مطارق التكسير التأثيري المصنوعة من الفولاذ Cr26 مقابل الفولاذ 35CrMo

13/12/2024

الملخص

لتحليل تأثير مواد المطرقة المختلفة على تأثير السحق لكسارة التأثير، تم إجراء القياس المجسم لكسارة التأثير Kleemann MR130 وخام النحاس. تم إنشاء نموذج UG لكسارة التأثير Kleemann MR130 واستيراده إلى برنامج EDEMتم إنشاء نموذج جزيئات خام النحاس لتحليل تأثير سحق مطارق الكسارة التأثيرية مادة Cr26 و 35GrMo، مع الأخذ في الاعتبار سرعة وطاقة الحركة الدورانية لجزيئات خام النحاس في 2.6 ~ 3.5 ثانية كمؤشرات للتقييم. تظهر نتائج المحاكاة أنه عندما يكون معدل التغذية 15٪ و 25٪ و 35٪، فإن سرعة وطاقة الحركة الدورانية لخام النحاس في الكسارة مع مادة المطرقة 35GrMo أعلى من Cr26. تحت نفس مادة المطرقة، مع زيادة معدل تغذية خام النحاس، تزداد سرعة وطاقة الحركة الدورانية لنموذج جزيئات خام النحاس بشكل كبير؛ ومن بين هذه، فإن الحد الأقصى لسرعة جسيمات خام النحاس هو 57.09 م/ث، والحد الأقصى للطاقة الحركية الدورانية هو 2269.39 جول. وتتفق نتائج الاختبار مع نتائج المحاكاة، والتي توفر أساسًا بحثيًا وفكرة جديدة لتحسين مطارق الكسارة التأثيرية وتحسين تأثير سحق خام النحاس.

كسارة التأثير ونموذج الجرانيت

نموذج الكسارة الصدمية

نظرًا لأن قدرة النمذجة لبرنامج العناصر المنفصلة EDEM ضعيفة، ولا يلزم إنشاء سوى الجزء المتصل به في عملية المحاكاة لبرنامج EDEM، فيجب تبسيط نموذجه ثلاثي الأبعاد. تم إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد للكسارة في برنامج UG، ويظهر الجزء الخارجي والداخلي لها في الشكل 1 والشكل 2.

بحث حول الكسارة التأثيرية المعتمدة على EDEM

الحجم والشكل الهندسي لخام النحاس عبارة عن متغيرات عشوائية تؤثر بشكل مباشر على تأثيره على لوحة التأثير وتأثير السحق النهائي. تركز هذه الدراسة على تأثير سحق خام النحاس بنفس الحجم والشكل الهندسي تحت مواد لوحة التأثير المختلفة. لذلك، لتحليل فشل التآكل للوحة المضادة بدقة في التجويف الداخلي المسحوق، تم تحليل خام النحاس (الشكل 3) على الفور، وبالاشتراك مع الأدبيات والبيانات ذات الصلة، تم ترتيب خام النحاس ليكون كرويًا في محاكاة العناصر المنفصلة لتسهيل بحث المحاكاة. يتم إنشاؤه كتوزيع طبيعي بنصف قطر متوسط يبلغ 185 مم وانحراف معياري يبلغ 0.191.

يتم الحصول على كثافة خام النحاس عن طريق صيغة الكثافة وطريقة الصرف، وقد كررت التجربة 60 مرة، وكانت النتيجة المتوسطة 2.793 جم/سمXNUMX.

محاكاة البرمجيات

تم ضبط نموذج الاتصال بين خام النحاس وكسارة التأثير وخام النحاس على أساس معادلة هيرتز-مايندلين (بدون انزلاق). القوة العمودية بين الجسيمات في هذا النموذج هي:

$F_{\mathrm{n}}=\frac{4}{3} E^{*}\left(R^{*}\right)^{1 / 2} \alpha^{3 / 2}$

في الصيغة أعلاه ، $ر^{*}$ هو متوسط نصف قطر جميع الجسيمات، $α$ هو مدى اتصال الجسيمات و $هـ^{*}$ هو متوسط معامل المرونة لجميع الجسيمات، ويعبر عنه على النحو التالي:

$\frac{1}{E^{*}}=\frac{1-\nu_{1}^{2}}{E_{1}}+\frac{1-\nu_{2}^{2}}{E_{2}}$

في النموذج أعلاه، ${E_{1}}$ الشكل هو معامل المرونة لجسيم واحد، و $\نو_{1}$ الشكل هو نسبة بواسون لجسيم واحد. ${E_{2}}$ و $\نو_{2}$ في نفس التعبير.

يمكن التعبير عن القوة الشعاعية على النحو التالي:

$F_{t}=-8G^{*} \sqrt {R^{*} \alpha \delta }$

في الصيغة أعلاه ، δ هي منطقة التداخل بين الجسيمات المتفاعلة، و $ج^{*}$ هو معامل القص المكافئ الذي يتم حسابه بالصيغة التالية:

$G^{*}=\frac{2-v_{1}^{2}}{G_{1}}+\frac{2-v_{2}^{2}}{G_{2}}$

في الشكل، G₁ وG₂ هما معامل القص للجسيمات 1 و2 على التوالي.

من خلال استيراد مكتبة المواد الخاصة ببرنامج العناصر المنفصلة والأدبيات ذات الصلة في المرحلة المبكرة، يتم تعيين المعلمات العالمية للمحاكاة باستخدام مادة مطارق الكسارة التأثيرية Cr26 و35GrMo (بقية مادة الكسارة هي الفولاذ) كما هو موضح في الجدول 1.

الجدول 1: المعلمات المتغيرة العالمية لمواد مطارق التكسير التأثيري Cr26 و 35GrMo
المواد	الكثافة/(كجم/م³)	نسبة بواسون	معامل القص/باسكال	عامل استرداد الاصطدام (مع خام النحاس)	معامل الاحتكاك الساكن (مع خام النحاس)	معامل الاحتكاك الديناميكي (مع خام النحاس)
خام النحاس	2790	0.2	3.0×10⁸	0.5	0.5	0.01
الفولاذ	7800	0.3	7.0×10¹⁰	0.5	0.9	0.05
Cr26	7980	0.27	7.5×10¹⁰	0.6	0.8	0.06
35 غرام	2640	0.29	5.0 × 10⁷	0.2	0.5	0.01

تم استيراد نموذج الكسارة الذي تم إنشاؤه في برنامج UG إلى برنامج EDEM، وتم تحديد مصنع الجسيمات على أنه يقع داخل الكسارة. بدأ الدوار في الدوران في الغرفة الداخلية للكسارة عند 3 × 10-⁶ ثانية. لإظهار حالة عمل الكسارة التأثيرية، يتم إصدار أمر إلى مصنع الجسيمات لتوليد 400 خام نحاس (معدل تغذية 25٪) في 2nd.5 ثانية داخل الكسارة، ويتوقف الدوار عن الدوران في 5s، وتنتهي المحاكاة في 6s. أخيرًا، يتم إصدار أمر لبرنامج EDEM لحفظ البيانات كل 0.1 ثانية للتسجيل والإخراج.

يوضح الشكل 4 توزيع قوة التأثير للوحة التأثير عندما يكون وقت المحاكاة 3 ثوانٍ. يمكن ملاحظة أن قوة تأثير لوحة التأثير تتركز بشكل أساسي في الجزء السفلي من لوحة التأثير، لذلك يمكن استنتاج أن الجزء السفلي من لوحة التأثير هو الجزء المركزي من الخام المسحوق. احتمالية فشل التآكل في هذا الجزء أكبر، ويجب تحسين قوة هذا الجزء في التصميم.

الشكل 4 مخطط سحابة القوة لمطارق التكسير التأثيري

نتائج محاكاة الكسارة التأثيرية

مقارنة وبحث نتائج المحاكاة

يقوم برنامج EDEM بتعيين الجسيم كجسم صلب في عملية المحاكاة، لذلك لا يمكنه محاكاة عملية كسر الجسيمات. ومع ذلك، يتم سحق خام النحاس في الكسارة عن طريق الاصطدام بالمطرقة واللوحة المضادة ونفسه، لذلك يمكن التحقيق في تأثير السحق بشكل غير مباشر من خلال تحليل سرعة وطاقة الحركة الدورانية لخام النحاس في فترة العمل الأولية للكسارة. باستخدام وحدة معالجة البيانات اللاحقة لبرنامج EDEM، تم اشتقاق سرعة خام النحاس وطاقة الحركة الدورانية في مواد مطرقة مختلفة لفترات تتراوح من 2.6 إلى 3.5 ثانية. (Cr₂₆ و35GrMo)، كما هو موضح في الشكل 5 والشكل 6. في الشكلين 5 و6، يمثل Cr₂₆ و35GrMo مادة المطرقة لـ Cr₂₆ و35GrMo.

الشكل 5 سرعة خام النحاس تحت مواد المطرقة المختلفة

الشكل 6 الطاقة الحركية الدورانية لخام النحاس تحت مواد مطرقة مختلفة ◆—KmTBCr₂₆؛ ■—ZG35GrMo

كما هو موضح في الشكل 5، عندما كانت مادة المطرقة Cr₂₆ و35GrMo عند نقاط زمنية 2.9 ثانية و3.1 ثانية و3.3 ثانية، كانت سرعة خام النحاس قريبة نسبيًا. في نقاط زمنية أخرى، بدت سرعة خام النحاس أكبر من سرعة Cr₂₆ عندما كانت مادة المطرقة 35GrMo. وهذا يعني أن تغيير مادة المطرقة يمكن أن يغير سرعة تأثير خام النحاس.

كما هو موضح في الشكل 6، عندما كانت مادة المطرقة Cr₂₆ و35GrMo عند نقاط زمنية 2.7 ثانية و2.9 ثانية و3.4 ثانية، كانت طاقة الحركة الدورانية لخام النحاس قريبة نسبيًا. في نقاط زمنية أخرى، كانت طاقة الحركة الدورانية لخام النحاس أكبر من طاقة Cr₂₆ عندما كانت مادة المطرقة 35GrMo. أي أن تغيير مادة المطرقة غيّر طاقة الحركة الدورانية التي يتلقاها خام النحاس. لذلك، من خلال دراسة مادة مطرقة اللوحة بطريقة العناصر المنفصلة، وجد أن مادة مطرقة التكسير كانت 35GrMo. في مرحلة العمل الأولية للكسارة، كانت سرعة التكسير وطاقة الحركة الدورانية أعلى من تلك الخاصة بمادة المطرقة مثل Cr26.

التحقق من تجربة المحاكاة لمعدلات التغذية المختلفة

وفقًا لخطوات المحاكاة، تظل جميع المعلمات دون تغيير باستثناء معدل تغذية الكسارة. عندما كانت مادة المطرقة Cr₂₆ و35GrMo، وكان معدل التغذية 15٪ و25٪ و35٪ على التوالي، تم تحليل سرعة خام النحاس وطاقة الحركة الدورانية. تظهر النتائج في الشكل 7 والشكل 8. يمثل A (15٪) سرعة خام النحاس وطاقة الدوران عندما كانت مادة المطرقة Cr₂₆، وكان معدل التغذية 15٪. يمثل B (15٪) سرعة خام النحاس وطاقة الدوران. عندما كانت مادة المطرقة 35GrMo، كان معدل التغذية 15٪، وكان الباقي هو نفسه.

الشكل 7 سرعة خام النحاس بمعدلات تغذية مختلفة ومواد مطرقة مختلفة
◆—أ(15%)؛ ■—ب(15%): ▲—أ(25%)؛
×—ب(25%)؛*—أ(35%)؛ ●—ب(35%)

الشكل 8 الطاقة الحركية الدورانية لخام النحاس تحت معدلات تغذية مختلفة ومواد مطرقة مختلفة — الشكل 8 الطاقة الحركية الدورانية لخام النحاس تحت معدلات تغذية مختلفة ومواد مطرقة اللوحة
◆—أ(15%)؛ ■—ب(15%)؛ ▲—أ(25%)؛
×—ب(25%)؛*—أ(35%)؛ ●—ب(35%)

كما هو موضح في الشكل 7، عندما يكون معدل تغذية خام النحاس 15% أو 25% أو 35%، فإن سرعة خام النحاس في الكسارة تكون مختلفة. عندما يكون معدل تغذية خام النحاس هو نفسه، تكون سرعة خام النحاس أيضًا. عندما تكون مادة المطرقة 35 جرامًا من الموليبدينوم، كانت أعلى من مادة المطرقة، والتي كانت Cr26. عندما تكون مادة مطرقة الكسارة التأثيرية هي نفسها، تزداد سرعة خام النحاس بشكل واضح مع زيادة معدل تغذية الكسارة. عندما يكون معدل تغذية خام النحاس 15%، وكانت مادة وزن اللوحة Cr26 بوقت 3.5 ثانية، كانت سرعة جزيئات خام النحاس هي الأصغر، حيث بلغت 20.97 مترًا في الثانية. عندما يكون معدل تغذية خام النحاس 35%، وكانت مادة المطرقة 35 جرامًا من الموليبدينوم، وكان الوقت 2.6 ثانية، تكون سرعة جزيئات خام النحاس هي الأعلى، وهي 57.09 مترًا في الثانية.

عندما كان معدل تغذية خام النحاس 15٪، وكانت مادة وزن اللوحة Cr26 بوقت 3.5 ثانية، كانت سرعة جزيئات خام النحاس هي الأصغر، حيث بلغت 20.97 مترًا في الثانية. عندما كان معدل تغذية خام النحاس 35٪، وكانت مادة المطرقة 35 جرامًا من الموليبدينوم، وكان الوقت 2.6 ثانية، كانت سرعة جزيئات خام النحاس هي الأعلى، حيث بلغت 57.09 مترًا في الثانية.

كما هو موضح في الشكل 8، عندما يكون معدل تغذية خام النحاس 15٪ و 25٪ و 35٪، تكون طاقة الحركة الدورانية لخام النحاس مختلفة. عندما كان معدل تغذية خام النحاس هو نفسه، كانت طاقة الحركة الدورانية لخام النحاس في الكسارة عندما كانت مادة المطرقة 35GrMo أعلى بكثير من طاقة مادة المطرقة Cr26. عندما تكون مادة مطرقة اللوحة هي نفسها، تزداد طاقة الحركة الدورانية لخام النحاس في الكسارة بشكل واضح مع زيادة معدل تغذية خام النحاس. عندما كان معدل تغذية خام النحاس 15٪، وكانت مادة المطرقة Cr26، كانت طاقة الحركة الدورانية لخام النحاس هي الأصغر، والتي كانت 1627.31J. عندما كان معدل تغذية خام النحاس 35٪، وكانت مادة المطرقة ZG35GrMo، كانت طاقة الحركة الدورانية لخام النحاس هي الأكبر، 2269.39J.

التحقق من الاختبار

استخدم جهاز تحليل حجم الجسيمات بالليزر (الشكل 9) لتحليل خام النحاس المسحوق بمواد مطرقة مختلفة ومعدلات تغذية مختلفة، خذ حجم الجسيمات الفردية الأقل من 15 مم كمعيار، ووزن وزن جزيئات خام النحاس المستخرج ووزن جزيئات خام النحاس ذات الحجم الأقل من 15 مم، واستخدم النسبة δ (المعادلة (5)) من الاثنين لتقييم تأثير السحق للجيد أو الرديء.

$\delta=\frac{m}{M}$

حيث M هو وزن جزيئات خام النحاس المستخرج؛ m هو جهاز تحليل حجم الجزيئات بالليزر المستخدم للكشف عن وزن جزيئات خام النحاس التي تلبي المعيار.

الشكل 10 تأثير سحق خام النحاس تحت معدلات تغذية مختلفة ومواد مطرقة اللوحة
◆—أ(15%): ■—ب(15%): ▲—أ(25%)؛
×—ب(25%)؛*—أ(35%)؛ ●—ب(35%)

يتم حساب تأثير السحق لكسارة التأثير مع مواد مطرقة مختلفة ومعدل تغذية في وقت واحد، وتظهر النتائج في الشكل 10.

كما هو موضح في الشكل 10، عندما يكون معدل التغذية 15٪، 25٪، 35٪، وعشرة اختبارات متكررة، فإن تأثير السحق لمادة المطرقة ZG35GrMo أفضل من تأثير مادة المطرقة Cr26. في نفس مادة المطرقة في نفس الكسارة، مع عشرة اختبارات متكررة، ظهر أفضل تأثير سحق عند معدل تغذية 35٪، وظهر أسوأ تأثير سحق عند معدل تغذية 15٪. ظهرت الكسارة مع زيادة معدل التغذية، وزاد تأثير سحق خام النحاس. النتائج متسقة مع نتائج المحاكاة.

الخاتمة والتوقعات

كانت سرعة وطاقة الحركة الدورانية لخام النحاس في الكسارة عندما كانت مادة المطرقة 35 جرامًا من الموليبدينوم أعلى بكثير من عندما كانت مادة المطرقة هي Cr26وبعبارة أخرى، كان تأثير سحق خام النحاس أفضل عندما كانت مادة المطرقة 35GrMo مقارنة عندما كانت مادة المطرقة Cr26.
تغيير معدل تغذية خام النحاس للتحقق من المحاكاة: في نفس الكسارة ونفس مادة المطرقة، مع زيادة معدل التغذية، تزداد سرعة وطاقة الحركة الدورانية لخام النحاس تدريجيًا؛ أي أن تأثير خام النحاس يكون أكثر كثافة، كلما كان تأثير التكسير أفضل. من بينها، ظهرت القيمة القصوى لسرعة خام النحاس وطاقة الحركة الدورانية في معدل التغذية بنسبة 35٪، ومادة المطرقة هي 35 جرام من الموليبدينوم، وقيمتها 57.09 م/ث و2269.39 جول.
يتم الحصول على تأثير مادة المطرقة ومعدل التغذية على تأثير التكسير من خلال مقارنة نتائج المحاكاة والاختبار، ويتم التحقق من نتائج المحاكاة. توفر النتائج أساسًا نظريًا لتحسين مطارق الكسارة التأثيرية وتحسين تأثير سحق خام النحاس.

الصفحة السابقة

تحليل وبحث حول مادة قضبان النفخ لكسارة التأثير بناءً على طريقة العناصر المنفصلة

الصفحة التالية

الصيانة الروتينية وتحليل الأعطال لكسارة التأثير من سلسلة Metso NP