений в условиях абразивного изнашивания // Вестник машиностроения. 1972.- №11,- С. 19.

91. Чепеленко В. И. Исследование остаточных напряжений и деформаций деталей автомобилей и других машин, восстановленных автоматической наплавкой под флюсом: Автореферат диссертации на соискание уч. степ. канд. техн. наук. Саратов. 1971.-22 с.

92. Деев В. А., Линкин Л. Д. Приближенная оценка усталостной прочности упрочнённых и наплавленных цилиндрических деталей // Вестник машиностроения, 1973.- № 3.- С. 11-12.

93. Юзвенко Ю. А., Фрумин Е. И., Пашенко М. А. и др. Новые пути получения дуговой наплавки композиционных слоёв особо высокой износостойкости // Автоматическая сварка, 1975.- №1.- С. 49-52.

94. Лившиц Л. С., Гринберг Н. А., Куркумели Э. Г. Основы легирования наплавленного металла. М. Машиностроение, 1969. 187 с.

95. Ткачёв В. Н., Винштейн Б. М., Казинцев Н. В. др. Индукционная наплавка твёрдых сплавов, М.: Машиностроение, 1970. 183с.

96. Севостьянов В. С., Платонов В. С. , Богданов В. С. Энергосберегающие помольные комплексы с пресс-валковыми измельчителями. Цемент. -1992.-№1,с.77- 86.

97. ЮО.Боуден Ф. П., Табор Д. Трение и смазка твёрдых тел. Перевод с английского М.: Машиностроение, 1968. 543с.

98. Богацкий А. И. Исследование факторов, влияющих на износ дробящих плит щековых дробилок. Исследование дробильно-обогатительного оборудования.// Труды ВНИИ Стройдормаш.М.: 1970.- № 49.- С. 77 -91.

99. Гаркунов Д. Н. Триботехника. М.: Наука, 1989. 265 с.

100. ЮЗ.Пальцер Г., Майсснер Ф. Основы трения и изнашивания / Пер. с нем. /

101. Под ред. Добичина. М.: Машиностроение, 1984. - 264 с.

102. Харрис Т. Теория ветвящихся случайных процессов. Пер. с английского . М.: Мир, 1966. 355 с.

103. Боголюбов Б. Н. Долговечность землеройных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1968. 543 с.

104. Севостьянов В. С. Расчёт и проектирование пресс-валковых измельчителей. Белгород. БТИСМ, 1994.- 140 с.

105. Минасевич А. Д. Физические основы напряженного состояния и прочности металлов. М.: Машгиз, 1962.- 243 с.

106. Кордонский X. Б., Артамоновский И. В. и др. Вероятностный анализ процессов изнашивания. М.: Наука, 1968. 55 с.

107. Ефанов JI. А. Технологические способы повышения ресурса деталей машин, эксплуатируемых в условиях севера: Автореферат диссертации на соискание уч. степ, д-р техн. наук по специальности 05.02.08. М.; 1988.-37 с.

108. Патент № 2085287. Россия. Пресс-валковый измельчитель./ B.C. Севостьянов, А.Г. Минасян и др. Опубл. в БИ, 1997, №21.

109. Степин П. А. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1979. -312 с.

110. Решение по заявке №4929228 от 22.04.91. Валковый измельчитель. / B.C. Севостьянов, A.A. Романович и др.

111. ПЗ.Шехер С. Я., Резницкий А. М. Наплавка металлов. М.: Машиностроение, 1985.-239с.

112. Лейначук Е. А. Электродуговая наплавка деталей при абразивном и гидроабразивном износе. Киев. Наукова думка, 1985. 159 с.

113. Конторов Б. М., Попов Н. В. Высокопроизводительные методы повышения стойкости быстроизнашивающихся деталей. Новости машиностроения, 1959.- № 7.- С. 27 - 30.

114. Сидоркин А. И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. М.: Машиностроение, 1987. - 189 с.

115. Хасун Адуси, Моригани О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985. - 239 с.

116. Справочник сварщика / Под ред. В. В. Степанова. М.: Машиностроение, 1983.- 277 с.

117. Виникуров Е. Ф. и др. Справочник по сопротивлению материалов / Е. Ф. Виникуров, М. К. Балыкин, И. А. Голубев и др.- М.: Наука и техника, 1988. 464 с.

118. Ниция К. Испытание металлов.- М.: Металлургия, 1967. 452 с.

119. Орлов С. П., Авдеев Б. А. Весовое оборудование предприятий.- М.: Машиностроение, 1962. 497 с.

120. Логинов В. Н. Электрические измерения механических величин.- М.; Энергия, 1976.-104 с.

121. Сураков Е. И. Погрешность приборов и измерений.- М.: Энергия, 1975. -160 с.

122. Мурин Г. А. Теплотехнические измерения. М.: Энергия, 1968. - 584 с.

123. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. -279 с.

124. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов.-М.: Мир, 1977.-552 с.

125. Иофик В.З. Подход к единой теории разрушения различных горных пород // Дор. и строит. Материалы. Исследования, расчеты, испытания.-Омск, 1985.-С. 51-53.

126. Колесников Ю. В., Морозов Е. М. Механика контактного разрушения.-М.: Наука.- 1989.- 224 с.

127. Хеллан К. Введение в механику разрушения.- М.: Мир.- 1988.- 364 с.

128. Лоскутов Ю. А., Максимов В. М., Веселовский В. В. Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строительных материалов.

129. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна. Справочник / Под ред. Н. Т. Гудова, М. Л. Бернштейна, А. Г. Рахштауда. Государственное Н. Toe издательство.

130. Пригоровский Н. И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1983. 248 с.

131. Фрохт М. М. Фотоупругость. Поляризационно-оптический метод исследования напряжений / Перев. с англ. М.-Л.: Гостехиздат,- 1950.488 с.

132. Филенко Бородин М. М. Теория упругости. М., Физмат Гиз. 1959. -364 с.

133. Трумбачёв В. Ф., Молодцова Л. С. Применение оптического метода для исследования напряжённого состояния пород вокруг горных выработок. М.: Издательство АН СССР, 1963. 95с.

134. Хаймова Малькова Р. И. Методика исследования напряжений поляризационно-оптическим методом. - М.: Наука, 1970. - 116 с.

135. Пригоровский Н. И. Экспериментальные методы определения напряжений как средство исследования при усовершенствовании машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1970. 105с.

136. Дюрелли А., Райли У. Введение в фотомеханику: Пер. с анг. М.: Мир, 1970.-484с.

137. Сенов Л И- Метояы подобие и размерности в механике. Гостехиздят. 1951,- 126 с.

138. Руппенейт К. В., Лимберман Ю. М. Введение в механику горных пород. Госгортехиздат, I960.- 243 с.

139. Heywood R. В. Photoelasticity for Designers, London: Pargamon Press, 1969.- 163 p.

140. Тылкин M. А. Повышение долговечности деталей металлургического оборудования. М.: Металлургиздат, 1971.180

141. Хрущов М. М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970,- 253 с.

142. Авторское свидетельство СССР N 1426633, кл. В 02 С 4/30, 1988.

143. ПРЕСС-ВАЛКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ

144. Известны пресс-валковые измельчители, включающие пару валков, закрепленных в подшипниках и вращающихся навстречу друг другу 1,2. ?

145. Целью изобретения является интенсификация процесса измельчения, повышение эксплуатационной надежности и межремонтного периода валков. измельчителя.

146. Значение углов клиньев в центральной части сегментов составляет а = 30 50°, а по краям - =* 50 - 75°.

147. Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

148. Утверждаю" Гл. инженер ОАОн

149. Комиссия в составе: от Открытого акционерного общества завод стеновых строительных материалов (ОАО СЗССМ):

150. Климов В.Н. главный механик; Гвоздева В.Т.- главный технолог; Прокофьев A.B. - начальник цеха,от Белгородской государственной технологической академии строительных материалов (БелГТАСМ):

151. Объектом испытаний являлся разработанный сотрудниками БелГТАСМ пресс-валковый измельчитель (ПВИ) со съемными предварительно-напряженными сегментами (ПНС) (Патент № 2085287, Бюл. № 21 от 27.07.97).

152. Целью проведения испытаний являлось определение эффективности использования ПВИ предложенной конструкции на первой стадии помола кварцевого песка, а также подтверждение эксплуатационной надежности и долговечности помольного агрегата.

153. ПВИ имел следующие технические характеристики:

154. Геометрические размеры валков, ОхВ, м 0,7x0,3

155. Зазор между валками 5, м (3-8)-10"

156. Окружная скорость вращения валков V, м/с 0,5

157. Установочная мощность привода Вт (2х 15)-103

158. Производительность <5, т/ч 7

159. Максимальное усилие противодавление Р, И 70-104

160. Измельчаемый материал имел следующие характеристики: средневзвешенный размер частиц, с1ср.вз =0,3 • 10" м; модуль крупности К=1,4; содержание глинистых частиц 0,8 %.

161. Регламентированная тонкость помола определялась условием 8уд>700 м2/кг.

162. По результатам промышленных испытаний установлено:

163. Снижение удельного износа рабочих поверхностей ПВИ с Иуд = 28 г/т до Иуд = 20 г/т за счет использования предварительно-напряженных съемных сегментов.

164. Разработанная конструкция ПВИ обладает достаточной эксплуатационной надежностью и эффективностью на стадии предварительного измельчения кварцевого песка.

165. Использование пресс-валкового измельчителя на стадии предизмельче-ния обеспечивает эффективность постадийного помола материала по сравнению с существующим способом измельчения кварцевого песка в барабанной мельнице.

166. Продолжительность измельчения кварцевого песка уменьшилась с 15 часов до 12 часов, а удельный расход электроэнергии с q=98,4 кВт-ч/т до ц=76,3 кВт-ч/т.1. Выводы

167. Предварительное измельчение материала в ПВИ позволяет сократить время помола кварцевого песка в барабанной мельнице с 15 до 12 часов, при этом удельный расход электроэнергии снижается с ц=98,4 кВт-ч/т до q=76,3 кВт-ч/т.

168. От Открытого акционерного общества завод стеновых строительных материалов (ОАО СЗССМ):1. Главный механик1. Главный технолог1. Начальник цеха1. Климов В.Н.1. Гвоздева В.Т.рокофьев А.В.

169. От Белгородской государственной технологической академии строительных материалов (БелГТАСМ)1. Профессор, д.т.н.

170. Ст. преподаватель Аспирант1. Севостьянов В. С.

171. Доцент, к.т.н. ъь^-^у^*^*^/1. Калашников А.Т.1. Минасян А.Г. Шаталов А.В.

172. Утверждаю Главный инженер-тещический-директор "БеяЭНЕРГОМАШ"1. М.И.Евдощенко J1. Актпромышленных испытаний пресс валкового измельчителя, оснащенного съемными предварительно-напряженными сегментами (патент N2085287, Бюл. N21 от 27.07.97).

173. Севостьянов B.C. д.т.н. профессор кафедры механического оборудования

174. В приводе ПВИ предусмотрен шарнирный промвал, а в раме измельчителя пружинный буфер, предохраняющий механизм от поломки в случае попадания в межвалковое пространство трудноразмалываемых материалов и посторонних предметов.

175. Конструктивные решения, заложенные в ПВИ, выполнены на уровне изобретения патент Россия N2085287, Бюл. N21 от 27.07.97.

176. Использование предварительно-напряженных сегментов обеспечивает повышение износостойкости рабочих поверхностей валков, изготовленных из стали 9ХЛ с И=1,2 г/т до И=0,7 г/т (на 42%) по сравнению с ненапряженными сегментами.

177. В процессе эксплуатации съемные сегменты показали достаточную эксплуатационную надежность, отсутствие саморазборки узлов крепления. Конструкция валков с ПНС характеризуется легкостью монтажа и демонтажа рабочих элементов.

178. Использование ПВИ на стадии грубого помола, позволяет уменьшить удельный расход электроэнергии (ч=4,8 кВт ч/т вместо ц=8 кВт ч/т при использовании щековой и молотковой дробилок) при стабильном качестве измельченного продукта.

179. Использование ПВИ со съемными предварительно-напряженными сегментами валков обеспечивает достижение следующих технико-экономических показателей:

180. Позволяет увеличить надежность и долговечность ПВИ при использовании предварительно-напряженных съемных взаимозаменяемых сегментов в 1,5. 1,7 раза (на 42%).

181. Интенсифицирует процесс измельчения материалов за счет использования съемных сегментов, геометрические профили которых обеспечивают объемно-сдвиговую деформацию шихты.

182. Калашников А.П. ^ Миносян А.Г.

183. Утверждаю" Гл. инженер ОАО СтароосколЗ&кого завода проительнрп материалов —^ /\4.С. Литвинов1.технико-экономической эффективности от использования пресс-валкового измельчителя со съемными предварительно-напряженными сегментами.

184. Исходные данные для расчета

185. Наименование показателей Усл. Обозн. Единицы измерения Значение показа 1 с. «ей

186. До внедрения (БТ) После внедрения (НТ)

187. Срок службы ПВИ ч 600 768

188. Производительность: ПВИ — барабанной мельницы (Ьм т/ч т/ч 5,5 7 6.8

189. Удельный расход электроэнергии: в ПВИ в барабанной мельнице я Ябм кВт-ч/т кВт-ч/т 9,3 98,4 5.1 76.3

190. Стоимость 1 кВт-ч электроэнергии Сэ руб 0,52 0.52

191. Удельный расход мелющих тел Ям.т кг/т 1,0 0.9

192. Стоимость 1 т. мелющих тел См.Т руб 5200 5200

193. Эффективный фонд рабочего времени Тэф.м. ч 7468 7468

194. Нормативный коэффициент капитальных вложений Ен 0,15 0.15

195. Определение капитальных вложений (инвестиций) БТ ^ = Ц, • Кдм = 20600 • 1,12 = 23072 руб,

196. Ксерь Ксер2 коэффициенты серийности БТ и НТ, Ксер1 = 1,2, Kcvp2; 1.25; Кусл и Кизг - коэффициенты равные 1,05.

197. Годовая производительность ПВИ:

198. НТ А2 = Q2- Тзф.м. = 7 • 7468 = 52276 т

199. Годовая производительность мельницы: БТ А, = Qbmi • Тэф.м. = 5,5 • 7468 = 41074 т

200. НТ At = Qbm2 • Тэф.м. = 6,8 • 7468 = 50782,4 т

201. ЭБМ = (ЧБМ, -Чбш)-Сэ • АБМ2 = (98,4 76,3) • 0,52 • 50782,4 = 583591,34 РУб.

202. Эпви =(я, -<ъ)-Сэ • А2 =(9,3-5,1)-0,52-52276 = 114170,78 руб,за счет экономии массы мелющих тел в течении года:

203. Эм -Чш)-См.т-Абм2 =(1-0,9).5,200-50782,4 = 26406,84 руб.

204. Условно-годовая экономия от внедрения:

205. Эу = Э + Эбм + Эпви + Э м И = = 56017,28 + 583591,34 + 114170,78 + 26406,84 - 7050 = 773136,24 руб.

206. Годовой экономический эффект:

207. Эг = Эу Ен • К2 = 773136,24 - 0,15 • 25200 = 769356,24 руб.а/

208. Гл. бухгалтер ОАО СЗССМ Т.Н. Фомина

209. Инженер-экономист В.Н.Фелькер