Источник: Журнал «Химическое и нефтяное машиностроение» №1, 1992 г.

     Физико-механические характери­стики сыпучих материалов являют­ся определяющими при выборе принципиальных технических ре­шений и расчете технологического оборудования. Одной из существен­ных методологических трудностей, которые приходится преодолевать конструктору или технологу в про­цессе работы, является сравнение характеристик, полученных в лабо­раторных условиях, с реальными свойствами рабочей среды в техно­логическом процессе. Очевидно, что условия испытания должны быть максимально приближены к реаль­ным. Важной задачей является также обеспечение простоты полу­чения результатов и достоверности опытов. Кроме того, для расчетов процессов и оборудования требует­ся, как правило, несколько харак­теристик рабочей среды, для экспе­риментального определения кото­рых используют приборы, различа­ющиеся не только по принципу дей­ствия, но и по точности, быстро­действию, габаритным размерам и пр. В связи с этим авторами был разработан прибор для комплекс­ных исследований материалов в процессе уплотнения с применени­ем современных методов обработки первичных результатов испытаний непосредственно на ЭВМ в сочета­нии с построением номограммы, что позволяет максимально упростить получение информации и принятие инженерных решений.
    Исследования проводили на раз­работанном приборе, включающем верхний и нижний поршни, мат­рицу, винтовое нагружающее уст­ройство и смлоизмеритель, совме­щенный с индикатором перемещения. После завершения компрес­сионных испытаний полученный об­разец на этом же приборе подверга­ется испытанию на сжатие или рас­калывание.

Номограмма для определения комплек­са физико-механических характеристик образца



уплотненного сыпучего мате­риала

    В результате исследований мож­но получить параметры компрес­сионной кривой; удельную энерго­емкость процесса уплотнения; прочностные показатели (в виде паспорта прочности); зависимость прочности брикета от давления прессования и затраченной на прес­сование энергии; коэффициент уп­ругого расширения. Кроме того, с помощью матрицы особой конст­рукции можно получить коэффициент бокового давления.
    На рисунке приведена типовая номограмма, на которой в соответ­ствующих квадрантах показаны за­висимости прочностных характери­стик плотности образца от давления прессования P, вза­имосвязь удельных энергозатрат а и плотности о смеси и прочности образца и удельных энерго­затрат а. Здесь же в системе коор­динат — построено семейство кругов Мора для образцов, полученных при различных давлениях прессования.
    Представленная номограмма по­зволяет по результатам лаборатор­ных исследований решить следую­щие важные для практики задачи: по прикладываемому давлению оп­ределить плотность материала [или необходимое для получения задан­ной плотности давление (кривая 1)]; определить необходимую удельную энергию уплотнения (кривая 2) и необходимую мощность оборудова­ния, реализующего процесс прес­сования; установить зависимость прочности получаемой формовки от давления прессования (кривая 3) и энергии уплотнения (кривая 4), сравнить прочность формовки при сжатии (кривая 5) и раскалывании (кривая 6) путем построения кру­гов Мора и их огибающей (кри­вая 7); получить зависимость ука­занных параметров от состава и ко­личества связующего (влажности), и т.п. (штриховые линии).
    Изложенный метод определения комплекса физико-механических характеристик особенно эффекти­вен для выбора оптимальных па­раметров работы брикетного прес­са в условиях изменяющейся сы­рьевой базы.