В результате теоретических и экспериментальных исследований [1, 2, 3] выявлено, что интенсивность обработки продукта в элекромагнитных механоактиваторах (ЭММА) зависит от скоростных режимов работы.
При действии на размольные ферромагнитные элементы центробежной силы значительной величины рабочий объем нельзя считать равноценным в магнитном отношении в связи с неравномерным распределением по его высоте ферромагнитных размольных элементов (феррошаров). Величину силовых взаимодействий между феррошарами определяет величина индукции в рабочем объеме ЭММА, которая в свою очередь при той же м.д.с. обмотки управления и размерах рабочего объема зависит от линейной скорости перемещения размольных элементов. Магнитное сопротивление рабочего объема увеличивается под действием центробежной силы, оттесняющей размольные элементы к внутренней стенке наружного цилиндра ЭММА, что уменьшает величину индукции, а, следовательно, и сцепляющее усилие между феррошарами.
Действие центробежной силы на κ-й размольный ферромагнитный шар, расположенного у поверхности внутреннего цилиндра ЭММА и являющегося основанием структурной цепочки, можно учесть, исходя из следующих соображений
(1)
где РЦ - центробежная сила, действующая на размольный элемент; 
- масса размольного элемента; Rκ - радиус, равный расстоянию от центра шара до оси вращения внутреннего цилиндра; ωκ - значение угловой скорости вращения феррошара на уровне радиуса Rκ.
Преобразуя формулу (1) с учетом того, что 
(здесь VЛ - линейная скорость шара, расположенного на уровне поверхности внутреннего цилиндра ЭММА; R2 - радиус внутреннего цилиндра ЭММА), получим
(2)
Если считать, что центробежная сила достигает величины РЦ = K1Fr (где Fr - сцепления между феррошарами и поверхностью внутреннего цилиндра ЭММА) и ее можно компенсировать увеличением м.д.с. обмоток управления, то нормальная работа ЭММА будет осуществляться при значении линейной скорости феррошаров, определяемой по формуле
(3)
где К1 - коэффициент, характеризующий величину компенсируемой центробежной силы при помощи увеличения м.д.с. обмоток управления.
Для определения коэффициента К1 необходимо располагать кривой намагничивания магнитопровода ЭММА Φ = φ(Iу) и зависимостью Fr = φ1(B0) для феррошаров, снятой в статических условиях (n1 = 0). Если рабочая точка расположена на линейном участке характеристики Φ = φ(Iу), то имеется возможность, увеличивая ток управления, увеличивать до известного предела величину индукции В0, и силу сцепления Fr, т.е. компенсировать действие центробежной силы на размольные элементы при повышении скоростного режима работы ЭММА. Коэффициент К1 при линейных характеристиках указанных зависимостей определяется по формуле
(4)
Допустимую частоту вращения внутреннего цилиндра, при которой осуществляется целенаправленная переориентация размольных элементов в «слое скольжения», можно определить по формуле
или
(5)
Установлено, что использование математической зависимости (5) позволяет в процессе расчета, проектирования и эксплуатации типовых рядов ЭММА устанавливать оптимальные соотношения между электромагнитным и скоростным режимами их работы, при которых обеспечивается максимизация дисперсности обрабатываемого продукта [4,5].
Список литературы
-
Беззубцева М.М., В.С.Волков. Теоретические основы электромагнитной механоактивации. - СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2011. -250 с.
-
Беззубцева М.М., Криштопа Н.Ю. Теоретические основы электромагнитного измельчения. - СПб.: СПбГАУ, 2005. - 169 с.
-
Максвелл Дж.К. О Фарадеевых силовых линиях. - М., 1907. - 185 с.
-
Беззубцева М.М. Электромагнитные измельчители. Теория и технологические возможности: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - СПб.: СПбГАУ, 1997. - 24 с.
- Беззубцева М.М., Пасынков В.Е., Родюков Ф.Ф. Теоретическое исследование электромагнитного способа измельчения материалов. - СПб.: СПбТИХП, 1993. - 49 с.