Drtič uhlí, také známý jako válcový drtič, se používá hlavně k drcení materiálů pomocí dvou válců. Každý válec je poháněn samostatným motorem a motor při práci pohání řemenici, takže se oba válečky vzájemně otáčejí. V tomto okamžiku je materiál přidáván z podávacího otvoru mezi dva válce a materiál je zaváděn mezi dva válce třecí silou a zuby válce, který je drcen a vypouštěn. Drtič uhlí se používá hlavně pro střední a jemné drcení rud střední-tvrdosti. Zuby válců drtiče jsou ovlivněny komplexními silami, jako je náraz materiálu a vlastní hmotnost při používání, takže se snadno opotřebovávají. Opotřebení zubů válců ovlivní nejen efektivitu práce, ale také poškodí samotný drtič. Během zpracování a výroby by míra shody mezi zuby válce a kontaktním povrchem těla válce měla dosáhnout více než 90 %, což je těžká shoda. Jakmile se objeví opotřebení s odpovídající mezerou, opotřebení se dále zvýší pod nepřetržitou erozí materiálu, takže drtič je ve skrytém nebezpečném stavu. Zároveň opotřebení povede k poranění těla válce, prasknutí zubů válce, místnímu vypadnutí, deformaci nebo zlomení upevňovacího šroubu, což je obtížné při opětovné výměně zubů válce. Je vidět, že zuby drtícího válce jsou hlavní snadno opotřebitelné díly a spotřeba je velká. Proto je materiál q345 vybrán pro provedení analýzy napětí konečných prvků na určitém typu drtícího válce. Drtícím materiálem je žula, jejíž pevnost v tlaku je 100 mpa menší nebo rovna 250 mpa nebo menší a její horní limit 250 mpa je aplikován na drážku drtícího válce pro zatížení. Výběr zubů válců s dobrou odolností proti opotřebení je velmi důležitý pro zlepšení pracovní účinnosti válcového drtiče. Materiál by měl být zvolen přiměřeně podle velikosti zubů válců a vlastností drcených materiálů, aby se maximalizoval výkon a potenciál různých materiálů odolných proti opotřebení, zlepšila se jejich životnost a snížila spotřeba materiálu.
Tento článek pojednává především o výběru materiáludrtič velikosti uhlíválečkem a demonstruje racionalitu výběru materiálu pomocí analýzy sil konečných prvků. Běžná nízkolegovaná vysokopevnostní ocel je volbou při navrhování a výrobě bouracích kladiv. Obyčejná nízko{2}}legovaná-pevnostní ocel je druh běžné nízkolegované oceli obsahující malé množství legujících prvků (ve většině případů celkové množství nepřesahuje 3 %), její pevnost je relativně vysoká, celkový výkon je relativně dobrý a má odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení, odolnost vůči nízkým teplotám a lepší obráběcí výkon, svařovací výkon. Pod podmínkou úspory spousty vzácných legujících prvků (jako je nikl a chrom) lze obvykle 1 t běžné nízkolegované oceli použít nad 1,2 t až 1,3 t uhlíkové oceli a její životnost a rozsah použití jsou mnohem delší než u uhlíkové oceli. Tabulka 1 ukazuje chemické složení běžné nízkolegované oceli. Tabulka 2 ukazuje hlavní mechanické vlastnosti nízkolegované oceli drtiče.
Program je abaqus software konečných prvků. Protože struktura drtícího válce je odlita jako celek, v procesu analýzy a výpočtu je celý drtící válec jako materiál spojitý, jednotný celek, že jeho hustota ρ, modul pružnosti e a Poissonův poměr: Stejné, to znamená, když je materiálem nízkolegovaná ocel q345.
Pro analýzu konečných prvků napěťového válce drtiče uhlí byl nejprve vytvořen model konečných prvků drtiče v prostředí abaqus/cae. Typ prvku drtiče byl c3d4 a počet prvků byl 96126 a počet uzlů byl 18661 po rozdělení mřížky. Když jsou nastaveny okrajové podmínky, všechna omezení kromě rotace kolem středové osy jsou aplikována na vnitřní otvor ozubeného válečku. Při zatěžování je na povrch ozubeného válce aplikováno mezní zatížení drceného materiálu (za předpokladu, že povrch zubů je vystaven rovnoměrnému roznášecímu tlaku materiálu) o velikosti 250 mpa. Po výše uvedených krocích se napětí a napětí v pracovním procesu zubového válce drtiče získá řešením problému s abaqusem a statické strukturální napětí je znázorněno na obrázku 3. Z obrázku 3 je vidět, že maximální hodnota napětí je 403 mpa, když je na povrch zubů drtícího válce aplikován rovnoměrný tlak 250 mpa, což je větší než mezní hodnota meze kluzu q.45 Maximální hodnota se však nachází v malé oblasti úhlu vnějšího oblouku stojiny na levém konci drážky zubu. Vzhledem k tomu, že je méně pravděpodobné, že konec bude stlačen materiály během vlastní činnosti drtícího válce, není možný stav poddajnosti v této malé oblasti uvažován. Pro většinu oblastí napěťové drážky drtícího válce je hodnota napětí g Menší nebo rovna 300 mpa, menší než mezní hodnota kluzu materiálu q345 ocel, vzhledem k materiálu je přebytek, v materiálu nedochází k plastické deformaci. Obecně lze říci, že méně namáhaná část se objevuje v místě, kde je síla malá, kontaktní plocha malá a konstrukce nadměrně hladká. Místa, kde je napětí větší, se koncentrují do míst, kde je napětí větší a lokální ostrý úhel je nadměrný, což je v souladu se skutečným stavem a má věrohodnost.