Моделювання комбінованого електромагнітного та електромеханічного приводу грохота для підвищення його ефективності
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2025-287-1-46-56Ключові слова:
грохот, вібрація, параметри, електромагнітний перетворювач, моделюванняАнотація
Розглянуто проблему підвищення ефективності класифікації часток подрібненої руди за крупністю в процесі її збагачення шляхом застосування для реалізації цієї операції грохота тонкого грохочення з комбінованим приводом і визначення основних закономірностей впливу параметрів вібрації просіювальної поверхні на основні характеристик процесу. Виконано теоретичний аналіз та комп’ютерне моделювання процесу тонкого грохочення рудного матеріалу. Грохот, як класифікуючий технологічний агрегат у процесі збагачення руди, розділяє вхідний подрібнений продукт за крупністю його частинок. Розглянуто динаміку як просіювальної поверхні, так і закономірності руху та взаємодії часток подрібненої руди. При моделюванні просіювальної поверхні грохота динаміку його вузлів доцільно представити у вигляді сукупності елементарних блоків, що включають елементи пружності, демпфування та маси. До основних статистичних параметрів, що описують характеристики контактних сил і силового ланцюга між частинками рудного матеріалу в процесі їх грохочення слід віднести співвідношення компонентів силового ланцюга та контактний кут. Доведено, що результати процесу вібраційного грохочення обумовлені зв’язками між параметрами вхідного рудного матеріалу, швидкістю транспортування, ефективністю просіювання та параметрами вібрації матеріалів. Параметрами вібрації визначено нахил поверхні екрана, кут вібрації, частоту та амплітуду вібрації. Показниками оцінки якості скринінгу є ефективність просіювання та швидкість транспортування рудного матеріалу. Досліджені залежності динаміки поверхні вібросита та частинок просіюваної руди використані при моделюванні руху грохота з комбінованим електромагнітним та електромеханічним приводом. Рух та взаємодія частинок рудного матеріалу на грохоті виражені через вектори розгалуження та орієнтації контактних сил. Отримано аналітичні вирази зв’язку швидкості транспортування рудного матеріалу і ефективності грохочення від кута вібрації просіювальної поверхні, які з високою вірогідністю відображають зазначені залежності.
Посилання
1. Hakan Dündar. Investigating the benefits of replacing hydrocyclones with high-frequency fine screens in closed grinding circuit by simulation. Minerals Engineering Volume 148, 15 March 2020, 106212. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106212
2. Zhang, Baojie & Wheeler, J & Jain, A & Packer, B. (2016). Improving Fine Coal Recovery with High Efficiency Fine Coal Classification. March 2016. Conference: Australian Coal Preparation Society.
3. Олійник Т.А. Використання тонкого грохочення в умовах ПРАТ ПІВНІЧОГО ГЗК / Олійник Т.А., Скляр Л.В., Олійник М.О., Кушнірук Н.В., Скляр А. Ю., Коржан І.А. // Підготовчі процеси збагачення. Збагачення корисних копалин, 2018. Вип. 69(110), с. 69-77. http://zzkk.nmu.org.ua/pdf/2018-69-110/9.pdf.
4. Косий Г. М. Розробка та випробування технологічного тандему плоскодонний гідроциклон – багаточастотний гуркіт. - Збагачення руд, 2022, №4. DOI 10.17580/or.2022.04.01.
5. Weinan Wang, Xu Hou, Pengfei Mao, Miao Pan, Shijie Yu, Haishen Jiang, Jinpeng Qiao, Chenlong Duan. Kinematic characteristics of key structures and time evolution law of material distribution characteristics during flip-flow screening. -Minerals Engineering, Volume 201, October 2023, 108241. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023.108241.
6. Zhongjun Yin, Hang Zhang, Tian Han. Simulation of particle flow on an elliptical vibrating screen using the discrete element method. Powder Technology. Volume 302, November 2016, Pages 443-454. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.08.061.
7. Bing Chen, Jiwei Yan, Wei Mo, Chuanlei Xu, Lijie Zhang, Kumar K Tamma. DEM simulation and experimental study on the screening process of elliptical vibration mechanical systems. - JOURNAL OF VIBROENGINEERING. DECEMBER 2019, VOLUME 21, ISSUE 8. DOI https://doi.org/10.21595/jve.2019.19993
8. Porkuian O. Predictive Control of the Iron Ore Beneficiation Process Based on the Hammerstein Hybrid Model / Olga Porkuian, Vladimir Morkun, Natalia Morkun, Oleksandra Serdyuk // Acta Mechanica et Automatica, 2019, 13(4), P. 262-270. https:// doi.org/ 10.2478/ama-2019-0036.
9. Santos, C.; Urdaneta, V.; García, X.; Medina, E. Compression and shear-wave velocities in discrete particle simulations of quartz granular packings: Improved Hertz-Mindlin contact model. Geophysics 2011, 76, E165–E174.
10. Zhou, J.; Zhang, L.; Hu, C.; Li, Z.; Tang, J.; Mao, K.; Wang, X. Calibration of wet sand and gravel particles based on JKR contact model. Powder Technol. 2022, 397, 117005.
11. Xu, N.; Wang, X.; Lin, D.; Zuo, W. Numerical Simulation and Optimization of Screening Process for Vibrating Flip-Flow Screen Based on Discrete Element Method–Finite Element Method–Multi-Body Dynamics Coupling Method. Minerals 2024, 14, 278. https:// doi.org/10.3390/min14030278.
12. Azema E., Radja F. Force chains and contact network topology in sheared packings of elongated particles. - PHYSICAL REVIEW E 85, 031303 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevE.85.031303
13. Simscape. Model and simulate multidomain physical systems. https://www.mathworks.com/products/ simscape.html.
14. Je-Hoon Kim, Jin-Ho Kim1, Sang-Hyun Jeong, Bang-Woo Han. Design and Experiment of an Electromagnetic Vibration Exciter for the Rapping of an Electrostatic Precipitator. - Journal of Magnetics, 17(1), 61-67 (2012). http://dx.doi.org/10.4283/JMAG.2012.17.1.061.
15. Nuraliyev A. Ibadullayev. M. Research and development of resonant electromagnetic vibration screen for intensive vibration technologies. E3S Web Conf. Volume 216, 2020. Rudenko International Conference “Methodological problems in reliability study of large energy systems” (RSES 2020). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021601114.
16. Merab CHELIDZE, Victor ZVIADAURI, Tamaz NATRIASHVILI. SOME PROBLEMS WITH THE MATHEMATICAL MODELING OF ELECTROMAGNETIC VIBRATORS USED FOR TRANSPORTING BULK MATERIALS. - TRANSPORT PROBLEMS 2022 Volume 17 Issue 5. DOI: 10.20858/tp.2022.17.4.05.
17. A. N. Mwale, A. N. Mainza, P. A. Bepswa, S. Simukanga, J. Masinja. MODEL FOR FINE WET SCREENING. - IMPC 2016: XXVIII International Mineral Processing Congress Proceedings - ISBN: 978-1-926872-29-2 https://www.researchgate.net/publication/315586805_MODEL_FOR_FINE_WET_SCREENING.
18. Morkun V. S. Automatic control of the ore suspension solid phase parameters using high-energy ultrasound / Morkun V. S., Morkun N. V., Tron V. V. // Radio electronics computer science control. – Vol. 3, - 2017. - P. 175-182. https://doi.org/10.15588/1607-3274-2017-3-19.