Thiết kế máy nghiền va đập kiểu rotor cho công đoạn nghiền liệu trong dây chuyền sản xuất gạch từ than xít thải

Bao gồm thuyết minh tính toán và các bản vẽ thiết kế máy nghiền va đập kiểu rotor cho công đoạn nghiền liệu trong dây chuyền sản xuất gạch từ than xít thải. Thuyết minh gồm các chương: Chương 1: Giới thiệu chung về than xít Chương 2: Giới thiệu chung về công đoạn nghiền than xít Chương 3: Giới thiệu chung về máy nghiền va đập kiểu rotor Chương 4: Thiết kế máy nghiền rotor Chương 5: Thiết kế hệ thống điện cho máy nghiền

Mục lục

Trang

chơng I: giới thiệu chung về than xít

1.1 Khái niêm chung về than xít

1.2 Thực tế nguồn than xít thải từ các mỏ khai thác và các nhà máy tuyển than ở nớc ta

1.3 Phạm vi sử dụng của than xít thải trong sản xuất vật liệu xây dựng

1.3.1 Sử dụng than xít làm nguyên liệu sản xuất gạch nung

1.3.2 Sản xuất gạch không nung từ than xít thải

chơng II: giới thiệu chung về công đoạn nghiền than xít

2.1 Giới thiệu chung về nghiền

2.1.1 Khái niệm

2.1.2 Mức độ nghiền

2.2 Giới thiệu chung về công đoạn nghiền sàng than xít

2.3 Các phơng án chọn máy nghiền

Chơng III: Giới thiệu chung về máy nghiền Va đập kiểu rotor

3.1 Giới thiệu chung về máy nghiền va đập kiểu Rotor

3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nghiền va đập kiểu rotor

3.2.1 Cấu tạo của máy nghiền rotor

3.2.2 Nguyên lý hoạt động

3.3 Phân loại máy nghiền rotor

3.4 Một số phơng pháp dẫn động máy nghiền Rotor

3.5 Kết cấu Rotor

Chơng iv: Thiết kế máy nghiền rotor

4.1 Tính chọn sơ bộ các thông số của máy

4.1.1 Đờng kính của Rotor

4.1.2 Chiều dài Rotor

4.1.3 Chọn kích thớc cửa nạp theo điều kiện nh sau:

4.1.4 Các góc lắp đặt

4.1.5 Tốc độ dài của roto

4.1.6 Khoảng điều chỉnh cửa xả liệu ở các buồng nghiền

4.1.7 Số lợng hàng búa:

4.1.8 Kích thớc đầu búa

4.1.9 Chọn kết cấu rotor

4.1.10 Chọn phơng án kẹp búa trên rotor

4.2 Kiểm tra năng suất máy Q

4.3 Xác định thành phần tỷ lệ cỡ hạt sản phẩm xả

4.4 Xác định công suất và chọn động cơ

4.5 Tính toán thiết kế các cụm, chi tiết cơ bản

4.5.1 Lựa chọn sơ đồ dẫn động

4.5.2 Tính toán thiết kế bộ truyền đai

4.6 Tính toán động lực học máy

4.6.1 Tính mômen quán tính và tính khối lợng Rotor

4.6.2 Tính phản lực và chọn ổ trục Rotor

4.6.3 Tính trục Rotor

4.7 Thiết kế hệ thống điều khiển tấm phản hồi

4.7.1 Tính toán chọn lò xo cho cơ cấu điều khiển tấm phản hồi thứ 1:

4.7.2 Thiết kế mạch thủy lực điều khiển tấm phản hồi thứ 2, thứ 3 và cơ cấu nâng hạ phần nắp trên của máy

4.8 Thiết kế hệ thống bôi trơn ổ lăn

Chơng V: Thiết kế hệ thống điện cho máy nghiền

5.1 Yêu cầu làm việc của động cơ 100

5.2 Tính chọn công suất các động cơ 100

5.2.1 Điều kiện chọn động cơ

5.2.2 Chọn công suất động cơ

5.2.3 Tính chọn các công suất P, Q, S

5.2.4 Chọn máy biến áp

5.2.5 Tính chọn thiết bị bảo vệ, đóng cắt, cáp cho hệ thống

5.3 Khởi động động cơ 104

5.3.1 Dòng điện khi khởi động động cơ không đồng bộ ba pha

5.3.2 Các giải pháp khởi động động cơ

5.4 Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển 110

5.5 Vận hành bảo dỡng máy 112

KếT LUậN

Phụ lục

Tµi liÖu tham kh¶o

chơng I: giới thiệu chung về than xít.

1.1 Khái niêm chung về than xít.

Than xít là loại than phế thải đợc khai thác ở các mỏ thanlớn ở nớc ta (nh mỏ than Quảng Ninh) Là loại than nghèo, chứakhoảng 5%-8% than sạch, không đủ nhiệt lợng đốt để cungcấp năng lợng phục vụ cho mục đích công nghiệp hay dândụng nên loại than này cha đợc tận thu tốt

Hình 1.1 Than xít thải.

Thành phần khoáng vật chủ yếu có trong đá xít thải gồm: SiO2 51,41%; Al2O3 16,36%; Fe2O3 8,37% và MKN 22,57% /4/

1.2 Thực tế nguồn than xít thải từ các mỏ khai thác và

các nhà máy tuyển than ở nớc ta.

Hiện nay mặt bằng cho đổ thải đá xít từ các nhà máytuyển than đang là vấn đề bức xúc của ngành than, mỗi

năm cần diện tích hàng trăm hecta để đổ thải Việc xử lý

đá xít thải đang là vấn đề cấp thiết nhằm tận thu tàinguyên than và các chất khoáng, bảo vệ môi trờng Bên cạnh

đó nó còn góp phần giải quyết tình trạng khan hiếm nguồnnguyên liệu cho sản xuất trớc nhu cầu phát triển ngày càngcao của sản xuất vật liệu xây dựng

Theo thống kê mỗi năm, bình quân các nhà máy tuyểnthan đổ thải đá xít ra bờ biển với khối lợng hàng triệu m3.Tuy nhiên, quỹ đất trên bờ biển dành cho đổ đá xít là rấthạn chế, nên yêu cầu đợc đặt ra là cần phải sớm tìm giảipháp xử lý nguồn đá xít thải này, hoặc là vận chuyển đổthải vào bãi thải trong của các mỏ, hoặc sản xuất chế biến

đá xít thải thành các loại vật liệu phục vụ cho xây dựng,giao thông Ngoài ra, trong đá xít thải nhà máy tuyển hiệnnay còn chứa 5-8% than sạch nên việc đổ bỏ cũng gây lãngphí tài nguyên, nảy sinh nạn khai thác trái phép, tận thu thantrên bãi thải gây ô nhiễm môi trờng

- Thống kê khối lợng đổ thải của một số nhà máy khai thác,tuyển than ở nớc ta:

Bảng 1.1 Khối lợng xít đổ thải của một số nhà máy

tuyển than/4/

Tên nhà máy

Khối lợng xít đổ thải Quảng Ninh

(triệu tấn) 200

4

200 5

200 6

200 7

200 8

200 9

201 0

Tuyển than Cửa

Ông 1,05 1,26 1,45 1,55 1,60 1,65 1,68

Tuyển than Hòn

Gai 0,41 0,44 0,48 0,52 0,55 0,59 0,64

- Với khối lợng lớn than xít thải trên cần chi phí khá lớn choviệc xử lý theo cách chôn lấp truyền thống Qua nghiên cứuthành phần độ hạt, lợng than tồn, thành phần khoáng vậttrong xít thải của các nhà máy cho thấy khả năng tận thu vàhiệu quả xử lý, tiềm năng kinh tế của than xít thải là tơng

đối lớn

Bảng1.2 Thành phần độ hạt đá xít thải ở nhà máy

tuyển than Cửa Ông và Hòn Gai /4/

ST

T Cấp hạt(mm)

Nhà máy tuyển than

Cửa Ông Nhà máy tuyển thanHòn Gai

Thu hoạch(%) tro(%)Độ Thu hoạch(%) tro(%)Độ

Bảng 1.3 Thành phần khoáng vật trong xít thải ở

một số nhà máy tuyển than /4/

B¶ng 1.4 Thµnh phÇn than trong xÝt th¶i /4/

ho¹ch (%) §é tro(%) ho¹ch (%)Thu §é tro(%)

vµ gãp phÇn tiÕt kiÖm tµi nguyªn thiªn nhiªn, b¶o vÖ m«i êng Ngoµi ra bµi to¸n nguån nguyªn liÖu cho s¶n xuÊt vËtliÖu x©y dùng, ®ang më ra mét híng ®i míi trong viÖc xö lýnguån than xÝt th¶i

tr-1.3 Ph¹m vi sö dông cña than xÝt th¶i trong s¶n xuÊt

đất canh tác Bên cạnh đó, việc sử dụng những loại lò nunggạch truyền thống cũng gây ô nhiễm môi trờng

Nhận thấy thành phần hoá học cũng nh thành phầnkhoáng vật của đá xít thải và mẫu đất sét sử dụng làm gạch

có tính chất gần giống nhau, tức là hoàn toàn có thể sử dụngnguồn đá xít thải từ các nhà máy tuyển than để làm nguyênliệu sản xuất gạch phục vụ cho xây dựng, các nhà khoa họctrên thế giới đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuấtgạch nung không dùng than từ nguồn nguyên liệu đá xít thảithay thế cho nguồn đất sét, đã triển khai áp dụng rộng rãi ởchâu Âu, Trung Quốc và nhiều nớc trên thế giới

ở nớc ta, qua các nghiên cứu về thành phần hóa khoáng,cơ lý của than xít và các nghiên cứu thử nghiệm sản xuấtgạch nung từ nguồn than xít phế thải của Viện KHCN Mỏ /4/,nhận thấy than xít hoàn toàn có khả năng thay thế cho đấtsét làm nguyên liệu sản xuất gạch nung Điều này mở ra mộthớng đi mới cho sản xuất vật liệu xây dựng nói chung và sảnxuất gạch nói riêng, giải quyết đợc các bài toán thời sự về xử

lý chất thải khai khoáng và nguồn nguyên liệu

Bảng 1.5 So sánh thành phần khoáng chất của đất sét

và xít thải /4/

Mẫu thử

nghiệm

Độ tro

24,7

9 5,26 1,74 1,04 0,24

Đất sét Kim

Sơn 60,04 23,12 5,95 2,17 1,59 0,36Xít thải Cửa

Ông 79,46 62,21

19,2

7 7,40 1,46 1,48 0,18Xít thải Hòn

Gai 82,16 59,46 26,85 4,98 2,16 1,33 0,21

Từ “kết quả sản xuất thử nghiệm đã cho thấy đá xít từcác nhà máy tuyển than Cửa Ông và Hòn Gai có thành phầnkhoáng chất tơng đơng với đất sét nên có thể dùng làmnguyên liệu phục vụ cho sản xuất gạch, vật liệu xây dựng.Bên cạnh đó, gạch sản xuất từ nguyên liệu đá xít đạt các chỉtiêu chất lợng tơng đơng với gạch nung từ đất sét mác 75-100” Cụ thể, để làm nguyên vật liệu sản xuất gạch, đá xít

từ các nhà máy tuyển than cần phải đợc tuyển tận thu than,sau đó đa nghiền đến 3mm Đá xít sau khi nghiền đợc giacông làm gạch theo nh quy trình làm gạch từ nguyên liệu đấtsét, chỉ khác là không dùng than để nung

Bảng 1.6 Kết quả kiểm nghiệm chất lợng gạch từ xít

thải /4/

Ký hiệu mẫu

Độ bềnnén,Kg/cm2

Độ bềnuốn,Kg/cm2

Độ hútnớc, %

Khối lợngthểtích,g/cm3

K.lợngriêngg/cm3

Độ hạt càng mịn thì chất lợng gạch càng tốt, mẫu mã gạchcàng đẹp Chất lợng gạch từ xít thải về chỉ tiêu chịu nén,chịu uốn là tơng đơng so với gạch từ đất sét Đặc biệt hơncả, việc sử dụng nguyên liệu từ đá xít thải đã giảm đợc nguycơ gây ô nhiễm môi trờng, tận dụng đợc tài nguyên cũng nhcung cấp việc làm cho nhiều lao động

Quy trình công nghệ sản xuất gạch nung từ đá xít thải cóthể đợc tóm tắt bao gồm các bớc nh sau:

1-Nghiền đá xít đến cỡ hạt 3mm 2- Làm ẩm,trộn đều

3 - ủ 4- ép địnhhình

5-Sấy 6-Nung

7- Ra sản phẩm

Ta có sơ đồ công nghệ đợc cụ thể hóa nh sau:

D©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt g¹ch nung tõ than xÝt

nghiÒn

Sấy liệu đến độ

ẩm w<7%

Nghiền bột đến cỡ hạt≤0,5mm

Đồng nhất

Định lượng

Ủ, đồng đều thành phần

Tạo hỡnh, ộp bỏn dẻo w =15-16%

Nung trong lũ nung tuynen(Khụng dựng than)

Kho chứa gạch

thành phẩm

Cốt liệu mịn: đất nghiền; phụ gia làm dẻo và các phụ gia

khác

Sấy trong hầm sấy Tuynen

Sàng rung

Định lượng

Trộn, làm ẩm

Nghiền than xớt bằng mỏy nghiền rotor đến

dmax≤25mm

dmax >25mm 3mm<dmax ≤25mm

+ Than xít đa về từ các mỏ khai thác hoặc các nhà máytuyển than đợc vận chuyển bằng ôtô đến kho chứa dự trữ.Than xít từ kho chứa đợc sấy đến w < 7% trớc khi nghiềnnhỏ (nghiền sơ bộ) bằng máy nghiền va đập kiểu rotor đến

cỡ hạt dmax ≤ 25mm Hạt liệu sau khi qua máy nghiền rotor cókích thớc lớn hơn 25mm, không lọt qua sàng phân li sẽ đợcbăng tải đa trở lại buồng nghiền và tiếp tục đợc nghiền đếnkhi đạt đợc kích thớc yêu cầu

+ Phần vật liệu sau khi nghiền có cỡ hạt 3mm < dmax≤ 25mm

đợc đa đến máy nghiền bi để nghiền thành bột có độ hạt ≤0,5 mm Phần sản phẩm có cỡ hạt ≤ 3mm của máy nghiềnrotor và sản phẩm của máy nghiền bi đợc đa vào đồng nhấttrong xylô đồng nhất liệu

+ Nguyên liệu đã đồng nhất và phụ gia đợc định lợngtheo đúng tỷ lệ yêu cầu của sản xuất gạch sau đó đợctrộn đều và làm ẩm Độ ẩm cần đạt đợc là w =(15 -16)% /4/

+ Hỗn hợp của bột than xít và phụ gia đợc ủ để tạo độ

đồng nhất trớc khi tạo hình

+ Tạo hình bằng máy ép thuỷ lực bàn xoay, theo phơngpháp ép bán khô

+ Gạch sau khi tạo hình đợc xếp lên xe gòong và đa vào lòsấy Sau đó đợc nung trong lò tuynen Tuy nhiên trong quátrình nung gạch không cần dùng đến than làm chất đốt màlợng than còn lại trong than xít sẽ cháy nốt và tự nung chíngạch

1.3.2 Sản xuất gạch không nung từ than xít thải.

Gạch không nung là một loại gạch mà sau gia công địnhhình, không phải nung để tăng độ bền của viên gạch Độbền của gạch không nung đợc tạo bởi nguyên lý lực hấp dẫngiữa các thành phần nguyên liệu tham gia với lực ép lớn

Ngày nay công nghệ sản xuất vật liệu không nung cũng

đang phát triển mạnh mẽ và đã cho thấy u điểm vợt trộitrong việc tiết kiệm năng lợng, tận dụng nguồn nguyên liệu,phế thải góp phần bảo vệ môi trờng Để sản xuất ra 40 tỷviên gạch đất sét nung từ nay đến 2020 phải tiêu tốn 60triệu tấn than Riêng năm 2020 phải sử dụng 6,3 triệu tấnthan Việc sản xuất gạch nung, đặc biệt là lò đứng thủ côngthải ra khí quyển lợng lớn khí CO2, SO2 độc hại ảnh hởng lớn

đến môi trờng sống, sức khoẻ con ngời, giảm năng suất câytrồng Nguyên liệu sử dụng trong sản xuất gạch không nungrất đa dạng, bao gồm: Than xít thải; xỉ than; xỉ quặng; đámạt; phế thải xây dựng; đất thải loại từ các khu công nghiệp,khu dân c, đất đồi cằn khô, đất canh tác kém hiệu quả; cátsông

Một số công thức về tỷ lệ thành phần phối liệu trong sản xuất gạch không nung:

Công thức số 1:/12/

Than xít hoặc xỉ than (đã nghiền nhỏ đến cỡ hạt ≤3mm): 30%; xỉ khoáng: 20%; đất thải, chất thải rắn: 30%;ximăng 8% cát 10%; bột đá 2%

Công thức số 2:/12/

Bột, mạt đá 60%; muối kali 3%; ximăng 8% -10%; vôi bột 3%còn lại là chất thải rắn khác.

Từ các công thức trên ta thấy than xít sau khi tận thu còn

có thể đợc nghiền nhỏ để làm phối liệu cho sản suất gạch,ngói và các vật liệu không nung đem lại hiệu quả kinh tếcao.Về cơ bản công nghệ sản xuất gạch, ngói, các sản phẩmkhông nung từ nguồn than xít phế thải bao gồm các công

đoạn sau:

- Công đoạn chuẩn bị liệu: Than xít sau khi đợc tận thu ở

các nhà máy tuyển than đợc nghiền nhỏ thành các nhóm sảnphẩm nghiền theo cỡ hạt tùy yêu cầu của từng loại sản phẩm

cụ thể

- Công đoạn phối trộn, đồng nhất thành phần: Thành

phần nguyên liệu gồm: than xít đã đợc nghiền cỡ hạt ≤3mm,

đất đã nghiền mịn đến ≤0,5mm, cát, (có thể dùng thêm vôihay xi măng), phụ gia đóng rắn, trộn theo tỷ lệ cấp phối tùy theotừng loại sản phẩm Hỗn hợp đợc làm ẩm tới độ ẩm w = 7-12% và

đa tới công đoạn ép tạo hình

- Công đoạn ép tạo hình: Công đoạn này đợc thực hiện

trên máy ép thủy lực hay máy ép trục khuỷu theo công nghệ

ép bán khô

- Công đoạn ra sản phẩm: Sản phẩm sau khi ép đợc hong

khô trong thời gian 7-10 ngày trong nhà xởng sau đó đợcxếp ngoài trời để lu hóa và phát triển cờng độ Sản phẩmsau 28 ngày có thể xuất xởng

Tóm lại: Than xít mở ra hớng phát triển mới trong ngành sản

xuất vật liệu xây dựng, giải quyết đợc vớng mắc về khâunguyên liệu nhất là trong sản xuất gạch Tuy nhiên để sửdụng đợc nguồn than xít này trớc hết cần phải thực hiệncông đoạn nghiền than xít phục vụ cho khâu tận thu lợngthan d và chuẩn bị liệu cho dây chuyền sản xuất gạch

ch¬ng II: giíi thiÖu chung vÒ c«ng ®o¹n nghiÒn than

xÝt 2.1 Giíi thiÖu chung vÒ nghiÒn.

B¶ng 2.1 Ph©n lo¹i nghiÒn theo kÝch cì h¹t s¶n phÈm

Qu¸ tr×nh nghiÒn, vËt liÖu nghiÒn bÞ ph¸ vì theo c¸c ph¬ngph¸p sau:

- Ph¬ng ph¸p Ðp vì: (b) VËt nghiÒn bÞ ph¸ vì khi hai m¹t

nghiÒn tiÕn s¸t vµo nhau lµm øng suÊt trong h¹t liÖu t¨ngqu¸ giíi h¹n bÒn nÐn

- Phơng pháp miết vỡ: Khi hai mặt nghiền trợt tơng đối

nhau, lớp ngoài của hạt vật liệu bị biến dạng và tách ra doứng suất tiếp tăng quá giới hạn bền

- Phơng pháp tách vỡ: (a) Khi trên mặt nghền có các gân

nhọn, hạt vật liệu bị tách ra do ứng suất tiếp quá giới hạnbền

- Phơng pháp uốn vỡ: Khi hạt vật liệu làm việc nh một dầm

kê trên 2 gối bị uốn bởi lực tập trung ở giữa

- Phơng pháp đập vỡ: Vật liệu nghiền bị tải trọng va đập

tác động, trong đá xuất hiện đồng thời các biến dạngkhác nhau nhng ở trạng thái động

Trong thiết kế máy nghiền có thể sử dụng một hoặc kết hợpnhiều phơng pháp phá vỡ vật liệu

chất cơ lý của vật liệu và cỡ hạt sản phẩm yêu cầu mà ta cócác phơng án chọn sơ đồ bố trí máy cho công đoạn nghiềnphù hợp nhằm đạt đợc hiệu quả cao Với yêu cầu cỡ hạtnguyên liệu cho sản xuất gạch, công đoạn nghiền đợc phânchia làm 2 nguyên công chính là nghiền sơ bộ vật liệu(nghiền nhỏ vật liệu đến dmax ≤ 25mm) và nghiền mịn vậtliệu (nghiền bột đến dmax ≤ 0,5mm)

Hình 2.2 Sơ đồ công đoạn nghiền sàng than xít.

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí máy, thiết bị cho dây công

đoạn nghiền sàng than xít.

Sơ đồ nghiền sử dụng 2 máy nghiền là máy nghiền va

đập kiểu rotor và máy nghiền bi Máy nghiền rotor dùng đểnghiền nhỏ vật liệu than xít trớc khi qua máy nghiền bi đểnghiền thành bột có độ hạt ≤ 0,5mm

Tang sấy đợc bố trí ở đầu dây chuyền nhằm giảm độ

ẩm của than xít trớc khi qua máy nghiền rotor Máy nghiềnrotor làm việc không hiệu quả khi độ ẩm vật liệu nghiền quálớn do xảy ra bết dính vật liệu vào đầu búa Vì vậy việclàm giảm độ ẩm của than trớc khi nghiền là rất quan trọng,việc này vừa nâng cao hiệu quả nghiền, năng suất của máynghiền rotor và máy nghiền bi đồng thời sản phẩm sau

nghiền đạt đợc yêu cầu của phơng pháp tạo hình bán khôtrong sản xuất gạch.

2.3 Các phơng án chọn máy nghiền.

Để chọn loại máy nghiền, ngời ta dựa vào yêu cầu côngnghệ của quy trình nh: xem xét độ cứng của vật liệu, tỷ sốnghiền i, đặc điểm kết cấu máy và năng suất cho dâychuyền nghiền cùng với khả năng chế tạo trong nớc các thiết

bị thay thế, hiệu quả kinh tế Vấn đề quan trọng trong việcchọn thiết bị phục vụ là có nhiều phơng án với các loại máykhác nhau nhng không hẳn máy nào cũng có toàn u điểm,

do vậy cần cân nhắc khi chọn máy, sao cho đạt hiệu quảthiết thực Mặt khác ngời chọn máy có thể đa ra tiêu chí nào

là quan trọng đối với việc chọn máy rồi đánh giá theo tiêuchí quan trọng nhất

Ngoài ra còn dựa vào chỉ số lựa chọn phơng án máy (E)

để quyết định phơng án tối u:

E = N G.2

Q (2.2) Trong đó: N - là công suất máy chọn (KW)

G - là trọng lợng máy chọn (Tấn)

Q - là năng suất máy chọn (m3/h) Với nhiệm vụ thiết kế đợc giao và sản phẩm nghiền chotrớc là than xít, có :

Năng suất máy nghiền: Q = 200m3/h

375

max max = =

* Máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp:

Loại này có kết cấu đơn giản nhất so với các loại máy

nghiền ở trên Máy đảm bảo tỉ số nghiền cần thiết i = 3 ữ 5,năng suất không lớn Máy có lực nghiền tại cửa nạp nhỏ hơn sovới loại máy nghiền má lắc đơn giản cùng loại, nên việc nghiềnvật liệu đợc đảo do đó tạo ra sản phẩm có kích thớc đồng

đều

Nhợc điểm lớn của loại này là kết cấu máy cồng kềnh, quátrình làm việc có sự mài mòn khốc liệt do sự trợt tơng đốigiữa vật liệu và má nghiền, sản phẩm có nhiều hạt nhỏ, bụi vàbột

* Máy nghiền má lắc đơn giản:

Kết cấu của loại máy này tơng đối phức tạp, chế tạo khókhăn Máy này có u điểm là nghiền đợc tất cả các loại vậtliệu xây dựng khác nhau Máy nghiền loại này phát huy đợclực nghiền tại vùng nghiền đá do hành trình nhỏ Do đó th-ờng thích hợp cho các loại vật liệu xây dựng có kích thớc lớn

và bền Sản phẩm không đợc đồng đều do không có hiện ợng đảo vật liệu trong vùng nghiền, số lợng bụi và bột ít

t-* Máy nghiền trục lăn :

Khi dùng để nghiền sơ bộ loại máy này đảm bảo mức

độ nghiền yêu cầu i = 8 ữ 15, nhng máy lại có nhợc điểm

là làm việc không có hiệu quả với những vật liệu quá dẻo,yêu cầu phải đảm bảo đợc tỷ số giữa than đá nạp và đờngkính của trục Cấu tạo của máy tơng đối đơn giản nhng th-ờng dùng các bộ truyền lớn nên khả năng chế tạo và thay thếkhó khăn trong điều kiện của nớc ta hiện nay

* Với máy nghiền nón:

Để nghiền sơ bộ có thể dùng loại nghiền nón thô và trungbình Khi máy nghiền làm việc do quá trình nghiền và xả là

đồng thời, vùng nghiền và vùng xả thay đổi nên loại máy nàyhiệu quả khi năng suất yêu cầu khá lớn Tỷ số nghiền đạt đợctheo yêu cầu, kích thớc sản phẩm đồng đều, sản phẩm ít bụi.Máy làm việc êm dịu, không yêu cầu đặt bánh đà Nhợc điểm

là kết cấu của máy phức tạp, giá cao, thiết bị thay thế khótìm và đắt

= 0,188

* Máy nghiền va đập:

Máy nghiền va đập có hiệu quả nghiền lớn nhất, thíchhợp cho nghiền vừa và nhỏ Tỉ số nghiền lớn i ≈ 8 ữ 50 Loạimáy này thờng đợc dùng để nghiền các loại vật liệu có độbền nén giới hạn σn ≈100[MN/m2] (than đá, thạch cao) và độ

ẩm của vật liệu ≤15%

Năng suất máy nghiền: Q = 200m3/h

= 0,12

Để lựa chọn phơng án máy, ta dựa vào các đặc tính khảnăng nghiền, các u nhợc điểm của từng loại máy và chỉ số lựachọn phơng án máy E Các máy có tỷ số nghiền đáp ứng yêucầu và chỉ số lựa chọn phơng án máy thấp nhất là máy tối u

Với tỷ số nghiền i = 15 ta lựa chọn máy nghiền búa Rotor

để nghiền than xít là hợp lý nhất

Chơng III: Giới thiệu chung về máy nghiền Va đập kiểu

rotor 3.1 Giới thiệu chung về máy nghiền va đập kiểu

- Ưu điểm của máy nghiền va đập là:

+ Có mức độ nghiền cao: i = khoảng từ 8 đến 50

+ Có tỉ trọng năng suất riêng cao

+ Kết cấu máy đơn giản, gọn nhẹ

Máy nghiền va đập kiểu rotor có búa đợc gắn cố địnhtrên rotor Khi làm việc toàn bộ khối lợng của rotor và đầubúa tác động vào vật liệu

3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nghiền va

đập kiểu rotor.

3.2.1 Cấu tạo của máy nghiền rotor.

Gồm vỏ máy đợc chia thành 2 phần: phần trên (hay nắp máy) và phần dới ( hay thân hoặc bệ máy) và các cơ cấu công tác.

6 8

7

Hình 3.1: Cấu tạo máy nghiền va đập kiểu rotor

1 Cửa nạp liệu; 2 Tấm lót trong buồng nghiền; 3 Vỏ máy; 4.

- Nửa dới vỏ máy đóng vai trò bệ máy, bệ máy đợc cố địnhvới sàn hay chân máy và trên nó đợc lắp rôto (4) và nắp máy.

Đợc chế tạo bằng thép tấm tổ hợp hàn tạo thành khung vữngchắc

- Nửa trên vỏ máy có gắn các tấm phản hồi chịu va đập (6)

và cơ cấu (7) có tác dụng là cơ cấu an toàn cho máy khi gặpvật cứng khó nghiền rơi vào buồng nghiền Nắp máy thờng đ-

ợc ghép từ các phần riêng để thuận tiện cho việc tháo lắp sửachữa bên trong.Vỏ máy thờng đợc chế tạo bằng cách hàn từthép tấm và có bố trí các cửa thăm để kiểm tra tình trạngcủa các cơ cấu công tác

Nửa trên vỏ đợc liên kết với bệ bằng khớp, có trang bị thêmcơ cấu vít hoặc thủy lực để dễ dàng nâng hạ, đóng mở đểkiểm tra và sửa chữa

Phía mặt trong vỏ máy ở vùng nghiền có lắp các tấm lótthay đợc (2) chế tạo từ thép 45 hay thép măng gan 60 có giacông nhiệt

* Các cơ cấu công tác chính:

- Rotor: (4) Là cơ cấu làm việc chính của máy nghiền, cócấu tạo dạng khối trụ Trên rotor có gắn các thanh búa (5), sốhàng búa thông thờng là 3 hàng Tùy theo yêu cầu nghiền, cóthể lắp thêm nhiều hàng búa, nhiều nhất tới 12 hàng Vớinghiền thô, số hàng búa ít hơn, thờng là 2 hay 3 hàng Nghiềnvừa và nhỏ số hàng búa đợc bố trí nhiều hơn Để thuận lợi choviệc chế tạo rotor có thể đợc ghép từ nhiều đĩa mỏng vàghép cố định với nhau bằng bulông hoặc hàn chặt với nhau

- Tấm phản hồi: (6) Cùng với rotor, tấm phản hồi tạo các va

đập qua lại của hạt vật liệu trong buồng nghiền gây ra tác

động nghiền Tấm phản hồi đợc treo trên phần nắp trên của

vỏ máy, mặt dới của các tấm phản hồi (6) cũng đợc lắp các tấmlót thay thế (8), đợc sản xuất từ thép hợp kim măng gan Khinửa dới của tấm lót (8) mòn có thể xoay 180o để làm việc tiếp.Tấm phản hồi còn có tác dụng tạo khe hở ra sản phẩm

- Cơ cấu điều khiển tấm phản hồi: (7) Là bộ phận đónghai vai trò quan trọng điều chỉnh khe hở giữa tấm phản hồi

và rotor bằng cách nâng hoặc hạ tấm thông qua lực xiết của

đai ốc hay lực đẩy, kéo của xy lanh thủy lực qua đó thay

đổi mức độ nghiền i của máy đồng thời cơ cấu (7) còn là

cơ cấu an toàn Khi xuất hiện cục vật liệu quá rắn, các lò xohay xylanh thủy lực có gắn bình tích áp của cơ cấu (7) làmviệc, khe hở giữa phần dới của tấm lót (8) và rôto tăng lên đủ

để cho cục vật liệu không nghiền đợc lọt qua Mặt khác kếtcấu tấm phản hồi có lò xo an toàn hoặc cơ cấu thủy lực, đồngthời đóng vai trò là cơ cấu giảm chấn, nên vỏ của máy khôngcần quá dày, làm giảm đáng kể trọng lợng của nó mà vẫn đủbền

Trong thực tế, một số trờng hợp ngời ta thay các tấm phảnhồi (6) bằng tấm dạng ghi (mặt sàng ghi cứng) để các hạt cókích thớc đủ nhỏ có thể bay lọt qua lỗ giữa các thanh ghi.Kết quả làm tăng hiệu quả nghiền, tránh việc vật liệu bịnghiền quá vụn do bị va đập nhiều lần

3.2.2 Nguyên lý hoạt động.

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy nghiền

ra khi va chạm là không đúng tâm Khi đạt đến kích cỡ hạttheo yêu cầu, vật liệu nghiền thoát qua khe hở xả liệu rangoài Việc điều chỉnh khe hở xả liệu cho ta các kích cỡ hạtsản phẩm khác nhau

Trờng hợp máy gặp vật cứng khó nghiền, cơ cấu điềukhiển tấm phản hồi đồng thời đóng vai trò cơ cấu an toànthực hiện mở rộng thêm khe hở xả liệu cho vật cứng thoát rangoài tránh gây phá hỏng rotor và tự phục hồi lại trạng thái làmviệc trớc đó

3.3 Phân loại máy nghiền rotor.

Hình 3.3 Các loại máy nghiền rotor

a - Máy nghiền 1 rotor cửa nạp đứng, 1 buồng nghiền;

b - Máy nghiền 1 rotor, 3 buồng nghiền; c - Máy nghiền 1 rotor,

2 buồng nghiền; d Máy nghiền 1 rotor quay 2 chiều; e; g; h Máy nghiền 2 rotor quay ngợc chiều; f - Máy nghiền 2 rotor

-quay cùng chiều;

Theo tỷ lệ kích thớc đờng kính và chiều dài rotor:

Máy nghiền Rotor chia ra làm 2 loại :

- Loại nghiền hạt thô có đờng kính roto lớn hơn chiều dàicủa nó, thông thờng buồng nghiền có Rotor và 2 tấm lót phản

hồi (Hình 3.3.c)

- Loại nghiền vừa và nhỏ, có nguyên lí làm việc về cơ bảngiống nh loại thứ nhất Tuy nhiên đờng kính và chiều dài Rotorthờng nh nhau Buồng nghiền có Rotor và 3 (hoặc lớn hơn 3)

tấm phản hồi (Hình3.3.b)

Để tăng hiệu quả nghiền và tránh việc hạt vật liệu bị đậpvụn quá kích cỡ mong muốn, trong một vài trờng hợp ngời tathay tấm phản hồi bằng các tấm lới ghi Các hạt vật liệu cókích thớc đủ nhỏ sẽ bị bay lọt qua khe khi va đập với đầubúa, vì vậy không bị va đập nhiều lần

Theo số lợng rotor:

Có máy nghiền rotor đơn và rotor kép Loại máy nghiềnrotor kép có thể có 2 rotor giống nhau quay ngợc chiều

(Hình 3.3 e) hay 2 rotor cấu tạo khác nhau (Hình 3.3f,g)

quay cùng chiều hoặc ngợc chiều

3.4 Một số phơng pháp dẫn động máy nghiền Rotor

Do động cơ và cơ cấu công tác đợc chế tạo, lắp đặtriêng rẽ, do đó để truyền chuyển động từ động cơ đến cơcấu công tác phải thông qua các bộ truyền Có ba dạngtruyền động là: truyền động cơ khí (bộ truyền bánh răng,

bộ truyền đai, xích, khớp nối ), truyền động điện vàtruyền động thủy lực

- Truyền động cơ khí làm việc tin cậy, chắc chắn, có cấu

tạo đơn giản, không có yêu cầu cao trong chuyên môn vận

hành, bảo dỡng, sửa chữa song có nhợc điểm là có khối lợnglớn, khó thực hiện phân phối năng lợng đến nơi xa động cơdẫn động Tuy vậy nó vẫn đợc sử dụng rộng rãi trong máyxây dựng.

- Lĩnh vực áp dụng chủ yếu của truyền động điện và thủylực là trên các máy đợc dẫn động bằng động cơ đốt trong

Do nhiều lần biến đổi năng lợng nên chi phí trong các dạngtruyền động này tăng cao, hiệu suất truyền động chunggiảm Ưu điểm của dạng truyền động này là dễ dàng thựchiện việc phân phối năng lợng đến mọi vị trí trên máy vớikích thớc và khối lợng nhỏ Có khả năng điều khiển và điềuchỉnh chính xác

Với máy nghiền Rotor, có nhiều phuơng án khác nhau chosơ đồ dẫn động.Trong thực tế thờng dùng các phơng ántruyền động sau:

Hình 3.4 Các sơ đồ dẫn động máy nghiền búa.

nhỏ gọn, có khả năng bảo vệ động cơ khi quá tải Đóng êm,không có va đập, có thể điều chỉnh mô men giới hạn truyềnqua ly hợp Cho phép đóng ly hợp bất kì lúc nào, dù vận tốctrục dẫn chênh lệch nhiều với vận tốc trục bị dẫn.Thờng dùngvới máy có năng suất nhỏ (vài chục tấn) Với loại này tốc độquay của rôto rất lớn (bằng tốc độ động cơ), thích hợp dùng

để nghiền nhỏ

Với sơ đồ b) : hộp giảm tốc thì thờng đợc chế tạo sẵn và

tiêu chuẩn hóa Tỉ số truyền đa dạng, công suất truyền lớn.Nhng có kích thớc, khối lợng khá lớn, làm tăng diện tích bố trímáy móc thiết bị, không có khả năng bảo vệ quá tải cho

động cơ

Với sơ đồ c): dùng bộ truyền đai có khả năng truyền

chuyển động và cơ năng giữa các trục khá xa nhau Làmviệc êm, bảo vệ động cơ và cơ cấu công tác khi quá tải Kếtcấu đơn giản, giá thành rẻ Nhng có nhợc điểm là khuôn khổkích thớc khá lớn, lực tác dụng lên trục và ổ lớn do phải căng

đai Hiện nay đây là phơng án đợc sử dụng khá rộng rãi

3.5 Kết cấu Rotor

Hình 3.5 Kết cấu một số rotor thông dụng

a- Rotor đúc đặc, búa đợc cố định với rotor bằng chêm vát; b;c - rotor đúc rỗng, kẹp búa bằng bulông; d- rotor đúc rỗng, kẹp búa bằng then; e- rotor ghép từ nhiều tấm mỏng, kẹp

búa bằng hệ chêm và chốt khóa;

f- rotor đúc đặc, búa đợc luồn theo phơng dọc trục.

Rotor là cơ cấu chính tạo ra va đập với các hạt vật liệunghiền Có cấu tạo là một khối thép hình trụ hoặc đợc ghép

từ các đĩa riêng biệt, trên nó có các rãnh để lắp chặt các

đầu búa, các đầu búa này thờng đợc bố trí đối xứng việcphân bố khối lợng theo kết cấu đối xứng tránh cho trục rotorchịu tác động của lực biến đổi chu kỳ do khối lợng lệchtâm tạo ra khi rotor quay Nhằm tăng tuổi thọ của búa và chiphí chế tạo thay thế, sau một khoảng thời gian làm việc,chúng cần tháo ra khỏi rotor xoay đầu, rồi lắp lại

Rotor có thể đợc trang bị 2 hay nhiều hàng búa (tối đa

đến 12 hàng) tùy theo yêu cầu nghiền Thông thờng loại 2hoặc 3 hàng búa phục vụ nghiền thô và rotor có nhiều hàngbúa dùng để nghiền vừa và nhỏ

Đầu búa của các máy nghiền rotor thực chất là chi tiếtchống mòn và va đập cho rotor Vì vậy yêu cầu quan trọng

là cần phải có phơng án kẹp giữ búa tốt để chúng không bịtuột, văng ra trong quá trình làm việc dới tác dụng của lựcquán tính li tâm và lực va đập mạt khác phải đảm bảo tháolắp nhanh khi đảo đầu hoặc thay thế

Chơng iv: Thiết kế máy nghiền rotor Các thông số đầu vào của máy thiết kế.

Yêu cầu nhiệm vụ thiết kế của đồ án là thiết kế máynghiền rotor năng suất 200 m3 /h, nghiền than xít làmnguyên liệu sản xuất gạch

- Máy thiết kế cần đảm bảo các yêu cầu sau:

•Năng suất yêu cầu : Q = 200 m3 /h

4.1 Tính chọn sơ bộ các thông số của máy

Hình 4.1 Sơ đồ xác định thông số của máy

4.1.1 Đờng kính của Rotor

Đờng kính roto đợc tính theo đờng kính đá Dmax có thểtính chọn phụ thuộc vào đờng kính cục vật liệu nạp lớn nhất Chọn Dr = 1250 mm

4.1.2 Chiều dài Rotor.

- Chiều dài rotor đợc chọn phụ thuộc vào yêu cầu nghiền và

có mối liên hệ với kích thớc đờng kính rotor tơng ứng vớinghiền thô hay nghiền vừa và nhỏ Thông thờng để nghiền

thô thì chiều dài rotor liên hệ với đờng kính rotor theo côngthức kinh nghiệm sau:

Chọn Lr = 1,2.Dr = 1500mm

4.1.3 Chọn kích thớc cửa nạp theo điều kiện nh sau:

Kích thớc của cửa nạp chọn phải phù hợp với kích thớc vật liệunạp, đáp ứng nạp liệu đủ với công suất nghiền của máy vàkích thớc than xít nạp Với máy thiết kế phục vụ nghiền vừa vànhỏ thì kích thớc cửa nạp đợc chọn nh sau:

- Chiều dài cửa nạp: Lo = Lr;