THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY NGHIỀN THAN ĐÁ (MNTĐ) 3.000 kgh

Diện tích riêng bề mặt Chỉ tiêu diện tích riêng bề mặt được dùng để đánh giá một cách định lượng về sự phân tán của các vật liệu rời.. Diện tích riêng bề mặt của vật liệu chính là tỷ s

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY NGHIỀN THAN ĐÁ

(MNTĐ) - 3.000 kg/h

Họ và tên: NGUYỄN THỊ THỦY Ngành: CƠ KHÍ CHẾ BIẾN BQNSTP Niên khóa: 2009 – 2013

Tháng 06/2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY NGHIỀN THAN ĐÁ

(MNTĐ) - 3.000 kg/h

Họ và tên: NGUYỄN THỊ THỦY Ngành: CƠ KHÍ CHẾ BIẾN BQNSTP Niên khóa: 2009 – 2013

Tháng 06/2013

THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY NGHIỀN THAN ĐÁ - 3.000 kg/h

Tác giả

NGUYỄN THỊ THỦY

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành

CƠ KHÍ CHẾ BIẾN BẢO QUẢN NÔNG SẢN THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn:

TS NGUYỄN NHƯ NAM

Tháng 06 năm 2013

“ Không thầy đố mày làm nên”

Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Như Nam đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Lời cuối cùng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến:

- Anh Nguyễn Văn Sơn làm việc tại xưởng thực tập sản xuất bộ môn máy sau thu hoạch

- Các bạn sinh viên đã giúp đỡ trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

- Quý thầy cô Khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

- Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

- Ban Giám Hiệu Trường Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu " Thiết kế và hoàn thiện máy nghiền than đá (MNTĐ) với năng suất 3000 kg/h" được chế tạo và hoàn thiện tại xưởng thực tập sản xuất bộ môn máy sau thu hoạch khoa Cơ Khí - Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 03/2013 đến

06/2013 Phương pháp thực hiện là tiếp cận, tham gia chế tạo và nghiên cứu máy nghiền than đá tại xưởng

Kết quả thu được:

- Tìm hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy nghiền búa trục ngang

- Biết được tính chất cơ lý của vật liệu đem nghiền

- Tính toán được kích thước của máy nghiền: bộ phận cấp liệu, bộ phận nghiền, bộ phận thu liệu từ năng suất và số liệu thiết kế ban đầu

- Lập được bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết của máy nghiền

- Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết chính của máy nghiền

MỤC LỤC

Trang tựa i

Cảm tạ ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh sách các hình vi

Danh sách chữ viết tắt vii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1 

1.1.  Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích đề tài 3

Chương 2 TỔNG QUAN 4 

2.1.  Đối tượng nghiên cứu 4 

2.2.  Các cở sở vật lý của quá trình nghiền vỡ vật thể rắn 5 

2.3.  Các chỉ tiêu đánh giá quá trình nghiền hạt 5 

2.4.  Các thuyết nghiền 7 

2.5.  Máy nghiền búa 9 

2.6.  Tính toán bộ phận vận chuyển và thu bụi 15 

2.7.  Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy nghiền than đá MNTĐ - 3.000 20

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.1.  Nội dung nghiên cứu 21 

3.2 Cách tiếp cận 21 

3.3 Phương pháp nguyên cứu 21 

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 

4.1.  Tính toán bộ phận nghiền 23 

4.2 Tính toán bộ phận vận chuyển và thu bụi 30

4.3 Tính toán cơ cấu truyền động đai 32

4.4.  Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 34 

4.5 Tính mối ghép then và chọn ổ lăn 38

  4.6 Quy trình công nghệ chế tạo máy nghiền 40

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐÈ NGHỊ 45

5.1.  Kết luận 45 

5.2 Đề nghị 45 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Nguyên lí làm việc của máy nghiền búa trục ngang 48

Hình 2.2 Kích thước búa nghiền 49

Hình 2.3 Kích thước máng cấp liệu 49

Hình 2.4 Kích thước xyclon 50

Hình 2.1 Cấu tạo máy nghiền than đá MNTĐ - 3.000 31

Hình 3.1 Gia công cửa tháo liệu .50

Hình 3.2 Gia công tấm nhám .51

Hình 3.3 Gia công ống dẫn bụi .51

Hình 3.4 Gia công ống dẫn bụi .52

Hình 3.5 Gia công cửa tháo bụi .52

Hình 3.6 Lắp búa nghiền vào rôto .53

Hình 3.7 Gia công giá đỡ xyclon .53

Hình 4.1 Biểu đồ nội lực 35

Hình 4.2 Kích thước ổ đỡ FK P212 39

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

PL Phụ lục

TS Tiến sỹ

NXB KH và KT Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Năm 2013 là năm bản lề của kế hoạch 5 năm, mục tiêu tổng quát là tăng cường ổn định kinh tế vĩ mô, kiềm chế lạm phát ở mức thấp, tăng trưởng kinh tế cao hơn năm 2012 Năm 2012 được coi là một trong những năm kinh tế thế giới gặp nhiều khó khăn và ảnh hưởng không nhỏ đến nền kinh tế nước ta Năm 2013 được dự đoán là năm khủng hoảng kinh tế thế giới sẽ lên đến đỉnh điểm

Việt Nam là một đất nước giàu tài nguyên khoáng sản được tạo hóa ban tặng, nhưng hiện nay tình hình khai thác tràn lan, không có chính sách bảo vệ, cải cách nguồn tài nguyên này sẽ bị cạn kiệt Một trong số tài nguyên, khoáng sản đó

là than Than ở Việt Nam có 5 loại: than antraxit, than mỡ, than bùn, than ngọn lửa dài, than nâu Ở đây chúng ta chỉ quan tâm tìm hiểu về than antraxit tức than

đá Trữ lượng than đá được đánh giá là 3,5 tỷ tấn trong đó ở vùng Quảng Ninh trên 3,3 tỷ tấn (tính đến độ sâu - 300m), còn lại gần 200 triệu tấn là nằm rải rác ở các tỉnh: Thái Nguyên, Hải Dương, Bắc Giang,…Ước tính đến cuối giai đoạn

2015 - 2020 có mỏ không còn sản lượng để khai thác Trữ lượng than trong tương lai đang dần cạn kiệt vì thế nhu cầu tiết kiệm năng lượng phải được quan tâm hàng đầu Than đá sử dụng nhiều trong sản xuất và đời sống Trước đây, than dùng làm nhiên liệu cho máy hơi nước, đầu máy xe lửa Sau đó, than làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, ngành luyện kim Gần đây than còn dùng cho ngành hóa học tạo

ra các sản phẩm như dược phẩm, chất dẻo, sợi nhân tạo Than chì dùng làm điện cực Than có tính chất hấp thụ nên dùng nhiều trong việc máy lọc nước, làm trắng đường, mặt nạ phòng độc Than đá ngày nay được biến đổi, xử lí, để tạo ra than

đá có hàm lượng CO2 thấp và sinh nhiều năng lượng, góp phần hạn chế làm ấm trái đất sau một thời gian

Ô nhiễm môi trường do sản xuất gạch đang là vấn đề nổi cộm ở nhiều địa phương mà nguyên nhân chủ yếu là do sử dụng lò thủ công để nung gạch Theo quyết định số 115/2001/QĐ-TT ngày 1/8/2001 của Thủ tướng Chính phủ thì năm

2010 phải xóa bỏ hết các lò gạch thủ công, nên nhu cầu chuyển đổi sản xuất gạch nung bằng lò thủ công sang các kiểu lò có hiệu quả và năng suất cao, ít ô nhiễm môi trường là rất cần thiết Vì thế loại lò nung Tuynel ra đời Hiện nay trên cả nước có trên hàng trăm lò Tuynel nung gạch ngói Kiểu lò Tuynel do người Đức phát minh năm 1877 Đây là kiểu lò nung theo công nghệ nung liên tục với buồng đốt cố định Lò này được du nhập vào miền Bắc Việt Nam khoảng thập niên 70 của thế kỷ XX Lượng than đá sử dụng dao động từ 70 – 75g/1kg gạch Nhiên liệu

sử dụng có thể là than đá, khí gas, dầu các loại Nung gạch ngói bằng than đá trong lò nung Tuynel là một sáng tạo công nghệ, đơn giản mà hiệu quả, đầu tư ít, khắc phục được vấn đề ô nhiễm bụi Việc đốt than đá sẽ tiết kiệm được than, tiết kiệm được điện nghiền than (than đá có thể làm trực tiếp từ than cám mà không phải nghiền), tiết kiệm điện của các vận thăng đưa than lên mặt lò, tiết kiệm nhân lực…Và khắc phục được một số các nhược điểm lớn của phương pháp đốt lò truyền thống như: chất lượng gạch nung không cao, phế phẩm nhiều, năng suất thấp, giá thành gạch sản xuất ra cao Vì việc đốt than đá về bản chất tạo ra nhiệt nhưng không sinh bụi nên nó cũng là một nguồn nhiệt sạch Việc ứng dụng than

đá kết hợp với đốt dầu ma dút (FO) đã được áp dụng ở một lò nung gốm đỏ với nhiệt độ nung khoảng 1050oC ở Bình Dương Việc áp dụng phương pháp đốt than

đá trong lò nung Tuynel không những có ý nghĩa đối với sản phẩm gạch ngói mà còn có thể nghiên cứu ứng dụng ở những lò nung sản phẩm khác Với bản chất là nguồn nhiên liệu sạch, giá rẻ có thể nghiên cứu ứng dụng để nung xương hoặc nung men trong các lò nung gốm sứ nhằm giảm bớt chi phí dầu hay khí đốt mà chúng ta phải nhập khẩu

Vì vậy đứng trước những yêu cầu và thách thức đặt ra ở trên, việc thiết kế chế tạo và cho ra đời một máy phù hợp là điều vô cùng cần thiết Được sự cho phép của ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí - Công Nghệ cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Như Nam em thực hiện đề tài:

" Thiết kế và hoàn chỉnh máy nghiền than đá MNTĐ - 3000kg/h "

Với thời gian hạn chế và cũng là lần đầu tiên thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học dưới dạng luận văn tốt nghiệp nên không thể tránh khỏi những thiếu xót,

em xin kính mong quý thầy cô cùng các bạn sinh viên góp ý để xây dựng luận văn này tốt hơn Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý thầy, cô, các bạn sinh viên, các anh đang tham gia sản xuất tại xưởng cơ khí bộ môn máy sau thu hoạch

đã giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đề tài

- Tiết kiệm năng lượng, đạt được năng suất cao

- Các chi tiết đảm bảo bền và an toàn

- Việc chế tạo đảm bảo đơn giản, dễ thực hiện

- Ứng dụng vào sản xuất, đảm bảo máy hoạt động bình thường

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Tính chất cơ lý của than đá

Than đá là một loại nhiên liệu hóa thạch được hình thành ở các hệ sinh thái

đầm lầy nơi xác thực vật được nước và bùn lưu giữ không bị ôxi hóa và phân hủy

bởi sinh vật Thành phần chính của than đá là cacbon, ngoài ra còn có các nguyên

tố khác như lưu huỳnh Than đá, là sản phẩm của quá trình biến chất, là các lớp đá

có màu đen hoặc đen nâu có thể đốt cháy được Than đá là nguồn nhiên liệu sản

xuất điện năng lớn nhất thế giới, cũng như là nguồn thải CO2 lớn nhất, được xem

là nguyên nhân hàng đầu gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu Than đá có các

2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của than đá khi làm nhiên liệu trong nung gạch

- Kích thước hạt phải đồng đều và đạt 0,5 ÷ 1 (mm)

- Không kết dính với nhau làm hạn chế khả năng kết dính của than

2.2 Các cở sở vật lý của quá trình nghiền vỡ vật thể rắn

2.2.1 Khái niệm nghiền

Nghiền là quá trình phá hủy vật thể rắn bằng lực cơ học thành các phần tử,

nghĩa là bằng cách đặt vào vật thể rắn các ngoại lực mà các lực này lớn hơn lực

hút phân tử của vật thể rắn đó

Kết quả của quá trình nghiền là tạo nên nhiều phần tử cũng như hình thành

nên nhiều bề mặt mới

2.2.2 Các cở sở vật lý của quá trình nghiền vỡ vật thể rắn

Khi có tải trọng tuần hoàn với mỗi chu kỳ tiếp theo thì số lượng các vết nứt

trong vật thể gia tăng và độ bền vật thể giảm xuống Sự xuất hiện các vết nứt tế vi

trong cấu trúc vật thể sẽ làm giảm lực liên kết phân tử, làm giảm độ bền một cách

đột ngột Hiệu ứng này được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật

Khái niệm chung về cơ học phá hủy nguyên liệu hạt được gọi là cơ sở quá

trình động lực học nghiền Cơ chế phá vỡ hạt có dạng cơ chế phá hủy bằng nén ép

và quá trình diễn ra theo sơ đồ phá hủy dòn, nghĩa là không có quá trình biến dạng

dẻo rõ rệt

2.3 Các chỉ tiêu đánh giá quá trình nghiền hạt /TL9/

2.3.1 Diện tích riêng bề mặt

Chỉ tiêu diện tích riêng bề mặt được dùng để đánh giá một cách định lượng

về sự phân tán của các vật liệu rời Diện tích riêng bề mặt của vật liệu chính là tỷ

số của tổng diện tích bề mặt của tất cả các phần tử được chứa trong một đơn vị

khối lượng (m2/kg) hay một đơn vị thể tích (m2/m3)

- Diện tích riêng bề nặt thể tích:

) / ( ,

kg m d

ρ - khối lượng riêng, [kg/m3]

Từ công thức (2.3) và (2.4) cho thấy để xác định diện tích riêng bề mặt vật

liệu cần thiết phải biết kích thước dài của phần tử vật liệu đó

2.3.2 Mức độ nghiền

Trong trường hợp chung, dung tích năng lượng của quá trình công nghệ

nghiền phụ thuộc vào sự gia tăng diễn tích riêng bề mặt ∆S của vật liệu

đ

c S S

Cùng với sự giảm kích thước của các phần tử vật liệu thì diện tích chung bề

mặt của chúng cũng tăng lên, vì vậy chỉ số mức độ nghiền λs là tỷ số diện tích

riêng bề mặt của các phần tử vật liệu cuối quá trình nghiền và diện tích riêng bề

mặt của các phần tử ban đầu:

d

c s

S

S



Theo lý thuyết mức độ nghiền λs của vật liệu được đánh giasqua tỷ số giữa

kích thước trung bình D của vật liệu trước khi nghiền và kích thước trung bình của

Mức độ nghiền λs là đặc tính cơ bả để đánh giá quá trình nghiền

Khi nghiền nguyên liệu bằng máy nghiền kiểu búa, thông thường thì độ nhỏ

của bột nghiền được điều chỉnh bằng sàng đặt trong buồng nghiền

2.4 Các thuyết nghiền /TL9/

2.4.1 Thuyết bề mặt

Thuyết bề mặt do nhà bác học người Đức P.Rv.Ritingon đề xuất vào năm

1867 với nội dung: "Công dùng cho quá trình nghiền tỷ lệ thuận với bề mặt mới

tạo thành của vật liệu đem nghiền"

Trong đó:

As - công chi phí để nghiền vỡ vật thể, tạo thành bề mặt mới, [J];

∆S - diện tích bề mặt mới được tạo thành

2.4.2 Thuyết thể tích

Thuyết thể tích được nhà bác học người Nga V.L.Kirpitrev đề xuất vào năm

1874 và được giáo sư người Đức Ph.Kik kiểm tra bằng thực nghiệm trên máy

nghiền kiểu búa vào năm 1885 Nội dung cơ bản của thuyết thể tích là: "công cần

thiết để nghiền vật liệu tỷ lệ thuận với mức biến đổi thể tích của vật liệu"

Av - công chi phí để nghiền vỡ vật thể, [J];

∆V - phần thể tích vật thể bị biến dạng

Nhưng phần thể tích bị biến dạng ∆V lại tỷ lệ thuận với thể tích ban đầu V

của tất cả các cục vật liệu, nghĩa là ∆V = k1.V Cho nên:

Trong đó:

kv, kv' - các hệ số tỷ lệ trong các công thức theo thuyết diện tích;

m - khối lượng cục vật liệu

2.4.3 Thuyết dung hòa

Hai thuyết diện tích và thể tích như đã nêu trên có những nhược điểm hạn

chế cho nên vào năm 1952 Ph.C.Bon đã dề xuất một thuyết nghiền thứ ba để dung

hòa hai thuyết trên Nội dung của thuyết dung hòa cho rằng: "Công nghiền tỷ lệ

với trung bình nhân giữa thể tích (V) và bề mặt (S) của vật liệu đem nghiền"

2

3

S k

Sau này còn có công trình nghiên cứu của nàh bác học Nga A.K.Rungbixt

(1956) và nhà bác học người Mỹ R.Trarlz (1958) Các nhà bác học này đã giới

thiệu phương trình:

z

d d c dA

Lấy tích phân phương trình (2.12) và khi cho các giá trị rời rạc z = 1; 2; 3/2

sẽ nhận được giá trị gần đúng tích phân có dạng:

A = k.Dq Khi đó chỉ số mũ q có giá trị 3; 2 và 2,5 Tương ứng với các biểu thức sau:

Av = kv.D3 - Thuyết thể tích của Kirpitrev - Kik

As = ks.D2 - Thuyết diện tích của Ritingo

Adh = kdh.D2,5 - Thuyết dung hòa của Bon

2.4.4 Thuyết tổng hợp

Do ở chỗ thiếu sót của hai thuyết diện tích và thể tích khi dựa vào các tính

chất cơ lý của vật liệu nghiền trong biến dạng, Viện sỹ người Nga P.A.Rebinder

lần đầu tiên vào năm 1928 đã đưa ra thuyết nghiền tổng hợp còn gọi là thuyết

nghiền cơ bản với nội dung như sau:

"Công nghiền vật liệu bao gồm tiêu hao để tạo ra bề mặt mới và công để làm biến

dạng vật liệu", và được thể hiện dưới dạng biểu thức sau:

∆V - phần thể tích bị biến dạng của vật nghiền

∆S - diện tích riêng bề mặt được gia công

Av - công chi phí cho sự biến dạng của vật liệu;

As - công chi phí cho sự hình thành bề mặt mới;

k - hệ số tỷ lệ;

α - hệ số tỷ lệ có tính toán đến năng lượng sức căng bề mặt của vật

Từ phương trình (2.15) cho thấy công đầy đủ để nghiền vỡ vật thể bằng tổng

công chi phí cho biến dạng lẫn tạo ra bề mặt mới

2.5 Máy nghiền búa /TL9/

Quá trình làm việc của máy nghiền búa tồn tại ba giai đoạn liên tục diễn ra,

mà các giai đoạn này được đặc trưng bởi sự biến đổi của hạt trong buồng nghiền

như sau:

- Giai đoạn 1: cung cấp nguyên liệu

- Giai đoạn 2: gia công nguyên liệu trong buồng nghiền

- Giai đoạn 3: vận chuyển sản phẩm ra khỏi buồng nghiền

2.5.1 Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng của máy nghiền búa

 Ưu điểm

- Ưu điểm cơ bản của máy nghiền hạt kiểu búa nói chung là loại máy

nghiền vạn năng Khả năng điều chỉnh độ nhỏ bột nghiền dễ dàng

- Máy có cấu tạo đơn giản, gọn gàng, khối lượng máy không lớn,giá thành

rẻ, dễ thay thế các chi tiết bị mòn hay hư hỏng

 Nhược điểm

- Trong quá trình làm việc máy sinh nhiều bụi, gây tổn thất và khó khăn

trong xử lý bụi

- Gây ra tiếng ồn và chấn động, làm ảnh hưởng tới môi trường làm việc

- Nghiền các hạt dẻo, dính có độ ẩm cao thì kém

 Phạm vi sử dụng

- Máy nghiền búa được dùng phổ biến và chủ yếu trong chế biến thức ăn

gia súc

- Ngoài ra máy nghiền búa còn được sử dụng rộng rãi trong các ngành chế

biến nông sản thực phẩm, các ngành hóa chất và xây dựng

2.5.2 Lý thuyết máy nghiền hạt kiểu búa trục ngang /TL9/ (Hình 2.1 PL2)

2.5.2.1 Mô hình toán học mô tả quá trình nghiền hạt

Quá trình nghiền hạt ở máy nghiền kiểu búa được thể hiện qua chỉ số nghiền

λ, lượng vật liệu được nghiền G và được mô tả bởi mô hình toán học sau:

) 1 ln(



 en t

Trong đó:

αn - thông số của quá trình;

t - thời gian hạt nằm trong buồng nghiền

t

t s

n

e G

Bằng thực nghiệm V.R.Aleskin đã tìm được μs = 0,11 ÷ 0,12; αn = 0,37 ±

0,06 với xác suất tin cậy 0,95

2.5.2.2 Sự tuần hoàn của nguyên liệu trong buồng nghiền

Số vòng tuần hoàn của nguyên liệu trong buồng nghiền, đặc trưng cho

nguyên liệu đã thực hiện được bao nhiêu vòng quay toàn phần trong buồng nghiền

sau thời gian nghiền t, để có kích thước theo yêu cầu

Số vòng tuần hoàn được tính theo công thức:

b

th t b

th t

D q

v M D

v t k

.

.

t - thời gian nghiền (thời gian hạt tồn tại trong buồng nghiền), [s];

vth - vận tốc của nguyên liệu trong buồng nghiền, [m/s];

q - lượng cung cấp, [kg/s];

Db - đường kính buồng nghiền, [m];

Mt - khối lượng lớp nguyên liệu tuần hoàn, [kg]

2.5.2.3 Vận tốc búa là một trong những yếu tố để phá vỡ hạt

 Vận tốc phá hủy khi nghiền hạt bằng va đập

Ứng dụng lý thuyết ứng suất tiếp xúc để tính vận tốc giới hạn khi nghiền hạt

ngũ cốc theo kiểu va chạm dọc thanh như sau:

E

E v

lv gh





Trong đó:

ρ - khối lượng riêng của hạt, [kg/m3];

E - môđun đàn hồi của hạt, [N/m2];

σlv - ứng suất phá vỡ hạt, [N/m2];

đặt E  c0

 - vận tốc truyền song đàn hồi, [m/s]

Từ công thức trên ta thấy vận tốc giới hạn chỉ được tính theo cơ lý tính của

vật liệu Tuy nhiên theo các nhiên cứu đã trình bày, vận tốc giới hạn không được

sử dụng để tính vận tốc phá hủy

 Vận tốc làm việc của búa

Như vậy vận tốc búa được tính theo công thức:

v b v fv v thhay

cl

fv b

v v

2.6.2.4 Tính toán máy nghiền búa /TL9/

 Các kích thước cơ bản của rôto

Để xác định năng suất thiết kế của máy nghiền, đầu tiên phải tính các thông

số cơ bản của rôto: đó là đường kính D và chiều dài L

Ta có chiều dài rôto: L = D/k Từ đẳng thức này ta xác định đường kính rôto:

D kq q hay D A q

Với các loại rôto, giá trị hệ số A nằm trong giới hạn:

+ Rôto loại thứ nhất: A1 = 0,7 ÷ 0,9

+ Rôto loại thứ hai: A2 = 1 ÷ 1,9

- Kích thước búa nghiền

Với búa có dạng tấm chữ nhật, một lỗ treo, khoảng cách c được xác định

theo công thức:

a

b a c

b a A









Tính toán sự cân bằng của các búa và đĩa rôto khi va đập được tiến hành theo

trình tự sau: trước tiên xác định các kích thước l và Rn theo công thức: Rn = 2,25.l

hay Rn = 4.l và theo đường kính D của rôto Bởi vì Rn = (D/2) -l Do đó:

4 9

l n

Nên l = 0,154 D và Rn = 0,346

Khi đường kính rô to D < 0,4 m, giá trị l lấy lớn hơn, thí dụ l = 0,2D

Chiều dài a và bề rộng b của búa nghiền được tính theo điều kiện cân bằng

khi va đập

Người ta thường chọn theo giá trị tương ứng:

a = 1,5 l ≈ 0,23 D và b = 0,4 ÷ 0,5 a ≈ 0,1 D

Đường kính lỗ lắp chốt treo búa d được xác định từ điều kiện bền của chốt

treo tính theo dầm liên tục Thông thường d = 18 ÷ 20 mm

Trong đó:

L - chiều dài rô to, [m];

∆L - tổng bề dày các đĩa lắp chốt treo búa, [m];

kz - số vết búa kz = 1 ÷ 6;

δ - chiều dày búa, [m]

- Các chi tiêu năng lượng

Chi phí năng lượng của máy nghiền búa được đặc trưng bằng phương trình

cân bằng công suất:

Nn - công suất chi phí cho quá trình nghiền vỡ, [W];

Nth - công suất chi phí cho sự tuần hoàn của nguyên liệu, [W];

Nck - công suất chi phí cho máy nghiền chạy không, [W]

Chi phí công suất cho quá trình nghiền vỡ bằng:

Nn = qc.An

Trong đó:

qc - lượng cung cấp riêng, [kg/s];

An - công chi phí riêng để nghiền vật liệu, [J/kg]

Công suất cho quá trình nghiền vỡ Nn có thể được tính theo công thức:

kth - số vòng tuần hoàn của vật liệu trong buồng nghiền;

μth - nồng độ vật liệu của lớp vật liệu tuần hoàn, [kg/kg];

vb - vận tốc tiếp tuyến của búa nghiền

Tuy nhiên công suất chi phí chạy không Nck xác định khó khăn Vì vậy

người ta tính công suất chi phí cho máy nghiền như sau:

N = (1,15 ÷ 1,20).Nn

- Năng suất máy nghiền

Năng suất của máy nghiền búa phụ thuộc vào kích thước cấu tạo của rôto,

được tính theo công thức:

t

DLh

q cl th c





Trong đó:

t - thời gian gia công vật liệu trong buồng nghiền hay còn gọi là thời

gian "sống" của vật liệu trong buồng nghiền, [s]

v ph

v

d D d D

d

d S

D

D S

dv - đường kính trong của vít, [m];

Dph - đường kính ngoài của phôi, [m];

dph - đường kính trong của phôi, [m]

2.6.2 Tính toán xyclon

Xác định bán khín ống tâm R1:

r

V R

V b



 Chọn ωv = 15 ÷ 25 [m/s] vận tốc vào của dòng khí

Bán kính phần trụ của xyclon:

R = r + Δr + δ Trong đó:

r - bán kính ống tâm, [mm];

Δ - bề dày của xyclon, (lấy δ = 1,5 mm) [mm];

Δr = 0,1 ÷ 0,5 [m] và kèm theo điều kiện là Δr ≥ b

Vận tốc góc quay của dòng khí trong xyclon:

tb

tb r

r R

r tb

.lg3,2

)

Thời gian khí lưu trong xyclon

Đối với khí chảy dòng:

T

bui

.

6 , 0 4

r0 - bán kính miệng tháo bụi, [mm] ;

α0 - góc giữa đường nằm ngang và đường sinh của ống

(α0 = 50 ÷ 60)

Số vòng xoáy trong xyclon:

2

.W T

ξ - hệ số trở lực; ξ = 2,5 ÷ 7

vq - vận tốc quy ước trong xyclon, [m/s]; 2

.

4

ρ - khối lượng riêng của khí vào, [kg/m3];

D - đường kính trong của xyclon, [mm]

Thông thường ΔP = 50 ÷ 470 [N/mm2]

2.6.3 Tính toán hệ thống ống hút và ống đẩy

Vận tốc thăng bằng xác định bởi công thức:

d k

ρr - khối lượng riêng của bụi than, [kg/m3 ];

ρk - khối lượng riêng của không khí, [kg/m3 ];

2.6.4 Tính toán quạt ly tâm

Áp suất của quạt H băng tổng áp suất đọng năng và áp suất thế năng

H = Ht + Hd

g

P P H

k t

1 2

2 2

 , [m]

Trong đó:

c2 - vận tốc không khí ở cửa đẩy, [m/s];

P2 - áp suất không khí ở cửa đẩy do quạt tạo ra, [N/m];