เครื่องบดขนาดถ่านหินหรือที่เรียกว่าเครื่องบดแบบลูกกลิ้งส่วนใหญ่จะใช้เพื่อบดวัสดุผ่านลูกกลิ้งสองตัว ลูกกลิ้งแต่ละตัวขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แยกกัน และมอเตอร์จะขับเคลื่อนลูกรอกสายพานเมื่อทำงาน เพื่อให้ลูกกลิ้งทั้งสองหมุนสัมพันธ์กัน ในเวลานี้ วัสดุจะถูกเพิ่มจากช่องป้อนอาหารระหว่างลูกกลิ้งทั้งสอง และวัสดุจะถูกป้อนระหว่างลูกกลิ้งทั้งสองโดยแรงเสียดทานและฟันของลูกกลิ้ง ซึ่งถูกบดขยี้และปล่อยออก เครื่องบดขนาดถ่านหินส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการบดปานกลางและละเอียดของแร่ที่มีความแข็งปานกลาง- ฟันม้วนของเครื่องบดได้รับผลกระทบจากแรงที่ครอบคลุม เช่น การกระแทกของวัสดุและน้ำหนักที่ใช้งาน ดังนั้นจึงสวมใส่ได้ง่าย การสึกหรอของฟันม้วนไม่เพียงส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดอันตรายต่อเครื่องบดด้วย ในระหว่างการประมวลผลและการผลิต อัตราการจับคู่ระหว่างฟันของลูกกลิ้งกับพื้นผิวสัมผัสของตัวลูกกลิ้งควรจะมากกว่า 90% ซึ่งเป็นการจับคู่ที่ยาก เมื่อการสึกหรอปรากฏขึ้นพร้อมกับช่องว่างที่ตรงกัน การสึกหรอจะเพิ่มขึ้นอีกภายใต้การกัดเซาะอย่างต่อเนื่องของวัสดุ เพื่อให้เครื่องบดอยู่ในสถานะอันตรายที่ซ่อนอยู่ ในเวลาเดียวกัน การสึกหรอจะนำไปสู่การบาดเจ็บที่ตัวม้วน ฟันม้วนแตก การหลุดออกในท้องถิ่น การยึดสลักเกลียวผิดรูปหรือแตกหัก เป็นการยากที่จะถอดประกอบเมื่อเปลี่ยนฟันม้วนอีกครั้ง จะเห็นได้ว่าฟันของลูกกลิ้งบดเป็นชิ้นส่วนหลักที่สึกหรอง่ายและมีการบริโภคมาก ดังนั้นจึงเลือกวัสดุ q345 เพื่อดำเนินการวิเคราะห์ความเค้นขององค์ประกอบจำกัดบนลูกกลิ้งบดบางประเภท วัสดุบดคือหินแกรนิตซึ่งมีกำลังรับแรงอัด 100mpa น้อยกว่าหรือเท่ากับน้อยกว่าหรือเท่ากับ 250mpa และขีดจำกัดบนของ 250mpa จะถูกนำไปใช้กับร่องของม้วนบดสำหรับการโหลด การเลือกฟันม้วนที่มีความต้านทานการสึกหรอที่ดีเป็นสิ่งสำคัญมากในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องบดลูกกลิ้ง ควรเลือกวัสดุอย่างสมเหตุสมผลตามขนาดของฟันม้วนและคุณสมบัติของวัสดุที่จะบด เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและศักยภาพของวัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอต่างๆ- ให้สูงสุด ปรับปรุงอายุการใช้งานและลดการใช้วัสดุ
บทความนี้จะกล่าวถึงการเลือกวัสดุเป็นหลักเครื่องบดขนาดถ่านหินลูกกลิ้ง และแสดงให้เห็นถึงเหตุผลของการเลือกใช้วัสดุผ่านการวิเคราะห์แรงขององค์ประกอบจำกัด เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงโลหะผสมต่ำทั่วไปเป็นทางเลือกในการออกแบบและผลิตเบรกเกอร์ม้วน เหล็กกล้าโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-ต่ำทั่วไปเป็นเหล็กกล้าโลหะผสมชนิดหนึ่งต่ำ-ธรรมดาที่มีองค์ประกอบโลหะผสมจำนวนเล็กน้อย (ในกรณีส่วนใหญ่ปริมาณรวมจะไม่เกิน 3%) มีความแข็งแรงค่อนข้างสูง มีสมรรถนะที่ครอบคลุมค่อนข้างดี และมีความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานการสึกหรอ ทนต่ออุณหภูมิต่ำ และประสิทธิภาพการตัดเฉือนที่ดีขึ้น ประสิทธิภาพการเชื่อม ภายใต้เงื่อนไขของการประหยัดองค์ประกอบโลหะผสมที่หายากจำนวนมาก (เช่น นิกเกิลและโครเมียม) โดยทั่วไปแล้ว เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำธรรมดา 1 ตัน- สามารถใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอน 1.2 ตันถึง 1.3 ตันได้ และอายุการใช้งานและช่วงการใช้งานจะยาวนานกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนมาก ตารางที่ 1 แสดงองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำทั่วไป ตารางที่ 2 แสดงคุณสมบัติทางกลหลักของเหล็กโลหะผสมต่ำแบบม้วนบด
โปรแกรมนี้เป็นซอฟต์แวร์ไฟไนต์เอลิเมนต์ของ abaqus เนื่องจากโครงสร้างม้วนบดถูกหล่อโดยรวม ในกระบวนการวิเคราะห์และการคำนวณ ม้วนบดทั้งหมดเป็นวัสดุที่ต่อเนื่องและสม่ำเสมอ โดยมีความหนาแน่น ρ โมดูลัสยืดหยุ่น e และอัตราส่วนปัวซอง: เหมือนกัน นั่นคือ เมื่อวัสดุเป็นเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ q345
สำหรับการวิเคราะห์ความเค้นไฟไนต์เอลิเมนต์ของลูกกลิ้งบดวัดขนาดถ่านหิน แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ของลูกกลิ้งบดถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในสภาพแวดล้อม abaqus/cae ประเภทองค์ประกอบของเครื่องบดคือ c3d4 และจำนวนองค์ประกอบคือ 96126 และจำนวนโหนดคือ 18661 หลังจากการแบ่งกริด เมื่อกำหนดเงื่อนไขขอบเขตแล้ว ข้อจำกัดทั้งหมดยกเว้นการหมุนรอบแกนกลางจะถูกนำไปใช้กับรูด้านในของม้วนฟัน ในระหว่างการโหลด โหลดจำกัดของวัสดุบด (สมมติว่าพื้นผิวของฟันอยู่ภายใต้ความดันการกระจายสม่ำเสมอของวัสดุ) จะถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของม้วนฟัน และขนาดคือ 250mpa หลังจากขั้นตอนข้างต้น ความเครียดและความเครียดในกระบวนการทำงานของฟันม้วนบดจะได้รับโดยการแก้ปัญหาด้วย abaqus และความเค้นของโครงสร้างคงที่จะแสดงในรูปที่ 3 จะเห็นได้จากรูปที่ 3 ว่าค่าความเค้นสูงสุดคือ 403mpa เมื่อใช้ความดันสม่ำเสมอ 250 mpa บนพื้นผิวของฟันลูกกลิ้งบด ซึ่งมากกว่าค่าขีดจำกัดผลผลิตของเหล็ก q345 อย่างไรก็ตาม ค่าสูงสุดจะอยู่ที่พื้นที่เล็กๆ ของมุมส่วนโค้งด้านนอกของรางทางด้านซ้ายสุดของร่องฟัน เมื่อพิจารณาว่าส่วนปลายมีโอกาสน้อยที่จะถูกบีบด้วยวัสดุระหว่างการทำงานจริงของลูกกลิ้งบด จึงไม่พิจารณาสถานะที่เป็นไปได้ของการให้ผลผลิตในพื้นที่ขนาดเล็กนี้ สำหรับพื้นที่ส่วนใหญ่ของร่องความเค้นม้วนบด ค่าความเค้น g น้อยกว่าหรือเท่ากับ 300mpa น้อยกว่าค่าขีดจำกัดผลผลิตของวัสดุเหล็ก q345 เมื่อเทียบกับวัสดุที่มีส่วนเกิน วัสดุจะไม่เกิดการเสียรูปพลาสติก โดยทั่วไปแล้ว ส่วนที่เครียดน้อยกว่าจะปรากฏในบริเวณที่มีแรงน้อย พื้นผิวสัมผัสมีน้อย และโครงสร้างเรียบเกินไป สถานที่ที่ความเครียดมากขึ้นจะกระจุกตัวในสถานที่ที่มีความเครียดมากขึ้นและมุมแหลมในท้องถิ่นมากเกินไปซึ่งสอดคล้องกับสถานการณ์จริงและมีความน่าเชื่อถือ