Thiết kế máy nghiền xi măng

Với đề tài là “Thiết kế máy nghiền xi măng” được giao ở học kỳ này và dưới sự hướng dẫn của thầy Lưu Đức Hòa cùng các thầy cô trong khoa em đã có dịp tiếp xúc, tìm hiểu và thiết kế lại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN XI MĂNG

Người hướng dẫn: ThS LƯU ĐỨC HÒA

Sinh viên thực hiện: PHẠM QUANG HUY

Với đề tài là “Thiết kế máy nghiền xi măng” được giao ở học kỳ này và dưới sự hướng

dẫn của thầy Lưu Đức Hòa cùng các thầy cô trong khoa em đã có dịp tiếp xúc, tìm hiểu và

thiết kế lại một chiếc máy phục vụ trong ngành sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng Máy chủ yếu được ứng dụng trong ngành sản xuất xi măng với chức năng là nghiền vật liệu đầu vào Nhìn chung máy có kết cấu khá lớn với nhiều chi tiết khá phức tạp Máy có nhiều cụm kết cấu rất gần gũi, điển hình mà thông qua việc thiết kế lại nó giúp em có thể ứng dụng các kiến thức đã học

Trong đồ án này em đã đi giới thiệu đầy đủ các phần lý thuyết cũng như tính toán tỉ mỉ, cụ thể từng cụm kết cấu trong máy nghiền bi Thuyết minh đồ án gồm 7 chương giới thiệu về dây chuyền sản xuất xi măng, cơ sở lý thuyết của phương pháp nghiền và các loại máy nghiền sử dụng trong ngành sản xuất vật liệu xây dựng Khâu thiết kế tính toán các cụm kết cấu, chi tiết trong máy nghiền nhằm đưa ra phương án thiết kế tối ưu nhất mà vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật Cuối cùng là phần hướng dẫn vận hành, bảo quản và sữa chữa máy

Đồ án được trình bày thông qua việc tìm kiếm tài liệu, sự quan sát máy thực tế thông qua đợt thực tập tốt nghiệp và sự hướng dẫn của giáo viên, qua đó giúp em hệ thống lại kiến thức

đã học, biết thêm nhiều kiến thức bổ ích Đồng thời cũng góp phần nhỏ vào việc cải tiến máy nghiền bi ngày càng tiên tiến, hiện đại hơn

DUT-LRCC

Lời nói Đầu

Trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, ngành xây dựng đóng vai trò hết sức qua trọng Nếu muốn có những sản phẩm xây dựng đạt hiệu quả kinh tế cao, chất lượng tốt thì vật liệu xây dựng đóng một vai trò tất yếu

Ngày nay ngành sản xuất xi măng ở nước ta đã có những tiến bộ rõ rệt với sự góp mặt của nhiều nhà máy xi măng lớn khắp cả nước như: xi măng Hoàng Thạch, nhà máy xi măng Bỉm Sơn, xi măng hoàng mai, xi măng Hải Vân, xi măng Hà Tiên, Vì vậy công việc vận hành, sữa chữa, phục hồi và bảo dưỡng các máy, các bộ phận, các chi tiết trong dây chuyền sản xuất xi măng là hết sức quan trọng và cần thiết Trong quá trình thực tập tại công ty Sông Thu Đà Nẵng em đã rất quan tâm tới vấn đề này, nhưng do các thiết bị, máy móc ở công ty Sông Thu không có thể đáp ứng cho em về mặt tìm hiểu các dây chuyền sản xuất xi măng, nhưng thông qua các phương pháp tìm hiểu khác nhau em đã có những hiểu biết nhất định

về dây chuyền sản xuất xi măng Đặc biệt là máy nghiền bi được sử dung để nghiền xi măng,

là một bộ phận có tính quyết định đến dây chuyền sản xuất xi măng

Trong khoảng thời gian em được học tập tại trường đại hoạc Bách Khoa Đà Nẵng, được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo em đã tiếp thu một phần nào kiến thức mà

cô thầy truyền thụ Trước khi ra trường chúng em cần phaie trải qua một đợt tìm hiểu thực tế

và kiểm tra khả năng nắm bắt, sáng tạo của sinh viên Do đó thực tập tốt nghiệp và làm đồ

án tốt nghiệp là một công việc rất cần thiết Nhiệm vụ của em là thiết kế máy nghiền bi sử dụng để nghiền xi măng là một bộ phận có tính quyết định đối với toàn bộ dây chuyền sản xuất

Tuy nhiên, do kiến thức và khả năng có hạn nên em không tránh khỏi những sai sót em kính mong các thầy cô thông cảm và chỉ bảo cho em nhiều hơn Em xin gửi lời chân thành cảm ơn tới các thầy cô đăc biệt là thầy Lưu Đức Hòa đã hết sức tận tình chỉ bảo cho em để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Đà Nẵng, Ngày 11 Tháng 12 Năm 2019

Sinh viên thực hiện

Phạm Quang Huy

DUT-LRCC

CHƯƠNG 1: XI MĂNG VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG 1.1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA XI MĂNG

a) Lịch sử xi măng thế giới

Từ xa xưa con người đã biết dùng những vật liệu đơn sơ như đất sét, đất bùn nhào rác, dăm gỗ, cỏ khô băm …để làm gạch, đắp tường, dựng vách cho chỗ trú ngụ của mình

Có thể tóm lược các bước hình thành xi măng như sau:

+ Người Ai Cập đã dùng vôi tôi làm vật liệu chính

+ Người Hy Lạp trộn thêm vào vôi đất núi lửa ở đảo Santorin, hỗn hợp này đã được các nhà xây dựng thời đó ưu ái nhiều năm

+ Người La Mã thêm vào loại tro – đất núi lửa Vésuve miền Puzzolles Về sau này, phún – xuất – thạch núi lửa được dùng làm một loại phụ gia hoạt tính chịu cách nhiệt

và cách âm, và trở thành danh từ chung “Pozzolana” (Anh), “Pouzzolane” (Pháp) + Vào năm 1750, kỹ sư Smeaton người Anh, nhận nhiệm vụ xây dựng ngọn hải đăng Eddystone vùng Cornuailles Ông đã thử nghiệm dùng lần lượt các loại vật liệu như thạch cao, đá vôi, đá phún xuất… Và ông khám phá ra rằng loại tốt nhất đó là hỗn hợp nung giữa đá vôi và đất sét

+ Hơn 60 năm sau, 1812, một người Pháp tên Louis Vicat hoàn chỉnh điều khám phá của Smeaton, bằng cách xác định vai trò và tỷ lệ đất sét trong hỗn hợp vôi nung nói trên Và thành quả của ông là bước quyết định ra công thức chế tạo xi măng sau này + Ít năm sau, 1724, một người Anh tên Joseph Aspdin lấy bằng sáng chế xi măng (bởi từ latinh Caementum : chất kết dính), trên cơ sở nung một hỗn hợp 3 phần đá vôi + 1 đất sét

+ Chưa hết, 20 năm sau, Isaac Charles Johnson đẩy thêm một bước nữa bằng cách nâng cao nhiệt độ nung tới mức làm nóng chảy một phần nguyên liệu trước khi kết khối thành “clinker”

Từ đây, như chúng ta biết, đã bùng nổ hằng loạt các nhà máy lớn nhỏ với nhiều kiểu lò nung tính năng khác nhau: xi măng đã làm một cuộc cách mạng trong lĩnh vực xây dựng

b) lịch sử xi măng Việt Nam

Cùng với ngành công nghiệp than, dệt, đường sắt ngành sản xuất xi măng ở nước ta đã

DUT-LRCC

được hình thành từ rất sớm Bắt đầu là việc khởi công xây dựng nhà máy xi măng Hải Phòng vào ngày 25/12/1889, cái nôi đầu tiên của ngành xi măng Việt Nam, đến nay đứa con đầu lòng này đã tròn 130 tuổi Trải qua hơn một thế kỷ xây dựng và phát triển, đội ngũ những người thợ sản xuất xi măng Việt Nam ngày càng lớn mạnh Với lực lượng cán bộ, công nhân gần 50.000 người, ngành sản xuất xi măng Việt Nam đã làm nên những thành tựu to lớn,

đóng góp quan trọng vào sự nghiệp phát triển kinhtế xã hội của đất nước

Một thế kỷ trước đây xi măng Việt Nam mới chỉ có một thương hiệu con rồng nhưng đã nổi tiếng ở trong nước và một số vùng Viễn Đông, Vlađivostoc (LB Nga), JAWA (Inđônêxia), Xingapo, Hoa Nam (Trung Quốc) Sau ngày giải phóng miền Nam, năm 1975 lại có thêm thương hiệu xi măng Hà Tiên, đến nay ngành xi măng nước ta đã có thêm hàng loạt những thương hiệu nổi tiếng như: Xi măng Bỉm Sơn nhãn hiệu Con Voi, xi măng Hoàng Thạch nhãn hiệu con Sư Tử, xi măng Hà Tiên II, xi măng Hải Vân, Bút Sơn, Hoàng Mai, Tam Điệp, Nghi Sơn, Chinh Phong Từ các nhà máy sản xuất xi măng ở trung ương đến nhà máy ở các địa phương, từ doanh nghiệp Nhà nước đến các công ty cổ phần, công ty liên doanh ngành sản xuất xi măng đã có mặt ở mọi miền của đất nước, sẵn sàng thoả mãn nhu cầu xi măng cho các công trình xây dựng Công nghệ sản xuất xi măng ở nước ta cũng đa dạng từ các nhà máy có công nghệ lò đứng đến các nhà máy có công nghệ lò quay và sản xuất từ phương pháp ướt đến phương pháp khô nhưng nhiều năm nay xi măng Việt Nam đã khẳng định được đẳng cấp chất lượng phù hợp tiêu chuẩn, chiếm được lòng tin của người sử dụng và được người tiêu dùng trong nước và quốc tế ưa chuộng.Từ năm 1996 Hiệp hội Xi măng Việt Nam được thành lập đến nay đã quy tụ gần 90 thành viên, đơn vị trực tiếp sản xuất và phục vụ sản xuất xi măng trong cả nước Lực lượng lao động của ngành xi măng nước ta ngày càng phát triển tăng về số lượng và nâng cao về chất lượng chuyên môn Nhiều thiết bị hiện đại và công nghệ tiên tiến trong dây chuyền sản xuất ở các nhà máy lớn đều do người Việt Nam đảm nhiệm không phải thuê chuyên gia nước ngoài.Sản xuất xi măng hàng năm của các thành viên trong Hiệp hội xi măng đều vượt kế hoạch được giao và liên tục năm sau cao hơn năm trước Riêng năm 2004 cả nước đã sản xuất và tiêu thụ đạt trên 27 triệu tấn, trong đó Tổng công ty xi măng Việt Nam đạt 12,5 triệu tấn, xi măng địa phương đạt 7,1 triệu

DUT-LRCC

mức tăng trưởng cao, hàng năm ngành sản xuất xi măng nước ta luôn hoàn thành tốt nhiệm

vụ đóng góp ngày càng tăng cho ngân sách nhà nước Đời sống vật chất, tinh thần của người thợ xi măng không ngừng được nâng cao

Ngành sản xuất xi măng còn được đánh giá là ngành công nghiệp có nhiều sáng tạo, vận dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến trên thế giới vào điều kiện cụ thể của nước ta Nhiều sáng kiến cải tiến kỹ thuật, đề tài nghiên cứu khoa học đã được áp dụng vào sản xuất kinh doanh mang lại hiệu quả kinh tế làm lợi hàng trăm tỉ đồng như: cải tiến vòi phun sử dụng 100% than cám (trước đây phải phun thêm dầu FO từ 10-30%), đề tài nghiên cứu sản xuất xi măng hỗn hợp PCB30 có pha 20% phụ gia, đề tài nghiên cứu công nghệ nâng cao và ổn định chất lượng clinker,…

Trong quá trình Trong quá trình quản lý, vận hành, sửa chữa các nhà máy sản xuất xi măng được tiến hành một cách khoa học nề nếp, đến nay các nhà máy ximăng đã xây dựng

và thống nhất áp dụng được hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9000 và hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO 14000

Cùng với đội ngũ những người trực tiếp sản xuất xi măng, lực lượng lao động làm công tác cung cấp tiêu thụ sản phẩm, cung ứng vật tư nguyên liệu, phục vụ sản xuất, tư vấn đầu tư đào tạo, xuất nhập khẩu, lực lượng ở các công ty cổ phần, công ty liên doanh đã có nhiều đóng góp quan trọng để xây dựng đội ngũ thợ xi măng Việt Nam ngày càng lớn mạnh, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp CNH-HĐH đất nước.Theo định hướng phát triển giai đoạn từ nay đến năm 2020 đã được Chính phủ phê duyệt thì phải xây dựng thêm một loạt các nhà máy xi măng mới như: Bình Phước, Hoàng Thạch 3, Bút Sơn, Bỉm Sơn mới nhằm nâng công suất của ngành sản xuất xi măng nước ta lên trên 40 triệu tấn/năm với tổng mức đầu tư tới gần 6

tỷ USD, để cho ngành công nghiệp xi măng Việt Nam tiến vững chắc trong quá trình hội nhập khu vực và quốc tế

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XI MĂNG

1.2.1.Khái niệm

Xi măng (từ tiếng Pháp: ciment) là chất kết dính thủy lực được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm thủy hóa,hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối

DUT-LRCC

cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định.Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước, xi măng được xếp vào loại chất kết dính thủy lực Thật ra xi măng trong xây dựng có thể là thủy lực hoặc không thủy lực Các loại xi măng thủy lực tỉ như xi măng Portland cứng lại dưới tác động của nước do quá trình hydrat hóa khoáng vật, ở đây các phản ứng hóa học diễn ra không phụ thuộc vào lượng nước trong hỗn hợp nước-xi măng; loại xi măng này có thể giử được độ cứng khi đặt chìm trong nước hoặc thường xuyên tiếp xúc với nước Phản ứng hóa học xảy ra khi các xi măng khan được trộn với nước và sinh ra các hydrat không tan trong nước Trong khi đó các xi măng không thủy lực như vữa thạch cao buộc phải để khô mới giữ được độ bền vật lý

Dựa trên cơ sở xi măng pooclăng, người ta đã nghiên cứu và tìm thêm nhiều loại xi măng

có tính chất khác nhau: Cement Portland Pouseland, xi măng xỉ, xi măng chịu axit,…

Xi măng pooclăng là chất kết dính thủy lực thông dụng nhất nhờ các đặc tính kỹ thuật ưu việt của nó Chất kết dính này được sản xuất bằng cách nghiền mịn clinker có cho thêm một lượng thạch cao, phụ gia theo một tỷ lệ nhất định Khi được nhào trộn với nước, xi măng pooclăng cho ta một loại hồ (vữa) dẻo có khả năng liên kết các vật liệu khác thành một kết cấu rắn chăc hay để chế tạo các cấu kiện đúc sẵn Loại vật liệu này bắt đầu đông kết (thủy hóa) sau một vài giờ và rắn chăc theo thời gian, đạt được cường độ chịu nén rất cao, có thể

trên 1000 [daN/cm2] đối với những loại xi măng đặc biệt

1.2.2 Các thành phần chính trong clinker.

a) Clinker

Là nguyên liệu chính để sản xuất xi măng Nhìn từ bên ngoài clinker có màu đen xám không lẫn màu vàng, thành phần hạt chiếm tỷ lệ lớn, cỡ hạt từ 0÷30[mm] trong đó cỡ hạt từ 5÷20[mm] chiếm hơn 80%, lượng bột chiếm 15% Clinker không bị mốc, không nhiễm mặn, nhiễm kiềm do nước mang vào Clinker chứa đựng trong kho phải khô ráo, để đúng nơi qui định, không để lẫn với các vật liệu khác

Thành phần hóa học của xi măng pooclăng hiển thị qua hàm lượng các ôxyt có trong clinker (theo % khối lượng) ghi ở bảng sau:

DUT-LRCC

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của xi măng pooclăng

Thành phần khoáng của xi măng pooclăng, các khoáng chất của clinker không phải là các hợp chất nguyên chất mà là hỗn hợp có chứa một phần nhỏ các cấu tử của các khoáng khác

ở dạng hợp chất tinh thể hỗn hợp Điều này liên quan đến tạp chất hóa học còn lại của clinker là các chất không thể tạo ra được các pha độc lập Bởi vậy để phân biệt rõ các hợp chất nguyên chất với các khoáng chất của clinker, năm 1897 Tiornhebom đã đặt cho các khoáng chất chính của clinker bao gồm: Alit(C3S); Belit(C2S); Aluminat(C3A); Alumoferit(C4AF)

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của xi măng pooclăng

Nhôm ferit 1 canxi 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C1 AF

Nhôm feritcanxi(pha tinh thể hỗn

Aluminát chứa kiềm (K,Na)2O8CaOx3Al3O

3

(K,Na) C2A2

DUT-LRCC

Khoáng Công thức Ký hiệu rút gọn

Khi làm nguội clinker đột ngột, một phần Celit tồn tại ở trạng thái thủy tinh Khoảng trống giữa các khoáng Alit và Belit, bên cạnh Celit chứa các phần còn lại của pha lỏng không thể kết tinh Lượng các khoáng tồn tại dưới dạng thủy tinh tùy thuộc vào thành phần của hỗn hợp, nhiệt độ tạo vùng clinker và tốc độ làm nguội Hàm lượng các khoáng xi măng pooclăng thông thường (theo % khối lượng):

Bảng 1.3 Hàm lượng các khoáng xi măng pooclăng thông thường

Mác xi măng được biểu thị bằng cường độ uốn gãy mẫu có kích thước (40 x40 x160 mm) được đúc bằng vữa xi măng - cát tỷ lệ 1:3 (theo khối lượng) và được bảo dưỡng 28 ngày đêm trong nước ở nhiệt độ 27 ±2C Mẫu thử uốn xong thì đem nén hai nửa mẫu vừa thử (TCVN 4032:1985 - ISO 6016 : 1995) [1]

Hiện nay ở nước ta, xi măng pooclăng thường chia làm 3 mác: PC30, PC40, PC50 Xi măng pooclăng hỗn hợp (PCB) được chia làm 2 mác: PCB30 và PCB40 Đơn vị đo cường

độ là [N/mm2] (trước đây là [daN/cmm2])

Yêu cầu chất lượng của xi măng Việt Nam:

DUT-LRCC

Bảng 1.4 Yêu cầu chất lượng của xi măng pooclang Việt Nam:

1.3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG

Quy trình sản xuất xi măng là một quy trình sản xuất rất phức tạp, cần được thực hiện một cách tỉ mĩ và cẩn thận Tùy thuộc vào từng điều kiện sản xuất của mỗi nhà máy khác nhau, nên có dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng khác nhau Nhưng ở các nhà máy sản xuất xi măng khác nhau vẩn phải đảm bảo quy trình sản xuất Sau đây là quy trình sản xuất xi măng trong xây dựng:

DUT-LRCC

Hình: 1.1.Quy trình sản xuất xi măng

1.4 PHÂN LOẠI XI MĂNG

Người ta có thể phân loại xi măng theo nhiều tiêu chí khác nhau Phân loại theo thành phần khoáng, có:

1.4.1 Xi măng thông thường

- Xi măng pooclăng thường

- Xi măng pooclăng đặc biệt:

+ Xi măng có cường độ ban đầu cao (C3S: 50÷60%, C3A : 8÷14%)

+ Xi măng cho bê tông mặt đường (C3A<8%)

Phối liệu

Nghiền

Bộ phận phân ly

Silo chứa xi măng

Máy đóng bao và thiết bị xuất xi

măng rời (nếu có)

Kho chưa và xe tải, xe tec (nếu có)

DUT-LRCC

+ Xi măng chịu băng giá

+ Xi măng cho bê tông khối lớn (C3A<8%, C4A F>15%)

+ Xi măng bền sunfat

+ Xi măng trắng, Xi măng màu (Fe2O3 <1%)

+ Xi măng cho bê tông bơm

+ Xi măng giếng dầu (% C2S, C3A cao)

+ Xi măng kỵ nước (có phụ gia hoạt tính bề mặt)

- Xi măng Aluminat

1.4.2 Xi măng hỗn hợp

- Xi măng xỉ lò cao (30-70% xỉ lò cao)

- Xi măng tro bay

- Xi măng nở

- Xi măng puzolan (20-45% puzolan)

- Xi măng hóa dẻo và kỵ nước

Bảng 1.5 Cở hạt của nguyên liệu đầu vào và đầu ra của máy nghiền:

Hình 1.2 Dây chuyền sản xuất xi măng

DUT-LRCC

Các giai đoạn chính của dây chuyền:

a/ Tiếp nhận và chứa Clinker

Clinker được kiểm tra và đổ vào phểu thu, được băng tải vận chuyển đổ vào gàu tải và được gàu tải chuyển đi tiếp đến silô clinker có đường kính 25 m cao 42 m Sức chứa 20.000 tấn Khi silo đầy thì thông qua bộ chỉ thị báo mức đầy (được lăp đặt trên thành silo cho phép báo 2mức) báo về phòng điều khiển trung tâm mức 1, nếu người vận hành không cho dừng mà để clinker đầy đến mức báo đầy thứ 2 thì

bộ chỉ huy này sẽ tác động ngắt cho dừng hoạt động cụm nạp clinker vào silo Trong trường hợp xẩy ra sự cố như: lệch băng tải, xích gàu bị đứt, mô tơ hoạt động không đúng công suất, thì cụm này dừng hoạt động nhờ có trang bị các cảm biến bao gồm cảm biến tải trọng, cảm biến tốc độ, cảm biến vị trí, các cảm biến này cho phép tạo ra các tác động ngắt trong mạch điện điều khiển các thiết bị làm ngắt ở nguồn cung cấp đồng thời gửi thông tin về màn hình vận hành để thông báo cho người vận hành biết Ngoài ra còn có bộ phận hút bụi làm cho không khí không bị ô nhiễm Bộ phận này cũng

có các cảm biến và các bộ điều khiển hoạt động đặt tại chỗ

b/ Tiếp nhận phụ gia - thạch cao

Phụ gia Quảng Ngãi và Thạch cao Đông Hà vận chuyển vào phân xưởng bằng ô

tô (hoặc bằng tàu hoả, hoặc bằng tàu thuỷ) nguyên liệu thạch cao và phụ gia được dùng chung phểu thu Việc rót nguyên liệu vào silo được kiểm soát bằng van 2 ngã, các silo chứa này cũng được trang bị thiết bị báo đầy như silo chứa clinker Silô thạch cao - phụ gia có đường kính 7,5m cao 23m trong trường hợp silo đầy, thạch cao được

đổ vào kho chứa

c/ Cấp liệu máy nghiền

Clinker, thạch cao, phụ gia từ silo được tháo xuống băng tải chính qua hệ thống cân bằng định lượng, được phối trộn chuyển vào máy nghiền bi với công xuất 150tấn/h bằng hệ thống điều khiển máy tính điều khiển trung tâm

d/ Nghiền xi măng

Hỗn hợp Clinker, thạch cao và phụ gia được nạp vào máy nghiền và được nghiền trong máy nghiền bi hai ngăn công suất 85tấn/h chu trình khép kín, có hệ

DUT-LRCC

thống phân ly (đường kính4,2m x 12,75m) công suất hệ thống vận chuyển xi măng bột ra khỏi máy nghiền là 180 tấn/h Ximăng bột sau khi nghiền nếu t0

> 800C sẽ được qua hệ thống làm nguội bằng sự trao đổi nhiệt với nước tuần hoàn phía bên ngoài, trước khi vào silo

xi măng bằng hệ thống bơm khí nén, sức chứa mỗi silo là 8.000 tấn.Xi măng ra khỏi máy nghiền nhờ sự chênh lệch áp suất tạo ra bởi một quạt hút công suất lớn Các hạt có trọng lượng nhỏ bị hút đưa đến phân ly tĩnh, các hạt đủ nhỏ sẻ đi qua bộ phận này và được gom lại đổ qua lọc bụi vào máng khí động, các hạt có trọng lượng lớn không qua được

bộ phân ly sẽ rơi về gàu tải và sau đó được chuyển đến bộ phân ly động Trước khi đổ vào

bộ phân ly động, tại máng khí động có bộ bẩy vật lạ nhằm tách các vật rắn, kim loại để loại chúng ra ngoài Bộ phân ly động này (SEPOL) thực hiện chức năng tách hạt lần nữa thông qua những xyclon đảm bảo xi măng đầu ra đạt yêu cầu về độ mịn, các hạt không đủ mịn sẽ được đưa về đầu máy nghiền để tái nghiền Việc điều chỉnh dựa vào điều chỉnh tốc độ vòng quay của motor dẫn động quay bộ phận phân ly, tỷ lệ % gió tuần hoàn

e / Đóng bao xi măng, xuất xi măng rời

Hệ thống khí sục được lắp đặt dưới đáy silo làm cho xi măng đồng nhất có khả năng chảy qua cửa tháo Xi măng được tháo ra để xuất rời hay qua két chứa máng đóng bao bằng hệ thống máng khí động vào hai gàu tải Trước khi đổ vào két chứa máy đóng bao xi măng được đưa qua sàn rung để loại bỏ vật liệu lạ Một máy đóng bao có thể được cấp liệu (xi măng) từ silo 1 hoặc silo 2 Xi măng được đóng bao bằng máy đóng bao HAVER BOECKER gồm 6 vòi với công suất 110 tấn/ giờ Xi măng bao được hệ thống băng tải tự động đưa đến hệ thống xuất trực tiếp lên xe khách hàng

Xi măng rời: Hệ thống xuất xi măng rời được thiết kế để điều khiển thích hợp cho xe tec, được bố trí dưới đáy silo Ở đây có một cân 60 tấn để kiểm soát khối lượng xi măng xuất

DUT-LRCC

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ ĐẬP NGHIỀN 2.1 LÝ THUYẾT CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH NGHIỀN VỠ VẬT THỂ RẮN

Xuất phát từ các công trình nghiên cứu của các Viện sĩ A.Ph.Iophphe, P.A.Rebinder và I.A.Phrenkel, xác nhận: đặc điểm cấu trúc của bất kỳ vật thể rắn nào cũng đều tồn tại các khuyết tật nhỏ Các khuyết tật này có phân bố thống kê theo chiều dày của vật thể Đồng thời chúng thể hiện cục bộ ra bề mặt ngoài Chính vì có đặc điểm như vậy mà độ bền (khả năng chống lại sự phá vỡ ) bị giảm từ 1001000 lần so với độ bền của vật rắn thực có cấu trúc bị phá hủy Do đó có hai khái niệm độ bền cùng tồn tại: độ bền phân hủy và độ bền kỹ thuật Trong kỹ thuật, người thiết kế đặt ra yêu cầu đầu tiên cho các nhà luyện kim là chế tạo kim loại thuần khiết Quá trình biến dạng của vật rắn được xảy ra với sự gia tăng các phần tử hiện có và số lượng các khuyết tật Khi quy mô các khuyết tật được gia tăng vượt quá giới hạn, cùng với điều đó, là sự phát triển nhanh theo chiều dài vết nứt làm vật thể bị phá vỡ Rõ ràng là có hai dạng năng lượng đóng vai trò trong quá trình phá hủy vật thể rắn: năng lượng tích tụ của các biến dạng đàn hồi và năng lượng tự do Tuy nhiên có nhiều công trình nghiên cứu đã chứng tỏ vai trò của năng lượng bề mặt trong quá trình nghiền thực ra không đáng kể, điều đó có nghĩa là phương pháp xác định giá trị năng lượng cho vật thể cứng đến bây giờ chưa tìm ra được

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 của 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 Hiện tượng này đã được Viện sĩ P.A.Rebider phát hiện và đặt tên là “ hiệu ứng Rebider”, 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 giòn, nghĩa là không có quá trình biến dạng dẻo rõ rệt Cùng với quy luật phân bố các phần tử sản phẩm nghiền theo các kích thước của chúng thì lý thuyết nghiền còn nghiên cứu sự phụ thuộc hàm số giữa chi phí năng lượng đến quá trình nghiền vỡ vật liệu và mức độ nghiền

DUT-LRCC

phân 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 v.v Do vậy việc xác lập quan hệ giữa năng lượng để nghiền

và các tích chất cơ lý của vật nghiền rất khó khăn Hiện nay tồn tại các giả thuyết nghiền sau (được coi là các định luật nghiền)

2.2 CÁC ĐỊNH LUẬT NGHIỀN

2.2.1 Thuyết bề mặt

Thuyết này do giáo sư P.Ritinger người Đức nêu ra năm 1867 được phát biểu như sau:

“Công cần thiết đập nghiền vật liệu tỷ lệ với điện tích mới sinh ra sau khi đập nghiền vật liệu đó”

Giả thiết vật liệu đó có dạng hình khối vuông nhỏ cạnh là d

Vậy mức độ nghiền: i= D/d

Hình 2.1 Hình dạng vật liệu

Số mặt cắt ở mỗi chiều: (i-1)

Số mắt cắt 3 chiều của khối vuông: 3(i-1)

Tổng diện tích mới sinh ra của 3 mặt cắt là: F = 3D2(i-1) [cm2]

Gọi A: Công suất cần thiết để tạo ra 1 cm2 diện tích mới sinh ra, với mức độ đập nghiền i

Và kích thước vật liệu ban đầu D, thì công đập nghiền của vật liệu như sau:

Ai = A.F = 3AD2 (i-1) [KG.cm] [1.13 - XI ] Khi mức độ đập nghiền lớn nghĩa là i ∞, có thể xem (i-1) ≈ i Từ đó ta có “Công đập nghiền vật liệu tỷ lệ với mức độ đập nghiền”

Trong thực tế vật liệu có dạng bất kỳ, nên công thức có dạng tổng quát như sau:

Ai = 3kAD2(i-1) [KG.cm]

DUT-LRCC

K: hệ số phụ thuộc vào hình dáng vật liệu

Thông thường k = 1,2 ÷ 1,7

2.2.2 Thuyết thể tích

Thuyết thể tích được nhà cơ học người Nga V.L.Kirpitrev đề xuất 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: “Công cần thiết để nghiền vật liệu tỷ lệ thuận với mức

độ biến thiên thể tích của vật liệu.”

.2

.2



: Hệ số tỷ lệ V: Phể tích vật biến dạng [m3]

V: Phần thể tích vật thể bị biến dạng [m3

]

: Ứng suất lúc biến dạng

E: Mođun đàn hồi

2.2.3 Thuyết dung hòa

Ở thuyết bề mặt, khó xác định được hệ số k nên ý nghĩa thực tế của công thức bị giảm thấp Ở thuyết thể tích, do thiếu hệ số tỷ lệ cho các trường hợp cụ thể nên công thức trên không được sử dụng rộng rãi

Thuyết dung hòa này được Ph.C.Bon đề xuất để dung hòa hai thuyết trên vào năm 1952 Theo (1.23) [IX] ta có:

Adh = KR Q

D

i

n tb

n

11

2.2.4 Thuyết tổng hợp

Do có chổ thiếu sót của cả hai thuyết bề mặt và thể tích Khi dựa vào các thể tích, các tính chất cơ lý của vật liệu nghiền trong biến dạng, viện sĩ người Nga P.A.Rebinder lần đầu tiên vào năm1928 đã đưa ra thuyết nghiền tổng hợp còn gọi là thuyết nghiền cơ bản với nội dung:” công nghiền vật liệu bao gồm công tiêu hao để tạo ra bề mặt mới và công để làm biến dạng vật liệu ”, và được thể hiện:

Theo (1.22) [IX]

Ath= f(V) + f(S) = Av + AS = K.V + .S

Trong đó:

Ath: Công để nghiền vật liệu

Av: Công chi phí cho sự biến dạng của vật liệu

As: Công chi phí cho sự tạo thành các bề mặt mới

K: Hệ số tỷ lệ

 : Hệ số có tính đến năng lượng sức căng bề mặt của vật thể cứng

Quá trình nghiền là quá trình phức tạp bao gồm nhiều biến đổi cơ lý của vật liệu khi nghiền Hai định luật bề mặt và thể tích chỉ mới quan tâm đơn thuần đến từng giai đoạn riêng rẽ của quá trình phức tạp đó Định luật thể tích chỉ xác định năng lượng cho quá trình biến dạng đàn hồi của vật liệu mà không kể tới số bề mặt mới được tạo thành do miết vỡ gây

ra Định luật mặt phẳng không tính đến năng lượng biến dạng mà chỉ kể đến năng lượng cần tạo ra các bề mặt mới do miết vỡ Nhiều nghiên cứu chứng tỏ rằng: khi nghiền với mức độ nghiền lớn (nghiền bột), định luật mặt phẳng cho kết quả gần sát với thực tế; còn ở mức độ nghiền nhỏ (nghiền hạt) thì định luật thể tích đúng hơn

Các thuyết nghiền nêu trên chỉ là gần đúng để nghiên cứu và đuợc hiệu chỉnh về mặt thực nghiệm

2.3 CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU 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 nhiều bề mặt

mới

Hay nghiền là quá trình làm giảm kích thước của hạt từ kích thước ban đầu đến kích thước

DUT-LRCC

Độ bền: độ bền của vật liệu đặc trưng cho khả năng chống phá hủy của chúng dưới tác

dụng của ngoại lực Độ bền được đặc trưng bằng giới hạn bền nén(σn) và giới hạn bền kéo(k) Tùy thuộc độ bền n, người ta phân thành các loại đá:

Bảng 2.2 Phân loại các loại đá

Độ giòn: Đặc trưng cho khả năng bị phá hủy của vật liệu dưới tác động của lực va đập Vật

liệu giòn có sự sai khác rất lớn giữa (độ bền kéo) giới hạn bền nén và bền kéo Dựa vào số lần va đập cần thiết để làm vỡ vật liệu, người ta phân thành

Bảng 2.3 Phân loại vật liệu theo độ giòn

Tính mài: Đặc trưng cho khả năng hao mòn bộ phận công tác khi làm việc

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN CƠ BẢN

Phương pháp tác dụng lực cơ bản trong các máy đập nghiền là: Ép vỡ(nén), Tách vỡ, Uốn

- Do chi tiết đập chuyển động nhanh (búa đập, thanh đập) đập vào cục vật liệu chuyển động tự do

- Do cục vật liệu rơi nhanh vào tấm kim loại đứng yên

- Do các cục vật liệu tự va đập vào nhau

f/ Nổ vỡ

Do ứng lực xuất hiện bên trong cục vật liệu vượt quá giới hạn bền của nó khi có sự giảm

áp đột ngột trong buồng làm việc (từ 15-40Kg/cm2 Xuống áp suất khí quyển)

Thông thường trong máy nghiền người ta sử dụng tổ hợp các phương pháp trên tùy thuộc tính chất cơ lý và độ lớn của vật liệu Đối với vật liệu (đá) siêu bền, sử dụng phương pháp ép

vỡ và đập vỡ; vật liệu giòn: dùng phương pháp tách vỡ hay đập vỡ; vât liệu dẻo: dùng các dạng nghiền trên kết hợp với miết; với vật liệu ẩm cần có miết vỡ để tránh làm bịt tắc buồng nghiền

DUT-LRCC

CHƯƠNG 3: CÁC LOẠI MÁY NGHIỀN TRONG SẢN XUẤT VẬT

LIỆU XÂY DỰNG

Để có thể chọn được phương án thiết kế và kết cấu máy tốt nhất thì ta phải xác định được các loại máy nghiền, nguyên lý hoạt động đặc điểm của từng cụm máy để có cơ sở chọn phương án hợp lý nhất

Theo kích thước sản phẩm, máy nghiền phân thành máy nghiền vỡ (nghiền hạt) và máy nghiền bột

+ Máy nghiền búa

+ Máy nghiền rôto

a)Máy nghiền má (máy đập hàm)

Phân loại theo chuyển động có hai loại:

+ Máy nghiền má chuyển động đơn giản

+ Máy nghiền má chuyển động phức tạp

- Công dụng: chủ yếu dùng để đập thô và đập trung bình các loại vật liệu có độ bền nén trên 2000 KG/cm2

- Ưu điểm: Năng suất cao, kết cấu đơn giản, giá thành hạ và không yêu cầu công nhân phục vụ có tay nghề cao, kích thước máy gọn Có thể đập nghiền được các vật liệu có độ cứng cao

- Nhược điểm: Máy chỉ làm việc nửa chu kỳ, rung và lắc do vật liệu di chuyển không cân bằng, vì thế móng máy cần phải xây chắc chắn Tiêu hao năng lượng lớn

- Phương pháp tác dụng lực của máy nghiền má là: vật liệu bị ép giữa 2 má máy (thường thì một má cố định và một má di động) Ngoài ra, tùy theo kết cấu từng loại máy mà có kết hợp thêm lực uốn và mài

*) Sơ đồ nguyên lý làm việc máy nghiền má chuyển động đơn giản:

DUT-LRCC

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền má chuyển động đơn giản

Nguyên lý hoạt động: Máy gồm giá (1) lắp má tĩnh (2) Trục treo (4) treo má động (3) Trên má động và má tĩnh đều bắt các tấm lót Khi trục lệch tâm (5) quay, nó

sẽ làm cho tay biên (6) chuyển động lên trên, các cánh tay đòn (7) và (8) sẽ đẩy

má động quanh trục (4) ép vật liệu vào má tĩnh, lúc này vật liệu bị đập Khi tay biên (6) chuyển động xuống, tâm chống không tác dụng vào má động Trục căng (10) nhờ lò xo (11) kéo má động (3) về vị trí cũ Khi đó vật liệu đã bị đập rơi khỏi hai má của máy

Phía sau máy còn có bộ phận chêm (9) để điều chỉnh góc kẹp (khe hở giữa hai

má của máy)

Trong quá trình làm việc như vậy, vật liệu bị ép theo chu kỳ (1/2 vòng của trục lệch tâm Vì vậy có sự quá tải tức thời của động cơ ép vật Liệu Sự quá tải này được triệt tiêu trước bởi vô lăng vượt tải bắt vào trục (5) Vô lăng tích lũy năng lượng khi má động chuyển động không tải và trả lại năng lượng đó khi má động

ép vật liệu, nhờ đó máy làm việc cân bằng

Quỹ đạo chuyển động của từng điểm trên má động là một cung tròn Tập hợp lại cả máy

sẽ chuyển động tịnh tiến đơn giản

*) Sơ đồ nguyên lý làm việc máy nghiền má chuyển động phức tạp:

DUT-LRCC

Hình 3.2 Sơ đồ máy nghiền má chuyển động phức tạp Nguyên lý làm việc: máy gồm má tỉnh (2) gắn vào đế máy (1) và má động (3) treo trực tiếp vào trục lệch tâm 4, nên chỉ chỉ có một tấm chống (7) Tác dụng của bộ chêm (8), thanh căng (5) và lò xo (6) giống loại đơn giản Do đó các điểm phần trên má động chuyển động theo quỷ đạo tròn, các điểm giữa chuyển động theo quỷ đạo elip và phần dưới hình cung Cả má động chuyển động theo một quỷ đạo song phẵng, loại máy này có năng suất 18-20 (T/h)

b) Máy nghiền nón

Theo độ dốc của nón ta phân loại:

 Nón dốc

+ Máy nghiền nón trục treo

+ Máy nghiền nón lệch tâm

 Nón thoải

+ Máy nghiền nón trục console

- Công dụng: Được sử dụng để đập thô, đập trung bình và đập nhỏ, các loại vật liệu rắn

- Ưu điểm: Năng lượng tiêu hao riêng cho một tấn sản phẩm nhỏ hơn máy nghiền má, vì trong máy này vật liệu không chỉ bị ép mà còn bị uốn Năng suất cao, chuyển động êm vì

DUT-LRCC

dụng tới vô lăng vượt tải Kích thước sản phẩm đồng đều hơn Có thể quá tải 15-20 %, Vì thế vật liệu nạp vào máy có thể qua tiếp liệu hoặc không

- Nhược điểm: Kết cấu máy phức tạp, nặng nề, giá thành cao và sữa chữa máy phức tạp Chiều cao của máy lớn Không đập được vật liệu quánh vì có thể bị nghẽn khoảng không gian làm việc giữa hai nón Với cùng năng suất, máy đập hàm có thể đập được vật liệu to hơn

- Nguyên lý làm việc: Vật liệu bị ép kết hợp với uốn và mài giữa mặt trong của nón ngoài

cố định và mặt ngoài của nón trong quay liên tục Vật liệu vỡ đi dần xuống dưới và ra ngoài Khi nón trong chuyển động, tùy theo từng loại máy mà trục của nón trong sẽ quay quanh một điểm cố định vạch ra mặt nón; hoặc quay quanh trục nón ngoài ( trục máy), vạch ra một mặt trụ

Sau nửa dao động đầu của nón trong, bề mặt của nón trong gần bề mặt của nón ngoài và vật liệu bị đập vỡ Sang nửa dao động sau, bề mặt nón trong chuyển ra xa bề mặt nón ngoài, khi này vật liệu đã đập xong rơi xuống, cùng lúc, vật liệu nằm ở phía bên kia khoảng không giữa hai mặt nón sẽ bị đập

*) Sơ đồ nguyên lý làm việc Máy nghiền nón trục treo:

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền nón trục treo

DUT-LRCC

Cấu tạo máy đập nón trục treo: Giá máy 5 lắp chặt nón ngoài 4 bằng bu lông Nón trong 3 bắt với trục chính 2, trục này treo vào ổ hình cầu hoặc hình côn 1 Cuối trục bắt vào ống lệch tâm 6 Ống này gắn chặt vào cặp bánh răng hình nón 8 quay bởi trục 9 từ động cơ qua hộp giảm tốc

Ống lệch tâm quay làm trục chính 2 mang nón trong 3 quay quanh 1 điểm cố định và mặt ngoài nón trong khi gần khi xa mặt trong của nón ngoài Khi bề mặt hai nón gần nhau, vật liệu bị đập; khi xa nhau, vật liệu đã được đập tháo ra khỏi máy theo máng nghiêng 7 và cửa

10 Vỏ 11 tránh bụi và vật liệu mịn rơi vào ống lệch tâm mang trục chính 2

*) Sơ đồ nguyên lý làm việc Máy nghiền nón trục consonle

Trục consonle (10) mang nón trong (2) lắp vào ống lệch tâm (11) Ống này ăn khớp với cặp bánh răng trên trục (7) được truyền chuyển động từ động cơ qua hộp giảm tốc Khi trục (7) qua ống lệch tâm sẽ quay cùng trục (10) và nón (2) Nón quay quanh một điểm O cố định Ống lệch tâm được đặt trên một ổ chặn, ổ này chỉ đỡ ống lệch tâm và bánh răng, còn toàn bộ trọng lượng của nón trong và lực đập theo phương thẵng đứng được đỡ bằng vòng

đỡ hình chõm cầu lõm đồng (5) Nón ngoài (1) vặn chặt vào vòng ngoài của thân máy (3) nhờ các ren, do đó có thể nâng hạ nón ngoài để điều chỉnh khe hở của lỗ tháo sản phẩm (điều chỉnh mức độ đập nghiền)

Vòng ngoài liên kết với thân máy (3) nhờ hệ thống lò xo đệm cho bu lông (4) Khi gặp dị vật cứng, lò xo bị ép lại, vòng cung nón ngoài nâng lên đảm bảo an toàn cho máy, vật liệu được nạp vào đĩa quay (6) để phân phối đều vào khu vực đập, sau đó sản phẩm tháo qua cữa (9)

DUT-LRCC

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền nón trục consonle

- Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy, ổn định, tiêu hao năng lượng ít so với máy nghiền nón

- Nhược điểm: Nghiền đập vật liệu kém hiệu quả Khi đập trục nhẵn, sản phẩm có khi ra ở dạng tấm phẳng không mong muốn Năng suất thấp, mức độ nghiền và chất lượng sản phẩm không cao, do chứa nhiều hạt dẹt và hạt thanh, nhất là khi nạp liệu không đều; độ bền của đá đem nghiền bị hạn chế

- Phân loại theo cách bố trí trục:

+ Máy đập một trục di động

+ Máy đập hai trục di động

DUT-LRCC

+ Máy đập hai trục cố định

*) Máy đập một trục di động và nguyên lý làm việc máy đập một trục di động:

Vật liệu bị ép (có thể kết hợp với mài, uốn, bổ tùy cấu tạo từng máy) giữa hai trục song song quay ngược chiều; hoặc giữa 1 trục và tấm lót

- Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền trục 1 trục di động Trục cố định 1 được truyền chuyển động từ động cơ nhờ cặp bánh răng Trục 2 là trục bị động quay ngược chiều với trục 1 và chuyển động nhờ trục 1 qua bánh răng Cặp bánh răng này phải chế tạo sâu và răng lớn để khi lò xo nén lại, hai trục đập tách xa nhau thì cặp bánh răng không bị rời mà vẫn ăn khớp vào nhau Vật liệu nghiền đi vào phễu nạp 4 sẽ bị hai trục

1, 2 cuốn vào và đập, chà miết rồi rơi ra ngoài

*) Máy đập trục 1 trục và nguyên lý làm việc máy đập một trục:

Chủ yếu sử dụng trong các nhà máy xi măng đập vật liệu nhớt và quánh có độ rắn trung bình và nhỏ như đá vôi đất sét Máy gồm trục 2 trên bề mặt làm việc có các tấm lót 3 có răng bắt chặt vào trục nhờ các bu lông Má đập 4 treo vào trục 6, phía trong có tấm lót 5, hai trục căng 7 và lò xo 8 ở hai bên giữ cho má ở vị trí thích hợp và bảo đảm an toàn cho máy Mức

độ nghiền đập của máy nghiền một trục khá cao (i>=15)

DUT-LRCC

+) Sơ đồ nguên lý Máy đập trục 1 trục :

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý máy đập trục 1 trục

*) Máy đập trục tách li đá và nguyên lý làm việc :

Sử dụng nhiều để đập đất sét và tách đá đồng thời Ưu điểm là song song với việc đập, ép

và xé đất sét, nó còn tách các loại đá và dị vật kích thước 55-180 (mm)

Nguyên lý làm việc : máy gồm trục nhẵn (5) di động, đường kính lớn và quay chậm

(50-60 v/ph), trục đập đường kính nhỏ có gờ dọc cao 8-10 (mm) hoặc gờ nổi chạy hình xoắn ốc

và quay quanh (500-600 v/ph) Vật liệu sét lẩn đá rơi vào phểu (2), được tấm hướng (3) hướng vào trục có gờ quay nhanh Do tác dụng của gờ, đất sét (mềm và dẻo) bị biến dạng, hấp thụ phần lớn năng lượng, va đập và văng lên mặt trục đập (5) với tốc độ nhỏ rồi cuốn vào khe hở giữa hai trục đập, còn đá hoăc dị vật rắn ít biến dạng thì gờ sẽ va đập vào với phần lớn năng lượng biến thành chuyển động có gia tốc, đập vào trục (5) văng lên nắp (1) rồi rơi vào máng dẩn riêng Năng suất máy (20-40 m3

/h)

DUT-LRCC

Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý máy đập trục tách li đá

d) Máy nghiền va đập

- Công dụng: chủ yếu dùng để nghiền vật liệu có độ bền vừa, ít mài mòn (như đá vôi, than

đá, muối mỏ ) Trong thực tế sản xuất do yêu cầu của công nghệ, máy còn có thể dùng để nghiền vật liệu có độ bền cao và sắc như amiăng, xỉ lò

- Ưu điểm: Có độ nghiền lớn (tới 50) Có tỷ trọng năng suất riêng cao (là tỷ số năng suất với trọng lượng máy) Kết cấu đơn giản, thuận tiện trong khai thác, làm việc chắc chắn, tin cậy và liên tục Năng suất cao

- Nhược điểm: Mòn búa và đầu búa nhanh, khi độ ẩm vật liệu > 15 % thì búa bị dính, khi nghiền vật liệu quá cứng sẽ không mang lại hiệu quả Máy không sử dụng để đập vật liệu dẻo và mài mòn mạnh

- Nguyên lý làm việc: Khi máy nghiền làm việc, vật liệu được nghiền bị tác động cơ học bằng va đập của đầu búa Lúc va đập, một phần hoặc toàn bộ cơ năng của búa chuyển thành năng lượng làm biến dạng và phá hủy vật liệu

DUT-LRCC

- Sơ đồ nguyên lý làm việc:

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy 1 rôto 1 dãy búa 1: Thân máy 2: Khoang máy

3: Tấm lót 4: Quả búa

5: Đĩa treo búa 6: Lò xo giảm chấn

7: Ghi 8: Lưới ghi

9: Trục máy 10: Trục treo dầm ghi

Vật liệu rơi vào khoang máy 2 được búa đập nhỏ văng vào tấm lót với tốc độ lớn Khi va đập vào đó, vật liệu sẽ bị đập nhỏ hơn, sau đó còn bị đập giữa búa và tấm lót rồi mới rơi xuống lưới ghi Vật liệu nằm trên lưới ghi được búa chà sát cho tới khi đạt kích thước nhỏ hơn khe ghi thì lọt ra khỏi máy

e) Máy nghiền va đập phản hồi roto

Phân loại theo cấu tạo và nguyên lý tác dụng của roto gồm có :

Máy nghiền va đập phản hồi 1 roto

Máy nghiền va đập phản hồi 2 roto

DUT-LRCC

*) Máy nghiền va đập phản hồi 1 roto

Công dụng : dùng để đập các khoáng ít mòn và có độ bền tới 1500 kG/m2

và kích thước có thể lớn trên 1 m3

Ưu điểm : có thể đập được những cục vật liệu rất to trong khi kích thước roto lại tương đối nhỏ Máy có kết cấu đơn giản, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tương đối cao Năng suất máy cao

Nhược điểm : các mấu đập rất mau mòn, bụi nhiều và cần phải cân chỉnh chính xác roto để tránh mất cân bằng động

Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy nghiền va đập phản hồi 1 roto :

Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy nghiền va đập phản hồi 1 roto

Nguyên lý làm việc : bộ phận làm việc cơ bản của máy là roto có các mấu đập quay với tốc độ 12-70 m/s Vật liệu nghiền vào khoang làm việc sẽ bị các mấu đập đánh lên đập vào các tấm lót vỡ ra cho đến khi nào rơi xuống được cữa ra Vật liệu cần đập rơi vào khoang làm việc từ lưới ghi (7) Khi roto quay nhanh với vận tốc biên 12-70 m/s (tùy kích thước cục vật liệu nạp vào máy và độ mịn của sản phẩm yêu cầu) cục vật liệu bị các mấu đập đánh

DUT-LRCC

xuống và lại bị mấu đập đánh văng lên cả hai tấm phản hồi 1 và 2 Đồng thời các cục vật liệu văng ngược từ các tấm phản hồi đó với tốc độ cao lại va đập các cục vật liệu đi từ dưới lên tự vỡ vụ ra Ngoài ra, vật liệu còn bị vỡ bởi lực va đập với các tấm lót (3) trong máy Sản phẩm đập rơi xuống cữa tháo (6)

*) Máy nghiền va đập phản hồi 2 roto

Cũng tương tự như máy nghiền va đập phản hồi 1 roto, nhưng loại máy này chỉ chủ yếu dùng để đập vật liệu tiêu chuẩn trước khi đưa vào máy nghiền

Sơ đồ nguyên lý làm việc :

Hình 3.10 Máy nghiền va đập phản hồi 2 roto Vật liệu được nạp qua phểu 1, dưới tác dụng của 2 roto (4) và (5) vật liệu sẽ văng vào các tấm lót của các tấm phản hồi hai bên, các tấm phản hồi được liên kết với thân máy nhờ hệ thống lò xo đệm cho bu lông (3) để đảm bảo an toàn cho máy khi gặp phải dị vật và điều chỉnh mức độ đập nghiền

3.2 MÁY NGHIỀN BỘT

- Máy nghiền đĩa

- Máy nghiền bi

- Máy nghiền bánh xe

a/ Máy nghiền đĩa

- Công dụng: Máy nghiền đĩa được sử dụng trong ngành chế biến lương thực, thực phẩm,

DUT-LRCC

sản xuất tinh bột

- Ưu điểm: Kích thước sản phẩm rất nhỏ, độ mịn cao

- Nhược điểm: Công suất nghiền rất thấp, năng lượng tiêu hao riêng lớn so với các loại máy nghiền khác nên khả năng và phạm vi sử dụng ngày càng hạn chế Chỉ sử dụng để nghiền các loại vật liệu khô

Phần thân (1) và (2) được làm bằng gang còn phần đá nghiền (5) được làm bằng đá nhân

DUT-LRCC

vật liệu ra khỏi bồn nghiền Vật liệu sau khi nghiền xong được đưa đến bộ phận tháo sản phẩm (6)

- Nhược điểm: Tốc độ chuyển động của bi đạn nhỏ, làm hạn chế số vòng quay của máy nghiền (20  40 vòng/phút) Tất cả bi đạn trong máy nghiền không đồng thời tham gia làm việc Thể tích sử dụng của thùng nghiền chỉ chiếm từ 30  45 % Kích thước lớn, máy nặng

và làm việc ồn Tiêu hao năng lượng điện riêng lớn, momen mở máy lớn

- Nguyên lý làm việc: Nhìn chung các máy nghiền bi làm việc như sau: Bên trong thùng nghiền chứa bi đạn và vật liệu nghiền Khi vỏ máy quay tròn, bi đạn chịu lực ly tâm và lực

ma sát (giữa bi với tấm lót, giữa bi và vật liệu, bi và bi) nên bi được nâng lên một chiều cao nào đó rồi rơi xuống theo quỹ đạo parabon, một số khác lăn trượt lên nhau Khi bi đạn rơi, nhờ động năng của nó mà vật liệu bị đập nhỏ, ngoài ra vật liệu còn bị chà xát giữa bi đạn và tấm lót, giữa bi và bi nên được mài nhỏ ra Như vậy, nguyên tắc tác dụng lực của máy nghiền bi là đập và mài

Sơ đồ nguyên lý :

Hình 3.12 Sơ đò nguyên lý máy nghiền bi

DUT-LRCC

1: Động cơ 2: Hộp giảm tốc

3: Khớp nối 4: Gối đỡ 5: Bánh răng 6: Vành răng 7: Thùng nghiền 8: Gối đỡ Ngoài ra còn có máy nghiền xa luân (máy nghiền bánh xe), máy xay có thể dùng để nghiền hạt hoặc nghiền bột

DUT-LRCC

CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

THIẾT KẾ 4.1.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NGHIỀN

Trong lĩnh vực công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng, nghiền bột vật liệu tới kích thước dưới 1/100 [mm]là bắt buộc và tốn rất nhiều năng lượng Sử dụng hợp lý các thiết bị sẵn có, hoàn thiện và cải tiến chúng sẽ mang lại hiệu quả kinh tế lớn

Từ các các kiểu máy nghiền được giới thiệu ở trên ta thấy các kiểu máy nghiền trên đều

có thể nghiền theo các cở hạt thô sơ, trung bình, nhỏ mịn và keo

Các phương pháp nghiền trên đều là đập, chà sát nhưng yêu cầu công nghệ, so với các máy nghiền trên thì máy nghiền bi có nhiều ưu điểm hơn về chất lượng sản phẩm, cũng như năng suất so với các kiểu nghiền khác

Xét theo vật liệu nghiền thì máy nghiền bi không quan tâm nhiều đến độ ẩm hay không đòi hỏi một độ ẩm khống chế nhất định của vật liệu do đó thích hợp hơn

Kết cấu máy nghiền bi khá đơn giản, dễ thay thế, dễ sữa chữa các bộ phận, bi nghiền dễ thay thế, giá thành rẽ

Qua đó ta thấy sử dụng máy nghiền bi trong lĩnh vực xậy dựng để nghiền bột vật liệu là hợp lý nhất

4.2 PHÂN LOẠI MÁY NGHIỀN BI

Các máy nghiền bi được phân loại theo dấu hiệu sau:

- Dựa vào tỷ số chiều dài và đường kính vỏ máy nghiền mà máy nghiền bi chia làm hai loại:

Trong đó: L: Chiều dài máy nghiền

D: Đường kính máy nghiền

- Dựa vào chế độ làm việc có hai loại: loại làm việc theo chu kỳ và loại làm việc liên tục (loại chu kỳ: hình a; loại liên tục: hình b,c,d,e,f,g)

DUT-LRCC