Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng “Quá trình và thiết bị Silicat 1 – Chương 2: Thiết bị đập hàm” cung cấp cho người học các kiến thức: Đại cương và phân loại, máy đập hàm chuyển động đơn giản, máy đập hàm chuyển động phức tạp, các chi tết máy, tính toán thiết kế cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo.
CHƯƠNG 2: Q TRÌNH & THIẾT BỊ SILICAT THIẾT BỊ ĐẬP HÀM Bộ mơn Vật liệu Silicat Khoa Cơng Nghệ Vật Liệu Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-1 ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-2 ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI Chủ yếu dùng đập thơ đập trung bình loại vật liệu có độ bền chịu nén σ ≥ 2.000 KG/cm2 Có ưu điểm: Phương pháp tác dụng lực chủ yếu là: vật liệu bị nén ép hai má máy: má cố định, má di động Tùy theo kết cấu kết hợp thêm lực uốn mài Năng suất cao Kết cấu đơn giản Vận hành khơng địi hỏi cơng nhân tay nghề cao Giá thành chế tạo khơng cao Có thể phân loại sau: Máy có má: cố định di động bố trí đối diện tạo thành không gian chứa vật liệu đập a b e f d c Vật liệu nạp vào phía sản phẩm tháo phía Khi hai má đập tiến gần nhau, thực trình đập Khi hai má đập xa nhau, thực trình tháo liệu THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-3 g THIẾT BỊ ĐẬP HÀM h 2-4 ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI Máy đập hàm có má động treo trực tiếp vào trục lệch tâm chuyển động dọc theo mặt phẳng má động Theo tính chuyển động má động: chuyển động đơn giản (a) chuyển động phức tạp (b, h) chuyển động hỗn hợp (c) Do vật liệu đập vừa bị nén ép, vừa bị mài Máy đập hàm má động treo có biên độ giao động lớn cửa tháo liệu, nên dễ tháo liệu kích thước sản phẩm khơng đồng Theo cách treo má động: má động treo ( a,b, c, e , f, g, h ) má động treo ( d) Máy đập hàm má động treo có biên độ giao động lớn cửa nạp liệu, loại có kích thước sản phẩm đồng Theo phương pháp truyền chuyển động đến má động: chuyển động từ trục lệch tâm (a, b, c, d, e ) chuyển động từ cấu thủy lực ( f) chuyển động từ cấu lăn ( g) THIẾT BỊ ĐẬP HÀM Có khuyết điểm đập vật liệu có kích thước lớn cần lực ép lớn, vật liệu lại nằm xa trục treo Biên độ tháo liệu nhỏ nên dễ bị nghẽn 2-5 ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-6 MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Sơ đồ nguyên lý 12 Máy đập hàm chuyển động phức tạp Máy đập hàm chuyển động đơn giản THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-7 11 10 1: má tĩnh 2: má động 3: trục lệch tâm 4: chống sau 5: tay biên 6: chống trước THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 7: lót 8: trục treo 9: kéo 10: lò xo 11: ốc điều chỉnh 12: bánh đà 2-8 MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Cấu tạo nguyên tắc làm việc: Má tĩnh có lót làm vật liệu chống mài mịn Má động có lót làm vật liệu chống mài mịn má tĩnh THIẾT BỊ ĐẬP HÀM MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Má động treo vào trục treo Má dao động qua lại nhờ tay biên nối với má động chống trước chống sau Thanh kéo lò xo 10 giữ cho má động ln ln có xu hướng mở Ốc 11, 12 dùng điều chỉnh độ nghiền khe hở hai má Khi trục lệch tâm quay, tay biên chuyển động lên xuống: lên hai má gần nhau, trình đập xuống, hai má xa nhau, trình tháo liệu 2-9 MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Như vật liệu bị nén ép nửa chu kỳ, có tải tức thời dễ làm hư trục lệch tâm THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-10 MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN Khuyết điểm: Năng lượng tiêu lớn Sự tải tức thời này, triệt tiêu bánh đà 12: có lượng má động chuyển động không tải trả Khả tháo liệu lại lượng có tải, giúp cho máy cân Năng suất thấp Máy dùng đập vật liệu có kích thước lớn từ 500 –1000 mm Tổn thất ma sát lớn Tác dụng có chu kỳ vào vật liệu Ưu điểm: - Lực đập lớn - Cấu tạo đơn giản - Trục lệch tâm bị hư - Tấm lót bị mòn - Phạm vi sử dụng rộng rãi Nạp liệu không dẫn đến va đập, làm rung máy nên phải lắp máy bệ cao - Thao tác nhẹ nhàng THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-11 THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-12 MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP Sơ đồ nguyên lý: MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP Khi trục lệch tâm chuyển động từ vị trí: d a c b Cấu tạo nguyên tắc làm việc: Máy gồm má động treo trực tiếp vào trục lệch tâm 3, nên có chống Do cấu tạo này, nên quỹ đạo điểm nằm má động sau: Ở phía có quỹ đạo trịn, phần có quỹ đạo ellip, phần có quỹ đạo cung trịn THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-13 MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-15 từ a đến b: má động xa má tĩnh từ b đến c: phần má động xa má tĩnh, phần bắt đầu tiến gần: bắt đầu đập từ c đến d: má động tiến gần má tĩnh từ d đến a: phần má động gần má tĩnh, phần bắt đầu tiến xa: bắt đầu tháo liệu Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản Tiêu hao lượng - Khả tháo liệu dễ - Năng suất cao Khuyết điểm: Trục lệch tâm dễ hư hại Tấm lót mau mịn bị mài vào vật liệu đập THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-14 MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-16 CÁC CHI TIẾT MÁY CÁC CHI TIẾT MÁY TẤM LÓT MÁ MÁ ĐẬP CỦA MÁY Làm gang có độ chịu mài mịn cao, bề mặt hình dạng sóng phẳng Làm thép, bề mặt làm việc má có gắn nhiều lót dễ thay bị mịn Cấu tạo sau: 1.tấm lót chèn thân má động bulông chỗ lắp đẩy chỗ lắp giằng THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-17 CÁC CHI TIẾT MÁY Bước sóng λ với đập thơ từ 100–150 mm, với đập trung bình nhỏ bước sóng từ 40–50 mm, chiều cao sóng h=0,3– 0,5λ λ Vật liệu có độ cứng cao thường dùng λ lót phẳng h Nếu lót cong có suất tăng, độ mịn tăng, tiêu hao lượng giảm THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-18 CÁC CHI TIẾT MÁY TRỤC LỆCH TÂM: chi tiết quan trọng, động lực chuyển động, đồng thời chịu tải trọng lớn (uốn & xoắn đồng thời) Với máy đập hàm trung bình nhỏ, trục lệch tâm bố trí ổ trục lăn Với máy đập hàm lớn, trục lệch tâm đặt ổ trượt có lớp lót mài mịn babít THANH TRUYỀN (TẤM ĐẨY) : Khi làm việc (truyền lực) chịu lực nén nên làm gang cứng Nó cấu truyền chuyển động từ biên đến má động, đồng thời cấu an tồn bảo vệ máy Do truyền có cấu tạo cho gặp vật lạ cứng truyền gãy, máy an toàn Trục lệch tâm chịu tải trọng lớn, nên làm hợp kim loại đặc biệt (thép Cr-Mo, Cr-Ni) THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-19 THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-20 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN Kích thước buồng làm b việc: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN Dmax ≤ 0,85b Hay b = Dmax+ (2÷6) B P lực má động tác dụng vào vật liệu P1 phản lực má tĩnh vào vật liệu Theo trục ngang : P1 = Pcosα α+Pf sinα α (1) Theo trục đứng : P sinα α = P1f + Pfcosα α (2) Đặt f = tgϕ ϕ, tgα α = tg2ϕ ϕ, α = 2ϕ ϕ Để an toàn chọn α ≤ 2ϕ ϕ Góc kẹp α cm a = 1,2 dmax H B =(1,5 ÷3,5) b cm H = (2 ÷2,5) b cm s Nếu α tăng, i tăng a giảm: cục vật liệu bị đẩy khỏi hai má máy, làm suất giảm THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-21 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN a s h= α a: khe hở cm s: độ dời má động 1-5cm s tgα 2h g Trục lệch tâm quay n vòng/phút, thời gian má xa nhau: Thời gian rơi: THIẾT BỊ ĐẬP HÀM t2 = Pf Pfsinα Pfcosα α f: hệ số ma sát ϕ: góc ma sát vật liệu má (tra bảng) Kinh nghiệm : α = 15-250 THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-22 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN Trục lệch tâm cần có số vịng quay thích hợp, để khối vật liệu có chiều cao h bị ép hai má máy đủ thời gian rơi tự khỏi máy Chiều cao h Pcosα Là góc tạo hai mặt phẳng má máy Góc kẹp α phụ thuộc mức độ đập nghiền (i) Các kích thước bản: B: chiều dài má máy B: chiều rộng nạp liệu a chiều rộng khe tháo liệu H: chiều cao máy s: độ dời má động Dmax, dmax: kích thước lớn vật liệu nạp sản phẩm Số vòng quay hợp lý trục lệch tâm: Psinα P1 f Góc kẹp α: a P1 P t1 = 1* 60 30 = 2*n n 2-23 Vậy t1 = t2, hay: n = 30 = 2h g 30 2s gtg α n = 30 g 2h (vòng/phút ) Vậy số vòng quay lý thuyết trục lệch tâm là: n lt = 665 tgα s (vòng/phút) Trong thực tế, vật liệu rơi bị lực ma sát vật liệu với má máy, nên thời gian rơi thực tế lớn lý thuyết, số vịng quay thực tế ntt giảm từ 5-10%, nghĩa là: ntt =(0,90 – 0,95 )nlt Với số vịng quay này, máy có suất cao Khi ntt > nlt: máy bị rung, công suất tăng, suất giảm vật liệu chưa kịp tháo khỏi máy THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-24 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN Tính suất Q: V= b B (a + s ) + a 2a + s Bh = Bh 2 2a + s s B tg α V = h a TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN Khi trục lệch tâm quay n vòng/phút, suất Q tấn/giờ: s Sau vòng quay trục lệch tâm, khối vật liệu tháo khỏi máy có hình lăng trụ, tiết diện hình thang Thể tích khối vật liệu là: Q = 60 2a + s s Bnρµ tgα ρ: khối lựong riêng tấn/m3 µ =0,3-0,5: hệ số tơi B,h,a, s: có đơn vị m THIẾT BỊ ĐẬP HÀM V = Thể tích sản phẩm Vậy Do đó: Vd = ∆ V = V D − Vd = A0 = σ πB 2E (D πd πB −d2 (D N = −d A πσ Bn = D 75 * 100 720 * 75 * 100 * E ( −d ) (đvị : Hp) E, σ có đơn vị kG/cm2, D, d, B có đơn vị cm ) Cách 2: Công thức kinh nghiệm N= ) Khi trục lệch tâm quay n vịng/phút, cơng tiêu hao giây là: A n πσ Bn A = = (D − d ) 60 720 E THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-26 Công suất tiêu hao máy đập là: D B d Vật liệu nạp hình cầu, đường kính D, chứa đầy má máy Có số cục vật liệu B/D Sản phẩm sau đập hình cầu đường kính d, chứa đầy má máy Số cục sản phẩm B/d m TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN πD B , 29 σ Db + s THIẾT BỊ ĐẬP HÀM TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN VD = 12 Bbn ( a + s ) D: kích thước vật liệu nạp m σ: giới hạn bền nén N/m2 m: hệ số thực nghiệm: Máy đập hàm đơn giản m=1,5 Máy đập hàm phức tạp m=2 2-25 Thể tích vật liệu nạp máy Tính cơng suất: có nhiều cách Cách 1: theo thuyết thể tích Năng suất thể tích V m3/giờ tính theo cơng thức sau: 2-27 0,2 Pmns 75 * 60 *η (đvị : Hp) Trong : P=σ µBh σ: kG/cm2 B,h,s: có đơn vị cm µ: hệ số tơi vật liệu, n : vòng/phút m: hệ số phụ thuộc chuyển động máy (Chuyển động đơn giản m=0,57 – 0,80, Chuyển động phức tạp m=0,50) η: hệ số tác dụng hữu ích THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-28 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN BÀI TẬP NHĨM Cơng suất động Nđc = 1,5N Trọng lượng bánh đà: - Nđc: công suất động 64480000 N dc GD = n 3δ (Hp) Tính tốn thơng số kích thước máy đập hàm chuyển động đơn giản đập thô đá vôi, suất 40 tấn/h - n: vòng/phút - δ = 0,01-0,03 hệ số sai lệch tốc độ góc - G: trọng lượng bánh đà Kg - D: đường kính bánh đà m THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-29 THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-30 Cho trước suất đập vật liệu Qtk, kích thước nạp liệu Dmax sản phẩm dmax Bước : Xác định sơ kích thước làm việc B,L,H Bước : Tính góc kẹp α má động má tĩnh Bước : Tính số vịng quay trục lệch tâm n Bước : Tính kiểm tra suất máy Q với Qtk Bước : Tính cơng suất N lựa chọn động Nđc Bước 6: Tính chi tiết máy kiểm tra bền Tay biên (chịu lực kéo) Tấm đẩy (chịu lực nén) Má động (lực đập chính) Thanh giằng (chịu kéo), lị xo (chịu nén) Vơ lăng Trục lệch tâm (chịu uốn, xoắn) ĐẬP HÀM Bước : Vận hành máyTHIẾT đậpBỊhàm 2-31 ... Cr-Ni) THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2- 19 THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2- 20 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN Kích thước buồng làm b việc: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN Dmax ≤ 0,85b Hay b = Dmax+ (2? ?6) B P lực má động tác dụng vào vật... Khuyết điểm: Trục lệch tâm dễ hư hại Tấm lót mau mịn bị mài vào vật liệu đập THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2- 14 MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2- 16 CÁC CHI TIẾT MÁY CÁC CHI TIẾT MÁY TẤM LÓT MÁ... 1 ,2 dmax H B =(1,5 ÷3,5) b cm H = (2 ? ?2, 5) b cm s Nếu α tăng, i tăng a giảm: cục vật liệu bị đẩy khỏi hai má máy, làm suất giảm THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2- 21 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN a s h= α a: khe hở