Drobilica za ugalj, također poznat kao valjkasta drobilica, uglavnom se koristi za drobljenje materijala kroz dva valjka. Svaki valjak pokreće poseban motor, a motor pokreće remenicu tokom rada, tako da dva valjka vrše relativnu rotaciju. U ovom trenutku, materijal se dodaje iz ulaza za dovod između dva valjka, a materijal se unosi između dva valjka pomoću sile trenja i zubaca valjka, koji se drobi i ispušta. Drobilica za ugalj se uglavnom koristi za srednje i fino drobljenje ruda srednje tvrdoće. Zupci kotrljaja drobilice su pod uticajem sveobuhvatnih sila kao što su udar materijala i mrtva težina u upotrebi, tako da je jednostavan za nošenje. Habanje zubaca valjka ne samo da će uticati na efikasnost rada, već će i oštetiti samu drobilicu. Tokom obrade i proizvodnje, stopa podudaranja između zubaca valjka i kontaktne površine tijela valjka treba dostići više od 90%, što je teško podudaranje. Jednom kada se habanje pojavi sa odgovarajućim zazorom, habanje će se dodatno povećati pod kontinuiranom erozijom materijala, tako da je drobilica u skrivenom opasnom stanju. U isto vrijeme, habanje će dovesti do ozljede tijela kotrljanja, pucanja zubaca kotrljanja, lokalnog otpadanja, deformacije ili loma vijka za pričvršćivanje, teško ga je rastaviti pri ponovnoj zamjeni zubaca kotrljanja. Vidi se da su zupci valjka za drobljenje glavni lako habajući delovi i da je potrošnja velika. Stoga je q345 materijal odabran za izvođenje analize naprezanja konačnih elemenata na određenom tipu valjaka za drobljenje. Materijal za drobljenje je granit, čija je tlačna čvrstoća 100mpa manja ili jednaka 250mpa, a gornja granica od 250mpa se primjenjuje na žljeb valjka za drobljenje za utovar. Izbor zubaca valjaka sa dobrom otpornošću na habanje je veoma važan za poboljšanje radne efikasnosti valjkaste drobilice. Materijal treba razumno odabrati u skladu sa veličinom zubaca valjka i svojstvima materijala koji se drobi, kako bi se maksimizirale performanse i potencijal različitih materijala{19}}otpornih na habanje, poboljšao njihov vijek trajanja i smanjila potrošnja materijala.
Ovaj rad uglavnom govori o odabiru materijaladrobilica za ugaljvaljak, te demonstrira racionalnost odabira materijala kroz analizu sila konačnih elemenata. Uobičajeni niskolegirani čelik visoke čvrstoće je izbor u dizajnu i proizvodnji lomaca valjaka. Obični nisko{2}}legirani čelik visoke čvrstoće je vrsta običnog nisko{4}}legiranog čelika koji sadrži malu količinu legirajućih elemenata (u većini slučajeva ukupna količina nije veća od 3%), njegova čvrstoća je relativno visoka, sveobuhvatne performanse su relativno dobre, i ima otpornost na koroziju, otpornost na habanje, otpornost na niske temperature i bolje performanse. Pod uslovom da se uštedi mnogo oskudnih legirajućih elemenata (kao što su nikl i hrom), obično se 1 t običnog niskolegiranog čelika može koristiti preko 1,2t do 1,3t ugljeničnog čelika, a njegov radni vek i opseg upotrebe su mnogo duži od ugljeničnog čelika. U tabeli 1 prikazan je hemijski sastav uobičajenog niskolegiranog čelika. U tabeli 2 prikazana su glavna mehanička svojstva niskolegiranog čelika za drobilice.
Program je abaqus softver konačnih elemenata. Budući da se struktura valjka za drobljenje lijeva kao cjelina, u procesu analize i proračuna, cijeli valjak za drobljenje kao materijal kontinuirana, ujednačena cjelina, da je njegova gustina ρ, modul elastičnosti e i poissonov odnos: Isti, odnosno kada je materijal q345 niskolegirani čelik.
Za analizu napona konačnih elemenata valjka drobilice za ugalj, model konačnih elemenata valjka drobilice je prvi put uspostavljen u abaqus/cae okruženju. Tip elementa drobilice je bio c3d4, a broj elemenata je bio 96126 i broj čvorova 18661 nakon podjele mreže. Kada su granični uvjeti postavljeni, sva ograničenja osim rotacije oko središnje ose primjenjuju se na unutrašnju rupu zupčastog valjka. Prilikom opterećenja, granično opterećenje usitnjenog materijala (pod pretpostavkom da je površina zuba podvrgnuta ravnomjernom distributivnom pritisku materijala) se primjenjuje na površinu zupčaste rolne, a veličina je 250mpa. Nakon gore navedenih koraka, naprezanje i naprezanje u procesu rada zupčastog valjka drobilice dobijaju se rješavanjem zadatka sa abakusom, a statičko naprezanje konstrukcije prikazano je na slici 3. Sa slike 3 se vidi da je maksimalna vrijednost naprezanja 403mpa kada se na površinu primijeni ravnomjerni pritisak od 250 mpa na površinu valjka za drobljenje, što je granična vrijednost valjaka za drobljenje q34 te čelika. Međutim, maksimalna vrijednost se nalazi u malom području kuta vanjskog luka mreže na lijevom kraju žlijeba za zube. S obzirom da je manja vjerovatnoća da će kraj biti stisnut materijalima tokom samog rada valjka za drobljenje, moguće stanje popuštanja na ovoj maloj površini se ne razmatra. Za većinu područja žlijeba za naprezanje valjaka za drobljenje, vrijednost naprezanja g manja ili jednaka 300mpa, manja od granične vrijednosti popuštanja materijala q345 čelika, u odnosu na materijal postoji višak, materijal ne dolazi do plastične deformacije. Uopšteno govoreći, manje napregnuti dio se pojavljuje na mjestu gdje je sila mala, kontaktna površina je malobrojna i struktura je pretjerano glatka. Mjesta gdje je napon veći koncentrisan su na mjestima gdje je stres veći, a lokalni oštri ugao je prevelik, što je u skladu sa stvarnom situacijom i ima vjerodostojnost.