Анотація до роботи:

Трубіцин М.М. Обґрунтування і вибір параметрів системи “барабанний млин - внутрішнє завантаження”. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.06 - гірничі машини. Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2004.

Розроблено інженерну методику визначення сумарного впливу внутрішнього завантаження на основні елементи барабанного млина для підвищення ефективності його роботи. Отримано інтегральні характеристики системи сил, що діють на внутрішнє завантаження - головний вектор (сумарна реакція опорних підшипників) і головний момент (корисний момент двигуна). Виявлено невідомі особливості розподілу завантаження і його впливу на млин залежно від заповнення, швидкості обертання барабана і коефіцієнта тертя завантаження по робочій поверхні млина.

Отримано узагальнені формули споживаної і корисної потужності двигуна барабанного млина, що дозволяє визначити: відносне заповнення барабана; коефіцієнт тертя між футерівкою і завантаженням; момент опору обертанню опорних підшипників (стан футерівки і підшипників) без зупинки млина. Результати розрахунків добре узгоджуються з даними експериментів як на лабораторних, так і на промислових млинах.

Наводяться методики побудови зносостійкого профілю футерувальних плит і оцінки запасу жорсткості обичайки барабана (визначення раціональної її товщини) на основі рішення задачі втрати динамічної стійкості жолобів, з яких складається обичайка.

Методика визначення тиску на робочій поверхні впроваджена на ВО НКМЗ. Розрахунки, що виконані по цих методиках дають можливість уточнити реальні сумарні навантаження на основні елементи млинів, а також робити контроль і вибір раціональних режимних параметрів млина при усталеному режимі роботи.

У дисертації, що є завершеною науково-дослідною роботою, дане нове рішення важливої науково-технічної задачі, що полягає в підвищенні ефективності роботи барабанних млинів на основі встановлення закономірностей руху, розподілу і комплексного впливу внутрішньомлинного завантаження, з урахуванням його фрикційних властивостей, і розробці на їх базі методів розрахунку раціональних параметрів основних елементів барабанних млинів, що дозволяє знизити енергоспоживання, матеріалоємність і трудовитрати процесу подрібнювання, стабілізувати роботу і продуктивність, а також підвищити довговічність і надійність барабанних млинів.

Основні результати досліджень полягають у наступному.

1. Виконано класифікацію методик визначення впливу завантаження на млин, у результаті якої встановлено, що найбільш вірогідна картина розташування маси внутрішньомлинного завантаження виявляється при обов'язковому урахуванні крім традиційних (відносні заповнення млина і швидкість обертання), також параметрів, що враховують механічні властивості завантаження як сипучого середовища – внутрішнє тертя і тертя по поверхні футерівки.

2. Обґрунтовано вибір найбільш вірогідної розрахункової моделі визначення корисних навантажень на млин на підставі:

- перегляду ролі «інтерференції» траєкторій куль епюри Девіса й одержання теоретичної границі водоспадного режиму руху завантаження;

- одержання (на основі властивостей конічних перетинів) спрощеного варіанта формули кута розкладання абсолютної швидкості кулі і виразу для кута нахилу лінії дії зусилля удару в точці падіння;

уточнення виду первісних складових рівнодіючої і моменту зусилля удару падаючої маси в методиці Давидова-Скородумова;

визначення верхньої границі сумарного ударного впливу падаючої маси завантаження;

розробки методики визначення комплексного впливу всіх частин внутрішньомлинного завантаження на робочу поверхню барабанного млина при усталеному режимі роботи.

3. Розроблено алгоритм побудови зносостійкого профілю футерівок Крюкова, де враховано комплексний вплив усіх частин внутрішньомлинного завантаження.

4. Теоретично обґрунтована й експериментально підтверджена незалежність головного моменту системи активних сил від швидкості обертання барабана при усталеному режимі, у результаті чого:

визначено вираз горизонтальної і вертикальної реакцій опорних підшипників;

отримано узагальнену формулу корисної потужності (моменту) двигуна млина у вигляді, аналогічному з формулою Олевського;

визначено величину абсциси розташування центра мас внутрішньомлинного завантаження залежно від радіуса і заповнення барабана, а також тертя завантаження з робочою поверхнею барабана.

5. Розроблені методики визначення поточних величин внутрішньомлинного завантаження, коефіцієнта тертя завантаження по футерівці, плеча опору обертанню в опорних підшипниках і вибору потужності привідних двигунів промислових млинів дають можливість визначити раціональні параметри і поточний стан основних елементів барабанних млинів.

6. Методами теорії оболонок отримане рішення задачі стійкості сегментів (жолобів), з яких складається обичайка барабана млина, що дозволяє визначити її раціональну товщину.

7. Вірогідність отриманих залежностей і їх застосовність для практичних розрахунків підтверджується експериментальними даними різних авторів, при цьому максимальне відхилення теоретичних і експериментальних даних складають: корисної потужності двигунів млинів – 12%; споживаної потужності лабораторних млинів – 14%, промислових – 17%; максимуму раціонального заповнення млина – 1,5…5,5%; кута нахилу зносостійкого профілю футерівок – не більш 10%.

8. Результати дисертаційної роботи впроваджені на ВО НКМЗ у вигляді методики розрахунку параметрів впливу внутрішньомлинного завантаження на робочу поверхню барабанного млина.

Публікації автора:

1. Трубицин М.Н. Обобщенная формула мощности двигателя барабанной мельницы // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб.- Дніпропетровськ: НГАУ, 1998.- Вип. 1(42).- С.102-111.

2. Трубицин М.Н. Определение воздействия внутримельничной загрузки на барабан при водопадном режиме работы // Металлургическая и горная промышленность. - 1997.- №1.- С.46-48.

3. Об устойчивости желобчатых полос, применяемых в горнорудном машиностроении / Е.Г.Баранов, А.Ф.Миронюк, В.Е.Рябцев, М.Н.Трубицин // Известия вузов. Горный журнал.- 1985.- №3. - С.64-67.

4. Крюков Д.К., Беляев Ю.В., Трубицин М.Н. Определение рационального профиля футеровочных плит с целью повышения технико-экономических показателей барабанных мельниц // Дробильно-размольное оборудование и технология дезинтеграции: Междувед. сб. науч. тр. / Л.: "Механобр".- 1989. - С.72-77.

5. Крюков Д.К., Миронюк А.Ф., Трубицин М.Н. К вопросу учета ударных явлений в барабанных мельницах // Известия вузов. Горный журнал.- 1989.- №11.- С.80-83.

6. Трубицин М.Н., Старков А.И. Реакции опорных подшипников барабанных мельниц на полезную нагрузку при установившемся режиме работы // Науковий вісник НГА України.-1998.- №1.- С.80-82.

7. Тарасенко Е.А., Трубицин М.Н. Воздействие внутренней загрузки как двухмассовой системы на рабочую поверхность барабанной мельниц // Обогащение руд.-2000.- №3.- С.32-35.

8. Трубицин М.Н., Симанович Г.А. Распределение внутренней загрузки барабанных мельниц как движение некоторого потока с горизонтальным (прямым) откатом // Вибрации в технике и технологиях.- 2000.- №4(16).-С.44-55.

9. Миронюк А.Ф., Трубицин М.Н. О нижней границе использования теории Дэвиса движения внутримельничной загрузки // Матер. міжнар. конф. “Сучасні шляхи розвитку гірничого обладнання і технологій переробки мінеральної сировини”.- Дніпропетровськ: НГА України, 1996. - С. 43-44.

10. Анализ современных методов расчета на прочность барабанных мельниц для измельчения руд / Е.Г. Баранов, Ю.В. Беляев, А.Ф. Миронюк, М.Н. Трубицин. - Днепропетр. горн. ин-т.- Днепропетровск, 1992.- 26 с.-Рус.-Деп. в УкрНИИНТИ 11.08.92, № 1198-Ук92.

11. Немченко В.В., Трубицин М.Н., Щучко А.В. Преимущества использования метода Нелдера-Мида при планировании добычных работ в режиме усреднения минерального сырья // Тез. докл. I школы-семинара молодых ученых "Разработка и обогащение рудных и нерудных месторождений при их комплексном освоении".- М.: ИПКОН АН СССР.- 1987.- С.72.

12. Применение математических моделей операций рудоподготовки при планировании текущей добычи сырья открытым способом / Е.Г. Баранов, Н.М. Зеленский, В.В. Немченко, М.Н. Трубицин, А.В. Щучко //Тез. докл. науч.-техн. совещания "Применение ресурсосберегающей техники и технологии на карьерах цветной металлургии".- Кафан.- 1988.- С.22-23.

13. Трубицин М.Н. Линейная зависимость полезного момента двигателя барабанной мельницы от заполнения и сцепления с футеровкой // Матер. міжнар. конф. "Сучасні шляхи розвитку гірничого обладнання і технології переробки мінеральної сировини".- Дніпропетровськ: НГА України, 1997.- С.80.

14. Трубицин М.Н. Математический аппарат для исследования ударных явлений в барабанных мельницах // Теория и практика процессов измельчения разделения, смешения и уплотнения: Сб. науч. тр.- Одесса: ОГМА, 1996.- Вып. 3.- С.54-58.

15. Трубицин М.Н. Полезный момент мельницы как функция заполнения и сцепления // Теория и практика процессов измельчения разделения, смешения и уплотнения: Сб. науч. тр.- Одесса: ОГМА.-1997.- Вып. 4.- С.88-96.

16. Плахотник В.В., Трубицин М.Н., Федоскин В.А. О динамической уравновешенности сегмента внутримельничной загрузки при установившемся режиме работы барабанной мельницы // Теория и практика процессов измельчения разделения, смешения и уплотнения: Сб. науч. тр.- Одесса: ОГМА.-1998.- Вып. 5.- том 2.- С.41-45.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві:

[3,4,5,16] - розробка алгоритмів і методів розрахунку; [6]- розв'язання задач, аналіз отриманих залежностей; [7,8,9] - розробка розрахункових схем для плоскої задачі руху і впливу ВМЗ; [10] - аналіз і класифікація методів розрахунку; [11,12] - розробка модифікованого симплексного методу й адаптація алгоритму при некоректній постановці задач.