كسارة حجم الفحم، والمعروفة أيضًا باسم الكسارة الأسطوانية، يتم استخدامها بشكل أساسي لسحق المواد من خلال بكرتين. يتم تشغيل كل بكرة بواسطة محرك منفصل، ويقوم المحرك بتشغيل بكرة الحزام عند العمل، بحيث تقوم البكرتان بالدوران النسبي. في هذا الوقت، تتم إضافة المادة من منفذ التغذية بين الأسطوانتين، ويتم إدخال المادة بين الأسطوانتين عن طريق قوة الاحتكاك وأسنان الأسطوانة، والتي يتم سحقها وتفريغها. كسارة حجم الفحم تستخدم بشكل رئيسي في عمليات التكسير المتوسطة والناعمة للخامات ذات الصلابة المتوسطة. تتأثر الأسنان الملفوفة للكسارة بالقوى الشاملة مثل تأثير المواد والوزن الساكن أثناء الاستخدام، لذلك فهي سهلة الارتداء. لن يؤثر تآكل الأسنان الملفوفة على كفاءة العمل فحسب، بل سيسبب أيضًا ضررًا للكسارة نفسها. أثناء المعالجة والتصنيع، معدل المطابقة بين أسنان الأسطوانة وسطح التلامس لجسم الأسطوانة يجب أن يصل إلى أكثر من 90%، وهو تطابق صعب. بمجرد ظهور التآكل مع وجود فجوة مطابقة، سيتم زيادة التآكل بشكل أكبر في ظل التآكل المستمر للمادة، بحيث تكون الكسارة في حالة خطر خفي. في الوقت نفسه، سيؤدي التآكل إلى إصابة الجسم الملتف، أو تشقق الأسنان الملتفة، أو السقوط المحلي، أو تشوه مسمار التثبيت أو كسره، ومن الصعب تفكيكه عند استبدال الأسنان الملتفة مرة أخرى. يمكن ملاحظة أن أسنان أسطوانة التكسير هي الأجزاء الرئيسية سهلة الارتداء والاستهلاك كبير. لذلك، يتم اختيار مادة q345 لإجراء تحليل إجهاد العناصر المحدودة على نوع معين من أسطوانة التكسير. مادة التكسير هي الجرانيت، الذي تبلغ قوة ضغطه 100 ميجا باسكال أقل من أو يساوي 250 ميجا باسكال، ويتم تطبيق الحد الأعلى البالغ 250 ميجا باسكال على أخدود أسطوانة التكسير للتحميل. يعد اختيار أسنان اللف ذات مقاومة التآكل الجيدة أمرًا مهمًا للغاية لتحسين كفاءة عمل الكسارة الأسطوانية. يجب اختيار المادة بشكل معقول وفقًا لحجم أسنان اللف وخصائص المواد المراد سحقها، وذلك لتحقيق أقصى قدر من الأداء وإمكانات المواد المقاومة للتآكل- المختلفة، وتحسين عمر الخدمة وتقليل استهلاك المواد.
تتناول هذه الورقة بشكل أساسي اختيار الموادكسارة حجم الفحمالأسطوانة، ويوضح عقلانية اختيار المواد من خلال تحليل قوة العناصر المحدودة. يعد الفولاذ عالي القوة ذو السبائك المنخفضة الشائعة خيارًا في تصميم وتصنيع قواطع اللفة. الصلب العادي المنخفض-السبائك عالي القوة-هو نوع من الصلب العادي المنخفض-سبائك الصلب الذي يحتوي على كمية صغيرة من عناصر السبائك (في معظم الحالات لا تزيد الكمية الإجمالية عن 3%)، قوتها عالية نسبيًا، والأداء الشامل جيد نسبيًا، وله مقاومة للتآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، وأداء تصنيع أفضل، وأداء لحام. في ظل ظروف توفير الكثير من عناصر صناعة السبائك النادرة (مثل النيكل والكروم)، عادةً ما يمكن استخدام 1 طن من سبائك الفولاذ العادي المنخفض - على الفولاذ الكربوني الذي يتراوح ما بين 1.2 طن إلى 1.3 طن، ويكون عمر الخدمة ونطاق الاستخدام أطول بكثير من الفولاذ الكربوني. يوضح الجدول 1 التركيب الكيميائي للفولاذ المنخفض السبائك. يوضح الجدول 2 الخواص الميكانيكية الرئيسية للكسارة ذات سبائك الفولاذ المنخفضة.
البرنامج هو برنامج abaqus finite element. نظرًا لأن هيكل لفة التكسير يتم صبه ككل، في عملية التحليل والحساب، فإن لفة التكسير بأكملها هي مادة مستمرة وموحدة، وكثافتها ρ ومعامل المرونة e ونسبة بواسون: نفس الشيء، عندما تكون المادة عبارة عن فولاذ منخفض السبائك q345.
بالنسبة لتحليل إجهاد العناصر المحدودة لأسطوانة كسارة حجم الفحم، تم إنشاء نموذج العناصر المحدودة لأسطوانة الكسارة لأول مرة في بيئة العدادات/CAE. نوع عنصر الكسارة هو c3d4 وعدد العناصر 96126 وعدد العقد 18661 بعد تقسيم الشبكة. عندما يتم ضبط شروط الحدود، يتم تطبيق جميع القيود باستثناء الدوران حول المحور المركزي على الثقب الداخلي للفة السن. أثناء التحميل، يتم تطبيق الحمل الأقصى للمادة المكسرة (بافتراض أن سطح الأسنان يتعرض لضغط توزيع موحد للمادة) على سطح لفة الأسنان، ويبلغ الحجم 250 ميجا باسكال. بعد الخطوات المذكورة أعلاه، يتم الحصول على الضغط والإجهاد في عملية عمل أسطوانة سن الكسارة عن طريق حل المشكلة باستخدام العداد، ويظهر الضغط الهيكلي الثابت في الشكل 3. يمكن أن نرى من الشكل 3 أن قيمة الإجهاد القصوى هي 403 ميجا باسكال عندما يتم تطبيق الضغط الموحد البالغ 250 ميجا باسكال على سطح أسنان أسطوانة السحق، وهو أكبر من قيمة حد الإنتاجية للفولاذ q345. ومع ذلك، فإن القيمة القصوى تقع في المنطقة الصغيرة من زاوية القوس الخارجي للنسيج عند الطرف الأيسر من أخدود السن. مع الأخذ في الاعتبار أن النهاية أقل عرضة للضغط بواسطة المواد أثناء التشغيل الفعلي لأسطوانة التكسير، لا يتم أخذ حالة الخضوع المحتملة في هذه المنطقة الصغيرة في الاعتبار. بالنسبة لمعظم مناطق أخدود ضغط لفة التكسير، تكون قيمة الإجهاد g أقل من أو تساوي 300mpa، أي أقل من القيمة الحدية للإنتاج للمادة q345 الفولاذ، بالنسبة للمادة هناك فائض، ولا تحدث المادة تشوهًا بلاستيكيًا. بشكل عام، يظهر الجزء الأقل إجهادًا في المكان الذي تكون فيه القوة صغيرة، ويكون سطح التلامس قليلًا ويكون الهيكل ناعمًا بشكل مفرط. الأماكن التي يكون فيها الإجهاد أكبر تتركز في الأماكن التي يكون فيها الإجهاد أكبر والزاوية الحادة المحلية زائدة، وهو ما يتوافق مع الوضع الفعلي وله مصداقية.