Технічні науки/ Металургія

Пазюк М.Ю., Пазюк Ю.М., Іванов В.І., Мосейко Ю.В.

про УДОСКОНАЛЕННЯ завантажувального лотка аглоМЕРАЦІЙНОЇ машинИ

Запорізька державна інженерна академія

 

Ефективне забезпечення сегрегації полідисперсного матеріалу є можливим шляхом розділення його маси на окремі фракції з подальшим укладанням на задані горизонти шару, що формують, і може бути досягнуто під час використання завантажувального лотка з прямолінійною верхньою ділянкою та нижньою частиною, виконаною у вигляді сфери. На прямолінійній ділянці лотка частинки сягають певної швидкості скачування, яка залежить від їх фізико-механічних характеристик, а на криволінійній ділянці вони відриваються від поверхні та переходять на повітряну ділянку траєкторії руху.

Під час руху частинки сферичної форми криволінійною поверхнею на неї діють сила тяжіння, відцентрова сила Fц і нормальна реакція частинки Fg. Момент відривання частинки від поверхні завантажувального лотка визначається рівністю

 .                                                       (1)

За реальних умов роботи завантажувальних вузлів опір повітряного середовища руху частинки можна не враховувати.

Рух частинки у повітрі описують системою рівнянь

 ;                                                      (2)

 .                                                    (3)

Початкові умови руху:  t = 0; x = 0; y = h2, де h2 - відстань від точки відривання частинки до поверхні агломерационной стрічки, м.

Інтегрування системи рівнянь (2)…(3) і визначення постійних інтегрування дозволяє визначити координати частинки на момент її падіння на агломераційну стрічку:

;                                                    (4)

.                                      (5)

З рівняння (4) визначають t і підставляють у рівняння (5):

 .                                     (6)

На момент падіння частинки на агломерационную стрічку y = 0. Після вирішення рівняння (6) відносно  визначають відстань польоту частинки

.                       (7)

З рівняння (5) виходить, що відстань польоту частинки не залежить від її розмірів, а визначається швидкістю скачування на криволінійну частину завантажувального лотка.

Під час переходу з лінійної ділянки завантажувального лотка на його криволінійну частину частинки повинні мати швидкість скачування, що відповідає їх розміру, яку визначають із рівняння

,                                  (8)

де   - довжина лінійної ділянки лотка, м;  g - коефіцієнт форми частинки;   - коефіцієнт тертя кочення частинки шихти поверхнею лотка;  a1 - кут нахилу лінійної частини лотка щодо горизонталі, град.

Для розрахунків швидкості скачування частинки криволінійною поверхнею нижньої ділянки використовують теорему про приріст кінетичної енергії рухомого тіла у диференційній формі

,                           (9)

де  Vc - швидкість скачування, м/с.

Швидкість Vc і кут b відлічують щодо зовнішньої системи координат. Під час скачування частинка рухається убік, що співпадає із напрямом відліку кута, отже . Приймають  та одержують лінійне диференційне рівняння з правою частиною

.                                  (10)

Вирішення рівняння (10) має вигляд:

 ,                   (11)

де   - кут, що визначає початкове положення частинки на криволінійній ділянці лотка, рад.

Умова відривання рухомої частинки від поверхні характеризується залежністю

,                                              (12)

де  bi - кут відривання i-ої частинки від поверхні руху, град.

У зв'язку з великим обсягом обчислень під час розрахунків параметрів завантажувального пристрою доцільно використовувати ПЕОМ. Початковими даними є задані значення висоти шару, що формують hш, кут укосу матеріалу та координати завантажувального лотка у просторі.