Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất VLXD - Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất VLXD - Chương 3: Máy và thiết bị phân loại được biên soạn nhằm phân loại thiết bị, nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy và thiết bị phân loại. Bài giảng hữu ích với các bạn chuyên ngành Xây dựng.

Chương 3:

CÁC MÁY VÀ

THIẾT BỊ PHÂN LOẠI

• Phân loại thiết bị

• Nguyên lý cấu tạo và họat động

Quá trình gia công nguyên vật liệu

I ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

Các phương thức phân loại nguyên vật liệu

- Phân loại các sản phẩm theo kích thước yêu cầu

- Phân loại phẩm chất

- Loại bỏ các chất tạp

- Phương pháp phân loại cơ khí.

- Phương pháp phân ly không khí

- Phương pháp phân ly điện từ

- Phương pháp phân ly thủy lực

II.1 Những khái niệm cơ bản

Phương pháp phân loại cơ khí được thực hiện bằng sàng, sàng có thểphân loại được 2 hay nhiều nhóm hạt khác nhau Số nhóm hạt nhận đượcphụ thuộc vào số lưới sàng mà vật liệu đi qua Nếu số lưới sàng là n thì sốnhóm hạt nhận được là n+1

- Đơn giản, sửa chữa dễ dàng

- Các nhóm hạt rơi dễ dàng vào các phễu chứa tương ứng yêu cầu

Khuyết điểm:

- Khối vật liệu ban đầu, trong đó có những hạt vật liệu lớn lại rơingay vào sàng có kích thước nhỏ nhất, có cấu tạo mảnh nhất, nên dễdàng làm cho sàng mau hỏng

- Khi khối vật liệu rơi vào sàng nhỏ trước, những hạt có kích thước lớnhơn lỗ sàng sẽ che phủ 1 phần lớn lỗ, gây khó khăn cho các hạt nhỏ rơiqua sàng, do đó hiệu suất sàng kém

Theo sơ đồ hình (H.3.1) những hạt nhỏ sẽ đi qua lỗ sàng có kích thướcnhỏ trước, tiếp theo những hạt có kích thước trung bình lọt qua lỗ sàngtrung bình, sau đó những hạt có kích thước lớn sẽ lọt qua lỗ sàng lớn.Cuối cùng những hạt lớn nhất nằm trên sàng đi ra ngoài

- Những hạt vật liệu đi qua lỗ sàng được gọi là sản phẩm dưới sàng.Ngược lại, những hạt không lọt qua lỗ sàng được gọi là sản phẩm trênsàng.

- Theo lý thuyết có thể coi tất cả những hạt có kích thước nhỏ hơn kíchthước lỗ sàng sẽ đi qua lỗ sàng Nhưng trong thực tế bao giờ cũng còn lạitrên sàng một phần những hạt vật liệu có kích thước nhỏ hơn kích thước

lỗ sàng đi ra cùng với sản phẩm trên sàng

II.1.2 Hiệu suất sàng.

- Để đánh giá chất lượng máy sàng và quá trình sàng người ta dùng hệ

số hiệu suất sàng:

  A B

A- lượng hạt dưới sàng có k.thước yêu cầu thu được khi sàng

B- lượng hạt có kích thước yêu cầu thực tế nằm trong vật liệu ban đầu

Hiệu suất sàng thường phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Độ ẩm của vật liệu: trong đa số trường hợp vật liệu có độ ẩm càngcao hiệu suất sàng càng giảm

- Bề dày lớp vật liệu: lớp vật liệu quá dày hiệu suất kém, nhưng quámỏng năng suất giảm

-Biên độ dao động: nếu kích thước vật liệu lớn, yêu cầu cần phảităng biên độ dao động

Phân loại máy sàng :

+ Sàng phẳng+ Sàng thùng quay

II.2.1 Cấu tạo của mặt sàng

Bộ phận làm việc chủ yếu của sàng là ghi hay lưới sàng

Ghi : có hai loại chính là ghi thanh và ghi tấm

Ghi thanh: có cấu tạo bằng các thanh thép tròn đặt song song nhau,cách nhau 1 khoảng nào đó, tùy thuộc vào kích thước yêu cầu của sảnphẩm dưới sàng Sàng ghi thanh dùng để phân loại những vật liệu cókích thước lớn

Ghi tấm: là 1 tấm thép có đột lỗ tròn, ellip hay lỗ vuông Ghi tấm có lỗtròn sản phẩm dưới sàng có kích thước đồng nhất hơn

Để vật liệu lọt dễ dàng qua lỗ sàng (không bị kẹt), bề dày của ghi nên

< kích thước lỗ Ghi tấm dùng để phân loại các vật liệu trung bình và vậtliệu nhỏ

Lưới sàng

Được chế tạo bằng cách đan các sợi kim loại hay các sợi hữu cơ cỡ sợitùy thuộc vào loại sàng Sàng lưới dùng để sàng những vật liệu nhỏ vàmịn, có thể đạt từ 2,5mm - 40m.Tiết diện sống của lỗ sàng lớn, chiếm70% tổng diện tích của sàng Kích thước của sàng được đặt trưng theo 3hệ:

Hệ liên Xô: đặc trưng bằng kích thước lỗ (m), sàng No 009 tương ứng k.thước lỗ 90 m

Hệ Đức: đặc trưng bằng số lỗ/cm hay số lỗ /cm2 sàng No70 có 70 lỗ/cm hay

4900 lỗ/cm 2

Hệ Anh: đặc trưng bằng Mecso /dium, Mecso số lỗ, dium: tấc anh = 25,4mm

Ví dụ Số Mecso 180 có nghĩa là 180lỗ/25,4mm tương đương 72 lỗ/cm hay  4900 lỗ/cm2

II.2.2 Xác định tốc độ hạt vật liệu trên sàng.

Tốc độ hạt vật liệu trên sàng tùy thuộc vào tốc độ sàng Nếu tăng tốc độchuyển động của sàng, kéo theo tăng tốc độ chuyển động của hạt vậtliệu trên sàng, dẫn đến tăng hiệu suất sàng Nhưng nếu tăng tốc độ lớnquá sẽ làm giảm hiệu suất sàng Vì với tốc độ quá lớn, hạt vật liệu sẽvượt qua lỗ sàng mà không lọt qua lỗ Vì vậy cần phải xác định tốc độsàng hợp lý

x D

d v

Hình 3.4 Sơ đồ xác định vận tốc hạt trên sàng

y

Theo hình (H 3.4), giả sử hạt vật liệu có kích thước d, chuyển động vớivận tốc v với sàng có kích thước lỗ D Ta thấy các hạt vật liệu chuyểnđộng qua lỗ theo quỹ đạo parabol

Nếu sàng đặt nghiêng, hạt đi qua lỗ cần có kích thước nhỏ hơn, đồng thời vận tốc hạt cũng giảm.

Hình 3.5 Sơ đồ xác định vận tốc hạt trên sàng nghiêng

+ Sàng lắc dọc theo mặt phẳng nghiêng lưới sàng

+ Sàng lắc dọc theo 1 góc  đối với mặt phẳng nghiêng của lưới sàng

- Sàng lắc tròn

Trong công nghiệp VLXD chủ yếu là sử dụng sàng lắc dọc

Sàng lắc dọc theo mặt phẳng nghiêng của lưới sàng

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Sàng gồm có thành sàng (1) gắn với sàng dưới (2), thanh kéo (3) và (4)

được gắn vào thành sàng Sàng chuyển động xuôi ngược dọc theo mặtphẳng nghiêng của lưới sàng nhờ động cơ truyền chuyển động đến ổtrục lệch tâm đối xứng (5)

Hình 3.4 Sơ đồ sàng lắc dọc theo mặt phẳng nghiêng của lưới sàng

Xác định số vòng quay thích hợp của trục lệch tâm

Khi sàng chuyển động lui tới (ngược xuôi) với gia tốc nhỏ, những hạt vậtliệu trên lưới sàng sẽ ở trạng thái yên tĩnh tương đối (do lực ma sát).Nếu tăng gia tốc đến 1 giới hạn nào đó những hạt vậtliệu sẽ chuyển ngược theo sàng Khi đó lực quán tính của hạt vật liệu sẽthắng lực ma sát giữa hạt vật liệu và lưới sàng Vì vậy gia tốc tới hạncần thiết để hạt vật liệu có thể chuyển dịch ngược xuôi theo sàng đượcxác định như sau:

Gọi a1: gia tốc tới hạn để vật liệu có sự chuyển động tương đối đi xuống Điều kiện để hạt vật liệu đi lên theo sàng dốc ( theo hình vẽ)

2 2 2 u

   

2

Gn r

G sin Gf cos 900

Sàng lắc dọc theo một góc  so với mặt phẳng nghiêng của lưới sàng

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo: của lưới sàng này tương tự như sàng lắc dọc theo mặt phẳng

nghiêng, chỉ khác đối với loại sàng này là lực quán tính Pu không hướng dọc theo lưới sàng mà hướng theo phương tạo với mặt phẳng nghiêng của lưới sàng một góc 

Thay 

2 u

Gn r P

900 và chia 2 vế cho Gcos  ta được:

Gn r P

900

ta xác định được điều kiện vật liệu bị tung lên khi số vòng quay của trục:

30 n

Xác định công suất của sàng lắc phẳng

Công suất tiêu hao cần thiết khi sàng làm việc gồm:

- Công suất tiêu hao để lắc toàn khối

- Công suất tiêu hao để khắc phục các lực cản khác

Theo lý thuyết, đối với sàng lắc phẳng công suất tiêu hao ở ½ chu kỳđầu làm việc sẽ được hoàn lại trong ½ chu kỳ làm việc sau Nhưng thựcnghiệm cho thấy vì có sự phân tán lực và có sự tiêu hao năng lượng đểkhắc phục các lực cản khác, cho nên khi tính toán có thể không tính đếnviệc hoàn lại năng lượng động học trong ½ chu kì làm việc sau:

60 75 4050000

Đối với sàng lắc phẳng hệ số tác dụng hữu ích = 0,7, công suất của động cơ:



2 3 dc

Gr n N

2.800.000

trong đó: G - trọng lượng của vật liệu [KG]

r - độ lệch tâm [m]

Sự chấn động của sàng rung được tạo nên bởi lực quán tính, lực va đậphoặc lực điện từ Căn cứ vào phương thức tạo nên chấn động, có thểphân loại sàng rung theo:

- Sàng rung quán tính

- Sàng rung điện từ

- Sàng rung do va đậpTrong công nghiệp sản xuất VLXD chủ yếu sử dụng sàng rungquán tính

Hình 3.6a Sơ đồ cấu tạo sàng rung quán tính 7

2

Hình 3.6b

Hệ thống máy sàng rung

P P sin

: góc tạo bởi phương của lực ly tâm với trục thẳng đứng

Dưới tác dụng của lực ly tâm quán tính sàng chấn động, các điểm của sàng vạch thành quỹ đạo ô-van.Sàng được đặt nghiêng một góc 5-15o

Xác định năng suất của sàng rung

Sàng rung thường được dùng để sàng cát, sỏi, đá dăm có độ ẩm tương đối thấp W = 35% Sàng thường có kích thước lỗ vuông 5100mm

Bảng 3.1 Năng suất của các loại sàng rung

Vị trí sàng và vật liệu sàng Công thức [m3/h] Sàng rung đặt nằm ngang, sàng hỗn hợp cát sỏi V  0,8F.q.k k1 2

Sàng rung đặt nằm ngang, sàng vật liệu đập V  0,65F.q.k k1 2

Sàng rung đặt nghiêng, sàng hỗn hợp cát sỏi V  0,5F.q.k k1 2

Sàng rung đặt nghiêng, sàng vật liệu đập V  0,4F.q.k k1 2

Câu hỏi ???

Question ??

Cám ơn các bạn đã chú ý theo dõi

Merci beaucoup !!

Thank you for your attention !!