Усовершенствованная конструкция брони подвижного конуса в конусной дробилке для горнорудной промышленности

Дано описание принципиальной схемы конусной дробилки среднего дробления, которые используются на предприятиях добычи ископаемых в горной промышленности и пути повышения эффективности процесса измельчения за счет модернизации брони дробящего конуса. Основой для разработки математической модели, послужил цифровой двойник конусной дробилки среднего дробления с модернизируемой конструкцией брони дробящего конуса, разработанный в CAD/CAM/CAE-системе NX. Данная модернизация конструкции брони дробящего конуса направлена на повышение угла захвата машины и увеличения производительности за счет уменьшения количества преждевременного выпадения крупных кусков из рабочей камеры дробилки. При попадании материала в рабочую зону дробилки чаще всего материал лещадной формы проваливается в разгрузочное отверстие. Модернизация брони дробящего конуса позволяет сдерживать его за счет каблучкообразного выступа у основания конуса, а увеличение угла захвата позволяет повысить объем рабочей камеры конусной дробилки. Базовые математические расчеты угла захвата, позволил спроектировать цифровой двойник дробилки, который в дальнейшем использовался для проведения расчетов на прочность при помощи метода конечных элементов в CAD/CAM/CAE–системе NX узла дробящего конуса, которые позволили подобрать рациональные режимы работы конусной дробилки для измельчения горных пород и полезных ископаемых. На основе всех расчетов была создана параметризированная модель брони конуса, параметры которой варьируются в зависимости значения заданного угла захвата.

Анциферов С. И., Сычев Е. А., Карачевцева А. В., Обернихин А. А. Усовершенствованная конструкция брони подвижного конуса в конусной дробилке для горнорудной промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 12–2. — С. 17—33. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_122_0_17.

Работа выполнена в рамках реализации федеральной программы поддержки университетов «Приоритет 2030» с использованием оборудования на базе Центра высоких технологий БГТУ им. В. Г. Шухова.

Анциферов Сергей Игоревич — канд. техн. наук, доцент кафедры «Механическое оборудование», http://orcid.org/0000-0002-4210-3185, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова), 308012, Белгород, улица Костюкова, д. 46, Россия, e-mail: anciferov.sergey@gmail.com;
Сычев Евгений Андреевич — аспирант кафедры «Механическое оборудование», http:// orcid.org/0000-0002-9112-1945, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова). Россия,308012, Белгород, улица Костюкова,46, e-mail: evgeniy.sychov.015@gmail.com;
Карачевцева Анастасия Владимировна — аспирант кафедры «Механическое оборудование», http://orcid.org/0000-0002-8656-8443, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова) 308012, Белгород, улица Костюкова, д. 46, Россия, e-mail: karachevtseva.anastasiia@gmail.com;
Обернихин Анатолий Александрович — магистр кафедры «Механическое оборудование», http://orcid.org/0000-0002-1746-9177, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова (БГТУ им. В. Г. Шухова). Россия, 308012, Белгород, улица Костюкова,46, e-mail: obernihin.tolya@mail.ru.

Анциферов Сергей Игоревич, e-mail: anciferov.sergey@gmail.com.

1. Яковлев В. Л., Корнилков С. В., Соколов И. В. Инновационный базис стратегии комплексного освоения ресурсов минерального сырья. — Екатеринбург: УрО РАН,2018. — 360 с.

2. Пикалов В. А., Лапаев В. Н., Савельев О. Ю. Особенности проектирования высокопроизводительных карьеров // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. — 2016. — №3. — С. 392—395.

3. Чендырев М. А., Журавлев А. Г. Рационализация геометрических параметров приемных бункеров конусных дробилоккрупного дробления при автомобильном транспорте // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5-1. — С. 158—170. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_51_0_158.

4. Житка Лаура Влцкова. Анализ состояния профессиональной безопасности в отрасли подземного строительства Чехии и за рубежом // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 4–1. – С. 91—97. DOI:10.25018/0236_1493_20 21_41_0_91.

5. Болобов В. И., Плащинский В. А. Влияние продолжительности удара на эффективность разрушения горных пород и пластического деформирования металлов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 3. — С. 78—96. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_3_0_78.

6. Белов Н. В., Бородина М. Б., Смирнова О. А., Часовских А. С. Анализ отказов элементов конусных дробилок и причин их возникновения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 3. — С. 17—27. DOI: 10.25018/0236_1493_ 2021_3_0_17_27.

7. Деревнин И. А., Бабокин Г. И. Оценка энергоэффективности трехстадийного процесса дробления конусными дробилками // Известия ТулГУ. Технические науки. — 2021. — Вып. 12. — C. 39–43. DOI: 10.24412/2071_6168_2021_12_39_43.

8. Горлов И. В., Митусов П. Е., Беляев А. М. Анализ процесса измельчения слабых горных пород // Уголь. — 2022. –№ 6. — С. 44—47. DOI: 10.18796/0041_5790_2022_ 6_44_47.

9. Бухаринов Е. И., Выбор дробилки // Научно-образовательный журнал для студентов и преподавателей «StudNet». — 2020. — №11 C. 1—6.

10. Zakoldaev D. A., Korobeynikov A. G., Shukalov A. V., Zharinov I. O. Digital forms of describing Industry 4.0 objects. IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2019. vol. 656 (1). pp. 1–6. DOI:10.1088/1757−899X/656/1/012057.

11. Zakoldaev D. A., Shukalov A. V., Zharinov I. O., Zharinov O. O. Designing technologies for the interaction of cyber-physical systems in smart factories of the Industry 4.0. Journal of Physics Conference Series. 2020. vol. 1515 (2). pp. 1–6. DOI:10.1088/1742−6596/1515/2/022008.

12. Zakoldaev D. A., Shukalov A. V., Zharinov I. O., Zharinov O. O. Realization of project procedures in the item designing companies of the Industry 3.0 and Industry 4.0. Journal of Physics: Conference Series. 2019. vol. 1333 (7). pp. 1–6. DOI:10.1088/1742−6596/1333/7/072030.

13. Бочков В. С., Дягилев С. Д. Анализ одностадийного и двухстадийного дробления сланца в щековой дробилке ЩД 10М для изготовления бетонно-мозаичной плитки // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 7. — С. 78—84. DOI: 10.25018/0236_1493_2020_7_0_78_84.

14. Богданов В. С., Василенко О. С., Богданов Д. В., Фадин Ю. М. Расчет производительности конусной инерционной дробилки // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. — 2017. — № 5. — С. 77–81. DOI: 10.12737/article_590878faf21b78.45764369.

15. Гурьянов Г. А., Абдеев Б. М., Байгереев С. Р., Ким В. А., Сулейменов А. Д. Прикладная механико-математическая модель измельчения частицы твердого вещества статическим раздавливанием // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. — 2021. — № 3. — С. 58—69. DOI: 10.15593/perm.mech/2021.3.06

16. Gao Yinping, Chang Daofang, Chun-Hsien Chen, Xu Zhenyu Xu. Design of digital twin applications in automated storage yard scheduling // Advanced Engineering Informatics. 2022. No 51. pp. 1−14. DOI: 10.1016/j.aei.2021.101477.

17. Xuesong Xu, Gang Xiao, Gonghui Lou, Jiawei Lu, Jun Yang, Zhenbo Cheng. Flexible parametric FEA modeling for product family based on script fragment grammar // Computers in Industry. 2019. No. 111. pp. 15−25. https://doi.org/10.1016/j.compind.2019.06.003.

18. Богданов В. С., Дмитриенко В. Г., Шеметов Е. Г. Использование в учебном процессе CAD/CAM/CAE системы NX студентами БГТУ им. В. Г. Шухова // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 7. — С. 29—3. DOI: 10.250 18/0236_1493_2017_7_0_29_33.

19. Chiocca А., Frendo F., Aiello F., Bertini L. Influence of residual stresses on the fatigue life of welded joints. Numerical simulation and experimental tests // International Journal of Fatigue 162. 2022. pp. 1–16. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2022.106901.