THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY VÀ TÍNH TỐN CÁC CHI TIẾT CHỦ YẾU
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY
1.1.Vỏ ống nghiền: Ơúng nghiền cĩ:
Đường kính trong D=2,3[m]
Chiều dài L=6,9[m](chiều dài làm việc). Bề dày của vỏ ống nghiền (bv) được tính:
bv = (0,01÷0,013)D ( hay bv= 1/100 ÷ 1/75)
Bề dày của vỏ phụ thuộc vào đường kính và chiều dài của ống nghiền. Bảng giới thiệu bề dày vỏ ống nghiền đang được sử dụng:
Đường kính của
ống nghiền [m] ống nghiền [mm]Bề dày của vỏ
< 1,6 18 1,6 - 2 20 2 - 2,2 25,5 2,2 - 2,4 28 2,5 - 3,5 38 3,5 - 4,25 52 4,25 - 4,5 58 5 63,5 6,4 85/75 SVTH: NGUYỄN ĐỨC NGỌC Trang: 54
⇒ Bề dày vỏ ống nghiền: chọn theo bảng trên : bv=28[mm]
⇒ Đường kính ngồi của vỏ ống nghiền Dn=2,356[m]. Vật liệu chế tạo vỏ ống nghiền : thép CT3 hoặc CT4, là loại thép cĩ hệ số giãn nở lớn vì thùng máy chịu tải trọng va đập và chịu nhiệt độ sinh ra khi đập khống sản. Vỏ ống nghiền được uốn thành hình trụ, được hàn nối hay tán đinh rivê. Chọn phương pháp hàn để giảm trọng lượng máy, dễ lắp ráp các tấm lĩt và vỏ máy ít bị ăn mịn hơn trong quá trình sử dụng.
Lưu ý khi hàn: phải đảm bảo tất cả mặt cắt ngang trên tồn bộ chiều dài phải đồng tâm và trịn đều, nếu khơng sẽ sinh ra các lực ly tâm phụ khi ống nghiền quay. Khi hàn trong vỏ máy thường xuất hiện ứng suất nội dễ tạo vết nứt nên sau khi hàn phải ủ. Các mối hàn ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền của vỏ thùng máy và được bố trí theo chu vi của vỏ ống nghiền, khơng bố trí theo đường sinh, nhất thiết khơng để các mối hàn giao nhau.
Hai đầu vỏ ống nghiền cĩ mặt bích,mặt bích được hàn vào vỏ ống nghiền để lắp các ống vít dẩn liệu cho đầu vào và đầu ra của máy nghiền.
1.2.Tấm lĩt:
Tấm lĩt được dùng để bảo vệ vỏ ống nghiền chịu sự va đập và chà miết của vật nghiền và vật liệu để nghiền. Ngồi ra tấm lĩt cịn cĩ tác dụng tăng khả năng đập nghiền, chà miết vật liệu nghiền.
Tấm lĩt cần cĩ độ bền cao hơn bi đạn và khơng được nứt, biến dạng. Vật liệu: tấm lĩt cĩ thể làm bằng nhiều vật liệu khác nhau như: thép mangan, thép mangan_crơm, gang, gợm sứ ... tùy theo tính chất và yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu nghiền mà chọn.Do yêu cầu làm việc của máy nghiền xi măng nên chọn vật liệu là thép mangan.
Hình dáng bề mặt làm việc của tấm lĩt, đường kính cĩ ích của máy nghiền và đặc tính chuyển động của vật đập ảnh hưởng lớn đến độ mịn của nĩ, đến năng suất của máy nghiền, đến lượng tiêu hao cơng suất và hao mịn vật đập.
Ở phần nghiền thơ (ngăn 1 của máy nghiền ) dùng bi cỡỵ lớn và tấm lĩt hình sĩng hoặc bậc cĩ thể nâng bi đạn lên cao tăng lực đập và năng suất máy. Ở phần nghiền tinh (ngăn 2 của máy nghiền) dùng tấm lĩt cĩ gờ rất thấp,bề SVTH: NGUYỄN ĐỨC NGỌC Trang: 55
mặt cĩ khía hoặc trơn tạo thuận tiện cho quá trình màimịn.
1.2.1.Tấm lĩt dùng cho ngăn 1:
Ở ngăn1 dùng để nghiền thơ, tác dụng đập nhiều hơn tác dụng chà miết của vật nghiền trong quá trình nghiền đập nên dùng tấm lĩt mặt hình sĩng hoặc bậc, chọn tấm lĩt hình sĩng ï dạng đế giày:
Tấm lĩt được lắp theo chu vi và chiều dài:
- Theo chu vi của ống nghiền, dùng tấm lĩt cĩ kích thước đáy lắp với chu vi của buồng nghiền chiếm1/40 của kích thước chu vi (chắn 1 cung cĩ gĩc 90).
Chu vi của ống nghiền : C = 2πR=2π.1150≈7225,8 [mm] Khe hở giữa hai tấm lĩt: 4[mm]
⇒ kích thước đáy của tấm lĩt : b1 = 7225,408−4.40 = 176,6 [mm]
- Theo chiều dài L1 của ngăn 1 ống nghiền : chọn kích thước của tấm lĩt :
l1= 310[mm]
Với chiều dài của buồng nghiền 1 : LI=2300[mm]; Khe hở giữa hai tấm lĩt: 4[mm]
⇒ cĩ 6 tấm lĩt cĩ l1=310[mm] và một tấm lĩt cĩ l’1= 408[mm] trong một hàng theo chiều dài của buồng nghiền . Kích thước gờ cao chọn theo kinh nghiệm thực tế máy khảo sát :
SVTH: NGUYỄN ĐỨC NGỌC Trang: 56 Hình :21 Tấm lĩt ngăn 1
Gờ cao nhất cĩ chiều cao : hc =70[mm] Gờ thấp nhất cĩ chiều cao : ht = 20 [mm]
Lổ lắp bulơng đai ốc : M 33x2, cĩ đường kính: d = 36 [mm]
⇒-Thể tích của tấm lĩt ở buồng nghiền 1 : ( tính tương đối bằng cách đơn giản hĩa theo hình lăng trụ tam giác và hình hộp chữ nhật) + Loại cĩ l1 =310 [mm]:Cĩ hai lỗ d36[mm] v1=l1.b1.h1t + b (hc ht)l d h1c 2 1 1 1 1 . 4 . 2 . . 2 1 − − π = 310.176,6.20 + ( ) .70 4 36 . 2 310 . 20 70 . 6 , 176 2 1 2 π − − ≈ 2392319 [mm3] ≈ 0,0024 [m3] + Loại cĩ l’1 =408 [mm]:Cĩ hai lỗ d36[mm] v’ 1=l’1.b1.h1t + b1(h1c h1t)l'1 d2.h1c 4 . 2 . . 2 1 − − π = 408.176,6.20 + ( ) .70 4 36 . 2 408 . 20 70 . 6 , 176 2 1 2 π − − ≈ 3099873 [mm3] ≈ 0,0031 [m3] 1.2.2.Tấm lĩt dùng cho buồng nghiền 2:
Ở ngăn 2 của ống nghiền dùng để nghiền tinh, quá trình dùng ở ngăn 2 cĩ tác dụng chà miết của vật nghiền ( bi đạn) lên tấm lĩt là chính nên dùng tấm lĩt cĩ gờ thấp hoặc trơn.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC NGỌC Trang: 57 Hình :22 Tấm lĩt
Cổ trục
Bu lơng M30
Tấm lĩt đáy thùng
-Theo chu vi của ống nghiền : dùng tấm lĩt cĩ kích thước đáy bằng 1/40 của kích thước chu vi ống nghiền (chắn 1 cung cĩ gĩc 90).
⇒ Kích thước đáy của tấm lĩt :b2 =176,6 [mm]
- Chọn kích thước dài của tấm lĩt theo phương chiều dài L2 của ống nghiền :
Với chiều dài của buồng nghiền 2: L2 = 4,6 [m] =4600 [mm]
Khe hở giữa 2 tấm lĩt : 4[mm]( áp dụng chung cho cả 2 phương dài và rộng của tấm lĩt)
⇒ Cĩ 8 tấm với l1 =494 [mm],cĩ một tấm loại với l2=428[mm] và bản thân tấm ghi giữa chứa tấm lĩt dài l3
=180[mm]
Lổ để lắp bulơng M33x2 : d= 36 [mm] Kích thước chiều cao của tấm lĩt : h=50 [mm] (Theo kinh nghiệm thực tế ở máy khảo sát)
⇒ Thể tích tấm lĩt ở buồng nghiền 2 :
(tính tương đối bằng cách đơn giản hĩa theo hình khối hình hộp chữ nhật và lăng trụ tam giác)
+ Loại tấm lĩt cĩ chiều dài l=494[mm] : v2n = b . l1 .h- 2 d .h 4 . 2 π =176,6.494.50 -2 .50 4 36 . 2 π ≈ 4001916 [mm3] ≈0,004002 [m3]
+ Loại tấm lĩt cĩ chiều dài l2=428[mm] v2d= b . l2 .h- 2 d .h 4 . 2 π = 176,6.428.50 .50 4 36 . 2 2 π − ≈3677452,2[mm3] ≈ 0,00368[m3]
+ Loại tấm lĩt gắn liền với ghi giữa l3=180[mm].Lỗ lắp bu lơng M30x2,d34[mm] v 3gh=b.l3.h- d .h 4 . 2 π =176,6.180.50- .50 4 34 . 2 π =1538506,1[m3] ≈0,00154[m3
1.2.3.Tấm lĩt ở đáy thùng cúa buồng nghiền1:
Ở ngăn 1 của ống nghiền cĩ tác dụng đập là chính nên tấm lĩt ở đáy 1 cũng phải cĩ kết cấu tương tự sao cho cĩ tác dụng như của tấm lĩt ở vỏ ống nghiền ngăn 1.
Tấm lĩt ở đáy thùng cĩ tác dụng che đỡ cho đáy thùng ,cho ngõng trục củng như ống xoắn vít dẩn liệu dưới sự va đập của vật nghiền và vật liệu nghiền ỡ trong máy.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC NGỌC Trang: 59 Hình:23 Tấm lĩt ở đáy thùng buồng
Khe hở giữa các tấm lĩt trong 1 dãy và giữa các tấm lĩt với nhau là 4mm , mỗi
tấm lĩt lắp 2 bulơng M30x2.
Xếp theo chu vi của hình trịn đáy thùng, mỗi tấm chắn một gĩc 240 suy ra số lượng tấm lĩt trong 1 dãy chu vi : n1=3600/240=15 (tấm).Tấm lĩt cĩ dạng hình quạt
Kích thước của tấm lĩt là : Chiều dài : l = 770 [mm]
Chiều rộng lớn : bl=458,6 [mm] Chiều rộng nho í:bn =138,4[mm] Chiều dày : h=40 [mm]
Mỗi tấm lĩt lắp với đáy thùng 2 bulơng :M30 x 2 ⇒ mỗi tấm lĩt cĩ 2 lỗ là d=34 [mm]
Để đơn giản ta coi tấm lĩt cĩ dạng hình thang và bề mặt làm việc nhẵn.
⇒ Thể tích của tấm lĩt ở đáy thùng nghiền. vđt=h(bl +bn)l/2-2. d .h 4 . 2 π =40(458,6+138,4).770/2-2π 40 4 302 =9121166,2[mm3] ≈0,009[m3] 1.3.Vách ngăn (ghi):
Ghi chia ống nghiền thành 2 ngăn riêng biệt,kích thước của bi đạn ứng với kích thước vật nghiền, giữ cho vật nghiền ở ngăn nào chỉ ở nguyên ngăn đĩ và nĩ chỉ cho phép vật liệu nghiền đạt được kích thước quy định mới sang ngăn và giảm chi phí năng lượng riêng (giữ cho những cục quặng lớn và bi thép ở lại trong thùng nghiền, quặng nghiền đạt kích thước cần thiết được tháo ra kịp thời)
Ghi gồm các loại sau:
− Ghi kép: + Ghi kép phân ly (cĩ nĩn(máng, phễu) phân ly cỡ hạt)
+ Ghi kép nâng (khơng cĩ nĩn phân ly cỡ hạt)
− Ghi đơn: + Ghi đơn cĩ lổ tâm.
+ Ghi đơn khơng cĩ lổ tâm.
Trên ghi cĩ phay lỗ loe dần theo hướng vật di chuyển của vật liệu nghiền. Lỗ ở ghi đầu ra phải to hơn lổ ở ghi đầu vào từ 1,5÷2 lần để tháo sản phẩm ra nhanh hơn,diện SVTH: NGUYỄN ĐỨC NGỌC Trang: 60
tích sống(tỉ lệ giữa tổng diện tích tất cả các lổ và diện tích tồn bộ bề mặt ghi) khoảng 5-20%.
Bảng giới diện tích sống ghi một số loại máy nghiền : Kiểu máy nghiền Ghi ngăn I II III Tiết diện sống % Chiều rộng lỗ mm Tiết diện sống % Chiều rộng lỗ mm Tiết diện sống % Chiều rộng lỗ mm Xi măng 2ngăn 6-10 10-15 5-8 6-10 3ngăn 8-14 10-20 3-8 6-8 4ngăn 8-14 10-20 3-10 6-10 3-7 6-8 Than 2ngăn 6 5-8 Hình dạng kích thước và cách bố trí lổ lưới cĩ ảnh hưởng lớn đến năng suất của máy nghiền và độ hạt của sản phẩm nghiền. Lổ thường cĩ hình dạng hình chữ nhật hay hình trịn, kích thước lổ được chọn theo kích thước bi sau khi đã mịn khơng cịn tác dụng làm vật nghiền mà phải tháo ra ngồi. Lổ lưới ghi cĩ thể phân bố theo hướng bán kính, hướng vuơng gĩc với bán kính và trên những đường trịn đồng tâm với máy nghiền. Bố trí theo cách thứ nhất cĩ ưu điểm là sản phẩm qua lưới khơng bị quẩn trở lại nhưng lổ dễ bị tắc.Theo cách thứ ba thì sản phẩm chảy men theo lổ và cĩ khả năng quẩn trở lại.Vì vậy mà cách bố trí lổ nằm vuơng gĩc với bán kính thường dùng nhất.
Theo kinh nghiệm thực tế:
− Ghi ở ngăn 1: kích thước lổ 15 [mm],diện tích sống 6%. − Ghi ở ngăn 2: kích thước lổ 10 [mm],diện tích sống 7%. Vật liệu chế tạo:bằng vật liệu tốt, chống mịn, chọn thép mangan.
Kết cấu tấm ghi như hình vẽ. 1.4. Cửa thăm:
Cửa thăm dùng để nạp và bổ sung vật nghiền,tháo lắp sửa chữa các vách ngăn, tấm lĩt cũng như các bộ phận khác bên trong thùng nghiền, nên phải cĩ kích thước sao cho người cơng nhân ra vào được, các tấm ghi, tấm lĩt vào ra được.Ống nghiền được bố trí 2 cửa thăm trên cùng 1 đường thẳng song song với đường tâm của ống nghiền: ngăn SVTH: NGUYỄN ĐỨC NGỌC Trang: 61
1 cĩ 1 cửa , ngăn 2 cĩ 1 cửa. Cần phải cĩ lĩt đệm cho kín để tránh bụi văng ra ngồi.
1.5 Đầu nạp liệu :
Tùy theo nguyên liệu nạp vào máy ở dạng khơ (Klinke xi măng ,samốt ...)hay ỡ dạng ướt (bùn xi măng, xương ,men sứ ...)mà đầu nạp liệu bố trí khác nhau .Tuy nhiên chúng đều giống nhau ỡ chổ bên trong ngõng trục nạp đều cĩ ống xoắn vít để đẩy liệu vào máy giúp máy nạp liệu được dể dàng hơn.
1.6 Đầu tháo liệu:
Đối với máy truyền động chu vi trong ngõng trục tháo liệu củng cĩ ống gắn các vit dẩn liệu nối liền với một sàng trụ quay.Sàng này cĩ nhiệm vụ tách các mảnh vỡ của bi đạn hoặc các cục vật liệu cịn lớn ra một đường dẩn riêng.nhờ cĩ ống vít dẩn liệu mà quá trình tháo xi măng rất dễ dàng.