El software de análisis de elementos finitos ANSYS se utilizó en la simulación numérica del marco de la trituradora de mandíbulas CJ411 y se analizaron las principales causas que conducen a la fisuración del marco. La carga accidental condujo a la evolución de los defectos en el elemento de fundición de la trituradora que estaba bajo una gran tensión, lo que llevó a las fallas. La alta tensión alterna producida en la operación de sobrecarga a largo plazo facilitó el crecimiento rápido de estas fallas, lo que finalmente llevó a la falla de fatiga del marco. Sobre esta base, se propusieron medidas para reparar y mejorar la estructura del bastidor: utilizar componentes de acero al carbono soldados para reemplazar los elementos de fundición en la zona de alta tensión y cambiar la soldadura por atornillado para la conexión entre la viga y las placas laterales. El análisis comparativo de simulación numérica del marco antes y después de la reparación indica que el marco reparado tiene una distribución de tensión racional, y las medidas no solo han utilizado completamente las propiedades del material sino que también han reducido en gran medida la probabilidad de falla de fractura, logrando una mejora notable. Esta investigación no solo resolvió el problema práctico, sino que también proporciona una referencia a la optimización del diseño del marco de la trituradora de mandíbulas.
Análisis La Razón Del Marco De Trituradora De Mandíbula Agrietado
CJ411 Geometría de trituradora de mandíbula
La trituradora de mandíbula Sandvik es una trituradora de péndulo compuesta que es fácil de ajustar el tamaño del tamaño aplastado y tiene una cámara de aplastamiento profunda y simétrica. El marco consta de dos placas laterales de acero laminado, piezas fundidas huecas de hierro fundido en ambos extremos del marco y mordazas móviles. La estructura geométrica general de la trituradora de mandíbulas CJ411 se muestra en la siguiente figura.
CJ411 Geometría de trituradora de mandíbula
Simulación Numérica De CJ411 Jaw Crusher Frame
Con el fin de analizar en detalle el motivo del daño de la trituradora de mandíbulas CJ411, el software de simulación ANSYS realizó el análisis numérico de simulación del marco. Debido a la falta de parámetros geométricos detallados del diseño original, las dimensiones principales del bastidor se obtuvieron mediante el mapeo del prototipo del bastidor. Teniendo en cuenta la simetría del bastidor, la mitad del modelo se construye durante el modelado. Al mismo tiempo, de acuerdo con las características de la fuerza en el momento del aplastamiento, y el objeto principal es el bastidor, la rueda de inercia se omite durante el modelado, y los detalles geométricos del rodamiento, las paredes delantera y trasera del La cámara de aplastamiento, la mandíbula móvil, la mandíbula fija y similares se ignoran. Modelo geométrico computacional de elementos finitos, por favor verifique la siguiente figura.
Modelo geométrico computacional de elementos finitos.
La trituradora de mandíbulas CJ411 se utiliza principalmente para triturar el mineral de molibdeno. Por lo tanto, la resistencia a la compresión es 40 MPa, que es la base principal para aplicar la carga al hacer una muestra del mineral de molibdeno seleccionado al azar y realizar una prueba de falla de compresión. La unidad SOL ID92 se utiliza para la malla libre y las condiciones de contorno se establecen de acuerdo con el estado de trabajo real. Se establece el modelo de cálculo de elementos finitos, se realiza una simulación numérica estática y se calculan los resultados principales. Compruebe la siguiente imagen:
Situación de estrés del bastidor de la trituradora de mandíbula CJ411 1
Situación de estrés del bastidor de la trituradora de mandíbula CJ411 2
Análisis de las causas de daños en el marco de la trituradora de mandíbula CJ411
- Durante el trabajo, la unión soldada de la viga del bastidor y la placa lateral limita la rotación de ángulo pequeño de la viga, de modo que aparece una región de tensión relativamente alta en la viga del bastidor y la placa lateral, y la concentración de tensión ocurre en la posición fija. Parte de soporte en la parte delantera del marco. Este es un factor intrínseco que hace que el bastidor se rompa.
- La viga del marco y la pared frontal son miembros fundidos, y existen defectos inevitables, como burbujas e impurezas, que crean las condiciones para la generación de microfisuras. Una vez que el estrés alcanza un cierto valor, el defecto se convertirá en una fuente de grietas y luego en la formación de grietas.
- La investigación descubrió que antes de que la máquina fuera destruida, la máquina estaba atascada con sustancias súper duras (como bloques de hierro), lo que causó que la máquina muriera y causara que la grieta se expandiera rápidamente. Esto significa que el dispositivo de protección contra sobrecarga: la placa de conexión no está protegida, por lo que solo el marco puede dañarse severamente en caso de una sobrecarga accidental.
- Los datos muestran que el modelo es adecuado para el mineral con una resistencia a la trituración inferior a 35 MPa, y la resistencia a la rotura medida del mineral de molibdeno roto en la operación real es 40 MPa, y la granularidad de la trituración está cerca del límite superior del diseño de el modelo. Además, para continuar con la producción, la empresa opera en forma ininterrumpida y en todo tipo de clima y no adopta medidas de mantenimiento para el mantenimiento periódico de paros activos sin problemas. La operación de sobrecarga a largo plazo es también uno de los factores más importantes para el daño del bastidor.
En base a los factores anteriores, la razón principal del fallo del bastidor es que la carga accidental hace que el craqueador se encuentre en una condición de alto esfuerzo y que el craqueo del componente de fundición esté agrietado. El entorno de alta tensión alterna de la operación de sobrecarga a largo plazo facilita el rápido crecimiento de la grieta y finalmente conduce al bastidor.
CJ411 Reparación de marcos de trituradora de mandíbulas y análisis de elementos finitos
Debido al alto precio del equipo importado, es necesario repararlo. Sin embargo, las medidas de soldadura y engrosamiento en el área donde ocurrieron las grietas inicialmente no lograron un buen efecto de reparación. Después de la reparación, se genera una nueva grieta de expansión rápida cerca de la costura de soldadura después de solo una revolución sin cambiar las condiciones de trabajo.
Por lo tanto, se deben tomar nuevas medidas para mejorar la reparación. De acuerdo con el análisis, solo evitando la superposición de áreas de alto estrés y áreas con defectos potenciales puede eliminar las grietas que causan daños por fatiga en el marco, prolongando así la vida útil de la trituradora. Medidas de mejora de reparación: serán altas. Las piezas fundidas en el área de tensión se reemplazan por piezas soldadas de acero al carbono, que no solo mejoran la resistencia sino que también reducen los posibles defectos; la conexión entre la viga y el marco se cambia de fundición a atornillado, lo que reduce la restricción mutua entre el marco y la viga durante el trabajo y reduce la estructura interna. Estrés adicional.
Los pasos específicos son cortar la viga del marco primero, luego usar la placa de acero para rellenar la parte del marco excavado con placa de acero y luego atornillar la viga soldada al marco. Con el fin de superar la concentración de tensión del orificio del perno, las placas de acero engrosadas en los orificios aseguran que el marco no se dañará por la concentración de tensión de los orificios del perno.
Situación de tensión del bastidor de la trituradora de mandíbula CJ411 después de la reparación 1
Situación de tensión del bastidor de la trituradora de mandíbula CJ411 después de la reparación 2
A través del análisis de simulación numérica de elementos finitos de la trituradora de mandíbula CJ411 producida por Sweden Sandvik Company, se revela que la causa principal de la falla del marco es que la carga accidental hace que la trituradora se encuentre en la condición de alta tensión, y el miembro de fundición Evolución de defectos y grietas, operación de sobrecarga a largo plazo. El entorno de alta tensión alterna facilita el rápido crecimiento de las grietas y, en última instancia, conduce a la falla por fatiga del marco. Basado en esto, el marco fue reparado y mejorado. Se llevó a cabo durante varios meses en las condiciones de trabajo originales y no aparecieron nuevas grietas. Se puede observar que el método de mejora de la reparación es efectivo.
Combinados con los resultados de este estudio, se hacen las siguientes recomendaciones para el uso racional y efectivo de la trituradora:
- Debe seleccionarse con precisión de acuerdo con las condiciones de trabajo reales;
- Asegúrese de que el dispositivo de autoprotección sea efectivo durante el funcionamiento normal;
- Fortalecer el mantenimiento del equipo y evitar sobrecargas.
