Дробилка для сортировки угля, также известная как валковая дробилка, в основном используется для дробления материалов двумя валками. Каждый ролик приводится в движение отдельным двигателем, а во время работы двигатель приводит в движение ременный шкив, так что два ролика вращаются относительно друг друга. В это время материал добавляется из порта подачи между двумя роликами, и материал вводится между двумя роликами под действием силы трения и зубьев ролика, который измельчается и выгружается. Дробилка-сортировщик угля в основном используется для среднего и тонкого дробления руд средней-твердости. Зубья валков дробилки подвергаются воздействию комплексных сил, таких как воздействие материала и собственный вес при использовании, поэтому их легко изнашивать. Износ зубьев валков не только повлияет на эффективность работы, но и нанесет вред самой дробилке. Во время обработки и производства степень совпадения зубьев ролика и контактной поверхности тела ролика должна достигать более 90%, что является жестким соответствием. Как только износ появляется с соответствующим зазором, износ будет еще больше увеличиваться из-за непрерывной эрозии материала, так что дробилка находится в состоянии скрытой опасности. В то же время износ приведет к травмированию корпуса валка, растрескиванию зубьев валка, локальному отваливанию, деформации или поломке болта крепления, его затруднительно разобрать при повторной замене зубьев валка. Видно, что зубья дробильного валка являются основными легко изнашиваемыми деталями, а расход большой. Поэтому материал q345 выбран для проведения анализа напряжений методом конечных элементов на определенном типе дробильных валков. Дробильный материал представляет собой гранит, прочность на сжатие которого составляет 100 МПа. Меньше или равна Меньше или равна 250 МПа, а его верхний предел в 250 МПа применяется к канавке дробильного валка для загрузки. Выбор зубьев валков с хорошей износостойкостью очень важен для повышения эффективности работы валковой дробилки. Материал следует выбирать разумно в соответствии с размером зубьев валка и свойствами измельчаемых материалов, чтобы максимизировать производительность и потенциал различных износостойких-материалов, улучшить их срок службы и снизить расход материала.
В данной статье в основном обсуждается выбор материала длядробилка для сортировки угляролик и демонстрирует рациональность выбора материала посредством анализа сил методом конечных элементов. Обычная низколегированная высокопрочная сталь является выбором при проектировании и производстве валковых отбойных молотков. Обычная низко-легированная высоко-прочная сталь представляет собой разновидность обычной низко-легированной стали, содержащей небольшое количество легирующих элементов (в большинстве случаев общее количество не более 3%), ее прочность относительно высока, комплексные характеристики относительно хорошие, обладают коррозионной стойкостью, износостойкостью, устойчивостью к низким температурам и лучшими характеристиками механической обработки, свариваемости. При условии экономии большого количества дефицитных легирующих элементов (таких как никель и хром) обычно можно использовать 1 т обычной низколегированной стали вместо 1,2–1,3 т углеродистой стали, а ее срок службы и диапазон использования намного дольше, чем у углеродистой стали. В таблице 1 приведен химический состав обычной низколегированной стали. В таблице 2 приведены основные механические свойства дробильных валков из низколегированной стали.
Программа представляет собой программное обеспечение конечных элементов abaqus. Поскольку конструкция дробящего валка отлита целиком, в процессе анализа и расчета весь дробящий валок представляет собой непрерывное, однородное целое, его плотность ρ, модуль упругости e и коэффициент Пуассона: одинаковы, то есть, когда материал представляет собой низколегированную сталь q345.
Для анализа напряжения конечных элементов валков дробилки для сортировки угля сначала была создана конечно-элементная модель валков дробилки в среде abaqus/cae. Тип элемента дробилки - c3d4, количество элементов - 96126, количество узлов - 18661 после разделения сетки. Когда заданы граничные условия, все ограничения, кроме вращения вокруг центральной оси, применяются к внутреннему отверстию зубчатого ролика. Во время загрузки предельная нагрузка измельченного материала (при условии, что поверхность зубьев подвергается равномерному распределению давления материала) прикладывается к поверхности зубчатого валка, а размер составляет 250 МПа. После вышеуказанных шагов деформация и напряжение в рабочем процессе зубчатого валка дробилки получаются путем решения задачи с абакусом, а статическое структурное напряжение показано на рисунке 3. Из рисунка 3 видно, что максимальное значение напряжения составляет 403 МПа, когда к поверхности зубьев дробильного ролика прикладывается равномерное давление 250 МПа, что превышает значение предела текучести стали q345. Однако максимальное значение находится на небольшом участке угла внешней дуги перемычки у левого конца канавки зуба. Учитывая, что конец с меньшей вероятностью будет сжиматься материалами во время фактической работы дробильного валка, возможное состояние текучести на этой небольшой площади не учитывается. Для большинства областей канавки напряжения дробящего валка значение напряжения g меньше или равно 300 МПа, меньше значения предела текучести материала стали q345, по отношению к материалу имеется избыток, в материале не происходит пластической деформации. Вообще говоря, менее напряженная часть появляется в том месте, где сила мала, поверхность контакта невелика и структура чрезмерно гладкая. Места, где напряжение больше, сосредоточены в тех местах, где напряжение больше и локальный острый угол чрезмерен, что соответствует реальной ситуации и вызывает доверие.