Datorită dimensiunii mari ale particulelor și procesului scurt de zdrobire acalibratori de minerale, iar mecanismul principal de rupere este defecțiunea la tracțiune și forfecare, este dificil să se determine dimensiunea și distribuția sarcinii în timpul proiectării. În această lucrare, este propusă o nouă metodă de analiză a rezistenței bazată pe element discret (DEM) și element finit (FEM) pentru a analiza rezistența dinților la ruliu ai calibratorilor de minerale. Prin aplicarea sarcinilor distribuite, autenticitatea și acuratețea calculului rezistenței dinților de rulare sunt îmbunătățite. Sarcina distribuită a fost calculată prin software-ul cu elemente discrete EDEM. În această lucrare, luând în considerare efectul mărimii rezistenței materialului, testul de compresie uniaxială și, respectiv, testul pe disc brazilian au fost efectuate pe materiale cu dimensiuni diferite. Rezistența la compresiune și la tracțiune a materialelor au fost calibrate, iar parametrii de lipire în simularea elementelor discrete au fost în final determinați. Prin analiza rezultatelor simulării elementelor discrete, sarcina distribuită pe dinții rulou atunci când forța asupra dinților rulou este maximă este selectată și încărcată pe modelul FEM al dinților rulou la poziția de lucru corespunzătoare la momentul corespunzător în mediul ANSYS pentru analiza rezistenței. Rezultatele arată că sarcina dinților cu role este distribuită în principal în spatele dintelui la timpul maxim de încărcare și există o concentrare a tensiunii în partea din față a rădăcinii dintelui.
În ultimii ani, odată cu dezvoltarea modelului de particule, modelului de contact și a altor modele matematice, metoda elementului discret a fost utilizată pe scară largă și profund în calibratorii de minerale. Legendre și colab. Am folosit software-ul EDEM pentru a simula zdrobirea unei singure particule a concasorului cu falci și am verificat rezultatele optimizării consumului de energie. Cleary et al. „21” a propus un algoritm de calcul al modelului de înlocuire a elementelor discrete bazat pe testul greutății în cădere înainte de modelarea materialului și a folosit tehnologia de simulare a elementelor discrete pentru a studia efectele caracteristicilor materialelor și ale parametrilor de mediu asupra performanței de lucru a concasoarelor cu con. Metoda elementelor discrete (DEM) și metoda elementelor finite (FEM) sunt din ce în ce mai folosite pentru a analiza interacțiunea dintre materialele libere sau casante și alte continuități. De exemplu, în analiza performanței concasorului, mașinii de sită și a altor echipamente, sunt studiate proprietățile mecanice și cinematice ale materialelor și impactul materialelor asupra echipamentelor. În acest sens, software-ul pentru elemente discrete EDEM a dezvoltat un canal de cuplare cu software-ul pentru elemente finite ANSYS Workbench, care poate realiza cuplarea unidirecțională între elementul discret și elementul finit. Este potrivit pentru situația în care deformarea echipamentului nu este mare și nu este suficient să afecteze caracteristicile mecanice și cinematice ale materialului.
Rezistența dinților rolelor este o bază importantă pentru proiectarea și optimizarea profilului dintelui. Metoda tradițională de analiză a rezistenței dinților rolelor ia rezistența maximă la strivire a materialului ca valoare a tensiunii de compresiune pentru a încărca vârful și spatele dinților rolei. În această lucrare, DEM FEM este utilizat pentru a analiza rezistența dinților de rulare a calibratorilor de minerale. În funcție de condițiile reale de producție ale anumitor calibratori de minerale, a fost stabilit un model DEM-FEM. În EDEM, a fost simulat procesul de zdrobire al calibratorilor de minerale și au fost extrase informațiile de încărcare a dinților ruloului. Modelul cu elemente finite al dintelui de rulare a fost stabilit în ANSYS Workbench, iar informațiile de încărcare a dintelui de ruliu au fost încărcate pe dintele de rulare folosind canalul de cuplare EDEM-ANSYS Workbench și a fost finalizată analiza rezistenței dintelui de rulare.
În această lucrare, modelul elementului discret al materialului și modelul cu elemente finite al dinților rolei sunt stabilite în funcție de interacțiunea dintre dinții rolei și materialul spart, așa cum se arată în Figura 1(a). calibratoarele minerale au funcția de screening. Materialele de particule mari vor fi sparte prin gradare. Materialele de dimensiuni mici ale particulelor care pot trece direct prin golul dintre rolele dinților nu vor fi sparte. Prin urmare, în această lucrare, modelul de legare hexaedrică este stabilit pentru materialele cu dimensiuni mari ale particulelor și modelul cu o singură particule este stabilit pentru materialele cu particule mici. Figura 1(b) prezintă modelul de legare a particulelor a materialului și modelul FEM al dinților rolei, în care dinții rolei se rotesc în sens invers acelor de ceasornic.
În modelul de legare a particulelor, elementele discrete cu raze de contact suprapuse se leagă și există forțe și cupluri de legătură între elementele de legătură. Forța și momentul de legătură sunt determinate de deplasare. FIG. 2 prezintă diagrama de legătură a particulelor i și j, în care deplasarea este reprezentată în principal de relația dintre viteză și timp. Unde, Fn și F sunt forța normală și respectiv forța tangențială; Tm și T sunt momente normale și, respectiv, tangențiale; A este zona de contact, după A=π; J este momentul de inerție, J=0.5π, m este raza de legătură; S. Și S sunt rigiditate normală și respectiv tangenţială; Este pasul de timp; Și 4 sunt viteze normale și, respectiv, tangenţiale; Și sunt viteze unghiulare normale și, respectiv, tangenţiale. Când tensiunile normale și tangențiale dintre particule sunt mai mari decât valorile stabilite, relația de legătură a elementelor discrete este deteriorată [, așa cum se arată în ecuația (2) : x