MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM NGHIỀN SÀNG 5 1.1.Khái niệm chung về trạm nghiền sàng. 5 1.1.1. Chức năng của trạm nghiền đá. 5 1.1.2. Phân loại 5 1.2. Sơ đồ công nghệ trạm nghiền sàng. 6 1.2.1. Sơ đồ trạm nghiền sàng 1 công đoạn nghiền. 6 1.2.2. Sơ đồ trạm nghiền sàng 2 công đoạn nghiền 7 1.2.3. Sơ đồ trạm nghiền sàng 3 công đoạn nghiền 8 1.2.4. Chọn sơ đồ công nghệ máy nghiền sàng. 8 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 10 2.1. Tính toán lựa chọn thiết bị nghiền công đoạn 1 10 2.1.1 Chọn loại máy nghiền. 10 2.1.2 Xác định kích thước cửa xả máy nghiền và năng suất thực tế của máy. 11 2.1.3 Thành phần hạt của đá sản phẩm sau công đoạn nghiền 1. 12 2.2. Tính toán và lựa chọn máy nghiền cho công đoạn 2 15 2.2.1 Chọn máy nghiền công đoạn 2. 15 2.2.2. Xác định kích thước cửa xả cho máy nghiền công đoạn 2. 17 2.2.3.Tính thành phần của đá dăm với kích thước cửa xả đã chọn 19 2.2.4. Tính tổng thành phần hạt của sản phẩm thu được ở cả hai công đoạn nghiền. 20 2.2.5. So sánh và lựa chọn phương án 22 2.3. Tính chọn thiết bị sàng 24 2.3.1. Tính chọn sàng trung gian 1 24 2.3.2. Tính chọn sàng trung gian 2 25 2.3.3. Tính chọn sàng phân loại sản phẩm 28 2.4. Sơ đồ bố trí thiết bị trên mặt bằng 31 2.5. Tính chọn băng tải vận chuyển vật liệu 32 2.5.1. Các phương án vận chuyển 32 2.3.3. Lựa chọ phương án vận chuyển 32 2.5.3. Lựa chọ băng tải vận chuyển vật liệu 36 2.5.4. Kiểm tra chiều rộng băng tải đã chọn 36 CHƯƠNG 3: MÔ TẢ MÁY THIẾT KẾ 40 3.1 Giới thiệu chung về máy sàng rung vô hướng thường 40 3.1.1 Khái niệm chung 40 3.1.2 Phân loại sàng 41 3.1.3 Lựa chọ hình dạng lỗ sàng 44 3.1.4. Chọn loại máy sàng 45 3.2. Sơ đồ nguyên lý dẫn dộng và nguyên lý làm việc 45 3.2.1. Sơ đồ nguyên lý dẫn dẫn động 45 3.2.2. Nguyên lý làm việc 46 3.3.Xác định các thông số cơ bản của máy sàng rung vô hướng 47 3.3.1. Số mặt sàng và kích thước mặt sàng 47 3.3.2. Góc nghiêng mặt sàng 47 3.3.3. Xác định hiệu quả sàng 48 3.3.3.1. Sàng sản phẩm số 1 48 3.3.3.1. Sàng sản phẩm số 1 48 3.3.3.2. Sàng sản phẩm số 2 48 3.3.3.3. Sàng sản phẩm số 3 49 3.3.4. Xác định tần số và biên dộ dao động 50 3.3.5. Xác định công suất động cơ 52 3.4.Tính toán hệ truyền động 53 3.4.1. Sơ đồ nguyên lý dẫn động của máy sàng 53 3.4.2. Phân phối tỷ số truyền 53 3.4.3. Chọn loại đai 54 3.4.4. Xác định đường kính bánh đai chủ động 54 3.4.5. Xác định đường kính bánh đai bị động 54 3.4.6. Xác định khoảng cách trục a 55 3.4.7. Tính chiều dài l theo khoảng cách trục sơ bộ 55 3.4.8. Tính góc ôm trên bánh dẫn(nhỏ) 55 3.4.9. Xác định số đai cần thiết 55 3.4.10. Xác định các kích thước chủ yếu của bánh đai 56 3.4.11. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 56 3.5.Tính toán thiết kế cụm cơ cấu gây rung 57 3.5.1. Xác định khối lệch tâm 57 3.5.2. Xác định hình dạng và kích thước cơ bản của trục gây rung 59 3.5.2.1 Xác định hình dạng trục gây rung 59 3.5.2.2 Kiểm nghiệm trục 61 3.5.2.3. Tính mối ghép then 64 3.5.3. Xác định độ cứng lò xo 67 3.5.3.1. Các thông số của lò xo 69 3.5.3.2 Kiểm nghiệm lò xo theo va chạm 69 3.5.4. Tính toán thiết kế đĩa đối trọng 70 3.5.4.1 Khái niệm chung 70 3.5.4.2 Tính toán thiết kế đĩa đối trọng 71 3.5.4.3. Tính bền liên kết và tính bền đĩa 72 Kết luận 73 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa nước ta hiện nay.Cũng như mọi ngành công nghiệp khác, công nghiệp vật liệu xây dựng là ngành quan trọng trong nền kinh tế quốc doanh.Đối với nước ta hiện nay nhu cầu xây dựng là rất lớn, đặc biệt là xây dựng cơ sở hạ tầng. Để đáp ứng nhiệm vụ cấp bách nói trên, đòi hỏi chúng ta phải xây dựng nhiều nhà máy cung cấp vật liệu xây dựng hiện đại. Nhưng bên cạnh đó các địa phương cũng tận dụng nguyên liệu sẵn có để tự đáp ứng nhu cầu. Trong các vật liệu xây dựng đá chiếm vai trò rất quan trọng. Người ta sử dụng đá để đúc betong, lót đường bộ, xe lửa, làm xi măng… Trong khi đó đá tự nhiên nước ta có rất nhiều, cần khai thác và nghiền đập tạo ra đá thành phẩm. Trong quá trình học tập môn Máy sản xuất vật liệu xây dựng, em được phân công đồ án: “Thiết kế trạm nghiền sàng sản xuất đá dăm xây dựng”. Sau thời gian quy định em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình. Có được kết quả này là nhờ sự hướng dẫn tận tình của các thầy trong khoa, đặc biệt là thầy T.S Nguyễn Tiến Dũng đã tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành nhiệm vụ. Đang còn là sinh viên nên kiến thức thực tế, chuyên môn hạn hẹp, vốn kiến thức chuyên ngành còn nhiều thiếu sót, tài liệu tham khảo thiếu thốn, do đó không tránh khỏi những sai sót, kính mong sự chỉ bảo của thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2018 Sinh viên thực hiện CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM NGHIỀN SÀNG 1.1.Khái niệm chung về trạm nghiền sàng. Trạmnghiền sàng là một tổ hợp các máy, thiết bị có liên hệ chặt chẽ với nhau về công nghệ, được bố trítheo một nguyên lý nhấtđịnh, phù hợp với một quy trình công nghệ sản xuất vật liệu. 1.1.1. Chức năng của trạm nghiền đá. Trạm nghiền sàng đá có chức năng gia công đá từ sơ bộ cho đến kích thước tối ưu, làm sạch sản phẩm cần tạo ra, phần bị nghiền, sàng, phân loại trên cơ sở đó ứng dụng sản phẩm trong thiết kế cấp phối dùng trong xây dựng cũng như các mục đích khác như kiến trúc, kỹ thuật, trang trí. 1.1.2. Phân loại Tùy thuộc vào mục đích, điều kiện sử dụng mà trạm nghiền sang có thể phân thành trạm nghiền sàng cố định hoặc trạm nghiền sàng di động. Trạm nghiền sàng cố định: Được đặt tại các mỏ khai thác có trữ lượng lớn hoặc các khu vực cố định trong công nghệ gia công gần vùng nguyên liệu. Tùy thuộc vào tổng năng suất trạm nghiền mà có thể chia ra làm trạm nghiền nhỏ, vừa, lớn. Tuy nhiên trạm nghiền sàng cố định lại có nhược điểm về khâu vận chuyển, giá thành xây lắp cao và phụ thuộc vào vùng nguyên liệu. Trạm nghiền sàng di động: Trong công tác xây dựng đường dân dụng và các lĩnh vực khác, để khắc phục nhược điểm của trạm nghiền sàng cố định, trạm nghiền sàng di động cho phép giảm bớt giá thành nhờ việc tháo lắp dễ, di chuyển và sử dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ. Hiện nay trạm nghiền sàng di động được sử dụng phổ biến. Dựa theo tổng năng suất trạm nghiền sàng chia ra làm ba loại: Loại nhỏ có năng suất tối đa 10th. Loại vừa có năng suất tối đa 100th. Loại lớn có năng suất lớn hơn 100th với kích thước đá sản phẩm lớn hơn 40mm. Ngoài ra trạm di động có thể phân theo nguồn dẫn động: Nguồn điện đọc lập, nguồn động lực, động cơ đốt trong và hỗn hợp điện diezen. Tuỳ theo mục đích sử dụng và yêu cầu chung về trạm nghiền sàng mà có thể bố trí các công nghệ sản xuất cũng như máy và thiết bị khác nhau. Với trạm nghiền sàng sử dụng trong dây chuyền sản xuất đá dăm xậy dựng thường được bố trí các loại máy và các thiết bị như: Bunke chứa, băng tải vận chuyển vật liệu, máy nghiền đá, máy sàng vật liệu và máy rửa vật liệu nếu cần thiết.
Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM NGHIỀN SÀNG 1.1.Khái niệm chung trạm nghiền sàng 1.1.1 Chức trạm nghiền đá .5 1.1.2 Phân loại 1.2 Sơ đồ công nghệ trạm nghiền sàng 1.2.1 Sơ đồ trạm nghiền sàng công đoạn nghiền 1.2.2 Sơ đồ trạm nghiền sàng công đoạn nghiền 1.2.3 Sơ đồ trạm nghiền sàng công đoạn nghiền 1.2.4 Chọn sơ đồ công nghệ máy nghiền sàng .8 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 10 2.1 Tính tốn lựa chọn thiết bị nghiền công đoạn 10 2.1.1 Chọn loại máy nghiền 10 2.1.2 Xác định kích thước cửa xả máy nghiền suất thực tế máy .11 2.1.3 Thành phần hạt đá sản phẩm sau công đoạn nghiền 12 2.2 Tính tốn lựa chọn máy nghiền cho công đoạn 15 2.2.1 Chọn máy nghiền công đoạn .15 2.2.2 Xác định kích thước cửa xả cho máy nghiền cơng đoạn 17 2.2.3.Tính thành phần đá dăm với kích thước cửa xả chọn 19 2.2.4 Tính tởng thành phần hạt sản phẩm thu được ở hai công đoạn nghiền .20 2.2.5 So sánh lựa chọn phương án 22 2.3 Tính chọn thiết bị sàng 24 2.3.1 Tính chọn sàng trung gian 24 2.3.2 Tính chọn sàng trung gian 25 GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng 2.3.3 Tính chọn sàng phân loại sản phẩm 28 2.4 Sơ đồ bố trí thiết bị mặt 31 2.5 Tính chọn băng tải vận chuyển vật liệu 32 2.5.1 Các phương án vận chuyển 32 2.3.3 Lựa chọ phương án vận chuyển 32 2.5.3 Lựa chọ băng tải vận chuyển vật liệu 36 2.5.4 Kiểm tra chiều rộng băng tải chọn .36 CHƯƠNG 3: MÔ TẢ MÁY THIẾT KẾ 40 3.1 Giới thiệu chung máy sàng rung vô hướng thường 40 3.1.1 Khái niệm chung 40 3.1.2 Phân loại sàng 41 3.1.3 Lựa chọ hình dạng lỗ sàng 44 3.1.4 Chọn loại máy sàng .45 3.2 Sơ đồ nguyên lý dẫn dộng nguyên lý làm việc .45 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý dẫn dẫn động 45 3.2.2 Nguyên lý làm việc 46 3.3.Xác định thông số máy sàng rung vô hướng .47 3.3.1 Số mặt sàng kích thước mặt sàng 47 3.3.2 Góc nghiêng mặt sàng 47 3.3.3 Xác định hiệu sàng 48 3.3.3.1 Sàng sản phẩm số 48 3.3.3.1 Sàng sản phẩm số 48 3.3.3.2 Sàng sản phẩm số 48 3.3.3.3 Sàng sản phẩm số 49 3.3.4 Xác định tần số biên dộ dao động 50 3.3.5 Xác định công suất động 52 3.4.Tính tốn hệ truyền động 53 GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng 3.4.1 Sơ đồ nguyên lý dẫn động máy sàng 53 3.4.2 Phân phối tỷ số truyền 53 3.4.3 Chọn loại đai 54 3.4.4 Xác định đường kính bánh đai chủ động 54 3.4.5 Xác định đường kính bánh đai bị động 54 3.4.6 Xác định khoảng cách trục a 55 3.4.7 Tính chiều dài l theo khoảng cách trục sơ 55 3.4.8 Tính góc ơm bánh dẫn(nhỏ) .55 3.4.9 Xác định số đai cần thiết .55 3.4.10 Xác định kích thước chủ yếu bánh đai 3.4.11 Tính lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục 3.5.Tính tốn thiết kế cụm cấu gây rung 3.5.1 Xác định khối lệch tâm 3.5.2 Xác định hình dạng kích thước trục gây rung 3.5.2.1 Xác định hình dạng trục gây rung 3.5.2.2 Kiểm nghiệm trục 3.5.2.3 Tính mối ghép then 3.5.3 Xác định độ cứng lị xo 3.5.3.1 Các thơng số lị xo 3.5.3.2 Kiểm nghiệm lị xo theo va chạm 3.5.4 Tính toán thiết kế đĩa đối trọng 3.5.4.1 Khái niệm chung 3.5.4.2 Tính tốn thiết kế đĩa đối trọng 3.5.4.3 Tính bền liên kết tính bền đĩa Kết luận GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn công nghiệp hóa, đại hóa nước ta nay.Cũng ngành công nghiệp khác, công nghiệp vật liệu xây dựng là ngành quan trọng nền kinh tế quốc doanh.Đối với nước ta nhu cầu xây dựng là lớn, đặc biệt là xây dựng sở hạ tầng Để đáp ứng nhiệm vụ cấp bách nói trên, đòi hỏi chúng ta phải xây dựng nhiều nhà máy cung cấp vật liệu xây dựng đại Nhưng bên cạnh đó địa phương cũng tận dụng nguyên liệu sẵn có để tự đáp ứng nhu cầu Trong vật liệu xây dựng đá chiếm vai trò quan trọng Người ta sử dụng đá để đúc betong, lót đường bộ, xe lửa, làm xi măng… Trong đó đá tự nhiên nước ta có nhiều, cần khai thác và nghiền đập tạo đá thành phẩm Trong trình học tập môn Máy sản xuất vật liệu xây dựng, em được phân công đồ án: “Thiết kế trạm nghiền sàng sản xuất đá dăm xây dựng” Sau thời gian quy định em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình Có được kết này là nhờ hướng dẫn tận tình của thầy khoa, đặc biệt là thầy T.S Nguyễn Tiến Dũng đã tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành nhiệm vụ Đang còn là sinh viên nên kiến thức thực tế, chuyên môn hạn hẹp, vốn kiến thức chuyên ngành còn nhiều thiếu sót, tài liệu tham khảo thiếu thốn, đó không tránh khỏi những sai sót, kính mong chỉ bảo của thầy cô Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2018 Sinh viên thực GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM NGHIỀN SÀNG 1.1.Khái niệm chung trạm nghiền sàng Trạmnghiền sàng là một tổ hợp máy, thiết bị có liên hệ chặt chẽ với về công nghệ, được bố trítheo một nguyên lý nhấtđịnh, phù hợp với một quy trình công nghệ sản xuất vật liệu 1.1.1 Chức trạm nghiền đá Trạm nghiền sàng đá có chức gia công đá từ sơ bộ cho đến kích thước tối ưu, làm sạch sản phẩm cần tạo ra, phần bị nghiền, sàng, phân loại sở đó ứng dụng sản phẩm thiết kế cấp phối dùng xây dựng cũng mục đích khác kiến trúc, kỹ thuật, trang trí 1.1.2 Phân loại Tùy thuộc vào mục đích, điều kiện sử dụng mà trạm nghiền sang có thể phân thành trạm nghiền sàng cố định hoặc trạm nghiền sàng di động Trạm nghiền sàng cố định: Được đặt tại mỏ khai thác có trữ lượng lớn hoặc khu vực cố định công nghệ gia công gần vùng nguyên liệu Tùy thuộc vào tổng suất trạm nghiền mà có thể chia làm trạm nghiền nhỏ, vừa, lớn Tuy nhiên trạm nghiền sàng cố định lại có nhược điểm về khâu vận chuyển, giá thành xây lắp cao và phụ thuộc vào vùng nguyên liệu Trạm nghiền sàng di động: Trong công tác xây dựng đường dân dụng và lĩnh vực khác, để khắc phục nhược điểm của trạm nghiền sàng cố định, trạm nghiền sàng di động cho phép giảm bớt giá thành nhờ việc tháo lắp dễ, di chuyển và sử dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ Hiện trạm nghiền sàng di động được sử dụng phổ biến Dựa theo tổng suất trạm nghiền sàng chia làm ba loại: Loại nhỏ có suất tối đa 10t/h GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Loại vừa có suất tối đa 100t/h Loại lớn có suất lớn 100t/h với kích thước đá sản phẩm lớn 40mm Ngoài trạm di động có thể phân theo nguồn dẫn động: Nguồn điện đọc lập, nguồn động lực, động đốt và hỗn hợp điện diezen Tuỳ theo mục đích sử dụng và yêu cầu chung về trạm nghiền sàng mà có thể bố trí công nghệ sản xuất cũng máy và thiết bị khác Với trạm nghiền sàng sử dụng dây chuyền sản xuất đá dăm xậy dựng thường được bố trí loại máy và thiết bị như: Bunke chứa, băng tải vận chuyển vật liệu, máy nghiền đá, máy sàng vật liệu và máy rửa vật liệu nếu cần thiết 1.2.Sơ đồ công nghệ trạm nghiền sàng Sơ đồ công nghệ của trạm nghiền sàng được xác định theo đặc tính của vật liệu trước nghiền, những yêu cầu đối với sản phẩm nghiền, những thiết bị có thể sử đụng được với suất nhà máy Sơ đồ công nghệ của trạm nghiền sàng đá có thể có loại sơ đồ công đoạn nghiền, công đoạn nghiền, hoặc công đoạn nghiền, có thể làm việc theo chu trình kín hoặc hở Tùy thuộc vào suất, yêu cầu và kích thước vật liệu nạp ban đầu mà sử dụng trạm nghiền có số công đoạn phù hợp 1.2.1 Sơ đồ trạm nghiền sàng công đoạn nghiền Quá trình nghiền được thực máy từ kích thước của vật liệu trước nghiền đến kích thước cần thiết của sản phẩm Sơ đồ này được sử dụng khối lượng cơng việc nhỏ, mức đợ nghiền thấp (i= 3÷5) Hình 1.1: Sơ đồ công đoạn nghiền GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Đá sau khai thác được vận chuyển đưa đến trạm nghiền sàng Qua sàng sơ bộ sàng lọc tạp chất đất đá… và phân loại nhóm đá có kích thước khoảng cách kích thước đá sản phẩm yêu cầu đưa đến sản phẩm, nhóm đá ngoài kích thước được đưa vào máy nghiền Sau đá được nghiền ở máy nghiền được đưa đến sàng sản phẩm Sàng sản phẩm phân loại đá thành nhóm đá theo kích thước yêu cầu và đưa nhóm đá có kích thước lớn kích thước sản phẩm yêu cầu quay lại máy nghiền để nghiền lại Trong thực tế sơ đồ trạm nghiền sàng công đoạn nghiền ít được sử dụng vì khó có thể đạt được thành phần hạt và kích thước theo yêu cầu của sản phẩm 1.2.2 Sơ đồ trạm nghiền sàng công đoạn nghiền Đá sau khai thác được vận chuyển đưa đến trạm nghiền sàng Qua sàng sơ bộ, sàng sơ bộ sàng lọc tạp chất đất đá … và phân loại nhóm đá có kích thước khoảng kích thước đá sản phẩm yêu cầu đưa đến sàng sản phẩm, nhóm đá ngoài kích thước được đưa vào máy nghiền công đoạn Sau đá được nghiền ở máy nghiền công đoạn được đưa đến sàng trung gian Sàng trung gian phân loại đá thành nhóm đá theo kích thước yêu cầu đưa đến sàng sản phẩm và đưa nhóm đá có kích thước lớn kích thước sản phẩm yêu cầu đến máy nghiền công đoạn Sau đá được nghiền ở máy nghiền công đoạn được đưa đến sàng trung gian Sàng trung gian phân loại đá thành nhóm đá theo kích thước yêu cầu đưa đến sàng sản phẩm và đưa nhóm đá có kích thước lớn kích thước sản phẩm yêu cầu quay lại máy nghiền công đoạn để tiến hành nghiền lại Hình 1.2 Sơ đồ cơng đoạn nghiền GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Đá được đưa đến sàng sản phẩm Sàng sản phẩm phân loại đá thành nhóm đá theo kích thước yêu cầu Với sơ đồ công nghệ trạm nghiền sàng công đoạn thường được dùng phổ biến trạm cần suất yêu cầu Q � 500.10 T/năm 1.2.3 Sơ đồ trạm nghiền sàng công đoạn nghiền Nguyên lý làm việc: Tương tự sơ đồ công đoạn Tại sơ đồ công đoạn, công đoạn là chu trình kín, đá khỏi máy nghiền công đoạn có kích thước lớn kích thước yêu cầu được đưa vào máy nghiền công đoạn 3, đá khỏi máy nghiền được vận chuyển tới bộ sàng phân loại, hạt nhỏ rơi xuống dưới được vận chuyển tới kho sản phẩm Các hạt lớn được nằm sàng được đưa trờ lại máy nghiền công đoạn nghiền nhỏ và cứ tiếp tục 1.2.4 Chọn sơ đồ công nghệ máy nghiền sàng Cần lựa chọn sơ đồ công nghệ cho trạm nghiền sàng có thông số sau: + Năng suất dây chuyền: Q = 30 m3/h + Dmax = 340 mm ; σn = 150 MN/m2 ; E = 56000 MN/m2 + Nhóm đá sản phẩm: ÷5 ; ÷ 10 ; 10 ÷ 20 ; 20 ÷40 mm Xác định mức độ nghiền chung của dây chuyền i: Dmax 340 i = dmax = 40 = 8.5 Trong đó: D max = 340 ( mm ): Kích thước đá nạp lớn d max = 40 ( mm ): Kích thước đá sản phẩm yêu cầu lớn Vậy với i = 8.5 ta chọn sơ bộ trạm nghiền sàng công đoạn nghiền với chu trình nghiền công đoạn là chu trình hở và công đoạn là chu trình kín GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Ta có sơ đồ công nghệ trạm nghiền sàng hình 1.3: Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ trạm nghiền sàng đá dăm Để đảm bảo cho việc tính tốn sơ bợ máy nghiền được dễ dàng ta chọn sơ bộ trạm nghiền sàng không có sàng sơ bộ Tức là tính toán coi suất dây chuyền được tính toán với toàn bộ lượng đá đưa vào máy nghiền công đoạn GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 2.1 Tính tốn lựa chọn thiết bị nghiền cơng đoạn 2.1.1 Chọn loại máy nghiền Cần chọn loại máy nghiền cho kích thước lớn của vật liệu nghiền đưa vào máy phải nhỏ hoặc kích thước lớn của vật liệu nghiền đưa vào mà máy đó cho phép Máy nghiền lựa chọn phải có suất lớn so với suất chung của dây chuyền nghiền cho trước theo đề tài thiết kế Năng suất theo tính toán để chọn máy nghiền: Q1tt = Q.K K tg ( m /h ) Trong đó: Q = 30 ( m /h ): Năng suất chung của dây chuyền K = 1,11,25: Hệ số nạp liệu không đều Chọn K = 1,1 K tg = 0,90,95: Hệ số sử dụng máy theo thời gian Chọn Q1tt K tg = 0,9 30 x 1,1 = 0.9 = 36,67 ( m /h ) Để nghiền đá có kích thước lớn D max = 340 ( mm ) và suất tính toán để chọn máy nghiền Q1tt = 36,67 ( m /h ) Theo sổ tay máy xây dựng có thể sử dụng máy nghiền má lắc phức tạp CM-16A của Ngahoặc máy nghiền má lắc phức tạp PE-500 của Trung Quốc Trên sở hai loại máy này ta thiết lập hai phương án GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 10 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Plt =415 M =30650 F= r 695,36 FxA=695,36 FyA=30235 50 100 M =30650 Plt =415 FyB=30235 100 1200 50 Mx 41500 (N.mm) 41500 (N.mm) My 69536 (N.mm) T 90372,2 (N.mm) Tính cho tiết diện nguy hiểm tại ổ : Tại mặt cắt: ΣX=0 FxA =-T=695,36(N) ΣY=0FyA +FyB =-M+Plt =-604709(N) ΣM a =0- Plt P M 100- 1200+ lt 1300-FyB 1200=0 2 GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 58 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng =>FyB =-30235(N) =>FyA =-30235(N) My= 26430 (N.m) 2450 Mx = 2700 259,16= 219 (N.m) Mu = M uy2 M ux2 = 264302 2192 = 26431 (N.m) M td 264312 0, 75.133,52 26456 d �3 Vậy: (N.m)= 26456000 (N.mm) M td 26.456.106 70,345 0,1(1 ) 0,1.760 (mm) Chọn đường kính tiết diện ổ đỡ lấy 95 mm Đường kính ngõng trục lắp ổ đỡ d = 90 mm Tiết diện trục đoạn trục lắp bánh đai là 85 mm Hình 3.8: Cấu tạo chung trục 3.5.2.2 Kiểm nghiệm trục Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm thoả mãn điều kiện sau: n n n n2 n2 [n] Trong đó: [n]: Hệ số an toàn cho phép, [n] = n, n: Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện nguy hiểm GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 59 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng n n 1 Kd a m (3.5) 1 Kd a m (3.6) -1,-1: Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng -1 = (0,4 - 0,5).b = 0,4.850 = 340 (N/mm2) -1 = (0,2 - 0,3).-1 = 0,2.340 = 68 (N/mm2) (Thép 45, có b 850; -1 340) a,a, m, m: Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện nguy hiểm: m max a max 2 ; Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, đó: m = Mu a = max = W W = 0,1 = 0,1.= 800000 (mm3) M u 26, 430.106 33, 03 800000 a = max = W ,(MPa) Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động đó: m = a = max/ = W0 = 0,2 = 0,2 = 266200 (mm3) 133,5.103 �0, 25 m = a = 2.266200 ,(MPa) , - Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, thép cácbon: = 0,1; = 0,05 GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 60 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Kd, Kd - Hệ số xác định theo công thức Kd = K/ . Kd = K/ . Trong đó: , - hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi, tra bảng 7-4: = 0,66; = 0,54 K, K - hệ số tập trung ứng suất thực tế rãnh then uốn và xoắn, K = 1,42; K = 1,4 - hệ số tăng bền =1 Kd = 1,42/ 0,66.1 = 2,15 Kd = 1,4/ 0,54.1 = 2,6 Thay giá trị tìm được vào (3.5), (3.6): n 340 4, 79 2,15.33, 03 n 68 102, 2, 6.0, 25 0, 05.0, 25 n 4, 79.102, 4, 792 102, 4, 78 �[n] Vậy trục đảm bảo điều kiện về đợ bền mỏi Tính kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh: Để đề phòng khả bị biến dạng dẻo lớn hoặc phá hỏng tải đột ngột (chẳng hạn mở máy) cần tiến hành kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh Công thức kiểm nghiệm có dạng: td 3 [ ] = 0,8. ch Trong đó: GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 61 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng M u max 26, 431.10 3 + = (0,1.d ) = 0,1.110 = 198,6 (N/mm2) 133,5.103 �0,33 = 2.200000 = 2.200000 ,(N/mm2) M x max [] = 0,8 ch = 0,8.450 = 360 (N/mm2) ch - giới hạn chảy của vật liệu trục, ch = 450 (N/mm2) Mumax, Mxmax- mômen uốn lớn và mômen xoắn lớn tại tiết diện nguy hiểm lúc tải: Mtd = Mumax = Mu.Kqt = 26, 430.10 = 52,86 (Nmm) Mxmax = Mx.Kqt = 133,5.10 = 267 ,(Nmm) td 198, 62 0,332 198, �[ ] Vậy trục đủ đợ bền tĩnh 3.5.2.3 Tính mối ghép then Mối ghép then được dùng để truyền mô men xoắn từ trục đến chi tiết lắp trục và ngược lại.Trong trình làm việc mối ghép then thường bị hỏng dập bề mặt làm việc, ngoài then có thể bị hỏng cắt Trong thiết kế thường dựa vào đường kính trục để chọn kích thước tiết diện then và dựa vào chiều dài mayơ để tính chiều dài then (thường lấy lấy chiều dài then 0,8-0,9 chiều dài mayơ) Sau đó kiểm tra bền dập và cắt cho then theo công thức sau: 2M x sd = dl t t1 [sd] 2M x tc = dl t b [tc] Trong đó: Mx: Mô men xoắn trục Mx =133,5 ,(N.mm) d: Đường kính trục d = 85(mm) GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 62 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng lt: Chiều dài then (mm) b: Chiều rộng then (mm) h: Chiều cao của then (mm) t1: Chiều sâu rãnh then trục (mm) sd: Ứng suất dập tính toán (MPa) tc: Ứng suất cắt tính toán (MPa) Chọn vật liệu chế tạo then là thép bon 45 có ứng suất cắt cho phép chịu tải tĩnh là: [tc] = 120 (N/mm2) [sd]: ứng suất dập cho phép (N/mm2) Với tải trọng va đập tra bảng 7-20 tài liệu (2,142) có [sd] = 50 (N/mm2) Tính tốn mối ghép then cho trục gây rung với đĩa đối trọng: Chọn kích thước của then theo tài liệu 5,trang 143, với đường kính trục lắp với đĩa đối trọng của trục d = 85 (mm) ta chọn kích thước của then sau: Chiều rộng then b = 25 (mm) Chiều cao then h =14 (mm) Chiều sâu rãnh then trục t1 = 10 (mm) Chiều sâu rãnh then lỗ t2 = 5,4 (mm) Chiều dài then: lt = 50 (mm) Tính toán ứng suất theo kích thước đã chọn: 2M x 2.133,5.103 sd = dl t t1 = 85.50.10 = 6,3 [sd] = 50 ,(N/mm2) 2M x 2.133,5.103 tc = dl t b = 85.50.25 = 2,5 [tc] = 120 (N/mm2) Vậy kích thước của then chọn là đảm bảo điều kiện bền Tính tốn mối ghép then cho trục gây rung với bánh đai: Chọn kích thước của then theo tài liệu 5,trang 143, với đường kính trục lắp với bánh đai của trục lệch tâm d = 85 (mm) ta chọn kích thước của then sau: GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 63 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Chiều rộng then b = 25 (mm) Chiều cao then h = 14 (mm) Chiều sâu rãnh then trục t1 = 10 (mm) Chiều sâu rãnh then lỗ t2 = 5,4 (mm) Chiều dài then: lt = 50 (mm) Tính toán ứng suất theo kích thước đã chọn: 2M x 2.133,5.103 sd = dl t t1 = 85.50.10 = 6,3 [sd] = 50 (N/mm2) 2M x 2.133,5.103 tc = dl t b = 85.50.25 =2,5 [tc] = 120 (N/mm2) Vậy kích thước của then chọn là đảm bảo điều kiện bền Thiết kế gối đỡ trục: Chọn ổ đũa đỡ lòng cầu dãy có khả chịu tải lớn và chịu được tải trọng va đập Hệ số khả làm việc của ổ: C = Q.(n.h)0,3< Cbảng Trong đó: n - số vòng quay của ổ (v/ph) h = 1440h- thời gian phục vụ, ở tính cho ổ làm việc ca/ngày tháng Tải trọng tương đương tác dụng vào ổ: (không có lực dọc trục A) Q=R.Kv.Kt.Kn (daN) Trong đó: Kv -hệ số xét đến vòng nào là vòng quay; Kv =1 - vòng quay Kt - hệ số tải trọng động; Kt =1 - tải trọng tĩnh Kn - hệ số nhiệt độ; Kn = (t < 1000) R- tải trọng hướng tâm (tổng phản lực gối đỡ) R= G0/2= 26,34 kN Ta tính đối với gối trục B: GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 64 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Q=RB.Kv.Kt.Kn= 26340.1.1.1= 26340 N = 2634 daN C =Q(n.h)0,3= 2634.(666.1450)0,3= 164463 N Tra bảng chọn được ổ đũa đỡ lòng cầu dãy kí hiệu (3620): B Ký hiệu ổ : 3620 d : 100 mm D : 215 mm B : 73 mm D C : 363 kN d r : 4mm C0 : 417 kN 3.5.3 Xác định độ cứng lò xo Lò xo là bộ phận giảm chấn có tác dụng làm giảm chấn động bộ gây rung của máy sàng tác dụng lên khung máy, tích luỹ để làm cho hạt liệu sàng nẩy cao chính vì hạt liệu lọt sàng dễ hơn, hiệu sàng cao Chính vì mà lò xo cần đảm bảo độ cứng và độ đàn hồi cần thiết Ta chọn lò xo là loại: xoắn ốc trụ, vật liệu chế tạo là thép nhiều bon có số liệu sau: Bảng 2.4: Cơ tính thép chế tạo lị xo Nhóm thép Giớihạn Giới hạn Giới hạn bền Giới hạn mỏi, bền,b (MPa) chảy,ch cắt,c -1 (MPa) (MPa) GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng (Mpa) 65 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Thép nhiều 1450 950 650 350 cacbon Khi tính chi tiết giảm chấn, tần số dao động riêng của hộp sàng theo phương đứng ρ = 2- 3,5 Hz Chọn ρ = Hz Do việc chọn trước ρ nên độ cứng chung của lò xo thép được tính theo công thức 2.27 (Giáo trình Máy sản xuất Vật liệu Xây dựng, trang 165): G.( 2. ) K g Trong đó: G = (M+mo).g: trọng lượng của phần dao động và vật liệu máy sàng theo tính toán ở G=61,3kN g -gia tốc rơi tự K G (2 ) 61300.(2.3,14.2) 985759 g 9,81 N/m - Chọn số lò xo là 8, suy độ cứng của lò xo theo phương thẳng đứng K y của Ky lò xo: K 985759 123220 Z (N/m) G d và Ky = 8.n.D Trong đó: G1 - Mô đun đàn hồi của vật liệu lò xo xoắn, chọn G1 = 8.1010 N / m d- Đường kính dây lò xo; chọn d =0,02 m D- Đường kính trung bình của lò xo; chọn D = 0,15 m Số vòng làm việc: n= G d 8.D.K y 8.1010.0,024 = 8.0,15 123220 = 3,85 (vòng) Chọn n = vòng GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 66 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Số vòng lò xo toàn bộ: = n + (1,52) = n + = (vòng) Độ cứng của lò xo theo phương ngang Kx: Ky � � �h � 1,44.α � 0,204 � �+0,256 � �D � � � Kx = Trong đó: - hệ số Poaxton tính đến tải trọng dọc trục lò xo chuyển vị ngang; theo bảng chọn 2.5 : α = 1,1 h - chiều cao làm việc của lò xo (m) Để đảm bảo được quỹ đao chuyển động và biên độ dao động đã định trước, để đảm bảo điều kiện giảm chấn tốt cho máy, một những điều kiện cần thiết là độ cứng của lò xo theo phương đứng và phương ngang (Kx=Ky) Ta tính được chiều cao làm việc của lò xo: h , 15 0,256] =1 h = 0,2 (m) 1,44.1,1.[0,204 3.5.3.1.Các thơng số lị xo Đường kính dây lò xo: d = 20 mm Đường kính trung bình lò xo: D = 150 mm Số vòng làm việc của lò xo: n = vòng Số vòng thực tế của lò xo: n0 = vòng Chuyển vị lớn của của lò xo: 8.D n.G 8.0,153.4.61300 8.E.d 8.1010.0, 024 =0,52 m = 520 (mm) Bước lò xo không chịu nén: t = d 1, 2 1, 2.520 20 176 n (mm) Góc nâng lò xo: = arctg( t/( D)) = arctg(176/( 150)) =20,50 GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 67 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng Chiều cao của lò xo lúc chịu tải làm sít vòng: H=( n0-0,5).d = 5,5.20 =110 (mm) Ho=H+n.(t - d)=110 + 4.(176-20) = 734 (mm) 3.5.3.2 Kiểm tra lò xo theo va chạm Theo công thức: Ho-H > A+λo Máy sàng rung vô hướng mặt sàng nghiêng lấy A=10a =10.2 = 20 mm (a: biên độ dao động, lấy A=10a với sàng nghiêng đặt lò xo) λ- độ lún của lò xo dưới tác dụng của tải trọng tĩnh Vậy Ho-H > A+λ 734 - 110 =624 > 20 + 520 = 540 mm Do lò xo đảm bảo điều kiện về va chạm chịu cộng hưởng Kiểm nghiệm tỷ số: H o 734 4,9 D 150 cần phải lồng lò xo vào lõi Hình 3.9 : Lị xo giảm chấn 3.5.4 Tính tốn thiết kế đĩa đối trọng GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 68 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng 3.5.4.1 Khái niệm chung Đĩa đối trọng có tác dụng cân lại lực trục lệch tâm gây lên ổ, được đặt ở bên ngoài hộp sàng, và được gắn với trục thông qua then (hình 3.6) Về bản, nhờ đĩa đối trọng có lỗ đặt bu lông, từ đó ta đặt thêm (bớt) phần đối trọng thêm vào, ta có khả dễ sàng thay đổi biên độ rung của sàng nhờ vào việc thay đổi khối lượng của phần đới trọng 3.5.4.2 Tính tốn thiết kế đĩa đối trọng Thông số đầu vào : Số vòng quay trục : n=1800 v/p Khối lượng phần đối trọng : m= 41,5 kg với đĩa Bán kính quay của phần đối trọng : r= 0,15m =15 cm Chọn vật liệu làm đĩa Tra bảng B 6.1 trang 92 TL [9-1] ta lấy vật liệu đĩa đối trọng là thép C45 có thông số : Chế độ nhiệt luyện : cải thiện Độ rắn : HB= 241- 285 lấy HB= 260 Giới hạn bền b= 850 Mpa Giới hạn chảy ch= 580 Mpa Với đường kính trục tại vị trí lắp đĩa là 110mm ta chọn sơ bộ chiều dài may là 105 mm, đường kính may 85 mm, lấy đường kính may ngoài là 135 mm Theo tính toán từ phần trước , bán kính quay của phần đối trọng là 15 cm nên ta chọn lỗ lắp đối trọng cách đều tâm trục là 15 cm Thuận tiện cho việc lắp đặt ta lấy khoảng cách giữa lỗ theo độ là 30 0, đồng thời nhằm đảm bảo tính cân đối của đĩa nhằm ngăn cản việc tạo lực ly tâm của thân đĩa nên ta dùng hết thảy 12 lỗ cách đều 30 độ và cách đều tâm trục 15 cm Chọn sơ bộ chiều dày cánh của đĩa là 15 mm nhằm đảm bảo khả chịu lực Vị trí của lỗ đĩa cũng không được ngoài rìa quá, vì tại liên kết bu lông trục quay, tạo lực quán tính tạo thành lực cắt lên đĩa cũng bu lông, chọn sơ GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 69 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng bộ chiều dày đĩa theo phương ngang từ tâm ra, kể từ cạnh ngoài của lỗ là 50 mm Như vậy, về đĩa có kích thước sơ bộ sau : Ø400 Ø95 Ø135 15 105 Hình 3.10 : Kích thước sơ đĩa đối trọng 3.5.4.3 Tính bền liên kết tính bền đĩa Trong trình đĩa làm việc tạo lực ly tâm, ở có bu lông chịu lực Với Flt= 449,445 kN, đĩa phải chịu Flt/2 và bu lông phải chịu một lực cắt ngang có giá trị Fc= Flt/6= 75kN Theo CT 2.20 trang 80 TL [10] ta có khả chịu cắt của bu lông [N]vb= fvb.b.A.nv Fvb : cường đợ tính tốn chịu cắt của vật liệu bu lông, lấy theo Bảng 1.10 PL I TL [10] ta có fvb= 320 N/mm2 fvb : hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông, giá trị theo B2.8 Tl [10] lấy fvb =1 A : Diện tích tiết diện ngang của thân bu lông, A= = 3,14.242/4= 452 mm2 Nv : Số lượng mặt cắt tính tốn của bu lơng, Nv=2 [N]vb= 320.1.452.2= 289280 N Như bu lông đường kính d= 24 mm thỏa mãn điều kiện bền GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 70 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng F= 132 kN Để thuận tiện cho việc tính toán, ta coi đĩa trở về dạng Nếu với dạng này đĩa chịu đủ bền thì rõ ràng đĩa thoản mãn điều kiện chịu lực Phần dạng ta lấy bề rộng là B= 400mm, diện tích nguy hiểm là phần ở gần trục Ở vị trí này, tiết diện chịu lực : A= b.h với b : bề rộng tại vị trí tính toán : b= (B- dmay ơ)= 400 – 135= 265 mm h : chiều dày h= 15 mm (đã chọn) A= b.h= 265.15= 3975 (mm2) Diện tích cần thiết của phải thỏa mãn điều kiện A với N : ứng lực phát sinh bộ phận kết cấu, ở là lực kéo ly tâm với Fltđ= 132 kN [] : Khả chịu lực của vật liệu, ở ta lấy [] = ch = 580 Mpa 132000 Vậy = 580 = 227 A = 3975(mm2) Vậy đĩa thỏa mãn điều kiện bền kéo GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 71 Đồ án môn học: Máy sản xuất vật liệu xây dựng KẾT LUẬN Sau tuần thực và nghiên cứu về nội dung đồ án môn học: “Máy sản xuất vật liệu xây dựng” với đề tài: “Thiết kế trạm nghiền sàng sản xuất đá dăm xây dựng” với suất dây chuyền Q = 30 m3/h Đến em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế của mình Qua đó em đã tiếp thu được nhiều kinh nghiệm quý báu phục vụ cho trình làm việc sau này Từ nội dung đồ án em được học hỏi kiến thức về sản xuất vật liệu xây dựng, phương thức tính tốn thiết kế máy và quy trình cơng nghệ gia công chế tạo chi tiết máy Trong trình thực đồ án, còn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tế, thời gian quan sát thực tế và tham khảo tài liệu hướng dẫn còn hạn chế.Nên không thể tránh được những sai sót Rất mong được thầy chỉ bảo để kiến thức của em được hoàn thiện nữa Qua đó em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo TS.Nguyễn Tiến Dũng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ dạy em suốt trình học tập và thực đồ án để giúp em có thể hoàn thành đồ án này Em xin chân thành cám ơn ! GVHD : TS Nguyễn Tiến Dũng 72 ... liệu xây dựng 100×18,75 x = 38,18 = 49,1% k3 = 0,992 Vậy: 36,67 F1 = 0,5×43×0,8×0,83×0,992 =2 ,6 m2 Sàng sớ (10) Q2 = Qtt – 0,6128Qtt = 0,3818Qtt = 14 m3/h Qtt F 2= m? ?q? ?k1×k2×k3 (m2) m = 0,5... theo điều kiện (*) ta có : v= a J = a => = ( lấy J = Jmin = 80 m/s) => = = 210,5 rad/s a = = = 0,0018 => chọn a = mm Vậy vận tốc góc của trục gây rung là : = = = 190 ( rad/s ) Tần số dao... lớn so với suất chung của dây chuyền nghiền cho trước theo đề tài thiết kế Năng suất theo tính toán để chọn máy nghiền: Q1 tt = Q. K K tg ( m /h ) Trong đó: Q = 30 ( m /h ): Năng suất