Vanwege de grote deeltjesgrootte en het korte breekproces vanminerale sizersOmdat het belangrijkste breekmechanisme het bezwijken door trek en afschuiving is, is het moeilijk om tijdens het ontwerp de omvang en verdeling van de belasting te bepalen. In dit artikel wordt een nieuwe sterkteanalysemethode voorgesteld, gebaseerd op discrete elementen (DEM) en eindige elementen (FEM), om de sterkte van de roltanden van minerale sizers te analyseren. Door verdeelde belastingen toe te passen, worden de authenticiteit en nauwkeurigheid van de berekening van de roltandsterkte verbeterd. De verdeelde belasting werd berekend door discrete-elementsoftware EDEM. In dit artikel werden, rekening houdend met het grootte-effect van de materiaalsterkte, respectievelijk een uniaxiale compressietest en een Braziliaanse schijftest uitgevoerd op materialen met verschillende afmetingen. De druk- en treksterkte van materialen werden gekalibreerd en uiteindelijk werden de bindingsparameters in discrete elementsimulatie bepaald. Door de resultaten van de discrete elementensimulatie te analyseren, wordt de verdeelde belasting op de roltanden wanneer de kracht op de roltanden maximaal is, geselecteerd en geladen naar het FEM-model van de roltanden op de overeenkomstige werkpositie op het overeenkomstige tijdstip in de ANSYS-omgeving voor sterkteanalyse. De resultaten laten zien dat de belasting van de roltanden bij de maximale belastingstijd voornamelijk wordt verdeeld over de achterkant van de tand, en dat er sprake is van spanningsconcentratie aan de voorkant van de tandwortel.
In de afgelopen jaren, met de ontwikkeling van deeltjesmodellen, contactmodellen en andere wiskundige modellen, is de discrete-elementenmethode op grote schaal en diepgaand gebruikt in de minerale sizers. Legendre et al. iIk heb EDEM-software gebruikt om het verpletteren van enkele deeltjes van de kaakbreker te simuleren en de resultaten van de optimalisatie van het energieverbruik te verifiëren. Cleary et al. "21" stelde een berekeningsalgoritme voor het vervangen van discrete elementen voor, gebaseerd op een valgewichttest vóór materiaalmodellering, en gebruikte discrete elementensimulatietechnologie om de effecten van materiaaleigenschappen en omgevingsparameters op de werkprestaties van de kegelbreker te bestuderen. Discrete elementenmethode (DEM) en eindige elementenmethode (FEM) worden steeds vaker gebruikt om de interactie tussen losse of brosse materialen en ander continuüm te analyseren. Bij de prestatieanalyse van brekers, zeefmachines en andere apparatuur worden bijvoorbeeld de mechanische en kinemische eigenschappen van materialen en de impact van materialen op apparatuur bestudeerd. In dit opzicht heeft de discrete-elementensoftware EDEM een koppelkanaal ontwikkeld met de eindige-elementensoftware ANSYS Workbench, die de unidirectionele koppeling tussen het discrete element en het eindige element kan realiseren. Het is geschikt voor de situatie dat de vervorming van de apparatuur niet groot is en niet voldoende is om de mechanische en kinematische eigenschappen van het materiaal te beïnvloeden.
De sterkte van de roltanden is een belangrijke basis voor het ontwerp en de optimalisatie van tandprofielen. De traditionele methode voor het analyseren van de sterkte van roltanden neemt de maximale verbrijzelsterkte van het materiaal als de drukspanningswaarde voor belasting op de punt en achterkant van de roltanden. In dit artikel wordt DEM FEM gebruikt om de sterkte van roltanden met minerale sizers te analyseren. Volgens de feitelijke productieomstandigheden van bepaalde minerale sizers werd een DEM-FEM-model opgesteld. In EDEM werd het breekproces van de minerale sizers gesimuleerd en werd de belastingsinformatie van de roltanden geëxtraheerd. Het eindige elementenmodel van de roltand werd opgesteld in ANSYS Workbench, en de belastingsinformatie van de roltand werd op de roltand geladen met behulp van het EDEM-ANSYS Workbench-koppelingskanaal, en de sterkteanalyse van de roltand werd voltooid.
In dit artikel worden het materiële discrete-elementenmodel en het eindige-elementenmodel van de roltanden opgesteld volgens de interactie tussen de roltanden en het gebroken materiaal, zoals weergegeven in figuur 1 (a). minerale sizers hebben de screeningfunctie. Materialen met een grote deeltjesgrootte zullen door sortering worden gebroken. Materialen met een kleine deeltjesgrootte die direct door de opening tussen de tandrollen kunnen gaan, zullen niet breken. Daarom wordt in dit artikel een hexahedraal bindingsmodel opgesteld voor materialen met grote deeltjesgrootte en een enkelvoudig deeltjesmodel voor materialen met kleine deeltjesgrootte. Figuur 1(b) toont het deeltjesbindingsmodel van het materiaal en het FEM-model van de roltanden, waarbij de roltanden tegen de klok in draaien.
In het deeltjesbindingsmodel verbinden de afzonderlijke elementen met overlappende contactstralen zich, en zijn er bindingskrachten en koppels tussen de bindingselementen. De verbindingskracht en het moment worden bepaald door verplaatsing. FIG. 2 toont het bindingsdiagram van deeltjes i en j, waarin verplaatsing voornamelijk wordt weergegeven door de relatie tussen snelheid en tijd. Waarbij Fn en F respectievelijk normaalkracht en tangentiële kracht zijn; Tm en T zijn respectievelijk normale en tangentiële momenten; A is het contactgebied, na A=π; J is het traagheidsmoment, J=0.5π, m is de verbindingsradius; S. En S zijn respectievelijk normale en tangentiële stijfheid; Is de tijdstap; En 4 zijn respectievelijk normale en tangentiële snelheid; En zijn respectievelijk normale en tangentiële hoeksnelheden. Wanneer de normale en tangentiële spanningen tussen deeltjes groter zijn dan de ingestelde waarden, wordt de bindingsrelatie van afzonderlijke elementen beschadigd [, zoals weergegeven in vergelijking (2): x