Keywords
:
impact loading, crushing chamber, breaking strain, impact, elastic wave,
wave equation, flat ingot, contact deformation, crushing plate.
Щековые дробилки применяются во многих отраслях промышлен-
ности, в частности, в ферросплавной подотрасли черной металлургии
для дробления сырья при подготовке его к металлургическому переде-
лу. Такие дробилки также используются для дробления готовой про-
дукции (ферросплавов) в сталеплавильном производстве [1]. Условия
эксплуатации, характер нагружения, проблемы развития конструкций
щековых дробилок при измельчении прочных материалов рассмотре-
ны в работах [2–4].
Известно, что на силы дробления влияет характер разрушения ма-
териала в дробильной камере при его измельчении. Считается, что
материал в зеве дробилки разрушается от напряжений сжатия, растя-
жения, изгиба и удара. При дроблении материала, как правило, име-
ют место все виды разрушения, но экспериментально установлено,
что основным видом является разрушение от напряжений растяжения
[5, 6]. Прочность твердого материала на сжатие во много раз выше,
чем прочность на изгиб (излом) и растяжение (разрыв).
Очевидно, что для разрушения материала выгоднее применять де-
формирование растяжением. Следовательно, в рабочей камере дро-
бильной машины, необходимо создать такие условия, при которых
материал разрушался бы преимущественно от деформации растяже-
ния.
Рассмотрим ударный вид нагружения. В рабочем пространстве
дробильной машины возможен как продольный удар, так и попереч-
ный. Для поперечного удара при дроблении плоского высокопрочного
слитка металла схему ударного нагружения представим в виде балки
постоянного сечения, опирающейся на две опоры (рисунок,
а
).
Для большей точности процесс ударного нагружения и максималь-
ную нагрузку определим с помощью волнового уравнения
∂
2
u
∂
2
t
=
a
∂
2
u
∂x
2
,
(1)
где
х
— координата сечения балки;
a
=
p
c`/ρ
— скорость распростра-
нения упругой волны в балке;
u
— перемещение сечений балки;
ρ
—
плотность материала балки;
c
— жесткость балки.
Схема ударного нагружения плоского слитка металла:
а
— поперечный удар,
б
— продольный удар
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 3 53
