автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Установление рациональных параметров рабочих органов ножевых валковых стружкодробилок



'научкэ-про;евод!лееккое объединена. ' строительного и лороншго щщшэстроееип " ' • • ЗШЗСТРСЕДОРШ

Ка граьах рукописи

АВДИЕНКО Александр Алексеевич

УДК 621-926:653.71—493

УСТАНОВЛЕНИЕ РАЩЮНАЛЬШХ ПАРА»

Долевых вмковых ста:

РАБОЧИХ ОРГАНОВ .31ЛОК

Специальность 05.05.04 - Дорожные и сиятельные игасннь* 05.03.01 - Процессы механической и зкзн:-"-технипеской обработки, станки . и инструменты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

?|*оск вз

1592

. работа выполнена ю Всесоюзно« нзучио-исследовагельскоы и проекглоы институте вторичных цветных иегаллов

Научный руководитель кандидат технических каук

Клушанцев Б.В.

Официальные оппонеиты доктор технических наук,

профессор Боровский A.A.

кандидат технических наук Левчук A.C.

Ведущее предприятие МНИ "Ыеханобр" ■

Защита состоится 1992 г. в Уо пас.

па заседании специализированного сонет'аК126.01.01 Научно-производственного объединения строительного и дорожного машиностроения ВНИЯСТРОЙДОР'Ш по адресу: 123424, г.Москва, Волоколамское шоссе, 73.

С диссертацией поено озяакоыпться в библиотеке института.

Автореферат: разослан 1992 г.

Ученый секретарь специализированного созегэ кандидат технических наук

Панкрзщкин П.Б.

■ - • ОБВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность тема. Одни« из основных направлений увелвче-. 1 >1 *

^бъемов цветных и черных металлов для удовлетворения расту" Ш1Х ^потребно стей в их народного хозяйства является наиболее полное использование вторичных сырьевых ресурсов, а такхе совершенствование технологии переработки зторичнзго сырья. Струзна является одни« из основных видэз сырья, потребляемого предприятиями вторичной цветной и черной- металлурги. Наиболее г^йектив-наа технология переработки стругяи, обеспечивающая высокое кэ-злечение металла, вклвчаег первично обработку на якннях дробления и сортировки стругки. Однако вследствие применения молотковых дробилок на существующих линиях иа присущ ряд недостатков: большая установленная пошлость, металлоемкость, наличие ручного труда по отбору ведробииих предметов при загрузке сьшья в дробилку. Поэтому создание основанного на менее знергоеиком способе разрушения стружки рабочего органа дробилки, способного перерабатывать струкку. садер&ащув недробише предиети, без применения ручного труда следует рассматривать как путь существенного повышения технико-экономической эффективности линий дробления и.

1 * " 'С

' сортировки струги1.. В связи с этим практический интерес представляет применение нового дробильного оборудования - нохевых валковых дробилок, реяушим инструментом которых являются ножи дисковых фрез, набранных с просветами на валу. 3 проовзта входят либо неподвижные ноаи (одноввлкозые дробилки), либо фрезы другого зала (двухвалковые, многовалковые). За последние годы в силу целого ряда преимуществ они получили широкое распространение зв

рубеяоы. В отечественной поошпленности разработана только экс-

\

перимеятальнке образпы ножевых валковых стругкодробилок. Матоли-ческзя обеспеченность расчетов рабочих органов этих дробилок

' I

крайне неудовлетворительна - отсутствуют достаточно предстзви- \

!

тельные экспериментальные и теоретические исследования, надежные ! инженерные методы выбора рациональных параметров рабочего органа. Недостаточная изученность основных законоыерностей разрушения I вьюнообразной струхни рабочим инструментов ногевых валковнх дробилок существенно сдергивает их создание.

Такшд образом, исследование процесса дробления и установление рациональных параметров рабочего органа с целью'создания . нового дробильного оборудования является актуальной задачей.

Цель работы. Установление рациональных паранегров рабочих органов ножевых валковых струккодробилок, обеспечивающих снижение затрат на переработку струакл.

Идея работы. Обоснование наиболее эффективного, рабочего ор-' гана ножевых валковых дробилок и определение его рациональных параметров на оснозании минимизации удельных энергозатрат с учетом основных закономерностей процесса резания стругки одиночный - и групповым режущий инструментом.

Научные положения, разработанные лично автором, и новизна

I» Установлена экстремальная закономерность работы резания от угла наклона регущих крошк ножей, что позволяет определить область значений углов, при которых разрушение происходит с иини-ыальныыи энергозатратами.

2. Впервые предложен новый комплексный параиетр ае -сопротивляемость струаки резания, который характеризует струаку как объект разрушения и определяется отношение« сопротивления срезу к плотности стружи при резании; с применением .нового комплексного параметра ар усилие резания пучка вьэкообразной стружки одиночным ногсоы определяется как произведение сопротивляемости " струхки резанию, плотности и сечения пучка стружки.

. 3. Впервые разработаны математические модели формирования

детерминированных нагрузок нз рабочих органам нэгевк едновалхо-зах к двуквалковых дробилок с учетом изменения направления к координат точек приложения усилий резания к количества одновременно режудлх нояей.

Достоверность научных положений,-выводов и рекомендаций обоснована достаточным объемом экспериментальных исследований процесса резания, проведенных на полномасштабном стенде, при испытаниях экспериментальных одновалковой и двухвалковой дробилок с применением современных средств и приборов, достоверностью сте- . -пени адекватности полученных зависимостей экспериментальный данным (коэффициент вариации не превышает 17%); корректный применением методов математической статистики при анализе и обработке экспериментальных данных, обоснованностью допущений, принятых в теоретических исследованиях.

Научное значение работы состоит в установлений закономерностей разрушения струкки одиночный воеок.

Практическое значение состоит в разработке методики выбора рациональных параметров (диаметра фрези, вылета и иирины ножа, количества фрез на валках, количества коней на фрезе) и расчета нагруженноста рабочего органа, на основе которых разработаны конструкции ногевых валковых стружкодробилок. .. й

Реализация работы. Разработанное методическое и программное обеспечение выбора параметров рабочего органа использовано при разработке и создании кожевих двухвалковых дробилок 2КВ2-40Э ДНВ2-ЗЮ, которые залоаены в проекты линий дробления и сортировки струиш в ПО "ДэнЕТорцветиет", ПО "ДонецкЕгорцветнет11, Московской межобластном управлении "Вторцвегиет" и планкрувсаеон к внедрению в 1992-1993 гг. Дробилки ДЯВ2-400, ДКЕ2-310 изготавливаются на ПО "Иворский загод". Опытный образец ножевой одно-валковой дробилки внедрен на Московском заводе алюминиевых сплв-

• -

воз. Экономический аффект от внедрения разработок на предприятиях "Вторцветмет" составляет 1вО тыс.рублей, от внедрения их в проекты комплексные ликнй - 256 тыс.рублей.

Апробация работа. Основные голодания работ докладывались на научно-технической конференция "Молодые ученые - научно-техническому прогрессу в цветной металлургии" (Донецк, 1987 г.), на техническом совете ПО "Ленвторцветыет" (1989 г.), научно-технических совещаниях института "ВНйИПвторцзетмег" (19Б6-1990 гг.).

Публикации. По теле диссертации опубликовано 9 статей и . получено три положительных решения по заявкам И; 4668972/33 от 03.03.89, й 4747641/33 от 25.09.89, й 4901363/33 от 08.08.91.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, содеряит 164 страницы «ашииописного текста, в том числе 34 рисунка, 8 таблиц, сшсок литературы из 101 — наименования.

Работа ваполненз в лабиратории алюминиевой струкки и луженого скрапа Всесоюзного'научно-исследовательского и проектного института вторичных цветных металлов "ВНЙИПвторцветыет".

Автор выракаеог глубокую благодарность канд.техн.наук зав. лабораторией, руководителю работы от ВНИИПвторцветмет Г.С.Кузницу и научному руководителю канд.техн.наук Б.В.Клушанцеву за советы и постоянное внимание к работе., СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе сделан анализ технологий переработки..бьхшо-образной и смешанной стружки,"способов и устройств дробления стружки. Показана целесообразность применения нозевах валковых дробилок для переработки стружки и наряду с этиа 'показана недостаточная изученность процесса разрушения стружки нотами, отсутствие методов выбора параметров рзбочмх органов ножевых валковых дробилок. Определены основные задачи исследований: иссладо-

ь.

вание процесса резания пучка вюнообраааой струхки одиночник ножои, изучение свойств аымообрззнзЯ сгругки и установление интегрального показателя, характеризующего струнку как объект • разрушения, определение наиболее гаыкх элементов рабочего"процесса ножевых валковых дробилок, определение наиболее эффективного рабочего органа и установление его рациональных параметров, разработка ножевых валковшс струекодробилок.

Во второй главе приводятся результаты исследования процесса разрушения струхни одиночным ноеон. Рабочий процесс ножевой валковой струккодробилки. представляет собой цепь повторяющихся одиночных актов разрушения струхяи ногами. В связи с этим исследовано силовое взаимодействие пучка стружки с одиночным подвижным ножом и установлено, что процесс резания состоит из двух этапов: предварительного скатил и непосредственно резания. При внедрении нока в пучок стружки наряду со сжатием массы струхни под передней гранью нога происходит деформация пучка за её пределами в зонах, прилегающих к режущим кромкам и образувщис поверхности под некоторым углом и боковыми граня«« нока. Полученные нами осциляограмыы(рио.1)—резания пучка вьпнообразной струх-ки показывают, что на этапе предварительного сааткя изменение усилия носит монотонно возраставший характер, до возникновения максимального усилия, при которой начинается резание. Номент начала резания определяется критической относительной де?сригцией . Стружка б перерезаемой плоскости уплотняется до максимальной критической плотности, определяемой выражением

Р=Р<(гТ7Р)"

где рс - первоначальная плотность пучка стружки. . "

Для аналитического представления усилия резания нами использована экспоненциальная зависимость напряжения от дейорыа-

ции, полученная рядом исследователей при изучен«!', процессов уплотнения струыш а других, глрастых материалов. Теоретический анализ полученных зависимостей показал, что при резании стругки . параллельны«« конаци усилие резания пропорционально высотб'пучка струкаи Н и длине рехувнх кромок tf , а при резаний наклонными нояааи усилие уыаньашется с-увеличением угла наклона а . Эти параметры ( Н, £Р,с< ) были взят как основные факторы при окопе-? рименталыгоц изучении процесса резания пучка стружки на стенде. В качестве разрушаемого материала использована спиралевидная и саблевидная стружа алюминиевых сплавов марок АД, АН*»-, Д1&. С целью получения однородного материала го плотности и габаритам струкку предварительно подготавливали с получение« образцов по форые, близкой к прямоугольному параллелепипеду с плотностью рс = 120, кг/ы . При резания параллельный;: нояаыи установлено, что стадии предварительного снатия и непосредственно резания происходят последовательно. Относительная деформация £Кр » при которой происходит резание, для данных образцов струкки составила 0,91-0,95, а плотность при резании рр = 1489-2010 кг/ы3. Усилие и работа резания линеИно зависят от высоты пучка стружки и длины режущих кромок (рис.2):

Р= (р0+к;нКР . -

А = (а,+ к;й) еР

где К/, аа) Кд - коэффициенты уравнении регрессии для

каадого вида стружки.

При наклонных ногаг сжатие и 'резание происходят совместно. Одновременно резанив подвергается не все сечение пучка стружки, а только определенная часть. Поэтому усилие резания наклонными нохаш меньше усилия при.резании параллельными ногами и учитывается коэффициентом К», который по мере увеличения угла резания

о о

<Х от 0 до 20-30 резко падает, а в дальнейшем асимптотически "

Рис.1. Осциллограмм усилий резания: а/ оезание паоаллельныии ногами; б/ резание наклонными ножами.

Дт,-

250 ■

Р,*н

ло 15 20 15 10 5

У

- /у

у

/

¥

200 150 100 50

У

Л / /

У , у

✓ г

у

-

го 40 60 «о <аон,«*

го <(0 60 80 № н,кк

Рис.2. Зависимость усилия резания Р и работы реззкия А от высоты перерезаемого образца струми Н при »-О

К« |-

чвр^ 0,6

0,4

Кг» = Р/Р*

02

Са 20 1.В

',2

0,3

С «=А/А<

1 1

/

1 (

1/ у, /

//

! \А

■ |5 30 15 50 а,^. " <5 30 ¿(5 БОогма-

Рис.3. Зависимости коэффициентов К« и С* от угла резания ос _ саблевидная стружка марки АД сечением ленты 2x5 М1г

----саблевидная стручка мапки АК 4 сечзнпен лея ты 0,8x3 шг

---спиралевидная стружа иаэкк Д16 сечением ленты

1x12 мм^ и диаметром спирали 30 ым.

8. • —

приближается к определенному для каждого материала значение

( = 0,3-0-6). При углах резания с*. < агсЦ Н/£р1

. р ■..''■ (I- - степень сжатия струани) процесс подобен резанию параллельными ногами.и Кл = I (рис.3). '

Работа^ резания при изменении угла <х учитывается коэффициентов С«. . С увеличением с* от 0°до. 20-30° коэффициент ...Св и работа резания Аа незначительно уменьшаются ( С„ =0,95-0,95), а при дальнейшем увеличении возрастают вдвое и выше. Поэтому . угол резання рекомендуется принимать в пределах агс^^ < «*< (20-30°). -

Разделение Дрезание) пучка струюси на части зависит от зз-.. зоров и радиусов притупления режущих кромок. £ связи с этим методом симплексного планирования установлены значения и сочетания . факторов .(зазора и радиуса притупления), обеспечивавшие разделение пучка струнш на части при полном разрезании лент стружки и . нахохдеиии критических значений этих факторов, при которых доминирующим видом разрушения является срез. Установлено, что полное разделение пучка струхки, высота которого Н = ПО им для острых . реяуших кромок Г"*, = 0,1 мм происходит при максимальном зазоре • мехду: .ножами Л, = 1 мы, а для наибольшего радиуса притупления Гу = 1,2 мм - при минимальных зазорах А,=-0. Поэтому с учетом износа кромок следует применять зазоры, близкие к 0. С уменьшением высоты пучка стружки сокращается зона предельных значений зазоров и радиусов притупления. Исследования показали, что с увеличением радиуса притупления усплиё возрастает для исследуемых образцов струкки в 1,1-1,6 раза. С у-чегом влияния угла реззния и радиуса притупления кромок выражение для определения усилия резания имеет вид £ = КрН}Срк. Кг , где К,- - коэффи-

циент, учитывающий притупление режуиих кромок. Так как ■

то . р- к; \\1( к. кг.

э.

- В третьей главе исследованы свойства ввшообразно!? стругки, как объекта разрушения на примере алюминиевой струиси, одвого. кэ основных видов сырья вторичной цветной металлургии. При разрушении стружки одиночным ножом установлено, что сопротивление "пучке

Р

стружки срезу Т ( Т , ЬР - юлшияа уплотненного слоя

струит при резании) к пяотность_ пучка струяш .при резании является характеристиками процесса резания, зависяшин от свойств струггкп. Анализ этих показателей позволил предложить в качестве интегральной оценки сопротивляемости стругки реззнкв новый - к'

параметр ~ ~ ~рс и представить .усилие резания в

виде , где 5»- сечение пучка струяки в исходном

состоянии НС.» . В соответствие с пэзрзботаяной методикой со-

РБ •

противлкемостъ стружки резанию определяется выракецием Сг~¿гп^, где Ь - ширина ножа, гп<р- масса'фрагмента, отрезанного от пучка струм и. Результаты статистического анализа пзраметрз аР для алюминиевой стружи ПО "Лвивторцветнег" и Московского завода алюминиевых сплэвое показали, что изменение сопротивляемости, стружи резанию описывается нормальным законом распределения. Средние значения этого показателя находятся в пределах Ир =

(0,018-0,02) МП а , при коэффициенте вариации = 0,32-0,56.

кг/м" , о

Для расчета рабочего органа дробилки и привода необходимо знать

не только средние значения сопротивляемости стругки резания, но и максимальные значения этого показателя: ае.тОГ ~ СЗР + К,щ 60г, где К», - относительное отклонение, 6о, - среднее квадратичное отклонение. Для инженерных методов расчета для надежности Р=0,?5 К„, = 2. Для стружки различных видов рассмотрены корреляционные связи сопротивляемости струяки 'резанию с размерами лент стружки (толщина ^ и ширина струяки, радиус сппралп Гс„ ).

Результаты корреляционного анализа показали, что только корреляционная связь 0Р= /("£«) достаточно устойчива и имеет вид

— 20. а? = 0.007Л- •fOjOOSS'tc для стружки Московского завода алюминиевых сплавав (коэффициент корреляции 0,9) и Q. = 0,0042 + + 0,CQI"tt для стружки ÍI0 "Яенвтэрцвгтиет" (коэффициент корреляции 0,71). Используя приведенные данные, можно прогнозировать средние и максилальние значения сопротивляемости стругай резанию.

В четвертой'глазе дано, обоснование рабочего органа ножевой валковой дробилки. Среди ножевых .валковых дробилок наибольшее распространение получили одно валко вые к двухвалковые. Рабочие органы одновзлковзд дробилок в зависимости от типа проги'ворезущях ноней подразделяются на валки с неподвижными ноками и валки с дисковыми свободно вращающимися шхаии. Рабочие органы'двухвалковых дробилок в зависимости oí расположения ножей, подразделяются на валки с симмгтричным и асимметричным расположением ногей. Для определения наиболее эффективного рабочего органа проведен анализ возможных требований и критериев. Установлено, что наиболее значимым является критерий, характеризующий степень использования энергетических возможностей дробилки - aro критерий снижения установленной цоцности привода рабочего органа (повышение уровня эффективно реализуемой мощности привода). В соответствии с этим критерием у наиболее эффективного рабочего органа при резании пучков струнки возникают нагрузки (моменты сопротивления), уро-' вень и вариация которых минимальны.Для каадого из рассмотренных рабочих органов (рпс.^) определены направления и координаты точек приложения усилий резания, денствувцкх кз боковые кромки фрез и получены выражения моментов сопротивления для о дно валковых дробилок с неподвижными противорезущини но хами

Mt= Prt[Vcasip- Я^-^Ои-лГ^пр + R¡cosip>inp + f,r„] ,

о дно валковых дробилок с дисковыми свободно вращавшимися но хан и

М о (о ■ Í- (¿.-л*R,}*-Rf-fRÍ . í„r„l

Мг = РЛКо-л^зЫ amos^j^^-artsm-^j ,

Однэвзлкоззя дробилка с кепсдЕ;:.*нчик противо-режущики нокзии

Одноваляовзя дробилка

с ДИСКОВЫМИ СЕОбОДНО-

вращчшинися противо-рекугоши ножами

Г

Двухвалковая дробилка с асимметричным расположением ногеИ

Рис.4. Направление сил при оезанки пучка стружки на ножевых валковых дробилках.

двухвалковых дробилок с симметричный расположением ножей двухвалковых дробилок с асимметричный расположением ножей .

М„ ■= 2Р*

Ri £in(f-orccos Yi) + (R„- o,5ь) *

х sin greens - -Ч> Ъ) + Ц •

где Ра - усилие резания наклонными режущими кромками, Re -радиус впэдины, R; - расстояние от оси галка до точки приложения усилия резания, й - перекрытие, Rj - радиус дискового ножа, I - выл'ет кока, <р - угол трения стругни о сталь, & -угол наклона неподвижных ножен, -g^ - отношение площади ножа к площади впадины, íR - коэффициент трения в подшипниках валка, Гп - радиус трения в подшипниках валка.

Результаты проведенного на ЭВМ численного анализа показали, что наиболее эффективным является рабочий орган нолевой двухвалковой дробилки с симметричным расположением нояей. Такое располо-яение новей образует зону реззния на наименьшем расстоянии от плоскости, проходящей через оси валов. Установлено, что для всех возможных сочетании , изменяемых з широких пределах конструктивных параметров и показателей физико-механических свойств стружки, наименьший момент сопротивления соответствовал рабочему органу с • симметричным расположением нокей. Он составил 0,32-0,56 к 0-,46--0,74 от моментов на рабочих органах одновалковых дробилок соответственно с неподвижными и дис.созымн противоречащими нохами, э такие 0,48-0,86 от момента на рабочем органе двухвалковой дробилки с асимметричным расположением коней. Уровень и характер неравномерности нагрузок на рабочем органе зависят от последовательности и количества одновременна находящихся в работе -

» ■ ■ • ' 13.

. реяуиих кромок, а такяе от их располэгения при резании, что утаптывается схемами набора ножей, представляющих собой графическое •изображение последовательности работы к расположения всего ком- -плекта ножей и их режущих кромок ка образующей поверхности-реку-' щих валков. Критериями при выборе рациональной схемы каборз волей являются минимальный средний момент сопротивления на раао-. чем органе М и конструктивный коэффициент взриацик момента на оборот рабочего органа М ', где - среднее

• квздратическое отклонение момента сопротивления. Для снижения М и ^».м до минимума необходимо, чтобы на каждом валке боковые кромки ножей располагались на винтовой линии с одинаковым углевым смещением друг относительно друга к были симметричными на ноках противостоящих фрез. Б соответствии с этим рекомендованы . схемы набора нодей, при которых в любой момент времени на кахлом ■ валке нагружено минимальное количество (I; 2) боковых и верхних реяуцих кромок, что устраняет неравномерность нагрузки и ведет к повышению уровня элективно реализуемой мощности привода рабочего органа.

Б пятой главе приведены экспериментальные исследования рабочего процесса докеЕкх езлковых дробилок и их испытан!"! ^промышленных условиях. Экспериментальна проверку предложенных аналитических зависимостей для определения конзнтов сопротигления при резании осуществляли на экспериментальной нолевой двухвалковой дробилке, которую перенастраивали на четыре мгиэжгых типа рабочих органов. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных подтвердил достоверность представленных аналитических выражений для определения моментов сопротивления на реОо-чих органах одновалковых к двухвалковых дробилок (отклонение расчетных от экспериментальных данных находится в пределах {17%). С помощью данной установки определены рациональные резины работы

• . и. ' —

двухвалковой дробилки. В качестве критериев оценки рационального реяиыа принято соблюдение устойчивой работы дробилки, т.е. без стопоренмй режущих валков при дроблении стружки, очищенной от недробишпс предметов, а также достижение заданной производительности при наименьшей загрузке привода. Регулирующими воздействиями были частоты вращения (1,0-40 об/мин) валков и их соотношения (от I до 5). Струкку повышенной сопротивляемости а? = = 0,018-0,024 удалось устойчиво дробить только при одина- . • ковых частотах вращения валков. Неустойчивая работа дробилки при разных частотах вращения вызвана частыми сголорениями более скоростного валка. При дроблении стружки с меньшей сопротивляемостью резанию (ар= 0,009 дробление носило устойчивый характер на всех режимах работы. При одинаковых частотах вращения нагрузки на ре'кущих валках близки, но не совпадают Во времени. При —г разных частотах вращения наиболее нагруженным является скоростной валок. Исследования'показали, что анергоеыкость дробления__

зависит от сопротивляемости стружки резанию с увеличением сопротивляемости с 0,009 до 0,024 ¡щгцз энергоемкость возросла

с 14,1 квт.ч до 36,8 -кв1'При изменении соотношения частот врат

щения с I до 3 энергоемкость изменялась е пределах 10*. Наименьшее значение этого показателя соответствовало режиму работы с одинаковыми частотами вращения. Проведенные эксперименты свидетельствуют о тон, что скорости вращения валков должны быть одй-накорчыи и минимальными, но достаточными для обеспечения заданной производительности. Испытания ножевых одяоважовнх к двухвалковых дробилок в промышленных условиях соответственно Московского завода алоииниевых .сплавов и ПО "Ленвторц-всгмет"'показали, что они могут- йзмельмать вьюнообразную струкку без предварительной подготовки в резинах крупного и мелкого дробления. При крупном.

-дроблении размеры дробленного продукта не превышав! размеры впа--

V 15.

дин мегду ногами фрез.' При'мелком дроблении крупность дробленого продукта зависит от размеров отверстий (шелей) клвссифидЗКионноЕ решетки. Оскавекнг дробилок классификационными реиеткаии (колосниковый!:, перфорированными) обеспечквзег требуемую для дзхьяейиеС переработки крупность продуктов дробления 0-30 км. В рехимэ'круглого дробления энергосиловые параметра дробилок (момент сопротивления, удельная энергоемкость) зависит от сопротивляемости резанию, плотности стружки, зазоров цегду вожаки и от соотношения скоростей врзцекия валков. Испытания подтвердили достоверность линейных зависимостей моментов сопротивления от плотности стружки и сопротивляемости резанию. Установлено, что производительность зависит от скорости вращения рег.;щкх валков , размере! мекнохевой впадины, плотности стружки во впадине ре, и-определяется зависимостями: для одновалковой дробилки

' п -Е1М11| ~ ген к,)

для двухвалковой дробилки (при одинаковых скоростях вравения)

где —" [ - суммарный обьеи мехкоаевкх впадин на рйочем органе ( 1,0 ~ длина ренущих валков, диаметр фрезы ).

В редиие мелкого дробления производительность снияаетсв, а энергозатраты возрастают го сравнение с ретин крупного дроблекг," Измеяеаия производительности в моиностя характеризуются соответственно коэффициентами Кц и К„ . Для одновззковах дробилок они составили Кд = 0,70-0,75, К« =■ 1,16-1,23; для двухвалковых -К а =0,8-0,85, К„= 1,21-1,26.

Испытания дробилок на струнке, содергвеей недробимые предметы, показали,.что реверсивное вракзние рабочего органа обеспе-

' . - 16. ;• чквает удаление недробимэго предмета из зоны дробления. Выявлено-,' что частота стопореянй от недробимых предметов зависит от вида сырья: при дроблении■смешанной струкки наблюдалось 16-20 стопо-

ренкй в час,- при дроблении дыонообразной крупностью +300 км - г

• • • !

1-2 стопо рения б час. • . |

Б шестой главе приведены методика выбора.рациональных параметров рабочего органа и практические рекомендации по проекгиро-, ванию дробилок, дана оценка экономической эффективности приыене-^ ния дробилок в промышленности.

Методика предусматривает дна варианта расчета: первый - опре деление параметров рабочего органа, обеспечивающих измельчение стружки с заданной производительностью при достижении наименьшей

установленной мощности привода; второй - определение параметров

1

при ограниченной мощности на основании достинения максимальной производительности. Ограничением оптимального решения является обеспечение прочности элементов рабочего органа, в частности вала режущих валков в экстренных условиях (при стопорении от недро-бимого предиета). Методика позволяет устанавливать рациональные параметры ; ' диаметр фрезы 0 , высоту I и толщину нога

5 , частоту вращения валков П^о , количество ногей на фрезе 2« , количество фрез 2 , диаметр вала , коэффициент (отношение боковой площади ножа к плоцади впадины), кроме этого определять момент сопротивления на "рабочем органе Ме , мощность привода рабочего органа , максимальные нагрузки на рабочем органе ( Мр.пт,Рщ.,1, , Я», ). Разработанное методическое и програм . иное обеспечение выбора пара метров О, а такие конструктив-

ные решения по компановке дробилки, снижению энергоемкости-использованы при разработке ножевых двухвалковых дробилок ДНВ2-*Ю0 и ДНВ2-ЗЮ, изготовляемых ПО "Иаорский завод". Экономический эффект только от внедрения дробилки ДНВ2-400 для переработки алю-

' 17.

миниевой стружки составляет 256 тыс.рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ . .

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой. В работе дано новое решение актуальной научной задачи, , состоящее в установлении основных закономерностей, выявлении зависимостей, описывающих особенности процесса разрушения вьюнооб-разной стружки режущими элементани рабочего органа нокевой валковой дробилки и разработке на основе этого методов определения рациональных параметров, что имеет существенное значение для теории и практики дробления струхни, так как позволило создать новые эффективные дробильные установки для первичной подготовки стружки, обеспечивающие снижение затратна переработку.

Основные результаты работы заключаются в следующем.•

1. Исследован процесс резания пучка вьюнообразной сгрухки одиночным ножом. Установлено, что он состоит из двух стадий . (предварительное екзтие и непосредственное резание). Начало резания соответствует критической относительной деформации ( £кр = 0,91-0,93) и максимальной плотности стругай в момент резания. Получены эмпирические зависимости максимального усилия и работы резания пучков струяки одинаковой плотности от его габаритных размеров, угла резания с< ^ длины и радиуса притупления ГпР° режущих кромок. Установлено, что с точки зрения минимальных энео-гозатрат и снижения усилий наиболее эффективным является резание наклонными ножами при л = 5-30°.

2. Плотность струнки в момент резания рг и вапряхеиие среза Т являются характеристиками процесса резания, зависящими от свойств струиси. Отношение агях показателей комплексно определяет свойство струнки окааыгать сопротивление, резании. Разработанная методика позволяет определять значения сопротивления стружки резанию, на основании которых расчитываются усилия

- 18. :

резания и мощность дробилки. '

3. Получены математические виракения, устанавливавшие функциональные зависимости ыегду моментом сопротивления на рабочем органе, конструктивными параметрами ренуикх инструментов" н физико-механическими показателями^свойств разрушаемого материала для различных типов нохевых валковых.дробилок. Численный анализ моментов сопротивления показал, что наиболее эффективным с точки зрения достижения минимальной установленной моано.сти привода является рабочий орган двухвалковой дробилки с симметричным распо-локениеы боковых противостоящих рекуцих кромок. Для снижения неравномерности детерминированных нагрузок на рабочем органе разработаны схема набора нолей.

4-. Результаты промышленных испытаний ножевых одцовалковой _ и двухвалковой дробилок выявили принципиальную возможность из- ' . мельчать вьюнообразную струкку, содзогащую недробииые предметы, без предварительной ручной сортировки исходного сырья как в режиме крупного дробления (крупность продуктов дробления - 100 мм), - так и в режиме мелкого дробления (крупность - 30 мм). Сравнение результатов испытаний рабочих органов одновалковой и двухвалковой дробилок подтвердило теоретические положения, на основании которых выбран наиболее эффективный рабочий орган.

5. Разработана методика а программное, обеспечение, предназначенное для выбора рациональных параметров рабочего органа ножевой двухвалковой дробилки с симметричным расположением рекуиих • кромок. В соответствии с методикой по заданной теоретической производительности и показателам физико-механических свойств струнки рассчитываются конструктивные параметры.рабочего органа, исходя из обеспечения минимальной установленной мощности привода и прочности элеменхов и узлов рабочего органа.

I - -

1

1

.... - 19.

- 6. По результата« исследования даны конструктивные рекомендации, позволяющие снизить неравномерность нагрузок, установленную мощность привода к массу рабочего органа.

7. Результаты выполненной работы внедрены при создании ножевых двухвалковых дробилок ДНВ2-400,' ДНБ2-ЗЮ к линии дробления и сортировки алюминиевой стружка, изготовленных ПО "Ижорский завод". От использования разработок в дробилках и линиях дробления и сортировки струнки экономический эффект составил 256 тыс.рублей.

■ Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. КузинецГ.С., Авдиенко A.A. Механизация дробления алюминиевой стружки //Цветная металлургия, - 1986. - fe 5. - С.ЗЗ-'Ю.

2. Кузинец Г.С., Авдиенко A.A. Агрегат для дробления алюминиевой струаки //Механизация и автоматизация производства. - 1986.

- № 7. - С.7-8. ' .

3. Кузинец Г.С., Авдиенко A.A. Самоходная стругкодробильная установка //Цветные негаллы. - 1986. - » 3. - П.82-83.

k. Авлиенко A.A. Оптимизация конструкции, .установки для разрушения вьянообразной струкки //Цваткая металлургия. - IS88. - fe 7. -C.3I-33. -— . - с

5. Авдиенко A.A., Кузинец Г.С. Исследование нагругенности рабочего органа ногевой валковой дробилки /Всес.н.-и. проект, ие-г втор, цв.мет. - Донецк, 1989. - 9.с. - Деп.в ЦНИИцЕетмете экономики

. и информации, к? 1817.

6. Авдиенко A.A., Кузинец Г.С. Выбор рзциоаальных рекимоЕ работы ножевой двухвалковой стругкодробнлки //Цветная металлургия. -1990. -fei.- C.I5-I8.

7. Авдиенко A.A., КузинецГ.С. Исследование разруаения вьснооб-разной стружки //Цзетные металлы. - I99G. - fe ь. - С.65-89.

" 20.

8. Авдиенко A.A.., ¡Сузиаец Г.С. Определение сопрстквлявшеги резанию алюминиевой сгрузки //Цветная металлургия. - 1990. -

Й 7. - С.75-78.

9. Авдиенко A.A., £узинец Коган Г.Л., Барановский Л.М. Измельчение лома и отходов на но не во л двухвалковой дробилке //Цветная металлургия. - ISSO. - К» В. - С,-45-47.

нпо вниистройдормаш зак. 105, тир. 100 экз.