Bài giảng “Quá trình và thiết bị Silicat 1 – Chương 7: Thiết bị nghiền bi” cung cấp cho người học các kiến thức: Đại cương và phân loại thiết bị nghiền bi, cấu tạo thiết bị nghiền bi, phân loai máy nghiền bi liên tục, tính toán và thiết kế cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Q TRÌNH & THIẾT BỊ SILICAT CHƯƠNG THIẾT BỊ NGHIỀN BI Bộ mơn Vật liệu Silicat Khoa Cơng Nghệ Vật Liệu Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-1 ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-2 ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI Trong cơng nghiệp silicate, máy nghiền bi có vai trò quan trọng dùng để nghiền mịn mịn ngun liệu Máy có thùng quay hình trụ hình nón thép Bề mặt thùng có lót vật liệu cứng có độ chịu mài mòn cao Trong thùng, chứa vật liệu nghiền bi đạn Khi thùng quay tròn, bi đạn chịu lực ly tâm nên nâng lên đến độ cao rơi xuống Khi bi đạn rơi, nhờ động bi đạn nên vật liệu đập nhỏ Ngồi ra, vật liệu cịn bị chà xát bi đạn lót bề mặt thùng quay nên vật liệu mài nhỏ Như vậy, nguyên tắc tác dụng lực máy nghiền bi vật liệu bị đập mài THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-3 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-4 ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI Phân loại theo: Ưu điểm Cấu tạo đơn giản, sử dụng dễ dàng Có thể nghiền khơ nghiền ướt Có thể sấy vật liệu Sản phẩm nghiền có độ mịn cao a e b Phương pháp nghiền: khô, ướt c Tiêu tốn lượng lớn momen mở máy lớn Không làm việc với vật liệu ẩm, dẻo Khi làm việc thường ồn Tốc độ chuyển động bi đạn nhỏ, làm giới hạn số vòng quay thùng Thể tích sử dụng thùng nghiền nhỏ, khoảng từ 30-50% THIẾT BỊ NGHIỀN BI Hình dạng thùng quay : hình trụ (a, b), hình ống (c, d), hình nón(f) f d Khuyết điểm Đặc tính làm việc: chu trình kín, hở Hình dạng bi : bi cầu, bi trụ, bi g Nguyên tắc làm việc: máy nghiền bi gián đoạn (a), máy nghiền bi liên tục (b,c,d e, f ) 7-5 Cách tháo sản phẩm : học, khí nén Cơ cấu nạp liệu: qua trục rỗng (b, c, d, e, f ), qua thành (a, g) THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-6 CẤU TẠO ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI (Máy nghiền bi gián đoạn) Chuyển động bi: bi quay (a, b, c, d, e, f), bi rung (g) Cơ cấu truyền động: bên cạnh tâm Chuyển động hình trụ thân máy: trụ quay, trụ chấn động, trụ ly tâm Cách tháo liệu: qua cổ trục (b, c, d, f), qua lưới ghi (e), qua thân máy (a) THIẾT BỊ NGHIỀN BI 10 7-7 1-Vỏ máy 6-Bánh 2-Nắp máy 7-Đối trọng 3-Động 8-Trục 4-Hộp giảm tốc 9-Ổ trục 5-Khớp ma sát 10-Tấm lót THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-8 CẤU TẠO CẤU TẠO (Máy nghiền bi gián đoạn) (Máy nghiền bi gián đoạn) Có cấu tạo đơn giản: gồm vỏ thùng quay hình trụ thép, dày 12–15mm, chỗ nối hàn tán rivê Tỉ lệ chiều dài thùng L với đường kính D thường nhỏ Thùng quay trịn nhờ trục gối vào hai ổ đỡ Sự chuyển động máy động truyền chuyển động qua hộp giảm tốc 4, khớp ma sát cặp bánh đảm bảo cho máy chạy êm động không bị tải thời gian nghiền Vật liệu nạp vào tháo qua cửa THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-9 Đối trọng giữ cân quán tính máy làm việc Bên thùng có lót 10 chống mài mịn Máy nghiền bi gián đoạn làm việc theo phưong pháp nghiền ướt với lượng nước cho vào cho vừa đủ để tháo sản phẩm nhanh Không dùng loại nghiền khơ tháo liệu khó khăn bụi Lượng nguyên liệu nạp vào máy giao động từ 0,4 – 0,5 tấn/m3 dung tích máy, khối lượng bi sứ thường khối lượng nguyên liệu THIẾT BỊ NGHIỀN BI CẤU TẠO CẤU TẠO (Máy nghiền bi gián đoạn) (Máy nghiền bi gián đoạn) Khi dùng công nghiệp gốm sứ, bi đạn lót phải sứ, gốm vật liệu phi kim loại Để nghiền gốm sứ đặc biệt bi đạn lót phải có thành phần gần giống với nguyên liệu nạp máy Tấm lót, bi đạn gốm đặc biệt có độ mài mòn nhỏ (2 kg /tấn sản phẩm nghiền), sứ, đá cuội có độ mài mịn cao (12 kg/tấn sản phẩm nghiền) Năng suất máy nghiền bi gián đoạn phụ thuộc vào chu kỳ làm việc gồm: th i gian n p li u, nghi n tháo li u THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-11 7-10 Thời gian nghiền phụ thuộc vào: kích thước vật liệu nạp, độ mịn sản phẩm, khả đập nghiền, phương pháp nghiền Máy có ưu điểm cấu tạo đơn giản, có khuyết điểm: Tiêu tốn lượng lớn cuối giai đoạn nghiền cịn hạt chưa đạt yêu cầu phải tiếp tục nghiền tất nguyên liệu máy Để tăng suất đập nghiền, tăng độ mịn sử dụng máy nghiền bi liên tục hình ống nhiều ngăn Máy có kích thước lớn, đường kính D=2,5m, chiều dài L=9–18m THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-12 CẤU TẠO CẤU TẠO (Máy nghiền bi liên tục) (Máy nghiền bi liên tục) Nhờ việc phân chia máy nghiền thành nhiều ngăn, nên phân chia trình trình nghiền nhiều giai đoạn ngăn, kích thước hình dạng bi đạn ngăn khác Tiêu hao lượng nghiền giảm, cỡ hạt sản phẩm đồng nhất, suất cao Máy làm việc phương pháp ướt khơ, chu trình kín hở So với máy nghiền bi ngăn, máy nghiền bi nhiều ngăn có kích thước cho suất cao, sản phẩm đồng Đặc biệt với máy nhiều ngăn làm việc theo chu trình kín có kèm theo thiết bị phân loại kích thước sản phẩm THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-13 CẤU TẠO Máy có tỉ lệ chiều dài với đường kính L/D = 2-5 Thân thùng hình trụ chia thành ngăn Máy nghiền bi nghiền khô ngăn Máy nghiền bi nghiền ướt Máy nghiền bi sấy nghiền ngăn THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-14 PHAÂN LOẠI MÁY NGHIỀN BI LIÊN TỤC (Máy nghiền bi liên tục) Máy nghiền bi nghiền ướt THIẾT BỊ NGHIỀN BI Máy nghiền bi nghiền khô ngăn Theo phương pháp nghiền: nghiền khô, nghiền ướt Theo số lượng ngăn: 1, 2, ngăn Theo cách nạp tháo liệu: qua thân, qua cổ trục Theo chu trình làm việc: kín hay hở Theo chế độ làm việc: nghiền, sấy nghiền liên hợp Máy nghiền ướt Máy nghiền khô Máy nghiền bi sấy nghiền ngăn 7-15 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-16 CẤU TẠO CẤU TẠO (Máy nghiền bi liên tục) (Máy nghiền bi liên tục) Trong máy nghiền bi liên tục nhiều ngăn, ngăn cách ngăn Mỗi ngăn chứa vật liệu nghiền có kích thước khác Ngăn đầu kích thước vật liệu nạp lớn, cuối máy kích thước vật liệu nhỏ Chiều dài ngăn khác nhau: ngăn đầu cần lực đập: chiều dài ngăn nhỏ, dùng bi cầu Các ngăn cuối chiều dài tăng dần, cần lực mài nên dùng bi trụ Mỗi ngăn có bố trí cửa để bổ sung bi tiện sửa chữa THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-17 Hệ số đổ đầy với ngăn khác nhau, ngăn đầu không 0,3 Các ngăn sau không 0,35 Theo kinh nghiệm hệ số từ 0,23–0,28 Trong trình nghiền, nhiệt tỏa lớn, làm bốc nước vật liệu, giảm suất Máy nghiền bi hình ống nhiều ngăn có ưu điểm: Vật liệu đến ngăn cuối nhỏ nên lực đập khơng cịn ý nghĩa, mà cần ma sát mài mòn, việc chia nhỏ tăng bề mặt ma sát, mài mòn vật liệu Vật liệu đến ngăn cuối có nhiệt độ cao nhất, việc phân chia ngăn làm giảm nhiệt độ máy nghiền Giảm momen cản máy làm việc THIẾT BỊ NGHIỀN BI CẤU TẠO CẤU TẠO (Máy nghiền bi hình nón) (Máy nghiền bi hình nón) Khi máy làm việc, bi đạn lớn phân bố tự nhiên đầu máy Bi đạn nhỏ tự động dồn phần hình nón cuối máy 1-Đầu máy 2-Thân máy 4-Nạp liệu 5-Cổ trục nạp liệu 3-Cuối máy 6-Cổ trục tháo liệu THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-18 Được dùng nghiền khô hay ướt vật liệu gầy công nghiệp silicat, có cấu tạo sau: Đầu máy có dạng hình nón, góc đỉnh 1200, thân máy hình trụ có chiều dài L=(0,25–0,8)D Phần hình nón cuối máy có góc đỉnh 600 Vật liệu nạp từ phễu vào cổ trục đầu máy Sản phẩm nghiền mịn tháo cổ trục tháo liệu cuối máy 7-19 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-20 CẤU TẠO CẤU TẠO (Máy nghiền bi hình nón) (Máy nghiền bi hình nón) Năng lượng đập đầu máy lớn cuối máy khoảng 20 lần Ở cuối máy vật liệu có kích thước nhỏ không cần chiều cao nâng bi đạn lớn mà cần bề mặt làm việc bi đạn lớn để mài xiết vật liệu Vì cuối máy, bề mặt làm việc bi đạn tăng gấp lần so đầu máy Do cấu tạo máy, nên theo chiều dài máy: Sự phân bố bi đạn phân bố lực ly tâm quán tính theo chiều dài máy Ta có: Plt = mv R = Gπ 2R 2n GRn = 900 gR 900 Trọng lượng bi đạn G bán kính máy R lớn lực ly tâm lớn Sự phân loại tự nhiên bi đạn lại tương ứng với phân loại kích thước bi đạn chiều cao nâng bi đạn để đập nghiền THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-21 CẤU TẠO Vận tốc dài bi đạn theo chiều dài máy giảm dần Động giảm dần Lực đập giảm Năng lượng nghiền tiêu tốn giảm Cỡ hạt sản phẩm giảm THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-22 CẤU TẠO (Một số chi tiết bản) (Một số chi tiết bản) Cửa bên vỏ máy (nắp máy): Vỏ máy: chế tạo thép có chiều dày a = (0,01 – 0,015)D Vỏ máy hàn tán đinh ri-vê Nếu hàn giảm trọng lượng vỏ máy, dễ bắt lót, dễ xuất ứng suất vết nứt, mối hàn Dùng để nạp tháo liệu, bi đạn, lót để vào sửa chữa Theo chiều dài máy ngăn cần bố trí cửa Để đảm bảo an tồn máy làm việc, vỏ máy, phía đối xứng với cửa cần có lắp đối trọng THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-23 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-24 CẤU TẠO CẤU TẠO (Một số chi tiết bản) (Một số chi tiết bản) Các dạng lót : Tấm lót: Để tăng khả đập nghiền bảo vệ bề mặt vỏ máy Bên vỏ máy có lót đá, hay kim loại Với lót đá, gốm gắn vào máy vữa xi măng có cường độ cao, đóng rắn nhanh, mạch vữa nhỏ Với lót kim loại chế tạo thép hay gang có độ chịu mài mịn cao Với máy nghiền gián đoạn bề mặt lót có cấu tạo dạng THIẾT BỊ NGHIỀN BI 1-Dạng sóng đơn 3-Dạng sóng nhỏ 5- Dạng chêm 7-Dạng chồng 2-Dạng sóng đơi 4-Dạng chêm 6-Dạng lồi THIẾT BỊ NGHIỀN BI CẤU TẠO CẤU TẠO (Một số chi tiết bản) (Một số chi tiết bản) Ngăn đầu tiên: cần lực đập, bố trí dạng bậc thang, dạng có gờ lớn để nâng cao bi đạn, tăng lực đập suất máy Dạng bậc thang 7-25 Có thể thép, vật liệu gốm có khối lượng riêng lớn, độ chịu mài mòn cao Bi đạn: Bi đạn hình cầu, trụ, ellip, lập phương… Sự đa dạng hình dạng, khối lượng riêng bi nghiền nhằm mục đích đạt hiệu nghiền cao nhất, tiêu hao lượng Dạng gờ lớn Các ngăn cuối: dùng lót phẳng hay có gờ nhỏ, sóng nhỏ tạo điều kiện cho trình mài xiết Bi nghiền cần có kích thước, trọng lượng khơng lớn q mức cần thiết, để rơi tự đập vật liệu nghiền mà khơng hư hại lót Dạng gờ nhỏ THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-26 7-27 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-28 CẤU TẠO CẤU TẠO (Một số chi tiết bản) (Một số chi tiết bản) Khi nạp bi vào máy, thường dùng cở bi: Khối lượng riêng bi đạn thông số quan trọng, phân thành nhóm: 45 – 50% bi có đường kính nhỏ: 20 – 30 mm 25 – 30% bi có đường kính trung bình: 40 – 50 mm Bi đạn có khối lượng riêng thấp ρ = 2,4 – 2,6 g/cm3 20 – 25% bi có đường kính lớn: 50 – 60 mm Bi đạn có khối lượng riêng tb ρ=2,6–2,8 g/cm3 Sau thời gian làm việc, suất giảm, độ Bi đạn có khối lượng riêng cao ρ = 3,4 – 3,6 g/cm3 mịn sản phẩm giảm bi đạn bị mòn Bi thép có khối lượng riêng ρ = 7,5 g/cm3 Vì thế, sau thời gian định phải bổ sung Khi nghiền ướt, hiệu số ρbi - ρVL lớn vật thêm bi đạn thay hồn tồn bi đạn THIẾT BỊ NGHIỀN BI liệu nghiền tốt thời gian nghiền giảm 7-29 CẤU TẠO CẤU TẠO (Một số chi tiết bản) (Một số chi tiết bản) Đường kính bi (mm) 20 30 40 50 60 70 Diện tích bề mặt (cm2/viên) 12,56 28,27 50,26 78,54 113,1 154 Thể tích (cm3) 4,19 14,1 33,5 65,25 113 180 Số lượng (viên/m3) Diện tích bề mặt m2/m3 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 143.100 42.570 17.910 9.193 5.130 3.330 179,73 72,2 60,5 120,34 90,01 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-30 Tấm ngăn: 51,33 7-31 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-32 CẤU TẠO TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Một số chi tiết bản) (Hệ số đổ đầy) Tấm ngăn (ghi): chia chiều dài thùng nghiền thành nhiều ngăn, nhằm mục đích ngăn cản chuyển động bi đạn, cho vật liệu nghiền qua Hệ số đổ đầy bi đạn ε biểu diễn cách: h γ Tấm ngăn chế tạo làm nhiều khe, rãng có dạng hình nan quạt cung đồng tâm ghép lại Diện tích tối đa khe chiếm 10 – 15% diện tích ngăn ε= Theo chiều dài máy, từ đầu nạp liệu đến đầu tháo liệu có diện tích tự khe giảm, kích thước khe giảm F πR ε= chiếm chỗ F máy với tiết diện máy G bi πR Lµρ Là tỉ số khối lượng bi đạn Gbi làm việc máy với khối L: chiều dài máy ρ: khối lượng riêng bi đạn µ: hệ số rỗng bi đạn R: bán kính máy a = kD Để tránh vật liệu bị kẹt qua khe: kích thước lỗ vào nhỏ kích thước lỗ THIẾT BỊ NGHIỀN BI Là tỉ số tiết diện bi đạn a 7-33 lượng bi chiếm đầy máy Bi thép: µ=0,55 ρ=7,85 t/m3 Bi sứ: µ=0,575 ρ = 2,6 t/m3 THIẾT BỊ NGHIỀN BI TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Hệ số đổ đầy) (Hệ số đổ đầy) Trong thực tế thường dùng hệ số đổ đầy sau: Tiếp tục thêm bi vào, Bi cầu thép : ε = 0,25 – 0,33 Bi trụ thép : ε = 0,25 – 0,30 Bi sứ : ε = 0,30 – 0,40 Thời gian Công suất Thông thường h=0,16 R Quan hệ ε với đường kính D máy sau: 25 33 50 67 75 100 ε thời gian nghiền tăng Khi nghiền ướt phối liệu sứ máy nghiền bi gián đoạn, tập đoàn ε 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 k 10 15 21 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 75 79 84 90 Khối lượng bi nạp vào máy có ảnh hưởng lớn đến thời gian nghiền công suất máy THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-34 7-35 Nếu tăng khối lượng bi đạn, thời gian nghiền lúc đầu giảm, ε=0,5 thời gian nghiền nhỏ THIẾT BỊ NGHIỀN BI Sacmi đề nghị ε= 50-55% Bề mặt lớp bi sau nạp chiếm khoảng 50 – 54% đường kính máy 7-36 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Chế độ làm việc bi đạn) (Chế độ làm việc bi đạn) Máy làm việc chủ yếu dùng động bi đạn để đập vật liệu Vì cần khảo sát chuyển động bi đạn để đạt suất cao nhất, độ mịn tốt lượng tiêu hao Hình a Hình b Hình c Nếu máy quay chậm, bi đạn máy nâng lên theo thành máy, đến góc trượt xuống Lúc có tượng mài xiết bi đạn với lót bi đạn với bi đạn Phương pháp tác dụng lực mài xiết vật liệu (hình a) THIẾT BỊ NGHIỀN BI Nếu máy quay nhanh hơn, lực ly tâm nâng bi đạn lên cao Đến độ cao đó, tác dụng trọng lượng, bi đạn rơi xuống (hình b) Phương pháp tác dụng lực lúc va đập mài xiết Tốc độ bi càng lớn, động lớn, lực đập lớn suất tăng Nếu máy quay nhanh, lực ly tâm lớn trọng lượng bi đạn, bi đạn dính vào vào thành máy quay với thành máy mà khơng rơi (hình c), khơng có đập nghiền Cần phải tính số vịng quay máy cho bi đạn có động lớn rơi 7-37 THIẾT BỊ NGHIỀN BI TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Số vòng quay thùng nghiền) Plt G2 ϕ (Số vòng quay thùng nghiền) Thành máy bên nhẵn trơn Lực ly tâm P2 điểm rơi A: Fms A G1 P= G Để đơn giản cho q trình tính tốn, qui ước: Tính cho viên bi suy cho tập hợp bi Viên bi có kích thước khơng đáng kể so với kích thước máy mv Gv = R gR Trọng lượng G bi phân thành phân lực: G1 = G cosϕ ϕ G2 = G sinϕ ϕ Bi đạn dính vào thành máy khi: P = G1 THIẾT BỊ NGHIỀN BI Gv gR 7-38 = G cos ϕ Số vòng quay tới hạn nth số vòng quay ứng với G1 = G hay góc rơi ϕ = 00 R2 R1 Hay v2 = gRcosϕ ϕ Mặt khác πDn πRn v= Vậy: = 30 πRn = gRcosϕ 30 Ta có : n = 30 7-39 60 cosϕ cosϕ = 42,4 R D n th = 30 42,4 = R D Ứng với nth có lớp bi sát thành máy quay theo máy, bi lớp rơi trình nghiền xảy THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-40 10 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Số vòng quay hợp lý) (Số vòng quay thùng nghiền) Khi tồn bi quay theo máy, tạo nên khối bi hình vành khăn Thể tích lớp bi ly tâm hồn tồn: V bi = πL ( R12 − R 22 ) Cung tròn BA vy A v C h K O yB k = 1−ε Tốc độ quay tới hạn ứng với bán kính R2: nth = h : chiều cao văng bi đạn 30 30 n = = R2 kR1 1−ε H : chiều cao rơi bi đạn (H lớn ↔ lực đập lớn) THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-41 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN n= 28 ,8 = 32 R D Với máy nghiền bi có lót, bi đạn sứ số vịng quay n tính theo công thức kinh nghiệm: Nếu D ≥ 1,25m Nếu D < 1,25m n= n= 35 D Trong thực tế, nghiền ướt ảnh hưởng độ nhớt, khối lượng riêng bi nên số vòng quay thực thực tế tính sau: Khi ρbi = 2,4 ÷ 2,7 g/cm3: 30 40 n tt = ÷ D D Khi ρbi = 2,4 ÷ 2,7 g/cm3: n tt = 40 D THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-42 (Số vòng quay hợp lý) Tính góc rơi ϕ = 54040’ Số vịng quay hợp lý: cos 54 40 cos 54 40 = 42 , R D THIẾT BỊ NGHIỀN BI TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Số vòng quay hợp lyù) n = 30 B B : điểm chạm bi đạn R12 − R22 = εR12 H X β A : điểm rơi bi đạn Đặt: R2 = kR1, ta có: x vx ϕ Trong đó: Vậy: Y y Parabol ACB V bi = επ LR 12 Với hệ số đổ đầy ε: Sơ đồ chuyển động bi đạn gồm quỹ đạo: Hoặc: 7-43 n = D (5 ε 27 30 ÷ D D + 2) THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-44 11 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Quan hệ góc β, θ với ϕ ) y A yB ϕ β: góc chạm Thời gian t1 để bi đạn có chuyển động trịn (góc θ1) θ1: góc ứng quỹ đạo tròn BA Thời gian t2 để bi đạn có chuyển động quỹ đạo parabol (góc θ2) 90 − ϕ phút Ta có: θ2: góc ứng quỹ đạo parabol AB θ2 x R1 y1 R t1 = Ta có: β R0 (Thời gian cho chu kỳ nghiền ) β = 3ϕ ϕ - 900 B x1 xB 90 n 0,318 sin 2ϕ i n θ1 = 360 - 4ϕ ϕ θ2 = 4ϕ ϕ Thời gian cho chu kỳ: t2 = T = t1+ t2 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-45 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-46 (Gia tốc vận tốc dài bi đạn) (Thời gian cho chu kỳ nghiền ) Vận tốc góc bi đạn: ω = Số chu kỳ Z ứng với vòng quay thùng: 90 Z= 90−ϕ + 28,6sin2ϕ Gia tốc góc a = ω2R 2π n 60 Giữa vận tốc dài V gia tốc góc a có quan hệ: Tỉ lệ bi có kích thước chuyển động quỹ đạo tròn AB: v2 = aR Mặt khác v2=gRcosϕ ϕ t1 100 T Vậy a = gcosϕ ϕ Tỉ lệ bi có kích thước chuyển động quỹ đạo parabol AB : t N = 100 T THIẾT BỊ NGHIỀN BI 90− ϕ + 28,6 sin2ϕ 90n TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN N1 = T= ϕ =0, a= 9,81m/s2, V = 3,13 R ϕ =54040, a= 5,71m/s2, 7-47 V = ,39 THIẾT BỊ NGHIỀN BI R 7-48 12 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Khối lượng vật liệu nạp) (Khối lượng bi đạn) Với bi đạn thép: Gbi = πR2Lεµρ εµρbi Với bi đạn sứ, nghiền ướt: Gbi=KR2L kg Lượng vật liệu nạp máy phải đảm bảo lắp kín khe hở viên bi, đồng thời phủ lên bề mặt bi lớp mỏng K=1500-1800: hệ số phụ thuộc hình dạng, khối lượng riêng bi R, L: bán kính trong, chiều dài thùng Với bi thép, nghiền khô: Gvl =(0,1 – 0,2) Gbi (m) Khi dùng nửa bi trụ thép, với bi cầu thép có ε = 0,3 thì: Gbi=4,14 R2L Với bi sứ, nghiền ướt: Gvl = ( 0,9 – 1,0 ) Gbi Với bi thép, nghiền xi măng: Gvl = 0,14 Gbi THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-49 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-50 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Kích thước bi đạn) (Năng suất máy) α D bi = 28 d Năng suất máy nghiền bi phụ thuộc: Dbi = 6logdk d Kích thước máy, d : kích thước vật liệu nạp máy mm dk : kích thước sản phẩm µm Cấu tạo máy, sơ đồ nghiền, Góc α tạo hai tiếp tuyến hai tiếp điểm bi vật liệu gọi góc kẹp Với α =170 có hiệu nghiền tốt, suy được: Dbi= 90d Sau thời gian nghiền, bi đạn bị mòn cần bổ sung để đảm bảo Gbi THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-51 Lượng bi đạn, Kích thước vật liệu nạp, Độ ẩm, Độ mịn, Độ dòn, cứng vật liệu THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-52 13 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Năng suất máy) (Năng suất máy) Công thức Sacmi: dùng cho nghiền bi gián đoạn, nghiền ướt Q = K.V.d.y kg/h Q: Năng suất phối liệu khô Q= kg/h Q: suất V : thể tích hữu ích máy nghiền (sau lót) lít d: khối lượng riêng hồ Công thức Sacmi: dùng cho nghiền bi liên tục, nghiền ướt d: khối lượng riêng hồ kg/lít (kg/h) (kg/l) ε: hệ số đổ đầy y: % vật liệu khô hồ y: % vật liệu khô hồ K : hệ số Sacmi (tra bảng) K = 0,55 dùng bi sứ có d = 2,6 tấn/m3 K = 0,67 dùng bi sứ có d = 3,55 tấn/m3 THIẾT BỊ NGHIỀN BI τ: thời gian lưu hồ: (h) V: thể tích hữu ích (sau lót) (lít) 7-53 THIẾT BỊ NGHIỀN BI (Năng suất máy) (Năng suất máy) q: suất riêng tấn/kWh, tra bảng sau theo VL: Công thức 3: dùng cho máy nghiền bi hình ống, nghiền khơ, liên tục cơng nghiệp xi măng: Vật liệu Đá vơi có độ bền cao Đá vơi có độ bền trung bình Đá vơi có độ bền thấp Clinker lị quay Xỉ lị cao Cát thạch anh Hỗn hợp vôi-đất sét ,8 Tấn/giờ D: đường kính máy nghiền m Gbi: lượng bi đạn nạp máy V: thể tích hữu ích máy nghiền sau lót m3 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-54 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN G Q = ,45 qk D bi V Vdyε τ 7-55 Nghiền ướt Nghiền khô 0,04-0,06 0,07-0,09 0,10-0,12 0,04-0,06 0,06-0,07 0,08-0,10 0,036-0,040 0,035-0,040 0,03 0,06-0,08 0,07-0,10 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-56 14 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Công suất) (Năng suất máy) k: hệ số hiệu chỉnh độ mịn, tra bảng sau % lại sàng No0085 10 k % lại sàng No0085 0,59 0,65 0,71 0,77 0,82 0,86 0,91 0,95 1,00 11 12 13 14 15 16 18 20 Năng lượng tiêu hao dùng để: k Nâng bi đạn lên độ cao 1,04 1,09 1,13 1,17 1,21 1,25 1,34 1,42 THIẾT BỊ NGHIỀN BI Tạo cho bi đạn có động Nghiền khắc phục ma sát gối Các công thức sau dùng khi: ε = 0,3 Gvl = 0,14 Gbi Góc rơi: ϕ = 600 Rtb = 0,866R Rtb = bán kính trung bình khối bi quay theo máy 7-57 THIẾT BỊ NGHIỀN BI TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Công suất) (Công suất) Lượng chung nạp máy: G = Gbi + Gvl = 1,14 Gbi Với: ϕ = 600, yB = 1,3R Lượng vật liệu bi quay theo máy: Vậy công để nâng bi đạn vật liệu là: G1 = 0,55 G = 0,627 Gbi A1 = 0,809 R Gbi Lượng vật liệu bi rơi theo máy: kG-m mv2 mgR tb cos ϕ G R tb cos ϕ = = = 0,110RG bi 2 Để nâng bi đạn lên độ cao A2 = Sau chu kỳ, khối bi đạn nâng lên độ cao yB = 4Rtbsin2ϕ ϕ.cosϕ ϕ, công bi đạn là: Tổng lượng cần cho chu kỳ: kGm THIẾT BỊ NGHIỀN BI kG-m Để tạo cho bi đạn có động G2 = 0,45 G = 0,513 Gbi A1 = G1 yB 7-58 7-59 A = A1 +A2 = 0,919 RGbi THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-60 15 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (Cơng suất) BÀI TẬP NHĨM Sau n vịng/phút, cơng suất để nâng tạo cho bi đạn động là: Nn = ZAn Nn = ZnA = ,056 G bi R 60 * 1000 kW Để thắng lực ma sát gối : N ms = f P vc 1000 THIẾT BỊ NGHIỀN BI kW 7-61 THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7-62 16 ... 60 65 70 75 80 85 90 95 k 10 15 21 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 75 79 84 90 Khối lượng bi nạp vào máy có ảnh hưởng lớn đến thời gian nghiền công suất máy THIẾT BỊ NGHIỀN BI 7- 34 7- 35 Nếu... T THIẾT BỊ NGHIỀN BI 90− ϕ + 28,6 sin2ϕ 90n TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN N1 = T= ϕ =0, a= 9,81m/s2, V = 3,13 R ϕ =54040, a= 5 ,71 m/s2, 7- 47 V = ,39 THIẾT BỊ NGHIỀN BI R 7- 48... liệu bị kẹt qua khe: kích thước lỗ vào nhỏ kích thước lỗ THIẾT BỊ NGHIỀN BI Là tỉ số tiết diện bi đạn a 7- 33 lượng bi chiếm đầy máy Bi thép: µ=0,55 ρ =7, 85 t/m3 Bi sứ: µ=0, 575 ρ = 2,6 t/m3 THIẾT BỊ