Thiet ke may nghien bua trong he thong xu ly chatthai ran

Máy đập búa được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để đập các vật liệu mềm hoặc có độ bền trung bình như: đá vôi, đá phấn, đất sét khô, than đá, samốt, mảnh thủy tinh,… Nguyên lý làm vi[r]

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung

Trong sống xã hội đại ngày nay, người bận rộn việc làm giàu đổi đời, họ cố phát minh hàng loạt máy móc kỹ thuật trang thiết bị giảm bớt sức lao động người Nhưng đồng thời, họ cho đời hàng trăm rác thải mà không nghĩ hậu gây Mà phần lớn rác thải rắn

Sự hình thành chất thải rắn

Chất thải rắn sinh từ hoạt động hàng ngày người Rác sinh hoạt thải lúc nơi phạm vi thành phố khu dân cư, từ hộ gia đình, khu thương mại, chợ tụ điểm buôn bán, nhà hàng, khách sạn, cơng viên, khu vui chơi giải trí, viện nghiên cứu, trường học, quan nhà nước…

Quản lý chất thải rắn vấn đề then chốt việc đảm bảo môi trường sống người mà thị phải có kế hoạch tổng thể quản lý chất thải rắn thích hợp xử lý kịp thời có hiệu

1.2 Các kỹ thuật xử lý chất thải rắn sinh hoạt:

Các công nghệ chủ yếu thực để xử lý rác thải sinh hoạt bao gồm:  Công nghệ phân loại rác thải:

Tách lọc hỗn hợp rác thải 10 nhóm nguyên liệu để phục vụ tái sinh, tái chế, tái sử dụng, đóng rắn đốt thu hồi nhiệt sinh Tận dụng tài nguyên từ rác Tạo nguyên liệu cho công nghệ tái chế nhà máy hay cung cấp cho sở tái chế chuyên ngành sản xuất sản phẩm đạt tiêu chuẩn thương mại hóa thị trường

 Cơng nghệ xử lý tái chế phế thải chất dẻo:

Tách lọc, thu hồi từ rác Sản xuất nhiều loại sản phẩm nhựa dẻo tái chế thân thiện môi trường, phục vụ nhu cầu sinh hoạt, sản xuất cộng đồng tạo nguyên liệu cho ngành nhựa dẻo tái chế

 Công nghệ xử lý nhiệt:

Đốt chất thải hữu khó phân hủy, tạo nhiệt cung cấp cho khâu sấy khô, giảm ẩm dây chuyền xử lý rác thải

 Cơng nghệ đóng rắn áp lực:

Tận dụng phế thải trơ, vô thay phần nguyên liệu để sản xuất loại gạch lát đường, bó vỉa hè đường loại gạch xây dựng cơng trình phụ

 Công nghệ xử lý phân hủy chất thải hữu cơ:

Tái sinh mùn hữu cơ, sản xuất loại phân bón hữu (hữu vi sinh, hữu khoáng đa vi lượng, mùn hữu cải tạo đất,…)

Do chất thải rắn sinh hoạt có chứa thành phần hữu chiếm tỷ trọng lớn (từ 44-50% trọng lượng) nên ta tận dụng để sản xuất phân hữu cơ, cung cấp cho khu vực ngoại thành để cải tạo đất nông nghiệp, việc áp dụng phương pháp ủ sinh học với thành phần hữu phù hợp

sẽ tăng dần Hơn nữa, quỹ đất dành cho bãi chôn rác ngày bị thu hẹp đến mức báo động trở thành nguy cơ, xúc toàn xã hội

Vậy vấn đề đặt cần hệ thống thông minh để xử lý tận dụng nguồn rác thải Kết hợp hài hịa dây chuyền cơng nghệ, giải pháp công nghệ chuyên biệt truyền thống đại cơng nghệ tích hợp đa tầng nhằm xử lý triệt để rác thải phức hợp Việt Nam gồm:

 Cơng nghệ khí để làm chủ, tự thiết kế, chế tạo máy móc, thiết bị, kết nối liên hoàn, giảm thiểu sức lao động thủ công nặng nhọc, độc hại

 Công nghệ hóa lý, để xử lý tái chế phế thải dẻo thành nguồn nguyên liệu sản phẩm hữu dụng

 Cơng nghệ hóa nhiệt, để xử lý, đốt chất hữu khó phân hủy

 Cơng nghệ hóa sinh, để xử lý chất hữu dễ phân hủy, tái sinh mùn hữu vi sinh, sản xuất phân bón nhằm phục vụ cơng nghiệp bền vững

2.1 Giới thiệu hệ thống phân loại rác thải

Một số hình ảnh hệ thống tái chế rác công ty CDEGlobal (Nguồn từ http://www.cdeglobal.com)

Hệ thống CD-Waste nước

2.2 Các yếu tố làm lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn(CTR) Để lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn đô thị phải cứ:

- Thành phần, đặc tính khối lượng chất thải rắn địa phương - Điều kiện cụ thể địa phương:

+ Khí hậu, thổ nhưỡng, địa chất cơng trình, địa chất thủy văn, thủy văn + Phong tục tập qn

+ Có diện tích đất đai đáp ứng cho nơi xử lý - Yêu cầu mức độ kỹ thuật, vệ sinh mơi trường - Trình độ KHKT lực cán bộ, công nhân

- Nhu cầu thị trường sử dụng sản phẩm từ việc xử lý chất thải rắn - Khả tài địa phương (vốn đầu tư, vận hành, tu sửa chữa) - Độ tin cậy công nghệ trình hoạt động

2.3 Các nguyên tắc tiêu chí lựa chọn cơng nghệ xử lý chất thải rắn Nguyên tắc lựa chọn công nghệ

- Tiếp cận với công nghệ tiên tiến kinh nghiệm xử lý rác thải rắn ngồi nước (phải hiểu rõ cơng nghệ trước chọn)

- Công nghệ đơn giản không lạc hậu, bảm đảm xử lý có hiệu quả, an tồn khơng gây nhiểm mơi trường

- Giá thành chấp nhận điều kiện địa phương

- Cố gắng tận thu giá trị chất thải rắn để tái tạo tài nguyên Các tiêu chí để đánh giá cơng nghệ lựa chọn

- Sự thích hợp với điều kiện thực tế địa phương (khối lượng, thành phần, tính chất CTR, điều kiện tự nhiên, tài chính, trình độ phát triển kinh tế - xã hội khoa học kỹ thuật, nhu cầu thị trường tiêu thụ sản phẩm…v.v )

- Tiêu chí mơi trường: Mức độ hiệu giải nhiệm vụ vệ sinh môi trường cơng nghệ (dựa theo tiêu chí mơi trường đánh giá nhanh tác động môi trường)

- Tiêu chí kinh tế: Ý nghĩa thiết thực cơng nghệ xử lý định chọn kinh tế quốc dân riêng địa phương

- Các tiêu kinh tế kỹ thuật công nghệ xử lý bao gồm: + Vốn đầu tư ban đầu

+ Chi phí vận hành

+ Số lượng việc làm tạo + Mức tiêu thụ lượng điện, nước + Thời gian xây dựng hoạt động

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ĐẬP NGHIỀN

Các khái niệm bản 1 Vai trò đập nghiền

Đập nghiền vật liệu trình làm cho vật liệu rắn bị vỡ thành vật liệu có kích thước nhỏ

Trong trình đập nghiền, tác dụng ngọai lực hạt vật liệu bị phá vỡ thành nhiều hạt vật liệu nhỏ (làm tăng diện tích bề mặt riêng ) tạo điều kiện để dễ dàng hòan thành tốt q trình hóa lý xảy liên sau

Khi đập nghiền phải tiêu tốn lượng để phá vỡ liên kết hóa học phân tử tạo diện tích sinh vật liệu Lượng lượng phụ thuộc vào yếu tố như: hình dạng kích thước hạt vật liệu, chất cấu hoạt động máy đập nghiền

2 Các phương pháp đập nghiền bản

Có phương pháp để làm thay đổi kích thước hạt vật liệu

Va đập (impact): kết va chạm tức thời vật liệu Ở phương pháp này, vật liệu chuyển động va chạm với bị vỡ thành hạt có kích thước nhỏ vật liệu nằm bề mặt bị vật khác va chạm vào làm bị vỡ

Mài (Attrition): vật liệu bị đập nhỏ nằm bề mặt chuyển động (thường ngươc chiều), lực đập nghiền lực ma sát

Trượt (Shear): có hình thức cắt (trimming) bổ (cleaving), vật liệu bị đập bởi vật hình nêm tác động lên

Ép (Compression): vật liệu bị kẹp mặt phẳng bị ép lực tăng dần cho đến bị vỡ ra, ứng dụng máy đập hàm

3 Các sơ đồ đập nghiền

 Chu trình hở: vật liệu qua máy đập nghiền lần.

 Dùng cho đập thơ trung bình

 Nếu vật liệu có lẫn hạt có kích thước phù hợp với yêu cầu người ta có

thể sàn phân loại trước tiến hành đập

SƠ ĐỒ CHU TRÌNH HỞ

 Chu trình kín: vật liệu qua máy đập nghiền nhiều lần.

 Sản phẩm sau đập nghiền sàn phân lọai để tách hạt thô quay

về đập nghiền tiếp tục

 Năng suất trình đập nghiền tăng, giảm chi phí lượng

SƠ ĐỒ CHU TRÌNH KÍN

4 Một số tính chất vật liệu  Độ bền độ cứng

 Độ bền vật liệu đặc trưng cho khả chống phá hủy chúng dưới

tác dụng ngọai lục Độ bền biểu thị giới hạn chịu nén Rn

(kG/cm2) vật liệu chia làm lọai:

▬ Kém bền: <100 (than đá, gạch đỏ…)

▬ Trung bình: 100-500 (cát kết)

▬ Bền: 500-2500 (đá vơi, hoa cương, xỉ lị cao…)

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

 Độ cứng: độ cứng chủ yếu xác định thang 10 bậc nhà

Lọai Độ cứng Vật liệu chuẩn Tính chất Mềm

1 Talc Dễ vạch móng tay Thạch cao Vạch móng tay Can xit Dễ vạch dao Trung bình

4 Florit Khó vạch dao Apatit Không vạch dược dao Tràng thạch Cứng kính cửa sổ Cứng

7 Đá quắc Vạch thủy tinh Topa Vạch thủy tinh Corandong Cắt thủy tinh 10 Kim cương Cắt thủy tinh  Độ giòn

Đặc trưng cho khả bị phá hủy vật liệu tác động lực va đập Độ giòn khác lớn giới hạn bền nén bền kéo

Cấu trúc kích thước tinh thể ảnh hưởng đến tính giịn Cấu trúc cịn định hình dạng hạt vỡ trình nghiền Vd: Galen (PbS) vỡ thành hình khối vng, mica vỡ thành miếng mỏng, magnetit vỡ thành hạt tròn

 Hệ số khả đập nghiền vật liệu

Hệ số khả đập nghiền tỷ số lượng tiêu tốn riêng đập nghiền vật liệu chuẩn loại vật liệu khác với mức độ trạng thái đập nghiền

Hệ số lớn, vật liệu dễ đập nghiền Nếu lấy hệ số khả đập nghiền vật liệu chuẩn 1.0 (clinker lị quay trung bình) hệ số khả đập nghiền số vật liệu sau:

Vật liệu Hệ số khả đập nghiền Clinker lò quay trung bình 1,0

Clinker lị quay dễ đập nghiền 1,1 Clinker lị quay khó đập nghiền 0.8 - 0.9 Clinker lò đứng tự động 1,15 - 1,25 Clinker lò đứng thủ công 1,3 – 1,4

Diệp thạch 0,9

Xỉ lị cao trung bình 1.0

Cát 0.6-0.7

Đá hoa cương to hạt 0.9

Tràng thạch 0.8-0.9

Vôi sống 1.64

Talc 1.04-2.02

1 Khi làm việc với lọai vật liệu khác có độ giịn khác tính máy thay đổi theo Tính giịn tăng lên lượng nghiền giảm suất tăng lên

5 Mơt số tính tốn cho vật liệu rời  Kích thước hạt

Vật liệu trước sau nghiền thường có hình dạng kích thước khác Để tính tốn người ta đưa khái niệm kích thước (đường kính) trung bình

Kích thước trung bình cục vật liệu tính theo cơng thức sau:

 Trung bình cộng:

Dtb=l+b+h

3 (II.1)

 Trung bình nhân:

Dtb=√3l.b.h

(II.2)

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

 Kích thước trung bình nhóm hạt

Dtb=Dmax+Dmin

2 (II.3)

Dmax, Dmin kích thước hạt vật liệu lớn bé

 Kích thước trung bình hỗn hợp nhiều nhóm hạt:

Dtbhh =

∑

i n

Dtbniai

∑

i n

ai

(II.4)

Dtb1 , Dtb2 , Dtb3 , Dtbnn : kích thước trung bình nhóm i. a1, a2,…, an: trọng lượng nhóm 1,2,…,n hỗn hợp

 Mức độ đập nghiền

 Đối với hạt vật liệu:

i=Dtb

 Đối với nhóm hạt vật liệu:

i=Dtb

n

dtbn (II.6)

 Đối với hỗn hợp nhiều nhóm vật liệu:

i=Dtb

hh

dtbhh (II.7)

với D, d kích thước trước sau đập Phân loại máy đập nghiền

Tùy theo tiêu đánh giá người ta phân loại máy đập nghiền theo nhiều khác

1 Căn vào kích thước sản phẩm

Người ta qui ước chia trình đập nghiền thành giai đoạn sau:

Giaiđoạn Kích thước sản phẩm (mm) Hệ số i Đập

Đập thô >100 –

Đập trung bình 100 – 30 – 10

Đậpnhỏ 30 – 10 – 30

Đập mịn – 0,5 >30

Nghiền Nghiền thô 0,5 – 0,1 >100

Nghiền mịn <0,1 >500

2 Căn vào nguyên lí kết cấu máy

Máy đập Máy nghiền

Máy đập hàm Máy nghiền bi Máy đập nón Máy nghiền lăn Máy đập trục Máy nghiền búa Máy đập búa Máy nghiền khí nén Máy đập va đập đàn hồi Máy nghiền rung

3 Một số máy đập nghiền thực tế sản xuất

MÁY ĐẬP HÀM

MÁY NGHIỀN BI

MÁY DẬP BÚA ROTO

CHƯƠNG 3: MÁY NGHIỀN BÚA

Máy đập búa sử dụng rộng rãi công nghiệp để đập vật liệu mềm có độ bền trung bình như: đá vơi, đá phấn, đất sét khô, than đá, samốt, mảnh thủy tinh,… Nguyên lý làm việc: vật liệu bị đập vỡ thành hạt nhỏ nguyên nhân sau: ▬ Do búa quay quanh trục với động đủ lớn va đập vào vật liệu đồng thời

vật liệu tự va đập vào

▬ Vật liệu văng vào đập bị vỡ

▬ Khi búa quay vật liệu bị đập búa lót, bị đập búa ghi

I Phân loại

Tùy theo cách thức làm việc, kết cấu máy,…người ta phân loại máy đập búa sau:

1 Theo số trục mang búa ( rôto )

 Máy đập búa rơto: máy có trục

các búa phân bố doc theo trục (i = 30 – 40)

 Máy đập búa rôto: trục búa song

2 Theo phương pháp treo búa vào rôto:

 Búa lắp lỏng: để đập trung bình đập nhỏ vật liệu

 Búa lắp cứng: để đập thơ vật liệu, có trường hợp sử dụng làm máy

nghiền để nghiền mịn vật liệu 3 Theo cách tiếp liệu vào máy

 Tiếp liệu theo phương tiếp  Cùng chiều quay rôto  Ngược chiều quay rôto

 Tiếp liệu theo phương thẳng đứng

II Ưu nhược điểm 1 Ưu:

 Cấu tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước bé  Làm việc với độ tin cậy cao liên tục

 Năng suất cao mức độ đập nghiền lớn (i = 10 – 90)

 Máy có ghi tức có q trình phân loại đập Tránh lãng phí

lượng đập nghiền hạt đạt yêu cầu 2 Nhược:

 Các chi tiết máy, ghi búa mau bị mịn

 Khơng đập vật liệu ẩm (w >15%) lúc khe ghi bị bịt kín  Khi có dị vật cứng rơi vào máy dễ bị hỏng

 Rôto máy quay với vận tốc lớn phải cân chỉnh Rôto thật cẩn thận

III Cấu tạo chi tiết máy đập búa:

Tùy theo loại máy, loại vật liệu đem đập, yêu cầu vật liệu khỏi máy mà máy đập búa có cấu tạo khác Trong khn khổ ĐAMH trình bày cấu tạo chi tiết máy đập búa rơto nhiều đĩa búa có búa lắp lỏng loại máy mà ta thiết kế

Các phận máy mơ tả hình vẽ:

Một số chi tiết máy: 1 Búa đập

Là phận làm việc chủ yếu máy

Tùy thuộc vào tính chất vật liêu đem đập, độ mịn vật liệu khỏi máy, suất máy,…mà búa đập có hình dạng, trọng lượng vật liệu chế tạo búa thích hợp

Thường đập thơ dùng búa có trọng lượng lớn số lượng búa không cần nhiều ngược lại đập nhỏ dùng búa có trọng lượng nhỏ số lượng búa nhiều

Vật liệu chế tạo búa thường loại thép chịu mòn cao như: thép Mangan, thép Cacbon có phủ lớp hợp kim cứng, thép Crôm,…

Các chốt treo búa thường chế tạo theo chiều dài trục rơto, đầu chốt có bậc, đầu tiện ren có chốt hãm Chốt treo thường làm thép CT5

2 Cánh búa (đĩa treo búa)

Cánh búa có nhiều hình dạng khác như: cánh tam giác, cánh chữ nhật, cánh hình vng,…thường gặp phổ biến cánh có dạng đĩa trịn

Trên cánh búa có khoét lỗ để xuyên chốt treo búa

3 Trục máy (Rôto)

Trục lắp cánh búa thường chế tạo từ thép 45 45 Cr Một đầu trục lồng bạc chặn, đầu đem tiện ren để giữ cánh búa êcu

Khi lắp cánh búa trục hai cánh búa liên tiếp lắp bạc để giữ khoảng cách cần thiết hai cánh búa

Gối đỡ trục đặt phía ngồi võ máy đặt khung thép hình

Một đầu trục có bu-li để nhận truyền động từ động cơ, đầu lại gắn khơng gắn bánh đà (để đối trọng)

4 Ghi tháo liệu

Ghi chiếm khoảng 1350 – 1800 vòng tròn búa vạch nên.

Ghi lớn gồm nhiều nhỏ ghép lại,…

Lỗ ghi thường lớn kích thước trung bình liệu từ 1,5 – lần

Khe hở mặt đầu búa quay với bề mặt ghi khoảng 10 – 15 mm, vật liệu thường bị chà xát thêm mặt ghi

5 Vỏ máy

Được làm thép dày khoảng 10 - 20 mm

Vỏ máy thiết kế đặc biệt dễ dàng mở đóng lại để xem cấu tạo bên trong, sửa chữa làm vệ sinh máy

Trong vỏ máy thiệt kế để nạp liệu theo phương thẳng đứng

CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN MÁY BÚA VĂNG

I. XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT MÁY:

Cơng suất máy tính theo cơng thức sau:

i

4 1

.18,97.w

3 h h

N

G d D

 

   

  [KW]

Trong đó:

- N : Cơng suất máy nghiền [KW] - G : Năng suất máy nghiền [tấn/phút]

G = 10 (tấn/giờ) = 0.166 [tấn/phút] - wi= 4,6 : Chỉ số trung bình cho nghiền thơ.

- D ,h dh : Kích thước hạt trước sau nghiền.

h

D 170mm d, h 80mm

=> N = 21.44 [kW]

II. XÁC ĐỊNH VẬN TỐC VỊNG CỦA BÚA – KÍCH THƯỚC RƠTO – CHỌN ĐỘNG CƠ:

Kích thước giới hạn viên vật liệu xác định theo cơng thức thực nghiệm sau:

  1,5 10 230 k gh d m v     (IV.1)

▬ k- ứng suất kéo vật liệu, [N/m2], đất mùn làm phân bón k

 = 6,8.106 [N/m2]

▬  - khối lượng riêng vật liệu; đất mùn  = 1000 [kg/m3]

▬ v - tốc độ va đập, tốc độ dài đầu búa [m/s]

▬ dgh- kích thước giới hạn viên vật liệu [m]

Tốc độ giới hạn đầu búa: 23 1,75.10 k gh v d        

  (IV.2)

Trong đó: d – kích thước đá sản phẩm

 

2 23 3, 4.10

1,75.10 33,83 /

1000.0,08

gh

v    m s

   

 

Chọn vận tốc đầu búa: v = 35 [m/s] I Khối lượng búa:

Khi roto quay, búa tích trữ động lớn búa đập vào cục vật liệu búa biến động thành cơng đập làm cho cục vật liệu bị vỡ

Động búa đập sinh xác định sau:   1 E m v N m  (IV.3) m – khối lượng búa [kg]

1

v - vận tốc búa trước đập [m/s] Sau đập búa dư động là:

  2 m v

E  N m

(IV.4)

2

v - vận tốc búa sau đập [m/s]

Như vậy, động búa truyền cho vật liệu đem đập là:  2

1 2

2 m

E E E v v

 gọi hệ số hồi phục, phụ thuộc hình dáng chất vật liệu đem đập vật liệu làm búa, chọn sau:

Nham thạch với thép  =0,180 Quặng apatit với thép  =0,224 Đá bazan với thép  =0,290 Bi đá bazan với thép  =0,710 Bi thủy tinh với thép  =0,895 Hệ số hồi phục đất mùn là:  = 0,224

Theo thuyết thể tích cơng cần thiết để phá vỡ vật liệu bằng:  

2.

V

A N m

E  

(IV.7) Như vậy, điều kiện để búa đập vỡ vật liệu là:

 E A (IV.8) Tức là:   2 2

m v V

E  

 

(IV.9) Từ đây, tìm khối lượng búa đập, bằng:

    2 V m kg E v   

 (IV.10)

    2

h D m kg E v     (IV.11)

V - thể tích vật liệu đem đập [m3] h

D - đường kính hạt vật liệu [m]

E – môdun đàn hồi vật liệu đem đập [N/m2]

 - ứng suất phá vỡ cục vật liệu [N/m2]

Ta có:

h

D = 0,14 [m] E = 4,8.109 [N/m2]

 = 3,7.107 [N/m2]

 = 0,224

Thay vào (IV.11) ta được:

 

2

9 2

2

1

(3,7.10 ) 0,17

1,982 4,8.10 27 (1 0,224 )

h D m E v       

Ta chọn khối lượng búa: m = [kg] II Kích thước Rơto:

Theo tài liệu [4], cơng thức trang 147 ta có:

h

1.85D 520 r

D   (IV.12)

Với Dr : đường kính rơto [mm]

Dh =170 mm : đường kính hạt vật liệu vào

=> Dr = 835 [mm] Vận tốc Rôto:

V R ( / 30). n R (IV.13) Trong đó:

V : vận tốc búa [m/s]

n : tốc độ vịng rơto [vòng/phút] => 30 800 V n R    [vòng/phút] III Chọn động cơ:

Máy búa văng địi hỏi động phải có cơng suất > 22 [kW] Ta lựa chọn động A02-72-4, có công suất 30 kW, vận tốc 1500 [v/ph] (đồng bộ) Đây động điện không đồng ba pha có số liệu kỹ thuật sau:

Kiểu động

Công suất [W]

Ở tải trọng định mức dm m M M dm max M M dm min M M Khối lượng động ứng với III2 [kg] Dạng ứng dụng chủ yếu Vận tốc [g/ph] Hiệu suất [%]

Kích thước động

Kiểu động

điện (Không lớn hơn)Khuôn khổ Kích thước lắp L B1 B4 B5 H L15 l b 2C 2C2 d

4

d h t1 A02-72 669 393 300 230 461 133 110 14 318 267 48 18 200 52

III. THIẾT KẾ BÚA: I Chọn kiểu búa: Có loại búa sau:

Dựa vào tính chất vật liệu nghiền điều kiện chế tạo, ta chọn loại búa tạo bậc có lỗ treo có ưu điểm sau:

+ Đơn giản, dễ chế tạo

+ Hệ số sử dụng cao trở đầu búa bị mon trình va đập với hạt vật liệu

Theo tài liệu [4]:

(0.4 0.5) 167 208.75

r D

L   

(IV.14) Chọn L = 180

III Xác định số búa nghiền: Số búa nghiền xác định theo công thức:

2

120 /( ) i N k mV n

(IV.15) Trong đó:

N=21440 [W] : Công suất máy nghiền

k : hệ số phụ thuộc vào vận tốc búa Với V = 35 [m/s] ta có: k = 0.16

m = [kg] : Khối lượng búa V = 35 [m/s]

n = 800 [vòng/phút] Thay giá trị vào, ta tìm được:

i = 8,2 Chọn số búa: i =

IV Các kích thước cịn lại búa: Chọn bề dày búa:  15 [mm]

Bề rộng búa xác định công thức:

100[mm] 160

m b

 

 

1 Hệ thống truyền động:

Hệ thống truyền động với công suất 22 [kW] (< 50 kW), tỉ số truyền u = 1460

800  1,825(<5) Do đó, ta dùng hệ thống truyền động đai.

 Chọn loại đai:

Bảng so sánh thông số làm việc loại đai: Dạng đai Hiệu suất nhỏ

nhất Vận tốc lớn nhất[m/s] Đường kính d

min

Dẹt Thang Thang hẹp Răng

0,98 0,80 0,86 0,98

70 30 40 50

Phương pháp chọn loại đai (đai răng, đai dẹt, đai thang, đai thang hẹp ) trình bày theo sơ đồ sau:

Theo sơ đồ trên, ta sử dụng đai thang Thiết kế đai thang:

 Bước : chọn dạng đai (tiết diện đai), theo cơng suất P1 số vịng quay n1

Ta có:

▬ P1 = 22 [kW]

▬ n1 = 1460 [v/ph]

Chọn đai loại C với thông số sau:

Dạng đai Kí hiệ u p b [mm ] o b [mm ] h [mm ] o y [mm ] A [mm ] chiều dài đai [mm] T1

[N.m] d1 [mm] Đai

than C 19 22 13,5 4,8 230 1800 10

600 110 5

50 200

g

 Bước 2: Tính đường kính bánh đai nhỏ, vận tốc đai.

Đường kính bánh đai nhỏ d1 = 1,2 dmin = 1,2.200 = 240 [mm]

Chọn d1 theo giá trị tiêu chuẩn theo dãy sau [mm]: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140,

150, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000

d1 = 250 [mm]

Vận tốc đai:

1 1

.250.1460 60000 60000

d n

v   

19,11 [m/s]

 Bước 3: Tính đường kính bánh đai lớn, tính lại tỉ số truyền.

Chọn hệ số trượt tương đối:   0,02

Đường kính bánh đai lớn: d2 u d .(11  ) 1,825.250.(1-0.02) = 447,125 [mm]

Chọn d2 theo tiêu chuẩn: d2 = 450 [mm]

Tỉ số truyền u = 450

1,8 250 Sai lệch: 1,36 [%]

 Bước 4: Tính chiều dài đai, khoảng cách trục.

Khoảng cách trục :

2.(d1+d2)a 0,55.(d1+d2)+h

1400a398,5

Chọn sơ bộ: a = 600 [mm] Chiều dài đai:

2

1 2

.( ) ( )

2

2

d d d d L a

a

  

   

2351,333 [mm]

Chiều dài đai theo giá trị tiêu chuẩn theo dãy sau (mm): 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000, 1120, 12500, 14000, 16000, 18000,

Số vòng chạy đai giây: i = v/L = 7,644 s-1 ; [i] = 10 s-1, điều kiện thỏa.

Tính tốn lại khoảng cách trục a:

2 8

4 k k a   

1

.( )

2 d d k  L   

1401 [mm]

2

2 d  d

  

100 [mm]

2

1798,56 1798,56 8.242,5

a   

693,3[mm] Giá trị a thỏa mãn điều kiện cho phép

 Bước 5: Tính góc ơm bánh đai nhỏ.

Góc ơm bánh đai nhỏ:

2

1

800 315 180 57 180 57

865,3 d d

a

       

163,50 = 2,85 rad

 Bước 6: Tính số đai Z.

Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai:

1/110 163,5/110

1, 24.(1 ) 1,24.(1 )

C e  e



 

     0,96

Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc:

2

1 0,05.(0,01 1) 0,05.(0,01.19,11 1)

C v

v        0,867

Hệ số xét tới ảnh hưởng tỉ số truyền Cu :

u 1 1,1 1,2 1,4 1,8 2,5

u

C 1,04 1,07 1,1 1,12 1,14

u= 1,825  Cu  1,12

2 Hệ số xét đến ảnh hưởng số đai Cz , chọn sơ Cz =

Cz 0,95 0,9 0,85

3 Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng Cr:

Tải trọng Tĩnh Dao động nhẹ Dao động mạnh Va đập Cr 10,85 0,90,8 0,80,7 0,70,6

4   Cr = 0,7

Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai:

6

6 2500

2351,33

L

o

L C

L

  

1,01

5 Chọn hệ số cơng suất có ích [P0] theo đồ thi sau:

6 Theo đồ thị: [P0] = 9,3 [kW]

Số đai:

Z   

1

0 u L z r v

P

P C C C C C C 22

3,6 9,3.0,96.1,12.1,01.1.0,7.0,867

Z  

 Bước 7: Tính lực tác động lên trục, tuổi thọ đai.

Lực căng ban đầu:

0 .1 4.230.1,5

F A  A   1380 [N] Lực căng dây đai: F0/4 = 345 [N]

Lực vịng có ích:

1 1000 1000.30 1569,85 [N] 19,11 t P F v   

Lực vòng dây đai: Ft/4 = 392,46 [N]

Từ công thức:

1 f t f F e F e      Suy ra: 0

' ln 0,453

2 t t F F f F F     

Hệ số ma sát nhỏ để truyền không bị trượt trơn:

'.sin 20

f f

min   0,154

Lực tác dụng lên trục:

0

163,05

2 sin 2.1380.sin 2729,8 [N]

2

r

F  F    

   

Ứng suất lớn dây đai:

σmaõ = σ1+σv+σu1 = σo+0,5σt+σv+σu1

=

345 230 +

387

2*230 + 1200*19,112.10-6 +

4∗4,8

Bước 8: Kích thước bánh đai thang:

Đường kính tính tốn: 60; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150;

3550; 4000

Tiết diện đai

Kích thước rãnh Đường kính tính tốn bánh đai (mm) 

0

h e t S K 340 360 380 400

Z 2,5 10 12 5,5 63-70 80-100 112-160 180

A 3,5 12,5 16 10 90-120 125-160 180-400 450 B 16 20 12,5 7,5 125-160 180-224 250-500 560

C 21 26 17 10 200 224-315 355-630 710

D 8,5 28,5 37 24 12 - 315-450 500-900 1000

E 10 34 44,5 29 15 - 500-560 630-1120 1250

Chú thích: h0,e,t,S khơng dùng cho bánh đai truyền có trục thẳng đứng,

nửa chéo bánh đai hàn Đường kính ngồi bánh đai nhỏ:

0

2 250 2.6 262

n

D D h    [mm]

Đường kính bánh đai nhỏ:

2 262 2.21 220

Dt Dn e  

[mm]

Đường kính ngồi bánh đai lớn:

0

2 450 2.6 462

n

D D h    [mm]

Đường kính bánh đai lớn:

2 462 2.21 420

Dt Dn e  

[mm]

Chiều rộng bánh đai:

( 1). 2 3.26 2.17 112

CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN HỆ THỐNG BĂNG TẢI CẤP LIỆU LÊN CAO

I CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU:

Theo yêu cầu ta phải nâng vật liệu lên độ cao 3m so với mặt đất với suất 10 tấn/h Ta thiết kế băng tải có suất lớn suất máy khoảng 10%, Q = 10*110% =11 [tấn/h] Chọn suất băng 15 [tấn/h]

Vận tốc băng tải V = 0,5 [m/s], chiểu cao nạp liệu 1,5m Độ nghiêng băng tải với mặt phẳng ngang  220

II CHỌN KẾT CẤU BĂNG TẢI: 1 Băng

Băng tải thực hai chức năng: kéo tải vật liệu Ta chọn băng tải vãi cao su làm việc mơi trường ẩm ướt có tính chống ăn mịn Chọn sơ bề rộng băng tải: B = 400 [mm]

Đường kính tang dẫn tang bị dẫn: D = 250 [mm]

Chiều dài băng: Lb 2.LD2.6500 3,14.250 13785  mm Mặt cắt ngang băng:

2 Trạm kéo băng:

Để băng làm việc có hiệu cao, không bị trượt kéo, ta cần phải thiết kế trạm kéo căng

+ Trạm kéo căng cứng: khơng có khả trì lực căng băng cố định, có ưu điểm đơn giản, kết cấu chắn, dễ chế tạo, đảm bảo độ tin cậy làm việc

+ Trạm kéo căng tự động: tạo chế độ căng hợp lý tự động, bù trừ độ đàn hồi độ dãn dài băng, kếu cấu phức tạp, kích thước lớn, độ nhạy lớn băng bị bẩn Ở tải nhỏ, yêu cầu không cao nên ta chọn trạm kéo căng cứng Để đảm bảo băng không bị trượt trình làm việc, ta phải kiểm tra băng thường xuyên

3 Trục lăn giá đỡ trục lăn

Công dụng chủ yếu giá đỡ trục lăn băng tải đảm bảo vị trí băng theo chiều dài vận chuyển hình dạng băng nhánh có tải Vì ta vận chuyển vật liệu rời đất mùn, đất mùn không rơi rớt dọc theo băng tải ta chọn băng tải lòng máng, lòng máng băng tải tạo hai trục lăn đặt nghiêng so với mặt phẳng khung băng tải góc  200

Phía nhánh khơng tải ta dùng trục lăn thẳng

Đường kính trục lăn phía chọn d = 80 mm

Khoảng cách hai giá đỡ trục lăn nhánh có tải theo cơng thức:

0,625 [mm]

t

L  A B

+ B = 400 mm: chiều rộng băng

+ A = 1640 mm: hệ số phụ thuộc vào khối lượng riêng vật liệu vận chuyển Vậy Lt 1390[mm]

Để cho phân bố đồng đều, ta chọn Lt 1000[mm]

Ở nhánh không tải, khoảng cách hai trục lăn tính theo cơng thức:

0 t 2.1000 2000[mm]

L  L  

Tại vị trí nạp liệu, băng tải khơng bị chùng động vật liệu gây rơi xuống băng tải, ta chọn khoảng cách hai trục lăn là:

500[mm]

t

Sơ đồ bố trí trục lăn sau:

4 Tang dẫn động:

Bộ phận dẫn động gồm có: cấu truyền động từ động đến tang dẫn động

Thông thường phận dẫn động đặt vị trí mà nhánh băng tang căng Do tang dẫn động đặt vị trí đầu tháo liệu Ta sử dụng động hộp giảm tốc, qua truyền xích đến trục tang dẫn động, sử dụng động hộp giảm tốc ta cí kết cấu gọn đơn giản, khơng cần thêm trục trung gian (tỉ số truyền lớn), không gian bố trí nhỏ gọn, dễ điều chỉnh dễ sửa chữa có cố

5 Cơ cấu nhập liệu tháo liệu:

Đất mùn nhập vào băng tải qua máng nhập liệu + Đáy máng nhập liệu có bề rộng:

1 (0,6 0,7) [mm]

B   B

Lấy B1=0,65.B = 0,65.400 = 260 [mm] + Góc nghiêng máng nhập liệu:

 r (50 10 )0

0 0

15 (5 10 )

   

Với góc nghiêng tự nhiên vật liệu rời :

0

15

r

 

Lấy :

0

Đất mùn tháo khỏi băng tải phía đầu tang dẫn động

III TÍNH TỐN BĂNG TẢI: Năng suất: Q = 11 [tấn/h]

Đường kính tang: D = 250 [mm] Vận tốc băng tải: V = 0,5 [m/s]

Khi vận chuyển vật liệu băng tải nghiêng suất băng tải xác định theo công thức:

2

.(0,9 0,05) [tân'/h]

g b

Q k k B V p

1,1 0,05

b g

Q B

k V k

 

Trong đó: + B : bề rộng băng tải [m]

+ p = [tấn/m3]: khối lượng riêng vật liệu + kb = 580: hệ số phụ thuộc hình dạng băng +kg = 0,85 : hệ số giảm suất

Để băng cong tạo dạng lịng máng, vật liệu khơng rơi rớt kết hợp điều kiện:

max

2a 200 B 

max

a

=170mm: kích thước lớn vật liệu

Ta chọn B = 550 mm

Số vòng quay tang dẫn động:

tan 60 60.0,5 38,2 3,14.0,25 g V n D     [vịng/phút] Cơng suất động dùng cho băng tải xác định theo công thức:

 

dc

1

N N N N N k

K

   

[kW] Trong đó:

+ N1: Cơng suất dùng để khắc phục trở lực nhánh có tải băng tải máy chạy

không tải

+N2: Công suất dùng để khắc phục trở lực nhánh không tải băng tải.

+N3: Công suất dùng để vận chuyển vật liệu theo chiều dài băng tải.

+ N4: Công suất dùng để nâng vật liệu lên độ dốc.

+ K : Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài băng tải công suất

+ k : Hệ số xét đến trở lực băng bị uốn tang ma sát ngỗng trục

+  : Hệ số truyền động có ích. 1 Tính N1

1 1

1000 q V C L N 

Trong đó:

+ q1: Tải trọng riêng thành phần chuyển động nhánh có tải, bao gồm: trọng lượng 1m băng tải trọng lượng phần chuyển động

1 b tl q q q Theo bảng 12-2, [10] ta có: qb = 120 [N/m]

i1 =16 : Số trục lăn bố trí

qtl = i1.q/L1 L1 = 6.5m : Chiều dài nhánh có tải q =10 N : Trọng lượng trục lăn

=> qtl = 16,84 [N/m] Suy ra: => q1 = 136,84 [N/m]

+ C1 : Hệ số trở lực nhánh có tải, phụ thuộc vào tỷ số đường kính ngỗng trục lăn đỡ đường kính lăn đỡ

d/D =1/4 => Chọn C1=0,04 + V : Vận tốc băng tải V = 0,5 [m/s] Thay giá trị vào ta được:

1

136,84.0,5.0,04.6,5

0,0177 1000

N  

2 2

1000 q V C L N 

[kW] Trong đó:

+ q2: Tải trọng riêng nhánh không tải

2 b tl q q q Theo bảng 12-2, [10] ta có: qb = 120 [N/m]

i2 =4 : Số trục lăn bố trí

qtl = i2.q/L1 L1 = 6.5m : Chiều dài nhánh có tải q =10 N : Trọng lượng trục lăn

=> qtl = 6,15 [N/m] Suy ra: => q2 = 126,15 [N/m]

Thay giá trị vào ta được:

2

126,15.0,5.0,04.6,5

0,0163 1000

N  

[kW] 3 Tính N3

3 3

1000 q V C L N 

[kW] Hay

4 1,5.10

Trong đó: Q = 11 [tấn/h]

L3=6,026 m : Độ dài vận chuyển vật liệu

Do đó: N3 0,01[kW] 4 Tính N4

4

0,36.1000

Q H N 

[kW] Với Q = 11 [tấn/h]

H = 2,434 m

Do : N4=0.074 [kW] 5 Tính K, k, 

Tra bảng 5.8, [4] ta được: K = 1,5 Hệ số k chọn 0,8

Hiệu suất truyền :  = 0.9

Vậy:

dc

1.5 (0.0177 0,0163 0,01 0,074)

0,8.0,9

N    

[kW]

dc 0, 246

N  [kW]

Vì tính toán bỏ qua ma sát băng tải với lót chặn thùng nạp liệu, để đảm bảo công suất ta chọn động hộp giảm tốc ký hiệu TRC053 có:

+ Số vòng quay đầu trục ra: n = 48 [vịng/phút] IV. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH CHO BĂNG TẢI:

1 Chọn loại xích:

Ta chọn loại xích ống lăn dãy 2 Tỷ số truyền:

tan

48

1, 25 38,

dc g n i

n

  

3 Định số đĩa xích

Số xích dẫn động:

Theo bảng 5.4, tài liệu [8], ta chọn: Zd 28 [răng] Số dĩa xích bị dẫn:

d 28.1,25 35

b d

Z Z i 

[răng] 4 Định bước xích

Hệ số sử dụng: k k k k k k k .a dc bt d c Theo bảng 5.6, tài liệu [8] ta có:

+k0=1,25: hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền +ka=1 : hệ số kể đến khoảng cách trục chiều dài xích

+ kdc=1: hệ số kể đến ảnh hưởng việc điều chỉnh lực căng xích

+ kd=1 : hệ số tải trọng

+kc=1: hệ số kể đến chế độ làm việc truyền

Vậy: k1,875

 Cơng suất tính tốn truyền:

t z n

N N k k k

Trong đó: N 0, 246[kW] : công suất cần truyền

01/ 25/ 28 0,89

z d

k Z Z   :hệ số đĩa dẫn.

01/ 50 / 48 1,04

n

k n n   :hệ số vòng quay. => Nt 0,426[kW]

Từ bảng tra 5.5, tài liệu [8], ta tìm bước xích: t = 15,875 mm Tra bảng 5.2, tài liệu [8], ứng với bước xích t = 15,875 mm, ta có:

+ Tải trọng phá hỏng : Q = 22,7 [KN] + Khối lượng 1m xích: q = 0,8 [kg]

Kiểm tra số vòng quay theo điều kiện cho bảng 6.5, tài liệu [7]: d gh

n n

5 Định khoảng cách trục – Số mắc xích: Khoảng cách trục: a = (30 - 50).t Lấy a =30 t = 30.15,875 = 476,25 [mm]

Số mắc xích:

 

2 2

2a/t + (Z +Z )/2+(Z -Z ) /

x t  a

2

2.476,25/15,875 (28 35) / (35 28) 15,875/(4.3,14 476, 25)

x    

x = 91,5

Chọn số mắt xích chẵn: x = 92

Tính xác số khoảng cách trục theo số mắc xích vừa tính:

2

1 2

0,25 {x-0,5(Z +Z )+ [x-0.5(Z +Z )] 2[( ) / ] }

a t  Z  Z 

a = 479,8 [mm] Lấy a = 480 [mm]

Để tránh xích bị căng mức, ta giảm a lượng: a 0,003.a 1,44

   [mm]

=> a = 478,56 [mm] Số lần va đập xích:

1 28.48 0,97

15 15.92 d

Z n i

x

  

6 Đường kính vịng chia đĩa xích: Đĩa dẫn: d1 t/ sin( / ) 141,8 Z1  [mm]

Đĩa bị dẫn :d1t/ sin( / Z2) 177 [mm] 7 Chọn bề rộng xích:

Theo bảng 5.2, tài liệu [8], ta chọn: b = 20 [mm] ; B = 6,48 [mm] 8 Lực tác dụng lên trục:

7

1

60.10

x k N P

Z t n 

[N] Với: kx 1,05 : hệ số kể đến trọng lượng xích

=> P = 725 [N]

V. THIẾT KẾ TRỤC DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI  Tính lực tác dụng lên tang dẫn:

Lực nhánh khỏi tang dẫn:

0 W e dt r k S  



[N] Lực nhánh vào tang dẫn:

0

.1000

W N

V  

[N]

Trong đó:

N = 0,75 [kW]: công suất động

 = 0,9 : hiệu suất truyền trạm dẫn V = 0, [m/s]

0 =  : gốc ôm băng tang dẫn  = 0,2 : hệ số ma sát băng tang

kdt = 1,2 : hệ số xét đến khả dự trữ ma sát băng tang Thay giá trị vào công thức, ta suy ra:

0

W 1350 [KW] 1853,8 r

S 

[N] 3474 v

S 

[N]

Vậy tổng lực tác dụng lên tang dẫn là: P = Sr Sv= 5328,8[N] Bề rộng băng: 400 [mm]

Khoảng cách hai ổ: 580 [mm]

Ta coi lực phân bố suốt chiều dài hai ổ bi đỡ tang Do lực phân bố đơn vị chiều dài là:

5327,8

9,18 580

t P q

L

  