Моделирование рабочего процесса конусной дробилки мелкого дробления

Процессы дробления и измельчения минерального сырья являются наиболее энергоемкими технологическими процессами, которые потребляют около 20% всей вырабатываемой в России электроэнергии, поэтому все исследования, направленные на повышение эффективности рабочего процесса дробления, являются актуальными. Снижение энергопотребления может быть получено за счет повышения качества выходного продукта, исключения режимов прессования, что достигается согласованием параметров дробилок со свойствами перерабатываемых материалов. Качество продукта будет «наилучшим» при отсутствии в продукте дробления кусков крупнее настройки разгрузочной щели. Известные методики определения параметров рабочей зоны дробления в конусных дробилках основаны на геометрических построениях и определении параметров при таких допущениях, когда движение куска начинается при полностью «раскрытой» камере дробления, не учитывается начальное положение куска. В реальной же дробилке кусок до входа в камеру дробления падает с некоторой высоты с загрузочного устройства и может входить в произвольный момент, как при «раскрытии» камеры дробления, так и при ее «закрытии». Для исключения некоторых допущений и учета особенностей рабочего процесса разработана имитационная математическая модель технологического процесса разрушения куска породы. Наличие адекватной модели технологического процесса разрушения куска породы, то есть дробления, позволит решать задачи согласования параметров дробилок со свойствами перерабатываемых материалов.

Шестаков В. С., Лагунова Ю. А., Ибраева Н. Р. Моделирование рабочего процесса конусной дробилки мелкого дробления // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 1-1. – С. 120–133. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_11_ 0_120.

Шестаков Виктор Степанович¹ — канд. техн. наук, профессор, профессор, e-mail: shestakov.v.s@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-9468-6696,
Лагунова Юлия Андреевна¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: yu.lagunova@mail.ru, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, ORCID ID: 0000-0002-3828-434Х,
Ибраева Назира Раискызы¹ — аспирантка, Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова, Караганда, Казахстан, ORCID ID: 0000-0002-3971-0945,
¹ Уральский государственный горный университет.

Лагунова Ю.А., e-mail: yu.lagunova@mail.ru.

1. Блехман И. И., Иванов Н. А. О пропускной способности и профилировании камеры дробления конусных дробилок // Обогащение руд. — 1979. — № 1. — С. 24—31.

2. Котельников Б. Д. О дробящей способности рабочих пространств конусных дробилок мелкого и среднего дробления // Сборник трудов СГИ. — Свердловск, 1983. — С. 37—42.

3. Масленников В. А. Операторы отбора и разрушения материала в модели процесса дробления // Известия вузов. Горный журнал. — 1987. — № 12. — С. 74—77.

4. Муйземнек Ю. А. Расчетно-экспериментальный анализ рабочего процесса в конусных дробилках // Известия вузов. Горный журнал. — 1987. — № 7.

5. Масленников В. А. Математические модели технических систем «Камера дробления дробилки КМД», «Рабочий процесс дробилки КМД» // Известия Уральского горного института. Серия Горная электромеханика. — 1993. — № 4. — С. 9—49.

6. Муйземнек Ю. А. Предпосылки моделирования процесса дробления в конусных дробилках // Известия вузов. Горный журнал. — 1999. — № 1-2. — С. 147—155.

7. Lee E., Evertsson C. M. A comparative study between cone crushers and theoretically optimal crushing sequences // Minerals Engineering. 2011, vol. 24, no. 3, pp. 188—194. DOI: 10.1016/j. mineng.2010.07.013.

8. Громан Р., Макеев А. И. Calibrator®-H III — высокопроизводительные конусные дробилки мелкого дробления // Горная промышленность. — 2006. — № 4(68). — С. 26—28.

9. Прокопенко В. С., Давыдов В. А. Моделирование и оперативная оптимизация конусных дробилок // Проблемы научной мысли. — 2023. — Т. 8. — № 1. — С. 84—86.

10. Крупко А. М., Воронин И. А. Моделирование как фактор повышения эффективности функционирования конусных дробилок / Интенсификация формирования и охраны интеллектуальной собственности: Материалы Республиканской научно-практической конференции, посвященной 75-летию ПетрГУ. — Петрозаводск: ООО «Verso», 2015. — С. 21—22.

11. Wills B. A., Finch J. Wills’ mineral processing technology. An introduction to the practical aspects of ore treatment and mineral recovery. Amsterdam, Elsevier, 2015, 498 p.

12. Сахаров Д. Ф., Витушкин А. В. Энергоэффективность конусной дробилки с упорами // Известия вузов. Черная металлургия. — 2022. — Т. 65. — № 10. — С. 733—739.

13. Червяков С. А., Муйземнек Ю. А. Современные тенденции совершенствования рабочего процесса в конусных дробилках // Горный журнал. — 2000. — № 3. — С. 53—55.

14. Червяков С. А. Энергосберегающие режимы работы конусных дробилок // Горные машины и автоматика. — 2004. — № 8. — С. 27—29.

15. Калянов А. Е., Лагунова Ю. А., Шестаков В. С. Расчет параметров гидрофицированной конусной дробилки // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2017. — Т. 16. — № 1. — С. 73—81.

16. Мусина З. Ж., Куанышев Г. И. Разработка инноваций в конструкцию конусной дробилки для обработки твердых камней и обоснование основных параметров // News of Science and Education. — 2017. — Т. 3. — № 10. — С. 006—009.

17. Фурин В. О., Федулов К. А., Турьянский Б. В. Интеллектуальные конусные дробилки ПАО «Уралмашзавод» // Горная промышленность. — 2016. — № 6(130). — С. 15.

18. Tang C. A., Xu X. H., Kou S. Q., Lindqvist P. A., Liu H. Y. Numerical investi-gation of particle breakage as applied to mechanical crushing — Part I: Single-particle breakage // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2001, vol. 38, no. 8, pp. 1147—1162.

19. Lagunova Yu. A., Bochkov V. S. Energy component of properties of material crushability layer / Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019). 2020, pp. 577—584. DOI: 10.1007/978-3-030-22063-1_61.

20. Комиссаров А. П., Шестаков В. С., Лагунова Ю. А., Малыбаев Н. С., Ибраева Н. Р. Программа для ЭВМ «Исследование параметров рабочего процесса и движение кусков по камере дробления конусной дробилки». Авторское право № 8055, 2020, Республика Казахстан.