Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень зношування та навантаження відкритих зубчастих передач (ВЗП) барабанних млинів. Визначено фактори, що впливають на інтенсивність зношування зубів, статистичне та динамічне їх навантаження. Запропоновано шляхи забезпечення високої надійності та довговічності ВЗП.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований изнашивания и нагрузки открытых зубчатых передач (ОЗП) барабанных мельниц. Определены факторы, влияющие на интенсивность износа зубьев, их статистистические и динамические нагрузки. Предложены пути обеспечения высокой надежности и долговечности ОЗП.

Висвітлено принципи розрахунку, проектування й експлуатації барабанних млинів на основі концепції енергетичної селективності дезінтеграції. Наведено методи вибору та розрахунку технологічних і конструктивних параметрів млинів під час реалізації багатостадійного подрібнення.

Освещены принцип расчета, проектирования и эксплуатации барабанных мельниц на основе концепции энергетической селективности дезинтеграции. Приведены методы выбора и расчета технологических и конструктивных параметров мельниц при реализации многостадийного измельчения.

Исследовано влияние формы и химического состава мелющих тел из чугуна, работающих в различных условиях ударноабразивного изнашивания. Рекомендовано для повышения эффективности процесса измельчения сырья и материалов, а также увеличения срока службы мелющих тел, использовать тела новой эллипсоидной формы из чугуна, легированного хромом в количестве 0,5 - 2,0 % при невысоких ударнодинамических нагрузках и в количестве 10 - 12 % в условиях интенсивного ударноабразивного изнашивания.

Розроблено нову конструкцію вібраційного млина для підвищення інтенсифікації процесу розмелювання матеріалів, де крім розмелювальних куль, введено допоміжні колисковоподібні мелючі тіла. Обгрунтовано ефективність роботи такого вібраційного млина.

Обгрунтовано шляхи підвищення ефективності функціонування електрогідроімпульсного пристрою для тонкого та надтонкого подрібення порошкоподібної сировини для виробництва пігментів і низькотемпературних каталізаторів, які використовуються у хімічному виробництві. Розглянуто переваги та недоліки традиційних пристроїв для подрібнення. Обгрунтовано перспективність електрогідроімпульсного подрібнення твердих порошкових матеріалів. Розроблено математичну модель гідродинамічних процесів за високовольтного імпульсного електричного розряду у камері електрогідроімпульсної установки з урахуванням процесу кавітації. Адаптовано рівняння динаміки кавітаційної порожнини Нолтінга - Непайраса до умов електрогідроімпульсного впливу. Уточнено умови виникнення та найбільш інтенсивного перебігу процесу кавітації в закритій камері, камері з вільною поверхнею рідини та камері з рухомою торцевою стінкою у вигляді диска з пружинами. Розроблено нову конструкцію розрядної камери, яка дозволяє керувати інтенсивністю кавітації. Експериментально доведено можливість регулювання процесу подрібнення за рахунок зміни сумісного регулювання маси рухомої торцевої стінки камери, геометричних параметрів розрядної камери й електричних характеристик розрядного контура. Досліджено ефективність роботи камери з рухомою торцевою стінкою та кінетику подрібнення вапняку, синтетичного алмазу та двоокису титану (рутилу). Показано, що електрогідроімпульсне подрібення є ефективним способом тонкого та надтонкого подрібнення твердих матеріалів. Розроблено й апробовано методику розрахунку основних параметрів електрогідроімпульсних пристроїв для подрібнення порошків твердих матеріалів.

Дисертацію присвячено обгрунтуванню моделей динамічних параметрів і режимів електропривода барабанних млинів, визначенню меж ефективного використання дводвигунного синхронного електропривода з відкритим зубчастим зачепленням та розробці пристрою компенсації впливу кінематичних збурень на навантаження гілок приводу. Виявлено зв'язок між режимами та конструктивними параметрами й отримано узагальнену математичну модель механічних характеристик млинів, відпрацьовано засоби скорочення терміну їх запуску. Одержано узагальнені параметри електромеханічних систем млинів і встановлено зв'язок між номінальною потужністю та обертами синхронних двигунів і наведеними параметрами їх моделей. Встановлено, що наведена кутова розбіжність роторів синхронних двигунів визначається терміном роботи без переналагодження та їх номінальними обертами, що дало можливість відпрацювати узагальнену модель необхідної компенсаційної здатності пристрою електричного вирівнювання. Рекомендовано використання інтегрального регулятора середніх навантажень і пристрою програмного формування напруг збудження двигунів.

Розроблено методи розрахунку та конструкції буферних гумових футеровок, що забезпечують підвищення технологічних та експлуатаційних показників кульових млинів, робочі поверхні барабанів яких працюють за умов підвищених ударних навантажень. Змодельовано процеси співудару куль з буферними гумовими футеровками на ЕОМ та встановлено закономірності ударної взаємодії тіл, що падають, з буферними гумовими футеровками. Це дає змогу проводити оптимальний вибір параметрів футеровок на стадії проектування, обгрунтовано підвищену її ударну стійкість, зниження енергії удару, що передається на захисну поверхню, і можливість інтенсифікації руху кульового завантаження у порівнянні з суцільними гумовими плитами. Визначено, що буферна гумова футеровка дозволяє знижувати ударні навантаження та напруження в 1,3 - 2,5 рази, що забезпечує відповідно в 1,3 - 1,8 рази підвищення енергії удару, яка сприймається даною футеровкою без руйнування. Енергія удару, передана на захисну поверхню, знижується в 1,5 - 2,8 рази. Розроблена конструкція буферної гумової футеровки для барабанних і трубних млинів діаметром 3,6 - 4,2 м дозволяє застосовувати кульове завантаження 80 - 100 мм.

Наведено результати дослідження та розробки процесу подрібнення у трубних млинах з активаційними бронефутераціями, запропоновано концепцію його інтенсифікації за рахунок зміни характеристики пульсуючого руху молольного завантаження у поперечному перетині барабана. Створено нові типи активаційних бронефутерацій та визначено їх функціонально-геометричні характеристики. Розроблено ряд математичних моделей для окремих стадій та двостадійного процесу подрібнення.

Містяться результати дослідження та розробки процесу подрібнення у трубних млинах з активуючими бронефутеровками. Запропонована концепція інтенсифікації процесу подрібнення у трубних млинах за рахунок зміни характеристики пульсуючого руху мелючої загрузки вздовж барабану. Створені нові типи активуючих бронефутеровок та визначені їх функціонально-геометричні характеристики. Розроблений ряд математичних моделей для окремих стадій та двохстадійного процесу подрібнення. Результати досліджень прийняті до впровадження Кам'янець-Подільським цементним заводом. Вони можуть бути використані також в хімічній та ряді інших галузей промисловості.

Охарактеризовано вплив різних факторів на ефективність роботи млинів, що працюють у відкритому циклі, зокрема, вплив факторів, пов'язаних з конструкцією млина, з фізико-механічними властивостями розмелювального матеріалу та з режимом роботи млина. Проведено аналіз роботи трубних кульових млинів і наведено результати їх промислових випробувань. Розглянуто повітряну сепарацію порошкоподібних матеріалів і запропоновано шляхи оптимізації роботи відцентрових циркуляційних сепараторів.

Приведены результаты промышленных испытаний системы акустического мониторинга на примере струйного измельчения цирконового концентрата. В различных режимах загрузки струй и классификации измельченного материала определены характеристики и связи акустических и технологических параметров установки.

Запропоновано методику визначення умовного модуля пружності сипкого середовища в процесі вібросепарації за його поперечних коливань. В її основу покладено принцип одночастотності коливань нелінійних систем та експериментальне визначення резонансної частоти.

В ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины разработана внутренняя защитная оснастка типа "беличья клетка" барабана шаровой мельницы для мокрого размола твердосплавных смесей. Дискретная конструкция оснастки, состоящей из стальных элементов, является альтернативой традиционным футеровкам, покрывающим сплошным слоем внутреннюю поверхность барабана. Оснастка такой конструкции внедрена в условиях мелкосерийного твердосплавного производства на ГНПП "АЛКОН-ТВЕРДОСПЛАВ" НТАК "АЛКОН" НАН Украины при модернизации шаровых мельниц с барабаном среднего размера (диаметром и длиной порядка 0,5 м). Экономическая эффективность модернизированных мельниц по сравнению с применявшимися ранее мельницами с твердосплавной футеровкой обусловлена их высокой ремонтопригодностью и надежностью, а также снижением веса, стоимости материалов и эксплуатационных затрат.

Одержано результати експериментальних досліджень акустичної активності газоструминного млина. Відносну зміну інтенсивності акустичної емісії в характерному діапазоні частот залежно від завантаження млина матеріалом запропоновано використовувати для оптимізації струминного подрібнювання.

Розроблено структурну модель вібромлина із просторово-циркуляційним рухом завантаження, котрий у разі зміни маси робочого органа в процесі відокремлення і вивантаження подрібненого матеріалу з помольної камери може постійно адаптуватися до резонансного режиму роботи за заданих технологічно оптимальних параметрів (продуктивності) та мінімальних енергозатрат на вібропривід.

Досліджено процес помелу матеріалів в кульовому млині та встановлено раціональність спрямовування ударного навантаження тіл, що подрібнюють, до зони з максимальним вмістом матеріалу, який підлягає диспергуванню. Науково обгрунтовано принцип процесу помелу із заданою динамікою подрібнюючого завантаження, який полягає у спрямуванні ударного навантаження на матеріал, що підлягає подрібненню. Вперше одержано залежність критичної швидкості обертання барабану млина від характеристик процесу подрібнення, яка адекватно описує експериментальні дані. Набула подальшого розвитку теорія визначення енерговитрат процесу подрібнення твердих матеріалів шляхом врахування співвідношення способів подрібнення, що реалізуються в кульовому млині. Вперше одержано залежності енергетичного та швидкісного параметрів процесу помелу від режиму помелу. Вперше створено фізико-математичну модель енергоефективності процесу помелу в кульовому млині, яка адекватно описує експериментальні дані, що надає можливість визначення енергоефективних режимів роботи млина в процесі помелу. Вперше науково обгрунтовано визначення режиму подрібнення, який відповідає максимальному значенню к.д.д. процесу подрібнення твердих матеріалів. Розроблено та випробувано метод порівняльної оцінки енергоефективності розрахованого режиму роботи кульового млина.

Приведены результаты аналитических исследований процесса измельчения сыпучих материалов в шаровой мельнице. Предложен метод определения эффективности использования рационального режима измельчения, определенного с помощью дифференциального уравнения, решение которого соответствует значению коэффициента режима измельчения, обеспечивающему максимальный кпд процесса измельчения.

Рассмотрена принципиально новая конструкция горизонтальной вибрационной мельницы с бигармоническим возбуждением колебаний. Составлены принципиальная схема и уравнения движения рабочей массы в стационарном режиме. Изучены динамические параметры вибромельницы, такие как ускорения помольной трубы и траектории ее движения. Установлено, что сложное неоднородное поле колебаний помольной трубы вибромельницы может быть создано двумя дебалансными виброприводами, вращающимися с разными угловыми скоростями и внецентренно установленными на помольной трубе. Изменяя частоты вращения, модули возбуждающих сил, а также реверсируя один из электродвигателей привода вибровозбудителей, можно управлять в широком диапазоне силовым воздействием на помольные тела и измельчаемый материал.

Изучены процессы износа материалов шаров, которые используются в шаровых барабанных мельницах, как рабочее тело. Исследованаь динамика появления и развития областей с пониженной твердостью. Определены пределы прочности различных участков шара. Показано, что количество областей с пониженной твердостью возрастает в процессе эксплуатации.

Для повышения эффективности и снижения энергоемкости тонкого измельчения помимо улучшения технологии процесса необходимо совершенствовать конструкции помольной камеры измельчителей. Рассмотрена акустическая картина течения энергоносителя в помольной камере струйного измельчителя на основе выявления природы основных источников акустического излучения. Установлены зоны помольной камеры струйной противоточной мельницы, аналогичные областям обтекания турбулентными струями препятствий и выемок. Проведен анализ вихреобразования потока энергоносителя при обтекании различных выемок как на дозвуковых, так и на трансзвуковых скоростях. Проанализированы акустические сигналы, зафиксированные в двух акустически характерных зонах камеры измельчителя: в центре столкновения струй и в выемке донной области. Установлено, что наиболее мощные пульсации давления наблюдаются при натекании струй на препятствия и при столкновении двух противоточных струй в центре камеры. Проведен анализ пульсаций давления на различных участках выемки. Установлено, что существующие подходы применимы лишь для некоторых участков помольной камеры, так как из-за наличия встречного потока процесс вихреобразования усложняется. Исследования показали возможность анализа вихревой структуры потоков энергоносителя в помольной камере струйной мельницы на основе акустических сигналов, записываемых в ходе измельчения.