ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.9;621.926
DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-4-164-175
Аннотация
При обогащении ценных минералов отбраковывают породу, не соответствующую требуемому качеству. Глубокая переработка таких отходов диспергированием позволит наиболее полно их использовать в других отраслях. На сегодня процесс разъединения минералов достигается только поэтапным дроблением, а традиционные способы не обеспечивают однородность дисперсных частиц. Это объясняется тем, что у таких пород сложное трехосное напряженное состояние, а разрушение при диспергировании может происходить либо по плоскостям напластования, либо по плоскостям с критическим значением комбинаций напряжений, характерных для данного минерала. Анизотропная структура среды может быть трансверсальной и ортотропной со своими характерными топологическими картинами тензоров напряжений. Поэтому при диспергировании для каждого вида текстуры среды желателен свой конкурирующий механизм разрушения. А поскольку у анизотропных материалов нет предсказуемости в формировании «сетки» трещин, то при использовании традиционных методов диспергирования невозможно управлять размером дисперсных частиц. В реальном твердом теле всегда существует система пространственных микро- и макродефектов, статически распределенных в массиве тела и частично выходящих на его поверхность. Такие дефекты обладают высокой подвижностью и способны к коагуляции и аннигиляции из-за теплового движения молекул и механических напряжений. Следовательно, процесс деформации тела сводится к увеличению размеров и количества макро- и микродефектов. Новая концепция размерного диспергирования хрупких сред обоснована повышением объемной геометрической однородности получаемых дисперсных частиц. Это можно достигнуть путем введения в зону разрушения материала комплексного управляемого вибрационного воздействия в виде принудительных амплитудно-модулируемых колебаний рабочего органа конусной дробилки для одновременного формирования разветвленной сети глубоких и поверхностных трещин. Такой подход управления трещинообразованием позволит единовременно добиваться квазиоднородности дисперсного продукта, а однородная крошка способствует реализации воксельного (селективного) принципа укладки дисперсных частиц, применяемых в композитах, так как они теснее укладываются.
Ключевые слова
диспергирование, хрупкие материалы, виброприводы с модулирующими свойствами, управление однородностью, производство дисперсных материалов, энергосберегающие станки
Для цитирования
Применение виброприводов с модулирующими свойствами в дробилках хрупких материалов для управления фракционным составом дисперсной фазы / Сергеев Ю.С., Платов С.И., Гузеев В.И., Сергеев С.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №4. С. 164-175. https://doi.org/ 10.18503/1995-2732-2023-21-4-164-175
1. Сагдеева Г.С., Патракова Г.Р. Переработка отходов производства и потребления с использованием их ресурсного потенциала // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. №6. С. 194-198.
2. Ivanova I.A., Kolodyazhny S.A., Manokhin M.V. The Problem of Analysis of Environmental Threat Criteria on Asphalt Concrete Plants // Scientific Israel-Technological Advantages. 2012, no. 2, pp. 44-50.
3. Энергетический метод расчета производительности алмазно-канатных машин при добыче облицовочного камня / Г.Д. Першин, М.С. Уляков, Е.Г. Пшеничная, Б.М. Габбасов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. Т. 14. №2. С. 18-24. DOI: 10.18503/1995-2732-2016-14-2-18-24
4. Song T.-H., Lee S.-H., Kim B. Recycling of crushed stone powder as a partial replacement for silica powder in extruded cement panels // Construction and Building Materials, 2014, vol. 52, pp. 105-115. DOI: 10.1016/ j.conbuildmat.2013.10.060
5. Блехман И.И. Что может вибрация?: О «вибрационной механике» и вибрационной технике. М.: Наука, 1988. 208 с.
6. Sergeev Yu.S., Sergeev S.V., D’yakonov A.A. Increasing geometric homogeneity of dispersed particles of plastic materials produced by vibration assisted micro-cutting // Espacios. 2017, vol. 38, no. 48, p. 36.
7. A nonlincar criterion for triaxial strength of inherently anisotropic rocks / M. Singh, N.K. Samadhiya, A. Kumar, V. Kurnar, B. Singh // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2015, vol. 48, no. 4, pp. 1387-1405. DOI: 10.1007/s00603-015-0708-z
8. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения // Успехи физических наук. 1972. Т. 108. № 9. С. 3-42.
9. Кузбаков Ж.И., Першин Г.Д., Кольга А.Д. Исследование колебаний приводного устройства щековой дробилки // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2017. Т. 15. №4. С. 73-80. DOI: 10.18503/ 1995-2732-2017-15-4-73-80
10. Ходаков Г.С. Физика измельчения. М.: Наука, 1972. 307 с.
11. Sergeev S.V., Zakirov R.G. Inertial rotary vibrational drives for crushers of brittle materials // Russian Engineering Research, 2012, vol. 32, no. 2, pp. 130-134. DOI: 10.3103/S1068798X1202027X
12. Пат. 2533743 Российская Федерация, МПК7 В 06 В 1/00. Способ возбуждения колебаний / Ю.С. Сергеев, С.В. Сергеев и др.; заявитель и патентообладатель ООО «Гранулятор». № 2013121307/28; заявл. 07.05.13; опубл. 23.09.14, Бюл. №32. 11 с.
13. Automated monitoring system for self-synchronizing vibration drives / Yu.S. Sergeev, S.V. Sergeev, A.A. D’yakonov, A.V. Kononistov, G.E. Karpov, A.A. Mikryukov // Russian Engineering Research. 2018, vol. 38, iss. 2, pp. 86-90. DOI: 10.3103/ S1068798X18020168