Nghiên cứu tính toán mô phỏng hoạt động của máy nghiền bi phục vụ công tác nghiền,đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI – CS.2 LIÊN BỘ MƠN CƠ KHÍ BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG  THUYẾT MINH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN Đề tài : “NGUYÊN CỨU TÍNH TỐN MƠ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NGHIỀN BI PHỤC VỤ CÔNG TÁC NGHIỀN” GVHD : Th.s Nguyễn Văn Dũng SVTH : Nguyễn Hải Đăng Nguyễn Tuấn Vũ Vũ Minh Nghĩa Trần Văn Hiếu Lớp Tp.Hồ Chí Minh 2012 : CGH – K49 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Mục lục NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN LỜI NÓI ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY NGHIỀN ĐÁ 1.1Giới thiệu công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng 1.1.1 Máy nghiền hạt: 1.1.2-Máy nghiền bột: theo nguyên tắc làm việc phân làm loại sau: CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY NGHIỀN BI 10 2.1 - khái niệm chung 10 2.1.1Lĩnh vực áp dụng 10 2.1.2 Phân loại 10 2.2kết cấu số máy nghiền bi 12 2.2.1 Máy nghiền bi làm việc theo chu kì 12 2.2.2 Máy nghiền bi làm việc liên tục, dỡ liệu qua vách bên phải 13 2.2.3-Máy nghiền bi dỡ liệu qua vỏ tang nghiền 15 2.2.4Máy nghiền bi dạng ống 16 2.2.5 Máy nghiền bột không bi( đạn) 18 2.2.6 Nguyên lý chung việc bóc, tách, nghiền vỡ vật liệu dây truyền làm việc thực tế 19 Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 2.3 Một số hình ảnh thực tế: 20 CHƯƠNG : XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP LÝ 21 3.1 Phân tích q trình làm việc ảnh hưởng vận tốc đến trình nghiền 21 3.2 Lập sơ đồ tính tốn động học máy trình làm việc 26 3.2.1.Xác định mức độ chất thải li hợp cho tang nghiền 26 3.2.2 Tính cơng suất động : 27 3.3.Tính tốn động lực học kết cấu máy 30 3.3.1.Tính suất máy nghiền bi dạng ống 30 3.3.2 Tính bền vỏ tang nghiền : 32 CHƯƠNG 35 MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH NGHIỀN BI 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………… ………….,ngày……tháng……năm 2012 Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 LỜI NĨI ĐẦU Trong giai đoạn cơng nghiệp hóa đại hóa việc xây dựng cơng trình nhà ở, cơng trình cơng nghiệp, cơng trình giao thơng cần thiết Xi măng thứ vật liệu khơng thể thiếu q trình xây dựng Vì để có ngun vật liệu xi măng tốt cần công cụ chế biến tốt, khơng nhắc tới máy nghiền bi Hiện máy nghiền bi xuất ngày nhiều nhà máy xi măng Để cung cấp lượng lớn xi măng cho q trình xây dựng Địi hỏi phải có số lượng lớn Đi đơi với ngun vật liệu thiết bị máy móc sản xuất chúng,mà cần nhiều Với chúng em sinh viên giao đề tài máy nghiền bi dung đề tài, đồ án… Trong nhà máy xi măng vai trị nghiền crinken đóng mọt vai trị quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng xi măng việc nghiên cứu trình làm việc máy, xây dựng mơ hình tốn để xác định thơng số làm việc tối ưu : vận tốc quay tang nghiền, quỹ đạo chuyển động, lực va đập bi vào vật liệu, từ đưa chế độ làm việc hợp lý cho máy, góp phần mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật việc “Nghiên cứu tính tốn mơ hoạt động cuả máy nghiền bi phục vụ cơng tác nghiền clinker” có ý nghĩ thực tiễn quan trọng Sau thời gian làm đề tài, chúng em hồn thành nhiệm vụ Trong trình thiết kế, chúng em hướng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Văn Dũng thầy khoa khí trường “Đại học Giao Thơng Vận Tải sở “ Do trình độ thời gian có hạn ,kiến thức kinh nghiệm cịn ít,tài liệu tham khảo cịn thiếu thốn Do đề tài cịn có thiếu sót,mong thầy giúp đỡ Cuối em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô bạn giúp chúng em hồn thành đề tài Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 ĐẶT VẤN ĐỀ -Trong xu phát triển phát triển cơng nghiệp hóa đại hóa ln đơi với phát triển ngành công nghiệp xây dựng Để xây dựng nên cơng trình ngun vật liệu quan trọng Trong xi măng vật liệu khơng thể thiếu Sản xuất xi măng cần máy móc cơng nghệ cao để đạt suất mong muốn Chúng ta không nhắc tới máy nghiền bi, loại máy dung để nghiền clinker xi măng - Ngày ngành sản xuất ximăng nước ta có nhiều tiến rõ rệt ,với góp mặt nhiều nhà máy xi măng lớn khắp nước : Xi măng Hoàng Thạch, xi măng Bỉm Sơn, xi măng Hoàng Mai, xi măng Hải Vân, xi măng Hà Tiên ….Vì cơng việc vận hành ,sửa chửa ,phục hồi bảo dưỡng máy ,các phận ,các chi tiết dây chuyền sản xuất xi măng quan trọng cần thiết Trong thời gian làm đề tài em quan tâm tới vấn đề đặc biệt máy nghiền bi sữ dụng để nghiền xi măng phận có tính định toàn dây chuyền sản xuất Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 CHƯƠNG 1: ĐÁ GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY NGHIỀN 1.1Giới thiệu công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng - Theo kích thước sản phẩm ,máy nghiền phân thành máy nghiền hạt nghiền bột 1.1.1 Máy nghiền hạt: - Theo nguyên tắc làm việc ,máy nghiền hạt có dạng sau: + Máy nghiền má :Bộ phận làm việc hai má nghiền.Hạt vật liệu bị phá vỡ tác dụng ép, uốn miết vỡ cục khi hai má nghiền tiến sát vào Máy nghiền má + Máy nghiền nón : Bộ phận làm việc hai nón nghiền,trong nón bên có chuyển động lệch tâm so với nón ngồi Hạt vật liệu nằm khoảng khơng gian hai nón nghiền bị phá vỡ đồng thời ép,uốn miết vỡ cục Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Máy nghiền côn + Máy nghiền trục : Bộ phận làm việc hai trục nghiền quay ngược chiều Vật liệu nghiền nạp hai trục bị ép vỡ Khi hai trục có tốc độ quay khác hạt vật liệu bị nghiền miết vỡ Máy nghiền trục + Máy nghiền va đập : Theo cấu tạo phân thành máy nghiền búa máy nghiền roto Trong máy nghiền búa ,búa nối với khớp quay khớp xoay, đá bị phá vỡ tác dụng va đập miết vỡ đầu búa Ở máy nghiền roto ,đầu va đập ghép cứng với đĩa quay.Đá bị phá hủy tác động va đập đầu búa ,của chắn va đập viên đá với Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Máy nghiền va đập + Một số loại máy khác ( nghiền hàm máy xay) dùng để nghiền hạt nghiền bột,vì nguyên tắc cấu tạo chúng nêu cụ thể mục riêng Máy nghiền hàm 1.1.2-Máy nghiền bột: theo nguyên tắc làm việc phân làm loại sau: + Tang nghiền :Bộ phận chủ yếu tang trống quay rung Trong tang trống có cục thép hình cầu hình trụ khơng có chúng Vật liệu nghiền nhỏ tác dụng va đập cục thép nghiền miết vỡ hạt vật liệu với hạt vật liệu với lót tang nghiền Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 + Máy xây lắc : Ở loại máy vật liệu bị ép vỡ miết vỡ lăn thành bên nồi nghiền Con lăn hình trụ lắp với trục quay đứng qua cần lắc khớp quay + Máy nghiền bột va đập : Bộ phận va đập đầu búa,búa dược ghép cứng ghép xoay ( lề ) với đĩa quay Vật liệu nghiền mịn va đập đầu búaquay với tốc độ cao Bột mịn có kích thước cố định lên cao ,ra khỏi buồng nghiền nhờ tác dụng dịng khí có tốc độ thích hợp + Máy nghiền phun: Bột đá vận chuyển dòng khí có tốc độ cao Vật liệu nghiền mịn di chuyển nhờ ma sát va đập chúng với vật liệu với lót buồng nghiền Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Thay (19) vào ta được: 0= Góc 0 +90 + -900 =4 tương ứng với cung tròn mà vật liệu chuyển động cung tang là: 2= 3600 - = 3600 =4 Với tốc độ quay tang la n(vịng /s) góc Để quay góc 0= 600 cần có thời gian t là: θ2 360o − 4.600 0,334 = ≈ t1= 3600 n 360 n n (23) Thời gian cần để chuyển động theo quĩ đạo parabol thời gian cần để vật liệu hết quãng đường X B với vận tốc v Vậy ta có: = t2 R0 sin α cos α 0, 274 XB = = 2π R0 n cos α VCOSα n Như ,một chu kì tính sau: T ck = t1 += t2 0,334 0, 274 0, 608 + = n n n Số chu kì lớp vật liệu tương đương vịng quay tang là: = Z 0, 608 = : 1, 64 n n Công suất cuả động tính sau: N = A.n.Z A.ω.Z = 1000.η 2π 1000.η (KW) (24) Trong :A= 1,514m ch g.R,ở mch =1,14m 0,14m khối lượng vật liệu nghiền : η - hiệu suất truyền động Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 29 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 R: bán kính của máy nghiền (m), m- khối lượng bi (kg) , – tốc độ góc tang (1/s), Z= 1,64 số chu kì vịng quay tang Thay tất vào (24) ta có kết : N đc = 0, 45mRgω 1000η (KW) Khối lượng bi nghiền tính theo cơng thức sau: m= µϕγπ R L (kg) : ϕ - hệ số nạp liệu ( ϕ =0,3 0,35) µ - hệ số rỗng( µ =0,57) γ -khối lượng cuả bi thép( γ =7800kg/ ) L: chiều dài buồng nghiền (m), R: bán kính tang(m) 3.3.Tính tốn động lực học kết cấu máy 3.3.1.Tính suất máy nghiền bi dạng ống Năng suất máy nghiền phụ thuộc vào nhiều yếu tố :kết cấu,dạng thành phần bi nghiền ,tính chất vật liệu bi nghiền , độ mịn phải đạt vv….đến chưa tác giả đưa đươc phương pháp tính suất cách xác ,mà tồn số công thức thực nghiệm số cơng thức sau: m V Q= 6, 45 D ( )0,8 q.K (t/h) (25) Trong : D – đường kính tang (m), m –khối lương bi(t) , V- thể tích làm việc máy (m3) ,q – suất riêng máy (t/KW.h) tính cơng suất có ích với clinker q = 0,035-0,04 ; K –hệ số ảnh hưởng độ mịn lại sang số K 0,59 Lớp Cơ Giới Hóa K49 0,65 0,61 10 12 15 20 0,77 0,82 0,86 1.0 1.09 1.21 1.42 Page 30 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Ta thử tính tốn máy nghiền bi có : Đường kính D = m Chiều dài L = m Đường kính bi sắt d = 0,1 m ,có khối lượng 0,922 kg Thể tích máy nghiền bi := V π D L = π 22 15, = Chọn q = 0,04 Ta tính tốn ảnh hưởng độ mịn xi mang tạo với nâng suất máy Bảng thông số giá trị Q k 0.59 0.65 0.61 0.77 0.82 0.86 1.09 1.21 1.42 m V Q= 6, 45 D ( )0,8 q.K 0.55695 0.61359 0.57583 0.72686 0.77406 0.81182 0.94398 1.02894 1.14222 1.34045 Đồ thị suất máy nghiền bi Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 31 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Nhận xét : Từ đồ thị ta thấy hệ số độ mịn lớn thi suất máy lớn 3.3.2 Tính bền vỏ tang nghiền : Tang nghiền coi mơt dầm trịn chịu uồn xoắn momen uốn lực tĩnh lực li tâm gây Hình 14 ; Sơ đồ tác dụng lên tang biểu đồ mô men Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 32 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Lực tĩnh bao gồm trọng lưc thành phần quay ∑G , vật liệu nghiền (bi+vật liệu G ch ∑G = G + G + G3 + G4 (N) (26) Trong đó: G ,G ,G – trọng lượng cuả tang lót ,của mặt bít đầu vách ngắt ; G - trọng lượng khớp trục dẫn động tâm G ch =(mg+m vl g).k =(G b + G VL ).k (N) (27) Trong :G b – trọng lượng cuả bi (N) G vl – trọng lượng vật liệu (N) k- hệ số kể đến khối lượng tham gia qyay t TCK 0,334 0, 608 tang trị số k tỉ số thời gian= = 0,55 khối lượng chung tham gia quay tang : m ch = 0,55(m+0,14m)= 0,627m,trong 0,14m –khối lượng vật liệu nghiền , m – khối lượng bi nghiền trọng lượng chung cuả khối quay tang : G ch =0,627mg=0,627G b (N) (28) Lực li tâm mch sinh P= 0, 627mω R (29) (N) Trong : ω = 2,38/ ta có : P = 3,56m (30) Đặt lực P,G ch trọng tâm khối lượng chung tham gia quay ( hình 1.71),cần ý : = ϕ 180 − α = 600 Lực tổng G ch P T: Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 33 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 T= P + Gch2 − PGch cos1200 = P + Gch2 + PGch (31) Hợp lực T G điểm C ta Q: (N) T= Góc hồn tồn xác định theo đồ họa theo tỉ lệ cạnh ,thường lấy xấp xỉ =160 ta có : (N) T= Sau chiếu Q lên trục thẳng đứng ta có: : Xác định theo đồ họa , =5 Lực Q phân bố theo chiều dài tang Lực phân bố q là: q= L chiều dài tang Mô men uốn tang lớn max là: Trên đoạn từ khớp nối tới ổ đỡ cổ trục chịu tồn mơ men xoắn: Trong đó: N – Công suất trục tang , (KW) : w – Tốc độ góc ( Do ma sát ổ ,nên mô men xoắn giảm lượng là: (N.m) Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 34 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Trong : trục , (m) - Phản lực ổ, (N) ; – Hệ số ma sát ổ : r – Bán kính cổ Dọc theo chiều dài tang ,mơ men xoắn giảm theo tỉ lệ đạt giá trị ổ A.Hiển nhiên mặt cắt nguy hiểm tang ,mơ men tương đương tính : Ứng suất mặt cắt nguy hiểm : : Trong :K = 0,8 – hệ số giảm bền khoan lỗ bắt bu lơng lót : W = , W – Mô men chống uốn ,ở ( ) –Bán kính ngồi tang nghiền CHƯƠNG : MƠ PHỎNG Q TRÌNH NGHIỀN BI -Giới thiệu số video nói nguyên lý hoạt động máy nghiền bi Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 35 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận - Trong đề tài áp dụng lý thuyết tính tốn thông số máy nghiền bi Và giới thiệu số loại máy nghiền đá, hình ảnh thục tế loại máy chuyên dung -Do thời gian trình độ đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên nhiều hạn chế nên tìm hiểu lý thuyết thơng số mô hoạt động nguyên lý làm việc máy nghiền bi 2.Kết luận - Đề tài cần quan tâm đầu tư nhà trường để phát triển nghiên cứu thiết kế thiết bị sản xuất xi măng để cung cấp cho nhà máy xí nghiệp -Nếu có điều kiện kinh phí nghiên cứu thêm máy nghiền bi sử dụng công nghệ đại cho suất cao việc sản xuất xi măng cung ứng cho ngành xây dựng Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 36 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 TÀI LIỆU THAM KHẢO [01] PGS.TS Trần Vǎn Tuấn, ThS Nguyễn Kiếm Anh, TS Nguyễn Thiệu Xuân, KS Đoàn Tài Ngọ (Chủ biên), KS Nguyễn Thị Thanh Mai Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng [02] TS Trương Tất Đích Chi tiết máy Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 2001 [03] Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thường Tính tốn máy trục Nhà xuất khoa học kỹ thuật [04] Nguyeãn Văn Hợp, Phạm Thị Nghóa Giáo trình kết cấu thép máy xây dựng xếp dỡ Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 37 Báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên 2012 Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 2006 [05] Trần Đính Quý, Trương Nguyễn Trung Kỹ thuật chế tạo máy (tập 1-2) Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 2005 [06] PGS.TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập - 2) Nhà xuất Đại học bách khoa Hà Nội [07] Tailieu.vn mạng internet Lớp Cơ Giới Hóa K49 Page 38 Mẫu báo cáo tóm tắt đề tài NCKH sinh viên Nghiên cứu tính tốn mơ hoạt động cuả máy nghiền bi phục vụ công tác nghiền clinker Research simulations mill operations of the service of the clinker grinding Author: Nguyễn Hải Đăng Nguyễn Tuấn Vũ Trần Văn Hiếu Vũ Minh Nghĩa Trường Đại học Giao thông Vận tải – Cơ sở II e-Mail: tuanvuk49@gmail.com Tóm tắt Trong xu phát triển phát triển cơng nghiệp hóa đại hóa ln đơi với phát triển ngành công nghiệp xây dựng Để xây dựng nên cơng trình ngun vật liệu quan trọng Trong xi măng vật liệu thiếu Sản xuất xi măng cần máy móc cơng nghệ cao để đạt suất mong muốn Chúng ta không nhắc tới máy nghiền bi, loại máy dung để nghiền clinker xi măng Ngày ngành sản xuất ximăng nước ta có nhiều tiến rõ rệt ,với góp mặt nhiều nhà máy xi măng lớn khắp nước : Xi măng Hoàng Thạch, xi măng Bỉm Sơn, xi măng Hoàng Mai, xi măng Hải Vân, xi măng Hà Tiên ….Vì công việc vận hành ,sửa chửa ,phục hồi bảo dưỡng máy ,các phận ,các chi tiết dây chuyền sản xuất xi măng quan trọng cần thiết Trong thời gian làm đề tài em quan tâm tới vấn đề đặc biệt máy nghiền bi sữ dụng để nghiền xi măng phận có tính định toàn dây chuyền sản xuất GVHD : NGUYỄN VĂN DŨNG Abstract In the current development trend is the development of industrial modernization go handwith the development of the construction industry To build th eir works, are importantmaterials In which the cement is indispensable materials Cement production, the needfor hi-tech machines can achieve the desired performance We can not not mention theball mills, a machine used to grind the cement clinker Today the cement industry in our country has clearly made progress, with the presence of several large cement plants around the country: Hoang Thach Cement, Bim Son Cement, Hoang Mai Cement, cement Customs Van, Ha Tien cement So theoperation, repair, restoration and maintenance of machinery and parts, the details in thecement production line is very important and necessary In my time as the subject wasvery interested in these issues and particularly ball mills used for grinding cement is adecisive part for the whole production line Trang Mẫu báo cáo tóm tắt đề tài NCKH sinh viên Phần mở đầu Trong nhà máy xi măng vai trị nghiền crinken đóng mọt vai trị quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng xi măng việc nghiên cứu trình làm việc máy, xây dựng mơ hình tốn để xác định thơng số làm việc tối ưu : vận tốc quay tang nghiền, quỹ đạo chuyển động, lực va đập bi vào vật liệu, từ đưa chế độ làm việc hợp lý cho máy, góp phần mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật việc “Nghiên cứu tính tốn mơ hoạt động cuả máy nghiền bi phục vụ cơng tác nghiền clinker” có ý nghĩ thực tiễn quan trọng Nội dung 2.1 Xác định thông số làm việc máy nghiền bi Khái niệm chung: Máy nghiền bi máy chủ đạo để nghiền bột vật liệu Dựa vào tỉ số chiều dài đường kính máy nghiền mà máy nghiền bi chia làm loại : nghiền bi tang nghiền bi ống L = ÷ - Nghiền bi dạng tang: D L = ÷ - Nghiền bi dạng ống ; D Trong : L - chiều dài ; D – Đường kính vỏ máy 2.1.2 Kết cấu số máy nghiền bi Máy ngiền bi chu kỳ Máy nghiền bi liên tục dỡ liệu qua vách phải Máy nghiền bi dỡ liệu qua vỏ tang nghiền Máy nghiền bi dạng ống bi Xây dựng chương trình xác định chế độ làm việc hợp lý Phân tích q trình làm việc ảnh hưởng vận tốc đến trình nghiền GVHD : NGUYỄN VĂN DŨNG (7) Ta khảo sát với máy nghiền bi với thông số sau, R = (m), R bán kính máy nghiền bi, g = 9,81 (m/s2) , g gia tốc trọng trường Từ công thức (7) ta tìm góc α hợp lí để tạo vận tốc ứng với vận tốc góc ɷ hl Thay vào (6) ta có : y B = x B tgα- xB Rcos3α (8) Quỹ đạo chuyển động tròn viên bi thép hệ tọa độ ( X 0Y o ) Có thể biểu diễn sau x12 + y12 = R2 Từ ( hình 12 ) ta có quan hệ : x =x B –Rsinα y = y B –Rcosα Thay (10) vào (9) ta : ( 9) ( 10) xB2 + yB2 − RxB sin α − RyB cosα = (11) Thay tiếp y B ( 6) vào( 9) ta : xB3 xB ( − sin α ) = R cos α R cos α (12) Vì quỹ đạo parabol cắt đường trịn A (gốc tọa độ) nên nghiệm x1=x2=x3=0 ta có biểu thức sau: xB − sin α ) = R cos α (13) x B = 4Rcos2 α.sinα Thay (14) vào (8) ta : y B = -4Rsin2α.cosα (14) ( Sơ đồ nguyên lí máy nghiền bi gcosα R R Với v= ω th R= (15) Lực va đập hợp lý y B đạt giá trị lớn Lấy đạo hàm (15) theo α cho triệt tiêu ta : y’ = 8Rsinα.cos2α- 4Rsin3α = 4Rsinα(2cos2α-sin2α) = R,α ≠ : 2cos2α – sin2α = 0; 2- tg2α = 0; tg2α = 2; hay α= 54040’ Thay α= 54040’ vào (3) ta : ω hl = g cos 54o 40 ' = 2,38 R R rad/s (16) R tính m Trong việc tính tốn máy nghiền bi có bán kính R =1m Suy ω hl = 9,81cos 54o 40 ' = 2,38 rad/s Trang Mẫu báo cáo tóm tắt đề tài NCKH sinh viên Nhận xét : Với đồ thị vận tốc khoảng cách Y B Ứng với góc α = 550 máy nghiền bi tạo lực đập tốt trình nghiền clinken thành xi măng R sin α − R cos α R Sinβ= y /R = Sinβ= -(4cos3α-3cosα)-cos3α Sinβ=-cos3α= cos(π-3α) Cos(π/2-β)= cos(π-3α) ; (π/2-β)= (π-3α) β= 3α-π/2 2.2 Lập sơ đồ tính tốn động học máy q trình làm việc 2.2.1.Xác định mức độ chất thải li hợp cho tang nghiền Hình 13:Sơ đồ tính chất tải tang nghiền (19) Giá trị góc α cho lớp xác định nhờ (17) cosα i =(R i ω2) ; (20) Tìm giá trị β i, α i ta vẽ quỹ đâọ chuyển động viên bi (hình 13) từ hình vẽ cho ta thấy cần nạp hợp lý khối lượng bi nghiền vật liệu để trình nghiền xảy tốt Thực nghiệm chứng minh với khối bi nghiền chiếm 0,3-0,35 thể tích buồng nghiền hợp lý 2.2.2 Tính cơng suất động Năng lượng động sinh để chi phí cho việc nâng bi nghiền tới độ cao truyền cho động cần thiết Công cần thiết để nâng viên bi : A = mg.y B Trong đó: - m khối lượng bi nghiền Y B chiều cao nâng (m) G la gia tốc trọng trường (m/s2) Trong máy nghiền có nhiều viên bi tạo thành nhiều lớp Tọa độ tách khỏi thùng để rơi viên bi lớp khác Nhìn chung phải thỏa mãn biểu thức sau: m.ω2R = mgcosα ; (17) R/cosα= g/ω2 Đặt g/ ω2 =2 R= cosα ; (18) Biểu thức (18) phương trình đường cong tọa độ cực Và AA1\ ( hình 13)là thuộc đường tròn tâm cách tâm tang bán kính Tìm tọa độ điểm B hệ X o Y o (hình 12) x =x B – Rsinα y = y B - Rcosα Thay (14); (15) vào (10) ta được: X =4Rsinα.cos2α-Rsinα Y 1= 4Rsin2α.cosα – Rcosα Chú ý dấu trừ (15) bỏ y y B chiều Ta cịn có : GVHD : NGUYỄN VĂN DŨNG Các lớp bi mà chúng vật liệu ,chuyển động với bán kính khác Để đơn giản cho tính tốn ta chon bán kính tương đương R đại diện cho tất lớp 2 R = R + R1 (21) R,R – bán kính tang khoảng cách từ tang đến lớp Khi nạp nhiên liệu(bi +vật liệu) chiếm 0,3 thể tích buồng nghiền ,thì chọn R =0,86R ta có : /g =R Với điều kiện (16) có nghĩa ω hg =2,38/ =(2,38 0,86)/9,81= 0,5 Ta có : =600 Chiều cao nâng vật liệu theo(15) : 1,3R Y B =4R 0 Vậy công để nâng vật liệu : (22) A =1,3mgR Động cần cho vật liệu tính sau: A2= mv mωo2 Ro2 m g cos 2 mg cos 60o R02 = = ( 2 Ro = ) R0 = 0, 214mg R R0 Tổng lượng cần cho chu kì : Trang Mẫu báo cáo tóm tắt đề tài NCKH sinh viên A= A +A = 1,3mgR +0,214mgR= 1,514mgR Lưu ý vòng tay tang nghiền,vật liệu(bi + vật liệu nghiền ) thực lớn chu kì Một chu kì bao gồm thời gian t để bi chuyển động tang quay,thời gian t để rơi hết quĩ đạo parabol T CK = t + t Góc tương ứng với độ dài mà viên bi rơi theo quĩ đạo parabol Nếu xét mặt đường trịn bán kính tương R ta có: 0= +90 + Thay (19) vào ta được: 0 0= +90 + -90 =4 Góc tương ứng với cung trịn mà vật liệu chuyển động cung tang là: 0 = 360 - = 360 =4 Với tốc độ quay tang la n(vịng /s) góc = 600 Để quay góc cần có thời gian t là: 360o − 4.600 0,334 t = θ2 (23) = n 3600 n 3600 ≈ n (23) Thời gian cần để chuyển động theo quĩ đạo parabol thời gian cần để vật liệu hết quãng đường Vậy ta có: X B với vận tốc v R0 sin α cos α 0, 274 XB = = t2 = 2π R0 n cos α VCOSα n Như ,một chu kì tính sau: t1 += t2 0, 334 + 0, 274 0, 608 = 2.3 Mô trình nghiền .Video mơ Kết luận kiến nghị 3.1.Kết luận Trong đề tài áp dụng lý thuyết tính tốn thơng số máy nghiền bi Và giới thiệu số loại máy nghiền đá, hình ảnh thục tế loại máy chuyên dung Do thời gian trình độ đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên nhiều hạn chế nên tìm hiểu lý thuyết thông số mô hoạt động nguyên lý làm việc máy nghiền bi 3.2 Kiến nghị Đề tài cần quan tâm đầu tư nhà trường để phát triển nghiên cứu thiết kế thiết bị sản xuất xi măng để cung cấp cho nhà máy xí nghiệp Nếu có điều kiện kinh phí nghiên cứu thêm máy nghiền bi sử dụng công nghệ đại cho suất cao việc sản xuất xi măng cung ứng cho ngành xây dựng n n n T ck = Số chu kì lớp vật liệu tương đương vòng quay tang là: = Z 0, 608 = : 1, 64 n n Công suất cuả động tính sau: A.n.Z A.ω.Z (KW) (24) N = = 1000.η 2π 1000.η Trong :A= 1,514m ch g.R,ở m ch =1,14m 0,14m khối lượng vật liệu nghiền : η - hiệu suất truyền động R: bán kính của máy nghiền (m), m- khối lượng bi (kg) , –tốc độ góc tang (1/s), Z= 1,64 số chu kì vòng quay tang Thay tất vào (24) ta có kết : 0, 45mRgω (KW) N = 1000η đc Khối lượng bi nghiền tính theo cơng thức sau: (kg) m= µϕγπ R L ϕ : - hệ số nạp liệu ( ϕ =0,3 0,35) µ - hệ số rỗng( µ =0,57) γ -khối lượng cuả bi thép( γ =7800kg/ ) L: chiều dài buồng nghiền (m), R: bán kính tang(m) GVHD : NGUYỄN VĂN DŨNG TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [01] PGS.TS Trần Vǎn Tuấn, ThS Nguyễn Kiếm Anh, TS Nguyễn Thiệu Xuân, KS Đoàn Tài Ngọ (Chủ biên), KS Nguyễn Thị Thanh Mai Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng [02] TS Trương Tất Đích Chi tiết máy Nhà xuất giao thơng vận tải Hà Nội 2001 [03] Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thường Tính tốn máy trục Nhà xuất khoa học kỹ thuật [04] Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghóa Giáo trình kết cấu thép máy xây dựng xếp dỡ Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 2006 [05] Trần Đính Quý, Trương Nguyễn Trung Kỹ thuật chế tạo máy (tập 1-2) Trang Mẫu báo cáo tóm tắt đề tài NCKH sinh viên Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 2005 [06] PGS.TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập - 2) Nhà xuất Đại học bách khoa Hà Nội [07] Tailieu.vn mạng internet GVHD : NGUYỄN VĂN DŨNG Trang