ДИАМЕТР БАРАБАНА ШБМ

Диаметр барабана ШБМ определяется по заданной производительности установки из выражения:

, (1)

где D, м - рабочий диаметр ШБМ (в свету), Q, т/ч - производительность ШБМ, q, т/кВт*ч - удельная производительность, k - поправочный коэффициент на тонкость помола, - коэффициент загрузки барабана, , кг/м³ - насыпная плотность мелющих тел, - пустотелость загрузки, L/D - отношение длины ШБМ к диаметру.

Формула (1) получена из выражения для производительности ШБМ [3]:

, (2)

где m_мт,т - масса мелющей загрузки [3]:

(3)

КОЛИЧЕСТВО И ДЛИНЫ КАМЕР ШБМ

В основу определения количества и длин камер положены данные о том, что на выходе из первой камеры содержание недомолотого продукта в материале приближается к 30% (C_вых/C_вх>0.3 при C_вх=100% - для однокамерной ШБМ), а содержание недомолотого продукта на выходе из второй камеры, как правило, не менее 10 % (C_вых/C_вх<0.1 - для трехкамерной ШБМ). Для определения длины первой камеры ШБМ используется уравнение Розена-Рамлера [3]:

, (4)

где l₁ - длина первой камеры ШБМ, L - длина ШБМ (L=D*L/D), C_вых1 - содержание недомолотого продукта на выходе из первой камеры ШБМ.

Алгоритм определения количества (N_камер) и длин (l_кам(0...2)) камер представлен на рис. 1.

Рис. 1. Алгоритм определения количества и длин камер ШБМ

ЗАГРУЗКА МЕЛЮЩИХ ТЕЛ

В качестве методики проектного расчета мелющей загрузки удобен подбор мелющих тел по равной суммарной поверхности каждой размерности шара [14]. Сущность методики заключается в подборе мелющей загрузки таким образом, чтобы в каждой из камер ШБМ полные поверхности мелющих тел разных размеров были равны между собой. Выбор такой зависимости обуславливается наиболее полным использованием кинетической энергии и удельной поверхности загрузки. Алгоритм расчета мелющей загрузки для однокамерной мельницы представлен на рис. 2.

Рис. 2. Алгоритм загрузки мелющих тел однокамерной ШБМ

В алгоритме (рис. 2) D_sh_tabl[M], Pl_tabl[M], Pov_tabl[M]- табличные значения (массивы) диаметров (массив упорядочен по убыванию), насыпной плотности и средней удельной поверхности мелющих тел. По заданному исходному размеру кусков материала (d_куск ) определяется максимальный диаметр шаров мелющей загрузки (d_sh), принимается ассортимент загрузки, вычисляется поверхность (S_rasch) и масса мелющих тел (m_sh) для каждого типоразмера загрузки (рис. 2).

ФУТЕРОВКА

Чтобы обеспечить оптимальную высоту подъема шаров в барабане ШБМ и максимальную отдачу энергии ими при одной и той же шаровой загрузке, необходимо выбрать оптимальную форму брони. Подъем шаров в барабане характеризуется коэффициентом сцепления который можно изменять, применяя различные формы брони. Профиль плит брони влияет на срок их работы и на удельный износ. Наиболее близкую к оптимальной форму износа имеет броня волнистого профиля (рис. 3).

Рис. 3. Форма износа брони барабана ШБМ

При правильном подборе параметров профиля волнистая броня обеспечивает наиболее выгодный угол подъема материала и мелющих тел, при этом имеет место эффект наклепа выпуклых частей профиля как и в каблучковой футеровке [13]. Схема профиля волнистой футеровки представлена на рис. 4.

Рис. 4. Расчетная схема профиля волнистой футеровки

Профиль футеровки определяется диаметром ШБМ - D, шагом и подъемом волны профиля . Алгоритм определения параметров профиля представлен на рис. 5.

Рис. 5. Алгоритм определения параметров профиля футеровки

Значения и определяются по таблицам для различных материалов в зависимости от заданной удельной производительности q (рис. 5).

ПОСТРОЕНИЕ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ

В конструкции ШБМ имеется ряд деталей (трубошнек, волнистая наклонная футеровка), имеющих винтовую поверхность сложного профиля. При создании конструкторской документации на эти детали целесообразно использовать трехмерное моделирование, позволяющее получать любые виды и разрезы для электронной модели детали.

В случае трубошнека имеет место винтовая поверхность по конусному основанию. Для построения винтовой поверхности (рис. 6, а, 2) используется метод разбиения ее на элементарные участки с прямой образующей (рис. 6, а, 1).

Рис. 6. Схема задания винтовой поверхности для электронных моделей деталей ШБМ

Каждый из элементарных участков представляет собой призму с соответствующим задаче построения профилем основания. Винтовая поверхность задается радиусами оснований R и R1, а также высотой H, соответствующей половине винтовой линии (рис. 6, б).

Рис. 7. Схема к определению углов поворота образующих призм

Для построения призм, образующих винтовую поверхность, необходимо установить положение точек их оснований (B, М и т.д. (рис. 6, б)), определить высоту (l_i (рис. 6, б)) и углы поворота призм (_i, Y_i, Z_i(рис. 6, а, б)) относительно точек оснований. Расчет параметров математической модели винтовой поверхности приведен в табл. 1. В табл. 1 N_обр - количество призматических элементов в винтовой поверхности (с увеличением N_обр растет точность построения).

Таблица 1

Элементы чертежей из выходного комплекта документации САПР ШБМ, полученные с использованием разработанной методики, представлены на рис. 8.

Рис. 8. Элементы чертежей выходной документации САПР ШБМ
а - волнистая наклонная плита, б - трубошнек