Расчет ресурса молотка

При математическом моделировании изнашивания предполагается, что ударяющиеся частицы в ходе процесса не разрушаются. В условиях размольного оборудования это невозможно, так как именно измельчение является целью данного технологического процесса. Это обстоятельство создает дополнительные трудности, на что обращено внимание в работе [97]. При размоле происходит перераспределение энергии, за счет чего темп изнашивания снижается. Это выражается в резком уменьшении показателя степени скорости m в уравнении k = аv^m. С одной стороны, на вызванное ударной волной измельчение частицы (рис. 2.1, а) и на ускорение радиально распространяемого “облака” мельчайших осколков (по экспериментам Э. Рейнерса; v может доходить до 4v) расходуется значительная часть начальной кинетической энергии частицы. С другой стороны, ударный импульс распределяется не на малой контактной площади, рассчитываемой по теории Герца, а на гораздо большей - 0,25а² (рис. 2.1, б). Это вызывает деконцентрацию напряжений в материале. Оба фактора, снижающие темп изнашивания, пока теоретически не проработаны.

Для эффективного измельчения частиц в современных кормодробилках применяют скорости удара – 100 м/с и более. При такой скорости зерно полностью измельчаются, т.е., вершина конуса мелких осколков (см. рис. 2.1, а) достигает внешней поверхности частицы. Теории с учетом разрушения частиц в процессе соударения, по нашему мнению, могут в дальнейшем развиваться только на энергетических началах, т.е. с учетом расхода энергии на изнашивание основного металла и на разрушения зерна. Расчет молотков кормодробилки, предложенный в работе [98], следует рассматривать как временное решение. Эта методика эмпирическая, но она надежна, и все требуемые для расчета показатели можно определить по ГОСТ 23.201-78[99].

Ресурс молотка определим по формуле:

Т = ; (2.1)

где - толщина молотка, мм;

- концентрация частиц (или удельная поверхностная нагрузка),

г/ (см²с);

k - интенсивность изнашивания материала, мм³/кг.

Поскольку по ГОСТ 23.201-78 определяют относительную износостойкость материала и также интенсивность изнашивания эталонного материала (отожженной стали 45) k₀, можно расчетную формулу привести к виду:

Т = , (2.2)

где - относительная износостойкость материала;

k₀ – интенсивность изнашивания эталонного материала (отожженная сталь 45);

Рис. 2.1. Схема разрушения частиц при ударе по Рейверсу-Примеру; а - зоны разрушения в частице; б - распределение скоростей и масс в ходе процесса контактирования.

Рис. 2.2. Зависимость поправочного коэффициента К от концентрации воздушно-продуктового слоя

С учетом влияния концентрации зерновой массы на износ (при больших концентрациях) [97] в формулу введен еще поправочный коэффициент К , значение которого можно определить по графику на рис. 2.2. При < 5 г/ (см² с) можно принять К = 1. В случае измельчителей цикличного действия при пользовании графиком на рис. 2.2 под концентрацией нужно подразумевать мгновенную концентрацию, определяемую по формуле:

; (2.3)

где m₁ - масса размалываемого материала, попавшего на рабочий орган в течение одного рабочего цикла, г;

А - изнашиваемая площадь рабочего органа, см²;

t - длительность одного рабочего цикла, с.

Величину k₀ в формуле (2.2) можно рассматривать как показатель абразивной способности данного размалываемого материала. Значения k₀ и определяют на лабораторном центробежном ускорителе по ГОСТ 23.201-78, используя в качестве абразивного материала размалываемый в кормодробилке материал и выбирая при испытании соответствующие скорость удара и угол атаки.

Расчет по данному методу дает удовлетворительные результаты, если параметры изнашивания более или менее постоянны (например, при определении ресурса наплавленного слоя на отбойных плитах или на молотках). Показано, что получения удовлетворительных результатов достаточно кроме основных параметров изнашивания (скорость и концентрация потока) иметь начальное уравнение изнашиваемой поверхности и интенсивность изнашивания данного материала при двух углах атаки ( = 30, 60°). Эти данные позволяют определить износ в любой точке поверхности в любой момент времени.

---

Дата добавления: 2015-07-19