Моделирование избирательного дробления по трению

В последние годы наблюдается тенденция снижения качества добытого угля за счет увеличения зольности и степени измельчения горной массы, потому реализация эффективных методов сухого обогащения мелких классов угля в условиях шахт особенно актуальна. Создание компактного и энергоемкого оборудования машин для обогащения угля позволит значительно уменьшить транспортные расходы при доставке на обогатительные фабрики.

Среди методов сухого обогащения горной массы, которая состоит из компонентов, которые имеют разные коэффициенты трения, следует отметить метод сухого обогащения по трению [1, 2]. Предложенные схемы методом обогащения по трению по ряду причин не нашли широкого применения. Главным недостатком существующих схем обогащения по трению возможно считать сложность процесса взаимодействия компонентов во время их движения, и как следствие, почти одинаковую траекторию движения частей компонентов.

Для устранения данного недостатка авторами предложена новая схема сухого обогащения по трению, которая предусматривает силовое отделение частей одного компонента от другого. Принцип работы машины обогащения по трению представлен на рис. 1.

Машина избирательного дробления работает таким образом. Горная масса из питателя 2 попадает в пространство между дисками 1, которые вращаются в одну сторону. Под действием сил трения частики породы увлекается дисками 1 и измельчаясь попадаю в приемный бункер породы 4. Действие сил трения на куски угля достаточно для вращения часки и недостаточно для их захвата и измельчения, в следствие сравнительно меньшего значения коэффициента трения угля сравнительно с коэффициентом трения породы. При этом диски 1 разгоняют и забрасывают части угля в приемный бункер угля 3.

Рис. 1. Схема работы дисковой машины избирательного дробления.

Рассмотрим процесс взаимодействия гной массы с дисками обогатительной машины (рис. 2).

Рис. 2. Схема определения момента дробления горной породы.

В процессе вращения дисков со скоростью ω происходит захват горной массы. Начало взаимодействия характеризует угол a . При дроблении горной массы со средним размером куска горной породы d достигаются контактные давления p равные пределу порочности горной породы σ _â . Горная порода стремится выйти из зоны разрушения, в результате чего появляется тангенциальная составляющая τ . Нормальная и тангенциальная составляющая связана законом Кулона:

τ = µ p = µσ _b , где µ - коэффициент трения породи по поверхностям дисков обогатительной машины.

Найдем необходимый момент для вращения дисков при дроблении породы путем рассмотрения элементарной части дуги шириной d a и высотой d на радиусе дробления R . Площадь элементарной части дуги S_ä

S_a = Rdd a .

Момент от действия тангенциальных сил на элементарной части дуги dM с положением на дуге a x :

dM = хт = R sin ( a x ^jicr^Rdda .

Проинтегрируем левую и праву части уравнения: M = - R ² cos ( a x ) ic b d  = R ² cos ( aUc d .

a

Окончательно зависимость для определения крутящего момента M и мощности N необходимых для вращения дисков обогатительной машины учетом коэффициента заполнения камеры дробления k_ç :

M = k ^ R ² cos ( a^c b d , N = k ^ R ² cos ( a ) u.c b d.^ .

Выводы.

Полученная зависимость позволяет определить основные энергосиловые параметры дисковой обогатительной машины, основываясь на физико-механических свойства горной породы и геометрических параметрах зоны дробления.

обогащение, диск, контактное давление concentration, drive, contact pressure