Drvič na triedenie uhlia, tiež známy ako valcový drvič, sa používa hlavne na drvenie materiálov cez dva valce. Každý valec je poháňaný samostatným motorom a motor pri práci poháňa remenicu, takže dva valčeky sa relatívne otáčajú. V tomto čase sa materiál pridáva z prívodného otvoru medzi dva valce a materiál sa zavádza medzi dva valce trecou silou a zubami valca, ktorý sa drví a vypúšťa. Drvič uhlia sa používa hlavne na stredné a jemné drvenie rúd strednej-tvrdosti. Zuby valca drviča sú ovplyvnené komplexnými silami, ako je náraz materiálu a vlastná hmotnosť pri používaní, takže sa ľahko opotrebúvajú. Opotrebenie zubov valcov ovplyvní nielen efektivitu práce, ale spôsobí poškodenie aj samotného drviča. Počas spracovania a výroby by miera zhody medzi zubami valca a kontaktnou plochou telesa valca mala dosiahnuť viac ako 90%, čo je tvrdá zhoda. Akonáhle sa opotrebenie objaví so zodpovedajúcou medzerou, opotrebenie sa pri nepretržitej erózii materiálu ďalej zvýši, takže drvič je v skrytom nebezpečenstve. Zároveň opotrebenie povedie k poraneniu telesa valca, prasknutiu zubov valca, lokálnemu vypadnutiu, deformácii alebo zlomeniu upevňovacej skrutky, je ťažké ho rozobrať pri opätovnej výmene zubov valca. Je vidieť, že zuby drviaceho valca sú hlavné ľahko opotrebiteľné diely a spotreba je veľká. Preto je materiál q345 vybraný na vykonanie analýzy napätia konečných prvkov na určitom type drviaceho valca. Drviaci materiál je žula, ktorej pevnosť v tlaku je 100 mpa menšia alebo rovná 250 mpa alebo menšia a jej horná hranica 250 mpa sa aplikuje na drážku drviaceho valca na zaťaženie. Výber zubov valcov s dobrou odolnosťou proti opotrebeniu je veľmi dôležitý na zlepšenie pracovnej účinnosti valcového drviča. Materiál by sa mal vyberať primerane podľa veľkosti zubov valcov a vlastností materiálov, ktoré sa majú drviť, aby sa maximalizoval výkon a potenciál rôznych materiálov odolných voči opotrebeniu, zlepšila sa ich životnosť a znížila spotreba materiálu.
Tento článok sa zaoberá najmä výberom materiáludrvič veľkosti uhliavalčekom a demonštruje racionalitu výberu materiálu prostredníctvom analýzy sily konečných prvkov. Bežná nízkolegovaná oceľ s vysokou pevnosťou je voľbou pri navrhovaní a výrobe lámačov valcov. Bežná nízko{2}}legovaná vysoko{3}}pevná oceľ je druh bežnej nízkolegovanej ocele, ktorá obsahuje malé množstvo legujúcich prvkov (vo väčšine prípadov celkové množstvo nepresahuje 3 %), jej pevnosť je relatívne vysoká, celkový výkon je relatívne dobrý a má odolnosť proti korózii, opotrebeniu, odolnosť voči nízkym teplotám a lepší výkon pri obrábaní a zváraní. Pod podmienkou šetrenia množstva vzácnych legujúcich prvkov (ako je nikel a chróm) možno zvyčajne 1 t obyčajnej nízkolegovanej ocele použiť nad 1,2 t až 1,3 t uhlíkovej ocele a jej životnosť a rozsah použitia sú oveľa dlhšie ako u uhlíkovej ocele. Tabuľka 1 ukazuje chemické zloženie bežnej nízkolegovanej ocele. Tabuľka 2 ukazuje hlavné mechanické vlastnosti nízkolegovanej ocele drviča.
Program je softvér konečných prvkov abaqus. Pretože štruktúra drviaceho valca je odliata ako celok, v procese analýzy a výpočtu je celý drviaci valec ako materiál súvislý, rovnomerný celok, že jeho hustota ρ, modul pružnosti e a Poissonov pomer: Rovnaké, to znamená, keď je materiálom nízkolegovaná oceľ q345.
Pre analýzu napätia pomocou konečných prvkov valca drviča na triedenie uhlia bol model konečných prvkov valca drviča prvýkrát vytvorený v prostredí abaqus/cae. Typ prvku drviča bol c3d4 a počet prvkov bol 96126 a počet uzlov bol 18661 po rozdelení mriežky. Keď sú nastavené okrajové podmienky, všetky obmedzenia okrem otáčania okolo stredovej osi sa aplikujú na vnútorný otvor zubového valca. Počas nakladania sa na povrch zubového valca aplikuje medzné zaťaženie drveného materiálu (za predpokladu, že povrch zubov je vystavený rovnomernému rozdeľovaciemu tlaku materiálu) a má veľkosť 250 mpa. Po vyššie uvedených krokoch sa napätie a napätie v pracovnom procese zubového valca drviča získajú vyriešením problému s abaqus a statické štrukturálne napätie je znázornené na obrázku 3. Z obrázku 3 je vidieť, že maximálna hodnota napätia je 403 mpa, keď je na povrch zubov drviaceho valca aplikovaný rovnomerný tlak 250 mpa, ktorý je väčší ako medzná hodnota medze klzu ocele q45 Maximálna hodnota sa však nachádza v malej oblasti uhla vonkajšieho oblúka stojiny na ľavom konci drážky zuba. Vzhľadom na to, že je menej pravdepodobné, že koniec bude stlačený materiálmi počas skutočnej činnosti drviaceho valca, možný stav poddajnosti na tejto malej ploche sa nezohľadňuje. Pre väčšinu oblastí napäťovej drážky drviaceho valca je hodnota napätia g menšia alebo rovná 300 mpa, menšia ako hodnota medze klzu materiálu q345 oceľ, vzhľadom na materiál je prebytok, materiál nenastane plastická deformácia. Všeobecne povedané, menej namáhaná časť sa objavuje v mieste, kde je sila malá, styčná plocha je malá a štruktúra je nadmerne hladká. Miesta, kde je napätie väčšie, sú sústredené v miestach, kde je napätie väčšie a lokálny ostrý uhol je nadmerný, čo je v súlade so skutočnou situáciou a má vierohodnosť.