Giáo trình Vật liệu xây dựng - Chương II: Các loại máy đập nghiền (Phần 2)

Nội dung text: Giáo trình Vật liệu xây dựng - Chương II: Các loại máy đập nghiền (Phần 2)

1. Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón II.2.2. Máy đập hàm chuyển động phức tạp 4 b c a d 3 5 6 7 2 1 Hình 2.4a Sơ đồ nguyên lý máy đập hàm phức tạp Hình 2.4a Sơ đồ cấu tạo máy đập hàm phức tạp Trang II- 12
2. Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón Thực tế góc kẹp α có lợi nhất khi: o α=tt(0, 45 ÷ 0,07) α lt với α=lt 15 ÷ 24 (2.17) II.3.2. Tính số vòng quay hợp lý của trục lệch tâm Muốn vật liệu sau khi đã bị ép vỡ giữa 2 má máy có đủ thời gian rơi tự do ra khỏi máy, phải tính số vòng quay hợp lý của trục lệch tâm. Vật liệu chỉ rơi ra khỏi máy khi 2 má máy rời xa nhau,có nghĩa là ½ vòng quay của trục lệch tâm. Khi má động rời xa khỏi vị trí ép vật liệu một khoảng cực đại là S, khối vật liệu với chiều cao h sẽ rơi tự do xuống (H 2.6). Như vậy: s h = (2.18a) tgα gt2 2s h = Î t = (2.18a) 2 gtgα Trong đó: h s: độ dời điểm cuối của má động [cm], α theo định luật rơi tự do: g: gia tốc trọng trường [cm/ sec2] t: thời gian vật liệu rơi [sec] a s Hình 2.6 Khi trục lệch tâm quay n [v/phút], gọi t1 là thời gian để má động dời xa khỏi vị trí ép vật liệu ( thời gian trục lệch tâm quay 1/2 vòng). Ta có: 160 30 t == (2.19) 1 2n n Để vật liệu có đủ thời gian rơi xuống giữa 2 má máy, thì thời gian vật liệu rơi tự do với chiều cao h phải bằng thời gian 2 má máy dời xa nhau thì tt= 1 : 2s 30 tgα = Î n= 665 (2.20) g.t.gα n s Trong thực tế vật liệu rơi còn bị cản bởi lực ma sát giữa vật liệu và má máy, nên thời gian vật liệu rơi tự do ra khỏi máy lớn hơn so với tính toán lý thuyết. Qua thực nghiệm trị số n phải giảm 5-10%. tgα Khi đó: n=÷ (600 630) (2.21) lt S II.3.3. Tính năng suất của máy đập hàm Trang II- 14
3. Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón II.3.4. Tính công suất máy đập hàm Máy đập hàm dùng để đập thô vật liệu rắn, vì vậy công tiêu hao để đập vật liệu được xác định theo thuyết thể tích, ứng với công thức: Vσ2 A = (2.28) 2E trong đó: σ - ứng suất biến dạng đàn hồi của vật liệu [KG/cm2] E - Môđun đàn hồi của vật liệu [KG/cm2] V -Thể tích vật liệu biến dạng [cm3] Ta biết thể tích vật liệu biến dạng bằng hiệu giữa thể tích cục vật liệu nạp có đường kính lớn nhất D và thể tích cục vật liệu tháo ra khỏi máy có đường kính d 33 ππDl dl π l 22 3 VV=−=Dd V - = (Dd) − [cm ] (2.29) 6D 6d 6 l: chiều dài khe tháo liệu [cm] lD và ld: số cục vật liệu nằm theo chiều dài khe nạp và tháo liệu. Sau một vòng quay của trục lệch tâm, công tiêu hao đập vật liệu πσ22l(D − d 2 ) A = [KG.cm] (2.30) 12E Khi trục lệch tâm quay n v/ph, công suất của máy đập hàm: Anl(Dd)nl(Dd)σ−22 2 σ− 22 2 N == = [ml] (2.31) 100×× 60 75 100 ××× 60 75 3,82E 1719000E N Công suất của động cơ điện : N = (2.32) dc η η: Hệ số chuyển động hữu ích của máy đập hàm, thường η = 0,6÷0,7. III. MÁY ĐẬP NÓN III.1. Đại cương và phân loại Máy đập nón được dùng rộng rãi để đập thô, đập trung bình và đập nhỏ những vật liệu rắn. ‰ Nguyên lý làm việc: Vật liệu bị ép và uốn giữa bề mặt trong của nón ngoài cố định và bề mặt ngoài của nón trong xoay liên tục, vật liệu vở nhỏ ra chuyển dần xuống đáy dưới và rơi ra ngoài. Quá trình làm việc của máy đập nón gần giống quá trình làm việc của máy đập hàm. Sau nửa dao động đầu của nón trong, bề mặt của nón trong gần bề mặt của nón ngoài, vật liệu bị ép đập nhỏ ra. Sau ½ dao động sau bề mặt của nón trong chuyển xa bề mặt của nón Trang II- 16
4. Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón III.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy đập nón III.2.1. máy đập nón có ổ đỡ trục thẳng đứng phía trên ( trục treo) 4 6 5 3 1 8 7 2 1 4 9 11 12 10 Hình 2.9b Sơ đồ cấu tạo máy đập nón Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý làm việc máy đập nón Trên thân máy (1) lắp chặt nón ngoài (2). Trên nón ngoài (2) có nắp (3), mũ (4) chứa ổ trục treo (5). Trục nón (6) lắp chặt với nón trong (7). Trên bề mặt nón ngoài và nón trong có lắp tấm lót thép Mn 8. Cuối trục (6) được cắm chặt vào ống lót lệch tâm (9) gắn chặt với bánh răn hình nón (10) và khớp với bánh răng nón (11). Bánh răng này được gắn với trục (12) chuyền chuyển động từ dộng cơ. Vật liệu được nạp vào lỗ nạp liệu (13), vật liệu đã được đập nhỏ tháo ra qua cửa tháo (14). Ngoài ra còn hệ thống bôi trơn, làm lạnh III.2.2. Máy đập nón trục thẳng đứng cố định (nón lệch tâm) ‰ Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động Trục (1) được gắn chặt cả trên và dưới bằng ổ đỡ hình côn (2). Trục nón trong (3) đặt lệch tâm và song song với trục (1). Ống lót lệch tâm (4) gắn chặt với nón trong và liên kết với bánh răng hình côn (5). Vì vậy, khi ống lệch tâm quay thì nón trong quay quanh trục (1). Ống lệch tâm quay nhờ động cơ truyền chuyển động qua trục quay (6) gắn với bánh răng (7) khớp với bánh răng (5). Vật liệu được nạp vào qua cửa nạp vào qua cửa nạp lệch (8), vật liệu được đập nhỏ tháo ra qua cửa tháo liệu (9). Trang II- 18
5. Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón ‰ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cấu tạo máy gồm trục (1) mang nón trong (2) được cắm vào ống lệch tâm (3). Trục (1) quay quanh điểm cố định A (trục (1) và trục máy cắt nhau ở A). ống lót lệch tâm (3) được đặt trong ở đỡ (4). Ổ đỡ (4) chỉ đỡ trọng lượng của ống lót lệch tâm (3) và bánh răng (5). Còn toàn bộ trọng lực của trục, nón trong và lực đập thẳng đứng được đỡ bằng vòng đỡ hình cầu (6). Nón ngoài (7) được vặn vào vành ngoài của thân máy qua ren (8). Vành ngoài thân máy tì lên giá máy (9) và liên kết với giá máy bằng lò xo (10). Tác dụng của lò xo (10) là khi gặp vật rắn (sắt thép) lò xo bị nén lại, vật lạ được tháo ra ngoài, sau đó vành ngoài mang nón ngoài dưới tác dụng của lò xo lại bị trở về vị trí ban đầu; nhờ vậy máy làm việc được an toàn. 11 12 2 7 A 8 9 6 5 1 3 4 Hình 2.11. Sơ đồ cấu tạo Máy đập nón trục Vật liệu được nạp qua cửa nạp liệu (11), xuống đĩa phân phối (12), đĩa sẽ phân phối đều vật liệu vào trong khu vực đập. Ưu điểm: - Mức độ đập nghiền cao i >20 -Kích thước sản phẩm đồng đều -Năng suất cao -Máy làm việc an toàn Khuyết: -Cấu tạo máy phức tạp. -Giá thành cao. Trang II- 20
6. Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón Sau mỗi vòng quay của nón trong khối vật liệu được tháo ra khỏi máy có thể tích: (2a+ S) V= .h.π .D (2.38) 2 n Xác định chiều cao h của khối vật liệu. Xét tam giác ABC: BH=α htg 1 và HC= htgα2 BH+= HC h (tg α+α==12 tg ) S 2r 2r h = với r - độ lệch tâm [m] tgα+12 tg α 2a+ s 2r Î V= .π Dn 2tgtgα+12 α 2r(a+ r) Î VD=π n (2.39) tgα12+α tg Nếu nón trong quay n v/ph, năng suất máy đập nón dốc: 2r(a+ r) Q=ϕγ=π V.n 60 60 D.n n ϕγ tgα12+α tg D.n r(aϕ γ+ r) Î Q377.= n [T/h] (2.40) tgα+12 tg α trong đó: ϕ - hệ số tơi của vật liệu, ϕ = 0,3÷0,6 γ - trọng lượng thể tích của vật liệu [T/m3] n - số vòng quay của nón trong [v/ph] ‰ Tính công suất của máy đập nón Căn cứ theo thuyết thể tích Levenson đã thiết lập công thức tính công suất của máy đập nón dốc: 2 nσ 22 ND2HtgDDDd=+α−+()n2 n [ml] (2.41) 550.000E  trong đó: n - [v/ph] σ, E - [kG/cm2] Dn - đường kính đáy dưới nón ngoài [cm] H - chiều cao nón ngoài [cm] D - đường kính cục vật liệu nạp [cm] daS=+- chiều rộng khe tháo liệu khi 2 nón xa nhau [cm] NNdc =η Trang II- 22
7. Chương II: Các loại máy đập nghiền Máy nón Khi nón trong quay n v/ph, năng suất của máy đập nón thoải: Q=ϕγ=πϕγ v.n. . .60 .a.l. . .60 [T/h] Q=ϕγ 188.a.l.DT .n. . [T/h] (2.44) trong đó: ϕ - hệ số tơi của vật liệu, ϕ = 0,25 - 0,6 γ - trọng lượng thể tích của vật liệu [T/m3] n - số vòng quay của nón trong [v/ph] ‰ Xác định công suất của máy đập nón thoải Công suất yêu cầu của máy được xác định theo công thức: nσ2 N=+−×× D .D23 0,388D 0,052 a D 2 [ml] (2.45) 357.000E ()Tb T ml : mã lực hay CV trong đó: D - chiều rộng của khe nạp liệu [cm] a - chiều rộng của khe tháo liệu [cm] n - số vòng quay của nón trong [ v/ph] σ - giới hạn bền chịu nén của vật liệu [KG/cm2] E - môđun đàn hồi của vật liệu [KG/cm2] Trong công thức tính công suất của máy đập nón dốc và nón thoải là chỉ gần đúng, vì không tính đến mức độ đập nghiền i. Tuy nhiên, đối với đập trung bình và đập thô kết quả cũng gần đúng thực tế. III.4. So sánh giữa máy đập nón và máy đập hàm ‰ Ưu điểm: - Năng lượng tiêu tốn riêng cho 1 tấn sản phẩm ít hơn, vì máy đập nón làm việc liên tục, đồng thời phương thức tác dụng lực ngoài lực ép còn lực uốn, mà ta biết các loại vật liệu silicát chịu lực uốn kém hơn lực nén 10-15 lần. - Máy có năng suất lớn, làm việc liên tục, máy làm việc không ồn ào vì không có va đập. - Sản phẩm có kích thước đồng nhất hơn. ‰ Khuyết điểm: - Máy có cấu tạo phức tạp, sửa chữa khó khăn. - Điều khiển máy phức tạp, khó điều chỉnh khe hở của đáy nón. - Khả năng kéo vật liệu vào máy kém. - Không đập được các vật liệu dẻo, vì nó có thể làm nghẽn khoảng không gian làm việc của máy. - Từ những ưu và nhược điểm nêu trên ta nhận thấy hiện nay nếu có điều kiện nên sử dụng máy đập nón có nhiều ưu việt hơn, nhất là sử dụng đập thô trong các nhà máy sản xuất xi măng. Trang II- 24