Наукоемкие технологии и оборудование в промышленности и строительстве

Статья

Наименование Сравнительный анализ условий подачи материала в разгонно-ударную дробилку
Авторы Бревнов А. А., к. т. н., доц.
Бревнова О. В., асс.
Левченко Э. П., к. т. н., доц.
Раздел Машиностроение и машиноведение
Год 2020 Выпуск 64 Страницы 88 - 93
УДК 664.73.05
Аннотация Работа посвящена анализу условий подачи исходного сырья в рабочее пространство дробильно-измельчительной машины разгонно-ударного типа, предназначенной для ударного разрушения материалов, под действием кинетической энергии вращающегося ротора. Предложена методика, позволяющая выполнить сравнительную оценку движения частицы по поверхности распределительного устройства, имеющего форму конуса и профиль в виде брахистохроны.
Реферат Цель. Определение параметров геометрии профиля распределительного устройства для подачи сырья под действие центробежных сил вращающегося ротора, при которых достигаются более эффективные условия взаимодействия материала с разгонными лопастями ротора.
Методика. Для повышения эффективности функционирования разгонно-ударной дробильно-измельчительной машины требуется обеспечить ей необходимую предударную скорость. Однако с возрастанием угловой частоты вращения ротора по квадратичной зависимости увеличиваются и затраты энергии, что крайне нежелательно. Увеличение скорости движения частицы, а также более корректное направление ее движения возможны за счет изменения формы входного конуса к профилю, имеющему форму брахистохроны. Рассмотрено скольжение материальной точки, имеющей постоянную массу, двигающейся по криволинейной поверхности под действием поля силы тяжести. На данную точку оказывает воздействие сила сухого трения, определяемая по закону Кулона и составляющая реакции опоры в направлении, перпендикулярном вектору скорости. Составлены дифференциальные уравнения движения рассматриваемой материальной точки, которые решаются как задача Коши с начальными условиями. Для численного решения системы дифференциальных уравнений использовался метод Рунге — Кутты 4-го порядка. Далее составлены дифференциальные уравнения движения материальной точки по профилю, имеющему форму конуса, и рассчитаны кинематические параметры. По полученным результатам расчета проведен сравнительный анализ скоростных характеристик движения частицы материала.
Результаты. Применение профиля в виде брахистохроны увеличивает скорость движения частиц разрушаемого материала на 9,26%, что должно повысить эффективность дробления. Кроме того, в результате применения профиля в виде брахистохроны вектор скорости частицы на подходе в область вращающихся лопастей на 31,74% становится ближе к естественной траектории движения частицы в радиальном направлении.
Научная новизна. Использованы дифференциальные уравнения движения материальной точки при расчетах геометрических параметров распределительного устройства с профилем в виде брахистохроны для центробежно-ударных машин разгонного типа.
Практическая значимость. Незначительное изменение конструкции разгонно-ударной дробилки позволит повысить эффективность дробления без использования дополнительных источников энергии.
Ключевые слова разгонно-ударная дробилка, сравнительный анализ, брахистохрона, вектор скорости частицы.
Полный текст