Ebook máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng phần 1 KS đoàn tài ngọ (chủ biên)

Định luật nghiền thứ nhất Định luật mặt phẳng Định luật này do giáo sư P.Rittinger nêu ra năm 1867, được phát biểu như sau : Công tiêu hao để nghiền vật liệu tỉ lệ với điện tích bề mặt m

- KS ĐOÀN TÀI NGỌ (Chủ biên) 7S NGUYEN THIEU XUAN, PGS TS TRAN VAN TUAN,

KS NGUYEN THI THANH MAI, THS NGUYEN KIEM ANH

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ HỘI - 2000

LOI NOI DAU

Sự nghiệp dồi mới do Đảng ta khỏi xướng dã mỏ dường cho ngành công nghiệp uột liệu uà cấu kiện xây dụng có những bước phát triển nhanh chóng Trong mấy năm gần đây, nhờ đầu tư chiều sâu, đổi mới công nghệ, cúc doanh nghiệp sản xuất uột liệu va cấu kiện xây dụng thuộc cóc thành phần kuứnh tế đã

có những biến đổi uề chốt, từ sản xuốt bằng thủ công uà nủa cơ giới nồng suất

va chất lượng thấp, đã chuyển sang sản xuất bằng cơ giới hóa uà tự động hoa, đem lại năng suất, chất lượng, hiệu quả cao trong sản xuất - kính doanh Xuất phút từ thục tế nói trên, nhằm đáp úng nhu cầu của dông dảo bạn đọc cần có tài liệu vé công nghệ, thiét bi, may méc trong sản xuốt Uuật liệu 0à cấu kiện xây dụng, Nhà xuốt bản Xây dụng cho ra mót bạn dọc cuốn "Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng" do tập thể cán bộ giảng dạy bộ môn May xây dụng

- Truong Đợi học Xây dựng Hà Nội biên soạn uà được phân công nhu sau :

KS Doan Tài Ngọ (chủ biên) uà uiết các chương 1, 9, 3, 4 (phần I), chương 1, 2,

3, 5 (phần 11); (phần V) PGS, TS Trần Văn Tuấn uiết chương ð, 6, 7, 8 (phần LD; chương 4, 6 (phần II) KS Nguyén Thi Thanh Mai viét (phan IV); chương 4, 6 (phần VI) TS Nguyễn Thiệu Xuôn viét (phan HD) ThS Nguyén Kiém Anh viét chuong 1 (phan ID

Cuốn sách là tài liệu chuyên môn khong thé thiéu d6i véi cée sinh vién, ki su,

hi thuật uiên chuyên ngònh Máy xây dụng, uột liệu va chu kién xây dụng

Do xuốt bản lần đầu, cuốn sóch không trúnh khỏi một số khiếm khuyết Chúng tôi mong nhộn dược những ý kiến đóng góp, phê bình của bạn dọc để lần xuất bản sau được hoàn thiện hơn

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG

Phan I

MAY NGHIEN VAT LIEU

Chương 1

VE VAT LIEU NGHIEN VA MAY NGHIEN

I - KHÁI NIỆM CHUNG VỀ QUÁ TRÌNH NGHIEN

Nghién 1a quá trình làm giảm kích thước của hạt từ kích thước ban đầu đến kích thước

sử dụng Theo yêu cầu của công nghệ, hạt vật liệu thường phải qua nhiều công đoạn nghiền

kế tiếp nhau như trong sản xuất xi măng, sản xuất vật liệu chịu lửa samét

Tùy theo độ lớn của sản phẩm nghiền, người ta phân biệt nghiền hạt và nghiền bột Phụ thuộc vào kích thước sản phẩm người ta phân thành các loại sau :

Il - CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU NGHIÊN

Khi sử dụng máy nghiền, cần quan tâm đến các tính chất sau đây của vật liệu nghiền :

Độ bến, độ giòn, tính mài và độ lớn của hạt

1 Độ bền : Độ bền của vật liệu đặc trưng cho khả năng chống phá hủy của chúng dưới tác dụng của ngoại lực Độ bền được đặc trưng bằng giới hạn bền nén (Øn) và giới hạn bền kéo (Ø)

Mẫu thử là một khối lập phương có cạnh là 50mm được tạo hình bang cach cưa cát từ khối vật liệu, sau đó mài nhẫn các mặt Thí nghiệm nén hoặc kéo đứt được thực hiện it nhất trên 5 mẫu, sau đó lấy giá trị trung bình

Tùy thuộc độ bền ớ,, người ta phân đá thành các loại sau :

Siêu bền trên 250 MNim?

ta phân thành các loại sau :

Rất giòn dưới 2 lần va đập Giòn 2 + 5 va dap

Rat dai trén 10 lan va dap Khi lam việc với các loại vật liệu có độ giòn khác nhau thì tính năng của máy cũng thay đổi theo Tính giòn tăng lên thì nang lượng nghiền giảm đi và năng suất tăng theo

3 Tính mài : Đặc trưng cho khả năng

của vật liệu làm mòn bộ phận công tác khi

làm việc Thiết bị để xác định tính mài

của đá vẽ ở hinh 1.1

Thiết bị gồm có : Phễu nạp (1); cửa

đáy (2); máng trượt (3) ; rôto (4) cố kẹp

các búa và ba tấm chắn (5) Khi rôto quay

đầu búa sẽ va đập và làm vỡ đá Vật liệu

được nạp vào phễu 1 theo từng mẻ quy

định ; mỗi mẻ có khối lượng như nhau là

1 kg ; hạt có kích thước như nhau (10 +

20 mm) Sau mỗi mẻ nghiền, đầu búa được

tháo ra và đem cân để xác định độ mòn

của đầu búa (Ag)

Hình II Thiết bị xác đữnh tinh mai

Tính mài được xác định theo công thức :

Ag,, Ag,, Ag; : Hao mon đầu búa được xác định với độ chính xác + 0,2mg ;

G,, G, G, :Khéi lugng cua đá gia công

Khi chỉ số I được xác định ở vận tốc vòng 30m/s, người ta viết I,) Khi may nghién lam việc ở tốc độ khác nhau thì sự hao mòn của đầu búa cũng khác nhau Chẳng hạn khi tăng tốc độ quay của đầu búa lên 2 lần (từ 30 đến 60 m/s) mức hao mòn của đầu búa tăng lên

4 lần Dựa vào chỉ số hao mòn I người ta phân đá thành 10 loại

6

Bảng 1.1- Bảng phân loại đá theo tính mài bằng va đập

Vv 16 + 32 |65 + 130 |sa thạch

VỊ 32 + 65 |130+ 250 |Gạch nung, Xiđêrit FeCoa Mài mòn nhiều Vil 65 + 130250+ B00 |Đá hoa cương ; da badan

VIII 130+ 250} 500+ 1000 | Điôrit, Quaczit,

IX 250+ 500| 1000+ 2000 | Sỏi đá vôi ; Đá vôi

Mài mòn rất cao x >500 >2000 | Xi lo điện, quặng sắt, xỉ lò thổi

Khi các thông số chuyển động và làm việc không đổi, độ mòn của đầu búa sẽ khác nhau, khi thay đổi vật liệu đem nghiền có các cấp mài ka khác nhau Sử dụng bảng phân loại trên

xác định được sự thay đổi, độ mòn của đầu búa qua hệ số chuyển đổi K = 2(8~ A)

A,B : Cấp mài của hai loại đá đem so sánh

Ví dụ : Khi chuyển từ loại đá A có cấp mài 2 sang loại đá B có cấp mài 7 thì hệ số

chuyển đổi độ mòn : K = 2(7~ 2) = 32 có nghĩa là đầu búa sẽ bị hao mòn gấp 32 lần so với

ban đầu

II - ĐẶC TÍNH CỦA QUÁ TRÌNH NGHIÊN

Quá trình nghiền có các đặc tính được thể hiện qua mức độ nghiền , độ lớn của hạt và thành phần hạt của vật liệu nghiền

1 Độ lớn của hạt

Hạt vật liệu có hình dạng khác nhau và thường được xác định bằng các số đo : chiều dài

a, chiều rộng b, bề dày c Khi nghiên cứu để đơn giản người ta coi viên đá nghiền là khối cầu có đường kính quy ước D và sản phẩm đường nghiền có đường kính quy ước d

Đường kính quy ước d được xác định theo nhiều cách khác nhau như sau :

xác định nó, người ta lấy các mẫu sân phẩm và 2 0 tT RB 3

của mẫu thử phụ thuộc vào kích thước lớn nhất đương kinh hợt của hạt và được xác định qua biểu thức : Hình 12 Dạc tính hạt của sản phẩm

7

3 Thành phần hạt của đá đem nghiền

Xác định thành phần hạt của đá đem nghiền bằng phương pháp sàng mẫu như trên thì khối lượng đá phải sàng thí nghiệm sẽ quá lớn

Ví dụ : Nếu kích thước đá D = 500mm thì khối lượng mỗi mẫu sàng phải là 5,25t, và nếu D = 1000 mm thì tới 20,5 t Trong trường hợp này phải sử dụng phương pháp bình

đồ Người ta chụp ảnh và xác định tổng diện tích chiếm chế trên ảnh của mỗi loại kích thước hạt, để đánh giá tỉ lệ chiếm chỗ của chúng so với diện tích chung (hình 1.3)

o max

, đ may

Dine Imax : Kich thuée lớn nhất của đá đem nghiền và sản phẩm nghiền

- Theo kích thước trung bình :

- Mức độ nghiền được xác định chính xác nhất qua quan hệ sau :

đị,, đ; d, :Kích thước trung bình của mối loại hạt;

mM), Mz M, :Hàm lượng của mỗi loại hạt, %

IV YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG CỦA ĐÁ DĂM, SỎI, CẤT XÂY DỰNG

Chất lượng của đá dăm, cát sỏi dùng trong xây dựng được quy định như sau :

1 Đá dăm, sỏi đăm

Đá dăm là sản phẩm của quá trình nghiền vỡ đá thiên nhiên Sỏi dâm là sản phẩm của việc nghiền vỡ đá cuội, đá sỏi, trong đó lượng sỏi nghiền phải lớn hơn 80% theo khối lượng Sỏi là tất cả các hạt rời có độ lớn từ 5 + 70mm đo sự phân hủy tự nhiên của đá Tùy theo độ lớn của hạt, đá đăm và sôi được phân thành các loại sau :

Kích thước hạt lớn nhất không được quá 1/4 bề dày nhỏ nhất của cấu kiện bê tông, không quá 1/2 chiều dày của sàn mỏng và không quá 2/3 khoảng cách cốt thép trong bê tông Phụ thuộc vào chiều dài a và chiều dày c của hạt, người ta phân biệt hạt đẹt và hạt khối (chiều dài a đo ở chiều đài nhất, chiều đài c là trung bình cộng của chiều dày nhất và chiếu mỏng nhất) Khi a >3c : hat do gọi là hạt dẹt Hàm lượng hạt dẹt trong đá đăm, sỏi dăm không được quá 25% theo khối lượng và cho phép >25% cho lớp đệm đường sắt

Hàm lượng hạt sét, bùn, bụi trong đá dăm được khống chế theo bảng dưới đây:

Bang 1.3

Hàm lượng sét, bùn cho phép Loại cốt liệu không lớn hơn (% khối lượng)

Cát là tất cả các hạt rời có kích thước từ 0,15 mm đến 5mm do sự phân hủy tự nhiên từ

đá hoặc do thu được từ nghiền nhân tạo (người ta phân biệt cát thiên nhiên (cát núi, cát sông ) và cát nghiền

Tùy theo độ lớn của hạt cát người ta phân ra các nhóm sau

Hàm lượng bùn, bụi trong cát tính theo % khối lượng, xác định theo phương pháp rửa, không được vượt quá :

Bêtông chịu áp lực 2% ;

Các loại bê tông khác 3%

Hàm lượng tạp chất hữu cơ xác định bằng cách so mầu Nếu mầu sẫm hơn phải tiến hành rửa theo quy định

v - NANG LUONG NGHIEN

Năng lượng cần để nghiền vỡ đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố : kích thước, hình dạng hạt,

sự phân bố xếp đặt của hạt, độ bền, độ giòn, sự đồng nhất của đá, độ ẩm, hình dạng và trạng thái bề mặt làm việc của máy nghiền v v Do vậy việc xác lập quan hệ giữa năng lượng để nghiền và các tính chất cơ lí của vật nghiền rất khó khăn

Hiện nay tồn tại ba giả thuyết được coi là các định luật nghiền

1 Định luật nghiền thứ nhất (Định luật mặt phẳng)

Định luật này do giáo sư P.Rittinger nêu ra năm 1867, được phát biểu như sau : Công tiêu hao để nghiền vật liệu tỉ lệ với điện tích bề mặt mới tạo ra trong quá trình nghiền :

K: Hệ số tỉ lệ ;

AF : Số lượng diện tích bể mật gia tăng

Giả thiết viên đá đem nghiền là khối lập phương có cạnh bằng 1 và năng lượng (công) cần để tách vỡ nó theo một mặt là A Vậy khi nghiền viên đá đó với mức độ nghiền ¡ = 2, nghĩa là viên đá sản phẩm có các cạnh bằng 1/2 viên đá ban đầu Cần phải dùng 3 mặt phẳng tách vỡ (hình 1.4)

a~ Theo định luật một phẳng ;

6- Theo định luật thể tích

11

do vậy số công tiêu hao là 3A ; số viên đá thu được là 2 = 8

Tương tự, nếu mức độ nghiền là ¡ = 3, cần 6 mặt tách và số công tiêu hao là 6A, số viên

đá thu được là 83 = 271

Tổng quát, nếu mức độ nghiền ¡ = ¡„ cần 3Œ„ - 1) mặt tách vỡ, trị số công nghiền sẽ là

A, = 3A (i, -1) Cung vậy nếu ¡ = i„, công nghiền sẽ là A„ = 3A (i,, - 1)

Một viên đá hình lập phương cạnh D(mm) có diện tích bề mặt là 6D2 Khi nghiền khối đá

do đến kích thước d, thì mức độ nghiền ¡ = D/d và số viên sản phẩm là i (hỉnh lập phương)

Do diện tích bề mặt của mỗi viên sản phẩm hình lập phương là 6d nên diện tích bể mặt được gia tăng là :

Công để nghiền một viên đá D :

A = K.AF = 6KD?(i-})

Nếu nghiên Q kg viên đá hay Qíý m œ = kg/m) là khối lượng thể tích) và cơi kích thước

trung bình của các viên đá là D,, thi số viên đá đem nghiền sẽ là Tờ

Trong công thức trên có nhiều thông số phản ánh quá trình nghiền, song khó xác định

hệ số Kạ, nên ý nghĩa thực tế của công thức bị giảm thấp

12

2, Định luật nghiền thứ bai - Định luật thể tích

Định luật này được đưa ra từ năm 188ð do các giáo sư Ph.kích và V.L Kiapichep Dựa trên các công thức của lý thuyết đàn hồi, ta có các công thức sau :

6 — Ung suất lúc biến dạng ;

E - Mô đun đàn hổi ;

A ~ Năng lượng gây biến dạng

Năng lượng để thay đổi hình dạng những vật giống nhau về hình thể và đồng nhất tì lệ với thể tích vật nghiền hoặc khối lượng của chúng

Lực nghiền tỉ lệ bậc nhất với điện tích tiết điện ngang của vat

Công để nghiền một viên đá hình lập phương mà cạnh có kích thước D là :

13

Trong đó : K, = iz Hệ số tỉ lệ (trong định luật thể tích)

Quá trình nghiền đá là quá trình phức tạp, trong đó đá bị nghiền nhỏ do nhiều tác động :

ép vỡ, miết vỡ, kéo đứt v.v Hai định luật trên chỉ mới quan tâm đơn thuần đến từng giai đoạn riêng rẽ của quá trình phức tạp đớ Định luật thể tích chỉ xác định năng lượng cho quá

trình biến dạng đàn hồi của vật liệu mà không kể tới số bề mặt mới được tạo thành do miết

vỡ gây ra Định luật mặt phẳng không tính đến năng lượng biến dạng, mà chỉ kể tới năng lượng cần để tạo ra các bê mặt mới do miết vỡ Nhiêu nghiên cứu chứng tô rằng khi nghiền

với mức độ nghiần lớn (nghiền bột), định luật mặt phẳng cho kết quả gần sát với thực tế ;

mức độ nghiền nhỏ (nghiền hạt) - định luật thể tích

Một số người cho rằng sử dụng riêng biệt hai định luật trên là không đúng Các định luật

đó bổ sung cho nhau và phải được kể đến đồng thời trong quá trình nghiền Năng lượng nghiền phải là tổng cộng hai năng lượng ; năng lượng để biến dạng và để tạo thành bề mặt

mới Khi đó công nghiền đá được biểu thị bằng công thức sau :

Trong đó: K,ø: Các hệ số tỉ lệ ;

AV:Thể tích bị biến dang ;

AF:Bề mặt mới được tạo ra

Do thiếu các hệ số tỉ lệ cho các trường hợp cụ thể nên công thức trên không được sử dụng

Bị : Suất tiêu hao nang lượng (KW.h/t), là năng lượng để nghiền l tấn vật liệu từ kích thước vô định đến kích thước lmm ;

Ky : Hé s6, phu thuộc vào kích thước đá ;

¡ : Mức độ nghiên ;

Dạ, : Kích thước trung bình theo khối lượng của đá đem nghiền (m) ;

Q : Nang suat (ms) ;

y : Khối lượng thể tích của đá (kg/m)),

Giá trị của E¡ được xác định theo các bảng chuyên ngành, phụ thuộc vào loại đá và địa danh khai thác E, = 4,58 + 8,B1 KW.h/t Khi tính sơ bộ, để bảo đâm cho máy nghiền có thể làm việc được với bất kÌ loại đá nào, người ta chọn PB, có trị số gần với giá trị lớn nhất B, = 8 KW.h/t Gia tri K,, xac dinh theo bang sau :

VI - CAC PHUONG PHAP NGHIEN VA CAC LOAI MAY NGHIEN

1 Các phương pháp nghiền cơ ban

Những phương pháp sau được sử dụng trong các máy nghiền đá

a) ẾÉp uỡ : Đá bị phá vỡ khi hai mặt nghiền tiến sát vào nhau do ứng suất vượt quá giới hạn bền nến ;

b) Tách uỡ : Xây ra khi trên mặt nghiền có các gân nhọn, đá bị tách ra do ứng suất tiếp quá giới hạn bền ;

œ) Uốn uõ : Viên đá làm việc như một dầm kê trên 2 gối đỡ và bị uốn bởi lực tập trung ở giữa ; d) Miết uỡ : Xây ra khi hai mặt

nghiền trượt tương đối với nhau, lớp

mặt ngoài của đá bị biến dạng và bị

tách ra do ứng suất tiếp vượt quá

giới hạn bền ;

e) Đập uỡ : Đá bị tải trọng va

đập tác động Trong đá xuất hiện

đồng thời các biến dạng khác nhau

đẻo - dùng các dạng nghiền trên kết hợp với miết Với vật liệu ẩm hoặc déo cẩn có miết vỡ

để tránh làm bịt tác buồng nghiền

2 Các loại máy nghiền đá xây dựng

- Theo kích thước sản phẩm, máy nghiền phân thành máy nghiên hạt và nghiền bột

a) May nghiền hạt :

- Theo nguyên tắc làm việc, máy nghiền hạt có các dạng sau :

+ Máy nghiền má (hỉnh 1.6a và b) : Bộ phận làm việc là hai má nghiền Hạt vật liệu bị

phá vỡ do tác dụng ép, uốn và miết vỡ cục bộ khi hai má nghiền tiến sát vào nhau

+ Máy nghiền nón (hình 1.6 c và d) bộ phận làm việc là hai nón nghiền, trong đó nón bên trong có chuyển động lệch tâm so với nón ngoài Hạt vật liệu nằm trong khoảng không gian giữa hai nón nghiền bị phá vỡ do đồng thời cả ép, uốn và miết vỡ cục bộ

+ Máy nghiền trục : (hỉnh 1.6 e) Bộ phận làm việc là hai trục nghiền quay ngược chiều

nhau Vật liệu nghiền được nạp vào giữa hai trục và bị ép vỡ Khi hai trục có tốc độ quay

khác nhau hạt vật liệu còn bị nghiền do miết vỡ

+ Máy nghiền va đập : Theo cấu tạo phân thành máy nghiền búa (hỉnh 1.6g) va may

nghiền rô to Trong máy nghiền búa, búa được nối với đĩa quay bằng khớp xoay ; đá bị phá

vỡ do tác dụng va đập và miết vỡ của đầu búa Ỏ máy nghiền rô to, đầu va đập ghép cứng với đia quay Đá bị phá hủy do tác động va đập của đầu búa, của các tấm chắn và va đập

giữa các viên đá với nhau

Một số loại máy khác (nghiền xa luân, máy xay) có thể dùng để nghiền hạt hoặc nghiền bột, vÌ vậy nguyên tắc và cấu tạo của chúng sẽ được nêu cụ thể ở mục riêng

16

b) Aláy nghiền bột ; Theo nguyên tác làn việc được phân thành các loại gau :

Tang nghiên (hỉnh 1.7a và b) : Bộ phân chỗ yếu là một tang trống quay (hình 1.7a) hoặc rung (hình 1,7b) Trong tang trống có chứa các cục thếp hình cầu hoặc hình trụ (hình l.7a)

và Chỉnh 1.7b) hoặc không có chúng (hình 1.,7e), Vật liệu được nghiên mịn do tác dung va dap của các cục thép nghiên và do nuiết vỡ giữa các hạt vật liệu với nhau hoặc giữa hạt vật liệu với các tấm lót trong tang nghiên

+ Máy xay lác ; ở loại máy này vật liệu bị ếp vỡ và miết vỡ giữa con lân và thành bên của nối nghiên (hình 1.7đ) Con lần bình trụ được lấp với trục quay đứng qua cầu lÁc về

+ Máy nghiên bột va đập : Độ phân va đập là đầu búa Đầu búa được ghến cứng hofe ghép xoay (bản lễ) với đía quay (hỉnh 1.7e) Vật liệu được nghiên mịn do va đập của đầu búa quay tốc độ cao Bột mịn cổ kích thước xác định được cuốn lên cao, ra khỏi buông nghiền nhờ tác dụng của đông khí cơ tốc độ thích hợp

+ Máy nghiên phun (hình 1.7g) : Bội đá được vận chuyển bằng dòng khí có tốc độ cao Vật liêu được nghiên mịn trong khi di chuyển nhờ ma sát và va đập giữa chúng với nhau và giữa vật liệu với các tấm lót trong buổng nghiền,

Chương 2 MÁY NGHIÊN MÁ

I- KHÁI NIỆM CHUNG

1 Công dụng

Máy nghiên má dùng để nghiền hạt thỏ và hạt trung bình

2 Nguyên lý làm việc

Bộ phận cơ bản của máy là hai má nghiền, trong đó một má cố định và một má di động,

Hai má đó tạo thành buồng nghiền có dạng hình nêm, phía trên buồng nghiền rộng, phía

dưới hẹp dần Các viên đá được nạp vào buồng nghiền Một chu kỳ chuyển động của má di

động gồm hai hành trình : hành trình nghiền và hành trình xà Ở hành trình nghiền, má di động tiến sát gần má cố định để nghiền vỡ đá có trong buống nghiền Ở hành trình xà, má

di động tách xa má cố định để các viên đá được trả tự do (không còn bị nén ép) và tự rơi từ cao xuống thấp, từ chỗ rộng đến chỗ hẹp trong buồng nghiền, hoặc rơi ra khỏi buồng nghiền

do trọng lượng Quá trình làm việc lập lại như trên làm cho đá trong buồng nghiền tiếp tục được nghiền nhỏ, tiếp tục di chuyển từ cửa nạp (ở bên trên) và đến cửa xả (ở phía dưới) và

ra khỏi cửa xà khi kích thước của đá nhỏ hơn cửa xả

3 Phân loại

+ Theo hình đạng của quỹ đạo chuyển động của má nghiền phân thành máy nghiền má

lác phức tạp (hình 1.8b), lấc đơn gián (hình 1.8 a,c,d) và lác hỗn hợp

nghiền di động được treo trên trục cố 9 en, » 6)

định và quỹ đạo chuyển động của mỗi 4 } = 4

điểm trên má nghiền là một đoạn của ì / °@ 4

đường tròn Ỏ máy nghiền má lắc phức Ề _ 4

tạp, ma đi động láp với cổ lệch tâm của 3 ì

trục chính, quỹ đạo chuyển động của 4 ae _ ì

các điểm là nhưng đường cong khép kín d)

dang elip O may nghiên má lác hôn © j

hợp, quỹ đạo là đường cong gần tròn q KH |

+ Theo cach treo ma nghién : ì < ©) Ÿ

Máy nghiền có má treo trên và đỡ ì ~ {

dưới (hình 1.8 c) AM

+ Theo cấu tạo của hệ truyền động :

Hình 1.8 So đồ máy nghiền má -

Máy nghiền dẫn động bằng cơ cấu a - Mỏ nghiền lác đơn giản ;

đòn (hinh 1.8a,b,c), bang thty lực b— Má lắc phức tạp ;

(hình 1.8đ) và bàng cơ cấu cam (Ít dùng c— Mớ nghiền được đồ phía dưới ;

18

Hình 19 Sơ dồ động của máy nghiền má

4 Sơ đồ động học của máy nghiền má, ưu khuyết điểm

a) Máy nghiền mó lác đơn giản : Sơ đồ động học của máy nghiền ma lac don giân nêu ở hình 1.9a, trong đó má nghiên di động treo trên trục cố định Tay biên của máy nghiền lắp vào cổ lệch tâm của trục lệch tâm Phía cuối tay biên liên kết với hai thanh chống, bằng khớp trong đó một thanh tì vào phần cuối của má đi động, thanh còn lại tì vào cơ cấu điều chỉnh Khi trục lệch tâm quay tròn, má di động nhận được chuyển động lắc theo cung tròn mà tâm của nó chính là tâm của trục treo má di động Do vậy biên độ lắc càng lớn khi các điểm trên

má nghiền căng xa trục treo Điểm đưới cùng của má nghiền có biên độ lác lớn nhất Phân tích chuyển động lắc thành hai thành phần chuyển động x và y vuông góc nhau, trong đó thành phần x vuông góc với má cố định ; Việc nghiên đá phụ thuộc chủ yếu vào thành phần

x ;¡ thời hạn sử dụng má nghiền phụ thuộc vào trị số của thành phần y Giá trị của hành trình nén x tăng dẩn từ cửa nạp đến cửa xả Những đặc điểm này mang lại những ưu và nhược điểm của máy

Với sơ đồ động trên lực nén ở phần cửa nạp sẽ đạt trị số lớn nên việc nghiền nhỏ những viên đá có kích thước lớn và độ bền cao, rất hiệu quả Các tấm lót má nghiền Ít bị mài mòn, thời gian sử dụng của chúng được kéo dài do giá trị hành trình chuyển động theo phương y

là nhỏ

Hành trình ép theo phương ngang x tại vùng cửa nạp có trị số nhỏ cũng chính là nhược điểm của máy Ö cửa nạp của buồng nghiền, viên đá có kích thước lớn Để nghiền vỡ những viên đá này cần thiết phải có hành trỉnh ép lớn Hành trình ép nhỏ sẽ làm xấu quá trình nghiền, làm giảm năng suất máy, tăng thời gian phá vỡ đá Để khác phục nhược điểm này người ta nâng cao trục treo má nghiền vào đưa điểm treo đó nhô ra phía trước

b) Máy nghiền mó lắc phúc tạp: Sơ đồ động của máy nghiền má lắc phức tạp nêu ở hình

1.9b Má nghiền di động treo trực tiếp vào đoạn lệch tâm của trục chính (trục lệch tâm)

Má di động tựa vào thanh chống ở phía dưới và qua nơ liên hệ với cơ cấu điều chỉnh cửa

xả Quỹ đạo chuyển động của các điểm trên má nghiền là những đường cong khép kín, ở phía

19

trên gần là đường tròn và càng xa điểm treo càng bị kéo dài Nếu hành trình ngang của má nghiền di động tại cửa xả của máy nghiền má lắc đơn giản và lác phức tạp là như nhau và bằng x, thì hành trình đứng của chúng sẽ khác nhau VÍ dụ của má nghiền lắc đơn giản là 0,3x và lắc phức tạp là 3x Hành trình đứng lớn tạo ra sự trượt khốc liệt giữa đá và má nghiền làm gia tăng lượng bột đá, làm nhanh mòn tấm lót má nghiền và làm tổn hao công

suất động cơ

Ưu điểm của máy nghiền má lác phức tạp là đơn giản hơn về cấu tạo, kích thước gọn nhỏ hơm^xaà khối lượng nhỏ hơn so với các loại máy nghiền má loại khác

5 KÍch thước buồng nghiền (BxL)

B là chiều rộng cửa nạp (lỗ thu) buồng nghiền, tức là khoảng rộng lớn nhất giữa hai tấm lót nghiền tại phần trên cùng của buồng nghiền

Kích thước B xác định kích thước lớn nhất của viên đá nghiền D,„ Thông thường

1 Máy nghiền má lắc đơn giản

Cấu tạo điển hình của máy nghiền má đơn giản được trình bày ở hình 1.10 Các loại máy nghiền má đơn giản dùng nghiền thô đều có cấu tạo giống nhau, mặc dù kích thước của chúng khác nhau

Thân máy (1) là bộ phận quan trọng Nó tiếp nhận toàn bộ lực nghiền đá (hàng trăm tấn)

và bảo đảm độ cứng vững của toàn máy Thân máy được tạo ra bởi thân trước,thân sau và hai thành bên Thân máy được đúc liền toàn khối hoặc được ghép nối Thân máy ghép được cấu tạo từ hai hoặc ba phần rời và được ghép bằng bu lông Thân máy ghép làm thuận tiện việc chuyên chở và lắp ráp Trục lệch tâm (5) được lắp vào hai thành bên của thân máy

Tay biên (6) lắp vào đoạn lệch tâm của trục (5) Đầu dưới của tay biên (6) có hai hốc để

đặt thanh chống phía trước (11) và thanh chống sau (10) Tại gối đỡ trục lệch tâm và chỗ lắp tay biên, người ta đặt ổ bị đặc biệt chịu tải trọng động lớn Tại hai đầu trục lệch tâm đặt hai khối bánh đà : puli - bánh đà (15) và bánh đà (16) Các khối bánh đà này làm điều hòa chuyển động của máy : Tích trữ năng lượng ở hành trình không tải và giải phóng nó khi ép

đá Puli ~ banh da (1ð) nối với trục lệch tâm thông qua khớp nối ma sát (14) Khớp nối ma sát (14) là một cơ cấu an toàn, khi quá tải, puli ~ bánh đà (15) ed thể quay trượt trên trục, tránh việc gẫy hỏng

20

Hinh 1.10 May nghitn mé nghién tho

Má di động (3) bằng thép đúc toàn khối, tiết điện dạng hộp, được treo vào trục (4) Phía dưới má di động có rãnh để ghép nối với thanh chống trước (11) Thanh chống sau (10) tì vào cơ cấu điều chỉnh (9) Mặt tựa của các thanh chống (10) và (11) bị mòn khi làm việc nên được làm rời để thay khi mòn Cũng nhằm mục đích đơ, người ta đặt các tấm đệm tại các đầu của thanh chống, tại mặt tiếp xúc của tay biên cũng như đặt trên mặt má nghiền và đặt tại cơ cấu điều chỉnh

Để duy trì sự tiếp xúc của các mặt tì, tại các đầu thanh chống đặt cơ cấu ghÌ (gồm các thanh kéo (8) và các lò so (7)

Các tấm lót (13) và (12) được kẹp chặt trên mặt của thân trước và của các má nghiền là những bộ phận làm việc chủ yếu của máy, nó chịu tác động trực tiếp của đá nghiền, Các bề

21

mặt làm việc của các tấm lót trên và của hai thành bên tạo thành buồng nghiền Các tấm lót bền (2) được ghép bằng bu lông với thành bên của thân máy 6 những máy lớn, các tấm

lót trên được tạo thành từ nhiều mánh và được kẹp vào các má nghiền và thân máy bằng

các bu lông đầu chìm

Chiều rộng cửa xả của buồng nghiền quyết định kích thước đá sản phẩm và cả năng suất may Vi chiều rộng cửa xả tăng dần theo sự mài mòn của các tấm lót nghiền nên cần định

kì điều chỉnh lại chiều rộng cửa xã 6 những máy nghiền má nghiền thô, việc điều chỉnh cửa

xả được thực hiện bằng cách thay thế những tấm đệm có chiều dày khác nhau đặt giữa miếng

chặn (9) và thân sau

Việc khởi động của máy nghiền má rất khó vÌ phải khắc phục quán tính của những khối lượng lớn, bởi vậy người ta phải đặt động cơ điện có công suất dư thừa ; nghĩa là ở chế độ

làm việc bình thường công suất cần thiết chỉ khoảng 40+50% công suất động cơ Điều nay

làm xấu các chỉ tiêu sử dụng của máy nghiền Mặc dù vậy, các động cơ này vẫn không bảo đâm việc khởi động máy khi buồng nghiền đã chứa đầy đá Khi buồng nghiền đã được nạp

đá, việc dừng máy đột xuất sẽ gây ra phiền toái và tổn thất thời gian bởi vì muốn khởi động lại phải lấy đá ra khỏi buồng nghiền

Để khởi động khí máy nghiền đã nạp liệu trong buồng nghiền, người ta dùng thêm động

cơ phụ như hình 1.11 Động cơ phụ (1) có công suất nhỏ được nối với hộp giảm tốc (2) bằng truyền động dây đai Hộp giâm tốc nối với puli của động cơ chính (4) qua khớp nối chênh tốc (3) Công suất của động cơ phụ từ 7+14 KW Tỉ số truyền tổng cộng của dẫn động phụ

(bộ truyền đai hình thang và hộp giảm tốc) khoảng 100 Nếu đóng điện động cơ phụ, các cơ

cấu của máy nghiền từ từ chuyển động Đúng thời điểm đó đóng điện động cơ chính Khi

mà số vòng quay của động cơ chính vượt số vòng

quay của trục ra hộp giảm tốc thì dẫn động bổ sung

trên sẽ tự động tách khỏi hệ truyền động SARTO

thân sau (4) và hai thành bên Thân trước có tiết

diện hộp kín ; thân sau đạng hộp hở để chứa cơ

cấu điều chỉnh Hai thành bên là thép tấm liên kết

bằng hàn với thân trước và thân sau Tại cửa nạp

có đặt các tấm chắn (2) nhằm ngăn không cho đá

rơi vãi ra ngoài

qua các tấm đệm Đầu khác của thanh chống tÌ vào Ƒt

cơ cấu điều chỉnh hình nêm (6) Cơ cấu ghÌ gồm 7 ¬

thanh kéo (7) và lò xo trụ (6) Ở hành trình làm

việc lò xo bị nén lại và lò xo này sẽ dãn ra ở hành LÙ

trình xả để kéo má di động hồi vị, bảo đảm sự tiếp

xúc thường xuyên của thanh chống với má di động Hình LI1 So đồ dẫn động phụ

và cơ cấu điều chỉnh Trên bề mặt của má di động máy nghiền má

22

có đặt tấm lót (10) Để tấm lót không bị dịch chuyển dọc và ngang, bề mặt trên má nghiền

có các vấu chặn và phía dưới có gờ đỡ Tấm lót được kẹp chặt nhờ có nêm giữ và bu lông đấu chìm Tấm lót cố định (11) được gắn bằng bu lông với thân trước Các tấm lót bị mòn rất nhanh trong quá trình sử dụng và bị mòn không đều (phần dưới mòn nhanh hơn phần trên) Bởi vậy các tấm lót buồng nghiền phải có cấu tạo đối xứng để có thể xoay ngược 1809

Hình 1.14 thể hiện những cơ cấu an toàn truyền mômen xoán giới hạn Những cơ cấu

Ở hình 1.14a, puli - bánh đà lắp xoay trên bạc (3)gán cứng với trục lệch tâm Bản (1) được ép chặt vào vai của puli bởi lò so (2) và đóng vai trò của then để truyền mô men xoắn

từ puli đến trục lệch tâm qua bạc (3) Khi quá tải, trục lệch tâm và bạc (3) bị hãm chặt, bản (1) nén lò so (2) và quay quanh chốt để thoát ra khỏi rãnh khoét trên bạc (3), bảo đảm cho puli bánh đà quay trượt trên bạc (3)

23

Hình 1.13 Cóc sơ đồ cơ cấu an toàn

Ở hình 1.14b, puli bánh đà (4)

lắp xoay trên moay o (7) ; moay

ơø này lấp cứng với trục lệch tâm

(8) bằng then Mối liên kết giữa

puli (4) va moay o (7) được thực

hiện bằng các chốt côn (ð) và được

hãm bởi chốt hãm lò xo (6) Khi

quá tải, chốt côn (ð) bị đẩy bật

lên do tháo được chốt hãm (6) làm

cho puli quay trơn tự do trên moay

ơ (7) trong khí trục (8) bị hãm

chặt Sau khi đã loại bỏ nguyên

nhân gây quá tải, dùng tay đưa

chốt côn (ð) về vị trí làm việc để

cơ cấu truyền mô men xoắn

Cơ cấu an toàn bằng thủy lực

(hỉnh 1.15) không những bảo vệ

được máy khỏi hư hỏng mà còn

giải thoát cho các vật không thể

nghiền thoát khỏi buồng nghiền và

còn cho phép máy tự động đưa vào

Hình 1.14 Các cơ cấu truyền mô men giới han

Cơ cấu an toàn này gồm pittông (1) của xy Fanh (2) thông qua trục ren (4) để liên kết với ống trượt (3) Thanh chống của máy nghiền tÌ trực tiếp vào ống trượt (3) khi có vật không thể nghiền nằm trong buồng nghiền, áp suất dầu trong xi lanh tăng quá trị số quy định, đầu

sẽ chảy khỏi xy lanh qua van an toàn và ống trượt cùng pit tông dịch chuyển về bên phải sau mỗi vòng quay của trục với trị số bằng hành trình của má di động Cứ như vậy cửa xả

mở rộng đần tới khi viên đá không nghiền rơi khỏi buồng nghiền Khi này hệ thống truyền động vẫn liên tục chuyển động Khi vật không nghiền đã thoát ra ngoài, lượng dầu với thể tích xác định được đẩy trở lại xy lanh để đưa ống trượt trở về vị trí ban đầu

24

Hình 1.15 b trình bày cơ cấu an toàn thủy lực với bình tích năng thủy - khí, Khi quá tải đầu từ xi lanh chảy vào bình tích qua lỗ có tiết điện lớn để mở nhanh cửa xả

Hinh 1.15 Céc co cấu an toàn thủy lục

Dầu từ bình tích trở lại xi lanh qua lỗ có tiết điện nhỏ để hồi phục dần dẩn vị trí ban đầu

b) Cơ cấu nêm diều chỉnh của xả (hình 1.16) : Là cơ cấu được sử dung phổ biến trong các máy nghiền má

Thanh chống của máy tì vào bản trượt (1) qua tấm đệm Trục vít (4) có ren ở hai đầu ăn khớp với các ê cu (3) đặt trong hốc của hai bản nêm (2) Khi xoay trục vít (4) nhờ án khớp ren hai bản nêm (2) sẽ di chuyển Khi hai bản nêm (2) tiến sát nhau và đẩy bán trượt (1) tiến lên trước làm hẹp chiều rộng cửa xả hoặc ngược lại làm mở rộng kích thước cửa xả

Hình 116 Cơ cấu điều chỉnh của

xỏ kiểu nêm ngang

25

Bảng 1.6 Những thông số cơ bản của máy nghiền má

Các thông số

Kích thước cửa nạp - mm

Má lắc đơn giản Má lác phức tạp

600 | 0 | 129 | 150 | 160 | 250 | 250 | 400 | 400 | 600 x900 | x 1200] x 1500| x2100| x20 | x400 | x900 | x 600 | x900 | x900 Kích thước lớn nhất của

xả danh nghĩa, M3/h 50 | 160 | 280 | 550 | 2,8 | 7 14 | 15 | 25 | 55

Công suất động cơ, KW 75 100 | 160 | 250 10 17 40 30 55 15

Khối lượng máy không

kể động cơ, t 27 70 | 140 | 240 | 1,5 3 8 7 12 20 Kích thước bao, m

- chiều dai 3,9 1 5,0 | 6,4 | 7,5 | 1,0 | 1,4 | 1,7 |1,7 | 2,2 | 2,7

— chiéu rong 2,5 | 6,0 | 6,8 | 7,0 1,0 | 1,3 1,7 1,8 | 2,2 2,6

- chiều cao 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 1,1 1,5 | 2,3 1,6 | 2,6 2,5

Ill - TINH TOAN CAC THONG 86 CO BAN

Những số liệu ban đầu để tính máy nghiên má là kích thước định hình, kích thước lớn nhất của đá nghiền (Dmax), kích thước lớn nhất của hạt sản phẩm (dmax), độ bền của đá

và năng suất máy (Q)

1 Kích thước buồng nghiền

a) Chiều rộng cửa nạp (B) cần đủ lón để Dmax lọt qua :

Với máy nghiền làm việc trong dây chuyển sản xuất tự động :

b) Chiều rộng cửa xả (b) liên quan đến kích thước sản phẩm :

c) Géc kep da (a) là góc tạo bói má nghiền cố định uà di động:

a được xác định để báo đảm viên đá nằm giữa hai má nghiền không bị bật lên Khi hai

má nghiền ép sát vào nhau, viên đá nằm giữa hai má nghiền sẽ bị ép bởi hai lực P, khi này viên đá có xu hướng bị đẩy lên trên bởi lực đẩy R

(1.28)

Hình 1.17 Các sơ dồ tính thông số của máy nghiền má

Luc ma sat bằng P.f cũng tác dụng vào viên đá và cán lại chuyển động đó (f, hệ số ma sát giữa bề mặt tấm lót và đá) Nếu bỏ qua khối lượng của viên đá (vÌ quá bé, nhỏ hơn lực nghiền hàng trăm tới hàng ngàn lần) thì lực giữ không cho viên đá bật lên là :

Nếu œ >2 thì viên đá sẽ bị bật lên và không bị ép vỡ

Nếu øœ quá nhỏ so với 2, mức độ nghiền sẽ bị giảm nhỏ và làm tăng kích thước của máy Thông thường @ = 15° + 22°

Với máy nghiền má nghiền thô z = 18 + 199,

2 Hành trÌnh má nghiền

Hành trình của má nghiền liên quan đến hành trình nén đá trong buổng nghiền Để cho

đá bị ép vỡ đòi hỏi hành trỉnh của má nghiền S phải không nhỏ hơn giá trị nén vỡ cần thiết :

E :Môđun đàn hồi ;

D : Kích thước của đá

Do viên đá có hình dạng không xác định, sự tiếp xúc giữa đá với má nghiền không phải

là mặt phẳng mà là tiếp xúc điểm nên giá trị thực tế của hành trình Š phải lớn hơn Trị số

hợp lí của hành trình S được xác định bằng thực nghiệm

Đối với máy nghiền má lắc đơn giản :

8„= (0,01 + 0,03B; 5, =8+0,26b (1.35)

Đối với máy nghiền má lác phức tạp :

S, = (0,06 + 0,03)B ; S, = 7+ 0,1b (1.36) B,b ; Chiều rộng cửa nạp và cửa xả (m mì) ;

S, : Hanh trình nén ở cửa nạp ;

S, : Hành trình nén ở cửa xả

Chú ý rằng hành trình nén là hình chiếu của đường chuyển động má di động lên phương vuông góc với má cố định

3 Số vòng quay hợp lí của trục lệch tâm

Là số vòng quay để bảo đảm năng suất của máy lớn nhất,

Chúng ta quan sát chuyển động của vật liệu ở phần dưới của buồng nghiền khi máy làm

việc Khi má đi động tách xa má cố định thì lúc này vật liệu đã được nghiền tụt xuống phía

dưới và rơi ra qua cửa xả (hình 1.17b) Để có năng suất cao, trong khi má nghiền di động tách xa má cố định, những vật liệu nằm thấp hơn mặt phẳng CDEF phải được rơi ra, nghĩa

là thể tích đá có hình lãng trụ ABCDEEFGM, mà cạnh DC = b (b chiều rộng cửa xả) phải

được rơi được một đoạn h để thoát ra khỏi buồng nghiền do trọng lực Muốn vậy số vòng quay của trục lệch tâm phải như thế nào để thời gian t của hành trình xả, lúc má đi động chuyển từ vị trí cực trái sang cực phải, phải bằng thời gian để vật rơi tự do được một đoạn

dai h Nếu, trục quay nhanh hơn giá trị cần thiết thì khối vật liệu kể trên không rơi hết

khỏi buồng nghiền và sẽ nằm đọng lại ở vị trí nào đó Nếu trục quay chậm hơn thì sẽ làm giảm số lượng đá rơi ra trong 1 đơn vị thời gian, nghĩa là làm giảm năng suất máy

Gọi n là số vòng quay của trục lệch tâm trong I giây Thời gian của hành trình xâ đá

sẽ là 1/2 thời gian của một vòng quay, do vậy :

Công thức lý thuyết trên đã không kể đến nhiều yếu tố thực tiến khác như ma sát, các đặc điểm cấu tạo của máy cũng như độ bền của đá v.v Bởi vậy khi bổ sung các hệ số điều

chỉnh vào công thức trên ta có :

8,

Các công thức thực nghiệm để xác định số vòng quay hợp lý :

Đối với máy nghiền má có B < 600mm

n= 17bÐ93, (v/s) Đối với máy nghiền má có B z 900 mm

u ~ Hésé, ké dén độ rỗng thể tích đá sân phẩm ¿ = 0,4 + 0,45 theo thực nghiệm;

n ~ Số vòng quay của trục lệch tâm (v/s) ;

L - Chiều dài của buồng nghiền, (m) ;

e ~ Chiều rộng buồng nghiền khi hai má sát nhau nhất, (m) ;

b - Chiều rộng danh nghia của buồng nghiền, (m) ;

a - Góc kẹp đá, (độ)

ð Công suất động cơ

Các công thức để xác định công suất động cơ máy nghiền má có thể xếp thành 3 nhóm : Nhom 1 : Công thức thực nghiệm được hÌnh thành do xử lý các số liệu đo công suất động cơ Nhơm 2 : Công thức thực nghiệm do xử lý các số liệu đo áp lực nghiền trên má nghiền Nhơm 3 : Công thức lí thuyết xác lập dựa trên các định luật nghiền

Theo định luật thể tích, giáo sư M.IA - Xapônhicốp đã đưa ra công thức với các điều chỉnh sau để xác định công suất động cơ :

K,.K,.02.2.L.n

N : Công suất nghiền đá, (W) ;

K, : Hệ số điều chỉnh độ bền đá theo kích thước đá (tra đồ thị) ;

29

30

K; - Hệ số sử dụng chiều dài buồng nghiền ;

Ø„— Giới hạn bền của đá (N/m?) ;

L ~ Chiéu dai buồng nghiền, (m) ;

n - Số vòng quay của trục, (v/&) ;

Dự, dụ, - Kích thước trung bình của đá nạp và đá sản phẩm, (m) ;

Khi tính sơ bộ lấy Dụ, = 0,5D,,, 3

E ~ Mô đun đàn hồi, (N/m2?) ;

+ — Hiệu suất truyền động

Công thức xác định công suất dựa theo định luật nghiền thứ ba đã được nêu ở chương 1

6 Xác định lực tác dụng lên các chỉ tiết cơ bản của máy nghiền má

a) Sơ đồ tính lục tác dụng lên các chỉ tiết cơ bản của máy nghiền múá đơn giản (hình 1.18) a.1 Lực tác dụng vào tay biên :

Tay biên chịu kéo và uốn Chịu kéo khi biên chuyển động từ điểm A đến điểm A’ (theo chiều kim đồng hồ) để đẩy má di động ép sát má cố định Biên còn chịu uốn do lực quán tính li tâm khi chuyển động quay tròn cùng với trục lệch tâm Lực kéo biên P được xác định

từ công suất động cơ truyền động Công của lực kéo biên P sinh ra trong một vòng quay phải tương đương với công của động cơ dẫn động sản ra trong thời gian đó Do vậy có :

N - Công suất động cơ, (W) ;

n - Số vòng quay của trục lệch tâm, (v/s) ;

P,,, — Lực kéo trung bình của biên, (N) ;

r - Đệ lệch tâm của cổ trục lệch tâm, (m) ;

Pinax — Lực kéo lớn nhất của biên (N) ;

1 — Hiệu suất truyền động

Lực kéo biên P thay đổi tuyến tính từ trị số 0 (lúc chưa nghiền) đến trị số P„„ nên :

max °

Mômen uốn lớn nhất Mmax nằm ở tiết diện cách điểm B mét doan Z = 0,577!

2

I Max max = 0128p.5 = 0,064p./, (Nm)

6 đây p -Tải trọng quán tinh lớn nhất tác dung lên một mét chiều dài của biên, (N/m);

2 ~Chiéu dai cla bién, (m)

O day: y» -Trong lugng riéng cha bién, (N/m?) ;

V - Thể tích của biên, (m) ;

w -Tốc độ góc của biên tại điểm A, (rad/s) ;

r - Độ lệch tâm của trục ( m) ;

31

f - Diện tích tiết điện ngang của biên (m2) ;

Ö đây : 8 - Góc giữa biên và thanh chống khi biên ở vị tri A’

Giá trị có lợi nhất của góc Ø là 80 + 889, lúc đó việc truyền lực cho má đi động là tốt nhất Tổng ứng suất trong thanh chống là :

a - Khoảng lệch tâm của lực nén và trục dọc thanh chống, (m) ;

† - Tiết diện thanh chống, (m2)

Tiệ số dự trữ sức bền của thanh chống an toàn lấy bằng 1,5, với thanh chống không phải

là chi tiết an toàn là 2 + 2,5

Hình 1.19 Sơ đồ lục tác dụng uòo thanh chống

a.3 Tinh ma di động :

Má di động chịu tác dụng của lực nghiền đá, phản lực của thanh chống và phản lực tại

ổ treo C Phản lực của thanh chống có phương trùng với đường trục của thanh chống và có trị số lớn nhất T„ „ Phân tích lực T„ ra hai thành phần T¡ và T; trong đó T¡ vuông góc

với bề mặt của má nghiền

T, = Tha cosy = T,,, cos (@ — ổ) (1.51)

Ty = Trax Siny - Ti, sin (@ — 3) (1.52)

y = 90-d6-(90-6)=0 -6 (1.53) 32

Lực của đá tác đụng vào má nghiền được coi là lực phân bố đều nên hợp lực Q của nó là một lực tập trung tác dụng vào điểm giữa bề mặt làm việc của má nghiền

Từ điều kiện cân bằng lực đối với điểm C ta có :

L

h Q=T, = Tos (@-8) 7 , Ứng suất tổng trong tiết điện của má nghiền được xác định :

Với tiết diện không đối xứng :

1- Mômen quán tính của tiết diện, (m') ;

y ~ Khoảng cách từ trục trung hòa đến điểm ngoài cùng,(m) ;

W ~ Mô men chống uốn của tiết điện, (m) ;

T - Diện tích tiết điện của má,(m?)

b) Tính cho máy nghiền mó lắc phúc tạp :

So d6 lực tác dụng vẽ ở hình 1.20

Má di động chịu tác dụng bởi 3 lực ; hợp lực nghiền đá Q, phân lực của thanh chống T

và phân lực của khớp quay P Hợp lực nghiền đá Q có phương vuông góc với bề mặt của má nghiền và đi qua điểm giữa của bề mặt làm việc của má nghiền

Từ điều kiện cân bằng lực xác định được giá trị của chúng như sau :

Để kể tới sự quá tải khi có các vật không nghiền

nằm trong buồng nghiền, trị số lực tính toán được lấy

tăng từ 1,ð + 2 lần so với các giá trị max kể trên Py A

N - Công suất động cơ, (W) ;

Để đơn giản sơ đồ tính khung máy liền (khung đúc ^

và hàn liền khối) được thể hiện trên hình (1.21)

Ö đây khung máy được coi như tạo bởi hai thân

ngang và hai thành đọc đối xứng nhau từng đôi một

và chịu tác dụng của hợp lực nghiền Q Để đơn giản

tính toán, các thân ngang được tính như một dầm đặt

trên hai gối đỡ chịu lực nghiền Q tại điểm giữa dầm

và các mô men uốn siêu tính M\ tại hai đầu do tháo

bỏ liên kết ngàm với thanh dọc Các thân ngang chỉ

chịu uốn là chủ yếu Mô men uốn lớn nhất tại điểm

giữa của thân ngang là :

l¡; lạ - Chiều dài tương ứng của thân ngang và thành dọc, (m) ;

I,, 1, - Mémen quán tính trung bình của thân ngang và thành đọc, (m')

Thành dọc máy có thể tính đơn giản như một thanh chịu kéo bởi lực Q/⁄2 và uốn bởi

mômen siêu tỉnh M, ứng suất lớn nhất trong thành dọc được xác định từ biểu thức :

Co max = % (QR W,) , (N/m = 9 „Mẹ Nii 2) (1.62)

œ - Hệ số tập trung ứng suất tại tiết diện tính ;

†¿; - Diện tích tiết điện ngang của thành dọc, (m?) ;

W,- Mémen chéng uốn của thành doc (m3),

34

Biến dạng dọc tổng hợp (Ð của khung máy dạng

kÍn như trên được xác định theo công thức :

E - Médun dan héi, (N/m?) ;

F\, F¿ - Diện tích tiết diện ngang của than

ngang và thành dọc, (m”) G - Môđun trượt, (N/m2) ;

k - Hệ số, phụ thuộc dạng tiết điện của

thân ngang (với tiết diện chữ nhật

k = 1,2) Hinh 1.21 So dồ tính khung máy

Biến dạng ngang do mômen siêu tĩnh M, gay ra:

M,.2

Biến dạng lớn nhất của thân máy khong dude vugt qua 1 mm

đ) Bánh da:

Trên trục lệch tâm của máy nghiền má có đặt một hoặc hai bánh đà Những bánh đà này

ở hành trình không tải được tích trữ năng lượng, còn ở hành trình nghiền chúng giải phóng năng lượng kể trên để nghiền đá Những bánh đà này làm đồng đều tải trọng tác dụng vào động cơ và làm san phẳng tải trọng động tác dụng vào các cơ cấu truyền lực

Năng lượng mà bánh đà tích lũy được khi thay đổi tốc độ góc :

tnaax ~ min

E=1

E - Nang lượng tich lay , (J) ;

J - Mémen quan tinh của khối lượng banh da, (kg.m?) ;

mao ®mịn — Tốc độ góc của bánh đà tại thời điểm cuối và đầu ở hành trình không tải, (rad/s)

Khi tính toán bánh đà, người ta coi năng lượng bánh đà tích lũy (hoặc giải phóng) E phải bằng 1/2 năng lượng nghiền đá trong một vòng quay À :

w

35

N - Công suất động cơ,(W) ;

n - Số vong quay cua truc, (v/s) ;

ð - Hệ số không đều tốc độ góc, lấy bằng 0,015 + 0,035 ;

7 : Hiệu suất truyền động, có thể lấy = 0,65 + 0,85

Chương 3 MAY NGHIEN NON

1- NHỮNG KHÁI NIỆM TỔNG QUÁT

1 Công dụng

Máy nghiền nón được sử dụng rộng rãi để nghiền những loại đá khác nhau tại tất cả các giai đoạn nghiền với năng suất cao

% Phân loại và đặc tính từng loại

Tùy theo mức độ nghiền, người ta phân thành máy nghiền nón nghiền thô (NNT), máy nghiền nón nghiền vừa (NNV) và máy nghiền nón nghiền nhỏ (NNN)

Máy NNT được đặc trưng bằng chiều rộng của cửa nạp và có thể tiếp nhận những khối đá nghiền có kích thước từ 400 + 1200mm với năng suất 150 + 2300 mỶ/h khi khe xã 75 + 300mm Chiều rộng cửa nạp được tiêu chuẩn hơa là 500, 900 ; 1200, 1500mm

Máy NNV và NNN được đặc trưng bằng đường kính đáy của nón nghiền di động mà giá trị tiêu chuẩn của nó là 600, 900mm (NNV) ; 1200, 1750, 2200mm (với NNV và NNN) Máy NNV tiếp nhận các viên đá có kích thước 60 + 300mm cho năng suất 12 + 580 m3/h khi khe

xa 12 + 60mm Máy NNN tiếp nhận các viên đá 35 + 100mm cho năng suất 12 + 220m3/h

Đặc tính kỹ thuật của máy nghiền nón được nêu ra ở bang (4) 2, “Wy `

3 Sơ đồ động và nguyên lý làm việc

Sơ đồ động của các máy nghiền nón vẽ ở hình 1.22 (hình 1.22a cho NNT và hình 1 22b cho NNN)

Buồng nghiền trong máy nghiền nón được

tạo nên bởi hai mặt nón, trong đó một mặt

nón là cố định và mặt nón kia đi động Nón

di động (2) gắn cứng với trục non (3) mà đầu

dưới của nó được lồng vào bạc lệch tâm (4)

sao cho đường tâm của trục nón lệch một góc

nào đó so với đường tâm của máy nghiền

(đường trục của chuyển động quay tròn) 6

may NNT, trục nón di động được treo trên xà

đỡ (1) Ở máy nghiền NNV và NNN nớn di

động được đặt trên bệ đỡ hình cầu (ð) Bởi vậy,

những máy nghiền này còn được gọi là máy

nghiền nón có trục nón công-xôn Bạc lệch

tâm được dẫn động quay tròn nhờ cơ cấu đẫn Hình 122 Những sơ dồ động

động nên nón di động nhận được chuyển động của máy nghiền nón

lac O máy NNT tâm lắc 0 trùng với tâm ổ treo trục nón, còn ở máy NNV va NNN tam lác

0 chính là giao điểm của đường tâm trục nón với đường tâm của máy nghiền

Khi máy nghiền nón làm việc, đường tâm của trục nón di động vạch thành một mặt nón

có đỉnh là điểm 0, khi đó các đường sinh của mặt nón di động lần lượt tiển sát vào mặt nón

cố định, rồi sau đó lại tách xa chúng, cứ như là mặt nón di động lăn trên mặt nón cố định

qua lớp đá nghiền trong buồng nghiền Do vậy, việc nghiền đá liên tục được thực hiện Bởi

vậy về nguyên tắc máy nghiền nón làm việc cũng tương tự như máy nghiền má, nhưng quá trình nghiền và xả ở đây là liên tục, còn vùng nghiền và vùng xả, là đối xứng nhau và cùng

thay đổi theo chiều quay của nón nghiền di động Chính vậy, vào bất cứ thời điểm nào cũng

xẩy ra sự tiến sát hai mặt nón vào nhau tại chỗ nào đó và ở đó vật liệu bị nghiền, còn tại

vùng đối xứng qua tâm máy, mặt nón di động lại tách xa nón cố định nên tại đó cửa xả được

mở rộng để đá rơi xuống dưới

Chuyển động của nón di động là phức tạp Khi không tải, lực ma sát giữa trục và bạc

lệch tâm lớn hơn ma sát giữa trục và ổ treo (ở máy nghiền NNT) hoặc giữa trục và bệ đỡ (ở

máy nghiền NNV và NNN) do đớ nón di động chuyển động quay tròn quanh đường tâm của mình theo hướng quay của bạc lệch tâm với tốc độ mị

Phụ thuộc vào tương quan giữa các lực ma sát, số vòng

quay n¡ có thể thay đổi từ 0 đến n - số vòng quay của

bạc lệch tâm

Chuyển động quay đó của nón di động là không có

lợi, vÏ sẽ tạo ra tải trọng động lớn ở thời điểm nạp liệu

Dé khác phục hiện tượng này, ở một số máy nghiền người

ta đặt cơ cấu phanh, hãm chuyển động quay đó Khi nghiền vật liệu, do lực ma sát giữa vật liệu và a

nón nghiền lớn hơn tất cả các loại ma sát đã kể trên

nên nón di động quay tròn quanh đường tâm của mình

theo hướng ngược với chiều quay của bạc lệch tâm Chúng

ta hãy quan sát sơ đồ tác dụng của các lực ma sát trong

tiết diện ngang tùy ý của buồng nghiền (hình 1.23) Do

nón đi động đặt nghiêng một góc y, lực ma sát F¡ xuất

Hình 123 Sơ dồ lục tóc dụng hiện tại liên kết bạc lệch tâm và trục nón

f¡ - Hệ số ma sát ;

G - Khối lượng của cụm nón di động, (kg) ;

g - Gia tốc rơi tự do

Lực ma sát P¡ tạo ra mômen M, = F.r, làm cho nón di động quay tròn theo chiều quay

của bạc lệch tâm với tốc độ ny

Khi nghiền đá, tại điểm a xuất hiện lực nghiền đá P và lực ma sát tương ứng F; = fPP (ở đây f, - hệ số ma sát giữa mặt nón nghiền và đá), có chiều chống lại tốc độ tương đối của nón Lực ma sát F; gây ra mômen tỉnh M, :

M; = F;R

R - Bán kính của nón đi động tại tiết diện đã cho

38

Bởi vì R >rị và F; >F; nên M¿ >> M, và nón di động dưới tác dụng của mômen M, sé quay tròn quanh đường tâm của mình theo chiều ngược với chiều quay của bạc lệch tâm Nếu r - độ lệch tâm tại tiết diện đã xét thÌ số vòng quay nạ của nón di động quanh đường trục của minh sẽ là :

r

nạ =ng Trong thực tế giá trị n;y nhỏ hơn giá trị n khoảng 20 + 30 lần

4 Ưu khuyết điểm

So với máy nghiền má, máy nghiền nón có nhiều ưu điểm : quá trình nghiền và xả liên tục nên năng suất cao; có khả năng khởi động máy khi buồng nghiền đã chứa vật liệu ; mức

độ nghiền cao ; làm việc tin cậy và êm, sản phẩm đồng đều về hỉnh dáng và kích thước ; tổn hao năng lượng ít Nhược điểm : cấu tạo phức tạp và đất tiền hơn

II - CẤU TẠO

1 Cấu tạo máy nghiền nón nghiền thô

a Các dạng máy nghiền nón nghiền thô

Máy nghiền nón nghiền thô có nhiều dạng khác nhau do cấu tạo của máng xả, do cấu tạo của trục nớn đi động và của hệ thống truyền động

+ Máng xả : Máng xả liệu có thể bố trí ở bên (một phía hoặc hai phía) hay ở chính tâm máy Máng xả liệu đặt ở một bên làm tăng chiều cao của máy và khe xả thường bị tác Máng

xả liệu đặt hai bên khác phục được nhược điểm trên, song lại đòi hỏi hai băng tải thu sản phẩm Máng xả liệu đặt ở chính tâm vừa bảo đâm không tắc vừa dễ tháo lắp

+ Trục nón di động, Có 3 kiểu cấu tạo của trục nón di động :

Trục nơn di động treo trên (hỉnh 1,24a)

Cụm nón di động có trục cố định (hỉnh.1.24,b) và trục nón công-xon (hỉnh 1 24,c) Máy nghiền nón lệch tâm với trục cố định có độ lắc không đổi trên suốt chiều dài trục làm đẩy mạnh quá trình nghiền, song lại đòi hỏi công suất động cơ lớn Nhược điểm của cấu tạo này là cụm trục cố định không đủ cứng vững khi nghiền đá cứng

1 VẬ!

: 1W ¬

Hình 1.24 Các dạng chính của máy nghiền nón nghiền thô

39

Trục nón đặt công xôn có được đặc tính nghiền tốt, song cửa xả đễ bị tác, nhất là khi nghiền đá mềm và ẩm

Trục nón di động treo trên được sử dụng phổ biến

Có hai kiểu dẫn động được sử dụng :

Dẫn động cơ học (truyền động đai) và dẫn động thủy lực Dẫn động đai thang được sử dụng phổ biến vì đơn giản, dễ sử dụng, song cổng kềnh, nặng nề và khớ khởi động khi buồng nghiền

chứa vật liệu

Dãn động thủy lực giảm được tải trọng động lên máy khi khởi động và quá tải, giảm được kích thước và trọng lượng máy, song do hiệu suất truyền động thấp nên còn chưa được sử dụng phổ biến

b Cấu tạo máy nghiền NNT có trục nón treo trên va dẫn động bồng dai thang (hình 1.25)

Buồng nghiền của máy nghiền nớn nghiền thô được tạo bởi hai mặt nón cớ các đỉnh nón dat ngược nhau : Đỉnh nớn di động hướng lên trên, đỉnh nón cố định - xuống dưới Do vậy buồng nghiền có thể thu nạp được viên đá có kích thước lớn

Vỏ của nón cố định được làm từ hai khối (khối dưới (2) và khối trên (3)) ghép bằng bu lông và gắn chặt với đế máy (1) Mặt trong của nớn đặt các tấm lót (4) bằng thép hợp kim

mang-gan Xa dé (5) với các miếng lót (6) được kẹp vào nón cố định Chụp bảo vệ (7) che

bụi cho 6 treo của trục nón di động Trục chính (8) lấp chặt với khối nón di động (9) và các mặt nón bao ngoài (10) bằng thép hợp kim măng-gan

về

2212

Hình 1.25 Cấu tạo máóy nghiền nón nghiền thỏ

40