DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).1.289-298
Overview of the Rubber Linings Designs of Drum Ball Mills and Further Prospects for Their Development
About the Authors
Volodymyr Yatsun, Associate Professor, PhD in Technical Sciences, Professor of the Department of Construction, Road Machines and Civil Engineering, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0245-0075, e-mail: yatsun@i.ua
Stanislav Dzhyrma, Associate Professor, PhD in Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction, Road Machines and Civil Engineering, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2248-1653, e-mail: stas55871@ukr.net
Oleksandr Rudenko, PhD student, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: alexandrvswork@gmail.com
Abstract
The work provides a general overview of modern designs of rubber linings intended for use in drum ball mills operated in various industries for the disintegration of mineral raw materials. The main attention is paid to the analysis of technical solutions aimed at increasing wear resistance, reducing the weight of the lining, improving the energy efficiency of the grinding process and simplifying the assembly and disassembly of lining elements. The design features of rubber lining plates of traditional and special designs are considered, their areas of application are described depending on the standard sizes of ball mills, geometric characteristics, and methods of fastening.
Particular attention is paid to the influence of the design parameters of the lining on the operational characteristics and technological indicators of ball mills, in particular the wear resistance of the lining, the energy efficiency of the grinding process, and productivity. The paper analyses the technical solutions implemented in the linings of leading world manufacturers, summarizes the current trends in further improving the designs of rubber linings. Conclusions are provided on the effectiveness of different types of rubber lining designs depending on the operating conditions of the mills, the prospects for further implementation of innovative materials and adaptive geometric shapes in order to optimise the technical and economic indicators of the mills.
Keywords
rubber lining, drum mills, ball loading, durability, productivity
Full Text:
PDF
References
1. Tsanidi, I. M., & Kalgankov, Ye. V. (2017). Protective linings of drum mills: Current state and development prospects. Geotechnical Mechanics, (133), 75–80 [in Ukrainian].
2. Kalgankov, Ye. V. (2020). Rubber lining and its place in the disintegration of mineral raw materials. In Modern Innovative Technologies for Training Engineering Personnel for the Mining Industry and Transport 2020: Proceedings of the International Conference (Dnipro, April 24–25, 2020) (pp. 168–173). Dnipro: DTU [in Ukrainian].
3. Dzhyrma, S. O., Nastoiashchyi, V. A., & Pivnieva, O. V. (2007). Prospects of using wear-resistant rubber as working surfaces of technological and transport equipment. Collection of Scientific Works of Kirovohrad National Technical University. Engineering in Agricultural Production, Mechanical Engineering, Automation, (18), 188–191 [in Ukrainian].
4. Ersmark, E. (1977). Skega Gummipanzerung für Kugel-, Peble- und Stabrohrmühlen (p. 12). Sweden.
5. Trelleborg. (1979). Trelleborg Mill Linings (p. 14). Sweden.
6. Tarasenko, A. A., Khablo, H. P., Vzorov, A. A., Chyzhyk, E. F., & Nastoiashchyi, V. A. (1979). Lining of a drum mill. Author’s certificate 706114 USSR, V O2 C 17/22, No. 2652138; filed 31.07.1978; published 30.12.1979, Bulletin No. 48 [in Russian].
7. Lining of working surfaces of grinding equipment: Patent 65103A Ukraine, No. 2003054971; filed 30.05.2003; published 15.03.2004, Bulletin No. 3 [in Ukrainian].
8. Nastoiashchyi, V. A. (1986). Selection of parameters and design development of rubber linings for large-size ore- grinding mills (Candidate’s thesis). Kirovohrad Institute of Agricultural Engineering, 187 p. [in Ukrainian].
9. Lining of a drum mill: Patent 78397 Ukraine, No. u201214920; filed 26.12.2012; published 11.03.2013, Bulletin No. 5 [in Ukrainian].
10. Lining of a drum mill: Patent 105550 Ukraine, No. u201509188; filed 24.09.2015; published 25.03.2016, Bulletin No. 6 [in Ukrainian].
11. Katkova, I. O., Tarasenko, O. A., & Cheberiachko, I. M. (1998). Use of rubber as a structural material. Vibrations in Engineering and Technology, (3), 66–67 [in Ukrainian].
12. Nadolnyi, H. Ye., Nastoiashchyi, V. A., & Chyzhyk, E. F. (1993). Design of working surfaces of mechanical equipment for crushing, grinding, and sorting mineral materials: Textbook. Kyiv: NMK VO, 128 p. [in Ukrainian].
13. Tarasenko, O. A., Khablo, H. P., Vzorov, A. A., Chyzhyk, E. F., & Nastoiashchyi, V. A. (1979). Lining of a drum mill. Author’s certificate 706114 USSR, V O2 C 17/22, No. 2652138; filed 31.07.1978; published 30.12.1979, Bulletin No. 48 [duplicate; in Russian].
14. Chervonenko, A. H., Nadutyi, V. P., Obodan, Yu. Ya., & Chyzhyk, E. F. (1982). Lining, mainly for mill drums. Author’s certificate 963553 USSR, V O2 C 17/22, No. 3285942; filed 28.04.1981; published 07.10.1982, Bulletin No. 37 [in Russian].
15. Baranov, E. G., Tarasenko, A. A., Nastoiashchyi, V. A., Chyzhyk, E. F., Danilov, L. I., Tarasenko, E. A., Nastoiashaia, T. N., & Korotkikh, B. I. (1988). Lining of drum mills. Author’s certificate 1435293 USSR, V O2 C 17/22, No. 4224281; filed 07.04.1987; published 07.11.1988, Bulletin No. 41 [in Russian].
16. Dzhyrma, S. O., Vasyliev, O. S., & Taran, V. V. (2003). Development of designs of buffer rubber linings of drum and tube mills and results of model tests. Collection of Scientific Papers (Mechanical Engineering, Construction), Poltava National Technical University named after Yuri Kondratyuk, (11), 26–29 [in Ukrainian].
17. Kalgankov, Ye. V. (2020). Some issues of resource and energy saving in mineral raw material grinding in drum ball mills. Geotechnical Mechanics, (151), 138–149. https://doi.org/10.15407/geotm2020.151.138 [in Ukrainian].
18. Kalhankov, Ye. V., Lysytsia, M. I., Ahaltsov, H. M., & Cherniy, O. A. (2022). Reliability prediction for the rubber lining operating under extreme conditions. Geo-Technical Mechanics, (160), 96–105. doi.org/10.15407/geotm2022.160.096
19. Bulat, A. F., Dyrda, V. I., & Kalgankov, Ye. V. (2018). Synergetic model of the wave abrasive-fatigue wear of rubber lining in the ball-tube mills. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 39–47 [in Ukrainian].
Citations
1. Цаніді І.М., Калганков Є.В. Захисні футерівки барабанних млинів: сучасний стан та перспективи розвитку. Геотехнічна механіка. 2017. №133. С. 75-80.
2. Калганков Є.В. Гумова футеровка та її місце у дезінтеграції мінеральної сировини. Сучасні інноваційні технології підготовки інженерних кадрів для гірничої промисловості та транспорту 2020: матеріали міжнар. конф., м. Дніпропетровськ 24-25 квіт. 2020 р. Дніпропетровськ: ДТУ, 2020. С. 168-173.
3. Джирма С.О., Настоящий В.А., Півнєва О.В. Перспективи використання стійкої проти спрацювання гуми в якості робочих поверхонь технологічного і транспортного обладнання. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2007. Вип. 18. С. 188-191.
4. Ersmark E. Skega Gummipanzerung fur Kugel. Peble und Stabrohrmuhlen. Sweden, 1977. – P. 12.
5. Trelleborg Mill Linings. Trelleborg. Sweden, 1979. – P. 14.
6. А. с. 706114 СРСР, В О2 С 17/22. Футеровка барабанного млина / А.А. Тарасенко, Г.П. Хабло, А.А. Взоров, Е.Ф. Чижик, В.А. Настоящий. – №2652138 заяв. 31.07.78; опубл. 30.12.79, Бюл. №48.
7. Футерівка робочих поверхонь подрібнювального устаткування: пат. 65103А Україна. №2003054971 ; заявл. 30.05.2023 ; опубл. 15.03.2004, Бюл. № 3. – 3 с.
8. Настоящий В.А. Вибір параметрів і розробка конструкції гумових футеровок великорозмірних рудорозмольних млинів: дис... канд. техн. наук: 05.05.06 / Кіровоградський інститут сільськогосподарського машинобудування. Кіровоград, 1986. 187 с.
9. Футерівка барабанного млина: пат. 78397 Україна. №u201214920; заяв. 26.12.2012; опубл. 11.03.2013, Бюл. № 5. – 6 с.
10. Футерівка барабанного млина: пат. 105550 Україна. №u201509188; заяв. 24.09.2015; опубл. 25.03.2016, Бюл. № 6. – 4 с.
11. Каткова І.О., Тарасенко О.А., Чеберячко І.М. Використання гуми, як конструкційного матеріалу. Вібрації в техніці і технологіях. 1998. №3. С. 66-67.
12. Надольний Г.Є., Настоящий В.А., Чижик Е.Ф. Проектування робочих поверхонь механічного устаткування для дроблення, змільчення та сортування мінеральних матеріалів: навч. посіб. Київ: НМК ВО, 1993. 128 с.
13. А. с. 706114 СРСР, В О2 С 17/22. Футеровка барабанного млина / О.А. Тарасенко, Г.П. Хабло, А.А. Взоров, Е.Ф. Чижик, В.А. Настоящий – №2652138 заяв. 31.07.78; опубл. 30.12.79, Бюл. №48.
14. А. с. 963553 СРСР, В О2 С 17/22. Футеровка, переважно, барабанів млинів / А.Г. Червоненко, В.П. Надутый, Ю.Я. Ободан, Е.Ф. Чижик – №3285942 заяв. 28.04.81; опубл. 07.10.82, Бюл. №37.
15. А. с. 1435293 СРСР, В О2 С 17/22 Футеровка барабанних мелинів / Е.Г. Баранов, А.А. Тарасенко, В.А. Настоящий, Е.Ф. Чижик, Л.И. Данилов, Е.А. Тарасенко, Т.Н. Настоящая, Б.И. Коротких – №4224281 заяв. 07.04.87; опубл. 07.11.88, Бюл. №41.
16. Джирма С.О., Васильєв О.С., Таран В.В. Розроблення конструкцій буферних гумових футеровок барабанних і трубних млинів та результати випробування моделей. Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). – Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, 2003. – Вип. 11. – С. 26-29.
17. Калганков Є. В. Деякі питання ресурсо- та енергозбереження при подрібненні мінеральної сировини у барабанних кульових млинах. Геотехнічна механіка. 2020. №151. С. 138-149. URL: https://doi.org/10.15407/geotm2020.151.138 (дата звернення: 08.04.2025).
18. Kalhankov Ye.V., Lysytsia M.I., Ahaltsov H.M., Cherniy О.А. Reliability prediction for the rubber lining operating under extreme conditions. Geo-Technical Mechanics. 2022. №160, С. 96-105. URL: https://doi.org/10.15407/geotm2022.160.096 (дата звернення: 08.04.2025).
19. Bulat A.F., Dyrda V.I., Kalgankov Ye.V. Synergetic model of the wave abrasive-fatigue wear of rubber lining in the ball-tube mills. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2018. №3. С. 39-47.
Copyright (©) 2025, Volodymyr Yatsun, Stanislav Dzhyrma, Oleksandr Rudenko
Overview of the Rubber Linings Designs of Drum Ball Mills and Further Prospects for Their Development
About the Authors
Volodymyr Yatsun, Associate Professor, PhD in Technical Sciences, Professor of the Department of Construction, Road Machines and Civil Engineering, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0245-0075, e-mail: yatsun@i.ua
Stanislav Dzhyrma, Associate Professor, PhD in Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction, Road Machines and Civil Engineering, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2248-1653, e-mail: stas55871@ukr.net
Oleksandr Rudenko, PhD student, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: alexandrvswork@gmail.com
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Tsanidi, I. M., & Kalgankov, Ye. V. (2017). Protective linings of drum mills: Current state and development prospects. Geotechnical Mechanics, (133), 75–80 [in Ukrainian].
2. Kalgankov, Ye. V. (2020). Rubber lining and its place in the disintegration of mineral raw materials. In Modern Innovative Technologies for Training Engineering Personnel for the Mining Industry and Transport 2020: Proceedings of the International Conference (Dnipro, April 24–25, 2020) (pp. 168–173). Dnipro: DTU [in Ukrainian].
3. Dzhyrma, S. O., Nastoiashchyi, V. A., & Pivnieva, O. V. (2007). Prospects of using wear-resistant rubber as working surfaces of technological and transport equipment. Collection of Scientific Works of Kirovohrad National Technical University. Engineering in Agricultural Production, Mechanical Engineering, Automation, (18), 188–191 [in Ukrainian].
4. Ersmark, E. (1977). Skega Gummipanzerung für Kugel-, Peble- und Stabrohrmühlen (p. 12). Sweden.
5. Trelleborg. (1979). Trelleborg Mill Linings (p. 14). Sweden.
6. Tarasenko, A. A., Khablo, H. P., Vzorov, A. A., Chyzhyk, E. F., & Nastoiashchyi, V. A. (1979). Lining of a drum mill. Author’s certificate 706114 USSR, V O2 C 17/22, No. 2652138; filed 31.07.1978; published 30.12.1979, Bulletin No. 48 [in Russian].
7. Lining of working surfaces of grinding equipment: Patent 65103A Ukraine, No. 2003054971; filed 30.05.2003; published 15.03.2004, Bulletin No. 3 [in Ukrainian].
8. Nastoiashchyi, V. A. (1986). Selection of parameters and design development of rubber linings for large-size ore- grinding mills (Candidate’s thesis). Kirovohrad Institute of Agricultural Engineering, 187 p. [in Ukrainian].
9. Lining of a drum mill: Patent 78397 Ukraine, No. u201214920; filed 26.12.2012; published 11.03.2013, Bulletin No. 5 [in Ukrainian].
10. Lining of a drum mill: Patent 105550 Ukraine, No. u201509188; filed 24.09.2015; published 25.03.2016, Bulletin No. 6 [in Ukrainian].
11. Katkova, I. O., Tarasenko, O. A., & Cheberiachko, I. M. (1998). Use of rubber as a structural material. Vibrations in Engineering and Technology, (3), 66–67 [in Ukrainian].
12. Nadolnyi, H. Ye., Nastoiashchyi, V. A., & Chyzhyk, E. F. (1993). Design of working surfaces of mechanical equipment for crushing, grinding, and sorting mineral materials: Textbook. Kyiv: NMK VO, 128 p. [in Ukrainian].
13. Tarasenko, O. A., Khablo, H. P., Vzorov, A. A., Chyzhyk, E. F., & Nastoiashchyi, V. A. (1979). Lining of a drum mill. Author’s certificate 706114 USSR, V O2 C 17/22, No. 2652138; filed 31.07.1978; published 30.12.1979, Bulletin No. 48 [duplicate; in Russian].
14. Chervonenko, A. H., Nadutyi, V. P., Obodan, Yu. Ya., & Chyzhyk, E. F. (1982). Lining, mainly for mill drums. Author’s certificate 963553 USSR, V O2 C 17/22, No. 3285942; filed 28.04.1981; published 07.10.1982, Bulletin No. 37 [in Russian].
15. Baranov, E. G., Tarasenko, A. A., Nastoiashchyi, V. A., Chyzhyk, E. F., Danilov, L. I., Tarasenko, E. A., Nastoiashaia, T. N., & Korotkikh, B. I. (1988). Lining of drum mills. Author’s certificate 1435293 USSR, V O2 C 17/22, No. 4224281; filed 07.04.1987; published 07.11.1988, Bulletin No. 41 [in Russian].
16. Dzhyrma, S. O., Vasyliev, O. S., & Taran, V. V. (2003). Development of designs of buffer rubber linings of drum and tube mills and results of model tests. Collection of Scientific Papers (Mechanical Engineering, Construction), Poltava National Technical University named after Yuri Kondratyuk, (11), 26–29 [in Ukrainian].
17. Kalgankov, Ye. V. (2020). Some issues of resource and energy saving in mineral raw material grinding in drum ball mills. Geotechnical Mechanics, (151), 138–149. https://doi.org/10.15407/geotm2020.151.138 [in Ukrainian].
18. Kalhankov, Ye. V., Lysytsia, M. I., Ahaltsov, H. M., & Cherniy, O. A. (2022). Reliability prediction for the rubber lining operating under extreme conditions. Geo-Technical Mechanics, (160), 96–105. doi.org/10.15407/geotm2022.160.096
19. Bulat, A. F., Dyrda, V. I., & Kalgankov, Ye. V. (2018). Synergetic model of the wave abrasive-fatigue wear of rubber lining in the ball-tube mills. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 39–47 [in Ukrainian].
Citations
1. Цаніді І.М., Калганков Є.В. Захисні футерівки барабанних млинів: сучасний стан та перспективи розвитку. Геотехнічна механіка. 2017. №133. С. 75-80.
2. Калганков Є.В. Гумова футеровка та її місце у дезінтеграції мінеральної сировини. Сучасні інноваційні технології підготовки інженерних кадрів для гірничої промисловості та транспорту 2020: матеріали міжнар. конф., м. Дніпропетровськ 24-25 квіт. 2020 р. Дніпропетровськ: ДТУ, 2020. С. 168-173.
3. Джирма С.О., Настоящий В.А., Півнєва О.В. Перспективи використання стійкої проти спрацювання гуми в якості робочих поверхонь технологічного і транспортного обладнання. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2007. Вип. 18. С. 188-191.
4. Ersmark E. Skega Gummipanzerung fur Kugel. Peble und Stabrohrmuhlen. Sweden, 1977. – P. 12.
5. Trelleborg Mill Linings. Trelleborg. Sweden, 1979. – P. 14.
6. А. с. 706114 СРСР, В О2 С 17/22. Футеровка барабанного млина / А.А. Тарасенко, Г.П. Хабло, А.А. Взоров, Е.Ф. Чижик, В.А. Настоящий. – №2652138 заяв. 31.07.78; опубл. 30.12.79, Бюл. №48.
7. Футерівка робочих поверхонь подрібнювального устаткування: пат. 65103А Україна. №2003054971 ; заявл. 30.05.2023 ; опубл. 15.03.2004, Бюл. № 3. – 3 с.
8. Настоящий В.А. Вибір параметрів і розробка конструкції гумових футеровок великорозмірних рудорозмольних млинів: дис... канд. техн. наук: 05.05.06 / Кіровоградський інститут сільськогосподарського машинобудування. Кіровоград, 1986. 187 с.
9. Футерівка барабанного млина: пат. 78397 Україна. №u201214920; заяв. 26.12.2012; опубл. 11.03.2013, Бюл. № 5. – 6 с.
10. Футерівка барабанного млина: пат. 105550 Україна. №u201509188; заяв. 24.09.2015; опубл. 25.03.2016, Бюл. № 6. – 4 с.
11. Каткова І.О., Тарасенко О.А., Чеберячко І.М. Використання гуми, як конструкційного матеріалу. Вібрації в техніці і технологіях. 1998. №3. С. 66-67.
12. Надольний Г.Є., Настоящий В.А., Чижик Е.Ф. Проектування робочих поверхонь механічного устаткування для дроблення, змільчення та сортування мінеральних матеріалів: навч. посіб. Київ: НМК ВО, 1993. 128 с.
13. А. с. 706114 СРСР, В О2 С 17/22. Футеровка барабанного млина / О.А. Тарасенко, Г.П. Хабло, А.А. Взоров, Е.Ф. Чижик, В.А. Настоящий – №2652138 заяв. 31.07.78; опубл. 30.12.79, Бюл. №48.
14. А. с. 963553 СРСР, В О2 С 17/22. Футеровка, переважно, барабанів млинів / А.Г. Червоненко, В.П. Надутый, Ю.Я. Ободан, Е.Ф. Чижик – №3285942 заяв. 28.04.81; опубл. 07.10.82, Бюл. №37.
15. А. с. 1435293 СРСР, В О2 С 17/22 Футеровка барабанних мелинів / Е.Г. Баранов, А.А. Тарасенко, В.А. Настоящий, Е.Ф. Чижик, Л.И. Данилов, Е.А. Тарасенко, Т.Н. Настоящая, Б.И. Коротких – №4224281 заяв. 07.04.87; опубл. 07.11.88, Бюл. №41.
16. Джирма С.О., Васильєв О.С., Таран В.В. Розроблення конструкцій буферних гумових футеровок барабанних і трубних млинів та результати випробування моделей. Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). – Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, 2003. – Вип. 11. – С. 26-29.
17. Калганков Є. В. Деякі питання ресурсо- та енергозбереження при подрібненні мінеральної сировини у барабанних кульових млинах. Геотехнічна механіка. 2020. №151. С. 138-149. URL: https://doi.org/10.15407/geotm2020.151.138 (дата звернення: 08.04.2025).
18. Kalhankov Ye.V., Lysytsia M.I., Ahaltsov H.M., Cherniy О.А. Reliability prediction for the rubber lining operating under extreme conditions. Geo-Technical Mechanics. 2022. №160, С. 96-105. URL: https://doi.org/10.15407/geotm2022.160.096 (дата звернення: 08.04.2025).
19. Bulat A.F., Dyrda V.I., Kalgankov Ye.V. Synergetic model of the wave abrasive-fatigue wear of rubber lining in the ball-tube mills. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2018. №3. С. 39-47.
Copyright (©) 2025, Volodymyr Yatsun, Stanislav Dzhyrma, Oleksandr Rudenko