Le logiciel d'analyse par éléments finis ANSYS a été utilisé dans la simulation numérique du cadre du concasseur à mâchoires CJ411 et les principales causes de la fissure du cadre ont été analysées. La charge accidentelle a entraîné l’évolution des défauts de l’élément de coulée du concasseur soumis à de fortes contraintes, ce qui a entraîné des défauts. La contrainte alternative élevée provoquée lors d'une opération de surcharge à long terme a facilité la croissance rapide de ces défauts, conduisant finalement à la défaillance en fatigue du cadre. Sur cette base, des mesures visant à réparer et à améliorer la structure du châssis ont été proposées: utiliser des composants en acier au carbone soudés pour remplacer les éléments de coulée dans la zone à fortes contraintes et remplacer le soudage par boulonnage pour la connexion entre la poutre et les flasques. L'analyse comparative par simulation numérique du cadre avant et après la réparation indique que le cadre réparé présente une distribution rationnelle des contraintes. Les mesures ont non seulement pleinement exploité les propriétés du matériau, mais ont également considérablement réduit la probabilité de rupture par fracture, réalisant ainsi une amélioration remarquable. Cette recherche a non seulement résolu le problème pratique, mais fournit également une référence à l'optimisation de la conception du bâti du concasseur à mâchoires.
Analyse La raison du châssis du concasseur à mâchoires fissuré
CJ411 Géométrie du concasseur à mâchoires
Le concasseur à mâchoires Sandvik est un concasseur à pendule composé facile à ajuster à la taille de la taille broyée et doté d'une chambre de concassage profonde et symétrique. Le cadre se compose de deux plaques latérales en acier laminé, de pièces moulées creuses en fonte aux deux extrémités du cadre et de mâchoires mobiles. La figure suivante montre la structure géométrique globale du concasseur à mâchoires CJ411.
Simulation numérique du bâti du concasseur à mâchoires CJ411
Afin d'analyser en détail les dommages causés au concasseur à mâchoires CJ411, l'analyse par simulation numérique du cadre a été réalisée à l'aide du logiciel ANSYS. En raison de l'absence de paramètres géométriques détaillés de la conception d'origine, les dimensions principales du rack ont été obtenues en cartographiant le prototype du rack. Compte tenu de la symétrie du rack, la moitié du modèle est construite lors de la modélisation. En même temps, en fonction des caractéristiques de la force au moment de l’écrasement et que l’objet principal est le cadre, la roue d’inertie est omise lors de la modélisation, ainsi que les détails géométriques du roulement, des parois avant et arrière de la machine. chambre d'écrasement, la mâchoire en mouvement, la mâchoire fixe et similaires sont ignorées. Modèle géométrique de calcul par éléments finis, veuillez vérifier la figure suivante.
Le concasseur à mâchoires CJ411 est principalement utilisé pour broyer le minerai de molybdène. Par conséquent, la résistance à la compression est 40 MPa, qui est la base principale pour appliquer la charge en réalisant un échantillon du minerai de molybdène sélectionné au hasard et en effectuant un test d’échec de compression. L'unité SOL ID92 est utilisée pour le maillage libre et les conditions aux limites sont définies en fonction de l'état de fonctionnement réel. Le modèle de calcul par éléments finis est établi, une simulation numérique statique est effectuée et les principaux résultats sont calculés. Vérifiez l'image suivante:
Analyse des causes des dommages causés par le bâti du concasseur à mâchoires CJ411
- Pendant le travail, le joint soudé de la poutre de châssis et de la plaque latérale limite la rotation de la poutre à petit angle, de sorte qu'une zone de contrainte relativement élevée apparaît dans la poutre de châssis et la plaque latérale, et une concentration de contrainte se produit au niveau de la fixation. partie de support à l’avant du cadre. C'est un facteur intrinsèque qui provoque la rupture du rack.
- La poutre du châssis et la paroi avant sont des pièces moulées et il y a des défauts inévitables tels que des bulles et des impuretés dans la coulée, ce qui crée des conditions pour la génération de micro-fissures. Une fois que la contrainte atteint une certaine valeur, le défaut devient une source de fissure, puis une formation de fissure.
- L'enquête a révélé qu'avant la destruction de la machine, celle-ci était recouverte de substances extrêmement dures (telles que des blocs de fer), ce qui a provoqué la mort de la machine et entraîné l'expansion rapide de la fissure. Cela signifie que le dispositif de protection contre les surcharges - la plaque de connexion n'est pas protégée, de sorte que seul le châssis puisse être gravement endommagé en cas de surcharge accidentelle.
- Les données montrent que le modèle convient au minerai ayant une résistance au broyage inférieure à 35 MPa et que la résistance à la rupture mesurée du minerai de molybdène brisé en exploitation réelle est de 40 MPa, et que la granularité de broyage est proche de la limite supérieure de la conception le modèle. En outre, afin de poursuivre la production, la société opère de manière ininterrompue et par tous les temps et n’adopte pas de mesures de maintenance permettant une maintenance périodique à l’arrêt actif sans incident. Le fonctionnement à long terme en surcharge est également l'un des facteurs les plus importants pour l'endommagement des bâtis.
Sur la base des facteurs ci-dessus, la principale raison de la défaillance du cadre est que la charge accidentelle a pour effet que le craqueur est soumis à des conditions de contrainte élevée et que la fissure de la pièce moulée est fissurée. L’environnement de stress alternatif élevé associé à une surcharge à long terme facilite la croissance rapide de la fissure et aboutit au rack.
Réparation du cadre du concasseur à mâchoires CJ411 et analyse par éléments finis
En raison du prix élevé des équipements importés, il est nécessaire de les réparer. Cependant, les mesures de soudure et d’épaississement dans la zone d’origine des fissures n’ont pas permis d’obtenir un bon effet de réparation. Après réparation, une nouvelle fissure à expansion rapide est générée près du joint de soudure après seulement un tour sans que les conditions de travail ne soient modifiées.
Par conséquent, de nouvelles mesures doivent être prises pour améliorer la réparation. Selon l'analyse, seul le fait d'éviter le chevauchement des zones fortement sollicitées et des zones présentant des défauts potentiels peut éliminer les fissures qui endommagent le bâti par fatigue, prolongeant ainsi la durée de vie du concasseur. Mesures d'amélioration des réparations: seront élevées Les pièces moulées dans la zone de contrainte sont remplacées par des pièces soudées en acier au carbone, qui non seulement améliorent la résistance, mais réduisent également les défauts potentiels; la liaison entre la poutre et le cadre est passée de la coulée à la boulonnerie, ce qui réduit la contrainte mutuelle entre le cadre et la poutre pendant le travail et réduit la structure interne. Stress supplémentaire.
Les étapes spécifiques consistent à couper d'abord la poutre du cadre, puis à utiliser la plaque d'acier pour remplir la partie du cadre excavée avec une plaque d'acier, puis à boulonner la poutre soudée au cadre. Afin de surmonter la concentration de contrainte du trou de boulon, des plaques d'acier épaissies au niveau des trous garantissent que le cadre ne sera pas endommagé par la concentration de contrainte des trous de boulon.
L'analyse de simulation numérique par éléments finis du concasseur à mâchoires CJ411 produite par Sweden Sandvik Company a révélé que la cause principale de la défaillance du cadre est que la charge accidentelle a pour conséquence que le concasseur est soumis à de fortes contraintes et que l'élément de moulage les défauts évoluent et se fissurent, opération de surcharge à long terme. L'environnement de stress alternatif élevé facilite la croissance rapide des fissures et conduit finalement à une défaillance en fatigue du cadre. Sur cette base, le cadre a été réparé et amélioré. Il a fonctionné pendant plusieurs mois dans les conditions de travail d’origine et aucune nouvelle fissure n’est apparue. On peut constater que la méthode d'amélioration de la réparation est efficace.
Combinés aux résultats de cette étude, les recommandations suivantes sont formulées pour une utilisation rationnelle et efficace du concasseur:
- Il doit être sélectionné avec précision en fonction des conditions de travail réelles.
- Assurez-vous que le dispositif de protection automatique est efficace pendant le fonctionnement normal;
- Renforcez la maintenance des équipements et évitez les surcharges.