Giáo trình Khai thác nguyên liệu xây dựng: Phần 1 với các nội dung máy khai thác nguyên liệu; các máy đập nghiền; nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng; đại cương về đập nghiền; máy đập hàm.
Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu CHƯƠNG I MÁY KHAI THÁC NGUYÊN LIỆU Trang I - Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu I NGUYÊN LIỆU TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG Hầu hết nguyên liệu sử dụng công nghiệp sản xuất VLXD loại nham thạch (đất đá) nằm vỏ trái đất như: - Sản xuất chất kết dính: đá vơi, đá đolomít, đất sét, puzolan, thạch cao - Sản xuất gốm sứ xây dựng cần : đất sét, cao lanh, thạch anh, tràng thạch, thạch cao v.v - Sản xuất vật liệu chịu lửa, chịu nhiệt: đất sét chịu lửa, quặng manhêzít, quarít, cromít.v.v - Sản xuất thủy tinh xây dựng cần: cát, đá vôi, đá đơlơmít, tràng thạch v.v - Sản xuất béton cần: cát, sỏi, loại đá Tùy theo tình hình phân bố địa chất người ta chia mỏ khai thác làm hai loại: Mỏ lộ thiên: nguyên liệu khai thác nằm lớp bề mặt trái đất, cách bề mặt trái đất không sâu Nguyên liệu khai thác theo phương pháp lộ thiên Mỏ ngầm: nguyên liệu khai thác nằm sâu lòng đất Nguyên liệu khai thác theo phương pháp hầm lị Nhìn chung, nguyên liệu sử dụng công nghiệp sản xuất VLXD hầu hết nằm lớp bề mặt vỏ trái đất, cách lớp bề mặt trái đất không sâu Vì vậy, việc khai thác ngun liệu cơng nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng hầu hết khai thác lộ thiên Do đó, chương chủ yếu giới thiệu máy thiết bị sử dụng khai thác mỏ lộ thiên Việc chọn phương pháp khai thác, việc lựa chọn máy thiết bị khai thác tùy thuộc vào tính chất loại nguyên liệu cần khai thác Nguyên liệu cần khai thác công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng chia làm loại theo bảng 1.1: BẢNG I.1 Nguyên liệu loại máy khai thác Tên nguyên liệu khai thác Loại nguyên liệu Khối lượng thể tích trung bình (Kg/m3) Phương tiện khai thác I Cát Sét pha Đất mùn 1500 1600 1200 - Cuốc, xẻng - Máy xúc II Sét pha nhẹ Đá dăm nhỏ KT = 15mm Đất mùn có rễ 1600 1700 1400 Cuốc, xẻng - Máy xúc Trang I - Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu III Đất sét béo Sét pha nặng Đá dăm to (15-40)mm 1800 1750 1750 Cuốc chim, xẻng - Máy xúc IV Đất sét nặng Đất sét phiến thạch đá cuội, đá dăm Đá cuội, đá dăm to φ = 90mm 1950 cuốc chim, xẻng, búa khoáng - Máy xúc, máy gạt Hoàng thổ rắn Đá mergel opoka Trépen đá phấn Đá thạch cao Đá túp, đá bọt Đá vôi mềm, vỏ trai ốc 1800 1900 1800 2200 1100 1200 Đá phấn Mergel cứng trung bình Mergel rắn Đá vơi rắn Đá manhêzít Đá đolomít Đá vơi có độ rắn cao 2600 2300 2500 2500-2700 3000 2700 2900-3100 V VI 1950 1950 - Búa khoan lỗ nổ mìn - Máy xúc - Búa khoan lỗ nổ mìn -Máy xúc II CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ KHAI THÁC NGUN LIỆU Q trình • • • • khai thác nguyên liệu thực qua cơng đoạn: Bóc lớp phủ mặt Tách rời ngun liệu khai thác khỏi mỏ Đập sơ tảng nguyên liệu lớn tách khỏi mỏ Vận chuyển nguyên liệu khai thác nhà máy Để thực nhiệm vụ khai thác trên, cần sử dụng loại máy khai thác thích ứng: • • • • • • • Máy khoan lỗ để nổ mìn Máy gạt Máy xúc Máy cào Máy đập Máy khai thác khí thủy lực Các máy vận chuyển v.v Trang I - Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu II.1 Máy xúc Máy xúc chia làm loại, tùy thuộc vào tính làm việc máy: Máy xúc gián đoạn- máy xúc gàu: máy làm việc theo chu kỳ Các công đoạn xúc- chuyển- đổ nguyên liệu không xảy đồng thời Máy xúc liên tục-Máy xúc nhiều gầu: tồn q trình làm việc theo chu kỳ kín.Các cơng việc xúc- chuyển- đỗ nguyên liệu xảy đồng thời II.1.1 Máy xúc gầu Máy xúc gầu gián đoạn có nhiều loại Có thể phân loại theo nhiều phương thức khác Phân loại theo thiết bị làm việc: máy xúc gầu xuôi, máy xúc gầu ngược, máy xúc gầu dây, gầu ngoạm Phân loại theo tính máy: - Máy xúc vạn năng: làm việc với loại nguyên liệu - Máy xúc bán vạn năng: làm việc với vài loại nguyên liệu xác định - Máy xúc đặc biệt: lắp loại gầu cố định Trong phần khảo sát sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc phạm vi sử dụng số loại máy xúc gầu thông dụng 12 B 11 13 10 A Hình 1-1a Sơ đồ ngun lý máy xúc gầu xi Trang I - Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu Hình 1.1b Máy xúc gầu xi thủy lực (hãng Liebhlerr – Model 984) Trang I - Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu Máy xúc gầu xuôi • Cấu tạo nguyên tắc làm việc: Gầu (1) gắn vào cán gầu (2), thân cán gầu có (3) ăn khớp vào bánh xe lắp trục áp lực (4) gắn cần trục (5) đặt nghiêng góc 35- 60o Do cấu tạo cán gầu (2) chuyển động qua lại dọc theo trục nó, xoay xung quanh trục áp lực (4) nâng hay hạ gầu Buồng máy (6) mang toàn cần trục (5), cán gầu gầu quay 360o mặt phẳng ngang nhờ đặt mâm quay (13) Trong máy làm việc, tời (7) quay nhả cáp (8) ra, trục áp lực (4) quay, cán gầu (2) di chuyển nhấn hàm gầu vào nguyên liệu vị trí A, tời (7) quay ngược lại cuộn cáp (8) vào, gầu dịch chuyển từ vị trí A-B xúc đầy nguyên liệu Buồng máy mang cần trục, cán gầu gầu chứa đầy nguyên liệu quay góc xác định ( 90÷180o) đến vị trí đổ nguyên liệu Nhờ tời (9), cáp (10) cuộn lại, đáy gầu mở tháo nguyên liệu vào đóng vào thiết bị vận chuyển Tời (11) cáp (12) dùng điều chỉnh độ nghiên thích hợp cần trục (5) • Phạm vi sử dụng: Máy xúc gầu xi dùng phổ biến để khai thác nguyên liệu từ loại I-III (bảng A-1) độ cao mức đặt máy từ 1,5÷ 2,5m Dung tích gầu từ 0,25- 30m Thơng dụng gầu có dung tích: 0,25- m3 Máy xúc gầu ngược B Hình 1-2a Sơ đồ nguyên lý máy xúc gầu ngược Trang I - A Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu Hình 1-2b Máy xúc gầu ngược Hãng Liebherr (Đức) Trang I - Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu Cấu tạo nguyên tắc làm việc Gầu (1) gắn vào cán gầu (2) khớp vào cần trục (3), máy làm việc cáp nâng(4) cuộn vào nhờ tời (5) Cáp (6) qua tời (7) nhả ra, đặt gầu vị trí A cắt vào nguyên liệu Tiếp theo cáp nâng (4) lại nhả ra, cáp (6) cuộn vào kéo gầu dịch chuyển từ vị trí AB, gầu xúc đầy nguyên liệu giữ cáp (6), cuộn cáp nâng (4), nâng cần trục (3) lên Tiếp theo buồng máy (8) mang cần trục, cán gầu gầu chứa đầy nguyên liệu quay góc xác định đến vị trí đổ nguyên liệu Lúc cáp(4) cuộn vào, cáp (6) nhả đổ nguyên liệu vào đóng vào thiết bị vận chuyển Phạm vi sử dụng: Máy xúc gầu ngược sử dụng để khai thác nguyên liệu cao độ ngang thấp mức đặt máy Loại máy thường lắp gầu có dung tích 0,3÷1,5 m3 Hình 1.2c Máy đào gạt đất vạn – Model 308Pa – Liebherr (Đức) Trang I - Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu Hình 1.2d Các loại gầu thông dụng Trang I - Chương 1: Máy khai thác nguyên liệu Máy xúc gầu dây B Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý máy xúc gầu dây A Cấu tạo nguyên tắc làm việc: Gầu (1) có cấu tạo hở trước treo vào cần trục (2) qua cáp nâng (3), liên kết với cáp kéo (4) Khi máy làm việc cáp (3) cáp kéo (4) nhả ra, gầu tác dụng trọng lượng văng xa cắt vào nguyên liệu vị trí A, kéo cáp (4) gầu dịch chuyển từ vị trí A-B xúc đầy nguyên liệu Lúc hãm cáo kéo (4), qua cáp nâng (3) nâng gầu lên vị trí thăng để Chi tiết gầu vật liệu khỏi đổ ngồi Sau buồng máy (5) mang cần trục gầu chứa đầy ngun liệu quay góc xác định đến vị trí đổ nguyên liệu Khi đổ nguyên liệu kéo cáp nâng (3) đồng thời nhả cáp kéo (4) gầu bị dốc ngược đổ nguyên liệu vào đóng thiết bị vận chuyển Ngồi ra, cịn cáp giữ cần trục góc xác định Phạm vi sử dụng Máy xúc gầu dây dùng khai thác nguyên liệu ngang thấp mức đặt máy từ 25÷30m, mà máy xúc khác không làm việc Loại máy xúc ưu việc máy xúc khác có đường kính khai thác lớn ( 60÷75m) chiều sâu khai thác lớn Khi khai thác nguyên liệu nặng cần phải làm tơi sơ bộ, gầu cắt vào nguyên liệu tác dụng trọng lượng gầu Đối với máy xúc gầu dây đổ nguyên liệu vào thiết bị vận chuyển có khó khăn gầu bị dao động nhiều Trang I - 10 Chương II: Các loại máy đập nghiền Hình 2.30b Máy nghiền bi gián đoạn VII.2 Sơ đồ cấu tạo loại máy nghiền bi VII.2.1.Máy nghiền bi gián đoạn 2 Hình 2.30a Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bi gián đoạn Trang II- 53 Chương II: Các loại máy đập nghiền Cấu tạo: Máy gồm thùng quay (1), quay ổ trục đỡ (2) Máy chuyển động nhờ động (3) truyền chuyển động qua hộp giảm tốc (4), qua hệ puli (5) đai truyền (6) Tỷ lệ đường kính D chiều dài L:D/L ≠ Vật liệu nạp tháo qua cửa (7) Nguyên tắc hoạt động Máy làm việc theo phương pháp ướt, lượng nước cho vào máy vừa đủ để tháo sản phẩm Máy khơng nên sử dụng để nghiền khơ, q trình tháo sản phẩm khó khăn Loại máy thường sử dụng công nghiệp gốm sứ Tùy theo yêu cầu sản phẩm mà lót bi đạn chế tạo sứ, côranh đông, ziêc-côn vật liệu có thành phần gần giống vật liệu nghiền Lượng nguyên liệu nạp vào máy xấp trọng lượng bi đạn Năng suất máy nghiền bi gián đoạn tùy theo chu trình làm việc (nạp, nghiền, tháo sản phẩm) mà xác định Khuyết điểm Khuyết điểm lớn máy nghiền bi gián đoạn tiêu tốn lượng lớn Vì giai đoạn cuối cịn số hạt chưa đạt kích thước yêu cầu phải nghiền Do khuyết điểm nên công nghiệp đại thường thay máy nghiền bi liên tục, từ đạt tiêu kinh tế kỹ thuật cao VII.2.2 Máy nghiền bi liên tục hình nón Máy nghiền bi liên tục hình nón thường sử dụng để nghiền khô ướt vật liệu gầy công nghiệp vật liệu xây dựng như: cao lanh, cát, tràng thạch v.v Cấu tạo nguyên lý hoạt động: Hình 2.31a Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bi liên lục hình nón Trang II- 54 Chương II: Các loại máy đập nghiền Đầu máy (1) có dạng hình nón, góc đỉnh 120o Phần hình trụ (2) có chiều dài L = (0,25 ÷ 0,8)D Phần hình nón cuối máy (3) có góc đỉnh xấp xỉ 60o Vật liệu từ phễu nạp liệu (4) nạp vào cổ trục rỗng (5) đầu máy sản phẩm nghiền mịn tháo cổ trục rỗng tháo liệu (6) Nếu máy làm việc với bi đạn sứ, đá, sỏi, phần hình trụ dài đường kính L= D • Tác dụng thay đổi hình dạng máy Khi máy làm việc, bi lớn phân bố tự nhiên vào phần hình trụ đầu máy, bi đạn nhỏ tự động dồn phần hình nón cuối máy Sự phân bố bi đạn tự nhiên phân bố lực ly tâm quán tính theo chiều dài máy: Plt = mv Gπ R 2n2 GRn2 = = gR 302 R 900 (2.79) Trọng lượng bi đạn bán kính máy lớn lực ly tâm qn tính lớn Sự phân loại tự nhiên bi đạn lại tương ứng với phân loại kích thước bi đạn lớn độ nâng bi đạn cao để đập nhỏ Năng lượng đập đầu máy lớn 20 lần lượng đập cuối máy Ngược lại cuối máy, vật liệu có kích thước nhỏ khơng cần chiều cao nâng bi đạn lớn, mà cần bề mặt làm việc bi đạn lớn để mài xát vật liệu Vì vậy, cuối máy bề mặt làm việc bi đạn tăng gấp lần so với đầu máy Do cấu tạo máy, vận tốc dài bi đạn theo chiều dài máy giảm dần, nghĩa động bi đạn giảm dần ( E = mv 2 ), lực đập giảm Tương ứng với kích thước vật liệu nhỏ dần Nhờ mà lượng nghiền tiêu tốn giảm VII.2.3 Máy nghiền bi liên tục nhiều ngăn Để tăng suất đập nghiền, tăng độ mịn, người ta sử dụng máy nghiền bi liên tục nhiều ngăn công nghiệp sản xuất VLXD đặc biệt công nghiệp xi măng Máy nghiền bi nhiều ngăn có kích thước lớn đường kính D = 2÷5m, chiều dài L = ÷ 18m Nhờ việc phân q trình nghiền thành nhiều giai đoạn ngăn, nên kích thước bi đạn tương ứng với kích thước vật liệu ngăn Điều dẫn đến việc tiêu tốn lượng nghiền đập so với máy nghiền khác, biện pháp đập nghiền tốt Máy nghiền bi nhiều ngăn làm việc theo phương pháp ướt phương pháp khơ, máy làm việc theo chu trình kín chu trình hở Máy nghiền bi nhiều ngăn so với máy nghiền bi ngăn có kích thước tương ứng có suất cao sản phẩm đồng hơn, đặc biệt máy nghiền bi nhiều làm việc theo chu trình kín Trang II- 55 Chương II: Các loại máy đập nghiền Hình 2.31b Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy nghiền bi liên tục 11 10 Hình 2.32 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền liên tục nhiều ngăn 10 11 Hình 2.32b Máy nghiền bi liên tục nhiều ngăn Trang II- 56 Chương II: Các loại máy đập nghiền Cấu tạo Máy gồm có vỏ máy hình trụ (1) thép, nắp máy (2) (3) gắn với cổ ngỗng trục (4) (5) Hai ngỗng trục quay bạc làm hợp kim (6), ngỗng trục có lắp vít xoắn (7) để nạp liệu vào máy tháo liệu khỏi máy Đầu máy có phễu nạp liệu (8), cuối máy có ngăn tháo liệu (9) Trong vỏ máy có lót lót thép (10) Các ghi (11) chia máy làm nhiều ngăn để phân loại bi đạn tương ứng kích thước vật liệu Kích thước bi đạn phân chia sau: Bảng 2.6 Phân vùng kích thước bi đạn Kích thước bi đạn Ngăn 1: bi cầu Ngăn 2: bi cầu, đạn trụ Ngăn 3: đạn trụ Hệ số đổ đầy bi đạn φ φ φ ϕ = 45 ÷ 100mm = 19 ÷ 37mm = 10 ÷16mm = 0,23 ÷ 0,28 Trong ngăn đầu, vật liệu có kích thước lớn, lực tác dụng vào vật liệu chủ yếu lực đập bi hình cầu có kích thước lớn Trong ngăn vật liệu tiếp tục đập nhỏ lực đập bi kết hợp với lực ma sát mài mịn bi đạn có kích thước nhỏ Các ngăn sau lực tác dụng chủ yếu lực ma sát mài mòn vật liệu - bi đạn - đạn, vật liệu - đạn - lót, nhỏ mịn theo kích thước sản phẩm yêu cầu Nguyên tắc làm việc - Đối với máy nghiền bi làm việc theo chu trình hở: Vật liệu nạp vào phễu nạp liệu (8), nhờ vít xoắn (7) lắp ngỗng trục (4) chuyển vật liệu vào nghiền vật liệu tiếp tục qua ngăn tác dụng lực đập lực mài xát nghiền đập đến độ mịn yêu cầu tháo ngồi qua ngỗng trục (5) vít xoắn (7) vào ngăn tháo liệu (9) Trang II- 57 Chương II: Các loại máy đập nghiền 11 12 10 Đem sử dụng I II III Hình 3.33a hệ thống nghiền bi theo chu trình kín Trang II- 58 Chương II: Các loại máy đập nghiền Hình 3.33b Hệ thống nghiền sấy chu trình kín – SKET (Đức) Hình 3.33c hệ thống nghiền sấy nung chu trình kín – SKET (Đức) Trang II- 59 Chương II: Các loại máy đập nghiền - Đối với máy nghiền bi làm việc theo chu trình kín: Sơ đồ máy nghiền bi nhiều ngăn theo chu trình kín có thiết bị phân ly khơng khí Đối với máy nghiền bi làm việc theo chu trình kín hiệu đập nghiền tăng lên, có nghĩa suất máy tăng lên lớn Nguyên nhân chủ yếu nhờ thiết bị phân ly trung gian phân loại hạt vật liệu nghiền mịn khỏi khối vật liệu nghiền làm cho tác dụng đập nghiền đạt hiệu tốt Cấu tạo nguyên lý hoạt động Theo sơ đồ vật liệu nạp vào phễu nạp liệu (1), qua vít xoắn lắp ngỗng trục (2) vào máy nghiền bi (3) Vật liệu qua ngăn I II nghiền mịn qua ghi tháo (4) (tháo liệu xung quanh thành máy) xuống phễu tháo (5) Nhờ gầu nâng (6) vật liệu nghiền mịn chuyển lên thiết bị phân ly khơng khí (7) (thiết bị phân ly khơng khí loại kín) Qua thiết bị phân ly khơng khí hạt mịn tháo xuống thiết bị vận chuyển vít đưa sử dụng, cịn hạt vật liệu rơi xuống vít vận chuyển đến đầu nạp liệu (8), qua ngỗng trục vào ngăn III máy nghiền nghiền mịn trở lại Quá trình tiếp diễn theo chu trình kín Mặt khác, để khử bụi, làm nguội bi đạn, làm giảm hàm ẩm vật liệu nghiền nhằm tăng hiệu suất đập nghiền tốt hơn, máy nghiền cần thơng khí Nhờ quạt hút (9) khơng khí mang theo bụi ẩm vào cyclon (10) tiếp tục qua lọc bụi điện (11), hầu hết bụi khử thu hồi trở lại., cịn khơng khí qua quạt (9) vào ống khói thải ngồi VII.3 Tính tốn thông số kỹ thuật máy nghiền bi VII.1 Số vòng quay tới hạn số vòng quay hợp lý máy nghiền bi Máy nghiền bi làm việc chủ yếu sử dụng động bi đạn để đập nghiền vật liệu Do đó, cần nghiên cứu phương thức làm việc máy nghiền bi để đạt suất cao Nhận xét: - Nếu máy quay chậm, bi đạn nâng lên theo thành máy đến độ cao trượt xuống Khi vật liệu bị mài xiết bi đạn- bi đạn bi đạn lót, hiệu đập nghiền Nếu máy quay nhanh, lực ly tâm bi đạn nâng lên đến góc rơi xuống tác dụng trọng lực Lúc vật liệu không bị mài xiết mà chịu tác dụng lực đập, lực đập quan trọng phương thức làm việc máy nghiền bi Trang II- 60 Chương II: Các loại máy đập nghiền Nếu tốc độ rơi bi đạn nhanh, động bi đạn lớn, nghĩa lực đập nghiền vật liệu lớn Do suất máy cao Nếu máy quay nhanh, lúc lực ly tâm quán tính thắng trọng lực, bi đạn dính vào thành máy, chuyển động theo thành máy mà không rơi xuống Như vậy, hiệu đập nghiền Qua nhận xét ta thấy cần phải xác định số vòng quay máy cho hợp lý để bi đạn nâng lên đến chiều cao tối đa, có động lớn để có lực đập vật liệu lớn Tính số vịng quay tới hạn ( n th) máy nghiền bi Để tính tốn đơn giản ta quy ước: - Tính cho viên bi, sau suy tập hợp bi đạn - Xem kích thước bi đạn khơng đáng kể so với kích thước máy - Thành máy bên trịn, nhẵn P v Gsinα ϕ Gcosα ϕ G R Hình Sơ đồ tính số vịng quay tới hạn Khi máy quay nhờ lực ly tâm bi đạn nâng lên cao đến điểm K bi đạn chịu tác dụng lực: P= - Lực ly tâm mv Gv = R gR (2.80) Trong đó: m - khối lượng bi đạn [ Kg] G - trọng lượng bi đạn[Kgf] v - vận tốc dài máy [ m/sec] g - gia tốc trọng trường [m/sec2] R - khoảng cách từ tâm máy đến tâm bi, lấy R=D/2 [m] -Trọng lượng G bi đạn phân thành thành phần lực hướng tâm tiếp tuyến: G=G ϕ+G sin ϕ cos huong tam Trang II- 61 tiep tuyen Chương II: Các loại máy đập nghiền Khi máy quay đến tốc độ đó, bi rơi khỏi thành máy.Tốc độ thời điểm gọi tốc độ tới hạn Khi lực ly tâm P lực hướng tâm Nghĩa là: Gv =G cosϕ Ỉ v = g.R.cosϕ gR Mặt khác v= (2.81) π.D.n 60 602.g.D.cos ϕ cos ϕ = 42, 2 2π D D Æ n2 = n = 42, (2.82) cos ϕ D (2.83) Lực hướng tâm đạt đến cực đại ϕ = (cosϕ = 1), số vịng quay tới hạn máy nghiền bi : nth = 42, D hay nth = 42, R = 29, 98 R [v/ph] (2.84) Tính số vòng quay hợp lý ( nhl) máy nghiền bi Số vòng quay hợp lý số vòng quay bi đạn có chiều cao rơi lớn Vấn đề thiết lập hàm số H = f(ϕ) Sự biến thiên chiều cao rơi bi đạn H phụ thuộc vào góc rơi ϕ, chiều cao rơi H cực đại đạo hàm khơng Nghĩa dH = ,qua tính toán xác định ϕ = 54o 40’ dϕ Thay vào cơng thức ta có: nhl = 42, nhl = 32 D cos ϕ cos(54 o 40 ') = 42, D D hay nhl = 22.7 R (2.85) [v/ph] (2.86) Số vòng quay hợp lý máy xác định theo cơng thức thực nghiệm: nhl = ( 0,72 ÷ 0,81) nth (2.87) Cũng theo kinh nghiệm, máy nghiền bi sứ theo phương pháp ướt, số vòng quay hợp lý máy: Trang II- 62 Chương II: Các loại máy đập nghiền Bảng 2.7 Số vòng quay hợp lý máy nghiền bi Đường kính máy nghiền Số vịng quay hợp lý [v/ph] D ≥1,25 m nhl = 35 / D D < 1,25m nhl = 40/ D VII.3.2 Hệ số đổ đầy bi đạn Hệ số đổ đầy bi đạn máy nghiền bi biểu thị hai cách tương đương sau: - Hệ số đổ đầy bi đạn tỷ số trọng lượng bi đạn máy máy làm việc, so với trọng lượng bi đạn đổ đầy tồn máy ϕ= G G = Vµγ πR 2Lµγ (2.88) Trong đó: G - trọng lượng bi đạn máy máy làm việc [T] V - thể tích hữu ích máy nghiền bi [m3] R - bán kính máy nghiền bi [m] L - chiều dài hữu ích máy nghiền bi [m] µ - hệ số rỗng bi đạn Bi cầu µ = 0,585; đạn thép µ= 0,550, bi sứ µ = 0,575 γ - trọng lượng riêng bi đạn [T/m3] - Hệ số đổ đầy bi đạn tỷ số tiết diện bi đạn chiếm chỗ máy làm việc so với tiết diện toàn máy F πR a = 0,16R ϕ= (2.89) (2.90) R a F Trang II- 63 Chương II: Các loại máy đập nghiền Kinh nghiệm thực tế thường dùng số liệu sau: Bảng 2.8 Hệ số máy nghiền bi Loại bi Hệ số lấp đầy Bi thép tròn Đạn trụ thép Bi đạn sỏi, sứ ϕ = 0,25 - 0,33 ϕ = 0,25 - 0,30 ϕ = 0, 30 - 0,40 VII.3.3 Trọng lượng bi đạn trọng lượng vật liệu nạp vào máy • Trọng lượng bi đạn thép nạp vào máy tính sau: G = π.R L.µ.γ.ϕ [T] (2.91) Khi nghiền ướt trọng lượng bi đạn sứ sỏi nạp vào máy tính theo cơng thức: G = k.R L Trong đó: [KG] (2.92) k - hệ số phụ thuộc vào hình dáng trọng lượng thể tích bi sỏi, sứ, thường k = 1500 ÷ 1800 • Trọng lượng vật liệu nạp vào máy: - Đối với bi đạn thép, nghiền khô: G VL = ( 0,1 ÷ 0,2 ) Gbd - (2.93a) Đối với bi đạn sỏi sứ nghiền ướt: G VL = ( 0, ÷ 1, ) Gbd (2.93a) VII.3.4 Xác định kích thước bi đạn Để tăng hiệu đập nghiền, cần phải xác định hình dạng kích thước bi đạn Kích thước bi đạn bé quá, khả đập nghiền Nếu kích thước bi đạn lớn ( > 100mm) dễ làm hỏng lót Xác định kích thước bi đạn theo cơng thức sau: Dbd = d lg(dk ) [mm] (2.94a) Dbd = 28 d [mm] (2.94b) Trong đó: d - kích thước cục vật liệu lớn nạp vào máy [mm] [µm] dk – kích thước vật liệu tháo khỏi máy Trang II- 64 Chương II: Các loại máy đập nghiền VII.3.5 Tính suất máy nghiền bi Năng suất máy nghiền bi phụ thuộc nhiều yếu tố như: kích thước kết cấu máy nghiền bi, sơ đồ nghiền, phương pháp nạp liệu, trọng lượng bi đạn vật liệu nạp vào máy Ngoài phụ thuộc vào độ ẩm, độ rắn vật liệu, kích thước vật liệu vào khỏi máy Nói chung suất máy nghiền bi phụ thuộc vào nhiều yếu tố phức tạp, nên thường tính theo cơng thức thực nghiệm: • Cơng thức 1: Q= L.D.G 10 + 0,35( x - 10,1) [T/h] σ (2.95a) Trong đó: L – chiều dài máy [m] D – đường kính máy [m] G – trọng lượng bi đạn [T] x - Lượng vật liệu lại sàng N:009 [%] σ - Giới hạn bền chịu nén vật liệu [KG/cm2] • Cơng thức 2: Q = 6,7 Q y K p ηp DG V 1000m lg ( y o y ) [T/h] (2.95b) Trong đó: V – thể tích máy [m3] Qy – suất riêng máy nghiền nhiều ngăn [Kg/Kw.h] ( Tra bảng trang 211 Tlc TbS.) Kp – Hệ số khả đập nghiền vật liệu ( tra bảng) ηp – Hệ số đặc trưng cho hiệu đập nghiền, phụ thuộc vào kết cấu sơ đồ làm việc máy nghiền bi - Máy nghiền bi nhiều ngăn ηp = 0,9 ÷ 1,0 - Máy nghiền bi chu trình kín ηp = 1,2 ÷ 1,3 yo – Độ mịn vật liệu vào máy, tính theo lượng vật liệu lại sàng N:009 y – Độ mịn vật liệu khỏi máy, ” m – số mức độ phụ thuộc vào tính chất vật liệu - Vật liệu rắn m=1 - Vật liệu mềm m = 1,25 Trang II- 65 Chương II: Các loại máy đập nghiền • Cơng thức 3: Q = 6, 7V D G Q y k p ηp qn V 1000 [T/h] (2.95c) Trong đó: qn - hệ số đặc trưng cho độ mịn, phụ thuộc vào lượng lại sàng N:009 ( tra bảng) • Cơng thức G Q = 6, 45.V D V 0,8 Q y qn [T/h] (2.95d) Qy: suất riêng máy nghiền bi nhiều ngăn [T/ kw.h] ( tra bảng) VII.3.6 Tính cơng suất máy nghiền bi Năng lượng cần thiết mà máy nghiền bi tiêu hao dùng để: - Nâng bi đạn - Tạo cho bi đạn có động - Khắc phục lực cần thiết khác : lực ma sát, quán tính Cơng tiêu hao để nâng bi đạn Cơng cần thiết để nâng bi đạn lên chiều cao h sau chu kỳ: Trong đó: A1 = G.h [KG.m] (2.96a) G : trọng lượng bi đạn [KG] h : chiều cao nâng trung bình tồn khối bi đạn [m] theo thực nghiệm h = 1,13R R :bán kính máy nghiền bi [m] Ỉ A1 = 1,13.GR [Kg.m] (2.96b) Công tiêu hao để tạo cho bi đạn có động mVtb2 GVtb2 G π.R tb n A2= = = 2g 2g 30 [KG.m] (2.97a) Trong đó: m - khối lượng bi đạn [ Kg.sec2/m ] Vtb - Tốc độ dài trung bình bi đạn [m/sec] Rtb - bán kính trung bình [m] G - trọng lượng bi đạn [KG] g - gia tốc trọng trường [m/sec2] Trang II- 66 Chương II: Các loại máy đập nghiền n - số vòng quay máy Máy làm việc tốt [v/ph] R tb = 0, 785R [m] n = 22, R [v/ph] Như vậy: G π × 0, 785 × 22, R G A2 = = 0.933 R 2g 30 g (2.97b) A = 0,1769GR (2.97c) [KG.m] A = A1 + A = 1,13GR + 0,1769GR = 1, 3069GR [KG.m] (2.98) Qua nghiên cứu người ta nhận thấy máy quay vòng, lớp bi đạn máy lại chuyển động i vòng, i = 1,795 vòng Vậy sau n vòng quay máy phút Tổng công để nâng bi đạn tạo cho bi đạn có động là: A.i.n [KG.m] Do cơng suất tiêu hao N= A in 1, 3069GR × 1, 795 × 22, = 60.75 60 × 75 × R N = 0,0118G R [CV] (2.99) Công suất tiêu hao để khắc phục sức cản khác đặc trưng hệ số η1 η2 η1 : Hệ số tác dụng hữu ích máy, phụ thuộc vào cấu tạo chuyển động máy, thường η1 = 0,90-0,95 η2 : hệ số nâng cao công suất động cơ, ý đến momen mở máy, thường η2 = 0,85 - 0,95 Công suất động cơ: Ndc = Trang II- 67 N 0, 0118G R = η1η2 η1η2 [ml] (2.100) ... (800x 110 0) 17 ,000 43,000 10 0 15 0-200 260 260 1- 1/2" to 5" 2" to 5" Capacities TPH(tonnes) 45-60 ( 41- 54) 55-72 (50-65) 65 -13 5 (59 -12 2) 60-85 (54-77) 11 0 -17 5 (99 -15 8) 85 -12 0 (77 -10 8) 13 0-200 (11 7 -18 0)... (77 -10 8) 13 0-200 (11 7 -18 0) 10 5 -13 5 (95 -12 2) 14 8-230 (13 3-207) 11 0 -15 5 (99 -14 0) 17 0-250 (15 3-225) 13 5- 210 (12 2 -18 9) 19 5-300 (17 6-270) *24044(220mm) *2 315 6(280mm) *23238 (18 0mm) *2 415 2(240mm) 48" 68" 47"... bị khai thác tùy thuộc vào tính chất loại nguyên liệu cần khai thác Nguyên liệu cần khai thác công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng chia làm loại theo bảng 1. 1: BẢNG I .1 Nguyên liệu loại máy khai