thiết kế máy nghiền con lăn cho nhà máy gạch đại hiệp

Đặc biệt là gạch xây dựng, từ đó mà các nhà máy sảnxuất gạch ngày càng nhiều với năng suất và chất lượng Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ Trang- 5... Nhà máy gạchĐại Hiệp t

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU

Chương 1 : GIỚI THIỆU SẢN

PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH

TUYNEN

1.1 Giới thiệu ản phẩm.

1.1.1 Khái niệm

1.1.2 Sơ lược quá trình sản xuất gạch

1.Khai thác nguyên liệu.

2.Nhào trộn đất sét.

4.Gạch chịu lữa.

1.2 Công nghệ sản xuất gạch tuynen ở nhà

máy gạch đại hiệp.

1.2.1.Sơ đồ dây chuyền công nghệ.

1.2.2.Mô tả dây chuyền.

1.Khâu chuẩn bị nguyên liệu.

2.Khâu chế biến tạo hình.

3.Khâu phơi sấy.

4.Khâu nung sản phẩm.

Chương 2 : LÝ THUYẾT VỀ QUÁ

TRÌNH NGHIỀN - GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÁY NGHIỀN.

2.1 Khái niệm về quá trình nghiền.

2.2.Các giả thiết về quá trình nghiền.

2.2.1.Lượng tiêu hao năng lượng.

2.2.2.Các phương pháp đập nghiền.

2.2.3.Giới thiệu phương pháp nghiền mới 2.2.4.Giới thiệu một số máy nghiền.

1.Máy nghiền má.

a.Công dụng.

b.Nguyên lý làm việc.

2.Máy nghiền nón.

a.Công dụng.

b Nguyên lý làm việc.

3 Máy nghiền trục.

a.Công dụng và nguyên lý làm việc.

b.Thông số đặc trưng và ưu khuyết điểm.

4.Máy nghiền va đập.

a.Giới thiệu chung.

b.Nguyên lý làm việc chung của máy nghiền

va đập.

5.Máy nghiền bi.

a.Khái niệm chung.

b.Nguyên lý làm việc.

6.Máy nghiền bột siêu mịn.

a.Khái niệm chung.

b.Nguyên lý làm việc.

Chương 3: THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CON

LĂN.

3.1 Phân tích chọn phương án

3.1.1.Lĩnh vực áp dụng.

3.1.2 Phân loại chung.

3.2 Cấu tạo của một số máy nghiền con lăn.

3.2.1 Cấu tạo chung.

3.2.2.Giới thiệu một số máy nghiền con lăn thông dụng.

3.3 Thiết kế động học toàn máy.

3.3.1 Phân tích chọn phương dẫn động 3.3.2 Sơ đồ động toàn máy.

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 3

1.Mô tả sơ đồ và nguyên lý làm việc.

a.Sơ đồ động toàn máy.

b.Mô tả nguyên lý hoạt động.

2.Tính công suất và năng suất máy.

a.Xác định góc ôm vật liệu.

b.Xác định tỷ số đường kính giữa hạt vật liệu và con lăn nghiền Dk

c.Xác định tốc độ quay của trục chính.

d.Tính năng suất máy.

e Tính công suất máy.

3 Tính bền của một số cơ cấu chính.

3.3.3 Thiết kế động học toàn máy.

1.Chọn sơ đồ động.

2.Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.

a.Chọn động cơ.

b.Phân phối tỷ số truyền.

3.Mô tả sơ đồ thuỷ lực.

a.Sơ đồ nguyên lý.

b.Mô tả sơ đồ.

c.Tính toán hệ truyền động thuỷ lực.

4.Thiết kế bộ truyền đai.

5.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh.

6 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm.

3.3.4 Tính toán, thiết kế trục và tính

then.

1 Thiết kế trục.

a Chọn vật liệu.

b Tính sơ bộ trục.

c Tính gần đúng trục.

d Tính chính xác trục.

Chương 1

GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT GẠCH TUYNEN

1.1 Giới thiệu sản phẩm.

1.1.1.Khái niệm.

Trong những năm qua, nhu cầu về gạch ngày càng tăng.

Đặc biệt là gạch xây dựng, từ đó mà các nhà máy sảnxuất gạch ngày càng nhiều với năng suất và chất lượng Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 5

-không ngừng được cải thiện và nâng cao Nhà máy gạchĐại Hiệp trước đây chí có một dây chuyền sản xuất nhậptừ Trung Quốc sang, hiện nay nhập thêm dây chuyền sảnxuất mới của Đức hiện đại hơn dây với năng suất và chấtlượng khá cao.

Sản phẩm chính của nhà máy gạch Đại Hiệp là gạch xâydựng và có hai loại là gạch chất lượng thường và gạchchất lượng cao Ngoài ra Nhà máy còn sản xuất ra ngói lợpvới nhiều kích cở và hình dáng khác nhau Gạch được sảnxuất từ nguyên liệu chính là đất sét bằng cách tạo hìnhvà nung ở nhiệt độ cao Do quá trình thay đổi lý hóa trongkhi nung nên vật liệu có tính chất khác hẳn với nguyên liệuban đầu Gạch là vật liệu không thể thiếu trong ngành xâydựng

1.1.2 Sơ lược quá trình chế tạo gạch.

Vật liệu nung bao gồm rất nhiều loại với các công dụngvà tính chất khác nhau, trong đó gạch xây dựng là loại vậtliệu thông dụng và phổ biến nhất, có công nghệ sản xuấtđơn giản Công nghệ sản xuất gạch (ngói) bao gồm các giaiđoạn: khai thác nguyên liệu, nhào trộn, tạo hình, phơi sấy,nung và làm nguội ra lò

1 Khai thác nguyên liệu.

Trước khi khai thác cần phải loại bỏ 0,3  0,4m lớp đấttrồng ở bên trên Việc khai thác có thể bằng thủ công hoặcbằng máy ủi, máy đào, máy cạp Đất sét sau khi khai thácđược ngâm ủ ở trong kho nhằm tăng tính dẽo và độ đồngđều của đất sét

2 Nhào trộn đất sét.

Qúa trình nhào trộn sẽ làm tăng tính dẽo và độ đồng

đều cho đất sét giúp cho việc tạo hình được dễ dàng Thường dùng các loại máy cán thô, cán mịn, máy nhào trônü,máy 1 trục, máy 2 trục

3 Tạo hình.

Khi tạo hình thường dùng máy ép gạch lăng tô (máy đùnruột gà) Để tăng độ đặc và cường độ của sản phẩm còndùng thiết bị hút chân không

4 Phơi sấy.

Khi mới tạo hình gạch mộc có độ ẩm rất lớn, nếu đemnung ngay gạch sẽ bị nứt tách do mất nước đột ngột Vìvậy phải phơi sấy để giữ độ ẩm và có độ cứng cầnthiết tránh biến dạng khi xếp vào lò nung

Nếu phơi gạch trong giàn nhà hay ngoài sân thì thời gianphơi từ 8-15 ngày Nếu sấy gạch bằng lò sấy tuy nen thì

thời gian sấy tư 8-24 giờ Việc sấy gạch bằng lò sấy giúpcho quá trình sản xuất được chủ động không phụ thuộcvào thời tiết, năng suất cao, chất lượng sản phâím tốt,điều kiện lao động của nhân được cải thiện, nhưng đòi hỏicó vốn đầu tư lớn, tốn nhiên liệu

5 Nung.

Đây là công đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượngcủa gạch

Quy trình nung gồm các công đoạn:

- Đốt nóng: Nhiệt độ đến 4500, gạch bị mất nước tạpchất hữu cơ cháy

- Nung và giữ nhiệt: Nhiệt độ đến 1000  10500C, đây là các quá trình biến đổi cũa các thành phần khoáng tạo ra sản phẩm có cường độ cao, màu sắc đỏ hồng

- Làm nguội: Quá trình làm nguội phải từ từ để tránh

nứt tách sản phẩm, khi ra lò nhiệt độ của gạch khoảng

50-550 C

Theo nguyên tắc hoặt động của lò nung gạch có hai loại :Lò liên tục và lò gián đoạn Trong lò nung gián đoạn gạch được nung thành mẻ, loại này có công suất nhỏ, chất

lượng sản phâím thấp

Trong lò liên tục gạch được xếp vào, nung và ra lò liêntục trong cùng một thời gan, do đó năng suất cao mặt chếđộ nhiệt ổn định nên chất lượng sản phẩm cao Hai loại lòliên tục được dùng là lò vòng (lò Hôp man) và lò Tuy nen

1.1.3 Các loại sản phâím gạch xây dựng.

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 7

-Bảng 1.1

Thực tế còn sử dụng gạch thẻ 200  100  50 mm và 190 

80  40 mm

2.Gạch lát.

Gạch lát bao gồm nhiều loại với công dụng khác nhau

- Gạch lá dừa : Thường có kích thước 200  100  20

mm, Trên bề mặt gạch có những vết khía, đặc Chắcchắn hơn gạch chỉ, khối lượng thế tích 1900-2100kg/m3.Tùy theo các chí tiêu về hút nước và độ mài mòn khốilượng do ma sát, gạch lá dừa được chia nhiều loại khácnhau

- Gạch mắt na : Có hình dạng, kích thước tính chất

giống như gạch lá dừa

- Gạch lát nền : gạch lát sản xuất theo phương pháp dẻo

thường có kích thước: Dài 200  5mm ; rộng 200  5mm ; dày

15  2mm

Gạch phải có bề mặt phẳng, nhẵn, hình dạng vuông

vắn, màu sắc đồng đều Theo các chí tiêu độ hút nước độmài mòn và cường độ nén, gạch lát được chia thành nhiềuloại khác nhau

3.Gạch nhẹ.

Gạch nhẹ là tên gọi chung cho các loại gạch có khối

lượng và thể tích thấp hơn gạch chỉ Bao gồm :

Giới hạn bền nén Mác gạch

Trung bình của 5

mẫu

Nhỏ nhất cho 1

mẫu

Trung bìnhcủa 5 mẫu

Nhỏ nhấtcho 1 mẫu

125100755035

2825221816

14121198

- Gạch xốp: Được tạo bằng cách thêm vào đất sét một

số phụ gia dễ cháy như: mùn cưa, than bùn, than cám, khinung ở nhiệt đô cao các chất hữu cơ này bị cháy để làmnhiều lổ hổng nhỏ trong viên gạch Khối lượng thể tíchkhoảng 1200kg/m3 hệ số dẫn nhiệt  = 0,4kcal/m.0C.h, loạigạch này có độ chịu lực thấp (50kg/cm2) nên chỉ được sửdụng để xây tường ngăn, tường cách nhiệt

Trung bìnhcủa 5mẫu

Nhỏ nhấtcho 1 mẫu của 5 mẫuTrung bình cho 1 mẫuNhỏ nhất

100755035

18161412

9876

4 Gạch chịu lữa.

Gạch chịu lữa có nhiều loại và được sản xuất từnhiều loại nguyên liệu khác nhau Loại gạch chịu lữa từđất sét phố biến nhất là gạch samốt

Ngoài ra còn từ đất sét có thể sản xuất ra được ngóilợp với nhiều kích cỡ và hình dáng khác nhau

Như vậy gạch được sản xuất từ nguyên liệu ban đầu làđất sét, qua dây chuyền sản xuất từ nguyên liệu ban đầu làđất sét, qua dây chuyền sản xuất cuối cùng ta được nhữngviên gạch như nhu cầu và theo ý muốn của người sản xuất

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 9

-1.2.Công nghệ sản xuất gạch tuy nen của nhà máy gạch đại hiệp.

1.2.1.Sơ đồ dây chuyền công nghệ.

1.2.2 Mô tả dây chuyền.

Eïp lentô chân không

Máy cắt tự độngBăng tải

Cấp liệu thùng

Kho thành phẩm

Xe gooöng sấyLò nung tuynen

1 Đất sét :

Đất sét là nguyên vật liệu chính để sản xuất ra gạch và

được khai thác từ mỏ đất sét về (có ở gần Nhà máy gạchĐại Hiệp) Trước khi khai thác cần phải loại bỏ 0,3  0,4 lớpđất trồng trọt ở bên Viêc khai thác có thể bằng thủ cônghoặc dùng máy ủi, máy đào, máy cạp Đất sét sau khi khaithác được ngâm ủ trong kho nhằm tăng tính dẽo và độ đồngđều của đất sét

2 Cấp liệu thùng :

Đất sét sau khi đưa về nhà máy được đưa tới thùng cấp

liệu bằng các xe ủi,

xe xúc Từ thùng qua xích tải, đến rôto dạng càng đánh tơixốp, rồi được đưa lên băng tải Các chất phụ gia và nướccũng được pha vào trước khi đưa lên băng tải với một tỉ lệthích hợp (ở nhà máy Đại Hiệp thì pha theo tỉ lệ là 10 bột than và 25  nước)

4 Máy nghiền xa luân :

Máy nghiền xa luân có nhiệm vụ vừa nghiền thô vừatrộn liệu sau khi được băng tải đưa đến Kích thước củahạt vật liệu sau khi nghiền là d = 0,2  0,5 mm Công suấtđộng cơ điện dẫn động trục chính là N=50kw, n=720v/p Tôïcđộ quay của trục chính là n = 16v/p

Năng suất 10  12 t/h Trọng lượng máy M=35 tấn

Về phương diện nghiền, máy nghiền xa luân kém hiệuqủa hơn so với các loại máy nghiền khác (ví dụ như máynghiền trục) do tiêu hao năng lượng nhiều, cấu tạo cồngkềnh và phức tạp, bảo dưỡng, sữa chữa lớn Bỡi vậy nóchỉ được sử dụng khi công nghệ sản xuất vừa nghiền vừatrộn, vừa làm chặt

và làm dẽo vật liệu Bộ phận công tác chính của máy gồmhai con lăn nghiền

5 Băng tải :

Vật liệu sau khi nghiền thô được băng tải đưa đến máy

nghiền tinh Kích thước hạt sau khi nghiền tinh khoảng 1  5

m Động cơ dẫn động máy nghiền có công suất

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 11

-N =12kw và gồm hai động cơ để dẩn động hai trục mang haibánh nghiền.

6 Máy trộn :

Liệu sau nghiền song được đưa trực tiếp xuống máy

trộn bố trí liền khối và ở phía dưới máy nghiền tinh Máytrộn gồm động cơ dẫn động hai trục vít chuyển độngngược chiều nhau, nhờ đó mà liệu được nhào trộn và sẽlàm tăng tính dẽo và độ đồng đều cho đất sét giúp cho việctạo hình được dễ dàng

7 Máy ép lentô :

Sau khi trộn song, liệu được đưa trực tiếp qua máy éplentô chân không

Ở đây liệu đùn ép trong môi trường chân không Động cơtruyền động đến trục vít qua bộ truyền đai và trục vít đùnliệu qua khuôn tạo hình viên gạch

Mục đích của chân không hóa là tách không khí ra khỏiliệu không khí bị bề mặt của các hạt sét hấp thụ sẽ làmchậm quá trình thấm ướt các hạt sét này, ngăn cản và làmgiảm sự làm chặt đồng đều của phối liệu, lượng khôngkhí gây ra sự dãn nở của phối liệu khi ra khỏi đầu tạo hình,tạo điều kiện hình thành các vết nứt tế vi xuất hiện khisấy và nung Ngoài ra không khí còn cản trở việc xâm nhậpcủa nước vào các lỗ xốp của đất sét, tách rời các hạt đấtsét ra, nghĩa là có tác dụng như một chất làm gầy trongphối liệu, điều đặc biệt laöm giảm khả năng tạo hình củaphối liệu đất sét Lượng không khí trong đất sét dẽo trungbình là 2  3  tính theo thể tích, còn trong đất sét gầy là 3

 4  Các loại đất sét phiến thạch chứa một lượng khôngkhí đáng kể, vì vậy việc hút chân không đối với chúng làkhông cần thiết Sau khi chân không hóa trong phối liệu cònkhoảng 0,5  lượng không khí

Sự chân không hóa được thực hiện bằng các loại bơmchân không

CM- 293, CM-294 , PMK hay là BH- 6 trong buồng chân không Với

đa số các loại đất, độ chân không vào khoảng 84  96 Kpa

8 Máy cắt tự động :

Sau khi đùn ép ra hình dáng của gạch thì đến máy cắttự động cắt thành hình dáng những viên gạch hoàn chỉnh.Máy cắt tự động sau mỗi lần cắt được 3 viên gạch

Gạch sau khi được tạo hình hoàn chỉnh có độ ẩm khálớn Nếu đem nung ngay thì gạch sẽ bị nứt tách do mấtnước đột ngột Vì vậy phải đem phơi sấy để giảm độ ẩmvà có độ cứng cần thiết để tránh biến dạng khi xếp vàolò nung

Nếu phơi gạch tự nhiên trong nhà sàn hay ngoài sân thìthời gian phơi từ

8  15 ngày Nếu sấy bằng lò sấy Tuy nen thì thời gian sấytừ 18  24 giờ

Việc sấy gạch bằng lò giúp quá trình sản xuất đượcchủ động, không phụ thuộc vào thời tiết, năng suất cao,chất lượng sản phẩm tốt, điều kiện làm việc của côngnhân được cải thiện, nhưng đói hỏi phải phải có vốn đầu

tư lớn, tốn nhiều nhiên liệu

9 Lò nung Tuynen :

Đây là công đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượngcủa gạch

Quá trình gồm các công đoạn :

- Đốt nóng : Nhiệt độ đến 4500 C, gạch bị mất nước,tạp chất hữu cơ cháy

- Nung và giữ nhiệt : nhiệt độ đến 1000  15000 C, đây làquá trình biến đổi của các thành phần khoáng tạo ra sảnphẩm có cường độ cao, màu sắc đỏ hồng

Làm nguội : Quá trình làm nguội phải từ từ để tránh

nứt tách sản phẩm, khi ra lò nhiệt độ của gạch khoảng 50 

1.2.3 Các thiết bị chính trong dây chuyền công nghệ sản xuất của nhà máy gạch Đại Hiệp.

1 Khâu chuẩn bị nguyên liệu :

- Máy ủi: Năng suất Q = 50m3/ca

2 Khâu chế biến tạo hình:

- Máy cấp liệu thùng:

+ Chiều vòng băng 500mm; chiều dài băng tải: 18m

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 13

+ Tốc độ quay của trục chính: n = 20v/s.

+ Trọng lượng các con lăn: M1 = 4.5T ; M2 = 4T

+ Công suất máy : 40(KW)

- Cấp liệu đĩa vít tải:

+ Năng suất 10  15t/h

+ Dung tích thùng: 2,3m3

+ Đường kính thùng: 2,3m

+ Đường kính trục vít: 500mm, n = 27v/p

+ Đường kính thùng nhào 320mm

+ Đường kính thùng ép 450mm

+ Aïp suất tối đa miệng ép: 12kg/m3

3 Khâu phơi sấy gạch:

- Lò sấy tuynen

+ Kích thước kênh sấy dài 42m, rộng 1,95m, cao 1.7m.+ Năng suất: 1600v/h

+ Công suất: 21KW

4 Khâu nung sản phẩm:

- Lò nung tuynen

+ Đài 87,1m

+ Năng suất: 36000v/24h

+ Công suất: 100KW

Kết luận:

Các tính chất của nguyên liệu, loại sản phẩm, khốilượng sản phẩm sản xuất, các phương pháp chuẩn bịnguyên vật liệu và phối liệu sẽ quyết định những nguyêntắc chung của sơ đồ công nghệ chung chế tạo sản phẩm.Các phương pháp gia công nguyên liệu và chuẩn bị phôi liệunhư: phương pháp dẽo, phương pháp bán khô và phương pháphồ có tính quyết định đầy đủ nhất những sự khác biệtgiữa các dây chuyền công nghệ chế tạo sản phẩm Bởi vìquá trình tiếp theo là : tạo hình (ép), sấy và nung sảnphẩm, không có sự khác biệt về bản chất

Sơ đồ công nghệ bằng phương pháp bán khô ở Nhà máygạch Đại Hiệp khá đơn giản, không được hiện đại và phứctạp như một số dây chuyền khác, nhưng năng suất và chấtlượng sản phẩm khá ổn định, quá trình sản xuất luônđược bảo đảm an toàn Tuy nhiên cần cải tiến và mở rộngdây chuyền công nghệ để luôn nâng cao năng suất, hạ giáthành sản phẩm

Chương 2

LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÁY NGHIỀN

-2.1.Khái niệm chung về quá trình nghiền

Nghiền là quá trình làm giảm kích thước cuả hạt từ kíchthước ban đầu đến kích thước sử dụng Theo yêu cầu củacông nghệ, hạt vật liệu thường phải qua nhiều công đoạnnghiền kế tiếp nhau như trong sản xuất xi măng, sản xuấtvật liệu chịu lữa samốt

Tùy theo độ lớn của sản phẩm nghiền, người ta phân biệtnghiền hạt và nghiền bột Phụ thuộc vào kích thước sảnphẩm, người phân thành các loại

Nghiền bột:  5mm

2.2 Các giả thuyết cơ bản về quá trình nghiền.

Giả thuyết này ra đời măm 1867 phát biểu như sau : “ Công

tiêu hao nghiền tỷ lệ thuận với bề mặt nhận được “

Có thể xác định mức đập nghiền theo một trong nhữngcông thức sau đây :

Nếu khi sàng có hình dạng lỗ khác nhau thì phải tínhmức đập theo công thức :

i0,85b.B

B : Chiều rộng miệng cấp khoáng của máy đập (mm)

b : Chiều rộng miệng tháo khoáng của máy đập (mm).Tỷ số 0,85.B là chiều rộng có hiệu quả ở miệng cấpkhoáng của máy đập Với máy nón để đập đá vừa và nhỏ,

b :lấybằng chiều rộng vùng song song, còn đối với cácmáy đập khác thì lấy bằng chiều rộng lớn nhất củamiệng cấp khoáng

Mức đập nghiền tính theo công thức trên không đủ đểđặc trưng cho quá trình đập nghiền Nhiều trường hợp cácsản phẩm đập có đường kính lớn nhất bằng nhau, nhưngcó đường đặc tính độ hạt khác nhau Do đó muốn xác địnhmức nghiền một cách chính xác phải tính theo đường kínhtrung bình của nó mới phản ánh được ảnh hưởng của cácthành phần của cục vật liệu

t

t d

D

3

h b

l  

Và : D 3 l h b.

Với l, b, h (m) : Kích thước hình học của sản phẩm Nóphụ thuộc vào dạng vật liệu ban đầu Chiều rộng khetháo liệu thường chứa một lượng nào đó các mẫu vậtliệu có kích thước vượt quá chiều rộng của khe tháo liệu,các mẫu này đi qua khe tháo liệu theo hình dạng kéo dài.Trong sản phẩm ban đầu luôn có các mẫu có kích thước nhỏhơn kích thước các sản phẩm cuối cùng Để nâng cao hiệuquả kinh tế của máy thì các mẫu này cần tách ra khỏi sảnphẩm ban đầu bằng các máy và thiết bị khác nhau

Trong một máy nghiền không thể nhận được một mứcnghiền lớn Vì vậy người ta thường đặt các máy nghiềnnối tiếp nhau Như vậy mỗi máy sẽ thực hiện một giaiđoạn của quá trình nghiền

Máy nghiền có thể làm việc theo một chu trình kín hayhở Trong chu trình hở vật nghiền qua máy nghiền một lần.Khi sản phẩm cuối cùng luôn có mẫu vật liệu vượt quákích thước yêu cầu Trong chu trình kín các mẫu vật liệuvượt quá kích thước được đưa lại máy nghiền khác

2.2.1 Lượng tiêu hao năng lượng riêng.

Là năng lượng cung cấp cho một đơn vị sản phẩm ở mứcđộü nghiền nhất định

Vấn đề nghiên cứu việc chi phí năng lượng nghiền đá làrất phức tạp vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố Tínhchất cơ học vật lý của đá Trạng thái hình dạng của đánhư : Độ đồng đều, độ rắn, độ ẩm, khối lượng, kíchthước các yếu tố này ảnh hưởng đến quá trình nghiềngây khó khăn cho quá trình tính toán

2.2.2 Các phương pháp đập nghiền.

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 17

-Trong công nghiệp vật liệu xây dựng, để cho ra sảnphẩm đá theo yêu cầu người ta dùng nhiều phương phápnhư :

Eïp (hình 2.3a): Cơ cấu tạo lực của máy đập dịch lạigần nhau gây ra lực ép trên cục khoáng sản làm nó vỡ ra.Đặt điểm của phương pháp này là lực tác dụng tăng lênđều đặn và tạo được lực mạnh vì vậy dùng đập cácloại vật liệu cứng

Cắt (hình 2.3b) : Cơ cấu lực có dạng răng nhọn Lực tácdụng tập trung gây ra dạng nứt cục bộ, do đó phương phápthường được dùng đập các vật liệu dòn

Xiết (hình 2.3c) : Bề mặt cơ cấu tạo lực của máy xiếtlên bề mặt của cục khoáng sản làm cho lớp bên trong bịbiến dạng trượt Khi ứng suất tiếp tuyến vượt quá giớihạn bền thì cục khoáng sản bị vỡ ra

Đập (hình 2.3d) : Ở phương pháp này lực tác động làlực va đập mạnh Khác với 3 phương pháp trên, lực va đập

ở đây mang tính chất tải trọng động và tác dụng định kỳ,lực làm vỡ cục vật liệu cũng không ngoài lực ép, lựccắt, lực xiết, chỉ khác ở chổ lực mang tính chất tải trọngđộng nên thường gọi là lực ép động, cắt động và xiếtđộng Những phương pháp trên được dùng cho nghiền Vềmặt công nghệ, nghiền đá là quá trình nghiền đá từ cỡ lớnthành cỡ nhỏ, thực tế cho thấy không nên nghiền đá từ cỡquá lớn thành cỡ nhỏ, một lần vì tốn nhiều công, năng suấtthấp, chất lượng đá không đúng yêu cầu kỹ thuật Do đócần nghiền nhiều lần và chọn máy nghiền theo đúng kíchcỡ đá Vật liệu cứng và rất cứng dùng phương pháp épđập Vật liệu dai dùng phương pháp ép và xiết để kéo dàithời gian tác dụng lực Vật liệu dòn như than thì dùngphương pháp cắt là hợp lý nhất vì sẽ không làm vật liệu

bị vỡ vụn nhiều Ơí các máy đập vật liệu cứng và dòn thìlực tác dụng chủ yếu là lực đập và ép, có thêm tác dụngcủa lực xiết và uốn Đối với vật liệu mềm và dai ở giaiđoạn đập thô dùng lực cắt, ở giai đoạn vừa và nhỏ thìdùng lực va đập Khi nghiền dùng chủ yếu lực đập vàxiết

2.2.3 Giới thiệu phương pháp nghiền mới.

HOROMILL viết tắc của HORIZONTAL ROLLER (máy nghiềncon lăn nằm ngang) đã được FCB phát minh dựa trên nhữngkinh nghiệm của mình với nghiền trục cán và máy nghiềnđứng

Máy nghiền này bao gồm một võ máy nghiền nằm ngangđược dẫn động quy bằng cặp bánh răng + vành răng vàhộp giảm tốcvà được đặt trên các ổ đỡ guốc trượt kiểuthuỷ động Vỏ máy nghiền ngắn ( chiều dài nhỏ hơn đườngkính ) và được gắn tấm lót ở vùng nghiền Bên trong vỏ cómột trục nằm ngang tự do, áp vào máy nghiền nhờ mộthệ thống thủy lực và tác dụng lực nén lên trên liệunghiền Liệu đi vào máy nghiền từ một đầu và bám vào vỏmáy nhờ một lực ly tâm, vận tốc vỏ máy nghiền khôngquá một tốc độ giới hạn

Liệu sau khi ra khỏi vùng nghiền được gàu nâng chuyểnđến một bộ phân ly TSV có thiết kế đặc biệt sản phẩmtheo khí phân ly và được thu hồi trong lọc bụi, trong khi cáchạt thô được đưa trở lại máy nghiền Horomill

Horomill làm việc ở dãy áp suất trung bình

- Máy nghiền trục cán : Thông thường làm việc với ápsuất cao, khoảng

3000  4000 bar khi nghiền ximăng và hơi thấp hơn khi nghiềnliệu Trong một số trường hợp, áp suất này có thẻ có lợi, Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 19

-a) P

c)P

P

Pb)

d)

Hình 2.1 Các phương pháp đập nghiền.

nhưng trong phần lớn trường hợp, điều này tương ứng phảisử dụng năng lượng tối đa cho kích thước máy đó để giảmgiá thành xuống mức thấp nhất có thể Hạn chế của máynghiền trục cán là dễ bị nứt vỡ do vật thể lạ và gây hiệuứng mài mòn, mặt khác do làm việc với áp lực cao đểcung cấp năng lượng tối đa lên nguyên liệu có thể gây raảnh hưởng bất lợi đối với hiệu quả về tỷ lệ biến đổi,làm cho má không họat động với hiệu quả mong muốn.

- Máy nghiền : Các máy nghiền này thông thường làm việc

ở dãy áp suất 100bar Trong một số trường hợp, áp suấtnày cho phép đạt được một số hiệu quả tối đa

Lợi điểm áp suất thấp là do rủi ro hỏng hóc cơ khí thấphơn và không cần thiết bị đánh rơi

- Máy nghiền Horomill : Trên thực tế máy này làm việc ởdảy áp suất trung bình, ở khoảng giữa hai loại máy nghiềntrên, nghĩa là khoảng 700 - 1000 bar Các ứng dụng thực tếcủa áp suất này đã được kiểm tra và có thể xác định mộtcách dễ dang bằng cách thực hiện việc tính toán áp suấtHert2 trên các bánh răng

Có nhiều thí nghiệm, trong phòng thí nghiệm hoặc trênmáy móc, đã cho thấy rằng trên thực tế áp suất như vậycó mối tương quan rất tốt với độ biến đổi

Trong máy nghiền trục cán góc đặt áp thấp và cần phảicó một khe hở giữa hai trục tạo ra một vùng trượt lớn tạiđầu ra của liệu, do đó, một máng nạp lớn hơn lớp liệunghiền 5 đến 10 lần là thường thấy Đây là một nguyênnhân gây mòn lớn đối với máy nghiền trục cán (một nguyênnhân khác là áp suất ép lên lớp liệu cao)

Trong máy nghiền đứng, có sự trượt mặt bên của liệu,đặc biệt là vùng gần đầu ra của con lăn, do liệu được bắn

ra bởi lực ly tâm cộng với hiện tượng trượt bề mặt tiếpxúc con lăn với lớp liệu lớn và gồ ghề

Hạn chế này có thể được giới hạn bởi các con lăn phụnhưng trong trường hợp đó lại xuất hiện hiệu ứng các conlăn phụ

- Trong máy nghiền Horomill, hiệu ứng ly tâm và hiệuquả nghiền nhiều lần còn cho lớp liệu nghiền rất phẳngvà gần như dày gấp đôi lớp liệu nghiền Góc kẹt lớn nênkhông xãy ra chuyển động trượt và liệu không bị lọt ra haibên (áp suất thấp và hiệu ứng ly tâm giúp liệu thay đổi vịtrí) Các đo đạt tiến hành trên máy nghiền đã xác nhậnrằng vận tốc vòng trên chu vi vận tốc trục nghiền với vậntốc vỏ máy nghiền

Chương 3

THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CON LĂN

(MÁY NGHIỀN XA LUÂN)

3.1 khái niệm chung:

3.1.1.Lĩnh vực sử dụng.

Các máy nghiền con lăn được dùng để nghiền nhỏ (kíchthước hạt sản phẩm d = 3 8 mm) và nghiền bột thô (kíchthước hạt sản phẩm d = 0.2 0.5 mm); các loại vật liệukhác nhau như đất sét, đá vôi, cát

Về phương diện nghiền, máy nghiền xa luân kém hiệuquả hơn so với các loại máy nghiền khác (như máy nghiềntrục) do tiêu hao năng lượng nhiều, cấu tạo cồng kềnh vàphức tạp, chi phí lắp đặt, bão dưỡng, sửa chữa lớn Bởivậy, nó chỉ được sử dụng khi công nghệ sản xuất yêu cầuvừa nghiền vừa trộn, vừa làm chặt và vừa làm dẽo vậtliệu (ví dụ như khi nghiền trộn đất sét trong sản xuấtgốm sứ xây dựng)

3.1.2.Phân loại chung.

Các máy nghiền con lăn được phân ra theo kết cấu, công dụng và chế độ làm việc.

1.Theo kết cấu có các loại máy sau:

- Máy có mâm nghiền cố định, mâm nghiền quay tròn ;

- Máy có bộ dẫn động đặt phía trên và phía dưới mâmnghiền;

- Máy có các con lăn nghiền bằng kim loại và bằng vậtliệu phi kim loại;

- Máy có lực ép bổ sung, hoặc không

2.Theo công dụng có các loại máy nghiền xa luân sau:

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 21

Máy nghiền ướt dùng để nghiền vật liệu có độ ẩmlớn hơn 15% Ở máy nghiền ướt, mâm nghiền là cố định vàhệ dẫn động đặt dưới mâm nghiền.

- Máy nghiền khô và bán khô, dùng để nghiền vật liệu cóđộ ẩm nhỏ hơn 11%

- Máy nghiền - trộn, dùng để vừa nghiền vừa trộn vậtliệu có độ ẩm  12%

3.Theo chế độ làm việc, Máy nghiền xa luân được phân ra:

- Máy làm việc liên tục: Vật liệu nạp và lấy ra liên tục

- Máy làm việc theo chu kỳ: Vật liệu được nạp vào máy(tùy theo kích thước của máy) và nghiền khoảng 5 15 phút,sau đó lấy vật liệu ra, kêt thúc một chu trình làm việc

Thông số đặc trưng cho máy nghiền xa luân là kích thước(đường kính  chiều rộng) và khối lượng của con lănnghiền

3.2.Cấu tạo của máy nghiền con lăn.

3.2.1.Cấu tạo chung

Bộ phận công tác chính của máy gồm hai con lăn nghiền,lăn trên một mặt phẳng nào đó, khi lăn nhờ sức nặng mànghiền vật liệu nằm trên đường lăn Kích thước (đườngkính x với chiều rộng) của con lăn nghiền thường là từ 1200

x 300mm đến 1800 x 550mm ; khối lượng tương ứng thườnglà từ 2 7t, năng suất 10  28 t/h, tổn hao năng lượng xấp

Để đường lăn tổng cộng rộng, nên các khối nghiền cókhoảng cách khác nhau tính từ trục quay đứng (1) Mâm cốùđịnh (5) được ghép từ nhiều mãnh, trên các mãnh đều tạocác lỗ hình oval, kích thước lỗ phụ thuộc vào độ nghiền ( i) của máy Để vật liệu dễ thoát các lỗ được tạo rộng ra

ở phía dưới

Trục đứng (1) quay nhợ động cơ truyền qua hộp giảm tốctới cặp bánh răng nón (7) Khối nghiền lăn trên mâm vừanghiền nhỏ vừa miết vật liệu, đồng thời ép cưởng bứcvật liệu thoát qua các lỗ trên mâm nghiền Trên trục còngắng các càng có các cánh gạt dùng để nạo sạch vậtliệu dính bám ở thành bên và đáy mâm, hướng chúngchuyển động vào đường lăn của khối nghiền Vật liệuđược nghiền qua lỗ, rơi vào phểu xả liệu Kích thước cơbản của máy thường gồm chiều rộng khối nghiền b, đườngkính khối nghiền Dk và đường kính mâm Dm Có thể chọnkích thước như sau:

- Máy nghiền xa luân dùng để nghiền khô có mâm quay vàdẫn động được bố trí ở phía trên mâm Kích thước khốinghiền ( Dk x b) thường từ 600x200 mm đến 1800x450mm,khối lượng tới 7t, năng suất 0.5  10t/h, chim phí năng lượngtừ 2.2 đến 4KW.h/t sản phẩm

Đầu trên của trục (1) nhận chuyển động từ động cơqua bộ truyền đai đến hộp giảm tốc Đầu dưới trục (1)lấp moay ơ mâm Nữa trong gần tâm mâm được chế tạoliền, nữa ngoài có lỗ dạng lưới sàng (8) (hình 2.1c)

Các cánh quạt có tác dụng hướng vật liệu chưanghiền tới vùng nghiền của khối nghiền và hướng vật liệuđã nghiền tới lỗ mâm nghiền (5)

Lượng vật liệu không lọt qua mắt sàng lại đưọc các Ngoài ra, các máy nghiền xa luân có khối lượng nhỏ,lực cánh gạt hướng tới vùng nghiền Vật liệu qua đượcsàng rơi vào đĩa hứng liệu (2) để từ đó nhờ các cánh gạtđưa vào máng gom liệu.nghiền được tạo ra nhờ các lò xo,hệ thống thủy lực hay khí nén.(hình 2.1.d)

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 23

-16

65

23 7

Hình 2.1 Sơ đồ các máy nghiền con lăn thông dụng.

16

a)

b)

17

1 Trục chính ; 2 Đĩa cấp liệu; 3 Bệ mâm nghiền; 4 Thânmáy; 5 Mâm nghiền; 6 Thùng nghiền; 7.Bộ truyền bánhrăng nón; 8 Lò xo; 9.Giá đỡ cố định;

10.Giá đỡ động; 11.Pít tông - xilanh; 12.Cánh tay đòn; 13.Thànhmáy;

14.Khớp nối; 15.Bộ truyền đai; 16,17.Con lăn nghiền; 18.Trụccon lăn

3.3 thiết kế động học toàn máy

Có nhiều phương án thiết kế máy khác nhau Tùy thuộcvào cách truyền động, kết cấu của máy và các yêu cầu vềnăng suất, chất lượng sản phẩm Mà ta chọn phương ánsao cho vừa đảm bảo các yêu cầu trên đồng thời đạt tínhkinh tế cao

3.3.1.Phân tích chọn các phương án.

Theo tính chất truyền động: Ta có thể chọn truyềnđộng bằng cơ khí hoặc bằng thủy lực Ở đây, ta phân tíchchọn loại động cơ để truyền động cho trục chính Có thểtruyền động bằng động cơ điện hoặc mô tô thủy lực

-Đối với động cơ điện: Truyền động được công suấtkhá lớn , kết cấu gọn nhẹ, dễ vận hành và sửa chữa, giáthành thấp, hiệu suất truyền động

cao Tuy nhiên, đối với những máy có yêu cầu về giảm mứcđộ rung động trong quá trình làm việc, phù hợp với kếtcấu của máy phải bố trí động cơ ở độ cao khá lớn, thì việcdùng động cơ điện là không mấy hợp lý bỡi ví kết cấucồng kềnh, khoảng cách truyền động giới hạn, độ nhạy vàđộ chính xác không cao

-Đối với môtơ thũy lực : Truyền động êm, truyền đượccông suất lớn, vô cấp, kết cấu gọn nhẹ, phù hợp vớinhững máy cấn phải hạn chế độ rung động, có thể đãochiều chuyển động, khả năng tự hảm tốt, mức độ antoàn cao, dễ dàng trong việc điều khiển tự động Tuynhiên, yêu cầu về chế tạo khắc khe như về độ chính xác,kết cấu Do vậy giá thành cao Theo phân tích trên, để phùhợp với kết cấu máy, đảm bảo được tính chất truyềnđộng, đảm bảo năng suất, giảm tối đa mức độ rung độngcủa máy, tính kinh tế cao Như vậy ta chọn phương án

truyền động bằng môtơ thủy lực, hệ dẫn động bố trí ởphía trên mâm nghiền, trục chính được dẫn động từ mô tơthuỷ lực qua bộ truyền đai thang, đến hộp giảm tốctruyền trực tiếp cho trục chính.

Ơí đây mâm nghiền cố định trên thành máy, con lăn vừachuyển động cùng với trục chính, đồng thời vừa chuyểnđộng quay quanh trục của nó để vừa nghiền và miết vậtliệu Như vậy máy thiết kế có sơ đồ động như hình 3.1b)

3.3.2 Sơ đồ dộng toàn máy

1.Mô tả sơ đồ và nguyên lý hoạt động.

a Sơ đồ động toàn máy.

Hình 3.1 Sơ đồ động toàn máy.

1.Đĩa hứng liệu; 2.Bệ mâm nghiền; 3.Mâm nghiền; 4.con lăn;

hồ đo áo suất; 18.Van tràn;

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 25

5

32

11123

2420

19

1718

16

1415

7

912

19.Bơm đầu; 20.Lọc dầu; 21.Con lăn; 22.Tám giử cánh gạt;

23.ổ lăn;

24.Bể dầu; 25.Trục chính; 26.ổ lăn; 27.van tiết lưu

b Mô tả nguyên lý hoạt động.

- Dầu từ bể dầu (24) được bơm lên bởi bơm dầu (19)

qua van tiết lưu (25) đến van Solenoir (16) rồi đến Mô tơ (10)làm môtơ quay với tốc độ n = 720(v/p), truyền đến hộp giảmtốc thông qua bộ truyền đai, trên puly bị động có lắp ly hợpđiện từ nhằm đóng, ngắt chuyển động giữa bộ truyền đaivới trục chính Khi máy đang hoạt động bình thường thì lyhợp điện từ được đóng lại, khi máy ngưng hoạt động thìđồng thời ta ngắt ly hợp để tránh sự chuyển động tươngđối giữa trục chính với puly đai gây nên hiện tượng hỏngđai Mặt khác khi máy có sự cố thì không làm ảnh hưởngđến bộ truyền đaivà các bộ phận máy khác, đảm bảo antoàn cho máy khi gặp sự cố Trục ra hộp giảm tốc đượcnối trực tiếp với trục chính (25) thông qua khớp nối (6).Khối nghiền và đĩa hứng liệu (1) được lắp trên trục chínhvà chuyển động cùng tốc độ với trục chính (n = 20 v/p).Trên khối nghiền có gắn 2 con lăn nghiền vừa chuyển độngquay cùng tốc độ với trục chính, vừa chuyển động quayquanh trục của nó để vừa nghiền, vừa trộn và miết vậtliệu Vật liệu được nghiền trên mâm cố định (3), mâm nàyđược cấu tạo bởi các tấm lót hình vành khăn, trên các tấmnày có gia công các lổ nhỏ hình ôvan, phía trên nhỏ, phíadưới rộng ra để vật liệu dễ dàng thoát ra sau khi nghiềnđạt yêu cầu Tấm gạt được lắp trên trục chính thông quatấm giữ cánh gạt (22) nhằm mục đích gạt vật liệu tớivùng nghiền Phía dưới cùng là đĩa hứng liệu nhằm hứngvật liệu sau khi nghiền song và chuyển đến máng gom liệuđể đưa lên băng tải và chuyển đến máy nghiền tinh Quátrình làm việc của máy là liên tục, năng suất yêu cầu là 8 

10 tần/giờ

2.Tính công suất và năng suất máy

a.Xác định góc ôm vật liệu  :

-  là góc tạo bởi đường tiếp tuyến A -A của mặtphẳng khối nghiền tại điểm tiếp xúc giữa khối nghiền vàhạt vật liệu với mặt phẳng ngang của mâm nghiền Đểđảm bảo độ tin cậy cao khi làm việc, không vượt quá mộtgiá trị xác định

Psin  P cos + fP1

Trong đó: P- áp lực của khối nghiền tác dụng lên hạtvật liệu, hướng vuông góc với

A-A

P1 - phản lực do lực P tác dụng; f-hệ số masát giữa vât liệu và khối nghiền.

Từ điều kiện cân bằng lực của hạt vật liệu vàchiếu tất cả các thành phần lực lên trục thẳng đứng tađược:

P1 - Pcos - fPsin = 0

Psin  fP(cos + fsin) + fPcos

Chia cả hai vế cho Pcos ta nhận được biểu thức sau:

b.Tỷ số đường kính giữa hạt vật liệu d và con lănnghiền Dk :

Dựa vào hình 1.a ta có thể viết:

c.Xác định tốc độ quay của trục chính:

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ



Pfcos

Pf

P1f

Đối với các máy nghiền xa luân có mâm quay cố định, lực

ly tâm chỉ tác động lên các khối nghiền Các khối nghiềnđược bố trí với khoảng cách khác nhau tính từ tâm trụcchính, nhằm tăng năng suất Gọi R1 là khoảng cách từ tâmtrục chính tới giữa khối nghiền phía trong; R2- tương tự chokhối nghiền phía ngoài (gần thành ngoài của máy), ta cóthể chọn:

Lực ly tâm sinh ra khi các khối nghiền quay như sau:

P1 =

1

2 1 1

R

v m

Trong đó: P1 - lực ly tâm của khối nghiền phía trong;

P2 -lực ly tâm của khối nghiền phía ngoài;

m1,m2 - khối lượng của khối nghiền phía trong,phía ngoài, (kg)

v1,v2 - tốc độ chuyển động của các khối nghiền trongvà ngoài, (m/s)

R1,R2 - bán kính điểm giữa của các khối nghiền, (m)Để cân bằng các lực ly tâm ta có:

2

2 2 2 1

2 2 2

1

2 1

2 1

n R

 , nếu n1 = n2 thì m1R1 = m2R2 (*)Điều này cho ta thấy rằng khối lượng của các khốinghiền cần phải tính chọn theo công thức ( * ) để cân bằngđộng cơ trục chính của máy

d.Tính năng suất của máy:

Năng suất cúa các máy nghiền xa luân phụ thuộc vàorất nhiều yếu tố, cho đến nay chưa có công thức lý thuyếttính năng suất Tồn tại công thức thực nghiệm sau:

Đối với các máy nghiền ướt: Q = n.l.S (a+b), (m3/h)

Trong đó : n-là số vòng quay của trục chính, (v/s);

l-chiều dài của thỏi đất sét được đùn qua lỗ

ở đáy mâm, khi khối lăn qua một lược

Ở đây, theo yêu cầu của đề tài, cho với năng suất 8 10t/h

e.Tính công suất máy:

Công suât máy bao gồm: công suất tiêu hao để đẩy cáckhối nghiền lăn được N1, để khắc phục ma sát trược cáckhối nghiền N2, và thắng lực cản ma sát của các cánh nạovét N3:

Nđc=N1 N2 N3

,(KW)Trong đó: Nđc-công suất động cơ;  -hiệu suất động cơ;

-Tính N 1 :

Để các khối nghiền lăn được cần một lực đẩy là:

P = G 

Trong đó: G-lực ép của khối nghiền và mâm, (N);

Công suất N1 được tính như sau:

Trong đó: vttrb - tốc độ trược trung bình ( m/s);

f-hệ số ma sát trược giữa vật liẹu và khốinghiền

Tốc độ của ba điểm ( hình 3.2) của khối nghiền đượctính như sau:

Vx = 2 rx n; vy = 2 ry n; vz = 2 rz n

Giả thiết điểm giữa lăn không trượt Vậy hiệu tốc độcủa các điểm x,y và z xác định trị số tốc độ trượt lớnnhất

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 29

-Theo giả thiết, điểm giữa của khối nghièn lăn khôngtrượt, vậy tại các điểm biên sẽ trượt lớn nhất, giá trịtrung bình được tính như sau:

v trtb =

2 2

3.Tính bền của một số cơ cấu chính :

Trong quá trình làm việc của máy nghiền ngoài chi tiết trụcchính chịu đồng thời mô men uốn và mômen xoắn thì tay quaycủa khối nghiền cũng chịu đồng thời vừa lực quán tinh li tâm,vừa lực vòng

Sơ đồ đặt lực lên tay quay của khối nghiền.

Hình 3.2 Sơ đồ đặt lực

lên khối nghiền

Đối với máy nghiền ướt, tay

quay của khối nghiền ở phía ngoài

chịu chế độ làm việc nặng hơn tay quay thường được chếtạo theo từng đoạn, sau đó ghép lại Mối ghép đủ chặt, nêntrong tính toán coi tất cả như một chi tiết.công suất chi phí

24

Nghiền phía ngoài bao gồm công suất để đẩy các khốinghiền lăn được (N1) và công suất khắc phục sự trượtcủa khối nghiền (N2)

N = N1 + N2 , (W).Lực dẫn động khối nghiền trong mặtphẳng ngang sẽ được tính :

- Trạng thái uốn vênh xãy ra khi cạnh ngoài khốinghiền tì lên hạt vật liệu quá cứng thành phần lựcthẳng đứng tác dụng ống lót trục khối nghiền được xácđịnh theo công thức:

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

A

A

Rg

R2 = 3 , 75

225 150

225 50000







b a

a G

(KN)

-Mô men uốn của tay quay sinh ra tại mặt cắt B-B trongmặt phẳng thẳng đứng sẽ là:

-Mô men uốn tổng được tính như sau:

-Mô men cản do ma sát sinh ra trong trục khối nghiền nhỏnên có thể bỏ qua

Xác định tiết diện của trục chính tại các mặt cắt

A-A ,B-B

Dựa vào điều kiện bền:  

x

x W

M

Trục được chế tạo bằng vật liệu thép C45, nên ta có

  = 48 (N/m2)

Tại mặt cắt A-A : d 

  1 , 0

3.3.3.Thiết kế động học toàn máy.

1 Chọn sơ đồ động.

Có rất nhiều phương án chọn sơ đồ động, tuy nhiênphương án sau đây là phương án tối ưu nhất vì nó vừa phùhợp với kết cấu của máy, dễ thiết kế, chế tạo, thoả mãncác tính chất truyền động của máy thiết kế

Hình 3.3 Sơ đồ động.

1) Vỏ hộp giảm tốc ; 2) Bộ truyền đai ; 3) Trục trunggian ; 4), 5) Khớp nối 6) Môtơ thuỷ lực ; 7) Trục chínhmáy nghiền ; 8) Puly chủ động ; 9) Puly ly hợp điện từ

2 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.

+ Có thể truyền động vô cấp

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 33

-1

5 I

+ Kích thước gọn nhẹ, trọng lượng và mô men quántính nhỏ.

+ Có thể đảo chiều chuyển động, khả năng tự hảmtốt

+ Mức độ an toàn cao

+ Dễ dàng trong việc điều khiển tự động

+ Tiện lợi cho việc bố trí các cơ cấu phụ

+ Làm việc êm, dễ vận hành và sửa chữa

+ Công suất truyền động lớn, độ nhạy và độ chínhxác cao

b.Phân phối tỉ số truyền.

- Tỷ số truyền chung : ic = 36.

- Tỉ số truyền của bộ truyền đai : i = 3

- Tỉ số truyền của hộp giảm tốc : i = 12

- Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh: in =4

- Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm in

= 3

3 Mô tả sơ đồ thuỷ lực.

a.Sơ đồ nguyên lí :

Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống thuỷ lực

1 van tràn ; 2 Van tiết lưu ; 3 Mô tơ ; 4 Đồng hồ đo ápsuất dầu trước khi vào mô tơ ; 5 Trục trung gian ; 6.Bộ truyền đai ; 7 Đồng hồ đo áp suất dầu trước khivào van tiết lưu ; 8 Bể chứa dầu ; 9 Bơm dầu ; 1 0

Nối trục ; 11 Bộ lọc dầu.

b.Mô tả sơ đồ

1) Van tràn: Có tác dụng giử cho áp suất chất lỏng

trong hệ thống không đổi

( hay còn gọi là van áp lực)

- Thông số kỹ thuật của van : Sự thay đổi áp suất Pvà lưu lượng dầu sau khi ra khỏi van Q2 = Q - Q1 ; Trong đó :

- Q : lưu lượng chất lỏng cung cấp từnguồn

- Q1 : lưu lượng làm việc của hệ

thống

2) Van tiết lưu : Có tác dụng nhằm tạo ra sức cản cục

bộ, được đặt trên đường chảy của chất lỏng để điềuchỉnh lưu lượng, giảm áp suất Như vậy sức cản trong vanphải lớn hơn sức cản đường ống

- Thông số kỹ thuật của van :

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

6

+ Q : Lưu lượng qua van (m3/s).

+P : Độ chênh lệch áp suất của chất lỏng trước vàsau khi ra khỏi van

+ F : Diện tích mặt cắt thông lỗ

Ta chọn van tiết lưu kiểu  77-14 có : Q = 1  70(l/ph),

+ P = 3  3,5 kg/cm2 ; F = 64mm2 - diện tích lớn nhấtmặt cắt thông ; Hệ số sức cản bằng 1,85  1,9

3.Van Solenoir : Có tác dụng thay đỗi chiều quay của

động cơ thuỷ lực và được điều khiển bằng nam châmđiện, van có kết cấu 4 cửa 3 vị trí

4 Bơm và động cơ thuỷ lực.

- Bơm và động cơ thuỷ lực động cơ thuỷ lực là hai phầntử có chức năng khác nhau Bơm là phần tử tạo ra nănglượng, còn động cơ là phần tử tiêu thụ năng lượng này.Tuy thế kết cấu và phượng phap tính toán bơm và động cơcùng loại giống nhau

- Bơm là một trong những phần tử quan trọng nhất củahệ truyền động thuỷ lực, những thông số cơ bản của bơmlà lưu lượng và áp suất

- Lưu lượng của bơm về lý thuyết không phụ vào ápsuất (trừ bơm ly tâm ) mà chỉ phụ thuộc vào kích thướchình học và vận tốc quay của nó Nhưng trong thực tế dosự rò rỉ qua khe hở giữa khoang hút và khoang đẩy, giữakhoang đẫy với bên ngoài nên lưu lượng thực tế của bơmnhỏ hơn lý thuyết và giảm dần khi áp suất tăng

- Một yếu tố khác gây mất lưu lượng là hiện tượnghổng Hiện tượng này thường xuất hiện trong trường hợpống hút quá nhỏ hoặc dầu có độ nhớt cao Độ hổng cophép không quá 1  2%, vì ở mức cao hơn bơm làm việc không

êm, có tiếng rít và rung động mạnh Nguyên nhân gây nênhiện tượng hổng trước hết do vận tốc quay quáï lớn ;mặt cắt của ống hút quá nhỏ Trong thực tế vận tốc quaycủa bơm thường nhỏ hơn 4000v/h.p và vận tốc dòng chảyđường vào không được quá 1  1,5 m/s Đối với dầu có độnhớt động  = 10  100 cSt, vận tốc dòng chảy có thể đạttới 1,5  2,0 m/s trong ống hút và 5  8m/s trong ống đẩy

- Khi bộ lọc trên đường hút bị bẩn, cùng với sự tăngsức cản dòng chảy của bộ lọc, lưu lượng của bơm giảmdần, bơm làm việc ngày một ồn và cuối cùng tắc hẳn Bởivậy khi thiết kế cần lưu ý là sao để ống hút to, ngắn vàthẳng

- Sự mất mát do lưu lượng do khe hở và hiện tượnghổng được đặc trưng bằng hệ số có ích thể tích lv =Q Q T ,

- Q : Lưu lượng lý thuyết l/ph.

Công suất do bơm cung cấp được tính bằng tích của lưulượng thực tế QT và áp suất P, kG/cm2

N =612Q T.P

, kW

 : Hệ số có ích của bơm

Ngoài những nguyên nhân trên, độ nhớt và nhiệt độ củadầu có ảnh hưởng lớn đến chế độ làm việc của bơm.Thông thường bơm có vận tốc quay thấp và áp suất cao nêndùng chất lỏng có dộ nhớt cao Bơm có vận tốc quay lớn vàáp suất thấp nên dùng chất lỏng có độ nhớt thấp

Mô tả quá trình làm việc :

Dầu được bơm lên từ bể dầu (8) qua động cơ thuỷ lực(9) đến van tiết lưu (2) sau đó đến van Solenoir (3) rồi vàomôtơ thuỷ lực (4) làm cho môtơ quay với tốc độ yêu cầu,thông qua khớp nối (10) và bộ truyền bánh đai truyền đếnhộp giảm tốc, từ đó ta truyền đến trục chính với tốc độnhư mong muốn Ngoài ra còn có các thành phần phụ nhưvan tràn (1) có tác dụng đưa lượng dầu thừa về bể dầuvà giử cho áp suất chất lỏng trong hệ thống không đổi ,đồng hồ đo áp suất dầu sau khi được bơm lên khỏi bể vàtrước khi vào môtơ thuỷ lực

c.Tính toán hệ truyền động thuỷ lực:

- Ta có công thức liên hệ như sau:

Dm.P = Mx.

+ Trong đó : Dm - Hệ số kết cấu của bơm (cm3/rad)

P - Aïp suất làm việc của bơm (at), ta chọn P =25(at)

Mx - Mô men xoắn mà động cơ cần truyền,

Mx = 0 33 ( )

36 75

25

m KN

60 10 25 1000

Ta chọn động cơ điện có công suất : N = 5(KW)

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 37

-4 Thiết kế bộ truyền đai.

Theo lập luận và chọn bộ truyền đai cho máy thiết kếlà bộ truyền đai hình thang

Để có một bộ truyền đai tối ưu ta thiết kế hai phươngán bằng cách chọn loại đai, xác định chiều dài đai, xác địnhkhoảng các trục, định kích thước bánh đai

Xác định lực tác dụng

Đai hình thang chia làm 7 loại, theo kích thước từ nhỏ đếnlớn : O, A , , B , , E với kích thước tiết diện đai, chiều dàiđai đã được tiêu chuẩn hóa

- Sơ đồ tiết diện đai hình thang :

Theo công suất truyền ta chọn hai loại đai và có kích thướctiết diện như sau :

Bảng 3.1.

cắt ngang của đai

D1B = 200(mm)

D1 = 600(mm) Kiểm nghiệm vận tốc của đai theo điều kiện sau đậy :

Loại đai  Loại đai B

) s / m ( 35 30 ( V 1000 60

n D

V  1 1  max 

Ta có :

1000 60

720 600 14 , 3

s m

 Vmax = (3035) (m/s)

1000 60

720 200 14 , 3

 (m/s) Vmax = (3035) (m/s) Vậy ta chọn đai loại B

Đường kính bánh đai lớn được tính theo công thức

D2 = iđ D1 (1 -  ) Trong đó

n2/ của bánh bị dẩn trong 1 phút theo công thức (5 - 8 - VI)

% 100 300

24 282 290

% 100

2

/ 2 2

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 39

-n = 2% < 5%

Vậy việc chọn đường kính đai là hợp lý

Khoảng cách trục A là một yếu tố quan trọng của bộtruyền đai và phải thỏa mãn điều kiện 5 - 19 - VI

Kiểm nghiệm khoảng cách trục A theo điều kiện (*)

hay 385 550 1400 là đúng

Vậy điều kiện được thỏa mãn

A 4

) D D ( ) D D ( 2 A 2 L

2 1 2 1

) 200 500 ( ) 200 500 ( 2

14 ,

) s / m ( 10 U

16

 < Umax = 10(m/s) Vậy chiều dài đai chọn được thõa mãn

* Khoảng cách trục A được tính chính xác theo chiều dàiđai dựa vào công thức 5 - 2 TKTCM :

) D D ( 8 ) D D ( L 2 ) D D ( L 2 A

2 1 2 2

1 2 1

200 500 ( 14 , 3 3100 2 [ ) 200 500 ( 14 , 3 3100

F C C C ] P σ [ V

N 1000 Z

V t

[P]0 Ứng suất có ích cho phép (N/mm2)

Ct Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng

C Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm

CV Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc

N Công suất truuyền (KW)

N = 25(KW)

F = 230(mm2)

V = 20(m/s) Vậy ta có :

230 03 1 97 , 0 7 , 0 51 , 1 15

25 1000



Chọn :

Z = 7(đai) Số đai Z không nên lấy quá 8 đai vì càng nhiều đai thì tảitrọng phân bố cho mới đai càng không đề do đó dể gây ratrượt một số đai

Vật liệu làm bánh đai là gang đúc

H0 = 6 ; e = 21 ; t =26 ; s = 17 ; R = 10 (đơn vị là mm).Các kích thước khác tính theo công thức

Chiều rộng đai :

Thiết kế máy nghiền con lăn SVTH : Hồ Công Tuệ

Trang- 41