Kohlenzerkleinerer, auch Walzenbrecher genannt, wird hauptsächlich zum Zerkleinern von Materialien durch zwei Walzen verwendet. Jede Walze wird von einem separaten Motor angetrieben, und der Motor treibt beim Arbeiten die Riemenscheibe an, sodass sich die beiden Walzen relativ zueinander drehen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Material über die Zuführöffnung zwischen den beiden Walzen zugeführt und durch die Reibungskraft und die Zähne der Walze zwischen die beiden Walzen eingeführt, zerkleinert und ausgetragen. Kohlegrößenzerkleinerer werden hauptsächlich für die mittlere und feine Zerkleinerung von Erzen mittlerer -Härte eingesetzt. Auf die Walzenzähne des Brechers wirken umfassende Kräfte wie Materialaufprall und Eigengewicht im Einsatz ein, so dass es leicht zu Verschleiß kommt. Der Verschleiß der Walzenzähne beeinträchtigt nicht nur die Arbeitseffizienz, sondern schadet auch dem Brecher selbst. Bei der Verarbeitung und Herstellung sollte die Übereinstimmung zwischen den Walzenzähnen und der Kontaktfläche des Walzenkörpers mehr als 90 % erreichen, was eine schwierige Übereinstimmung darstellt. Sobald der Verschleiß mit dem passenden Spalt auftritt, wird der Verschleiß durch die kontinuierliche Erosion des Materials weiter erhöht, so dass sich der Brecher in einem versteckten Gefahrenzustand befindet. Gleichzeitig führt der Verschleiß zu Verletzungen des Walzenkörpers, Rissen in den Walzenzähnen, lokalem Abfallen, Verformung oder Bruch der Befestigungsbolzen. Beim erneuten Austausch der Walzenzähne ist die Demontage schwierig. Es ist ersichtlich, dass die Zähne der Brechwalze die wichtigsten, leicht zu verschleißenden Teile sind und der Verbrauch hoch ist. Daher wird das Material q345 ausgewählt, um eine Finite-Elemente-Spannungsanalyse an einem bestimmten Brechwalzentyp durchzuführen. Das Brechmaterial ist Granit, dessen Druckfestigkeit 100 MPa oder weniger als oder gleich 250 MPa beträgt und dessen Obergrenze von 250 MPa auf die Nut der Brechwalze zum Laden angewendet wird. Die Auswahl von Walzenzähnen mit guter Verschleißfestigkeit ist sehr wichtig, um die Arbeitseffizienz des Walzenbrechers zu verbessern. Das Material sollte angemessen entsprechend der Größe der Walzenzähne und den Eigenschaften der zu zerkleinernden Materialien ausgewählt werden, um die Leistung und das Potenzial verschiedener verschleißfester Materialien zu maximieren, ihre Lebensdauer zu verbessern und den Materialverbrauch zu reduzieren.
In diesem Artikel wird hauptsächlich die Materialauswahl von erörtertKohlengrößenzerkleinererWalze und demonstriert die Rationalität der Materialauswahl durch Finite-Elemente-Kraftanalyse. Bei der Konstruktion und Herstellung von Walzenbrechern kommt gewöhnlicher niedriglegierter hochfester Stahl zur Wahl. Gewöhnlicher niedrig-legierter hoch-Stahl ist eine Art gewöhnlicher niedrig-legierter Stahl, der eine geringe Menge an Legierungselementen enthält (in den meisten Fällen beträgt die Gesamtmenge nicht mehr als 3 %), seine Festigkeit ist relativ hoch, die Gesamtleistung ist relativ gut und er weist Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, niedrige Temperaturbeständigkeit und eine bessere Bearbeitungsleistung und Schweißleistung auf. Unter der Bedingung, dass viele seltene Legierungselemente (wie Nickel und Chrom) eingespart werden, kann normalerweise 1 Tonne gewöhnlicher niedriglegierter Stahl anstelle von 1,2 bis 1,3 Tonnen Kohlenstoffstahl verwendet werden, und seine Lebensdauer und sein Einsatzbereich sind viel länger als bei Kohlenstoffstahl. Tabelle 1 zeigt die chemische Zusammensetzung von gewöhnlichem niedriglegiertem Stahl. Tabelle 2 zeigt die wichtigsten mechanischen Eigenschaften von niedriglegiertem Brechwalzenstahl.
Das Programm ist eine Finite-Elemente-Software von Abaqus. Da die Brechwalzenstruktur als Ganzes gegossen wird, wird im Analyse- und Berechnungsprozess die gesamte Brechwalze als ein kontinuierliches, einheitliches Material betrachtet, dessen Dichte ρ, Elastizitätsmodul e und Poissonzahl gleich sind, d. h. wenn es sich bei dem Material um niedriglegierten Stahl q345 handelt.
Für die Finite-Elemente-Spannungsanalyse der Brechwalze für Kohlegrößen wurde zunächst das Finite-Elemente-Modell der Brechwalze in einer Abaqus/CAE-Umgebung erstellt. Der Elementtyp des Brechers war c3d4, und die Anzahl der Elemente betrug 96126 und die Anzahl der Knoten betrug nach der Gitterteilung 18661. Wenn die Randbedingungen festgelegt sind, werden alle Einschränkungen außer der Drehung um die Mittelachse auf das Innenloch der Zahnrolle angewendet. Während des Ladens wird die Grenzlast des zerkleinerten Materials (unter der Annahme, dass die Oberfläche der Zähne einem gleichmäßigen Verteilungsdruck des Materials ausgesetzt ist) auf die Oberfläche der Zahnwalze ausgeübt, und die Größe beträgt 250 MPa. Nach den obigen Schritten werden die Dehnung und Spannung im Arbeitsprozess der Brecherzahnwalze durch Lösen des Problems mit Abaqus ermittelt, und die statische Strukturspannung ist in Abbildung 3 dargestellt. Aus Abbildung 3 ist ersichtlich, dass der maximale Spannungswert 403 MPa beträgt, wenn ein gleichmäßiger Druck von 250 MPa auf die Oberfläche der Brechwalzenzähne ausgeübt wird, was größer als der Streckgrenzenwert von Q345-Stahl ist. Der Maximalwert liegt jedoch im kleinen Bereich des äußeren Bogenwinkels des Steges am linken Ende der Zahnnut. Da das Ende während des eigentlichen Betriebs der Brechwalze weniger wahrscheinlich durch Materialien gequetscht wird, wird der mögliche Zustand des Nachgebens in diesem kleinen Bereich nicht berücksichtigt. In den meisten Bereichen der Spannungsrille der Brechwalze beträgt der Spannungswert g weniger als oder gleich 300 MPa, weniger als der Streckgrenzenwert des Materials q345-Stahl, relativ zum Material gibt es einen Überschuss, das Material tritt nicht plastisch auf. Im Allgemeinen erscheint der weniger beanspruchte Teil dort, wo die Kraft gering ist, die Kontaktfläche gering ist und die Struktur übermäßig glatt ist. Die Stellen, an denen die Belastung größer ist, konzentrieren sich auf die Stellen, an denen die Belastung größer ist und der lokale spitze Winkel zu groß ist, was mit der tatsächlichen Situation übereinstimmt und glaubwürdig ist.