辊齿强度是齿形设计及优化的重要依据。传统的分析辊齿强度方法将物料的较大破碎强度作为压应力值加载在辊齿的齿尖、齿背等部位,存在加载不准确的弊端。对此,有研究人员采用DEM-FEM方法对双齿辊剪切式破碎机的辊齿强度进行分析。根据某型号双齿辊破碎机的实际生产工况,建立了DEM-FEM模型,并在EDEM中进行了剪切式破碎机的破碎过程模拟,提取了辊齿的载荷信息。在ANSYSWorkbench中建立了辊齿的有限元模型。使用EDEM-ANSYSWorkbench耦合通道在辊齿上加载了辊齿的载荷信息,完成了辊齿的强度分析。
该方法将离散元分析获得的辊齿受力对应加载到有限元模型上,增进了加载的准确性。在离散元法计算中,对粒径较大的物料建立离散元粘结接触模型,对小粒径物料建立单颗粒模型,并根据物料强度的尺寸效应计算不同粒度物料的单轴抗压强度,使用单轴压缩和巴西圆盘模拟试验对粘结模型的参数进行了标定,建立了能反映实际物料力学性质的离散元模型。
针对不同粒度的煤拟合了强度-粒度关系曲线,该曲线对于标定离散元模拟参数具有参考意义,格外针对大尺寸颗粒,能够使得物料离散元模型越加真实地反映物料宏观物理性质。从分析结果可以看出;该双齿辊剪切式破碎机在正常工况下,辊齿的较大受力为710kN,主要分布在齿背上;辊齿的较大应力位于齿根侧前方,靠近齿棱处,大小为115.9MPa;齿尖变形量越大,大小为0.299mm。对此,建议对齿形进行优化时适当增加齿根圆弧半径和棱上的倒圆角半径。
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