Giao trinh bai tap gamvkxd ch2 3

Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón II.2.2 Máy đập hàm chuyển động phức tạp c b a d Hình 2.4a Sơ đồ nguyên lý máy đập hàm phức tạp Hình 2.4a Sơ đồ cấu tạo máy đập hàm phức tạp Trang II- 12 Chương II: Các loại máy đập nghiền ‰ Máy nón Sơ đồ cấu tạo: Máy gồm giá máy (1) có gắn má tĩnh (2) Má động (3) treo trực tiếp vào trục lệch tâm (4) mà không liên hệ qua biên, có chống (5) Các chi tiết khác máy giống cấu tạo máy đập hàm chuyển động đơn giản ‰ Nguyên lý làm việc Khi máy làm việc, trục lệch tâm quay, má động gắn trực tiếp vào trục lệch tâm, nên điểm má động chuyển động theo quỹ đạo ellip, vật liệu chịu tác dụng lực ép lực mài Khi trục lệch tâm quay vòng qua vị trí a-b-c má động chuyển tiến gần đến má tĩnh, vật liệu bị ép nhỏ Khi trục lệch tâm quay qua vị trí c-d-a má động chuyển dời xa má tĩnh, vật liệu đập nhỏ rơi xuống khe hở má máy II.3 Tính toán thông số kỹ thuật máy đập hàm II.3.1 Tính góc kẹp α Góc kẹp α góc tạo mặt phẳng chứa má máy Nếu góc α to quá, cục vật liệu bị đẩy ngoài, máy không đập được; góc kẹp α nhỏ quá, mức độ đập nghiền i bé Vì vậy, phải xác định góc kẹp α hợp lý để máy làm việc có hiệu Khi máy làm việc cục vật liệu bị ép vỡ lực: - Lực P má động ép vào vật liệu - Phản lực P1 từ má tĩnh ép vào vật liệu Muốn vật liệu không bị bắn khỏi máy phải có cân lực sau: Psin α ≤ Pf cos α + P1 f (2.14a) P1 = P cos α + Pf sin α (2.14b) đó: f - hệ số ma sát vật liệu má máy α - góc kẹp Giải hệ phương trình (2.14) ta được: tgα = Mặt khác: 2f − f2 f = tgϕ (2.15) với ϕ : góc ma sát vật liệu Ta được: tg α ≤ 2tgϕ = 2tgϕ − tg2 ϕ α = 2ϕ (2.16) Muốn máy hoạt động ổn định bình thường thì: α ≤ 2ϕ , theo nghiên cứu Leven son, hệ số ma sát vật liệu má máy: f = tgϕ ≈ 0, Î Trang II- 13 ϕ = 16o40’ Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón Thực tế góc kẹp α có lợi khi: α tt = (0, 45 ÷ 0, 07)αlt với αlt = 15 ÷ 24 o (2.17) II.3.2 Tính số vòng quay hợp lý trục lệch tâm Muốn vật liệu sau bị ép vỡ má máy có đủ thời gian rơi tự khỏi máy, phải tính số vòng quay hợp lý trục lệch tâm Vật liệu rơi khỏi máy má máy rời xa nhau,có nghĩa ½ vòng quay trục lệch tâm Khi má động rời xa khỏi vị trí ép vật liệu khoảng cực đại S, khối vật liệu với chiều cao h rơi tự xuống (H 2.6) Như vậy: h= s tgα h= gt 2 (2.18a) Î t= 2s gtgα (2.18a) Trong đó: s: độ dời điểm cuối má động [cm], theo định luật rơi tự do: g: gia tốc trọng trường [cm/ sec2] t: thời gian vật liệu rơi [sec] h a Khi trục lệch tâm quay n [v/phút], gọi t1 thời gian để má động dời xa khỏi vị trí ép vật liệu ( thời gian trục lệch tâm quay 1/2 vòng) Ta có: t1 = α 60 30 = n n s Hình 2.6 (2.19) Để vật liệu có đủ thời gian rơi xuống má máy, thời gian vật liệu rơi tự với chiều cao h phải thời gian má máy dời xa t = t1 : 2s 30 = g.t.gα n Î n = 665 tgα s (2.20) Trong thực tế vật liệu rơi bị cản lực ma sát vật liệu má máy, nên thời gian vật liệu rơi tự khỏi máy lớn so với tính toán lý thuyết Qua thực nghiệm trị số n phải giảm 5-10% Khi đó: nlt = (600 ÷ 630) II.3.3 Tính suất máy đập hàm Trang II- 14 tgα S (2.21) Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón Từ hình (H.2.7) ta thấy: Sau vòng quay trục lệch tâm vật liệu rơi khỏi máy với thể tích : a+s l h Hình 2.7 a V= ( 2a + s ) l.h = ( 2a + s ) l s tgα (2.22) Khi trục lệch tâm quay n v/ph, suất máy đập hàm là: v = 60 Q= đó: ( 2a + s ) ( 2a + s ) s l.n.ϕ tgα [m3/h] (2.23) s l.n.ϕ.γ.60 [T/h] tgα (2.24) a, s, l, h - kích thước khối vật liệu [m] ϕ - hệ số tơi vật liệu, ϕ = 0,3÷0,7 γ - trọng lượng thể tích vật liệu [T/m3] Kích thước trung bình vật liệu rơi khỏi máy: dtb = dmax + dmin 2a + s = 2 (2.25) Thay vào công thức ta có: V= 60 s.dtb l.n.ϕ tgα Q= 60 s.dtb l.n γ.ϕ tgα [m3/h] (2.26) [T/h] (2.27a) thông thường α = 20÷ 22o, đó: Q = (137 ÷ 150) dtb s.l.n.ϕ.γ Trang II- 15 [T/h] (2.27b) Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón II.3.4 Tính công suất máy đập hàm Máy đập hàm dùng để đập thô vật liệu rắn, công tiêu hao để đập vật liệu xác định theo thuyết thể tích, ứng với công thức: A= Vσ2 2E (2.28) đó: σ - ứng suất biến dạng đàn hồi vật liệu [KG/cm2] E - Môđun đàn hồi vật liệu [KG/cm2] V -Thể tích vật liệu biến dạng [cm3] Ta biết thể tích vật liệu biến dạng hiệu thể tích cục vật liệu nạp có đường kính lớn D thể tích cục vật liệu tháo khỏi máy có đường kính d  πD3 l πd3 l  πl 2 V = VD − Vd =   = (D − d )  D d [cm3] (2.29) l: chiều dài khe tháo liệu [cm] l D l d : số cục vật liệu nằm theo chiều dài khe nạp tháo liệu Sau vòng quay trục lệch tâm, công tiêu hao đập vật liệu A= πσ2l(D2 − d2 ) 12E [KG.cm] (2.30) Khi trục lệch tâm quay n v/ph, công suất máy đập hàm: N= A nσ2l(D2 − d2 ) nσ2l(D2 − d2 ) = = [ml] 100 × 60 × 75 100 × 60 × 75 × 3, 82E 1719000E Công suất động điện : Ndc = N η (2.31) (2.32) η: Hệ số chuyển động hữu ích máy đập hàm, thường η = 0,6÷0,7 III MÁY ĐẬP NÓN III.1 Đại cương phân loại Máy đập nón dùng rộng rãi để đập thô, đập trung bình đập nhỏ vật liệu rắn ‰ Nguyên lý làm việc: Vật liệu bị ép uốn bề mặt nón cố định bề mặt nón xoay liên tục, vật liệu nhỏ chuyển dần xuống đáy rơi Quá trình làm việc máy đập nón gần giống trình làm việc máy đập hàm Sau nửa dao động đầu nón trong, bề mặt nón gần bề mặt nón ngoài, vật liệu bị ép đập nhỏ Sau ½ dao động sau bề mặt nón chuyển xa bề mặt nón Trang II- 16 Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón vật liệu đập nhỏ rơi khỏi máy, khác thời gian ấy, vật liệu nằm phía bên bị ép đập Vì vậy, nguyên tắc làm việc máy đập nón ưu việc nguyên tắc làm việc máy đập hàm Vì máy đập hàm sau vòng quay trục lệch tâm làm việc ½ chu kỳ, máy đập nón làm việc liên tục theo vòng quanh mặt nón Khi làm việc tùy theo loại máy trục nón quay quanh điểm cố định A vạch mặt nón (a,c) quay song song với trục thẳng đứng máy vạch mặt trụ (b) Máy đập nón có nhiều kiểu, kiểu có tác dụng c a b Hình 2.8 Các dạng máy đập nón Các máy đập nón phân loại sau: ‰ Phân loại theo đặc trưng kỹ thuật máy: Bảng 2.5 Phân loại máy đập theo đặc trưng kỹ thuật Loại máy Máy đập lớn Máy đập trung bình Máy đập nhỏ ‰ Năng [T/h] suất Kích thước vật K.thước vật liệu liệu vào [mm] [mm] 450-1500 50-800 13-300 300-1500 75-350 30-75 Phân loại theo hình thức kết cấu máy • Máy đập nón dốc: - Máy có ổ đỡ trục thẳng đứng phía (trục treo) (a) - Máy có trục thẳng đứng không chuyển động (nón lệch tâm,b) • Máy đập nón thoải - Máy có ổ đỡ trục thẳng đứng phía (trục consol)(c) Trang II- 17 75-220 15-50 3-15 Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón III.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc máy đập nón III.2.1 máy đập nón có ổ đỡ trục thẳng đứng phía ( trục treo) 11 12 10 Hình 2.9b Sơ đồ cấu tạo máy đập nón Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý làm việc máy đập nón Trên thân máy (1) lắp chặt nón (2) Trên nón (2) có nắp (3), mũ (4) chứa ổ trục treo (5) Trục nón (6) lắp chặt với nón (7) Trên bề mặt nón nón có lắp lót thép Mn Cuối trục (6) cắm chặt vào ống lót lệch tâm (9) gắn chặt với bánh răn hình nón (10) khớp với bánh nón (11) Bánh gắn với trục (12) chuyền chuyển động từ dộng Vật liệu nạp vào lỗ nạp liệu (13), vật liệu đập nhỏ tháo qua cửa tháo (14) Ngoài hệ thống bôi trơn, làm lạnh III.2.2 Máy đập nón trục thẳng đứng cố định (nón lệch tâm) ‰ Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động Trục (1) gắn chặt ổ đỡ hình côn (2) Trục nón (3) đặt lệch tâm song song với trục (1) Ống lót lệch tâm (4) gắn chặt với nón liên kết với bánh hình côn (5) Vì vậy, ống lệch tâm quay nón quay quanh trục (1) Ống lệch tâm quay nhờ động truyền chuyển động qua trục quay (6) gắn với bánh (7) khớp với bánh (5) Vật liệu nạp vào qua cửa nạp vào qua cửa nạp lệch (8), vật liệu đập nhỏ tháo qua cửa tháo liệu (9) Trang II- 18 Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón Hình 2.10a Sơ đồ nguyên lý máy đập nón lệch tâm • Ưu điểm máy đập nón lệch tâm: - Chiều cao máy giảm 40% so với loại máy đập nón trục treo, ống lệch tâm đặt vào nón - Máy có suất cao toàn chiều cao nón lúc đập vào vật liệu - Ống lót lệch tâm chế tạo lớn nên áp lực riêng tác dụng lên bề mặt ống lệch tâm nhỏ, ống lệch tâm bị hư hỏng III.2.3 Máy đập nón có ổ đỡ trục thẳng đứng phía (trục consol) ‰ Đặc điểm kỹ thuật Khác với loại máy đập nón dốc nêu trên, máy đập nón trục consol có đặc tính riêng: - Cấu tạo nón có dạng dốc thoải - Vật liệu tháo khỏi máy nhờ lực ly tâm quán tính (các máy đập nón dốc nhờ trọng lực) - Trang II- 19 Máy dùng đập nhỏ đập trung bình vật liệu rắn Dvl = 30÷75mm Chương II: Các loại máy đập nghiền ‰ Máy nón Cấu tạo nguyên lý hoạt động Cấu tạo máy gồm trục (1) mang nón (2) cắm vào ống lệch tâm (3) Trục (1) quay quanh điểm cố định A (trục (1) trục máy cắt A) ống lót lệch tâm (3) đặt đỡ (4) Ổ đỡ (4) đỡ trọng lượng ống lót lệch tâm (3) bánh (5) Còn toàn trọng lực trục, nón lực đập thẳng đứng đỡ vòng đỡ hình cầu (6) Nón (7) vặn vào vành thân máy qua ren (8) Vành thân máy tì lên giá máy (9) liên kết với giá máy lò xo (10) Tác dụng lò xo (10) gặp vật rắn (sắt thép) lò xo bị nén lại, vật lạ tháo ngoài, sau vành mang nón tác dụng lò xo lại bị trở vị trí ban đầu; nhờ máy làm việc an toàn 11 12 A Hình 2.11 Sơ đồ cấu tạo Máy đập nón trục Vật liệu nạp qua cửa nạp liệu (11), xuống đĩa phân phối (12), đĩa phân phối vật liệu vào khu vực đập Ưu điểm: - Mức độ đập nghiền cao i >20 -Kích thước sản phẩm đồng -Năng suất cao -Máy làm việc an toàn Khuyết: Trang II- 20 -Cấu tạo máy phức tạp -Giá thành cao Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón III.3 Tính toán thông số kỹ thuật máy đập nón III.2.1 Máy đập nón dốc ‰ Tính góc kẹp máy Góc kẹp α máy xác định góc kẹp máy đập hàm; α = α1 + α α2 α1 : độ dốc nón α2: độ dốc nón α α = α1 + α < 2ϕ thông thường ‰ α1 α = 21 ÷ 23 Tính số vòng quay hợp lý nón Tương tự xác định số vòng quay hợp lý trục lệch tâm máy đập hàm, số vòng quay hợp lý nón xác định : n = 665 với : α = α1 + α tgα s [v/ph] (2.33) s = 2r Trong đó: s - độ dời cực đại nón [cm] r - độ lệch tâm cực đại nón [cm] Như vậy: n = 665 tgα1 + tgα tgα1 + tgα = 471 [v/ph] 2r 2r (2.34) Vì có ma sát vật liệu mặt nón, nên số vòng quay thực tế giảm 5-10% ntt = (0,9 ÷ 0,95) nlt ntt = (424 ÷ 447) ‰ tgα1 + tgα r (2.35) [v/ph] (2.36) Tính suất máy đập nón Để dễ tính toán, trường hợp máy đập nón trục treo nón cắt trục máy góc 2-3o ta xem trục nón song song trục máy Sau vòng quay nón vật liệu tháo khỏi máy khối vành khăn có tiết diện: F= (a + s) + a 2a + s h= h 2 (2.37) Gọi đường kính trung bình khối vật liệu hình vành khăn: Dtb xem D tb ≠ Dn (đường kính đáy nón ngoài) Trang II- 21 Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón Sau vòng quay nón khối vật liệu tháo khỏi máy tích: V= (2a + S) h.π.Dn (2.38) Xác định chiều cao h khối vật liệu Xét tam giác ABC: BH = htgα1 HC = htgα BH + HC = h (tgα1 + tgα ) = S = 2r h= 2r tgα1 + tgα với r - độ lệch tâm [m] 2a + s 2r πDn tgα1 + tgα Î V= Î V = πDn 2r(a + r) tgα1 + tgα (2.39) Nếu nón quay n v/ph, suất máy đập nón dốc: Q = V.n.ϕ.γ.60 = 60.π.Dn n.ϕ.γ Î đó: ‰ Q = 377 Dn n.ϕ.γ.r(a + r) tgα1 + tgα 2r(a + r) tgα1 + tgα [T/h] (2.40) ϕ - hệ số tơi vật liệu, ϕ = 0,3÷0,6 γ - trọng lượng thể tích vật liệu [T/m3] n - số vòng quay nón [v/ph] Tính công suất máy đập nón Căn theo thuyết thể tích Levenson thiết lập công thức tính công suất máy đập nón dốc: N= nσ (Dn + 2Htgα − D ) D2 + Dnd2  550.000E  đó: n - [v/ph] σ, E - [kG/cm2] Dn - đường kính đáy nón [cm] H - chiều cao nón [cm] D - đường kính cục vật liệu nạp [cm] d = a + S - chiều rộng khe tháo liệu nón xa [cm] N dc = N η Trang II- 22 [ml] (2.41) Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón III.3.2 Máy đập nón thoải ‰ Xác định số vòng quay nón Số vòng quay nón xác định theo công thức sau: hay n = 470 sin α + f cos α DT [v/ph] (2.42a) n = 133 sin α − f cos α l [v/ph] (2.42b) đó: α - góc tạo đường sinh đáy nón trong, α = 39 ÷ 400 f - hệ số ma sát vật liệu bề mặt nón, f = 0,35 l - chiều dài khu vực mặt nón song song [m] ‰ Tính suất máy đập nón thoải Dtb l d DT Hình 2.13 Sơ đồ tính suất máy đập nón Sau vòng quay máy, thể tích khối vật liệu rơi khỏi máy: V = a.l.π.D tb đó: (2.43a) a- khoảng cách mặt nón song song [m] l - chiều dài khu vực mặt nón song song [m], thường l = (0,07 ÷ 0,08) D T DT - đường kính đáy nón [m] Dtb - đường kính trung bình khu vực mặt nón song song [m], thường lấy D Tb ≠ D T đó: Trang II- 23 V = a.l.π.D T (2.43b) Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón Khi nón quay n v/ph, suất máy đập nón thoải: đó: ‰ Q = v.n.ϕ.γ.60 = π.a.l.ϕ.γ.60 [T/h] Q = 188.a.l.D T n.ϕ.γ [T/h] (2.44) ϕ - hệ số tơi vật liệu, ϕ = 0,25 - 0,6 γ - trọng lượng thể tích vật liệu [T/m3] n - số vòng quay nón [v/ph] Xác định công suất máy đập nón thoải Công suất yêu cầu máy xác định theo công thức: N= nσ D Tb D2 + 0, 388D3 − 0, 052 × a × D2T [ml] 357.000E ( ) (2.45) ml : mã lực hay CV đó: D - chiều rộng khe nạp liệu [cm] a - chiều rộng khe tháo liệu [cm] n - số vòng quay nón [ v/ph] σ - giới hạn bền chịu nén vật liệu [KG/cm2] E - môđun đàn hồi vật liệu [KG/cm2] Trong công thức tính công suất máy đập nón dốc nón thoải gần đúng, không tính đến mức độ đập nghiền i Tuy nhiên, đập trung bình đập thô kết gần thực tế III.4 So sánh máy đập nón máy đập hàm ‰ Ưu điểm: - Năng lượng tiêu tốn riêng cho sản phẩm hơn, máy đập nón làm việc liên tục, đồng thời phương thức tác dụng lực lực ép lực uốn, mà ta biết loại vật liệu silicát chịu lực uốn lực nén 10-15 lần - Máy có suất lớn, làm việc liên tục, máy làm việc không ồn va đập ‰ Sản phẩm có kích thước đồng Khuyết điểm: - Máy có cấu tạo phức tạp, sửa chữa khó khăn - Điều khiển máy phức tạp, khó điều chỉnh khe hở đáy nón - Khả kéo vật liệu vào máy - Không đập vật liệu dẻo, làm nghẽn khoảng không gian làm việc máy - Từ ưu nhược điểm nêu ta nhận thấy có điều kiện nên sử dụng máy đập nón có nhiều ưu việt hơn, sử dụng đập thô nhà máy sản xuất xi măng Trang II- 24 ... liệu vào [mm] [mm] 45 0-1 500 5 0-8 00 1 3- 3 00 30 0-1 500 7 5 -3 50 3 0-7 5 Phân loại theo hình thức kết cấu máy • Máy đập nón dốc: - Máy có ổ đỡ trục thẳng đứng phía (trục treo) (a) - Máy có trục thẳng đứng... ) s l.n.ϕ tgα [m3/h] (2. 23) s l.n.ϕ.γ.60 [T/h] tgα (2.24) a, s, l, h - kích thước khối vật liệu [m] ϕ - hệ số tơi vật liệu, ϕ = 0 ,3 0,7 γ - trọng lượng thể tích vật liệu [T/m3] Kích thước trung... liệu vào khu vực đập Ưu điểm: - Mức độ đập nghiền cao i >20 -Kích thước sản phẩm đồng -Năng suất cao -Máy làm việc an toàn Khuyết: Trang II- 20 -Cấu tạo máy phức tạp -Giá thành cao Chương II: Các