Search

A large volume of rocks containing valuable minerals is treated at mining and processing plants in Kazakhstan. Ball mills and rod mills are used for their grinding and further processing in Balkhash, Zhezkazgan.Ball mills with gear drive rings in the drums suffer from intense wear of the teeth due to the heavy mode of the mill operation. It thus necessitates their frequent replacement and long mill downtime. The gears of the ball mill drive experience an intense impact stress, which reduces the resource of their operation and the mill as a whole due to wear.The article presents research on developing rational parameters of involute gearing, aimed at increasing the loading capacity of the gear as well as reducing the overall dimensions, noise, and vibration. In order to solve the set tasks, dynamic processes are simulated, modification of the teeth is proposed, and the task of designing the initial meshing contour is solved when the line of the tooth profile is slightly deviated from the involute curve of the tooth surface.The kinematic and dynamic parameters of a tooth transmission influencing the wear resistance of teeth are found out, and also the influence of the loading capacity under conditions of stable lubrication is determined.Because of the complexity of modifying a large diameter of the driven gear wheel, it is proposed to modify only the teeth of the driving wheel, both at their tops and legs, Великий об’єм гірських порід із вмістом цінних мінералів переробляється на гірничо-збагачувальних комбінатах у Казахстані. Кульові і стрижневі млини використовуються для їх подрібнення і подальшої переробки в м. Балхаш Жезказганської області.Кульові млини із зубчастими кільцями в барабанах зазнають інтенсивного зносу зубців через важкий режим роботи млина. Тому це вимагає їх частої заміни і тривалого простою млина. Шестерні приводу кульового млина зазнають сильної ударної напруги, що знижує ресурс їхньої роботи і млина загалом через зношування.У статті представлено дослідження з розробки раціональних параметрів евольвентного зачеплення, спрямованих на підвищення вантажопідйомності редуктора, а також на зменшення габаритних розмірів, шуму і вібрації. Для вирішення поставлених завдань моделюються динамічні процеси, пропонується модифікація зубців, а завдання з проектування початкового контуру сітки вирішується, коли лінія профілю зубця злегка відхиляється від евольвентної кривої його поверхні.Виявлено кінематичні й динамічні параметри зубчастої передачі, що впливають на зносостійкість зубців, а також визначено вплив вантажопідйомності в умовах стабільного змащення.Через складність модифікації веденого зубчастого колеса великого діаметру пропонується модифікувати тільки зубці ведучого колеса, як на їхніх верхівках, так і на ніжках

This paper has suggested a procedure to analyze durability of supporting shafts in eccentric mechanisms based on finite-element modeling. When conducting the analysis, the steady movement of the mechanism is investigated. The analysis of durability is based on the model of additive accumulation of damage. The shaft stress assessment is carried out based on the finite-element modeling of the mechanism that operates under a steady mode at working frequencies that are closest to the critical ones. Following the detection of stress concentrators and the most stressed shaft regions, an analysis of the characteristic cycle of loading is performed. After reducing a loading cycle to a series of symmetric cycles, the shaft damage assessment at each cycle is performed and its resource is estimated.Based on the proposed method, we have analyzed durability of a carrier shaft in the centrifugal-gyratory ore mill of link type. A simplified estimated model has been built based on the mechanical model in order to improve efficiency and performance of the finite-element calculation. The model of ore movement in grinding chambers under a steady motion mode has been proposed. We have built the Campbell’s diagrams for oscillations of the system and have established that the mill’s mechanism is not part of the resonance at the working frequency of excitation. The region of mechanical stresses concentration and the region of maximal mechanical stresses in the mill shaft have been identified. The shaft operating conditions have been analyzed and a value for the shaft material’s endurance limit in the zone of greatest stresses has been calculated. We have built a characteristic cycle of the mill shaft loading under a steady mode of operation, which consists of 16 sections. Each section has been reduced to a symmetric cycle, which has made it possible to calculate shaft damage at each section of the cycle and over the entire load cycle in general. Application of the additive damage accumula, Предложена методика компьютерного анализа долговечности несущих валов эксцентриковых механизмов на базе конечно-элементного моделирования. При проведении анализа исследованию подлежит установившийся режим движения механизма. Анализ долговечности основан на модели аддитивного накопления повреждений. Оценка напряжений в валу производится на базе конечноэлементного моделирования функционирования механизма в установившемся режиме на рабочих частотах, максимально близких к критическим. После обнаружения концентраторов напряжений и наиболее напряжённых участков вала, проводится анализ характерного цикла нагружения. После сведения цикла нагружения к последовательности симметричных циклов проводится оценка повреждения вала и его ресурса.На базе предложенного метода проведен анализ долговечности несущего вала центробежно-гирационной рудной мельницы кулисного типа. На основе механической модели мельницы построена упрощённая расчётная модель для повышения эффективности и быстродействия метода конечных элементов. Предложена модель движения руды в помольных камерах при установившемся режиме работы механизма. Построены диаграммы Кэмпбелла колебаний системы и обнаружено, что механизм мельницы не входит в резонанс с рабочей частотой возбуждения. Обнаружены участок концентрации механических напряжений и область наибольших механических напряжений в валу мельницы. Проведен анализ условий функционирования вала и вычислено значение предела выносливости материала вала в зоне наибольших напряжений. Построен характерный цикл нагружения вала мельницы при установившемся режиме работы, который состоит из 16 участков. Каждый участок приведен к симметричному циклу, что позволило вычислить повреждения вала на каждом участке цикла и на всём цикле нагружения в целом. Использование методики аддитивного накопления повреждений позволило оценить ресурс вала мельницы. Предложенная методика оценки долговечности несущего вала может быть использована для анализа ресурса разнообразных горноперерабатывающих, Запропоновано методику аналізу довговічності несучих валів ексцентрикових механізмів на основі скінченно-елементного моделювання. При проведенні аналізу досліджується усталений рух механізму. Аналіз довговічності базується на моделі адитивного накопичення пошкоджень. Оцінка напружень у валу проводиться на базі скінченно-елементного моделювання функціонування механізму в усталеному режимі на робочих частотах, які є найближчими до критичних. Після виявлення концентраторів напружень та найнапруженіших ділянок валу проводиться аналіз характерного циклу навантаження. Після зведення циклу навантаження до низки симетричних циклів проводиться оцінка пошкодження валу на кожному циклі та його ресурсу.На базі запропонованого методу проведено аналіз довговічності несучого валу центробіжно-гіраційного рудного млину кулісного типу. На базі механічної моделі з метою підвищення ефективності та швидкодії скінченно-елементного розрахунку побудовано спрощену розрахункову модель. Запропоновано модель руху руди в помольних камерах при усталеному режимі руху. Побудовано діаграми Кемпбела коливань системи та виявлено, що механізм млину не входить до резонансу з робочою частотою збудження. Виявлено ділянку концентрації механічних напружень та ділянку максимальних механічних напружень у валу млину. Проведено аналіз умов функціонування валу та обчислено значення межи витривалості матеріалу валу в зоні найбільших напружень. Побудовано характерний цикл навантаження валу млина при усталеному режимі роботи, який складається з 16 ділянок. Кожну ділянку зведено до симетричного циклу, що дозволило обчислити пошкодження валу на кожній ділянці циклу та на всьому циклі навантаження в цілому. Застосування методики адитивного накопичення пошкоджень дозволило оцінити ресурс валу млина. Запропоновану методику оцінки довговічності несучого валу може бути використано для аналізу ресурсу різноманітних гірничопереробних механізмів, обладнання легкої промисловості та віброгенераторів

One of the most important characteristics of construction behavior is physical nonlinearity which appears in the course of deformation between strain and deformations. Its account complicates algorithm; therefore, many modern construction calculations are spent in an elastic stage that lead to the overestimated results, not corresponding to real work of the construction. In this connection, it is necessary to develop such models of construction, which fully enough and unequivocally confirm to investigated objects and processes of their deformation.