Die Finite-Elemente-Analysesoftware ANSYS wurde in der numerischen Simulation des Rahmens des CJ411-Backenbrechers verwendet und die Hauptursachen für den Rahmenriß wurden analysiert. Die zufällige Belastung führte zur Entwicklung der Defekte im Gießteil des Brechers, die unter hoher Belastung standen, was zu den Fehlern führte. Die hohe Wechselbelastung, die im Langzeitüberlastbetrieb auftritt, erleichterte das schnelle Wachstum dieser Fehler und führte schließlich zum Ermüdungsversagen des Rahmens. Auf dieser Grundlage wurden Maßnahmen zur Reparatur und Verbesserung der Rahmenstruktur vorgeschlagen: Verwendung von geschweißten Kohlenstoffstahlkomponenten, um die Gussteile in der Hochspannungszone zu ersetzen und die Schweißung für die Verbindung zwischen dem Träger und den Seitenplatten durch Verschraubung zu ändern. Die numerische Simulationsvergleichsanalyse des Rahmens vor und nach der Reparatur zeigt, dass der reparierte Rahmen eine rationelle Spannungsverteilung aufweist, und die Maßnahmen haben nicht nur die Materialeigenschaften voll ausgenutzt, sondern auch die Wahrscheinlichkeit eines Frakturversagens stark reduziert, wodurch eine bemerkenswerte Verbesserung erzielt wurde. Diese Forschung hat nicht nur das praktische Problem gelöst, sondern gibt auch einen Hinweis auf die Optimierung des Rahmendesigns des Backenbrechers.
Analyse Der Grund des Backenbrecherrahmens gebrochen
CJ411 Backenbrechergeometrie
Der Sandvik-Backenbrecher ist ein zusammengesetzter Pendelbrecher, der die Größe der zerkleinerten Größe leicht einstellen kann und eine tiefe und symmetrische Zerkleinerungskammer aufweist. Der Rahmen besteht aus zwei gewalzten Stahlseitenplatten, an beiden Enden des Rahmens Gussrohre und beweglichen Backen. Die geometrische Gesamtstruktur des Backenbrechers CJ411 ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
CJ411 Backenbrechergeometrie
Numerische Simulation des CJ411 Backenbrecherrahmens
Um die Schadensursache für den Backenbrecher CJ411 im Detail zu analysieren, wurde die numerische Simulationsanalyse des Rahmens von ANSYS-Software durchgeführt. Aufgrund der fehlenden detaillierten geometrischen Parameter des ursprünglichen Designs wurden die Hauptabmessungen des Racks durch Abbildung des Prototyps des Racks ermittelt. Aufgrund der Symmetrie des Racks wird die Hälfte des Modells beim Modellieren erstellt. Gleichzeitig wird das Trägheitsrad während der Modellierung entsprechend den Charakteristiken der Kraft zum Zeitpunkt des Quetschens und des Hauptobjekts der Rahmen weggelassen, und die geometrischen Details des Lagers, der Vorder- und der Rückwand des Zerkleinerungskammer, die bewegliche Backe, die feste Backe und dergleichen werden ignoriert. Berechnetes geometrisches Modell mit finiten Elementen, bitte überprüfen Sie die folgende Abbildung.
Berechnetes geometrisches Modell mit finiten Elementen
Der Backenbrecher CJ411 wird hauptsächlich zum Zerkleinern von Molybdänerz verwendet. Daher ist die Druckfestigkeit 40 MPa, die die Hauptgrundlage für das Aufbringen der Last darstellt, indem eine Probe aus dem zufällig ausgewählten Molybdänerz hergestellt und ein Druckversagetest durchgeführt wird. Die SOL ID92-Einheit wird für die freie Vernetzung verwendet, und die Randbedingungen werden entsprechend dem tatsächlichen Arbeitszustand eingestellt. Das Finite-Elemente-Berechnungsmodell wird erstellt, eine statische numerische Simulation wird ausgeführt und die Hauptergebnisse werden berechnet. Überprüfen Sie das folgende Bild:
CJ411 Backenbrecherrahmen Stresssituation 1
CJ411 Backenbrecherrahmen Stresssituation 2
Analyse der Schadensursachen des CJ411 Backenbrecherrahmens
- Während der Bearbeitung begrenzt die Schweißverbindung des Rahmenträgers und der Seitenplatte die Rotation des Trägers um einen kleinen Winkel, so dass ein relativ stark beanspruchter Bereich im Rahmenträger und der Seitenplatte auftritt und eine Spannungskonzentration an der festen Stelle auftritt Stützabschnitt am vorderen Ende des Rahmens. Dies ist ein wesentlicher Faktor, der dazu führt, dass das Rack bricht.
- Der Rahmenbalken und die Vorderwand sind Gussteile, und es gibt unvermeidliche Defekte wie Blasen und Verunreinigungen im Gussteil, was Bedingungen für die Erzeugung von Mikrorissen schafft. Wenn die Spannung einen bestimmten Wert erreicht, wird der Defekt zur Rissquelle und dann zur Rissbildung.
- Die Untersuchung ergab, dass die Maschine vor der Zerstörung der Maschine mit superharten Substanzen (wie z. B. Eisenblöcken) verklebt war, wodurch die Maschine absterbte und der Riss sich schnell ausdehnte. Dies bedeutet, dass die Überlastschutzvorrichtung - die Anschlussplatte nicht geschützt ist, so dass bei einer unbeabsichtigten Überlastung nur der Rahmen stark beschädigt werden kann.
- Die Daten zeigen, dass das Modell für Erz mit einer geringeren Druckfestigkeit als 35 MPa geeignet ist und dass die gemessene Bruchfestigkeit des gebrochenen Molybdänerzes im tatsächlichen Betrieb 40 MPa ist und die Bruchkörnigkeit nahe der oberen Grenze der Konstruktion liegt das Model. Um die Produktion fortzusetzen, arbeitet das Unternehmen außerdem unterbrechungs- und wetterunabhängig und ergreift keine Wartungsmaßnahmen für die regelmäßige, störungsfreie, aktive Stilllegung. Langfristiger Überlastbetrieb ist auch einer der wichtigsten Faktoren für Rackschäden.
Basierend auf den oben genannten Faktoren liegt der Hauptgrund für das Versagen des Rahmens darin, dass die versehentliche Belastung dazu führt, dass sich der Cracker im Zustand hoher Spannung befindet und der Riss des Gussbauteils Risse aufweist. Die Umgebung mit langem Überlastungswechsel bei längerem Überlastungsvorgang erleichtert das schnelle Wachstum des Risses und führt schließlich zum Rack.
CJ411 Backenbrecher-Rahmenreparatur und Finite-Elemente-Analyse
Aufgrund des hohen Preises importierter Geräte ist eine Reparatur erforderlich. Die Maßnahmen des Schweißens und der Verdickung in dem Bereich, in dem Risse auftraten, erreichten jedoch zunächst keinen guten Reparatureffekt. Nach der Reparatur wird nach nur einer Umdrehung ein neuer schneller Expansionsriss in der Nähe der Schweißnaht erzeugt, ohne die Arbeitsbedingungen zu verändern.
Daher müssen neue Maßnahmen zur Verbesserung der Reparatur ergriffen werden. Gemäß der Analyse können nur Risse, die Ermüdungsschäden des Rahmens verursachen, beseitigt werden, indem die Überlappung von Bereichen mit hoher Beanspruchung und Bereichen mit potenziellen Defekten vermieden wird, wodurch die Lebensdauer des Brechers verlängert wird. Reparaturverbesserungsmaßnahmen: wird hoch sein Die Gussteile im Spannungsbereich werden durch geschweißte Teile aus Kohlenstoffstahl ersetzt, die nicht nur die Festigkeit verbessern, sondern auch die potenziellen Fehler reduzieren. Die Verbindung zwischen dem Balken und dem Rahmen wird von Guss zu Bolzen geändert, was die gegenseitige Beschränkung zwischen dem Rahmen und dem Balken während der Arbeit und die innere Struktur verringert. Zusätzlicher Stress.
Die spezifischen Schritte sind, den Balken zuerst vom Rahmen zu schneiden, dann den Teil des Aushubrahmens mit der Stahlplatte mit Stahlplatte zu füllen, und dann den geschweißten Balken mit dem Rahmen zu verschrauben. Um die Spannungskonzentration des Bolzenlochs zu überwinden, stellen verdickte Stahlplatten an den Löchern sicher, dass der Rahmen nicht durch die Spannungskonzentration der Bolzenlöcher beschädigt wird.
CJ411 Backenbrecherrahmen Belastungssituation nach Reparatur von 1
CJ411 Backenbrecherrahmen Belastungssituation nach Reparatur von 2
Durch die numerische Finite-Elemente-Simulationsanalyse des CJ411-Backenbrechers der Sweden Sandvik Company wurde festgestellt, dass die Hauptursache für den Rahmenausfall darin liegt, dass der versehentliche Lastzustand dazu führt, dass sich der Brecher im Zustand hoher Beanspruchung befindet und das Gussteil Defekte entwickeln sich und Risse, Langzeitüberlastbetrieb. Die Umgebung mit hoher Wechselspannung erleichtert das schnelle Wachstum von Rissen und führt letztendlich zu Ermüdungsversagen des Rahmens. Darauf basierend wurde der Rahmen repariert und verbessert. Es wurde mehrere Monate unter den ursprünglichen Arbeitsbedingungen betrieben, und es traten keine neuen Risse auf. Es ist ersichtlich, dass das Reparaturverbesserungsverfahren effektiv ist.
Zusammen mit den Ergebnissen dieser Studie werden die folgenden Empfehlungen für einen rationellen und effektiven Einsatz des Brechers gegeben:
- Es sollte genau nach den tatsächlichen Arbeitsbedingungen ausgewählt werden.
- Stellen Sie sicher, dass das Selbstschutzgerät während des normalen Betriebs wirksam ist.
- Wartung der Ausrüstung verstärken und Überlastung vermeiden.
