DOI: dx.doi.org/10.21440/2307-2091-2016-2-70-72

УДК 622.231

Рабочий процесс полочного фрикционного сепаратора с криволинейным трамплином переменной кривизны pdf

П. М. Анохин, А. И. Афанасьев, Ю. М. Казаков,  В. Я. Потапов

Разделение по упругости и трению широко применяется в горной и строительной промышленности. Наиболее простым устройством для разделения по трению является полочный сепаратор, который состоит из наклонной полки, предназначенной для разгона частицы до скорости, зависящей от коэффициента трения. Наклонная полка заканчивается в нижней части криволинейным трамплином. Криволинейный трамплин может быть выполнен по дуге с постоянным и переменным радиусом, и его можно считать вторым этапом подготовки частиц с различными коэффициентами трения к разделению. Экспериментально установлено, что сила трения на этом участке меняется в зависимости от места нахождения частицы, т. е. радиуса. В разных точках вогнутой траектории нормальное давление частицы на криволинейную поверхность различное. Таким образом, задаваясь законом изменения радиуса, можно регулировать скорость схода частицы с криволинейного трамплина и, соответственно, эффективность разделения. С использованием второго закона Ньютона в полярных координатах получены дифференциальные уравнения движения частицы горной породы на криволинейном трамплине, выполненном в виде логарифмической спирали. В уравнения входят параметры спирали: полярный радиус, угол между касательной к траектории и полярным радиус-вектором, коэффициент трения. В результате интегрирования этих уравнений получена скорость движения частицы при её сходе с криволинейного трамплина, а также направление скорости, что позволяет определить начальные условия движения при свободном полете частицы. По известной скорости отрыва частицы от криволинейного трамплина были определены её горизонтальная и вертикальная составляющие. Затем с использованием закона сохранения энергии и дифференциального уравнения движения частицы при свободном полете было определено расстояние падения частицы на горизонтальную плоскость, отсчитанную от кромки трамплина. Приводятся результаты расчетов по модели и результаты экспериментов на физической модели, которые доказывают адекватность математической модели. Показано, что криволинейный трамплин с переменным радиусом кривизны позволяет получить больший веер распределения частиц, что свидетельствует о повышении  эффективности процесса сепарации.

Ключевые слова: фрикционный полочный сепаратор; коэффициент трения; уравнение движения частицы; скорость частицы; криволинейный трамплин; логарифмическая спираль.

 

ЛИТЕРАТУРА

Ляпцев С. А., Потапов В. Я., Афанасьев А. И. Аппараты для разделения горных пород по упруго-фрикционным свойствам. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. 90 c.

Тимченко Н. К., Матросов А. А. Механические классификаторы щебня и гравия по прочности // Строительные материалы. 1966. № 11. С. 4–5.

Ляпцев С. А., Потапов В. Я. Математическое описание поведения рудных частиц в воздушном потоке разделительных аппаратов // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 1. URL: www.science-education.ru/101-5493

Лицензия Creative Commons
Все статьи, размещенные на сайте, доступны по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная