Thiết kế - chế tạo - khảo nghiệm máy nghiền than đá MNTĐ-3000kg/h

1 MỞ ĐẦU Xây dựng ngành kinh tế có tốc độ phát triển cao nước ta Vì sản xuất vật liệu xây dựng có chất l ượng, giá thành hạ có tính cấp thiết cao Trong gạch ngun liệu khơng thể thiếu xây dựng nhà cửa, cơng trình kiến trúc Gạch vật liệu xây dựng truyền thống nước giới Gạch sản xuất theo hai nguyên tắc nung không nung Gạch khơng nung sản xuất từ hỗn hợp có chất kết dính trộn tạo hình điều kiện nhiệt độ bình thường Các phản ứng hóa học xẩy làm cho gạch trở lên cứng nước bay Còn gạch nung sản xuất từ đất (đất có nhiều thành phần sét) Sau tạo hình đạt độ khơ định đất đưa vào lò đốt nung nhiệt độ cao 7000C Phản ứng xy hóa nhiệt độ cao tạo thành xýt sắt (sắt thành phần hóa học chủ yếu có thành phần đất gạch nung) lên viên gạch có màu đỏ hồng Trước đây, sau tạo hình thành viên gạch mộc, người ta đốt chúng lò đốt truyền thống với nhiên liệu củi Do nhu cầu tiêu thụ thị trường, lị gạch thủ cơng dùng củi tiêu thụ lượng không nhỏ cối dẫn đến nạn phá rừng làm cân sinh thái, khả chống lại lũ lụt rừng che phủ Ở Đồng Nam bộ, số nơi chuyển đổi dùng phụ phẩm nông nghiệp rơm – rạ, trấu làm nhiêu liệu đốt sản xuất gạch nung Tuy nhiên, phương pháp lại đưa đến tình trạng ô nhiễm môi trường không khí Tại tỉnh Đồng Tháp, quyền sở văn ngưng hoạt động lò gạch đốt trấu Còn tỉnh phía Bắc nhờ gần nguồn nhiên liệu than đá giá rẻ, lị đốt gạch thủ cơng truyền thống dùng than đá đóng thành bánh xếp xen kẽ với gạch để nung Tuy nhiên kể phương pháp đốt gạch phương pháp đốt gạch củi, trấu chất cho chất lượng gạch nung không cao, -1- phế phẩm nhiều, suất thấp, giá thành gạch sản xuất cao Trước tình hình sản xuất gạch xây dựng vậy, vào đầu thập niên 1990, nước ta tiếp nhận công nghệ sản xuất gạch nung lò Tuynel Italia Tuy nhiên nhiên liệu sử dụng lò lại dầu FO Đây loại nhiên liệu mà nước ta chưa chủ động sản xuất phải nhập ngoại tệ Vì giá thành sản xuất tăng cao chất lượng gạch thỏa mãn đối tượng sử dụng Khắc phục nhược điểm này, nhà khoa học thuộc Viên Nghiên Cứu Vật Liệu Xây Dựng thay nhiên liệu dầu FO bột than đá Theo công nghệ cải tiến này, bột than đá nghiền từ than với độ nhỏ mm trộn với đất theo tỷ lệ khối lượng – % (tùy theo nhiệt trị than đá) để tạo hình viên gạch mộc Quá trình nung, nhiệt đốt cháy bổ sung thêm cách phun bột than theo tỷ lệ từ – % theo khối lượng Cùng với khối lượng than đá nằm gạch, phản ứng cháy xẩy làm chín viên gạch Q trình sản xuất gạch nung lò Tuynel vừa cho suất cao, chất lượng gạch ổn định Với công nghệ dùng bột than đá, nên trình sản xuất gạch cho lượng phế thải tối thiểu, giá thành hạ Vì 100 % nhà máy sản xuất gạch nung nước ta lị Tuynel dùng bột than đá Chính vậy, việc thiết kế, chế tạo máy nghiền than đá phục vụ sản xuất gạch nung lị Tuynel có ý nghĩa thực tiễn yêu cầu cấp bách từ sản xuất Trước yêu sản xuất đặt đồng ý Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí Cơng Nghệ với hướng dẫn tận tình Cô Trần Thị Thanh, chúng em thực đề tài: "Thiết kế - chế tạo - khảo nghiệm máy nghiền than đá MNTĐ3000kg/h" Với thời gian hạn chế, lần thực đề tài nghiên cứu khoa học dạng luận văn tốt nghiệp nên tránh khỏi sai sót, chúng em kính mang q thầy, bạn sinh viên góp ý để xây dựng luận văn tốt Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý thầy, cô, bạn sinh viên, nhà khoa học, nhà sản xuất giúp đỡ chúng em suốt trình học tập rèn luyện trường -2- MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Mục đích đề tài tính tốn, thiết kế, khảo nghiệm máy nghiền than đá có suất 3000kg/h đạt kích thước sản phẩm nghiền từ 0,5  mm để đáp ứng yêu cầu công nghệ sản xuất gạch nung Tuynel Nội dung thực hiện:  Tra cứu tài liệu, sách báo có liên quan đến chủ để đề tài  Lựa chọn nguyên tắc làm việc đề mơ hình máy  Tính tốn, thiết kế theo mơ hình máy chọn  Xây dựng vẽ lắp vẽ chi tiết  Theo dõi chế tạo  Lắp đặt ứng dụng vào sản suất  Nhận xét đánh giá -3- TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ CHỦ ĐỀ CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Đối tượng gia cơng 3.1.1 Tính chất lý than đá Than đá có tính chất cháy triệt để (khi bị phá huỷ cấu trúc rực lửa) Than đá hay than nâu chất rắn dễ cháy, khai thác từ tầng lớp hay mạch trái đất sử dụng làm nhiên liệu giống than củi, thành phần cacbon liên kết chặt hơn, có tính hấp thụ tốt Những thực vật bị chôn vùi đất lâu năm cung tạo nên lớp than đá, than đá đốt cháy tạo khói Than đá hợp chất hyđrocacbon với thành phần cacbon, than đá cứng giịn dễ vỡ Tính chất lý than sau:  Khối lượng riêng 1400 - 1800 kg/m3  Khối lượng thể tích 800 kg/m3  Giới hạn bền -2,5 N/m3  Hệ số ma sát với thép 0,47  Góc nghiêng tự nhiên 50o 3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật than đá làm nhiên liệu nung gạch  Kích thước hạt phải đồng đạt 0,5  mm  Khơng kết dính với làm hạn chế khả khuyếch tán than  3.2 Đảm bảo nhiệt trị cần thiêt Lý thuyết nghiền 3.2.1 Khái niệm nghiền -4- Nghiền trình phá huỷ vật thể rắn lực học thành phần tử, nghĩa cách đặt vào vật thể rắn ngoại lực mà lực lớn lực phân tử vật thể rắn Kết trình nghiền tạo nên nhiều phần tử ngiều bề mặt  Các sở vật lí q trình nghiền vỡ vật rắn: Xuất phát từ cơng trình nghiên cứu viện sĩ A.Ph.lophphe, P.A.Rebinde I.A.Phrenkl xác nhận đặc điểm vật thể rắn đểu tồn khuyết tật cực nhỏ Các khuyết tật có phân bố thống kê theo chiều dày vật thể Đồng thời chúng thể cục bề mặt Khi có tải trọng tuần hồn với chu kì số lượng vết nứt vật thể gia tăng độ bền ngày giảm Sự xuất vết nứt tế vi vật thể làm giảm lực liên kết phân tử làm giảm độ bền cách đột ngột  Những yếu tố ảnh hưởng đến q trình nghiền: Có nghiều yếu tố ảnh hưởng đến q trình nghiền xuất phát từ tính chất vật liệu nghiền độ bền, độ cứng, độ ẩm, độ nhớt, kích thước, hình dạng, trạng thái, dạng bề mặt, hệ số ma sát…Và tính chất máy nghiền: Cấu tạo phận nghiền, hình dạng trạng thái bề mặt nghiền, vận tốc phận nghiền, lượng tải cung cấp, điều kiện khí động…Các yếu tố ảnh hưởng đến vấn đề nâng cao chất lượng nghiền vấn đề tiêu hao lượng riêng Nguyên lý chung không nên nghiền thừa nhỏ mức cần thiết, có giảm mức tiêu hao lượng riêng, tăng suất, giảm hao mịn máy 3.2.2 Các tiêu đánh giá q trình nghiền /TL9/ 3.2.2.1 Diện tích bề mặt Diện tích bề mặt tiêu dùng để đánh giá cách định lượng phân tán vật liệu rời Là tỉ số tổng diện tích bề mặt phần tử chứa đơn vị thể tích Diện tích bề mặt thể tích: s= d (m2/m3) (3.1) Diện tích bề mặt khối lượng: -5- s=  d (m2/m3) (3.2) Trong đó: d-đường kính trung bình phần tử,(m)  -khối lượng riêng,(kg/m3) Từ công thức cho ta thấy để xác định thể tích riêng bề mặt vật liệu cần thiết phải biết kích thước dài phần tử vật liệu 3.2.2.2 Mức độ nghiền Mức độ nghiền cịn gọi tỷ số nghiền, tỷ số kích thước kích thước hạt đem nghiền với hạt sản phẩm Các kích thước tuyệt đối, độ hạt phần tử có nghiền Người ta thường sử dụng tỷ số nghiền để đánh giá chất lượng sản phẩm đánh giá lượng Vậy theo tiêu này, phản ánh chiều sâu q trình phân tán Trong trường hợp chung, dung tích lượng q trình cơng nghệ nghiền phụ thuộc vào gia tăng diện tích riêng bề mặt ∆S vật liệu Nghĩa là: ∆S= Sc-Sd ( 3.3) Trong : Sc - diện tích riêng bề mặt phần tử vật liệu kết thúc trình nghiền; Sd - diện tích riêng bề mặt phần tử vật liệu bắt đầu trình nghiền Cùng với giảm kích thước phần tử diện tích riêng bề mặt tăng lên mức độ nghiền  S tỷ số diện tích riêng bề mặt củâ phần tử vật liệu cuối trình nghiền diện tích riêng bề mặt phần tử ban đầu s  SC SD (3.4) Theo lý thuyết mức độ nghiền  của vật liệu thường đánh giá qua tỷ số kích thước trung bình D vật liệu trước nghiền kích thước trung bình phần tử sản phẩm nghiền:  D d (3.5) Mức độ nghiền  là đặc tính để đánh giá trình nghiền -6- Khi nghiền nguyên liệu máy nghiền kiểu búa thơng thường độ nhỏ bột nghiền điều chỉnh sàng đặt buồng nghiền 3.2.3 Các thuyết nghiền /TL9/ Năng lượng cần để nghiền vỡ than đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố: kích thước, hình dạng hạt, phân bố xếp hạt, độ bền, độ giòn,sự đồng than đá, độ ẩm, hình dạng trạng thái làm việc máy nghiền.v v… để xác lập mối quan hệ lượng nghiền tính chất lý vật liệu nghiền quan trọng Theo thuyết thứ vật liệu bị phá vỡ ứng suất sinh vượt qua sức bền cắt phần tử xuất phát từ lực liên kết phân tử Lý thuyết thứ hai cho để làm nứt vết nứt ban đầu có sẵn vật liệu lượng truyền đến vật thể cần phải lượng tự bề mặt Năng lượng tự bề mặt tăng lên với tăng tỷ số truyền Do ứng suất bề mặt làm xuất hiện tượng bám dính mà biểu q trình nghiền tinh hạt vật liệu nhỏ nghiền khơng nhỏ mịn mà ngày thơ hơn, vón cục dính vào máy nghiền 3.2.3.1 Thuyết bề mặt Thuyết bề mặt nhà bác học người Đức P.Rv.Ritingon đề xuầt vào năm 1867 với nội dung: "Công dùng cho trịnh nghiền với bề mặt tạo thành vật liệu đem nghiền" As  f  S  Trong : (J) (3.6) As - Cơng chi phí để nghiền vỡ vật thể, tạo bề mặt mới, J; S - Diện tích bề mặt tạo thành (sự gia tăng diện tích riêng bề mặt), m2 3.2.3.2 Thuyết thể tích Thuyết thể tích nhà bác học người Nga V.L.Kirpitrev đề xuất vào năm 1874 giáo sư người Đức Ph.Kik kiểm tra thực nghiệm máy nghiền kiểu búa vào năm 1885 Nội dung thuyết thể tích : "Cơng cần thiết để nghiền vật liệu tỉ lệ thuận với mức biến đổi thể tích vật liệu" Av  f  V  (J) (3.7) -7- Trong : Av - Cơng chi phí để nghiền vỡ vật thể, J; V - Phần thể tích vật thể bị biến dạng, m3 Nhưng phần thể tích bị biến dạng V lại tỉ lệ thuận với thể tích ban đầu V tất cục vật liệu, nghĩa V k1 V Cho nên : Av = k.k1.V = k2.V = Kv.D3 Hay Av = k2.V = k2  m = kv.m Trong đó: (3.8) k1,k2 - Các hệ số tỉ lệ cơng thức theo thuyết thể tích; m - Khối lượng cục vật liệu nghiền 3.2.3.3 Thuyết dung hồ Hai thuyết diện tích thể tích nêu Ph.C.Bon dã đề xuất thuyết nghiền thứ ba để dung hoà hai thuyết vào năm 1952 Nội dung thuyết dung hoà cho rằng:" Cơng nghiền tỉ lệ vớ trung bình nhân giữ thể tích (V) bề mặt (S) vật liệu đem nghiền" Adh = k S.V = k k v D k s D (3.9) Sau biến đổi ta nhận được:    Adh = kdh  d   D (3.10) Sau cịn có cơng trình nghiên cứu nhà bác học Nga A.K.Rungbixt (1956) nhà bác học người Mỹ R.Trarlz (1958) Các nhà bác học giới thiệu phương trình: dA = -cd Trong đó: d z (3.11) A - Cơng biến dạng, J;  - Kích thước đặc trưng (đối với cục vật liệu D phần tử bột nghiền d), mm; c z- hệ số Lấy tích phân phương trình (3 - 11) cho giá trị rời rạc z = 1; 2; 3/2 tính tốn đến giá trị cuối kích thước nhận giá trị gần tích phân có dạng: A = k Dq (3.12) -8- Khi số mũ q có giá trị 3; 2,5 Tương ứng với biểu thức sau: Av = kv.D3 - Thuyết thể tích Kirpitrev - Kik As = ks.D2 - Thuyết diện tích Ritigo Adh =kdhD2,5 -Thuyết dung hoà Bon 3.2.3.4 Thuyết tổng hợp Do chỗ thiếu sót hai thuyết diện tích thể tích dựa vào tích chất lý vật liệu nghiền biến dạng, viện sỹ người Nga P.A.Rebinder lần vào năm 1928 đưa thuyết nghiền tơng hợp cịn gọi thuyết ngiền với nội dung sau."Công nghiền vật liệu bao gồm tiêu hao để tạo bề mặt công để làm biến dạng vật liệu", thể dang biểu thức sau: Ath = f( V ) + f( s ) (3.13) Trong đó:  V- phần thể tích bị biến dạng vật nghiền;  S- diện tích riêng bề mặt gia tăng Ath = Av + As = k  V +  S Trong đó: (3.14) Av- cơng chi phí cho biến dạng vật liệu; As- cơng chi phí cho hình thành bề mặt mới; k - hệ số tỉ lệ;  - hệ số tỉ lệ có tính đến lượng sức căng bề mặt vật thể cứng Từ phương trình (3.14) cho thấy cơng đầy đủ để nghiền vỡ vật thể băng tổng công chi phí cho biến dạng lẫn tạo bề mặt 3.3 Nguyên tắc làm việc máy nghiền /TL9/ Tuỳ thuộc vào nguyên tắc nghiền mà ta có loại máy nghiền tương ứng 3.3.1 Nguyên tắc va đập vỡ tự Cấu tạo máy trình bày hình 3.1 Bộ phận làm việc chủ yếu máy nghiền làm việc theo nguyên tắc rô to quay với vận tốc cao tới 3570 m/s Do động E = mv2/2 lớn gặp phần tử hạt rơi vào máy tự búa đập vỡ văng hạt vỡ vào thành máy sàng Ngồi hạt va đập vào vỏ máy chà xát vào sàng vỡ -9- thêm Loại máy nghiền có suất cao, vạn nghiền nhiều loại nguyên liệu thích hợp với ngun liệu khơ dịn Cấu tạo đơn giản dễ sử dụng Máy nghiền than đá chủ yếu dùng nguyên lý làm việc Hình 3.1 Nguyên tắc va đập vỡ tự Phễu cấp liệu; Rôto; Buồng nghiền; Lưới sàng ; Búa nghiền; Chốt treo búa; Má đập phụ 3.3.2 Nguyên tắc cắt nghiền vỡ Hình 3.2 Nguyên tắc nghiền vỡ Cửa cấp liệu; Trục nghiền Áp dụng máy xay kiểu trục máy nghiền khơ dầu Các trục có rãnh khía mặt quay với vận tốc khác Các khía kẹp hạt lại nghiến vỡ đồng thời làm chà xát hạt nhiều Các loại máy nghiền nhỏ hạt sinh bụi bột Trong công nghệ nghiền sơn, sản xuất bột mỳ người ta hay sử dụng loại nguyên tắc Chưa thấy máy nghiền than làm việc theo nguyên tắc - 10 - Vmcl  Q.2/ (.60) = 3000.2/ (800.60) = 0,125 , m3 ; (5.23)  – khối lượng thể tích than ngun liệu, kg/m3 Trong đó: + Độ nghiêng máng cấp liệu: Độ nghiêng máng cấp liệu với mặt phẳng nằm ngang hợp thành góc  Để vật liệu tự chảy  phải lớn góc ma sát than vật liệu làm máng tg  >0,47 tức  > 25028 Hình 5.5 Máng cấp liệu + Phân phối kích thườc máng cấp liệu hình vẽ Kiểm tra lại dung tích chứa máng cấp liệu: Vmcl = (0,35 + 0,05).(1,115 – 0,15).0,3/2 + (1,06 – 0,3) (1,115 – 0,15).0,05/2 +2.(0,35 - 0,05).(1,115 – 0,15) (1,06 – 0,3)/ (2.2.3) = 0,111 , m3; (4.24) So với thể tích yêu cầu than đá chất thành máng cấp liệu kích thước phân phơi nêu đảm bảo cấp liệu bình thường 5.4 Tính tốn phận chuyển bột nghiền vít tải nghiêng 5.4.1 Số liệu thiết kế ban đầu + Từ điều kiện suất phận sau phải hay cao suất phận trước, để đảm bảo máy nghiền làm việc cho suất vượt tải 25 %, ta có suất vít tải là: Qv  1,25.Q = 1,25 3000 = 3.750 Chọn Qv = 4.000 kg/h - 41 - , kg/h ; (5.25) + Các tính chất lý sản phẩm nghiền bột than: Độ nhỏ sản phẩm ≤ mm; độ ẩm ≤ 11 %; khối lượng thể tích bn = 620 kg/m3 5.4.2 Tính tốn kích thước vít tải nghiêng  Các thơng số cần tính : - Đường kính ngồi cánh vít : D (m); - Đường kính cánh vít :d (m); - Bước vít :S (m); - Cơng suất tính tốn vít :Nv (kW);  Tính tốn kích thước vít: Cơng thức xác định suất vis tải nghiêng:  D S n.. C (kg/h) Q = 60 (5.26) Trong đó: n - số vịng quay vis, n = A D (v/p) (5.27) Với bột nghiền A = 25÷45, chọn A = 45; S - bước vis, S = 0,8D; D - đường kính cánh vis, m;  - hệ số nạp đầy,  = 0,4;  - khối lượng thể tích than,  = 620 kg/m3; C - hệ số độ dốc, vis nghiêng 300 C = 0,60  D = 0,29 (m) Vậy đường kính ống bao: Db = 0,01+D = 0,01+0,29 = 0,30 (m) Số vòng quay vis: n= 45 D 83.15 (v/p) Ứng với vận tốc  = 2,5 (rad/s) Bước vis: S = 0,8*0,29= 0.232 (m) Đường kính trục kéo vis : d = (0,2÷0,35)*D, chọn d = 0,06 m Chiều dài vis dựa kết cấu máy m 5.4.3 Công suất trục vis tải nghiêng - 42 - (5.28) Ta có: N= Q  C L  H  , (W) 367 (5.29) Trong đó: Q - suất máy nghiền, Q = 4000 kg/h; C0 - hệ số trở lực vật liệu nghiền, C0 = 25 – 55 = 45; L - chiều dài vis, L = m; H - chiều cao nâng vật liệu, H = 1,5 m  N = 1.488 (W) Vậy công suất động bằng: N đc = K.N/ ( đ  hs) = 1,25.1488/ 0,95 0,92 = 2.128 , W ; (5.30) Với: K - hệ số dự trữ, K = 1,25;  đ - hiệu suất truyền đai,  đ = 0,95;  hs – hiệu suất truyền động hộp số,  hs = 0,92 5.5 Tính toán hệ thống thu bụi 5.5.1 Cơ sở thiét kế Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu cấp vào buồng nghiền, bụi bột nhỏ quạt hút qua ống hút đưa vào hệ thống thu bột túi vải Các hạt có khối lượng nặng xyclon thu đưa qua vis tải bột nghiền từ buồng nghiền - 43 - Hình 4.6 Hệ thống thu bụi Máng cấp liệu; Máy nghiền; Quạt hút; túi vải; Vit tải; 6.cửa xã liệu 5.5.2 Các thơng số cần tính tốn  Lưu lượng khơng khí trống nghiền tạo  Kích thước ống vận chuyển: chiều dài a, chiều rộng b, đường kính tương đương dtđ (m)  Các kích thước hình học xyclon  Các thơng số quạt 5.5.3 Xác định lưu lượng khơng khí máy nghiền tạo Qv = V1*Fp*Ktđ (m3/s) (5.31) Trong đó: V1 - vận tốc luồng khí qua lỗ sàng, V 1= 7,5÷8 m/s ứng với búa nghiền có vận tốc Vb= 60÷80 (m/s) Chọn V1 = m/s; Fp - tổng diện tích lỗ sàng, Fp= P Fs Với Fs diện tích sàng, Fs=B l0 P= 0,38 ứng với sàng  5 Fs= 0.685 0,24 = 0,1644 (m2) - 44 - Fp= 0,38 0,1644 = 0,0625 (m2) Ktđ - hệ số thắt dòng miệng lỗ sàng, Ktđ = 0,5÷1 Qv= 0,0625 = 0,5 (m3/s) Để lưu thơng khí buồng nghiền tốt, lưu lượng quạt gấp từ 1,5 – lần lưu lượng khơng khí buồng nghiền tạo ra: Qkk= (1,5 – ) QV = 1,8 0,5 = 0,9 , m3/s ; (5.32) Vật liệu nghiền than có ẩm độ 14÷16%, u cầu thực tế, chọn lượng bụi qua phận lọc chiếm 10 % so với lượng than nghiền Vậy suất tính toán vật liệu cần chuyển là: Qb = 3000*0,1= 300 kg/h = 0,083 kg/s (5.33) Nồng độ vật liệu:  Qb 0,73 (kg vật liệu/kg khơng khí) Q kk  kk 5.5.4 (5.34) Tính tốn xyclon theo phương pháp chọn Đường kính xyclon tính theo cơng thức: D= Qkk 0,785 * wq (m) (5.35) Trong đó: Wq = 2,2÷2,5 vận tốc qui ước, chọn Wq = 2,4; D = 0,691 m Tra theo tiêu chuẩn chọn đường kính xyclon D = 700 mm Chn loi xyclon ẩẻầ Cỏc kớch thước cịn lại tính theo đường kính xyclon sau: Chiều cao phần hình trụ xoay: h2 = 1,6 D = 1.120 mm Chiều cao ống tâm: h1= 1,6 D = 1.120 mm Chiều cao phần hình nón: h3 = D = 1.400 mm Đường kính ống : d = 0,58 D = 406 mm Chiều cao cửa vào: a = 0,66 D = 462 mm Chiều rộng cửa vào: h4 = 0,21 D = 147 mm Đường kính cửa tháo bụi: d1= 180 mm Chiều cao tồn bộ: H = 2.570 mm - 45 - Hình 5.7 Xyclon 5.5.5 Tính tốn hệ thống ống hút + Xác định vận tốc thăng bụi than dòng khơng khí: Vt = K  h d , (m/s) k (5.36) Trong đó:  h - khối lượng riêng bụi than, h = 1.400, kg/m3;  k - khối lượng riêng khơng khí, k = 1,288 , kg/m3; d - kích thước hạt rắn, d = 0,00001 m; K - hệ số thăng bằng, ứng với hạt d= 0,00001 (m) K = 10  Vt = 1,07 (m/s) + Vận tốc khơng khí nhỏ ống dẫn: Vk =  * Vt (m/s) (5.37)  - hệ số phụ thuộc kích thước vật liệu,  25÷30 chọn  = 30  Vt = 32,1 (m/s) + Xác định đường kính ống dẫn: - 46 - 4.Q kk .Vt Dơ = Qkk – lưu lượng khí chảy đường ống, Qkk = 0,9 m3/s; Trong đó: Vt – vận tốc tính tốn dịng khí ống, Vt = 32,1 m/s 4.0,9 3,14.32,1 Dô = = 189 mm Chọn đường kính ống : Dơ = 180 mm 5.5.6 (5.38) Tính trở lực hệ thốngdẫn khí - bụi Tổng trở lực hệ thống dẫn khí – bụi xác định công thức: P Pt  Pn   Pc , (N/m2) (5.39) Trong đó: Pt - áp suất tĩnh, N/m2; Pn - áp suất động, N/m2;  P - trở lực cục bộ, N/m2 c  Tính tốn áp suất tĩnh: pt  *  kk * g * H (N/m2) pt = 0,73 1,228 9,81 2,5 = 22,0 , N/m2 ; (5.40) Trong đó:  – nồng độ vật liệu,  = 0,73 kgVL/kgKK; kk – khối lượng riêng không khí, kk = 1,228 kg/m3; g – gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2; H - chiều cao nâng, H = 2,5 (m)  Tính tốn áp suất động: p n   k * Vk2 1  0,7   (N/m2) 1,228 *  32,1 * 1  0,7 * 0,73 p n  956,0 (N/m2) 2  Tính tốn trở lực cục bộ: - 47 - (5.41)  Pc   k * Vk2  K  *  K '  *   (N/m2) (5.42) Trong đó: K’ - hệ số phụ thuộc vào vận tốc khơng khí, K’= 0,32  K - tổng hệ số trở lực Bao gồm: + K1 hệ số trở lực đặc trưng cho đoạn ống nằm ngang dài m: K1 = 0,016.L/Dô = 0,016 / 0,18 = 0,089; + K2 hệ số trở lực đặc trưng cho đoạn ống thẳng đứng dài 2,5 m: K2 = 1,15 0,016.L/Dô = 0,15 0,016 2,5 / 0,18 = 0,033; + K3 hệ số trở lực đặc trưng cho khủy gẫy góc 900: K3 = 1,5; + K4 hệ số trở lực đặc trưng dịng khí vào ống: K4 = 0,5; + K5 hệ số trở lực đặc trưng cho xyclon: K5 = 2,5; + K6 hệ số trở lực đặc trưng cho lọc túi vải: K6 = 5,8 K Vậy : = 10,422 (5.43) Tổng trở lực cục hệ thống dẫn khí – bụi:  P c 1,228.32,1  10,422. 0,32.0,73  1 = 253,3 , N/m2 ; (5.44)  Tổng trở lực hệ thống dẫn khí – bụi xác định là: P 22,0  956,0  253,3 1.231,3 , 5.5.7 N/m2 ; (5.45) Tính tốn quạt ly tâm  Xác định áp suất tồn phần quạt theo cơng thức: H= 1,1 p (1 + k.) = 1,1 1231,3 ( + 0,73) = 3.343, N/m2; Trong đó: p – trờ lực hệ thống dẫn khí – bụi; k – hệ số, với bụi than k = 1;  – nông độ bụi,  = 0,73 kgVL/kgKK  Lưu lượng quạt: - 48 - (5.46) Q = 1,1Qkk Q = 1,1 0,9 = 0,99 m3/s , ; (5.47)  Chọn số vòng quay cánh guồng số vòng quay động điện, n= 1.450 vg/ph    * n 3,14 *1450  151,76 (rad/s) 30 30  Hệ số quay nhanh quạt thiết kế: n q 53 Q  H3 53 0,99 151,76 33433 18,2  Tính thơng số quạt: + Đường kính cửa vào quạt: D0=C* Q , (m)  C= 1,2÷1,7 chọn C = 1,25  D0 = 1,25 0,99 0,234 151,76 + Đường kính cánh guồng: D1= D0 = 234 mm , m; (5.48) (5.49) + Đường kính ngồi cánh guồng: D2 = D0.60/nq = 234.60/18,2 = 770 , mm ; (5.50) , mm ; (5.51) , mm ; (5.52) , mm ; (5.53) , mm ; (5.54) + Chiều rộng vỏ quạt tính theo công thức: B = 0,885 D0 = 0,885 234 = 207 + Chiều rộng guồng quạt tính theo công thức: b = ( 1,2 – 2,5) D0/4 = 234/4 = 117 + Trị số mở vỏ: A = D2.nq/90 = 770 18,2/90 = 156 Độ mở xoắn: A = A/4 = 156/4 = 39 + Số cánh guồng quạt: Z =  (D2 + D1)/ (D2 – D1) = 3,14.(770 + 234)/(770 – 234) = 5,9 Chọn số cánh guồng quạt Z = cánh + Góc vào cánh guồng 1 = 100 – 1400 = 1200 - 49 - (5.55) (4.56) + Góc cánh guồng 2 = 20 – 450 = 300 (5.57) + Công suất quạt: NT = Q.H/ = 0,99 3343 / 0,7 = 4.728 , 5.6 W ; (5.58) Chế tạo Tiến hành chế tạo máy nghiền than đá xưởng Bộ môn Máy Sau Thu hoạch – Chế biến từ ngày 15 tháng đến ngày 01 tháng năm 2007 Công nghệ chế tạo chi tiết máy trình bày chương 5.7 Khảo nghiệm 5.7.1 Khảo nghiệm chạy rà  Địa điểm khảo nghiệm Xưởng Bộ môn Máy Sau thu hoạch – Chế biến khoa Cơ khí- Cơng nghệ,trường đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh  Thời gian: Từ ngày 01 tháng năm 2007 đến ngày 05 tháng năm 2007  Thành phần khảo nghiệm: +TS Nguyễn Như Nam + Sinh viên:  Kết khảo nghiệm Thực công tác chạy rà cho kết quan sát đo đạc sau: + Về quan sát: Không thấy phát tiếng động khí đặc biệt suốt q trình chạy rà Máy chạy êm, khơng có dịch chuyển khung máy vận hành + Về đo đạc: Kết đo đạc thông số khảo nghiệm tốc độ quay, công suất chạy không, nhiệt độ gối đỡ cho kết bảng 5.1 Bảng 5.1 Kết khảo nghiệm chạy rà TT Lần đo Thông số đo, (đơn vị) Tốc độ quay rô TB 2.025 2.012 1.996 2.018 2.002 2.011 4,286 4,275 4,152 4,075 4,092 4,176 to búa nghiền, nrt (vg/ph) Công suất tiêu thụ - 50 - rô to, N (kW) Nhiệt độ gối đỡ rô to 51,3 51,1 49,1 49,8 49,5 50,2 trái, t(0C) Nhiệt độ gối đỡ rô to 53,6 53,1 52,5 52,9 52,6 52,9 phải (cạnh puly), t(0C)  Kết xử lý số liệu: + Tốc độ chạy không rô to búa nghiền: S ntb – t /2 11,7 2011 – 2,776 n  n  ntb + t /2 S n vg/ph  n  2011 + 2,776 vg/ph  n  2.025 11,7 vg/ph 1.996 vg/ph (5.59) + Công suất động kéo rô to tiêu thụ chạy không: S Ntb – t /2 4,176 – 2,776 0,100 n  N  Ntb – t /2 kW  N  4,176 + 2,776 S n 0,100 kW kW  N  4,300 kW 3,952 (5.60) + Nhiệt độ gối đỡ trái: ttb – t /2 50,2 – 2,776 0,98 S n  tt 0C  ttb + t /2 S n C  tt 0C  50,2 + 2,776 0,98 C 49,0 0C  tt 0C  51,4 0C (5.61) + Nhiệt độ gối đỡ phải: ttb – t /2 52,9 – 2,776 0,44 S n  0C  ttb + t /2 S n C  0C  52,9 + 2,776 52,4 0C  0C  53,4 0C - 51 - 0,44 C (5.62)  Nhận xét: + Máy chế tạo, lắp ráp đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khí + Được phép tiến hành khảo nghiệm chuyển giao sản xuất 5.7.2 Khảo nghiệm xác định tiêu kinh tế - kỹ thuật  Địa điểm: Công ty TNHH.Xây dựng Hồn Thành, huyện Tân Un, tỉnh Bình Dương  Mục đích: Chuyển giao sản xuất kết hợp xác định tiêu kinh tế kỹ thuật mà máy đạt bao gồm: suất, độ nhỏ bột nghiền, cơng suất tiêu thụ, chi phí điện  Thời gian: Từ ngày 16/7 đến ngày 31/7/ 2008  Thành phần: + Giáo viên hướng dẫn: Tiến Sĩ Nguyễn Như Nam + Sinh viên thực hiện: + Đại diện cơng tyTNHH Xây dựng Hồn Thành: Nguyễn Tiến Sĩ  Kết khảo nghiệm: Kết khảo nghiệm trình bầy bảng 5.2 Bảng 5.2 Kết khảo nghiệm xác định tiêu kinh tế - kỹ thuật TT Lần đo Thông số đo, TB (đơn vị) Năng suất, kg/h 3.228 3.204 3.189 3.125 3.211 3.155 Công suất, N (kW) 13,922 13,871 13,756 13,684 13,765 13,800 Mức tiêu thụ điện 4,313 4,329 4,314 4,379 4,287 4,324 riêng (kWh/tấn) Độ nhỏ bột nghiền, 0,48 0,45 0,49 0,43 0,51 0,47 mm  Kết xử lý số liệu: + Năng suất máy nghiền than: - 52 - S Qtb – t /2 83 3155 – 2,776  Q  Qtb + t /2 n S kg/h  Q  3155 + 2,776  Q 3.258 kg/h 3.052 kg/h  n 83 kg/h + Công suất tiêu thụ: S Ntb – t /2 13,800 – 2,776 0,096  N  Ntb – t /2 n S n 0,096 kW  N  13,800 + 2,776 kW 13,681 kW  N  13,919 kW + Mức tiêu thụ điện riêng: S Artb – t /2 4,324 – 2,776 0,034 n S  Ar  Artb + t /2 kWh/tấn  Q 4,282 kWh/tấn  Q n  4,324 + 2,776 0,034 kWh/tấn  4,366 kWh/tấn + Độ nhỏ bột nghiền: M – t /2 0,47 – 2,776 0,032 S n  M  M + t /2 mm  Q 0,43 mm  Q S n  0,47 + 2,776 0,032 mm  0,51 mm  Nhận xét: + Máy đạt suất thiết kế + Chất lượng sản phẩm đảm bảo yêu cầu cơng nghệ sản xuất gạch nung lị Tuynel + Máy làm việc ổn định suất chất lượng nghiền 5.8 Ý kiến thảo luận + Máy có kết cấu gọn gàng, bền vững, vận hành thuận tiện - 53 - + Máy Nghiền than thiết kế, chế tạo đưa vào sản xuất đảm bảo mục tiêu đề tài đặt + Với suất máy đảm bảo phục vụ tốt dây chuyền sản xuất gạch Tuy nel có suất từ 20 ÷ 80 triệu viên/năm + Máy thiết kế không gây ô nhiễm môi trường - 54 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận  Đề tài hồn thành nội dung tính tốn, thiết kế, chế tạo ứng dụng mẫu máy nghiền than đá MNTĐ – 3.000 Máy có suất nghiền than 3.000 kg/h, độ nhỏ sản phẩm nghiền 0,47 mm phù hợp với yêu cầu sản xuất gạch nung lò Tuynel  Máy chuyển giao cho sản xuất Cơng ty TNHH Xây dựng Hồn Thành huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương  Máy đạt mục tiêu nghiên cứu đề tài thông số kỹ thuật đặt thiết kế So sánh với máy nghiền than thực trước đó, máy có suất cao 1,5 lần so với máy nghiền than kích thươ81c nguồn động lực 6.2 Đề nghị  Cần tiếp tục kiểm tra, theo dõi hoạt động máy sản xuất để xác định điểm ưu cần phát huy khuyết khắc phục  Tiếp tục nghiên cứu mẫu máy nghiền than mức suất khác - 55 -