سنگ شکن سایز زغال سنگکه به عنوان سنگ شکن غلتکی نیز شناخته می شود، عمدتا برای خرد کردن مواد از طریق دو غلتک استفاده می شود. هر غلتک توسط یک موتور جداگانه به حرکت در می آید و موتور هنگام کار، قرقره تسمه را به حرکت در می آورد، به طوری که دو غلتک چرخش نسبی را انجام می دهند. در این زمان از درگاه تغذیه بین دو غلتک مواد اضافه می شود و مواد توسط نیروی اصطکاک و دندانه های غلتک بین دو غلتک وارد می شود که خرد و تخلیه می شود. سنگ شکن سایز زغال سنگ عمدتاً برای عملیات خرد کردن متوسط و ریز سنگ معدن{3}}سختی متوسط استفاده می شود. دندانه های رول سنگ شکن تحت تأثیر نیروهای جامعی مانند ضربه مواد و وزن مرده در حال استفاده قرار می گیرند، بنابراین پوشیدن آن آسان است. سایش دندان های رول نه تنها بر راندمان کار تأثیر می گذارد، بلکه به خود سنگ شکن نیز آسیب می رساند. در طول پردازش و ساخت، میزان تطابق بین دندانه های غلتکی و سطح تماس بدنه غلتکی باید به بیش از 90٪ برسد که یک مسابقه سخت است. هنگامی که سایش با شکاف منطبق ظاهر می شود، سایش تحت فرسایش مداوم مواد بیشتر می شود، به طوری که سنگ شکن در حالت خطر پنهان قرار می گیرد. در عین حال، سایش منجر به آسیب بدن رول، ترک خوردگی دندانها، افتادن موضعی، تغییر شکل پیچ و مهره یا شکستگی میشود، هنگام تعویض مجدد دندانهای رول، جدا کردن آن دشوار است. مشاهده می شود که دندانه های رول خرد کن اصلی ترین قطعات سهل گیر هستند و مصرف آن زیاد است. بنابراین، ماده q345 برای انجام تحلیل تنش المان محدود بر روی نوع خاصی از رول خرد کن انتخاب میشود. ماده سنگ شکن گرانیت است که مقاومت فشاری آن 100 مگاپاسکال کمتر یا مساوی کمتر یا مساوی 250 مگاپاسکال است و حد بالایی آن 250 مگاپاسکال برای بارگذاری روی شیار رول خرد کن اعمال می شود. انتخاب دندانه های رول با مقاومت در برابر سایش خوب برای بهبود راندمان کاری سنگ شکن رول بسیار مهم است. این ماده باید به طور معقولی با توجه به اندازه دندانه های رول و خواص موادی که قرار است خرد شوند انتخاب شود تا کارایی و پتانسیل مواد مقاوم در برابر سایش به حداکثر برسد، عمر مفید آنها بهبود یابد و مصرف مواد کاهش یابد.
این مقاله عمدتاً انتخاب مواد را مورد بحث قرار می دهدسنگ شکن سایز زغال سنگغلتک، و عقلانیت انتخاب مواد را از طریق تجزیه و تحلیل نیروی المان محدود نشان می دهد. فولاد کم آلیاژ کم استحکام یک انتخاب در طراحی و ساخت رول شکن است. فولاد معمولی کم-آلیاژ بالا-یک نوع فولاد کم آلیاژ- معمولی است که حاوی مقدار کمی عناصر آلیاژی است (در اکثر موارد مقدار کل آن بیشتر از 3٪ نیست، استحکام آن نسبتاً بالا است، عملکرد جامع نسبتاً خوب است و دارای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر دمای پایین و عملکرد ماشینکاری بهتر است. با توجه به صرفه جویی در مقدار زیادی از عناصر آلیاژی کمیاب (مانند نیکل و کروم)، معمولاً 1 تن فولاد کم آلیاژی معمولی میتوان بیش از 1.2 تن تا 1.3 تن فولاد کربنی استفاده کرد و عمر مفید و دامنه استفاده آن بسیار بیشتر از فولاد کربنی است. جدول 1 ترکیب شیمیایی فولاد کم آلیاژ معمولی را نشان می دهد. جدول 2 خواص مکانیکی اصلی فولاد کم آلیاژ رول سنگ شکن را نشان می دهد.
این برنامه نرم افزار المان محدود abaqus است. از آنجایی که ساختار رول سنگ شکن به عنوان یک کل ریختهگری میشود، در فرآیند تحلیل و محاسبه، کل رول سنگ شکن به عنوان یک ماده پیوسته، کل یکنواخت است که چگالی آن ρ، مدول الاستیک e و نسبت پواسون: یکسان است، یعنی زمانی که ماده از فولاد کم آلیاژ q345 باشد.
برای تحلیل تنش المان محدود غلتک سنگ شکن سایززر زغال سنگ، مدل المان محدود غلتک سنگ شکن ابتدا در محیط abaqus/cae ایجاد شد. نوع عنصر سنگ شکن c3d4 و تعداد المان ها 96126 و تعداد گره ها 18661 بعد از تقسیم شبکه بود. هنگامی که شرایط مرزی تنظیم می شود، تمام محدودیت ها به جز چرخش حول محور مرکزی بر روی سوراخ داخلی رول دندان اعمال می شود. در هنگام بارگذاری، بار محدودی از مواد خرد شده (با فرض اینکه سطح دندان ها تحت فشار توزیع یکنواخت مواد قرار می گیرد) به سطح رول دندان اعمال می شود و اندازه آن 250mpa است. پس از مراحل فوق، کرنش و تنش در فرآیند کار رول دندان سنگ شکن با حل مشکل با آباکوس به دست می آید و تنش استاتیکی ساختاری در شکل 3 نشان داده شده است. از شکل 3 می توان دریافت که حداکثر مقدار تنش 403mpa است که فشار یکنواخت 250 mpa بر روی سطح غلتک سنگ شکن اعمال شود، که مقدار غلتک سنگ شکن بزرگی است. با این حال، حداکثر مقدار در ناحیه کوچک زاویه قوس خارجی تار در انتهای سمت چپ شیار دندان قرار دارد. با توجه به اینکه انتها در حین کار واقعی رول خرد کن کمتر توسط مواد فشرده می شود، وضعیت احتمالی تسلیم در این ناحیه کوچک در نظر گرفته نمی شود. برای اکثر مناطق از شیار تنش رول خرد کن، مقدار تنش g کمتر یا مساوی 300mpa، کمتر از مقدار حد تسلیم مواد فولاد q345، نسبت به مواد مازاد وجود دارد، مواد تغییر شکل پلاستیکی رخ نمی دهد. به طور کلی، قسمت با فشار کمتر در جایی ظاهر می شود که نیرو کم است، سطح تماس کم است و سازه بیش از حد صاف است. جاهایی که استرس بیشتر است در جاهایی متمرکز می شوند که تنش بیشتر است و زاویه تیز موضعی بیش از حد است که با وضعیت واقعی همخوانی دارد و اعتبار دارد.