ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN ĐẬP ĐÁ

Đập và nghiền là một khâu quan trọng trong các xưởng tuyểnkhoáng, trong các ngành công nghiệp hoá chất, vật liệu xây dựng,… Đa số nguyên liệu sử dụng trong công nghiệp silicat đều là các

LỜI NÓI ĐẦU

Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa nước ta hiện nay Cũng nhưmọi ngành công nghiệp khác, công nghiệp vật liệu xây dựng là ngành quan trọngtrong 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 Do vậy việc cung cấp vật liệu như đá, xi măng,sắt thép là cần thiết và đòi hỏi với số lượng lớn Đi đôi với nguyên vật liệu là cácthiết bị máy móc tạo ra chúng mà chúng ta đang cần rất nhiều Với em, một sinhviên sắp ra trường được giao thiết kế Máy nghiền đập má, là một loại máy nghiềntrong dây chuyền sản xuất đá dùng cho xây dựng, làm đồ án tốt nghiệp

Sau thời gian hơn 3 tháng làm đề tài tốt nghiệp nay em đã hoàn thành nhiệm

vụ của mình Trong quá trình thiết kế em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy LêCung cùng các thầy cô trong khoa Cơ khí và khoa Sư phạm kỹ thuật đã tận tìnhgiúp đỡ, tạo điều kiện cho em, cộng với sự nỗ lực của bản thân, tìm hiểu học hỏithực tế và các bạn cùng khoá, đề tài tốt nghiệp của em đã hoàn thành đúng thời gianquy định

Do trình độ và thời gian có hạn, kiến thức kinh nghiệm thực tế còn ít, tài liệutham khảo thiếu thốn, do đó trong đề tài không tránh khỏi những sai sót, kính mongquý thầy cô góp ý và giúp đỡ

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Cung cùng các thầy cô giáo vàcác bạn bè đã giúp đỡ em

Đà nẵng, ngày tháng 05 năm 2006

Sinh viên thiết kế

Hoàng Văn Ngân

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU ĐÁ VÀ QUÁ TRÌNH KHAI THÁC ĐÁ1.1 Giới thiệu về vật liệu đá và đá dăm dùng trong sản xuất các cấu kiện

bê tông và làm đường sá.

Đá hay còn gọi là nguyên liệu khoáng sản thể rắn Khái niệm đá như sau: tất

cả các vật rắn tồn tại trong thiên nhiên có nguồn gốc về cơ bản đều là khoáng vật.Khoáng vật là những phần tử vật rắn mà trong đó chứa các nguyên tố cùng loại Cóđến hàng trăm loại khoáng vật có số lượng đáng kể tham gia vào cấu tạo của vỏ Tráiđất Các khoáng vật không tồn tại một cách riêng rẽ trong thiên nhiên mà hình thànhnhững tập hợp lớn bao gồm nhiều khoáng vật, chúng xuất hiện ở những địa điểmkhác nhau và được tạo thành trong những niên đại khác nhau Những tập hợpkhoáng vật như vậy gọi là đá

Đá là loại vật liệu rất quan trọng trong ngành xây dựng, chúng được dùnglàm chất độn trong bê tông (xây dựng mố cầu, đập nước, rải mặt đường, làm đườngôtô, đường sắt) Đá cũng là nguyên liệu cơ bản để sản xuất xi măng, vôi và các chấtkết dính khác Trong xây dựng đá còn là loại vật liệu trang trí rất quan trọng

Thành phần chủ yếu nhất trong đá là thạch anh, các khoáng vật quặng,cácbonnat, các khoáng vật sét, các haloit, fenspat, pirôxen và ôlivin Thành phầnhoá học, thành phần khoáng vật và cấu tạo quyết định tính chất vật lý của đá, đượcdùng làm cơ sở cho việc ứng dụng vào thực tế Các tính chất của đá còn phụ thuộcvào trạng thái cơ học của chúng như mức độ phong hoá, độ nứt nẻ, độ tách chẻ, tínhcát khai

Trong số các khoáng vật tạo đá thì thạch anh có độ bền cao nhất Giới hạnbền nén của thạch anh vượt quá 5000kG/cm2, của fenspat, pirôxen, ogit, đá sừng,olivin và các khoáng vật manhe sắt khác là 2000 ÷ 5000kG/cm2, canxit khoảng100kG/cm2, giới hạn bền nén của quazit và nêfrit hạt nhỏ đạt giá trị cao nhất đến

5000 ÷ 6000kG/cm2, granit hạt nhỏ cũng có độ bền khá lớn 3500kG/cm2 và nhỏ hơnmột ít là đá gabrô, điabazơ và granit hạt thô Đá thuộc poocfia thạch anh vàpoocfiarit có độ bền nén cao (500 ÷ 2400kG/cm2) Nhưng có nhược điểm là bề mặt

vỡ rất trơn, không đảm bảo độ dính kết cao giữa đá dăm và vữa ximăng

Bảng độ bền nén của các loại đá macma, kG/cm2

Bảng 1.1

Granit

Sienit GabrôFoofia quazit

BazanDiabazơ

Diorit

12701859679105510292942924240061219401119127110402300

119517885758968012836

6171558111812719001700Hiện nay, trong các loại đá thì đá trầm tích, đá vôi và đá đôlômit được sửdụng phổ biến trong xây dựng

Đá vôi được tạo thành chủ yếu từ canxi (CaCO3) trong đó có cả tạp chấtđôlômit, có cỡ hạt dạng cát và sét Khi các tạp chất đôlômit tăng lên từ 5 ÷ 25% gọi

là đá vôi đôlômit; khi tăng lên đến 25 ÷ 50% thì gọi là đá vôi đôlômit hóa

Đá đôlômit [CaMg(CO3)2] là loại đá cacbônat trầm tích chứa hơn 90%đôlômit Khi trong đá có từ 50 ÷ 90% đôlômit thì gọi là đôlômit vôi, còn khi tỷ lệđôlômit thấp hơn thì gọi là đá vôi đôlômit hóa

Các khoáng vật chủ yếu để tạo thành các loại đá trầm tích là canxit vàđôlômit Canxit thuộc loại khoáng vật phổ biến nhất

Các loại đá cacbonat có đặc tính là không đồng nhất về tính cơ lý Độ bềnnén ở trạng thái khô là 550 ÷ 2800 kG/cm2,ở trạng thái no nước là 500 ÷ 1700kG/cm2

Trong đá trầm tích, phấn sa là loại đá được tạo thành từ những hạt cát kết tủa0,1÷ 1mm Độ bền nén trung bình ở trạng thái khô là 580kG/cm2 Ở trạng thái nonước là 573kG/cm2 - Ta có các bảng

Độ bền nén của các loại đá trầm tích và biến chất

Bảng 1.2Loại đá Trạng thái khô Trạng thái no nước

Sa thạch, thạch anh

Phần saĐôlomit

Đá vôiGoncugranit

Diệp thạch

980206925013001062776942390104820321480

749176010012001282560791900109120011472

Độ bền nén của một số loại đá ở Việt Nam kG/cm2 (giá trị trung bình)

Bảng1.3

Loại đá Trạng thái khô Trạng thái no nước

Đá vôi

Sa thạchGranitPhần saDiệp thạch

626692732310230

53055066594

Yêu cầu kỹ thuật đối với các loại vật liệu làm bằng đá được đề ra rất chặtchẽ Vật liệu bằng đá được sử dụng trong nhiều ngành, đặc biệt là trong xây dựng

cơ bản Đó là loại vật liệu quan trọng được sử dụng trong hầu hết các công trìnhgiao thông, thủy lợi, xây dựng công nghiệp và dân dụng Đối với các loại đá xâydựng có hai yêu cầu cơ bản là cỡ hạt và chất lượng

Về cỡ hạt - Trong ngành xây dựng đá được chia ra hai loại chủ yếu là đá hộc

và đá dăm (kể cả cát nhân tạo)

+ Đá hộc, theo quy phạm kỹ thuật đó là loại đá cục lớn có kích thước lớn hơn150mm dùng để xây trụ cầu, mố cầu, tường chắn, xếp cống vòm, lát đường ngầm,xây đê đập

Trong giao thông còn sử dụng đá có kích thước trung gian giữa đá hộc và đádăm cỡ lớn, gọi là đá ba Đá ba có ba cỡ hạt 10 ÷ 15; 15 ÷ 18 và 16 ÷ 20mm Nódùng làm móng mặt đường, xếp rãnh, lát mặt trên đường ngầm

+ Đá dăm có nhiều cỡ với kích thước khác nhau rất nhiều và thường đượcdùng để đổ bê tông, cấp phối bê tông Nó gồm 4 loại chính có kích thước 5 ÷150mm như sau:

Loại nhỏ có kích thước: 5 ÷ 10 và 10 ÷ 20mm

Loại đặc biệt có kích thước: 70 ÷ 150mm

Ngoài các cỡ trên đôi khi còn dùng đá dăm cỡ 3 ÷ 10mm thay cho cỡ510mm

Đối với bê tông cho các công trình lớn đôi khi dùng đá cấp phối đến 250mm Trong xây dựng đường ôtô còn có quy định riêng về đá dăm rải mặt đường.Loại mặt đường đá dăm thông thường gồm các cỡ đá: 40 ÷ 70, 50 ÷ 80, 60 ÷ 90mm

Đá dăm có kích thước mở rộng gồm 2 loại: 25 ÷ 60mm và 40 ÷ 80mm Đá dăm nhỏgồm các cỡ: 15 ÷ 25 hoặc 10 ÷ 30mm Đá cỡ 15 ÷ 40 hoặc 20 ÷ 40mm Đá dăm cókích thước: 5 ÷ 15, 5 ÷ 10 hoặc 5 ÷ 20mm còn được gọi là đá mạt

Về chất lượng - Độ chống đập của đá có ý nghĩa lớn đối với đá dăm dùnglàm chất đệm (ba lát) của đường sắt Tùy thuộc vào độ bền của đá mà chia ra 4 loại

Loại có độ bền chịu đập từ 30 ÷ 39, loại từ 40 ÷ 49, loại từ 50 ÷ 74 và loại từ

75 trở lên Đá dùng làm balat của đường sắt thường có độ bền chịu đập từ 50 ÷ 70

Độ chịu mòn là tính chất quan trọng của các loại đá dùng để rãi đường ôtô

Đá dùng để rãi đường ôtô, nhất là đường cấp cao cần có độ chịu mòn cao

1.2 Giới thiệu về quá trình và thiết bị khai thác, gia công vật liệu đá và

Trung bình mỗi kilômét đường ôtô cần từ 1500 đến 3000 m3 đá các loại.Tính ra vật liệu đá chiếm tới 50 ÷ 60% tổng giá thành xây dựng đường

Tốc độ thi công và chất lượng công trình phụ thuộc nhiều vào khả năng cungcấp vật liệu và chất lượng vật liệu Vì vậy, tổ chức sản xuất ở các mỏ đá tốt và giacông đá theo các quy cách cần thiết là góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công và chấtlượng công trình

Đá sau khi khai thác ở các mỏ, trước khi sử dụng vào các công trình, cầnphải tiến hành gia công theo 3 bước sau:

- Đập đá (nghiền đá): làm cho đá nhỏ theo các kích thước

- Sàng đá: phân loại kích cỡ đá

- Rửa đá: làm sạch đất cát và các tạp chất khác

Việc gia công đá rất vất vả và nặng nhọc, nếu chỉ dùng sức người và dùngcác công cụ thủ công để làm thì năng suất rất thấp và khối lượng không được là bao.Cho nên việc cơ giới hóa công tác làm đá ngày càng được áp dụng rộng rãi, chiếm

tỷ lệ ngày càng lớn trong toàn bộ công tác làm đá

Máy làm đá là danh từ chung chỉ các loại máy phục vụ việc nghiền, sàng vàsửa đá theo kích cỡ và không lẫn tạp chất

Để thuận tiện trong sử dụng, người ta chế tạo ra máy nghiền sàng ly hợp làm

cả 2 chức năng: nghiền và sàng

Sơ đồ công nghệ khai thác đá được biểu diễn như sau:

Máy cạp (1) dùng để đào bỏ lớp đất trên của mỏ đá Máy khoan (2) khoancác lỗ sâu vào lớp đất để đặt chất nổ bắn đá ra Máy xúc (3) dùng để bốc đá vào ôtôvận chuyển (4) Các ôtô này dùng để chở đá đến phân xưởng gia công đá khối hayđưa ra bãi gia công đá dăm Để phân loại đá theo kích thước nhất định người ta sửdụng các máy sàng đá (10) và (15) Trong sơ đồ này máy nghiền đá (8) được sửdụng trong bước nghiền sơ bộ và trước khi đá đến máy nghiền này từ ôtô (4) thì đáđược đổ vào phểu chứa liệu Sau đó đến bộ phận sàng sơ bộ (5), ở đây các loại cát,

đất còn dính lại và đá nhỏ từ 0-5mm được tách ra Còn toàn bộ đá, đa số là đá lớn,khai thác được đưa vào máy nghiền má (8) Sau khi ra khỏi máy nghiền má thì đálúc này có kích thước đa dạng từ 5-90mm Các đá này được truyền bằng băng tải (9)đến máy sàng rung (10) Máy sàng rung (10) có nhiều loại lưới phân cấp đá từ 5-20mm, 20-75mm và lớn hơn 75mm Đá từ 5-20mm được băng tải (14) đưa ra bãichứa Những đá có kích thước lớn hơn 75mm lại được băng tải (11) đưa đến máynghiền má thứ cấp (12) Sau khi qua máy nghiền má (12) thì đá có kích thước phầnlớn nhỏ hơn 60mm và lại được băng tải (13) đưa đến máy sàng rung (15) Máy sàngrung (15) có nhiều loại lưới phân cấp đá từ 5-20mm, 20-40m và 40-60mm Những

đá có kích thước lớn hơn 60mm lại được băng tải (17) đưa đến máy nghiền côn(19) Sau khi qua máy nghiền côn thì đá được nghiền nhỏ và đưa trở lại máy sàng(15) Đá phân loại xong sẽ được các băng tải (22) và (23) đưa vào kho chứa (24).Sau đó các ôtô đưa đi theo công việc của mình

1816

12

1513

11

10

9

87

6

5

43

21

24

19

2223

14

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA

QUÁ TRÌNH ĐẬP NGHIỀN2.1 Mục đích và ý nghĩa của đập nghiền

Đập và nghiền là quá trình công nghệ làm giảm kích thước của vật liệukhoáng sản Quá trình này dùng tác dụng của ngoại lực để phá vỡ những cục vậtliệu lớn thành những cục và hạt nhỏ Ngoại lực có tác dụng phá vỡ những lực liênkết bên trong cục vật liệu làm cho nó rạn nứt và vỡ nhỏ ra

Về nguyên lý đập và nghiền không khác nhau nhưng người ta qui ước đập làquá trình cho ra sản phẩm có độ hạt lớn hơn 5mm và nghiền là quá trình tạo ra sảnphẩm nhỏ hơn 5mm Đập và nghiền là một khâu quan trọng trong các xưởng tuyểnkhoáng, trong các ngành công nghiệp hoá chất, vật liệu xây dựng,…

Đa số nguyên liệu sử dụng trong công nghiệp silicat đều là các loại đất đá,nham thạch nằm trên vỏ trái đất và có thể khai thác theo phương pháp lộ thiên Ví

dụ như:

- Công nghiệp thuỷ tinh cần cát, đá vôi, đôlômit, trường thạch

- Công nghiệp gốm sứ cần đất sét, cao lanh trường thạch, thạch anh, thạch cao

- Công nghiệp vật liệu chịu lửa cần đất sét chịu lửa, quặng manhêzit, quắczit,cromit

- Công nghiệp các chất kết dính cần đá vôi, đất sét, thạch cao

Sau khi khai thác nguyên liệu được chở về các nhà máy silicat, đôi khi ở dạng cụclớn tới 1500 ÷ 2000 mm Để sử dụng được, ta phải đập và nghiền các nguyên liệu

đó Trong quá trình đập nghiền, dưới tác dụng của ngoại lực hạt vật liệu bị phá vỡthành nhiều hạt nhỏ hơn (làm tăng diện tích bề mặt riêng) tạo điều kiện dễ dànghoàn thành các quá trình hoá lý xảy ra tiếp sau đó, nhất là các phản ứng pha rắn

Có trường hợp nguyên liệu khoáng sản bao gồm các khoáng vật có tính chất

cơ lí khác nhau Sau khi đập và nghiền những khoáng vật cứng và bền hơn sẽ ít bị

vỡ sẽ là cục lớn hơn, các khoáng vật mềm và giòn sẽ bị vỡ vụn nhiều hơn sẽ lànhững hạt tương đối nhỏ Nếu sau khi đập đem sàng thì có thể tách riêng được cáckhoáng vật đó ra khỏi nhau Trong trường hợp này đập - nghiền - sàng có tác dụngnhư quá trình tuyển

Đập và nghiền không chỉ dùng trong quá trình khai thác đá, ở các xưởngtuyển khoáng Ở các nhà máy nhiệt điện phải đập và nghiền than để sản xuất nhiênliệu ở dạng bụi Ở nhà máy luyện cốc phải đập và nghiền than trước khi nạp thanvào lò luyện Ở nhà máy luyện kim phải đập đá vôi và đôlômit để làm trợ dung.Trong ngành vật liệu xây dựng phải đập đá hộc, đá tảng thành đá dăm Đập vànghiền đá vôi để sản xuất ximăng Trong công nghiệp hoá chất phải đập quặngsecpentin và apatit trước khi nạp vào lò cao và phải nghiền mịn bán thành phẩmphân lân nung chảy; phải nghiền fenpat (trường thạch), mica, inmenhit và các

nguyên liệu khoáng sản khác để phối liệu làm vỏ que hàn điện, phải đập nghiềnquặng mangan để làm pin Trong các trường hợp này, sản phẩm đập nghiền đượcdùng ngay nên quá trình đập và nghiền có ý nghĩa riêng và việc quy định độ hạt củasản phẩm phải căn cứ vào yêu cầu kỹ thật của các quá trình công nghệ tiếp theo.

2.2 Các tính chất cơ bản của vật liệu nghiền.

Khi sử dụng máy nghiền, cần quan tâm đến các tính chất sau đây của vật liệunghiền: Độ bền, độ giòn và tính mài mòn của vật liệu

2.2.1 Độ bền

Độ bền của vật liệu đặc trưng cho khả năng chống phá huỷ của chúng dướitác dụng của ngoại lực Độ bền được đặc trưng bởi giới hạn bền nén (σn) và giới hạnbền kéo (σk)

F: tiết diện chịu kéo hoặc nén (m2)

Đối với đá, giới hạn bền nén lớn hơn giới hạn bền kéo, do vậy các máynghiền đá thường được chế tạo dùng lực nén, ép vỡ

Tuỳ thuộc vào độ bền σn người ta phân đá thành các loại sau:

vỡ vật liệu, người ta phân đá thành các loại sau:

G1 ,G2 , G3 -khối lượng của đá gia công.

2.3 Đặc tính của quá trình nghiền.

Quá trình nghiền có các đặc tính được thể hiện qua mức độ nghiền, độ lớncủa hạt và thành phần hạt của vật liệu nghiền

+ Theo trung bình bình phương : d = b2 c2

P = 0,02.d2 + 0,5.d (kg) (2.3)d: Kích thước lớn nhất của hạt (mm)

2.3.3 Mức độ nghiền

Tỷ số giữa kích thước của cục vật liệu trước khi đập với kích thước của hạtsản phẩm gọi là mức độ nghiền (mức đập), ký hiệu là i Mức đập là một chỉ tiêu đặctrưng cho chất lượng của quá trình, nó chỉ rõ sau khi đập cục vật liệu đã nhỏ đi mấylần Mức đập có liên quan đến năng suất và công suất máy.

Có thể xác định mức đập nghiền theo một trong các công thức sau đây:Trước hết mức đập được xác định bằng tỷ số kích thước cục hay hạt lớn nhấttrước và sau khi đập

i = max

max

Dd Trong đó:

Dmax:đường kính cục lớn nhất trong vật liệu trước khi đập hoặc nghiền(mm)

dmax: đường kính cục lớn nhất của sản phẩm sau khi đập hoặc nghiền (mm) Trong thực tế đường kính của cục lớn nhất trong vật liệu lấy bằng kíchthước lỗ lưới vuông mà toàn bộ vật liệu lọt qua được Vì vậy mức đập có thể lấybằng tỷ số kích thước của lỗ lưới mà toàn bộ sản phẩm có thể lọt qua khi sàng vậtliệu trước và sau khi đập Khi sàng phải dùng lưới có dạng lỗ như nhau vì nó ảnhhưởng đến kết quả sàng Khi dùng lưới sàng có hình dạng lỗ khác nhau (ví dụ trướckhi đập dùng sàng chấn song, sau khi đập dùng sàng đan lỗ vuông) thì phải tínhmức đập theo công thức:

i = f.LdTrong đó:

L: chiều rộng khe lưới chấn song vừa đủ để toàn bộ vật liệu trước khi đập

Nếu không tiến hành sàng vật liệu trước và sau khi đập thì có thể tính mứcđập theo công thức:

i = 0,85.B

b Trong đó:

B, b: chiều rộng miệng cấp liệu và tháo liệu của máy đập (mm)

Trị số 0,85.B là chiều rộng có hiệu quả của miệng cấp khoáng ở máy đập.Đối với máy đập nón để đập vừa và đập nhỏ, b lấy bằng chiều rộng vùng song song,còn đối với máy đập khác thì lấy bằng chiều rộng nhất của miệng tháo liệu

Mức đập tính theo các công thức trên không đủ đặc trưng cho quá trình đập

và nghiền Nhiều trường hợp các sản phẩm đập có đường kính cục lớn nhất là bằng

nhau, nhưng có đường kính đặc tính độ hạt khác nhau (ví dụ một đường cong lồi vàmột đường cong lõm) Do đó, muốn xác định mức đập một cách chính xác phải tínhtheo đường kính trung bình để nó phản ánh được ảnh hưởng của thành phần độ hạtcủa cả khối vật liệu:

i = tb

tb

Dd Trong đó:

Dtb, dtb: đường kính trung bình của vật liệu trước khi đập và sản phẩm (mm).Đôi khi mức đập còn tính theo công thức sau:

i = t

t

DdTrong đó:

Dt : kích thước lỗ lưới mà t% vật liệu trước khi đập có thể lọt qua (mm)

dt : kích thước lỗ lưới mà t% sản phẩm có thể lọt qua (mm)

Đối với quá trình đập lấy t = 80% còn quá trình nghiền lấy t = 95% Kinhnghiệm cho thấy những cục lớn chiếm tỷ lệ không cao (nhỏ hơn 20% đối với sảnphẩm đập và nhỏ hơn 5% đối với sản phẩm nghiền) nên không đại diện cho độ hạtcủa vật liệu

Tuỳ thuộc vào số liệu cần thu được có thể tính mức đập theo một trong nămcông thức kể trên

Trong một máy nghiền không thể nhận được mức độ nghiền lớn, vì vậyngười ta thường đặt các máy nghiền làm việc nối tiếp nhau Như vậy mỗi máy sẽthực hiện một giai đoạn của quá trình nghiền Máy nghiền có thể làm việc theo chutrình kín hay hở, trong chu trình hở vật liệu đi qua máy nghiền một lần Khi đótrong sản phẩm cuối cùng luôn có các mẫu vật liệu quá kích thước đã chọn Trongchu trình kín sản phẩm cuối cùng được phân loại và các mẫu có kích thước lớnđược đưa trở lại máy nghiền

Tuỳ theo độ hạt của vật liệu đầu Dmax và của sản phẩm cuối cùng dmax người

ta chia ra các giai đoạn đập và nghiền như ở bảng sau

Năng lượng cần để nghiền vỡ đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố: kích thước,hình dạng hạt, sự phân bố xếp đặt của hạt, độ bền, độ giòn, sự đồng nhất của đá, độ

ẩm, hình dạng và trạng thái bề mặt làm việc của máy nghiền Do vậy việc xác lậpquan hệ giữa năng lượng để nghiền và các tính chất cơ lý của vật liệu nghiền rất khókhăn

Hiện nay tồn tại ba giả thuyết được coi là các định luật nghiền

2.4.1 Định luật nghiền thứ nhất (Định luật mặt phẳng)

Định luật này do giáo sư P.Rittingger nêu ra năm 1867, được phát biểu nhưsau: "Công tiêu hao để nghiền vật liệu tỉ lệ với diện tích bề mặt mới tạo ra trong quátrình nghiền"

K : hệ số tỷ lệ

F : số lượng diện tích bề mặt gia tăng

Giả thiết viên đá đem nghiền là khối lập phương có cạnh bằng 1 và nănglượng (công) cần để tách vỡ nó theo một mặt là A Vậy khi nghiền viên đá đó vớimức độ nghiền i = 2, nghĩa là viên đá sản phẩm có các cạnh bằng 1/2 viên đá banđầu Cần phải dùng 3 mặt phẳng tách vỡ

Hình 2.2 Sơ đồ minh hoạ quá trình nghiền theo định luật mặt phẳng

Do vậy số công tiêu hao là 3A, số đá thu được là 23 = 8

Tương tự: nếu mức độ nghiền là i = 3, cần 6 mặt tách và số công tiêu hao là 6A, số viên đá thu được là 33 = 27

Tổng quát, nếu mức độ nghiền i = in cần 3(in-1) mặt tách vỡ, trị số côngnghiền sẽ là An = 3A(in-1) Cũng vậy nếu i = im, công nghiền sẽ là Am = 3A(im-1)

2 2

Nếu nghiền Q kg viên đá hay Q/γ m3 (γ=kg/m3 là khối lượng thể tích) và coi

kích thước trung bình của các viên đá là Dtk thì số viên đá đem nghiền sẽ là 3

tk

Q.D



(2.11)

Ở đây: KR =K.6

Trong công thức trên có nhiều thông số phản ánh quá trình nghiền, song khó xác định hệ số KR nên ý nghĩa thực tế của công thức bị giảm thấp

2.4.2 Định luật nghiền thứ hai - Định luật thể tích

Định luật này được đưa ra từ năm 1885 do các giáo sư Ph.kich vàV.L.Kiapichep Dựa trên các công thức của lý thuyết đàn hồi, ta có các công thức sau:

S P

Công để nghiền một viên đá hình lập phương mà cạnh có kích thước D là:

Nếu giả thiết rằng mức độ nghiền i = Qtk/dtk đạt được sau n giai đoạn nghiền

mà trong mỗi giai đoạn nghiền đó mức độ nghiền đều như nhau và bằng r thì i = rn

Công của mỗi giai đoạn nghiền đó đều như nhau và có giá trị:

A1 = K3.Q ; A2 = K3.Q; An = K3.Q

Năng lượng nghiền phải là tổng hợp của hai năng lượng: năng lượng để biếndạng và để tạo thành bề mặt mới Khi đó công nghiền đá được biểu thị bằng côngthức sau:

Trong đó:

K, : các hệ số tỷ lệ

V : thể tích bị biến dạng

F : bề mặt mới được tạo ra

Do thiếu các hệ số tỷ lệ cho các trường hợp cụ thể nên công thức trên khôngđược sử dụng rộng rãi

.QD







(2.19)Trong đó n là chỉ số