автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.09, диссертация на тему:Разработка и исследование вибровращательного способа измельчения металлических стружковых отходов в порошковые материалы

« ¡'13 0,1

На правах рукописи

МОЗЖУХИН АНДРЕЙ БОРИСОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРОВРАЩАТЕЛЬНО СПОСОБА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУЖКОВЫХ ОТХОДОВ В ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИ/ ~

(05.04.09 - Машины и агрегаты нефтеперерабатыг лдих и химических производств)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов - 1997

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете.

Научные руководители: д.т.н.. профессор Н.А. Чайников,

Официальные оппоненты: д.т.н.. профессор В.Ф.Першин.

Ведущее предприятие: АО завод АРТИ

Зацдата состоится "27м июня 1997 г. в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета К 064.20.02 Тамбовского государственного технического университета по адресу: 392620, г. Тамбов, ул. Ленинградская, д. 1, ауд. 60.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "¿6" ¿¿0.0 1997 г.

Ученый секретарь

к. т. н., доцент А. М. Климов

к.т.н., с.н.с. А.И. Багно

диссертационного совета к. т. н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Тонкодисперсные металлические порошки используются в химической промышленности, например, в качестве катализаторов, которые значительно ускоряют химические реакции благодаря большей поверхности контакта фаз. Разнообразие типов и размеров измельчителей объясняется масштабами и характером химических производств. Постоянное увеличение объема перерабатываемого материала диктует потребность в более совершенных технологически х схемах процесса, в создании более эффективного измельчи-тельного оборудования и в разработке новых способов.измельчения.

■ Помимо этого важнейшей задачей на современном этапе является экономия материальных ресурсов путем комплексного использования существующих источников сырья и создания безотходных производств. В данной работе рассматривается проблема переработки отходов металлообработки - металлической стружки. Стружка - широко распространенное и недефицитное сырье для получения металлических порошков. В связи с ее дефектной структурой процесс измельчения при надлежащей технологии дезинтеграции этого материала может протекать при сравнительно низких дополнительных энергетических затратах. Механическое измельчение стружки с получением порошка позволяет экономически эффективно вернуть в производство значительную часть металла без потерь легирующих элементов, как это происходит при ее переплавке.

В работе проведены комплексные исследования нового способа измельчения на примере переработки металлической стружки, определены оптимальные параметры процесса на экспериментальной установке новой конструкции, исследованы другие факторы, влияющие на эффективность размола.

Цели и задачи исследорадий. Диссертационная работа посвящена разработке и исследовании вибровращательного способа измельчения, сущность которого заключается в одновременном воздействии вибрации и вращательного движения барабана вокруг собственной оси на мелющие тела. В соответствии с этим ставились следующие основные задачи:

- разработать новый способ измельчения,

- разработать новую конструкцию экспериментальной установки,

- провести экспериментальные исследования процесса вибровра-

- г -

щательного измельчения.

- определить оптимальные параметры процесса на примере размола металлической стружки.

- исследовать влияние поверхностно-активных веществ, технологических и конструктивных факторов на эффективность вибровращательного измельчения.

- исследовать кинетические закономерности процесса измельчения. ■

- исследовать технологические характеристики получаемого порошка.

- разработать математическую модель вибровращательного измельчения. позволяющей рассчитать производительность по заданно? фракции как функцию времени

Научная новизна. В работе впервые предложен вибровращательньй способ измельчения. Разработана конструкция экспериментально? вибровращательной мельницы. Для этого способа получены результата экспериментальных исследований процесса измельчения на лабораторной установке, позволяющей вести процесс размола вибрационным, вращательным и вибровращательным способом, определены параметрь процесса вибровращательного измельчения при переработке металлической стружки, при которых достигается максимальная производительность процесса, определено влияние технологических и конс-.труктивных факторов на эффективность вибровращательного способа измельчения.

Исследованы технологические характеристики металлических порошков. полученных из отходов металлообработки предложенным способом измельчения.

Предложена математическая модель вибровращательного измельче-. ния. основу которой составляет предположение о том, что эффективность размола зависит от количества соударений шаров друг с другом и стенками барабана в единицу времени.

На новый способ измельчения получено положительное решение на патент по заявке N 94-041266/02 (040794).

Практическая ценность. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать новую конструкцию шарового измельчителя. Экспериментальные данные, полученные на лабораторной установке, показывают более высокую эффективность

вибровращательного способа измельчения по сравнению с известными способами (вибрационным и вращательным). Достоверность полученных результатов обусловлена большим количеством выполненных экспериментальных работ. Данный способ измельчения можно рекомендовать к использованию в различных отраслях промышленности в качестве размольного оборудования для переработки различных хрупких и пластичных материалов. В настоящее время результаты диссертационной работы рекомендованы к использованию в полимерной технологии и резинотехнической промышленности при переработке производственных отходов.

. Автор защищает:

1: Вибровращательный способ измельчения

2. Новую конструкцию экспериментальной вибровращательной мельницы,

3. Методику и результаты сравнительных экспериментальных исследований нового способа измельчения и существующих способов.

4. Математическую модель процесса вибровращательного измельчения,

5. Методику и результаты экспериментальных исследований влияния поверхностно-активных веществ, режимных, технологических и конструктивных параметров измельчителя на эффективность процесса вибровращательного. измельчения металлической, струззф.

Апрорация работы. Материалы работы докладывались на второй региональной научно-технической конференции ТГТУ "Проблемы химии и химической технологии* (Тамбов, 4-6 октября 1994 г.), на трех научно-технических конференциях ТГТУ (Тамбов. 1994-96 г.). на восьмой международной конференции молодых ученых "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений" (Казань, 1996 г.).

По данной разработке были представлены рекламные щиты на выставке "Новые материалы, технология и медицинская техника", проходившей 21-25 мая 1996 г. в г.Тамбове.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано И печатных работ, включая положительное решение на патент по заявке N 94-041266/02 (040794).

Объем работы. Диссертация изложена на 229 страницах, иллюстрированных 49 рисунками и 15 таблицами, состоит из введения. 4 глав, выводов и результатов работы, списка использованной литературы (105 наименований), приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность проводимых исследований и формулируется их направленность.

В первой главе приведен анализ существующих конструкций измельчителей и технических решений, направленных на интенсификацию процесса измельчения твердых тел. включая размол металлической стружки. Указано основное достоинство шаровых измельчителей (вибрационных и вращающихся шаровых мельниц), заключающееся в тонко-дисперсности получаемого продукта, а также в простоте и надежности конструкции.- Недостатком их является низкая эффективность измельчения из-за ограничения в скорости вращения барабана (вращательный размол), а также наличия застойных зон из-за разности насыпной плотности исходного и измельчаемого материала и уменьшения амплитуды колебаний нижнего слоя шаров (вибрационный помол). Е связи с этим ставится задача повышения эффективности шарового измельчения.

В результате анализа установлено, что в настоящее время отсутствуют простые и малоэнергоемкие технические решения, позволяющие значительно интенсифицировать процесс шарового размола металлической стружки с получением тонкодисперсного порошка. Сделав вывод о том. что для повышения эффективности процесса измельчени? необходимо, чтобы перерабатываемый материал подвергался по возможности значительному количеству разрушающих воздействий, в одном измельчительном устройстве реализовывалось как можно больше способов разрушения материала и в рабочем объеме мельницы отсутствовали застойные зоны, наличие которых значительно снижает эффективность измельчения.

На основе проведенного анализа существующих .методов измельчения и конструкций измельчителей предложен новый метод повышение эффективности процесса измельчения, сущность которого заключаете в том, что вращательное движение рабочего барабана с мелющими телами совмещено с его вибрацией.

Устройство для реализации предложенного метода (конструктивная схема представлена на рис. 1) состоит из цилиндрического барабана 1, установленного на двух опорах 2 (с возможностью вращения). жестко скрепленных с вибрационной площадкой 3. Вибрация осуществляется от механического вибратора 4, представляющего собой электродвигатель, на валу которого установлены дебалансы. Вращение барабана, заполненного мелющими телами (тарами), осуществляется .через гибкую связь (эластичную муфту) 5 от редуктора 6. вариатора (не показан), через муфту 7 от электродвигателя 8.

В предложенном устройстве кинетическая энергия сообщается мелющим телам через корпус барабана с использованием сил тяжести при вращении и инерционных сил вибрации виброплощадки, на которой установлен вращающийся барабан. Процесс измельчения сводится к тому, что при совместной работе приводов вращения и вибрации мелющие тела совершают сложное вибровращательное движение,- таким образом, создается псевдоожиженный слой шаров и при этом происходит интенсивное его перемешивание вместе с измельчаемым материалом. Последний равномерно перераспределяется между шарами, и вероятность разрушения частиц резко возрастает. При этом устраняются застойные зоны в аппарате, наличие которых является крупным недостатком вибрационного помола, при котором измельчаемый материал оседает в нижнюю часть барабана и затрудняет виброколебательное движение нижних слоев мелющих тел, а верхние слои последних не совершают полезной работы. В предложенном измельчителе реализуются в большей или меньшей степени практически все способы разрушения, но основным является ударно-истирающий.

Для изучения механизма разрушения и определения закономерностей процесса вибровращательного измельчения элементов металлической стружки в порошковый материал была" разработана •экспериментальная лабораторная установка периодического действия.

В конце главы поставлены задачи дальнейших исследований.

Вторая глава посвящена описанию предложенной математической модели вибровращательного измельчения.

Измельчение является сложным для математической формализации процессом, так как его закономерности определяются совокупностью физических, геометрических.. кинетических и энергетических факторов. " ' ■ ..

Наиболее привлекательным (тредставляется подход к составлена

Рис. 1. Конструктивная схема устройства для реализации вибровращательного метода измельчения

математических моделей измельчения на основе интегродифференвд-альных уравнений интегральной-функции распределения как функции размера и времени.

Вид интегродифференциального уравнения выбран исходя из наибольшего удобства для практической реализации задачи путем пошагового пересчета значений искомой функции во времени для заданной крупности материала.

Основу данной математической модели составляет предположение о том. что интенсивность измельчения в барабане, заполненном шарами, зависит от количества соударений шаров между собой и стенками барабана в единицу времени.

• Количество соударений шаров в результате вращения и вибрации барабана рассчитывались независимо. При этом учитывалась возможность залипания шаров на внутренней поверхности барабана при зак-ритических скоростях его вращения и образование застойных зон Вблизи оси вращения при степенях заполнения барабана, превышающих 0.5. Таким образом, в процессе измельчения участвуют только те шары, которые находятся в активной зоне барабана.

Количество соударений шаров от вращения барабана рассчитывается следующим образом:

NBP = n * N„ / q,, ' (1),

где n - частота вращения барабана, с"1;

NaK - число подвижных относительно барабана шаров (количество шаров в активных зонах);

ОаК - центральный угол заполнения активной части барабана

шарами

Количество соударений шаров от воздействия вибрации без учета возможных застойных зон в барабане:

NBI16 - 2 * N„ * ш (2).

rfle Nu - общее число-шаров в барабане; со . - частота вибрации, с"1 . .

Наиболее общей характеристикой процесса измельчения является интегральная Функция распределения F(x,t). описывающая долю от общего количества измельчаемого материала, приходящуюся на части-

цы с размерами меньше х как функцию времени (доля материала крупностью минус х):

^таж

0 F(X,t) 9F(y,t) -- S(y. t) -dy (3).

3 t J Э у

X

где 0 < X < Xnax. О < t < 00

Уравнение (3) описывает изменение интегральной функции распределения во времени вследствие измельчения частиц с размером, превышающим х, и имеет аналогичный физический смысл с уравнениями Л. Г. Аустина и Л.Басса.

Особенностью предлагаемой модели является включение в функцгас измельчения S(y, t) числа соударений шаров для учета кинетически? и геометрических параметров процесса.

Краевые условия для этого уравнения имеют вид:

F(0. t) - 0. F(JtM.t) - 1, F(X.O) - F0 (X). /F(X.~) - 1 (4)

Функция измельчения S(y,t) показывает, "какое количество измельчаемого, материала от начального размера, превышающего х, будет раздроблено до размера меньше х за элементарный промекуто! времени.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию вибровращательного способа измельчения. Приведены характеристики материалов. из которых получена металлическая стружка, используема? в экспериментах. Сравнительные испытания вибровращательного способа и существующих (вибрационного и вращательного) показали наибольшую эффективность.первого. Экспериментальные данные, полученные при размоле стружки в барабане с внутренним диаметром 0.14$ м. показывают, что производительность предложенного способа ш Фракции от о до 400 мкм чугунного порошка оказалась выше в 1.! раза по сравнению с вибрационным измельчением и в 3.3 раза - < вращательным, при размоле алюминиевой стружки эти цифры равны, соответственно. 3.6 и 2.3 (см. табл. 1.2).

Табл. 1

Сравнительные данные фракционного рассева чугунного порошка, полученного трейя способами измельчения (вибровращение: Пвраи - 90 оС/мин. п^р = 2800 об/мин. А - 1.8 мм; вибрация: пвнвр - 2800 об/мин. А - 1.8 мм; вращение: Пврав « 90 об/мин) в барабане с внутренним диаметром О! 149 м. время помола 1 час (старое = 29.4 мм)

Коэффициент заполнения барабана мелющими телами

<р - 0.8 «р - 0.45 <р = 0.45 ф = 0.3

Размер

ячейки Вибровращ. Вибровращ. Вращение Вибрация

^гсга.

мкм Остаток на сите. %

800 7.6 9.4 34. 7 51. 2

400 64.9 63.7 51.3 33.5

200 10.7 10.5 5.2 6. 1

100 8.7 9.0 4.5 3. 1

90 1.5 1.0 1. 1 1.0

80 1.1 0.8 0.8 0.5

< 80 5.5 5.6 2.4 4.6

Произво-

дитель- 0.69 0.40 0.21 0.38

ность от

0 до 400

мкм. кг/ч

Экспериментально и теоретически определен оптимальный коэффициент заполнения барабана мелющими телами (ч>) при вибровращательном способе переработки металлической стружки. который равен 0.8.

Наибольшая эффективность работы экспериментальной вибрсвраща-тельной мельницы обеспечивается правильным выбором параметров измельчения. к числу которых относятся режимы вращения и ри'грации рабочего барабана, при которых достигается максимальная ггсизво-дительность процесса. При определении первого параметра экспериментально подтверждается тот факт, что оптимальная частота нсаше-ния барабана для вращательного способа измельчения, вычисленная

по известной формуле, является оптимальной и для вибр'овращатель-

НОГО!

п 34 у И6 (5).

гдь п - частота вращения барабана, об/мин, • Р;0 - внутренний радиус барабана, м

Табл. 2

Сравнительные данные фракционного рассева алюминиевого

порошка, полученного тремя способами измельчения (вибровращение: пвра14 = 90 об/мин. п^р = 2800 об/мин, А - 1.8 мм; вибрация: п„и6р - 2800 об/мин, А - 1.8 мм; вращение: пвращ = 90 об/мин) в барабане с внутренним диаметром 0.149 м. время помола 1 час (с^р,,,, = 29.4 мм)

Коэффициент заполнения барабана

Размер Ч> =0.8 ip - 0.45 ц> = 0. 8

OTT ofit/TI

ячеики

сита. Вибровращ. Вращение Вибрация

мкм

Остаток на сите. %

800 • 46.7 46.1 77.2

400 46.1 48.6 20.8

200 . 3.6 2.9 " 1.2

100 2.5 1.8 0.5

90 0.4 о: 2 .. 0.1

80 0.2 0.1 . <0.1

< 80 . 0.5 0.3 0.2

Произво-

дитель-.

ность от 0.045 0.019 0.0*2

0 до 400 -

мкм. кг/ч

Формула (5) справедлива для барабанных вращающихся мельниц при <р = 0.45, и ее можно использовать для определения оптимальной частоты вращения для вибровращательного способа переработки (рас-

хождение между экспериментальными значениями и рассчитанными по данной Формуле при определении оптимальной п для барабанов с диаметрами 0.149 и 0.260 м не превЯпает 3 X).

Определены оптимальные режимы вращения вибровращательной мельницы при использовании двух сменных барабанов с внутренними диаметрами 0.149 й 0.260 м: оптимальные частоты вращения для них равны 90 и 65 об/мин, соответственно. При увеличении диаметра барабана равенство сил тяжести и центробежной, действующих на шары, достигается при меньшей угловой скорости вращения цилиндра - это так называемая критическая скорость вращения барабана, при которой часть мелющих тел прижимается к внутренней поверхности цилиндра и не отрывается от нее, при этом эти шары перестают участвовать, в процессе ударного измельчения - эффективность размола снижается. Оптимальная частота вращения, при которой достигается наиболее эффективное измельчение вращательным и вибровращательным способом переработки, составляет примерно 80 % от критической скорости, поэтому смещение оптимума произошло в барабане большего диаметра в меньшую сторону.

Был определен второй не менее важный параметр процесса вибровращательного измельчения - оптимальная частота и амплитуда вибрации, при которой размол материала идет наиболее эффективно.

Экспериментальные данные, полученные при переработке стружки з барабане с внутренним диаметром 0.149 м, показывают, чтс оптимальная частота вращения дебалансного вала, при которой измельчение чугунной стружки идет наиболее интенсивно, равна 3503 мин-1, амплитуда колебаний виброплиты. измеренная при этой частоте равна 4 мм. для алюминиевой стружки эти значения составляют, соответственно. 3244 мин"1 и 4.3 мм. Производительность вибровращательного способа измельчения по фракции от 0 до 400 мкм за час помола при оптимальных параметрах ведения процесса выше вибрационного и вращательного способов, соответственно, в 2.3 и 5.6 раза (для чугунной стружки) и в 2.0 и 7.3 раза (для алюминиевой стружки). обнаружено смещение в сторону увеличения оптимальной частоты вращения барабана при низких виброколебательных частотах.

Проведены экспериментальные исследования влияния размера"мелющих тел (стальных шаров) и их компоновки на эффективность измельчения. Обнаружено, что при-вибровращательном способе переработки чугунной стружки необходимо использовать в качестве мелющих тел металлические шары возможно большего диаметра.

Представлена методика определения удельной поверхности полидисперсного металлического порошка но его фракционному составу.

Расчет производился по формуле:

Б,,,, - 2 Б,,! »X! (м2/кг) (6).

где 5ш1 - удельная поверхность по массе 1 - той фракции порошка. определенная по методу случайных секущих в комбинировании с точечным методом с помощью интерференционно-поляризационного микроскопа МР15, мг/кг;

X! - процентное содержание 1 - той фракции порошка по массе, взятое в долях от единицы.

Так как в поле зрения микроскопа попадали - частицы с большим интервалом размеров, каждая фракция порошка рассматривалась при • определенном увеличении объектива, позволяющем фиксировать все частицы данного класса. Определение £3^ сводилось к подсчету узловых и периметральных точек пересечения случайных секущих (вертикальных и горизонтальных линий сетки окуляра) с периметрами сечений частиц порошка.

Исследована кинетика вибровращательного измельчения, оценена эффективность предложенного способа в зависимости от времени помола в сравнении с известными способами: вибрационным и вращательным. Экспериментально определено оптимальное время измельчения чугунной и алюминиевой стружки при различных режимах и способах переработки, охарактеризован механизм измельчения хрупкого и пластичного стружечного материала. Эксперименты показали эффективность предложенного способа измельчения при любых параметрах ведения процесса, сделан вывод, что вибровращательный способ наиболее эффективен при измельчении металлической стружки по сравнению с известными способами.

Охарактеризован процесс размола в двух барабанах различного диаметра. В результате анализа обнаружено, что при вращательном способе переработки материала получается более равномерный грану--лометрический состав получаемого порошка, а при вибровращательном и вибрационном способе быстрее накапливается более мелкая фракция продук:з измельчения. В силу большей эффективности предложенного способа мелкодисперсных частиц образуется в большом барабане по сравнению с малым намного больше на единицу объема рабочей зоны, чем при других способах размола, поэтому необходимо выводить мелкую Фракцию из зоны измельчения.

Определено влияние на эффективность вибрсвращательного способа измельчения конструктивных факторов, а именно, применение барабана с рифленой внутренней поверхностью в виде приваренных металлических прутков с диаметром 8 мм и шагом 25 мм. При этом не обнаружено повышение эффективности процесса измельчения с использованием барабана с прутковыми элементами, в последнем зафиксировано смещение оптимальной частоты вращения барабана на 23 % при вращательном и вибровращательном (при <р » 0.45) размоле чугунной стружки (при данных геометрических размерах цилиндра), что следует иметь в виду при проектировании защитной футеровки шаровой мельницы.

Исследовано влияние поверхностно-активных веществ на процесс вибровращательного измельчения. Охарактеризован механизм разрушения материала в присутствии активных добавок, приведены характеристики ПАВ, используемые в экспериментах, определено оптимальное содержание различных ПАВ, при котором процесс размола чугунной стружки протекает наиболее эффективно, исследована кинетика процесса вибровращательного измельчения в присутствии оптимального количества различных активных веществ. Обнаружено, что наиболее эффективно процесс измельчения чугунной стружки идет в присутствии этилацетата и ацетона при процентном соотношении этих веществ, соответственно. 5.4 и 3.2 % от массы загрузки стружки.

Исследованы затраты мощности на процесс измельчения. Теоретическая мощность, затрачиваемая на процесс вибровращательного размола, может быть рассчитана как мощность, которую необходимо затратить на вращение барабана с находящимися в нем шарами и измельчаемым материалом, а также на создание колебаний мелювдх тел и материала.

Мощность, затрачиваемая на вращение, может быть рассчитана по формуле:

Мвр = 1.5 * п * с * Сак * в / я (7).

где йак - масса шаров и материала в барабане, участвующих в процессе измельчения, кг;

п - частота вращения барабана, с*1; с - расстояние от оси барабана до центра масс шаров и материала. заполняющих барабан, м;

Е - ускорение свободного падения. м/секг

Мощность, затрачиваемая на вибрацию мелющих тел и материала: Мвиб." М8 * Иа /'( Ит + (8).

где Ма - общая мощность, потребляемая виброустановкой. Вт;

- кинетическая энергия мелющих тел и измельчаемого ма- . териала. Дж;

- кинетическая энергия вращающихся тел, Дж;

- кинетическая энергия колеблющихся тел, Дж

В четвертой главе показан пример использования металлических порошков в металлополимерных материалах.

Исследованы некоторые из технологических характеристик порошков, полученных вибровращательным, вибрационным и вращательным способами измельчения, приведена краткая характеристика определявшихся показателей. Обнаружено, что при многочасовой переработке материала текучесть порошка ухудшается вследствие более высокой поверхностной энергии мелкодисперсных частиц, несколько ухудшается уплотняемость. поэтому порошок, достигший, требуемой дисперсности, необходимо выводить из зоны измельчения. Результаты экспериментальных данных показывают, что применение масла в процессе размола стружки улучшает показатель текучести получаемого порошка.

При анализе технологических характеристик мелкодисперсного материала, полученного тремя способами размола, сделан вывод, что чугунный порошок, полученный вибровращательным способом измельчения при прочих равных условиях (времени переработки, одинаковом значении удельной поверхности порошка), имеет высокую степень утряски. лучшую прессуемость. уплотняемость и текучесть. При этом у алюминиевого порошка при меньшей насыпной плотности и большей текучести обнаруживаются более высокие значения прессуемости и степени утряски.

Исследованы опытные образцы металлополимерных материалов, при использовании в качестве.наполнителя чугунного порошка, полученного из стружковых отходов металлообработки. Указана актуальность разработки такого технологического процесса с точки зрения экономии материальных ресурсов и создания безотходных производств. Кратко описана технология получения металлополимерного материала при использовании в качестве связующего эпоксидной смолы. Прове-

дены механические испытания металлополимерных образцов для выявления оптимального соотношения полимерной и металлической составляющей в композиции.

Экспериментально установлено, что композиция (70 % чугунного порошка и 30 % эпоксидной смолы с отвердителем - по объему) имеет лучшие показатели при испытаниях на твердость и сжатие, -а композиция (60 55 чугунного порошка и 40 % эпоксидной смолы с отвердителем - по объему) имеет лучшие показатели при испытаниях на разрыв и ударную вязкость,

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. -На основе анализа существующих методов измельчения и конструктивных устройств для переработки твердых тел, включая металлическую стружу, предложен вибровращательный способ измельчения.

2. С помощью разработанной конструкции экспериментальной вибровращательной шаровой мельницы была оценена эффективность предложенного способа измельчения.

3. Выявлены преимущества предложенного способа по сравнению с вибрационным и вращательным по производительности и качеству получаемого порошка при любых параметрах ведения процесса.

4. Определены - режимы вращения и вибрации при измельчении металлической стружки вибровращательным способом, при которых достигается наибольшая эффективность процесса.

5. Определены технологические факторы, при которых достигается наибольшая производительность процесса: коэффициент заполнения барабана мелющими телами, размер мелющих тел. оптимальное с точки зрения максимальной скорости процесса время измельчения чугунной и алюминиевой стружки при различных режимах и способах ее переработки, определены наиболее эффективные поверхностно-активные вещества, которые рекомендуется использовать при измельчении чугунной стружки в целях повышения производительности процесса, и их оптимальное содержание.

6. Для порошка, имеющего широкий диапазон дисперсности, предложена методика определения удельной поверхности по его гранулометрическому составу.

7. Предложена методика расчета затрат мощности на гфоцесс вибровращательного измельчения, при определении которых учитывается возможность залипания мелющих тел на внутренней поверхности барабана при закритических скоростях его вращения.

8. Даны рекомендации длд проектирования защитной футеровки шаровой мельницы с целью получения требуемого рельефа внутренней поверхности барабана, обеспечивающего наилучшие режимы измельчения.

9. Исследованы технологические характеристики металлических порошков, полученных вибровращательным, вибрационным и Еращатель-ным способами, доказано, что вибровращательный способ позволяет получать порошки с более высокими технологическими характеристиками.

10. Предложена математическая модель процесса вибровращательного измельчения, позволяющая рассчитать производительность по заданной фракции как функцию времени.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы;

1. Чайников H.A., Мозжухин А.Б., Пискурев И.А. Переработка чугунной стружки в порошковый'материал // Кр. тезисы докл. 1-ой научн. конф. - Тамбов: ТГТУ, 1994. '- С. 153.

2. Чайников Н.А.. Мозжухин A.B. Вращательно-вибрационный метод измельчения металлической стружки // Проблемы химии и химической технологии. Тезисы докл. • 2-й региональной научн. конф. (4-6 октября 1994 Г.) - Тамбов: ТГТУ. - 1994. - С. 85-86.

3. Чайников H.A., Мозжухин A.B. Переработка стружковых отходов металлообработки в порошковые материалы // Вестник ТГТУ. -1995. - Т.1. - N 3-4. - С. 384-387.

4. Чайников H.A., Мозжухин А.Б. Определение оптимальных параметров измельчения при вибровращательном методе переработки струзкковых отходов в порошковый материал // Кр. " тезисы докл. 2 научн. конф- - Тамбов: ТГТУ. 1995. - С: 82.

5. Разработка методов переработки стружечных отходов и изготовление из них деталей: Отчет о НИР (заключит.)/ ТГТУ; руководитель Н.А.Чайщпсов; исполнители А. Б. Мозжухин. И. А. Пискурев; N ГР 01960007430; Инв. N 02960005979. - Тамбов. 1996. - 41 с.

6. Мозжухин А.Б.. Чайников H.A.. Пискурев И-А-. Туголуков E.H. Исследование процесса вибровршцателвдого измельчения струж-ковых отходов металлообработки в порошковые материалы // Вестник ТГТУ. - 1996. -*Т. 2. - N 4. - С. 371-378.

7. Чайников H.A.. Мозжуздн А.Б. Исследования влияния конструктивных факторов на производительность измельчения // Кр. тезисы докл. 3 научн. конф. - Тамбов: ТГТУ. 1996. - С. 141.

6. Мозжухин А.Б., Чайников H.A., Пискурев И.А., Туголуков E.H. Исследование процесса вибровращательного измельчения струж-ковых отходов металлообработки в порошковые материалы // Вестник ТГТУ. - 1996. - Т.2. - N 4. - С. 371-378.

7. Чайников H.A., Мозжухин A.B. Исследования влияния конструктивных факторов на производительность измельчения // Кр. тезисы докл: 3 научн. конф. - Тамбов: ТГТУ, 1996. - С. 141.

8. Мозжухин А.Б., Чайников H.A. Получение металлических наполнителей для метадлополимерных порошковых композиции // Тезисы докл. 8-ой междунар. конф. молодых ученых "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений". - Казань, 1996. - С. 115.

9. Разработка методов переработки стружечных отходов и изготовление из них деталей: Отчет о НИР (заключит.) / ТГТУ; руководитель H.A.Чайников; исполнители Tl.А.Пискурев, А.Б.Мозжухин; N ГР 01950004894; Инв. N 02960005978. - Тамбов, 1996. - 40 с.

10. Пискурев И.А., Мозжухин A.B., Чайников H.A., Клинков A.C. Получение металлополимерных материалов с повышенными прочностными характеристиками // Труды молодых ученых и студентов ТГТУ. Вып.1. - Тзмбов: ТГТУ, 1997. - С. 300-304.

11. Пзтент ... (положительное решение по заявке N 94-041266/02 (040794) Российская Федерация, МКИ® В 22 F 3/04. Способ получения порсшкз из металлической стружки.