Исследование влияния повышения шаровой загрузки на металлоконструции мельницы

Рассмотрена возможность повышения производительности существующих барабанных мельниц за счет увеличения шаровой загрузки. Увеличение шаровой загрузки по сравнению с паспортными значениями завода-изготовителя будет сопровождаться увеличением нагрузок на металлоконструкции мельницы и ее привод, потому необходимо провести соответствующие исследования. Проверочные прочностные расчеты элементов корпуса мельницы и металлоконструкций зубчатого венца проведены методом конечных элементов с помощью CAE-программы АПМ WinMachine, в специализированном модуле Structure 3D. Модели формы исследуемых элементов выполнены в СAD системе. Предпроцессорная подготовка проводилась в модуле АПМ Studio, где была выполнена генерация конечно-элементной сетки, использовались объемные конечные элементы. В статье приведены уравнения для расчета усилий на металлоконструкции мельницы, совокупность которых составляет модель нагружения. Описана методика подбора расчетных параметров. Выполненные расчёты металлоконструкций корпуса и зубчатого венца мельницы ММПС 7,0×5,2 показали возможность увеличения шаровой загрузки на 15% по сравнению с паспортной. Для окончательных выводов по мельнице в целом необходимы исследования возможностей элементов привода. Исследованиями доказана допустимость увеличения шаровой загрузки на 15% по сравнению с паспортной при обеспечении прочности узлов мельницы.

Лагунова Ю. А., Шестаков В. С., Савинова Н. В., Мукатов А. Р. Исследование влияния повышения шаровой загрузки на металлоконструции мельницы // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11-1. — С. 171—178. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_171.

Лагунова Юлия Андреевна¹ — докт. техн. наук, профессор кафедры «Горных машин и комплексов», e-mail: yu.lagunova@mail.ru;
Шестаков Виктор Степанович¹ — канд. техн. наук, профессор кафедры «Горных машин и комплексов»;
Савинова Наталья Владимировна¹ — канд. техн. наук, доцент кафедры «Горных машин и комплексов»;
Мукатов Аскар Рауифович¹ — аспирант кафедры «Горных машин и комплексов»;
¹ Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург, Россия.

1. Бауман В. А. и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: Учебник для строительных вузов. / А. В. Бауман, Б. В. Клушанцев, В. Д. Мартынов. — 2-е изд., пераб. — М.: Машиностроение, 1981. — 324 с.

2. Олевский В. А. Размольное оборудование обогатительных фабрик: Справочное пособие по расчету и эксплуатации шаровых и стержневых мельниц. — М.: Госнаучтехиздат, 1963, 418 с.

3. Андреев С. Е., Перов В. А., Зверевич В. В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. — М.: Недра, 1980, 415с.

4. Загустин A. M. Теория измельчения в шаровой мельнице. Сб. ин-та «Механобр», Л., 1985.

5. Яшин В. В., Туманян В. А., Беленко Л. Ф. Влияние длины барабанных мельниц на их производительность. // Обогащение руд, 1973, № 3. С. 17—19.

6. Фадин Ю. М., Тишакова И. С., Еремченко С. М., Исаев В. С. Шаровая мельница со сверхкритической скоростью вращения барабана // В сборнике: Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Межвузовский сборник статей. Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова; под ред. В. С. Богданова. Белгород, 2015. С. 334—336.

7. Амосов Е. А. Модель определения оптимального заполнения шаровой мельницы // Современные материалы, техника и технологии. 2020. № 4 (31). С. 4—9.

8. Осипов Д. А., Филиппов В. Е. Шаровая мельница с винтообразным углублением // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № S24. С. 193—201.

9. Ball mill simulation in wet grinding using a tumbling mill and its correlation to grinding rate / H. Mori, H. Mio, J. Kano, F. Saito // Powder Technology. — 2004. — Vol. 143—144. — P. 230—239. — DOI: 10.1016/j.powtec.2004.04.029.

10. Reichardt R., Wiechert W. Event driven simulation of a high energy ball mill. In Proceedings ASIM 2003, p. 249. ASIM 2003.

11. Benzer H. Modeling and simulation of a fully air swept ball mill in a raw material grinding circuit. Powder Technology. 2005. Vol. 150. no.3. pp. 145—154.

12. Ханин С. И., Старченко Д. Н., Мордовская О. С., Хахалев П. А., Харин Н. П. Определение прочностных параметров энергообъемных устройств шаровых мельниц с применением систем автоматизированного проектирования Наука и бизнес: пути развития. 2019 № 11 (101). С. 86—93.

13. Применение систем автоматизированного проектирования для расчета прочностных параметров классифицирующих устройств шаровых мельниц / С. И. Ханин, Д. Н. Старченко, О. С. Мордовская, Н. П. Харин // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2017. — № 12. — С. 181—187. — DOI: 10.12737/article_5a27cb8de48688.43489417.

14. Povetkin V. V., Sushkova O. A., Ibragimova Z. A., Shukhanova Zh. K., Assan A. E. Determination of stiffness of structural elements drive ball mill. Naukovij Visnik Nacionalnogo Girnichogo universitetu. 2014. no. 6, pp. 92—96.