Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

FOR RESEARCH QUESTIONS DISPERSIVE LOADS ELECTROMAGNETIC MEHANOAKTIVATORAH

Bezzubceva M.M. 1 Obuhov K.N. 1
1 St.-Peterburg agrarian university
2199 KB
The article describes the results of studies of the functional dependence of force interactions between the ferromagnetic grinding elements on the design parameters and size of electromagnetic mehanoaktivatorov (EMMA) cylindrical structure with an outer winding arrangement Control (OC) in the detail magnitopro¬vode. Construction of magnetic fields EMMA and analysis carried out using the method of integral equations that allows to determine the parameters of the field (induction and tension) at any given point of the working volume, in which the force contact interaction between the ferromagnetic grinding machine organs in their magnitoozhizhennom layer. The research results are used in the design of energy-efficient processing EMMA products with different physical and mechanical properties.
mechanoactivation
dispergating process
magnitoozhizhenny layer

Основным фактором, определяющим энергоемкость перерабатываемой продукции на стадии измельчения, является способ трансформации кинетической и потенциальной энергии мелющих тел в увеличение поверхности частиц исходного материала. Результаты многочисленных исследований показали [1], что электромагнитный способ механоактивации в магнитоожиженном слое ферротел [2, 3, 4, 5] в наибольшей степени обеспечивает приближение фактических энергозатрат к физически обоснованным затратам энергии на образование новых поверхностей. Очевидно, что эффективность передачи силовых воздействий объекту разрушения, зависит и от сооотношения конструктивных размеров магнитопровода ЭММА. В этой связи установление зависимости силовых взаимодействий между ферромагнитными элементами в структурных группах от конструктивных параметров электромагнитных механоактиваторов является актуальной задачей, определяющей интенсивность трансформации энергии перерабатываему продукту.

Целью исследования является установление зависимости силовых взаимодействий между ферромагнитными элементами в структурных группах от конструктивных параметров электромагнитных механоактиваторов цилиндрических конструкций с наружным расположением обмотки управления (ОУ) на выносном магнитопроводе.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования являются функциональные зависимости диспергирующих нагрузок, создаваемых в магнитоожиженном слое размольных ферротел, от конструктивных параметров ЭММА. Использованы экспериментально – статистические методы исследования.

Результаты исследования и их обсуждение

Для построения магнитного поля в рабочих объемах электромагнитных механоактиваторов (ЭММА) цилиндрических конструкций с наружным расположением обмотки управления (ОУ) на выносном магнитопроводе [1] использован метод интегральных уравнений. Метод позволяет строить магнитные поля в рабочих объемах аппаратов цилиндрических конструкций с электромагнитным способом формирования диспергирующего усилия и определять параметры поля в любой заданной точке рабочего объема, в которой осуществляется силовое контактное взаимодействие между феррочастицами (размольными органами) аппарата в их магнитоожиженном слое [3, 4]. Метод основан на введении вторичных источников и состоит из сведения задачи к интегральным уравнениям с их числовым решением. Условные обозначения и иллюстративный материал к решению задачи построения магнитных полей в группе ЭММА указанных конструкций приведены в работе [3]. Расчетные формулы в методике построения магнитных полей ЭММА получены в декартовой системе координат. Невозмущенное ротором магнитное поле в рабочем объеме механоактиватора является однородным [6] и определено выражением:

bez01.wmf, (1)

где α, с – соответственно ширина и длина сердечника.

Векторный магнитный потенциал возмущенного ротором поля имеет вид bez02.wmf:

bez03.wmf, (2)

где bez04.wmf.

Составляющие вектора bez05.wmf (с учетом конструктивного исполнения ЭММА) определены выражениями:

bez07.wmf, (3)

bez08.wmf. (4)

Напряженность этого поля вычисляется по формуле:

bez09.wmf. (5)

Для расчета диспергирующих нагрузок использована формула [5]:

bez10.wmf. (6)

Исследования проведены для двух характерных точек поперечного сечения рабочего объема в координатных осях х – у (рис. 1). Точки имеют координаты bez11.wmf и bez12.wmf, (здесь d – диаметр наружного цилиндра, R – радиус внутреннего цилиндра, b – расстояние между полюсными наконечниками электромагнита).

Результаты расчета приведены на рис. 2, 3, 4, 5.

bezz1a.tif

Рис. 1. Расчетная схема ЭММА с наружным расположением обмотки управления (ОУ) на выносном магнитопроводе

bezz2.tif

Рис. 2. Зависимость силовых взаимодействий между размольными элементами от радиуса внутреннего цилиндра: 1 – bez13.wmf; 2 – bez14.wmf

bezz3.tif

Рис. 3. Зависимость силовых взаимодействий между размольными элементами от радиуса размольных элементов сферической формы: 1 – bez15.wmf; 2 – bez16.wmf

bezz4.tif

Рис. 4. Зависимость силовых взаимодействий между размольными элементами от длины выносного магнитопровода: 1 – bez17.wmf; 2 – bez18.wmf

bezz5.tif

Рис. 5. Зависимость силовых взаимодействий между размольными элементами от ширины выносного магнитопровода: 1 – bez19.wmf; 2 – bez20.wmf

bezz6.tif

Рис. 6. Зависимость силовых взаимодействий между размольными элементами от расстояния между полюсами электромагнита: 1. – bez21.wmf; 2. – bez22.wmf

Коэффициент объемного заполнения рабочего объема мелющими телами учтен отношением μ0/μ, который изменяется в пределах μ*/μ < μ0/μ < I (при выполнении соотношения μ0/μ = I рабочий объем полностью заполнен размольными элементами). Изменяя μ0 в пределах μ* < μ0 < μ, можно учитывать коэффициент заполнения рабочего объема обработки продукта размольными элементами (ферромагнитной составляющей) [7].

Заключение

Результаты исследований использованы при проектировании энергоэффективных ЭММА цилиндрических конструкций с наружным расположением ОУ на выносном магнитопроводе для переработки продукции с различными физико-механическими и реологическими свойствами [8, 9, 10, 11]. Энергоэффективность и снижение энергоемкости продукции достигается за счет обеспечения максимального приближения энергии, потребляемой устройством из сети [12], к физическим обоснованным энергозатратам с учетом упрочнения частиц при уменьшении их размера в процессе помола [12, 13].