Kolengroottebreker, ook bekend als de rollenbreker, wordt voornamelijk gebruikt om materialen door twee rollen te verpletteren. Elke rol wordt aangedreven door een afzonderlijke motor en de motor drijft de riemschijf aan tijdens het werk, zodat de twee rollen relatief roteren. Op dit moment wordt het materiaal toegevoegd vanuit de toevoerpoort tussen de twee rollen, en het materiaal wordt tussen de twee rollen geïntroduceerd door de wrijvingskracht en de tanden van de rol, die worden verpletterd en afgevoerd. De steenkoolbreker wordt hoofdzakelijk gebruikt voor het middelmatig en fijn vermalen van ertsen met gemiddelde- hardheid. De roltanden van de breker worden tijdens gebruik beïnvloed door uitgebreide krachten, zoals materiaalinslagen en eigen gewicht, dus ze zijn gemakkelijk te dragen. De slijtage van de roltanden heeft niet alleen invloed op de werkefficiëntie, maar kan ook schade toebrengen aan de breker zelf. Tijdens de verwerking en productie moet het aanpassingspercentage tussen de roltanden en het contactoppervlak van het rollichaam meer dan 90% bedragen, wat een moeilijke match is. Zodra de slijtage optreedt met de bijbehorende opening, zal de slijtage verder toenemen onder de voortdurende erosie van het materiaal, zodat de breker zich in een verborgen gevaarstoestand bevindt. Tegelijkertijd zal slijtage leiden tot letsel aan het rollichaam, scheuren van de roltanden, plaatselijke val, vervorming of breuk van de bevestigingsbout. Het is moeilijk te demonteren wanneer de roltanden opnieuw worden vervangen. Het is duidelijk dat de tanden van de breekrol de belangrijkste, gemakkelijk te dragen onderdelen zijn en dat het verbruik groot is. Daarom wordt q345-materiaal geselecteerd om eindige elementen-spanningsanalyses uit te voeren op een bepaald type breekwals. Het breekmateriaal is graniet, waarvan de druksterkte 100 mpa is. Minder dan of gelijk aan a Minder dan of gelijk aan 250 mpa, en de bovengrens van 250 mpa wordt toegepast op de groef van de breekrol voor belasting. De selectie van roltanden met goede slijtvastheid is erg belangrijk om de werkefficiëntie van de rolbreker te verbeteren. Het materiaal moet redelijkerwijs worden geselecteerd op basis van de grootte van de roltanden en de eigenschappen van de te verbrijzelen materialen, om de prestaties en het potentieel van verschillende slijtvaste materialen- te maximaliseren, hun levensduur te verbeteren en het materiaalverbruik te verminderen.
In dit artikel wordt vooral de materiaalkeuze besprokensteenkoolgroottebrekerroller, en demonstreert de rationaliteit van materiaalselectie door middel van eindige elementenkrachtanalyse. Algemeen laaggelegeerd staal met hoge sterkte is een keuze bij het ontwerp en de vervaardiging van rolbrekers. Gewoon laag-gelegeerd hoog-staal is een soort gewoon laag-gelegeerd staal dat een kleine hoeveelheid legeringselementen bevat (in de meeste gevallen is de totale hoeveelheid niet meer dan 3%). De sterkte is relatief hoog, de algehele prestaties zijn relatief goed en hebben corrosieweerstand, slijtvastheid, lage temperatuurbestendigheid en betere bewerkingsprestaties en lasprestaties. Op voorwaarde dat er veel schaarse legeringselementen (zoals nikkel en chroom) worden bespaard, kan gewoonlijk 1 ton gewoon laag-staal worden gebruikt in plaats van 1,2 ton tot 1,3 ton koolstofstaal, en de levensduur en het gebruiksbereik zijn veel langer dan die van koolstofstaal. Tabel 1 toont de chemische samenstelling van gebruikelijk laaggelegeerd staal. Tabel 2 toont de belangrijkste mechanische eigenschappen van laaggelegeerd brekerwalsstaal.
Het programma is abaqus eindige-elementensoftware. Omdat de breekrolstructuur als een geheel wordt gegoten, wordt tijdens het analyse- en berekeningsproces de hele breekrol als een materiaal continu, uniform geheel gegoten, dat zijn dichtheid ρ, elastische modulus e en poisson-verhouding: hetzelfde, dat wil zeggen, wanneer het materiaal q345 laaggelegeerd staal is.
Voor de eindige-elementenspanningsanalyse van de brekerrol voor het verkleinen van steenkool werd het eindige-elementenmodel van de brekerrol eerst opgesteld in de abaqus/cae-omgeving. Het elementtype van de breker was c3d4, het aantal elementen was 96126 en het aantal knooppunten was 18661 na roosterverdeling. Wanneer de randvoorwaarden zijn ingesteld, worden alle beperkingen, behalve rotatie om de centrale as, toegepast op het binnenste gat van de tandrol. Tijdens het laden wordt de grensbelasting van het verpletterde materiaal (ervan uitgaande dat het oppervlak van de tanden wordt onderworpen aan een uniforme verdelingsdruk van het materiaal) uitgeoefend op het oppervlak van de tandenrol, en de afmeting is 250 mpa. Na de bovenstaande stappen worden de spanning en spanning in het werkproces van de brekertandrol verkregen door het probleem met abaqus op te lossen, en de statische structurele spanning wordt weergegeven in figuur 3. Uit figuur 3 blijkt dat de maximale spanningswaarde 403 mpa is wanneer de uniforme druk van 250 mpa wordt uitgeoefend op het oppervlak van de breekroltanden, wat groter is dan de vloeigrenswaarde van q345-staal. De maximale waarde bevindt zich echter in het kleine gebied van de buitenste booghoek van het lijf aan het linkeruiteinde van de tandgroef. Gezien het feit dat het minder waarschijnlijk is dat het uiteinde door materialen wordt samengedrukt tijdens de daadwerkelijke werking van de breekrol, wordt de mogelijke toestand van meegeven in dit kleine gebied niet in aanmerking genomen. Voor de meeste delen van de verbrijzelingsrolspanningsgroef is de spanningswaarde g Minder dan of gelijk aan 300 mpa, minder dan de vloeigrenswaarde van materiaal q345 staal, ten opzichte van het materiaal is er een overschot, het materiaal treedt geen plastische vervorming op. Over het algemeen verschijnt het minder belaste deel op de plaats waar de kracht klein is, het contactoppervlak klein is en de structuur buitengewoon glad is. De plaatsen waar de spanning groter is, zijn geconcentreerd op de plaatsen waar de spanning groter is en de lokale scherpe hoek excessief is, wat consistent is met de werkelijke situatie en geloofwaardig is.