Влияние окружных скоростей валков на степень измельчения обогащенных крупок при постоянных нагрузках

30.10.2014

Изучением влияния окружных скоростей валков на процесс измельчения, как указывалось ранее, занимался ряд советских ученых.
Их экспериментальные работы затрагивали лишь один этап технологического процесса — драной процесс. Влияния окружных скоростей валков на измельчение крупок они не касались.
А. В. Панченко из своих экспериментальных исследований драного процесса сделал вывод о необходимости применения высоких скоростей валков. Оно может обеспечить эффективное внедрение индивидуального электропривода вальцевых станков и делает возможным непосредственное соединение быстроходного двигателя с рабочими валками или органическое слияние его с рабочими органами в виде «вала-двигателя». По мнению автора, применение электропривода должно коренным образом революционизировать конструкцию основной машины на мельницах — вальцевого станка.
Отсутствие комплексных экспериментальных исследований влияния окружных скоростей валков на процесс измельчения зерна явилось одной из причин того, что количество мельниц Главмуки с индивидуальным электроприводом вальцевых станков в настоящее время исчисляется лишь единицами. Большую часть новых мельниц продолжают строить с трансмиссионным приводом. Наличие обоснованных данных о целесообразности перевода вальцевых станков на повышенные скорости дало бы возможность перевести мукомольное производство на индивидуальный встроенный электропривод и автоматизировать технологический процесс производства муки.
Нами проводились две серии опытов. При проведении первой серии задача заключалась в установлении влияния окружных скоростей валков на степень измельчения частиц, расход энергии и главным образом на качество муки, извлекаемой в процессе измельчения.
Поэтому каждый опыт проводился при постоянных рабочем зазоре между валками, отношении окружных скоростей валков, нагрузке и качестве муки.
Рассмотрим результаты исследований.
Анализ данных табл. 71 и рис. 58 показывает, что при постоянном отношении окружных скоростей валков и постоянных нагрузках с увеличением окружной скорости быстровращающегося валка наблюдается тенденция к повышению степени измельчения. Особенно резко это заметно на валках с абразивно-шлифованными поверхностями, степень измельчения на которых возрастает с 3,4 до 4,3. На фарфоровых валках степень измельчения поднимается с 3,9 до 4,6, а на валках с нарезными поверхностями при расположении граней рифлей валков «острие по острию» — с 4,2 до 4,6 и при расположении их «спинка по спинке» — с 4,0 до 4,3.
Необходимо отметить, что во всех случаях размеры валков были одинаковыми (диаметр 300 мм и длина 500 мм).

Влияние окружных скоростей валков на степень измельчения обогащенных крупок при постоянных нагрузках

Как установлено аналитически, степень измельчения зависит только от отношения окружных скоростей валков. Уменьшение или увеличение К соответственно уменьшает или увеличивает число воздействий рифлей быстровращающегося валка на измельчаемые частицы (а следовательно, и степень измельчения частиц).
Влияние окружных скоростей валков на степень измельчения обогащенных крупок при постоянных нагрузках

С увеличением окружной скорости быстровращающегося валка при постоянном отношении окружных скоростей валков (хотя продолжительность пребывания частиц в зоне измельчения сокращается) число воздействий рнфлей быстровращающегося валка на измельчаемые частицы остается постоянным. Следовательно, при увеличении окружной скорости быстровращающегося валка степень измельчения должна оставаться неизменной. В то же время экспериментальными данными установлено, что при неизменном К с увеличением окружной скорости быстровращающегося валка степень измельчения крупок возрастает.
Было бы, однако, неправильно делать из этого положения вывод о противоречии между результатами теоретических и экспериментальных исследований, так как при аналитических выводах не были учтены физические свойства измельчаемого материала. Известно, что понятия «хрупкость» и «пластичность» вещества являются условными. С увеличением скорости деформирования пластичные материалы ведут себя при разрушении как хрупкие. В качестве типичного примера зависимости предела текучести от скорости деформирования, перехода материалов из одного состояния в другое В. Д. Кузнецов приводит вар. Он указывает, что под влиянием собственного веса вар расплывается, вытекает из воронки и т. д., т. е. при малых скоростях деформирования он ведет себя как весьма пластичное тело, а при ударе молотком разлетается на куски без пластических деформаций и ведет себя как хрупкое тело. И далее на основе многолетних теоретических исследований В. Д. Кузнецов приходит к выводу, что «... предел текучести τт повышается при увеличении скорости деформации. При динамической ударной нагрузке предел текучести может быть значительно выше предела текучести при статической нагрузке. Следовательно, при возрастании скорости деформации предел текучести приближается к пределу прочности σ2, и вещество может разрушаться без пластической деформации. Кроме того, для образования пластической деформации необходимо время. При одном и том же напряжении пластическая деформация будет тем больше, чем больше промежуток времени действия напряжения».
Результаты проведенных исследований позволяют уяснить закономерности, выявленные при измельчении частиц, на валках с различными окружными скоростями и постоянной нагрузкой. Так, с увеличением окружных скоростей валков возрастает скорость деформирования и разрушения частиц, а с ростом скорости деформирования измельчаемые частицы ведут себя как более хрупкие тела, в связи с чем усиливается интенсивность разрушения частиц.