bạn hãy trình bày về những loại máy nghiền trong thực tiễn sản xuất

Máy nghiền hiện nay có rất nhiều dạng với nhiều chức năng khác nhau, máy nghiền có thể làm thêm nhiện vụ của máy thái và máy trộn.Tuỳ theo tính chất cơ lý của vật liệu mà chúng ta lựa ch

KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ

  

Chuyên đề học phần

CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN TRONG CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM

Tên chuyên đề:

Bạn hãy trình bày về những loại máy nghiền trong thực tiễn sản xuất mà bạn biết (Bằng mô tả, sơ đồ, hình ảnh, thuyết minh hoạt động và các thông số kỹ thuật chủ yếu)? (kể cả trong các lĩnh vực

ngoài nông sản và thực phẩm).

Giáo viên hướng dẫn : TS Đinh Vương Hùng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Hùng Lớp : Công thôn 39A

HUẾ, 1/2008

1.ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong các dây chuyền sản xuất cảu nghành công nghiệp cần có nguyên liệu ở các dạng hạt kích thước khác nhau,để cung cấp cho các công đoạn chế biến

Máy nghiền được dùng nhiều trong các nghành công nghiệp khác nhau, như trong xây dựng, trong chăn nuôi và trong công nghiệp thực phẩm của con người

Trong công tác xây dựng, chăn nuôi, công nghiệp thực phẩm hàng năm phải sử dụng một lượng lớn các sản phẩm của máy nghiền tạo ra Trong nghành xây dựng thì cần lượng đá cát sỏi để làm đường giao thông và các công trình xây dựng khác Còn trong nghành chăn nuôi thì hầu hết thức ăn cho gia súc, gia cầm, thuỷ hải sản đã được nghiền bột, đóng viên để sử dụng.Còn trong nghành thực phẩm máy nghiền đóng vai trò quan trọng nó giúp con người tạo ra được các dạng thực phẩm khác nhau

Máy nghiền hiện nay có rất nhiều dạng với nhiều chức năng khác nhau, máy nghiền có thể làm thêm nhiện vụ của máy thái và máy trộn.Tuỳ theo tính chất cơ lý của vật liệu mà chúng ta lựa chọn các loại máy nghiền và phương pháp nghiền cho phù hợp Các loại nghiền đều nghiền nhỏ vật liệu bằng một hoặc vài tác dụng cơ học Các phương pháp tác dụng bao gồm: va đập, nén ép,mài mòn, cắt

2.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1.Các kiểu máy nghiền trong thực tiễn

Trong các dây chuyền sản xuất của nhiều ngành công nghiệp cần có nguyên liệu ở dạng hạt nhỏ để cung cấp cho các công đoạn chế biến Máy nghiền là các máy làm nhỏ kích thước vật liệu ban đầu

Mức độ nghiền Đường kính trung bình, mm

Nguyên liệu,D Sảnphẩm

nghiền,d Nghiền bột

To

Vừa

Mịn

Rất mịn

5-1 0,2-0,04 0,1-0,04 0,1-0,04

0,01-0,04 0,015-0,005 0,005-0,001 0,001

500-400 13-8 20-40 100-400 Các loại máy nghiền đều nghiền nhỏ vật liệu bằng một hoặc vài dạng tác dụng

cơ học Các phương pháp tác dụng bao gồm: 1 va đập, 2 nén ép, 3 mài mòn,

4 cắt Tùy theo yêu cầu và tính chất cơ lý của vật liệu mà chọn phương pháp nghiền thích hợp

Trong quá trình nghiền, nguyên liệu chịu tác dụng lực sẽ bị biến dạng đàn hồi, sau đó, khi vuợt quá biến dạng đàn hồi, nguyên liệu sẽ bị phá hủy thành nhiều thành phần mới có kích thước nhỏ hơn Như vậy công cần thiết cho quá trình nghiền bao gồm công làm biến dạng vật liệu và công để làm nhỏ kích thước vật liệu Công biến dạng phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu, còn công biến dạng phụ thuộc vào mức độ nghiền, mức độ nghiền càng lớn, công tiêu tốn càng nhiều.Số hạt mới sinh ra tỉ lệ theo cấp số nhân với mức độ nghiền Giả sử một hạt hình lập phương kích thước cạnh là D sau khi nghiền còn kích thước D/2sẽ sinh ra 8 hạt mới, còn nếu là D/4 sẽ là 8 x 8 = 64 hạt, D/8 sẽ là 64

x 8 = 512 hạt, v.v Như vậy do số hạt mới sinh ra càng nhiều, thời gian để nghiền sẽ càng lớn nếu nghiền càng mịn

2.1.1.Máy nghiền búa

Tùy theo kích cỡ vật liệu đem nghiền, kích thước yêu cầu của sản phẩm và căn

cứ vào độ cứng vật liệu, vào yêu cầu thoát và vận chuyển sản phẩm v.v để chọn lọai máy nghiền thích hợp, sao cho đạt năng suất mà chi phí năng lượng lại thấp Do đó nhiều loại máy nghiền có kết cấu khác nhau từ đơn giản đến phức tạp đã được chế tạo

Cấu tạo máy nghiền búa gồm một roto, trên roto có các cánh búa Cánh búa có thể có nhiều dạng khác nhau tuỳ theo yêu cầu nghiền và cơ lý tính của nguyên vật liệu Roto quay trên một vỏ máy được làm bằng gang đúc, có chỗ lắp lưới hoặc toàn bộ xung quanh là lưới

Hình 1: Cấu tạo máy nghiền búa với cánh búa cố định

Loại đúc bằng gang bên trong thường lắp gờ

Loại bao xung quanh là lưới bên trong có gờ hoặc không

Nguyên liệu cần nghiền cho vào bên trong máy qua của nạp liệu Do sự va đập của vật liệu với các cánh búa đang quay và với thành trong của máy, vật liệu sẽ biến dạng rồi vỡ ra thành các thành phần có kích thước nhỏ hơn Ngoài ra khi nguyên liệu ban đầu có kích thước lớn, còn có thêm sự chà xát của vật liệu với thành trong của máy Do bị va đập nhiều lần giữa cánh búa và vỏ máy, nguyên liệu giảm kích thước đến khi nhỏ hơn lỗ lưới, hạt sẽ theo lỗ lưới ra ngoài.Các hạt vật liệu nhỏ lọt qua lưới tự thoát ra ngoài hoặc được quạt hút ra khỏi máy, còn các hạt vật liệu to chưa lọt qua lưới lại được các búa tiếp tục nghiền nhỏ

Ðể nghiền được, động năng của

búa khi quay phải lớn hơn công làm biến dạng để phá vỡ vật liệu Do vậy, khi nghiền vật liệu lớn cần có trọng lượng búa lớn, còn khi nghiền vật liệu nhỏ cần búa nhẹ hơn Trong trường hợp vật liệu nghiền kích thước không đều hoặc quá cứng, người ta dùng loại có cánh búa xếp Ưu điểm của cánh búa loại này là có thể xếp được khi qua tải hoặc vật cứng; khi vượt qua tải hay vật cứng này, cánh búa sẽ mở ra nhờ lực ly tâm

Nguyên liệu có thể được đưa vào máy theo hướng tâm trục hay có thể nhập liệu theo phương tiếp tuyến với rô to Phương pháp này không được thuận lợi lắm do nguyên liệu có thể bị văng lên theo đường nhập liệu Trong quá trình nghiền, nếu lỗ lưới bị bít, vật liệu không thoát ra được, năng suất sẽ giảm rất nhiều hoặc bằng 0 Vì vậy để máy hoạt động tốt thì vật liệu nghiền không được làm bít lỗ lưới Máy nghiền búa thường không làm việc được các loại vật liệu

ẩm, dẻo,

hoặc bám dính

Các máy nghiền búa có số búa ít, trọng lượng của mỗi búa G=200-700 N, rôto quay chậm với tốc độ vòng khoảng 15-25 m/s thì thường dùng để nghiền thô

và vừa để được hạt sản phẩm có kích thước d>20mm Các máy nghiền búa có trọng lượng mỗi búa G=30-50 N vận tốc vòng khoảng

25-60 m/s dùng nghiền nhỏ để được sản phẩm có kích thước d<1-5mm Với máy nghiền có nhiều búa trọng lượng mỗi búa G=5-10 N và vận tốc rất lớn tới

100 m/s dùng để nghiền mịn hạt sản phẩm đạt kích thước d= 10-100 µm

Hình 2: Máy nghiền búa nạp liệu hướng tâm

Máy nghiền búa khi hoạt động tạo ra luồng không khí rất lớn, giúp hạt sau khi nghiền qua lỗ lưới dễ dàng Tuy nhiên, sau khi ra khỏi máy cần phải có hệ thống lắng để thu hồi sản phẩm.Với các sản phẩm nghiền thường dùng cyclon lắng và túi thu hồi bằng vải Với hệ thống lắng bằng xyclon thường sử dụng một xyclon lớn dùng lắng các hạt có kích thước lớn và một cyclon nhỏ để lắng bụi trước khi cho không khí thải ra ngoài

Hạt sau khi nghiền có kích thước trung bình nhỏ hơn nhiều so với kích thước lỗ lưới Khi cần thay đổi độ mịn của sản phẩm nghiền, có thể thay lưới có kích thước lỗ thích hợp

2.1.2.Máy nghiền răng

Nguyên lý tương tự máy nghiền búa, sử dụng động năng đang quay của các răng lắp trên dĩa để đập nguyên liệu Về cấu tạo, bao xung quanh rôto là lưới, do đó diện tích lưới của máy nghiền răng lớn hơn rất nhiều so với máy nghiền búa

Rôto là một dĩa phẳng có gia công các răng sắp xếp theo đường tròn đồng tâm ở các vị trí khác nhau sao cho khi đóng nắp máy lại hàng răng cố định trên nắp máy nằm giữa 2 hàng răng quay trên rôto Răng trên rôto sẽ quay theo khe giữa 2 hàng răng cố định Răng gắn trên rôto bằng cách đúc liền hay bắt bằng các vít cấy phía sau Ðầu răng và nắp máy càng gần (khe hở hẹp) nghiền càng mịn

Nguyên liệu được cho vào giữa tâm máy, bị răng quay đập nhiều lần Nguyên liệu đập vào hàng răng quay thứ nhất, sau đó đập qua hàng răng cố định

đi ra ngoài và đập vào hàng răng quay kế tiếp Cứ tiếp tục cho đến khi nào kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ lưới (thường ra khỏi hàng răng cuối cùng) sẽ theo lỗ lưới ra ngoài Nếu kích thước sau khi ra khỏi các hàng răng vẫn còn lớn hơn kích thước lỗ lưới, hạt sẽ tiếp tục bị đập nhỏ ở hàng răng cuối

Số vòng quay của rôto rất lớn: 3000 - 6000 vòng/phút, do đó động năng va đập rất lớn, khả năng nghiền mịn tăng

Máy nghiền răng cũng có thổi khí nhưng ít hơn máy nghiền búa nên năng

suất cao hơn (thổi khí ít, lắng bụi nhanh).Tuy nhiên, máy nghiền răng chỉ nghiền hạt có kích thước nhỏ, đồng đều trong khi máy nghiền búa có thể nghiền hạt có kích thước nhỏ, lớn đồng thời

Hình 3:Máy nghiền răng

2.1.3.Máy nghiền dĩa

Máy nghiền dĩa để nghiền bột với mức độ nghiền vừa và mịn Máy gồm có hai dĩa nghiền được lắp trong vỏ máy, giữa hai dĩa là khe nghiền có thể điều chỉnh được bằng cách dịch chuyển một trong hai dĩa Vật liệu được cho vào khe nghiền qua lỗ nạp liệu ở tâm dĩa và bị nghiền nhỏ khi di chuyển trong khe nghiền từ tâm ra đến phía chu vi của dĩa

Các dĩa nghiền thường được chế tạo bằng kim loại hoặc bằng hỗn hợp vô

cơ cứng Do lực liên kết của các dĩa đá kém hơn dĩa kim lọai nên phải làm thêm đai thép và thường cho dĩa đá làm việc với vận tốc vòng là 10m/s đối với trục

quay thẳng đứng, tới 18m/s đối với trục quay nằm ngang Dĩa gang đúc thì vận tốc vòng có thể tới 28m/s còn dĩa thép đúc đạt tới 68m/s

Dĩa nghiền đảm bảo các yêu cầu bề mặt nghiền cần có độ cứng cao, độ nhám lớn, cơ tính đồng đều trên toàn bộ bề mặt dĩa nghiền để khi làm việc thì mòn đều, không bị sứt mẻ Loại dĩa nghiền bằng đá thường được chế tạo từ hỗn hợp các loại bột oxít kim loại cứng

Ðể tăng khả năng nghiền của dĩa, tăng khả năng vận chuyển bột ra khỏi khe nghiền và tăng điều kiện thông gió vv người ta thường gia công mặt dĩa thành các vành, các rãnh chìm có prôfin hình tam giác trên hai mặt dĩa

2.1.4 Máy nghiền trục

Nguyên lý làm việc của máy nghiền trục là cho sản phẩm cần nghiền đi qua khe

hở giữa 2 trục nghiền Hai trục nghiền hình trụ, đặt nằm ngang, có bề mặt rất cứng, trên bề mặt có thể trơn hoặc được gia công tùy theo nguyên liệu được nghiền

Ðối với sản phẩm nghiền thô, trên bề mặt trục có xẻ rãnh để đưa nguyên liệu vào

dễ hơn Trường hợp cần nghiền thật mịn, bề mặt trục thường trơn

Nguyên liệu khi đi qua khe hở giữa 2 trục sẽ bị ép, kích thước nhỏ lại Ðối với quá trình nghiền thật mịn, nhiều khi nguyên liệu cần nghiền uớt Ðể đảm bảo kích thước hạt sau khi nghiền, có thể nghiền nhiều lần bằng cách hồi lưu lại sản phẩm nghiền hay nghiền qua nhiều máy liên tục

Hình 4: Dĩa nghiền bằng gang

Bộ phận thoát tải là hệ thống lò xo ép 2 trục nghiền với nhau Khi vật cứng qua khe hở máy nghiền hay khi vật liệu qua quá nhiều,bộ phận thoát tải làm việc, khi đó hệ thống lò xo bị ép lại, khe hở lớn ra và vật cứng đi qua dễ dàng mà không làm hư máy

Ðối với các máy nghiền mịn không có bộ phận thoát tải (chỉ có ở nghiền thô và trung bình)

2.2.Các máy nghiền ngoài lĩnh vực nông sản

2.2.1.Máy nghiền trong lĩnh vực xây dựng

Nghiền đá là quá trình gia công phá vỡ đá cỡ lớn thành cỡ nhỏ Quá trình gia công này không phải tiến hành cùng một lần mà cân phải tiến hành qua nhiều lần, với nhiều công đoạn để đạt được chất lượng sản phẩm sao cho đồng đều, mà không phải tốn nhiều công sức mà năng suất cao

Thông số đặc trưng cho quá trình đó là độ nghiền i ; đó là tỉ số giữa tỉ số đường kính viên đá trước khi nghiền D với đường kính sau khi nghiền đá d (sản phẩm)

Ta có : i =D/d

Với các loại đá khác nhau có độ nghiền khác nhau

Căn cứ vào đương kính của viên đá trước khi nghiền và sau khi nghiền, quá trình nghiền được phân thành các dạng sau :

Nghiền thô

Nghiền vừa

Nghiền nhỏ

Nghiền bột

500-1200 100-500 20-100 3-20

125-250 20-125 3-20 <0,3

Để nghiền vỡ đá người ta sử dụng bốn phương pháp.

Trong thực tế người ta sử dụng nhiều phương pháp phá vỡ đá với nhau nhằm nâng cao hiệu quả nghiền tốt hơn

2.2.1.1.Máy nghiền má

Được dùng để nghiền thô hoặc nghiền vừa các loại đá có độ bền trung bình và cao.Theo đặc điểm động học của máy ,các máy nghiền đá được phân thành hai loại:máy nghiền vói má nghiền lắc đơn giản và má nghiền chuyển động lắc phức tạp

1- Máy nghiền má với chuyển động lắc đơn giản gồm thân máy 1 Mặt trước của thân máy được làm má nghiền cố định Ơ hai bên thành của thân máy có các hốc để đặt ổ chính của trục lệch tâm 7 Trên phần lệch tâm của trục 7có lắp biên 8.Phần dưới của biên có rãnh ở cả hai bên để đặt một đầu của các tấm đẩy 12 và 13.Má nghiền di động 3 được treo trên trục 5.Hai đầu trục cũng đươc đặt trong các ổ ở hai bên thành của thân máy.Phía dưới mặt sau má nghiền di động cũng

có đặt rãnh để đặt đầu thứ hai của tấm đẩy trước 13 Đầu thứ hai của tấm đẩy sau

12 được tựa vào nêm điều chỉnh 9 Thanh dằng 11 và lò xo 10 được dùng làm khâu khép cho hệ thống chuyển động của má nghiền di động trở về vị trí ban đầu sau khi kết thúc hành trình nghiền Trên bề mặt làm việc của bề mặt má nghiền

cố định và má nghiền di động có kẹp các tấm nghiền 2 và 4 được chế tạo từ thép

hợp kim có độ bền mòn cao và có dạng lượn sóng theo chiều cao của buồng nghiền

Khi trục lệch tâm quay, má nghiền di động sẽ dao động như một con lắc đơn quay quanh trục treo 5 của nó Quá trình nghiền trong máy nghiền má được thực hiện theo chu kỳ Trong nửa vòng quay thứ nhất của trục lệch tâm, má nghiền di động tiến gần lại má nghiền cố định, đá trong buồng nghiền được ép vỡ Ở nữa vòng quay thứ hai của trục lệch tâm, do trọng lượng của má nghiền di động cùng với lực căng của lò xo má nghiền di động trở về vị trí ban đầu, đá đã nghiền được xả ra ngoài

Do tính chất làm việc theo chu kì ,tức là có hành trình có tải và hành trình không tải ,nên động cơ sẻ chịu tải không đều Để cân bằng tải trọng ở hai đầu trục leech tâm có lắp hai bánh đà 6 Các bánh đà có tác dụng tích luỹ năng lượng

ở hành trình không tải và cung cấp năng lượng đó cho quá trình nghiền

2-Máy nghiền má với chuyển động lắc phức tạp có cơ cấu đơn giản hơn máy nghiền má lắc đơn giản,và khối lượng của máy cũng nhỏ hỏn

Trong máy nghiền má lắc phức tạp ,má nghiền di đông 1 được lắp trên trục lệch tâm 2.Khi trục lệch tâm quay ,má di động thực hiện đồng thời hai chuyển động :chuyển động lắc quanh trục lệch tâm và chuyển động lên xuống theo mặt phẳng của má di động.Quỹ đạo di động của mổi điểm trên má di động là một đường elip.Ở gần trục treo ,elíp gần giống với đường tròn Càng xa trục treo ,elíp càng kéo dài

Vật liệu trong máy nghiền do các lược ép , uốn và một phần bị mài mòn

Trong máy nghiền má quá trình nghiền và xã được thực hiện theo chu kỳ nên năng suất không cao, mức tiêu hao năng lượng lớn.Máy nghiền má được ký hiệu theo chiều rộng B và chiều dài L của cửa nạp vật liệu (BxL).Năng suất của máy nghiền má đạt tói 800m3/h

2.2.1.2.Máy nghiền côn

Máy nghiền côn được dùng để nghiền các loại đá có độ bền cao.Theo công dụng và đặc điểm cấu tạo ,máy nghiền côn được phân thành các loại :máy nghiền thô ,máy nghiến nhỏ và máy nghiền trung bình

Khác với máy nghiền má, máy nghiền côn thực hiện quá trình nghiền liên tục theo chu vi nghiền Trong các máy nghiền côn bộ phận nghiền đá là hai côn nghiền,côn nghiền cố định 3 và côn nghiền di động 7 nằm phía trong côn nghiền

cố định.Côn nghiền di động thực hiện dao động lắc tròn với côn nghền cồ định.Khi bề mặt côn nghiền di động tiến lại gần côn nghiền cố định ,đá được nghiền trong vùng nghiền do tác dụng của lực ép ,uốn và một phần do mài mòn Khi bề mặt côn nghiền di động ra xa côn nghiền cố định,đá đã được nghiền xã ra ngoài.Vùng nghiền và vùng xã trong máy thay đổi liên tục theo chu