Дослідження напружено-деформованого стану рудорозмольних млинів

Abstract

На основі розробленої методики та спеціалізованої програми розрахунку оболонок обертання вирішено задачу визначення переміщень і напружень в рудорозмельних млинах при несиметричному навантаженні. Рудорозмельні млини є складними конструкціями, які можуть розглядатися як складені розгалужені оболонки обертання, підкріплені ребрами. Методи розрахунку таких конструкцій з урахуванням меридіональних ребер за теорією конструктивно-ортотропних оболонок розроблені досить добре. У розрахункових схемах цих пакетів програм враховується власна вага барабана, вага кульового завантаження та реакція опор, тоді як у цій спеціалізованій програмі додатково враховані відцентрові сили барабана, пульпи та футеровки, реалізовано розгалуження меридіана барабана, а також розглянуто можливість спирання цапфи на один або два підшипники, рознесені у перерізі цапфи під кутом φ. Розглянуті конструкції, навантажені власною вагою, вагою футеровки у вигляді броньових плит, а також вагою руди, яка в суміші з водою подрібнюється металевими шарами чи стрижнями, що знаходяться в циліндричному барабані. Подрібнення руди відбувається внаслідок обертання конструкції, розташованої горизонтально, яка спирається на підшипники ковзання. Це вимагає врахування відцентрових сил вказаних мас, а також з боку підшипників. Детально описано обчислення навантажень та їх подання рядами Фур'є. Всебічно розглянуто питання врахування жорстких зсувів при розрахунку конструкції. У висновку представлені результати дослідження напружено-деформованого стану рудорозмельних млинів.In this paper, we address the problem of determining displacements and stresses in ore-grinding mills under asymmetric loading, based on a developed methodology and a specialized program for calculating the shells of revolution. Ore-grinding mills are complex structures resembling stacked branched shells of revolution supported by fins. The methods for calculating such structures, considering meridian edges, in accordance with the theory of constructive-orthotropic shells, are well-developed. While the calculation schemes of general-purpose program packages account for the self-weight of the drum, the weight of the ball loading, and the reaction of the supports, our specialized program additionally considers centrifugal forces of the drum, pulp, and inwall. It also accounts for the branching of the drum meridian and the possibility of the tip resting on one or two bearings, positioned at an angle φ in the tip section. These structures are loaded with their own weight, the weight of the inwall in the form of armored plates, as well as the weight of the ore, which, when mixed with water, is crushed by metal layers or rods located in a cylindrical drum. The crushing of ore occurs due to the rotation of the structure, which is horizontally positioned and supported by sliding bearings. This necessitates accounting for the centrifugal forces of the specified masses, as well as reactions from the bearings. Detailed description of load calculation and their representation by Fourier series is provided, along with a comprehensive consideration of taking rigid shifts into account when calculating the structural strength. The results of the study on the stress-strain state and strength of ore grinding mills are presented comprehensively.