Mineraaliliimalaitteetmurtaa materiaali kolmessa vaiheessa. Ensimmäisessä ja kolmannessa vaiheessa materiaali rikotaan leikkaamalla ja sihisemällä hampaiden kärkiä. Telan hampaiden kuormitus kasvaa leikkaussyvyyden kasvaessa. Kun leikkaussyvyys saavuttaa tietyn asteen, materiaalin paikallinen jännitys ylittää sen suurimman murskauslujuuden, jolloin materiaali erottuu paikallisesti eteenpäin. Romahduksen tapahtuessa rullan hampaiden kuormitus laskee jyrkästi. Kuvassa näkyy selkeästi rullan hampaiden kuormituksen ja toiminta-ajan välinen suhde. Toinen vaihe katkeaa hampaiden takaosan suhteellisella toiminnalla materiaalin leikkaamiseksi, sen lisäksi, että voiman rooli on erilainen, tangon hampaiden kuormituksen muutos on hyvin samanlainen. Lisäksi mineraaliliimaajilla on pakkopurkauksen toiminto, joten voi syntyä äärimmäinen tilanne, että hammasrulla juuttuu äkillisesti ei--murskautuvien vieraiden aineiden takia, jolloin hammastelan liike-energia imeytyy lähes kokonaan telan hampaisiin. Yhteenvetona voidaan katsoa, että telan hampaiden tyypilliset kuormitusolosuhteet ovat seuraavat.
Ensimmäisen ja kolmannen vaiheen murskausolosuhteissa, ensimmäisen ja kolmannen vaiheen murskausprosessissa, materiaali rikotaan leikkaamalla ja repeytymällä hampaan kärkeä. Siksi tässä tilassa on tasainen paine p pitkin nostimen leikkauspintaa.
P-0mix(1) p·s·rm,(2), jossa σmx on katkenneen materiaalin suurin murskauslujuus: m, on hammastelan nimellismomentti, r on hampaan kärjen pyörimissäde, s on hampaan kärjen suurin poikkileikkauspinta-ala materiaaliin.
2 Mineraaliliimalaitteettelan hampaiden elementtianalyysi
2.1 Elementtianalyysimallin asianmukaisen yksinkertaistamisen jälkeen ansys-elementtikirjastossa oleva stif85 valitaan analysoitavaksi, koska yrityksemme suunnittelemien telan hampaiden muoto on erittäin epäsäännöllinen. Hampaan kärki on kuormitusosa, ja se on oikein salattu ristikkoa jaettaessa. Elementtimalli koostuu 349 elementistä ja 437 solmusta.
2.2 Vanhempien hillitseminen
Hammaskansi on kiinnitetty hammasrenkaaseen kiristyspultilla. Todellisen tilanteen simuloimiseksi hammastangon kolme linjasiirtymää pultin asennon liitoksen lähellä on rajoitettu elementtianalyysissä. Näin se toisaalta mukautuu todelliseen tilanteeseen ja toisaalta sillä voidaan myös tarkistaa pultin lujuus analyysituloksen rajoitusreaktiolla.
2.3 Analyysitulokset laskemalla apolo-dn580:n jännitysjakaumatmineraaliliimauslaitteettelan hampaat kolmessa työolosuhteessa
(1) Työolosuhteissa 1 ja 3 suurin jännityspiste esiintyy tietyllä syvyydellä hampaan kärjestä ja lähellä hampaan pinnan yläosaa. Tämä on väistämätön seuraus hampaan yläosan epäsymmetrisestä suunnittelusta. Lisäksi kaarisiirtymän jännitysarvo hampaan kärjen juurella on myös suurempi kuin viereisellä alueella, mikä osoittaa, että hampaan kärkeen kohdistuu paineen lisäksi myös taivutusmomentti 1,3 työoloissa.
(2) Käyttöolosuhteissa 2 maksimijännityspiste esiintyy tietyllä syvyydellä hampaan takaa ja lähellä hampaan kärkeä. Hampaan kahden sisäkulman jännitysarvo on myös huomattavasti suurempi kuin viereisten alueiden jännitysarvo, mikä johtuu sisäkulman jännityksestä.
(3) Taulukosta 1 voidaan nähdä, että jännitystila jumiutuneessa tilassa on paljon huonompi kuin muissa olosuhteissa. Laskettu maksimiekvivalenttijännitys näissä olosuhteissa on 840mpa, kun taas materiaalin myötöraja on 883mpa. Siksi hampaiden lujuus voi silti täyttää vaatimukset, kun hammasrullat äkillisesti lukittuvat.