Establishing the effect of a decrease in power intensity of self-oscillating grinding in a tumbling mill with a reduction in an intrachamber fill

Abstract

Оцінено вплив величини ступеня заповнення камери завантаженням на ефективність автоколивного процесу подрібнення в барабанному млині. За допомогою наближеного аналітико-експериментального методу встановлено динамічний ефект підвищення автоколивної ударної дії молольного завантаження на подрібнюваний матеріал порівняно із традиційним усталеним режимом руху. Виявлено суттєве зростання середніх сум вертикальних складових автоколивних ударних імпульсів та середніх сум потужностей таких складових зі зменшенням заповнення камери. Прояв ефекту зумовлено збільшенням розмаху автоколивань при зменшенні заповнення. Виявлено зростання максимальних значень імпульсів приблизно у 2,4 рази при ступені заповнення κ = 0,45, у 3,1 рази при κ = 0,35 та у 5,8 рази при κ = 0,25. Встановлено зростання максимальних значень потужностей імпульсів у 5,7 рази при κ = 0,45, у 9,6 рази при κ = 0,35 та у 45,5 рази при κ = 0,25. Експериментально встановлено технологічний ефект суттєвого спадання питомої енергоємності та зростання продуктивності інноваційного автоколивного процесу подрібнення, порівняно із характеристиками традиційного усталеного процесу, зі зменшенням заповнення камери. Було розглянуто процес помелу цементного клінкера при повному заповненні частинками подрібнюваного матеріалу проміжків між кульовими молольними тілами із відносним розміром 0,026. Встановлено, що під час самозбудження автоколивань енергоємність подрібнення спадає, а продуктивність зростає. Виявлено зниження відносної питомої енергоємності на 27 % при κ = 0,45, на 42 % при κ = 0,35 та на 55 % при κ = 0,25. Встановлено підвищення відносної продуктивності на 7 % при κ = 0,45, на 30 % при κ = 0,35 та на 46 % при κ = 0,25. Встановлені в роботі ефекти дозволяють прогнозувати раціональні параметри автоколивного процесу подрібнення в барабанному млині при варіації ступеня заповнення камери Ключові слова: барабанний млин, ступінь заповнення камери, автоколивання завантаження, питома енергоємність подрібнення

Establishing the effect of decreased power intensity of self-oscillatory grinding in a tumbling mill when the crushed material content in the intra-chamber fill is reduced

“…Quantitative assessment of dynamic parameters of fill impact and energy and technological parameters of the innovative self-oscillatory grinding process was made in [8] for one discrete value of the degree of filling of the chamber with an intra-mill fill. The influence of variation of the degree of chamber filling by a fill on the efficiency of the self-oscillatory grinding process is considered in [9].…”

“…Characteristics of grinding processes in tumbling mills significantly depend on the content of particles of the crushed material in the intra-chamber grinding fill. However, the influence of variation of material content on the motion behavior of grinding bodies as an additional factor was not studied in [7][8][9]. A series of attempts were made for theoretical and experimental analysis of the influence of the processed material content on dynamic, energy and technological parameters of established conventional dry and wet grinding processes.…”

“…4 for κ mbgr = 1. The values of inertial (9) to (11) and dynamic (12) parameters of self-oscillatory fill motion were calculated using the experimental method of visual analysis of motion patterns. The method implies the sequential performance of the following steps: 1) video recording of the self-oscillatory motion of the fill in a rotary chamber having a transparent face wall;…”

“…3) selection of planar geometrical figures in the patterns corresponding to the entire fill S fmmax and S fmmin and its passive part S fpmmin ; 4) measuring areas of these figures; 5) calculating values of υ max , ψ Rυ , κ fammax and K a from expressions (9) to (11). Graphs of the obtained results of experimental determination of the parameters change from the degree of filling of the gaps between the grinding bodies with particles of crushed material κ mbgr for υ max (Fig.…”

“…where P do -the power of the drive rotating the filled drum during the self-oscillatory process (ψ ω ≈ 1); P ds -the power of the drive in the conventional steady process (ψ ω = 0.75); P do /P ds -relative energy intensity of the self-oscillatory grinding process; E o = P do /C o -specific energy intensity of the self-oscillatory process; Е s = P ds /C s -specific energy intensity of the conventional steady state process. The relative energy intensity of the self-oscillatory process becomes P do /P ds = 0.776 [9].…”