Numerical Simulation Model of the Rotary-Vibrational Mill Working Process

• Autorzy: Michalczyk J. , Cieplok G. , Sidor J.

Warianty tytułu

PL

Cyfrowy model symulacyjny procesu roboczego młyna obrotowo-wibracyjnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The bases for the development of the numerical model simulating the working process of a rotary-vibrational mili are elucidated in the present paper. Such mills, combining advantages of bali mills of angular motion and vibratory mills, are applied among others for production of micropowders, nanopowders, nanostructures and metallic and metallo-ceramic alloys. However, at present, there is a lack of an integrated approach to modelling operations of such mills, which would take into consideration processes occurring in between milling balls when a feed is present, as well as the dynamics of the system: mili - milling balls. Normal and tangent interactions together with moments of rolling friction between working elements of a mili - balls and a chamber in the presence of materiał being milled, are taken into account in the presented hereby model. The influence of the milled material is described by means of the proper selection of reological constants at the contact of this materiał elements. The time-history of impact and friction phenomena - determined during the simulation procedure - is utilised in the model for the estimation of the mili power demand. The simulation results were confirmed by the experimental tests.

PL

W pracy przedstawiono zasady budowy cyfrowego symulacyjnego modelu młyna obrotowo-wibracyjnego. Młyny te, łączące zalety młynów kulowych o ruchu obrotowym i młynów wibracyjnych stosowane są m.inn. do wytwarzania mikro i nano proszków i nanostruktur. W chwili obecnej brak jest kompleksowego podejścia w modelowaniu pracy tych młynów, ujmującego zarówno procesy zachodzące pomiędzy mielnikami w obecności nadawy jak i dynamikę układu młyn - mielniki. W przedstawionym w pracy modelu uwzględniono oddziaływania normalne, styczne oraz momenty tarcia tocznego pomiędzy elementami młyna wypełnionego kulami, w obecności materiału mielonego, którego oddziaływanie opisano za pomocą odpowiedniego doboru stałych Teologicznych na styku mielników z pozostałymi elementami młyna. Wyznaczony w trakcie symulacji przebieg zjawisk udarowych i tarciowych wykorzystywany jest w modelu dla wyznaczenia zapotrzebowania mocy przez młyn. Wyniki symulacji potwierdzono przez porównanie z rezultatami badań doświadczalnych.

Słowa kluczowe

EN

rotary-vibrational mill; numerical simulation model

PL

młyn obrotowo-wibracyjny; cyfrowy model symulacyjny

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 1
• Strony: 343--353
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Michalczyk J.

autor

Cieplok G.

autor

Sidor J.

• UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - AGH, DEPARTMENT OF MECHANICS AND VIBROACOUSTICS, 30-059 KRAKÓW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] I. Goncharevich, K. Frolov, Theory of Vibratory Technology. Hemisphere P.C. New York, 1990.
• [2] R. Gryboś, Teoria uderzenia w dyskretnych układach mechanicznych. PWN, Warszawa 1969.
• [3] G. A. Korn, T. M. Korn, Matematyka dla pracowników naukowych i inżynierów. Cz.2, PWN, Warszawa 1983.
• [4] J. Michalczyk, Maszyny Wibracyjne. WNT, Warszawa 1995.
• [5] J. Sidor, Nowe konstrukcje młynów wibracyjnych o obniżonej częstotliwości drgań, Materiały Ogniotrwałe 6, 152-155 (1986).
• [6] J. Sidor, Badania, modele i metody projektowania młynów wibracyjnych, Rozprawy Monografie No 150, UWND AGH, Kraków 2005, 200 pages.
• [7] J. Sidor, Fine grinding of T13 S1C2 powders using rotary-vibration mili, Fourth Euro Ceramics - Basic Science - Developments in processing of advanced ceramics - Part 1, Edited by C. Galassi, C.N.R. - IRTEC, 1, 121-128 (in English) Faenza, Italy, 1995.
• [8] J. Sidor, Mechaniczne metody otrzymywania mikro i nanoproszków, CERAMIKA/CERAMICS, Polish Ce-ramic Bulletin, Polish Academy of Sciences - Kraków DMsion 103, 758-764 (2008).
• [9] J. Sidor, Mechanical devices used for production of metallic, ceramic-metallic alloys or nanomaterials, Archives of Metallurgy and Materials 52, 407-414 (2007).
• [10] J. Sidor, Otrzymywanie proszków twardych materiałów w młynach obrotowo-wibracyjnych, CERAMICS 54, 1997. Polish Ceramic Bulletin 16, Polish Academy of Sciences - Kraków DMsion, 347-353 Kraków 1997.
• [11] T. Inoue, K. Okaya, Grinding mechanism of cen-trifugal mills, International Journal of Minerał Processing 44-45, 425-435 (1996).
• [12] T. Yokoyama, K. Tamura, H. Usui, G. Jimbo, Simulation of bali behavior in a vibration mili in relation with its grinding ratę - effects of fractional bali filling and liquid viskosit. Internat. Journal of Minerał Processing 44-45, 413-424 (1996).
• [13] H. Rose, Some Observations on Vibration Mills and Vibration Milling. Symposion Zerkleinern, Weinheim, Verlag Chemie GMBH, 427-456 (1962).
• [14] M. Bayer, K. Hoffl, Untersuchungen zur Bes-timmung des Leistungsbedarfes von Schwingmuhlen. Freiberg A 581, 41-73 Foschungshefte 1978.
• [15] W. Beenken, E. Gock, E. K. Kurrer, The outer mechanics of the eccentric vibration mili. 8th European Symposium on Comminution, May Preprints 2, 441-453 Stockholm, 17-19 1994.
• [16] J. Michalczyk, Phenomenon of Restitution of Force Impulses in Collision Modelling. Journal of The-oretical and Applied Mechanics 46, 4 (2008).
• [17] J. Sidor, Wyznaczanie parametrów ruchu mielników w młynie obrotowo-wibracyjnym za pomocą wizualizacji. Problemy w budowie i eksploatacji wybranych maszyn i urządzeń. Kraków, WIMiR AGH, 2004.
• [18] J. Sidor, E. Ermer-Kowalczewska, Wstępne badania koloidalnego mielenia węglika krzemu w nowym laboratoryjnym młynie obrotowo-wibracyjnym. Inżynieria Materiałowa 4, 106-110 (1989).