Bản vẽ autocad máy đập búa

Bản vẽ autocad máy đập búa Chương 1: Tổng quan về xi măng. Vị trí của máy đập búa trong dây chuyền1.1.Xi măng Pooclăng1.1.1.Một số định nghĩa1.1.2.Clinker XMP1.1.3.Thành phần hóa của clinker1.1.4.Thành phần pha của clinker XMP1.1.5.Phân loại1.2.Qui trình công nghệ sản xuất XMP, hệ thống thiết bị trong qui trình1.2.1.Phân loại phương pháp sản xuất1.2.2.Hệ thống thiết bị1.3.Biện luận lựa chọn thiết bị1.3.1.Các máy đập nghiền có thể sử dụng trong giai đoạn đập thô1.3.1.1.Máy đập hàm1.3.1.2.Máy đập trục1.3.1.3.Máy đập va đập1.3.1.4.Máy đập thùng quay1.3.1.5.Máy đập búa1.3.2.Đặc điểm kỹ thuật của nguyên liệu đá vôi1.3.3.Ưu nhược điểm chung của máy đập búaChương 2: Phương án thiết kế, tổng quan về máy đập búa2.1.Phương án thiết kế2.2.Nguyên lí họat động của thiết bị2.2.1.Lí thuyết đập nghiền2.2.1.1.Các khái niệm cơ bản về đập nghiền2.2.1.2.Các thuyết cơ bản về đập nghiền2.2.1.2.1.Thuyết diện tích bề mặt2.2.1.2.2.Thuyết thể tích2.2.1.2.3.Thuyết Bond2.2.2.Nguyên lí hoạt động của máy đập búa2.3.Phân loại máy đập búa2.3.1.Theo số trục (rôto) mang búa2.3.2.Theo phương pháp treo búa vào rôto2.3.3.Theo sự phân bố búa trên rôto2.4.Các chi tiết của máy đập búa2.4.1.Búa đập2.4.2.Cánh búa (đĩa treo búa)2.4.3.Trục máy (Rôto)2.4.4.Ghi tháo liệu2.4.5.Vỏ máyChương 3: Tính toán các thông số kĩ thuật cơ bản3.1. Kích thước rôto, chiều dài búa, năng suất máy3.2.Vận tốc đầu búa3.3.Khối lượng búa3.5.Số lượng búa3.6.Số đĩa treo búa3.7.Sàng ghi3.4.Công suất động cơ3.4.1.Tính công suất theo công thức thực nghiệm3.4.2.Tính công suất từ độ bền của đá vôi3.8.Tính năng suất nhà máyChương 4: Tính bền4.1.Tính toán trục4.1.1. Đường kính trục4.1.2.Tính toán góc lượn4.2.Tính toán ổ bi đỡ4.3.Tính toán bộ truyền động4.4.Tính bền cho búa

1.1.3.Thành phần hóa của clinker

1.1.4.Thành phần pha của clinker XMP

1.1.5.Phân loại

1.2.Qui trình công nghệ sản xuất XMP, hệ thống thiết bị trong qui trình

1.2.1.Phân loại phương pháp sản xuất

1.2.2.Hệ thống thiết bị

1.3.Biện luận lựa chọn thiết bị

1.3.1.Các máy đập nghiền có thể sử dụng trong giai đoạn đập thô

1.3.2.Đặc điểm kỹ thuật của nguyên liệu đá vôi

1.3.3.Ưu nhược điểm chung của máy đập búa

Chương 2: Phương án thiết kế, tổng quan về máy đập búa

2.1.Phương án thiết kế

2.2.Nguyên lí họat động của thiết bị

2.2.1.Lí thuyết đập nghiền

2.2.1.1.Các khái niệm cơ bản về đập nghiền

2.2.1.2.Các thuyết cơ bản về đập nghiền

2.2.1.2.1.Thuyết diện tích bề mặt

2.2.1.2.2.Thuyết thể tích

2.2.1.2.3.Thuyết Bond

2.2.2.Nguyên lí hoạt động của máy đập búa

2.3.Phân loại máy đập búa

2.3.1.Theo số trục (rôto) mang búa

2.3.2.Theo phương pháp treo búa vào rôto

2.3.3.Theo sự phân bố búa trên rôto

2.4.Các chi tiết của máy đập búa

Chương 3: Tính toán các thông số kĩ thuật cơ bản

3.1 Kích thước rôto, chiều dài búa, năng suất máy

3.4.Công suất động cơ

3.4.1.Tính công suất theo công thức thực nghiệm

3.4.2.Tính công suất từ độ bền của đá vôi

3.8.Tính năng suất nhà máy

Danh sách các kí hiệu và từ viết tắt

VD Ví dụ

[x] Tài liệu tham khảo thứ x

Chương 1: Tổng quan về xi măng Vị trí của máy đập búa trong

CKD thủy lực là loại CKD sau khi trộn nước và đóng trong không khí có thể tiếp tục đóng rắn và bền vững trong môi trường nước Do có khả năng đóng rắn và tăng cường độ trong nước, ta gọi là các CKD thủy lực XMP là một loại CKD thủy lực

Hình 1.1.Quá trình hydrat hóa của một hạt XM

XMP là bột vô cơ có tính chất kết dính thủy lực, sản phẩm nghiền mịn của clinker XMP và phụ gia thạch cao 3-5% khối lượng clinker Ngoài ra còn có các CKD

là sản phẩm của XMP và các phụ gia thích hợp khác.[4]

1.1.2.Clinker XMP

Clinker XMP là bán thành phẩm trong quá trình sản xuất XMP, được sản xuất bằng cách nung kết khối hỗn hợp nguyên liệu tự nhiên như đá vôi, đất sét và quặng sắt với thành phần được định trước Clinker ra khỏi lò nung có dạng cục sỏi nhỏ (10 –

50 mm)

Hai nguyên liệu tự nhiên chính để sản xuất XM là đá vôi và đất sét Ngoài ra

còn có các nguyên liệu phụ như quặng sắt, xỉ pirit, cát, đá… Những nguyên liệu này được trộn với nhau theo những tỉ lệ nhất định, nung tới 1450 – 14550C tạo thành clinker Clinker lại được nghiền tiếp tục với những phụ gia như thạch cao tạo XMP, sản phẩm dạng bột mịn có tính thủy lực Lượng tạp chất trong clinker cũng cần phải

được khống chế trong những giới hạn cho phép.[4]

Hình 1.2.Đường cong phân tích nhiệt DTA của quá trình nung clinker

1.1.3.Thành phần hóa của clinker:

1.1.4.Thành phần pha của clinker XMP

Do nguyên liệu sản xuất clinker ở dạng tự nhiên nên thành phần hóa thay đổi trong khoảng lớn, các số liệu tính tóan thành phần hóa phối liệu cũng như thành phần khóang thực của clinker không phải là những trị số cố định mà nằm trong một dải giới hạn cho phép nhất định

Thành phần pha chính của clinker XMP gồm có: Alít C3S chiếm 40 – 60%, ở dạng thù hình α là khóang chính tạo cường độ cho XMP; Belít C2S chiếm khoảng 15 – 35%; Tri canxit aluminat C3A chiếm 4 – 14%; Alumo-ferit canxi C4AF chiếm 10 – 18%; pha thủy tinh trong clinker khoảng 15 – 25%, pha lỏng cần thiết để nung luyện clinker, được hình thành khi làm lạnh nhanh pha lỏng Ngoài ra, trong clinker XMP còn những khóang khác như các sunfat kiềm (K,Na)2SO4, CaSO4, aluminat kiềm (K,Na)2.8CaO.3Al2O3, alumo-manganat canxi 4CaO.Al2O3.Mn2O3…và một lượng

oxit tự do.[4]

1.1.5.Phân loại

Người ta thường phân loại XM theo tính chất của phụ gia thêm vào Phụ gia là những chất thêm vào nhằm cải thiện một tính chất nào đó của XM VD: thạch cao kéodài thời gian ninh kết…

Có thể phân lọai theo tác dụng của phụ gia hoặc theo bản chất hóa học của phụ gia

Theo tác dụng của phụ gia người ta chia XM thành 9 loại, theo bản chất hóa

học của phụ gia có thể chia làm 2 loại Chi tiết xin xem thêm trong Công nghệ sản

xuất xi măng Poóc lăng và một số chất kết dính(Tr 6,7)-Đỗ Quang Minh (2005).

1.2.Qui trình công nghệ sản xuất XMP, hệ thống thiết bị trong qui trình

1.2.1.Phân loại phương pháp sản xuất

Theo nguyên lí hoạt động của lò nung ta chia công nghệ sản xuất thành hai nhóm:

PHỤ GIA FeS2 Đập

Kho chứa

CátNếu cần bổ sung

cân

cân

SILO CHỨA (đồng nhất hóa phối liệu)

LÒ NUNG (1455 0 C)

Đập

clinker

Hình 1.4 Hệ thống thiết bị chủ yếu trong sản xuất xi măng [6]

1.3.Biện luận lựa chọn thiết bị

1.3.1.Các máy đập nghiền có thể sử dụng trong giai đoạn đập thô

Dưới đây là một số máy đập nghiền có thể sử dụng trong giai đoạn đập thô, tùytheo yêu cầu mà ta sử dụng cho phù hợp

1.3.1.1.Máy đập hàm

Hình 1.7

1.3.1.4.Máy đập thùng quay

Hình 1.8

1.3.1.5.Máy đập búa

Hình 1.9

1.3.2.Đặc điểm kỹ thuật của nguyên liệu đá vôi

Đặc điểm kỹ thuật của nguyên liệu đập là yếu tố quan trọng nhất trong việc lựachọn máy đập nghiền

Đá vôi có công thức CaCO3, có 3 dạng thù hình là canxit, aragonhit và vaterit

Độ cứng đá vôi theo thang Mohs là 1.8 – 3.0, hệ số đập nghiền là 1,0, độ bền nén là

500 – 2500 kG/cm2 là loại đá khá mềm, độ bền thấp thích hợp với máy đập búa Khốilượng thể tích 1,6 – 2,0 tấn/m3 Dạng nguyên chất có màu trắng (đá phấn), khi lẫn tạpchất có màu (thường là màu xám vì lẫn oxit sắt)

Hình 1.10 Một số hình ảnh về đá vôi

Đá vôi thường được khai thác từ các mỏ lộ thiên bằng cách phá mìn, ít khiđược khai thác ở các mỏ ngầm Đá thường được đập sơ bộ tại mỏ bằng các máy đậpbúa hoặc đập hàm cỡ lớn Đá cục được vận chuyển về nhà máy bằng các xe goòng,

ôtô…Nếu nhà máy ở gần có thể dùng băng tải Đá vôi thường được nghiển thô tới cỡhạt 5 – 25mm, sau đó được trộn với các phối liệu để nghiển tiếp.

Yêu cần về thành phần hóa: CaO 49 – 54% (tính theo CaCO3 87 – 96%), MgO

< 3%, R2O < 1%

Một số thông số khác của đá vôi

- Giới hạn bền nén: 25-190N/mm2

- Modun đàn hồi kéo: 7E4 N/mm2

- Khối lượng riêng: 2680-2760 kg/m3

- Hệ số ma sát với kim loại: 0,58

1.3.3.Ưu nhược điểm chung của máy đập búa

Máy đập búa có những ưu nhược điểm sau

Ưu điểm:

- Cấu tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước bé

- Làm việc chắc chắn, tin cậy và liên tục

- Năng suất cao và mức độ đập nghiền lớn (i = 10 - 90)

- Máy có ghi tức là có quá trình phân loại trong khi đập Các hạt đạt đượckích thước yêu cầu được tháo qua khe ghi của máy Điểm này rất quan trọng vì sự có mặt của hạt mịn và sản phẩm đã đập nghiền xong đặt yêu cầu không cần đập nghiền tiếp nữa có ảnh hưởng xấu tới quá trình Những hạt đó phân bố giữa các cục vật liệu làm tăng độ đàn hồi của khối vật liệu, giảm lực đập và năng suất máy, tăng công suất thừa vô ích

Nhược điểm:

- Các chi tiết máy nhất là ghi và búa rất mau bị mòn

- Không đập được vật liệu ẩm (W>15%) vì lúc đó khe ghi sẽ bị bịt kín

- Khi có dị vật cứng (VD: sắt, thép…) rơi vào máy, máy dễ bị hư hỏng Ngoài ra, máy đập búa nhiều dãy búa khi đập vật liệu rắn không đủ độ

tin cậy lúc làm việc.[4]

Kích thước đá đầu vào 1000 – 2000mm, kích thước ra 25 – 30mm suy ra

i ≈ 59 [5] là khá lớn.

Máy đập búa rất thích hợp với đập vật liệu không quá cúng như đá vôi Ngoài

ra theo phương pháp thông thường, ta phải dùng đến 2 máy đập ở hai giai đoạn là đập

sơ bộ và đập lần hai, ở đây nếu ta dùng một máy đập có mức độ đập nghiền lớn như máy đập búa 2 rôto thì ta có thể giảm được một giai đoạn đập nhờ đó tiết kiệm được kinh phí máy móc và năng lượng Đây là một lợi thế rất lớn cho máy đập búa

Trong thực tế tại các nhà máy sản xuất XM, máy đập búa 2 rôto được coi là loại máy sử dụng có hiệu quả để đập thô và đập trung bình vật liệu có độ cứng trung bình (đá vôi) Các nhà máy vật liệu chịu lửa thì dùng chúng để đập manhêzít và đôlômit sống trước khi nung.

Chương 2: Phương án thiết kế, tổng quan về máy đập búa

2.1.Phương án thiết kế

Các bước thiết kế:

Xác định các thông số ảnh hưởng đến cấu tạo, kích thước máy như cơ tính của

đá vôi, kích thước hạt vật liệu vào, vật liệu ra

Chọn một máy thực tế của FLSmith, lấy thông số của máy này làm cơ sở tính toán Năng suất được chọn là 120 tấn/giờ, tốc độ quay của roto là 750 vòng/phút

Chọn phương án treo búa là tự do vì kích thước vật liệu đập là khá lớn

Từ các dữ liệu đã có ta tính các thông số cơ bản như kích thước roto, chiều dài búa, vận tốc búa, khối lượng và số lượng búa, số đĩa treo búa, kích thước lỗ trên sàng ghi

Tính công suất động cơ theo công thức thực nghiệm và theo độ bền của đá vôi, sau đó tiến hành chọn động cơ Mỗi roto có động cơ và bộ truyền động riêng

Tính sơ bộ sản lượng của nhà máy trong một năm nếu nhà máy chỉ dùng một máy đập búa.

Tính bền cho các chi tiết chịu lực cao như búa, trục máy, ổ bi, hệ thống dây đai truyền động

Ước tính giá thành bằng cách cộng giá thành các chi tiết

2.2.Nguyên lí họat động của thiết bị [1]

2.2.1.Lí thuyết đập nghiền

2.2.1.1.Các khái niệm cơ bản về đập nghiền

* Kích thước hạt

Vật liệu trước và sau khi nghiền thường có hình dạng và kích thước khác nhau

Để tính toán người ta đưa ra khái niệm kích thước (đường kính) trung bình

Kích thước trung bình của một cục vật liệu tính theo một trong những côngthức sau:

- Trung bình cộng

3

h b l

D tb = + +

Hoặc trung bình nhân:

3 l h b.

D tb =

l,b,h: chiều dài, chiều rộng, chiều cao lớn nhất của cục vật liệu

- Kích thước trung bình của một nhóm hạt

2

min max D D

Dmax, Dmin kích thước hạt vật liệu lớn nhất và bé nhất

- Kích thước trung bình của hỗn hợp nhiều nhóm hạt:

∑

∑

= n

i i

n

i

ni tb hh

tb

a

ai D D

D : kích thước trung bình của nhóm i

a1, a2,…, an: phần trăm trọng lượng của nhóm 1,2,…,n trong hỗn hợp

- Đối với hạt vật liệu:

d

D

i=

* Độ bền và độ cứng của vật liệu

Độ bền: của vật liệu đặc trưng cho khả năng chống phá hủy của chúng dưới tác

dụng của ngọai lục Độ bền được biểu thị bằng giới hạn chịu nén của Rn

(kG/cm2) của vật liệu và được chia làm 4 lọai:

• Kém bền: <100 (than đá, gạch đỏ…)

• Trung bình: 100-500 (cát kết)

• Bền: 500-2500 (đá vôi, hoa cương, xỉ lò cao…)

• Rất bền >2500 (đá quazt, đá diabaz,…)

Độ cứng: hiện nay độ cứng chủ yếu xác định bằng thang 10 bậc do nhà khoáng

vật người Đức Fr Mohs đề xuất với 10 vật liệu chuẩn từ mềm tới cứng:

9 Corandong Cắt được thủy tinh

10 Kim cương Cắt được thủy tinh

* Hệ số khả năng đập nghiền của vật liệu

Hệ số khả năng đập nghiền là tỷ số giữa năng lượng tiêu tốn riêng khi đậpnghiền vật liệu chuẩn và các loại vật liệu khác với cùng mức độ và trạng thái đậpnghiền

Hệ số này càng lớn, vật liệu càng dễ đập nghiền Nếu lấy hệ số khả năng đậpnghiền của vật liệu chuẩn là 1.0 (clinker lò quay trung bình) thì hệ số khả năng đậpnghiền của một số vật liệu cho trong bảng sau:

Vật liệu Hệ số khả năng đập nghiềnClinker lò quay trung bình 1,0

Clinker lò quay dễ đập nghiền 1,1

Clinker lò quay khó đập nghiền 0.8 - 0.9

Đá vôi và vôi sét trung bình

(trạng thái nghiền khô)

Mài: vật liệu bị đập nghiền bởi ma sát giữa 2 mặt kim loại chuyển động hoặc các vật nghiền có hình dạng khác và ma sát vào nhau

Bổ: vật liệu bị đập bởi các vật hình nêm tác động lên

nó

Đập: vật liệu bị một chi tiết chuyển động nhanh (búa)

đập vào hoặc vật liệu rơi nhanh vào tấm kim loại đứng

yên hoặc tự va đập vào nhau

Nổ: do ứng lực xuất hiện bên trong cục vật liệu vượt quá giới hạn bền của nó khi có

sự giảm áp đột ngột trong buồng làm việc

2.2.1.2.Các thuyết cơ bản về đập nghiền

2.2.1.2.1.Thuyết diện tích bề mặt

Do P.R.Rittinger (Đức) đề xuất năm

1867, phát biểu như sau: “công tiêu hao

troang quá trình đập nghiền tỉ lệ với diện

tích bề mặt mới sinh hay mức độ đập

nghiền”

Để đơn giản, ta giả thiết cục vật liệu

đem đập ban đầu có dạng hình lập phương

có kích thước là D, sau khi đập nghiền cục vật liệu cũng có dạng hình lập phương và

í ì

Hình 2.5

Thuyết này dựa trên cơ sở phân tích sự biến dạng xảy ra khi đập nghiền Khi bịđập (ép, kéo) trong vật liệu xuất hiện phản lực ở dạng ứng lực nội Tăng dần lực épứng lực nội và biến dạng tăng lên Khi các lực này tăng đến giá trị tới hạn của cục vậtliệu nó sẽ bị phá hủy Công đập nghiền chính là công tiêu hao cho quá trình này.

Công đó chính là công nội lực đàn hồi (khi không có tổn thất) và bằng côngngoại lực gây biến dạng đàn hồi khi nén Giả sử cục vật liệu có kích thước l và tiếtdiện F bị nén bởi lực P và bị giảm kích thước đi Δl, thì công tiêu tốn cho quá trìnhnén tỉ lệ với tích của lực P và độ biến dạng Δl đó, tức là:

∫∆ =∫∆

= ( )

F

P d F l dP l A

Mà = σ

F

P

(ứng suất nội)Nên

với σ0: ứng suất phá hủy cục vật liệuMặt khác, do định luật biến dạng đàn hồi ta có:

F E

l P l

V = F.l, thể tích cục vật liệuSau khi lấy tích phân ta có:

2

0

2.

Thuyết thể tích chỉ xét tới năng lượng tiêu tốn cho quá trình biến dạng đàn hồi

và sau đó là biến dạng dẻo mà không tính đến năng lượng tạo bề mặt mới sinh Tuynhiên nó cũng gần với thực tế và cho phép định hướng tính toán các máy đập nghiềnlàm việc theo nguyên lí nén (ép) Từ công thức tính A có thể xác định công suất động

cơ dẫn và lực tác dụng lên các chi tiết máy khi biết E và σ

Tổng hợp 2 thuyết trên ta thấymỗi thuyết chỉ phản ánh được 1 phầncủa quátrình phức tạp khi đập nghiền Thuyết thể tích phù hợp cho quá trình đập còn thuyếtdiện tích phù hợp cho quá trình nghiền Tuy nhiên cả 2 thuyết bổ sung cho nhau vàcùng phản ánh được những hiện tượng vật lí xảy ra trong khi đập nghiền

2.2.1.2.3.Thuyết Bond

Năm 1950, Bond đưa ra một thuyết mới “Công tiêu hao khi đập nghiền tỉ lệ vớichiều dài khe nứt tạo ra và phụ thuộc vào kích thước cục vật liệu, mức độ đập nghiền,lượng vật liệu” và xác định theo công thức:

tb tb

Tóm lại, công đập nghiền một cục vật liệu với mức độ đập nghiền xác định cóthể biểu diễn bởi các công thức:

Theo Rittinger A = KR.D2

Theo Kiapichep A = KK.D3

2.2.2.Nguyên lí hoạt động của máy đập búa

Máy đập búa được sử dụng rộng rãi trong công nghệ silicat để đập các vật liệu mềm hoặc có độ bền trung bình như: đá vôi, đá phấn, đất sét khô, than đá, samốt…

Nó cũng có thể đập lẫn đá vôi và đá vôi sét có độ bền trung bình và cao

Trong quá trình máy đập búa làm việc, vật liệu bị đập nhỏ là do các nguyên nhân sau:

- Chủ yếu là do búa quay nhanh đập trực tiếp vào vật liệu, đồng thời vật liệu lại va đập vào nhau

- Búa quay nhanh văng vật liệu vào tấm lót làm nó vỡ ra

- Khi búa quay, vật liệu bị đập giữa búa và tấm lót hoặc giữa búa và lưới ghi

2.3.Phân loại máy đập búa [1]

Máy đập búa có nhiều kiểu khác nhau và có thể phân loại theo các cách sau

2.3.1.Theo số trục (rôto) mang búa

- Máy đập búa 1 rôto: chỉ có một trục mang búa và các búa phân bố theo chiều ngang của trục (i = 10 - 15)

Hình 2.7

- Máy đập búa 2 rôto: 2 trục mang búa song song và quay ngược chiều nhau (i = 25 – 60 )

Hình 2.8

2.3.2.Theo phương pháp treo búa vào rôto

- Máy đập búa treo tự do: loại này để đập thô, đập trung bình và đập nhỏ các loại vật liệu có độ bền trung bình và mềm

- Máy đập búa treo cứng: loại này dùng để đập nhỏ các vật liệu mềm Nó cũng có thể nghiền đá phấn, thạch cao… Trong trường hợp này gọi là máy nghiền búa

2.3.3.Theo sự phân bố búa trên rôto

- Máy đập búa 1 dãy búa: tất cả các búa (5 ->6 búa nặng, đôi khi đến 90kg) nằm trong cùng một mặt phẳng quay

- Máy đập búa nhiều dãy búa: các búa nằm trên một số mặt phẳng quay khác nhau (dọc theo chiều dài búa), khi đó số lượng búa nhiều, nhưng búa nhỏ chỉ nặng chừng 3 -> 5kg

2.4.Các chi tiết của máy đập búa [7]

Hình tổng quát các chi tiết máy đập búa