Thiết kế máy đập hàm chuyển động phức tạp (thuyết minh+bản vẽ)

PHẠM VI ỨNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI CỦA MÁY ĐẬP HÀM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP CÁC CHI TIẾT MÁY CHÍNH TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP: Tính góc kẹp α, Tính số vòng quay hợp lý của trục lệch tâm, Tính năng suất của máy đập hàm...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

BỘ MÔN SILICAT

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

BÁO CÁO QUÁ TRÌNH CƠ SỞ VÀ THIẾT BỊ

SILICAT

MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG

PHỨC TẠP Giảng viên: Lê Tấn Vang

Nhóm: 2

Nguyễn Ngọc Minh Phương MSSV: V0701875

QUÁ TRÌNH CƠ SỞ VÀ THIẾT BỊ SILICAT Trang 2/15

MỤC LỤC:

I PHẠM VI ỨNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI CỦA MÁY ĐẬP HÀM (JAW

CRUSHER)……… …… 3

1 Khái niệm……… … 3

2 Phạm vi ứng dụng……… ………….3

3 Phân loại……… ……….4

II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP………4

1 Cấu tạo……… ….4

2 Nguyên lý hoạt động……… …… 5

III ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP… …….5

1 Nhược điểm……….…5

2 Ưu điểm……… ………5

IV CÁC CHI TIẾT MÁY CHÍNH……… ………6

1 Thân máy……… ……… 6

2 Má động ……… ……….6

3 Các tấm đập……… ……… 7

4 Tấm đẩy……… ………9

5 Trục lệch tâm……… ……… 10

6 Bộ phận điều chỉnh……… ……… 10

7 Lắp ráp , vận hành và sửa chữa máy……… ……… 11

V TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP……… ……….…………12

1 Tính góc kẹp α……… ………… 12

2 Tính số vòng quay hợp lý của trục lệch tâm……… ………… 12

3 Tính năng suất của máy đập hàm……… ……….13

4 Tính công suất máy đập hàm……… ……… 14

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ………… 15

I PHẠM VI ỨNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI CỦA MÁY ĐẬP HÀM (JAW

CRUSHER)

1 Khái niệm:

Máy đập hàm thuộc loại máy đập thô và đập vừa, bộ phận tác dụng đập vật liệu là hai má máy động và tĩnh đặt đối diện tạo thành không gian đập Vật liệu đi vào ở phía trên

và sản phẩm được tháo ra ở phía dưới không gian đập

Khi má động tiến gần đến má tĩnh thì vật liệu bị đập, khi má động ra xa má tĩnh thì vật liệu đã bị đập rơi ra khỏi máy (tháo liệu)

Hình 1: Máy đập hàm

2 Phạm vi ứng dụng:

Bảng 1: Lựa chọn máy đập nghiền

Máy đập hàm được ứng dụng rộng rãi để đập thô và đập trung bình loại vật liệu có độ cứng cao và có độ bền chịu nén ≥ 2000 kG/cm2

Máy đập hàm hoạt động trên nguyên tắc va đập và có mức độ đập nghiền từ 3 ÷ 10

nghiền

Đập:

 Đập thô

 Đập trung bình

 Đập nhỏ

Nghiền:

 Nghiền nhỏ

 Nghiền mịn

1300

500

100

60

20

500

100

20

20

1

200

100

20

0,1

100

20

3 0,1

3-5 5-10 10-20 Đến 100 Đến 1000

QUÁ TRÌNH CƠ SỞ VÀ THIẾT BỊ SILICAT Trang 4/15

3 Phân loại:

a) Căn cứ vào cấu tạo:

 Máy đập có má động treo ở trên

 Máy đập có má động treo ở dưới

b) Căn cứ vào sự làm việc:

 Máy đập có chuyển động phức tạp

 Máy đập có chuyển động đơn giản

 Máy đập có chuyển động hỗn hợp

c) Căn cứ cào cơ cấu truyền động:

 Máy truyền động bằng trục lệch tâm

 Máy truyền động bằng bánh cam

 Máy truyền chuyển động từ cơ cấu thủy lực

Trong phạm vi báo cáo này chỉ xin giới thiệu máy đập hàm chuyển động phức tạp

II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP:

1 Cấu tạo:

Hình 2: Sơ đồ nguyên lý của máy đập hàm chuyển động phức tạp

a b

c d

9

1

3 2

4

6

8 7

10

1 Giá máy; 2 Má tĩnh; 3 Má động; 4 Tấm lót; 5 Trục lệch tâm; 6 Tấm chống; 7 Bộ chêm;

8 Vít điều chỉnh; 9 Lò xo; 10 Trục căng; 11 Vô lăng

Hình 3: Cấu tạo của máy đập hàm chuyển động phức tạp

2 Nguyên lý hoạt động:

Má động (3) lắp trực tiếp vào trục lệch tâm (5) và không nối liền với biên Tấm chống (6) nối liền với má động (3) và bộ chêm (7),(8) chuyển động song phẳng hình elip

Khi máy hoạt động thì (5) quay quanh a-b-c thì má động chuyển gần đến má tĩnh (2) theo quỹ đạo elip và ép vật liệu nhỏ ra, khi trục lệch tâm đi qua vị trí c-d-a thì má động (3) chuyển dời ra xa không ép vật liệu vào má tĩnh nữa, nhờ lò xo (9) và trục căng (10) kéo

về vị trí ban đầu Vật liệu rơi ra từ khe hở 2 má máy

III ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP:

1 Nhược điểm:

 Đập nguyên liệu rắn rất dễ hỏng máy

 Trục lệch tâm dễ bị hư hại

 Tấm lót mau mòn

 Do có ma sát vào tấm tĩnh nên sản phẩm đôi khi quá vụn và bụi

2 Ưu điểm:

 Cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít

 Năng suất cao, khả năng đẩy vật liệu ra khỏi hai má máy tốt

QUÁ TRÌNH CƠ SỞ VÀ THIẾT BỊ SILICAT Trang 6/15

IV CÁC CHI TIẾT MÁY CHÍNH:

1 Thân máy

Thân máy thường được chế tạo từ

gang đúc hoặc hàn từ các tấm thép dày Đối với

máy có kích thước nhỏ thì thông thường được

chế tạo từ gang đúc liền một khối Với các máy

có năng suất lớn thì thân được hàn từ các tấm

thép dày 10-20 mm Thân máy gồm có mặt

trước, mặt sau và hai mặt bên Mặt trước của

thân được lắp má cố định, mặt sau thân để lắp

bộ phận điều chỉnh và với thanh giằng, lò xo

Hai mặt bên của thân nhô cao hơn để gắn gối

đỡ của trục lệch tâm

Hình 4:Máy đập hàm chuyển động phức tạp

Đế tăng cường cứng vững thân máy thì tiết diện ngang của nó thường có dạng gân hoặc dạng hình hộp Các tấm đập được liên kết với má cố định bằng các bulông đầu chìm và các khe hở giữa các tấm đập và má cố định được chèn một lớp chì có bề dày 2-3 mm để giảm bớt lực va đập vào thân máy

2 Má động:

Thường được chế tạo từ vật liệu có độ bền hoặc độ cứng cao nhưng phải nhẹ để giảm bớt lực quán tính Thông thường má được chế tạo bằng phương pháp đúc từ thép 35,

má chịu lực uốn khá lớn nên có tiết diện ngang dạng hộp hoặc dạng gân

Hình 5: Các má máy của máy đập hàm chuyển động phức tạp

Mặt trước của má động phải được gia công để lắp tấm đập Giữa tấm đập và má đập được chèn một lớp chì dày 2-3 mm Tấm đập liên kết với má đập bằng các bulông Mặt sau của má đập có bố trí chỗ lắp tấm đẩy và lắp thanh giằng

1.Tấm đập

2 Tấm chèn bằng chì

3 Thân má động

4 Bulông 5.Chỗ lắp tấm đẩy

6.Chỗ lắp thanh giằng

Hình 6: Cấu tạo má động

3 Các tấm đập:

Các tấm đập chính là các tấm lót trên bề mặt của má Nó là bộ phân tác dụng trực tiếp lên vật liệu nên bị mài mòn nhiều nhất

Sự mài mòn của tấm đập xảy ra không đồng đều, phần dưới của nó gần miệng tháo liệu nên bị mài mòn nhiều hơn so với phần trên Vì vậy người ta chế tạo các tấm đập có hình dạng đối xứng Khi phần dưới bị mài mòn nhiều thì tháo ra đổi nó lên phía trên, như vậy thời gian sử dụng tấm đập tăng gấp bội

Hình 7: Hình dạng tấm đập

QUÁ TRÌNH CƠ SỞ VÀ THIẾT BỊ SILICAT Trang 8/15

Hình 8: Tấm lót má máy

Đối với các máy bé, người ta đúc tấm đập thành một mảng, còn các máy có năng suất lớn thì đúc thành nhiều tấm ghép lại theo chiều cao để dễ dàng thay thế khi bị mài mòn

Độ mòn của tấm đập phụ thuộc vào cách lựa chọn hình dáng, cũng như cách sắp xếp nó, đồng thời còn lệ thuộc vào tính chất của vật liệu đem đập và vật liệu chế tạo nó

Vì tấm đập chịu tác dụng của một lực lớn nên cần được chế tạo từ thép tốt chống được mài mòn, như thép chứa crôm, mangan Thông thường nó được chế tạo từ thép chứa 12-14 % mangan Để đập các vật liệu mềm có thể dùng gang trắng được tôi đến độ cứng không bé hơn 229 HB

Thông thường bề mặt làm việc của

tấm đập có dạng gân hình tam giác theo chiều

dọc của nó Chiều cao h và bước t của gân có

quan hệ như sau: h/t = 0.25 ÷0.5

Hình 9: Cấu tạo tấm lót

Góc ở đỉnh gân α = 90-110o, đối với máy đập thô chọn bước

t =100- 150 mm, đối với máy đập vừa và đập nhỏ lấy t =40-50 mm

Khi bố trí gân trên má đập cố định cần chú

ý sao cho các gân của chúng đối diện xen kẽ nhau,

để tạo ra sự phá vỡ vật liệu mãnh liệt nhất (ngoài

lực đập tập trung ở đỉnh gân còn có thêm lực uốn )

Tấm đập có kích thước gân càng bé thì sản phẩm ra

càng đồng đều hơn

Sự mài mòn của tấm đập lệ thuộc vào thời

gian sử dụng Ví dụ: khi đập các loại quặng thì độ

mòn của gân khoảng 0.005÷0.03 kg/ 1 tấn quặng

Để tăng cường khả năg làm việc của gân

khi kết cấu tấm đập người ta lấy trọng lượng của

gân chiếm khoảng 20- 25% trọng lượng của tấm

đập

Hình 10: Sự phá vỡ vật liệu khi đập

4 Tấm đẩy:

Hình 11: Cấu tạo tấm đẩy

a: Tấm có lỗ

b: Tấm ghép nghiêng c: Tấm ghép phẳng

Tấm đẩy là chi tiết chịu lực lớn của máy, nó có nhiệm vụ tạo ra lực đập trong máy đập hàm phức tạp, khi làm việc tấm đẩy chịu lực nén là chủ yếu nên thường làm bằng gang 15-32 hoặc 18-36

Ngoài nhiệm vụ truyền lực, tấm đẩy còn là chi tiết an toàn của máy Khi gặp cục vật liệu quá cứng kẹt giữa hai má máy thì tấm đẩy tự gãy làm cho khe giữa hai má máy rộng hơn để cục vật liệu có thể rơi xuống Để đảm bảo được chức năng trên, người ta kết cấu tấm đẩy ở nhiều dạng khác nhau

Loại tấm đẩy ghép bằng đinh tán, khi máy bị kẹt vật liệu thì các đinh tán bị đứt làm cho hai phần tấm đẩy tự do Khi tính các đinh tán cũng lấy tải trọng gấp rưỡi tải trọng tính toán

Hai đầu mút của tấm đẩy tì vào trong má lót, nó làm việc như một ổ trục lăn ở trạng thái trượt

Vì vậy đầu mút của tấm đẩy và mặt tiếp xúc của ống lót phải được gia công nhẵn, được bôi trơn

Hình 12: Sự tiếp xúc của tấm đẩy với ống lót

1: ống lót; 2: tấm đẩy

QUÁ TRÌNH CƠ SỞ VÀ THIẾT BỊ SILICAT Trang 10/15

5 Trục lệch tâm

Hình 13: Sơ đồ tính trục lệch tâm

Là chi tiết rất quan trọng của máy đập, nó là động lực của máy và chịu tải trọng lớn Khi làm việc trục lệch tâm vừa chịu uốn vừa chịu xoắn trục được chế tạo từ thép tốt, thường là thép 40 Cr hoặc thép hợp kim có nguyên tố Crom, molipden, niken, vanadi…má động được lắp vào trục lệch tâm Gối trục thường dùng ổ lăn đối với máy nhỏ còn máy lớn thường dùng ổ trượt và lớp lót là babit B16, vỏ gối có rãnh để đưa nước vào làm nguội

6 Bộ phận điều chỉnh

Hình 14:

Bộ phận điều chỉnh

1: Vít 2.Tấm nén 3.Tấm trượt

a) Loại vít thẳng đứng b) Loại vít nằm ngang

Làm nhiệm vụ điều chỉnh khe hở miệng tháo liệu tức là điều chỉnh kích thước sản phẩm ra khỏi máy Khi máy làm việc nó cũng chịu lực nén Trên hình giới thiệu hai kiểu bộ phận điều chỉnh

 Hình a: loại điều chỉnh bằng vít thẳng đứng, khi quay vít thẳng đứng một làm cho tấm nêm 2 có ren chuyển động lên hoặc xuống và nó đẩy tấm trượt 3 đi ra hoặc đi vào làm thay đổi kích thước ngang của miệng tháo liệu

 Hình b: là loại điều chỉnh bằng vít nằm ngang Khi quay vít ngang có ren ở hai đầu ngược nhau 1 thì làm cho 2 tấm nêm tiến gần nhau hoặc tách xa nhau đồng thời làm cho tấm trượt 3 đi ra hoặc đi vào, kết quả là khe tháo liệu được mở rộng ra hoặc thu hẹp lại

7 Lắp ráp, vận hành và sửa chữa máy:

Máy đập má khi làm việc gây chấn động mạnh, do đó phải lắp nó lên một bệ có khối lượng gấp từ 8-10 lần khối lượng bản thân máy Nên đặt cách xa tường và cột nhà một khoảng tối thiểu là 50 cm Với những máy có kích thước và trọng lượng rất lớn thường được lắp toàn bộ ở bên ngoài hoàn chỉnh, sau đó dùng cẩu đặt máy vào vị trí đã định Đối với các máy bé thì lắp dần các chi tiết theo một trình tự nhất định

Thoạt tiên đặt thân máy lên bệ kèm theo cả các bulông bệ, sau đó kiểm tra máy theo các đường trục, chiều cao và mặt ngang Để kiểm tra theo chiều ngang người ta dùng nivo chia vạch 0.1-0.2 trên một m dài Đặt nivô trên các mặt của ổ đỡ trục chính Kiểm tra máy theo chiều dọc cũng dùng nivô đặt trên mặt đứng của máy Sau khi hiệu chỉnh máy ngang bằng theo hai phương pháp đứng và nằm ngang vuông góc với nhau (dùng các miếng chèn mỏng) thì đổ dung dịch chất kết dính vào lỗ các bulông bệ Khi dung dịch kết dính đã đông rắn rồi mới được xiết chặt các bulông bệ, tiếp đến mới lắp các bộ phận còn lại

Trước khi chạy thử máy cần kiểm tra hệ thống dầu bôi trơn, cho bơm dầu làm việc trong 3-5 phút, sau đó cho máy chạy không tải một thời gian độ 5-10 phút rồi mới cho vật liệu vào một cách từ từ Nếu là máy mới mua về thì sau khi đã xem sét, hiệu chỉnh nên cho máy chạy không tải khoảng 7-8 giờ Vật liệu nạp máy cần phải được rải đều khắp miệng máy Khi cần dừng máy, trước hết ngừng cung cấp vật liệu vào máy sau đó mới ngắt điện Còn các công việc khác làm theo đúng chỉ dẫn trong lý lịch của máy do nhà chế tạo cung cấp

Sau một thời gian sử dụng các chi tiết của máy bị mòn, bị dơ v.v… do đó cần phải sữa chữa và thay thế các chi tiết đó, đặc biệt là các chi tiết như tấm đập, tấm đẩy, trục lệch tâm, ống lót thường phải sửa chữa và thay thế luôn

 Trong việc tổ chức sửa chữa thường chia làm ba loại:

 Sửa chữa nhỏ: sau khi máy làm việc từ 500-1000 giờ thì tiến hành sửa chữa nhỏ gồm các công việc lau chùi ổ trục và các gối đỡ, thay thế tấm đập mới hoặc hàn đắp thêm kim loại vào các tấm đập Thời gian ngừng máy sửa chữa khoảng 4-5 giờ

 Sửa chữa vừa: sau khi máy làm việc được 3000-4000 giờ, làm các công việc như bào gọt lại ổ trục, bồi đắp thêm hợp kim vào các cút xinê, thay tấm đập mới, thời gian ngừng máy sửa chữa khoảng 3-4 ngày

 Sửa chữa lớn: sau khi máy làm việc khoảng 10000-17000 giờ, làm các công việc như: sửa chữa thân máy, thay toàn bộ tấm đập, tấm đẩy, thay trục và các gối đỡ Thời gian ngừng máy để sửa chữa khoảng 8-12 ngày

QUÁ TRÌNH CƠ SỞ VÀ THIẾT BỊ SILICAT Trang 12/15

V TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP

1 Tính góc kẹp α:

Góc kẹp α là góc tạo bởi giữa 2 mặt phẳng má

máy Nếu góc α to quá cục vật liệu sẽ bị đẩy ra ngoài,

máy không đập được; nhưng nếu góc kẹp α nhỏ quá ,

mức độ đập nghiền i sẽ bé Vì vậy, phải xác định góc

kẹp hợp lý để máy làm việc có hiệu quả nhất

Khi máy làm việc cục vật liệu sẽ bị ép vỡ bởi 2

lực:

-Lực P do má động ép vào vật liệu

-Phản lực P1 từ má tĩnh ép vào vật liệu

Muốn vật liệu không bị bắn ra khỏi máy phải

có sự cân bằng lực sau:

1 1

P P Pf

Trong đó:

f- hệ số ma sát giữa vật liệu và má máy

α- góc kẹp

1

f tg

f

 



Mặt khác: f tg  với φ: góc ma sát của vật liệu

Ta được:

2

2

2 1

tg

tg





 2

  

Muốn cho máy hoạt động bình thường thì   2, theo nghiên cứu của Levenson

hệ số ma sát giữa vật máy và má máy là: f tg  0.3→ 0

16 40 '

 

Thực tế, góc kẹp α có lợi nhất khi αtt=(0.45÷0.07)αk với αk =15÷240

2 Tính số vòng quay hợp lý trục lệch tâm:

Muốn vật liệu sau khi đã bị ép vỡ giữa 2 má máy có đủ thời gian rơi ra khỏi máy, phải tính số vòng quay hợp lý của trục lệch tâm

Vật liệu chỉ rơi ra khỏi máy khi 2 má máy rời xa nhau, có nghĩa là ½ vòng quay của trục lệch tâm Khi má động rời xa khỏi vị trí ép vật liệu một khoảng cực đại là s, khối vật liệu với chiều cao h sẽ rơi tự do xuống (hình)

Như vậy:

2 2

s h tg gt h









Trong đó:

s: độ dời điểm cuối của má động (cm), g: gia tốc trọng trường (cm/sec2), t: thời gian vật liệu rơi (sec)

Khi trục lệch tâm quay n (v/phút), gọi t1 là thời gian để má động dời xa khỏi vị trí

ép vật liệu ( thời gian trục lệch tâm quay ½ vòng) Ta có:

1

2

t

n n

Để vật liệu có đủ thời gian rơi xuống giữa 2 má máy, thì thời gian vật liệu rơi tự do với chiều cao h phải bằng thời gian 2 má máy dời xa nhau thì t= t1:

.

s

tg n

s





Trong thực tế vật liệu rơi còn bị cản bởi lực ma sát giữa vật liệu và má máy, nên thời gian vật liệu rơi tự do ra khỏi máy lớn hơn so với tính toán lý thuyết

Qua thực nghiệm trị số n phải giảm 5÷10 %

s



3 Tính năng suất của máy đập hàm:

Từ hình vẽ ta thấy: Sau một vòng quay của trục lệch tâm vật liệu rơi ra khỏi máy với thể tích:

a s lh a s l s V

tg

Trục lệch tâm quay n v/ph, năng suất máy đập hàm là:

2





.60 2

a s s

tg  





Trong đó: a,s,l,h – kích thước khối vật liệu (m)