Механика дробящей среды в шаровых мельницах с продольно-поперечным движением мелющих тел

Abstract

В статье рассмотрен анализ проблем совершенствования помольного оборудования для крупнотоннажного производства – цемент, руда, уголь. Основными требованиями, предъявляемыми к помольному оборудованию, являются: высокая часовая производительность, минимальный удельный расход энергии; возможность регулирования режимов процесса измельчения без остановки мельницы; простота в обслуживании; автоматическое управление работой мельницы. Существенным недостатком в работе шаровых барабанных мельниц является то, что не более 45 % мелющих тел активно участвуют в процессе измельчения, а остальные 55 % перемещаются в плотном компактном слое в центральной части загрузки, образуют застойные зоны и препятствуют продольному перемещению частиц измельчаемого материала. Одним из возможных способов повышения эффективности процесса измельчения в шаровых мельницах является создание условий продольно-поперечного движения мелющих тел, что обеспечит разрушение застойных зон в мелющей загрузке и в целом интенсифицирует измельчение материала. Рассматривается усовершенствованная конструкция шаровой барабанной мельницы, снабженной внутримельничными энергообменными устройствами; приводятся технико-экономические показатели стандартной и усовершенствованной мельницы. Приводится методика расчета кинематики движения мелющих тел в мельнице с продольно-поперечным движением мелющих тел. При построении математических моделей движения шаров, расчете их скоростей и энергии задача решается в классической постановке без учета физико-механических свойств измельчаемого материала. В классической теории барабанных мельниц рассматривается двухфазное движение единичного шара в неподвижной системе координат. Нами здесь рассматривается принципиально новый подход – вводится дополнительно подвижная система координат, расположенная в плоскости наклонной перегородки. Приведены формулы для определения действующих усилий, а также уравнения для определения скоростных режимов движения мелющих тел.