<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2071-7318</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">29672</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Machine building and mechanical engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">CALCULATION OF THE POWER REQUIRED FOR DESAGGLOMERATION PRESSED MATERIAL IN THE PRESS-ROLLER GRINDER</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>РАСЧЕТ МОЩНОСТИ, РАСХОДУЕМОЙ НА ДЕЗОГЛАМЕРАЦИЮ СПРЕССОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРЕСС-ВАЛКОВОМ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЕ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Романович</surname>
       <given-names>А.А. </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Romanovich</surname>
       <given-names>A.A. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Воронов</surname>
       <given-names>В.П. </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Voronov</surname>
       <given-names>V.P. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Мещеряков</surname>
       <given-names>С.А. </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mescheryakov</surname>
       <given-names>S.A. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Апухтина</surname>
       <given-names>И.В. </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Apuhtina</surname>
       <given-names>I.V. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Белгородский государственный университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Belgorod State University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>1</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>122</fpage>
   <lpage>125</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://bulletinbstu.editorum.ru/en/nauka/article/29672/view">https://bulletinbstu.editorum.ru/en/nauka/article/29672/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В статье представлены аналитические  исследования по расчету мощности потребляемой на дезагломерацию материалов, предварительно измельченных и спрессованных в пресс-валковом измельчителе.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The paper presents an analytical study on the calculation of power consumption for desagglomeration materials, pre-crushed and pressed in a press roller grinder.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>пресс-валковый измельчитель</kwd>
    <kwd>мощность</kwd>
    <kwd>дезагломерация спрессованных материалов</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>press roller chopper</kwd>
    <kwd>power</kwd>
    <kwd>desagglomeration pressed materials</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение. Известно, что использование прессвалковых измельчителей (ПВИ) в технологической линии помола цемента позволяет повысить производительность помольной линии на 25–35 % [1, 2]. Однако выходящий из ПВИ материал имеет структуру в виде прессованной ленты, что требует особых условий его дезагломерации и окончательного помола. За рубежом широкое распространение получили технологические помольные схемы, включающие в себя ПВИ, молотковую дробилку, используемую для дезагломерации спрессованных пластин и традиционную шаровую мельницу для окончательного помола шихт, работающую в открытом или замкнутом цикле измельчения [3, 4, 6]. Реализация такой схемы позволяет повысить производительность шаровой мельницы на 30 % и на 15–18 % снизить удельный расход электроэнергии. Известны также способы помола материалов, при которых материал сначала измельчается между  валками ПВИ под высоким давлением, а затем разрушается образованный агломерат во вращающемся дисковом питателе или в элеваторе с центробежной разгрузкой [3, 4], а окончательный помол также осуществляется в шаровой мельнице. Приведенные способы помола материалов позволяют повысить производительность конечного агрегата на 20–35 % и снизить энергозатраты на 10–20 %. Однако применение дополнительного агрегата для дезагломерации спрессованного материала влечет за собой повышение затрат на содержание и эксплуатацию помольного оборудования.Фирмой «Humboldt Wedag» разработан способ измельчения материалов, в котором дезагломерация и окончательный помол шихты осуществляется в одном агрегате – ШМ. Мельница в этом случае имеет две камеры, первая из которых служит для разрыхления агломерата без мелющих тел или с небольшим их количеством, а во второй осуществляется окончательный помол. Однако при реализации этого способа не эффективно используется объем и возможности помольного агрегата. Поэтому целесообразно проводить исследования, связанные с созданием оборудования и способа помола, который позволяет производить предварительное измельчение и дезагломерацию шихты в одном агрегате [5, 7]. Методология: Рациональное решение данной проблемы заключается в разработке и созданию агрегата совмещающего в себя процессы измельчения материалов давлением и разрушения спрессованных пластин. Проведенные экспериментальные исследования по изучению влияния  давления измельчения материалов на величину усилия разрушения  спрессованных в ПВИ пластин [8] позволили установить, что с увеличением давления прессования увеличивается не только степень измельченности материала, но и прочность спрессованных пластин. Причем для их дезагломерации  необходимо в зависимости от направления прилагать  различные по величине усилия, также установлено, что целесообразно прилагать усилия их разрушения  в направлении перпендикулярном прессованию или сочетание раздавливающих и сдвиговых деформаций.Основная часть. С учетом полученных результатов исследования нами разработана опытная конструкция ПВИ с устройством для дезагломерации спрессованной ленты, которая позволяет совместить в себе процессы измельчения и дезагрегации спрессованного материала, тем самым снизить эксплуатационные затраты и повысить эффективность использования помольного агрегата  (рис. 1).Пресс-валковый измельчитель с устройством для дезагломерации включает в себя загрузочный бункер 2, установленные на раме конические валки 1 и дезогламерирующее устройство, которое состоит из дополнительных валков 3, имеющих конусность  обратную основным валкам.    Рис. 1. Пресс-валковый измельчитель с устройством для дезагломерации материалов: а) схема, б) опытная установка  Агрегат для измельчения материалов работает следующим образом. В загрузочный бункер 2 подается исходный материал, например, клинкер который захватывается  коническими валками, между которыми осуществляется его разрушение и прессование.Выходя из межвалкового пространства  в виде спрессованных пластин материал, разрушается между двух дополнительных валков конических валков.Дополнительные валки имеют обратный конус с основными коническими валками и тем самым осуществляют противоположно  направленное силовое воздействие на измельченный и  спрессованный в основных валках материал, что  позволяет произвести не только его дезагломерацию, но и  раскрыть микротрещины частиц.  Как показали исследования, в  зависимости  от исходного материала и режима его измельчения в ПВИ  в нем содержится от 30 %  до 40 % готового продукта с размерами зерен менее 80 х 10-3 мм.  Удаление, которого перед агрегатом окончательного помола позволяет  значительно снизить  энергозатраты. Однако на процесс дезагломерации материалов дополнительно затрачивается мощность, расходуемая на перемещение и разрушение спрессованных пластин, а отсутствие методики расчета её величины тормозит внедрение данной конструкции ПВИ в производство. Для нахождения мощности, затрачиваемой на разрушение спрессованных пластин материала между пресс-валками, обратимся к расчетной схеме, представленной на рисунке 2. Согласно, расчетной схемы (рис. 2) площадь силового воздействия от момента захвата материала до выхода его из валков (заштрихованной фигуры), и объем соответственно  равны: S0α0=h0Rsinα0-R2α0+R22sin2 α0 .   (1)   Рис. 2. Расчетная схема для определения площади разрушаемой пластины материала V=S0(α0)∙b .                      (2)  В результате захвата вращающимися валками пластины материала под действием силы упругости в нем  возникает энергия равная: Qb=k dh0y dy=k2(h02-d2) ,          (3)где к – коэффициент жесткости блока пружин;  – исходная толщина пластины материала; d – линейный размер частиц измельченного материала.  В результате введения энергии (3) в объеме (2) совершается работа по разрушению пластины материала, величина которой равна:   A=σP2V2E=σP2S0(α0)∙b2E .                   (4)где σP  – предел прочности пластины материала при одноосном сжатии; Е – модуль Юнга разрушаемого материала; b – ширина валков. На основании (3) и (4) получаем следующее соотношение: k2h02-d2=σP2S0(α0)∙b2E .               (5)Исходя из (5) величина линейного размера  измельченного материал, равна:d=h0∙1-σP2S0(α0)∙bkE  .             (6)В силу положительности подкоренного выражения в (6) можно получить следующее неравенство:k≥k0                              (7)где введено следующее обозначение:       k0= σP2S0(α0)∙bE  .                      (8)Полученное соотношение (8) определяет минимально допустимое значение величины жесткости блока пружин, при которой происходит дезагломерация  (разрушение) спрессованного материала.Величина мощности, затрачиваемая на разрушение пластины материала   при повороте волков пресс-валкового измельчителя на угол  :        NP=A∙t ,                            (9)где время можно определить как:   t=α0ω,                               (10) w – частота вращения валков. С учетом выражений (10),  (9) , (4) получим уравнение для определения мощности, затрачиваемой на разрушение измельченного и спрессованного в  пластины материала между основными валками ПВИ: NP= σP2S0(α0)∙b∙α02∙E∙ω  .                (11)Таким образом, полученное аналитическое выражение (11) позволяет определить мощность, затрачиваемую на дезагломерацию измельченного и спрессованного между основными валками материала с учетом геометрических размеров валков и физико-механической характеристики материала. Выводы. Проведенные экспериментальные исследования на опытной установке  ПВИ подтвердили эффективность от использования и высокую сходимость результатов, полученных расчетным и экспериментальным путем. Расхождения составили не более 10–15 %В настоящее время проводятся работы по внедрению опытно-промышленной установки в технологическую линию для производства строительных смесей, расположенной на производственной площадке  ООО «СпецСтрой-5». </p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Романович А.А., Алехин П.В., Мещеряков С.А Определение усилия измельчения анизатропных материалов в пресс-валковом измельчителе // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2010. №3. С. 79-82.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Romanovich A.A., Alehin P.V., Mescheryakov S.A Opredelenie usiliya izmel'cheniya anizatropnyh materialov v press-valkovom izmel'chitele // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2010. №3. S. 79-82.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Romanovich A.A. The technology of nano-materials obtaining with using of traditional milling equipment // International Conference on European Science and Technology. 2012. S. 233-236.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Romanovich A.A. The technology of nano-materials obtaining with using of traditional milling equipment // International Conference on European Science and Technology. 2012. S. 233-236.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Романович М.А., Рудычев А.А., Романович Л.Г. Венчурное инвестирование в инновационные предприятия за рубежом и в России // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2011. №4. С. 124-127.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Romanovich M.A., Rudychev A.A., Romanovich L.G. Venchurnoe investirovanie v innovacionnye predpriyatiya za rubezhom i v Rossii // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2011. №4. S. 124-127.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Богданов В.С., Семикопенко И.А., Масловская А.Н., Пензев П.П. Дезинтегратор с узлом высокоскоростной подачи измельчаемого материала // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2009. №1. С. 101-103.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bogdanov V.S., Semikopenko I.A., Maslovskaya A.N., Penzev P.P. Dezintegrator s uzlom vysokoskorostnoy podachi izmel'chaemogo materiala // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2009. №1. S. 101-103.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Романович А.А. Энергосберегающий помольный комплекс для переработки природных и техногенных материалов: монография, Белгород: Изд-во БГТУ, 2006. 187с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Romanovich A.A. Energosberegayuschiy pomol'nyy kompleks dlya pererabotki prirodnyh i tehnogennyh materialov: monografiya, Belgorod: Izd-vo BGTU, 2006. 187s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Шонерт К. Энергетические аспекты хрупких материалов // Zement-kalk gips. 1979. Т.32. №11. р. 1-9.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shonert K. Energeticheskie aspekty hrupkih materialov // Zement-kalk gips. 1979. T.32. №11. r. 1-9.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Шонерт К., Кноблох О. Измельчение цемента на валковом измельчителе в постели материала // Zement-kalk gips 1986.Т.37. №11. р. 1-9.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shonert K., Knobloh O. Izmel'chenie cementa na valkovom izmel'chitele v posteli materiala // Zement-kalk gips 1986.T.37. №11. r. 1-9.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Романович А.А., Орехова Т.Н., Мещеряков С.А, Прокопенко В.С.  Технология получения минеральных добавок // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. №5. С. 188-192.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Romanovich A.A., Orehova T.N., Mescheryakov S.A, Prokopenko V.S.  Tehnologiya polucheniya mineral'nyh dobavok // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2015. №5. S. 188-192.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
