Giáo trình Vật liệu xây dựng - Chương II: Các loại máy đập nghiền (Phần 4)

Nội dung text: Giáo trình Vật liệu xây dựng - Chương II: Các loại máy đập nghiền (Phần 4)

1. Chương II: Các loại máy đập nghiền VI. MÁY NGHIỀN BÁNH XE VI.1. Đại cương và phân loại Máy nghiền bánh xe được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp VLXD để đập nhỏ đất sét, tràng thạch, đá đôlômít, cát đến kích thước 3÷8mm và đập mịn đến kích thước 0,2 ÷ 0,5mm. Nguyên tắc tác dụng lực của máy nghiền bánh xe là vật liệu bị ép và mài giữa bánh xe và đĩa. Máy nghiền bánh xe có nhiều kiểu, có thể phân loại theo các phương thức: ‰ Phân loại theo cấu tạo máy - Đĩa cố định: bánh xe quay quanh trục thẳng đứng, đồng thời quay quanh trục ngang. Lực ly tâm đặt vào bánh xe nên dễ hư trục giữa. - Đĩa quay: bánh xe chỉ quay quanh trục ngang. Tránh được khuyết điểm của đĩa cố định và máy làm việc yên tĩnh. Nhưng lực ly tâm lại đặt vào vật liệu, nếu không có thành chắn tốt, hiệu quả làm việc sẽ kém. Tùy theo vật liệu nghiền (cho phép lẫn kim loại hay không) mà bánh xe của máy nghiền được chế tạo bằng kim loại hoặc phi kim loại như đá hoa cương, thạch anh, tấm gốm v.v ‰ Phân loại theo đặc trưng kỹ thuật - Máy nghiền bánh xe nghiền vật liệu ẩm: Độ ẩm của vật liệu nghiền cho phép W= 15÷16%. Nó được sử dụng để gia công đất sét trong sản xuất gạch ngói và các sản phẩm gốm khác. - Máy nghiền bánh xe nghiền vật liệu khô: Độ ẩm của vật liệu vào máy W = 10 ÷11% - Máy nghiền trộn phối liệu đồng thời: Độ ẩm vật liệu W = 10÷12% Trên quan điểm kinh tế, máy nghiền bánh xe nghiền khô so với đập trục nghiền nhỏ có hiệu quả làm việc kém hơn, năng lượng tiêu hao riêng lớn hơn [KW/Th]. Kết cấu máy phức tạp, sửa chữa khó. Cho nên máy nghiền bánh xe chỉ dùng trong những trường hợp cần thiết về kỹ thuật như làm sít đặc vật liệu, đuổi không khí ra khỏi vật liệu, tránh lẫn sắt Trang II- 39
2. Chương II: Các loại máy đập nghiền ‰ Cấu tạo: Máy cấu tạo gồm đế máy (1) gắn với đĩa cố định (2). Trục chính (3) trên có ổ trục (4) gắn với trục ngang (5), 2 đầu lắp động 2 bánh xe(6). Trục chính (3) quay được nhờ động cơ truyền động qua trục ngang (7) và cặp bánh khía hình côn (8). ‰ Nguyên lý hoạt động Khi trục (3) quay đồng thời kéo trục ngang quay quanh trục (3). Khi trục (5) quay do lực ma sát làm 2 bánh xe (6) quay chung quanh trục (5) nghiền nhỏ vật liệu. Cấu tạo của ổ trục (4) có tác dụng làm cho bánh xe có thể nâng lên hay hạ xuống khi bề dày của lớp vật liệu trên đĩa thay đổi, hoặc khi gặp vật liệu rắn lẫn vào.Với cấu tạo như vậy tránh gây hư hại các chi tiết máy, bảo đảm máy làm việc an toàn. Trên mặt đĩa, có tấm lót có lỗ thủng hình ellip. Kích thước lỗ thủng tùy thuộc mức độ đập nghiền i. Hệ thống cánh gạt (9) dùng để gạt vật liệu vào đường lăn của bánh xe. Vật liệu được nghiền nhỏ sẽ chui qua lỗ thủng của tấm lót và rơi xuống đĩa (10), sau đó chúng được cánh gạt (9) gạt ra ngoài. VI.2.2. Máy nghiền bánh xe nghiền khô 4 5 3 1 1 8 2 7 10 9 Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bánh xe Trang II- 41
3. Chương II: Các loại máy đập nghiền VI.2.3. Máy nghiền bánh xe kiểu Rit den Để lợi dụng lực ly tâm tác dụng vào vật liệu nhằm nâng cao năng suất máy, người ta chế tạo loại máy nghiền bánh xe kiểu Ritden. 9 7 4 8 2 5 6 1 3 Hình 2.23 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền kiểu Rit đen ‰ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Máy có cấu tạo tương tự máy nghiền bánh xe-nghiền khô. Điều khác biệt mang tính đặc trưng là máy có số vòng quay của đĩa tăng n = 50 v/ph. Đĩa máy không có vành ghi ngoài có lỗ. Giữa đĩa (1) và thành máy (2) có khe hở (3) có thể điều chỉnh kích thước theo yêu cầu. Với số vòng quay của đĩa cao, dưới tác dụng của lực ly tâm các hạt vật liệu nhỏ sẽ văng qua khe hở (3) lọt ra ngoài, còn các hạt to bị dao gạt gạt vào tâm của đường lăn bánh xe. Năng suất của loại máy này rất cao, vật liệu có thể nghiền rất mịn, tiêu tốn năng lượng ít, có thể nghiền được đất sét có độ ẩm W = 12÷14%. Để giảm tải trọng tác động vào đĩa do bánh xe và giảm momen khởi động máy, người ta dùng phương pháp treo bánh xe (4). Qua thanh kéo (5) trục ngang (6) được treo vào xà (7) đặt lên dầm (8) qua lò xo (9). Trang II- 43
4. Chương II: Các loại máy đập nghiền VI.3. Tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản. ‰ Tính góc kẹp α Góc kẹp α là góc tạo bởi tiếp tuyến tại tiếp điểm giữa bánh xe và cục vật liệu với đường nằm ngang của đĩa. Muốn máy làm việc có hiệu quả, vật liệu không bắn ra ngoài cần phải xác định góc kẹp α. Qua phân tích thành phần lực tác dụng và vật liệu hình (H.2.25), ta thấy điều kiện để vật liệu không bị văng ra ngoài: Psinα ≤+ Pf1 Pfcos α (2.60a) PPcosPfsin1 =+α (2.60b) Thay P1 vào phương trình (a) và chia 2 vế cho Pcosα ta có: 2f tgα≤ thay f = tgϕ (2.61) 1f− 2 2tgϕ Æ tgα≤ = 2tg ϕ 1tg−ϕ2 Î Muốn máy làm việc có hiệu quả: α <ϕ2 (2.62) ‰ Xác định tỷ lệ đường kính bánh xe D và đường kính vật liệu d Từ phân tích hình vẽ, ta thấy: Dd−+ Dd D1cos+ α =αcos Æ = (2.63) 22 d1cos− α Để máy làm việc bảo đảm hơn cần tăng tỷ lệ D d= 10÷ 20% ‰ Xác định trọng lượng bánh xe I II Đối với máy nghiền khô 2 bánh xe cách đều trục chính, có trọng P2 lượng bằng nhau. Nhưng đối với máy P1 nghiền bánh xe nghiền ướt 2 bánh xe không cách đều trục chính; do đó phải chú ý đến trọng lượng từng bánh xe để cho lực ly tâm quán tính tác dụng vào 2 bánh xe bằng nhau. G r1 r2 1 G2 Nghĩa là: P1 = P2 (2.64) Hình 2.26 Xác định trọng lượng bánh xe Trang II- 45
5. Chương II: Các loại máy đập nghiền Năng suất máy nghiền bánh xe phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Vì vậy, cho đến nay chưa xác định được công thức lý thuyết để tính toán chính xác, mà chỉ dựa theo các công thức thực nghiệm: ♦ Khi nghiền đất sét ẩm, đĩa có lỗ: V60=+µ n.l.F. (ab) [m3/h] (2.68) Trong đó: µ - hệ số hữu ích, µ = 0,8÷0,9. n- số vòng quay trục chính [v/ph] l - chiều dài thỏi đất xuyên qua lỗ của đĩa sau 1 vòng quay [m] F - tiết diện của lỗ thũng [m2] a - số lỗ bánh xe trong lăn lên sau 1 vòng quay của trục chính. b - số lỗ bánh xe ngoài lăn lên sau 1 vòng quay của trục chính ♦ Khi nghiền vật liệu rắn hoặc đất sét khô nGD Q = [T/h] (2.69) 28× 103 trong đó: n - số vòng quay của trục chính (hay đĩa quay) [v/ph] D - đường kính đĩa [m] G - trọng lượng bánh xe [T] ‰ Xác định công suất máy nghiền bánh xe Công suất tiêu tốn cho máy nghiền bánh xe gồm: - Công suất tiêu tốn khắc phục ma sát cho bánh xe lăn - Công suất tiêu tốn khắc phục ma sát cho bánh xe trượt - Công suất tiêu tốn khắc phục ma sát cho cánh xe gạt - Công suất tiêu tốn khắc phục ma sát cho các chi tiết máy khác. ♦ Công suất tiêu tốn khắc phục ma sát cho bánh xe lăn Lực kéo cần thiết để bánh xe lăn PG.=µ [KG] (2.70) Trong đó: G - trọng lượng bánh xe [KG] µ - hệ số kéo, µ = 0,05- 0,1 Công suất tiêu hao để khắc phục ma sát lăn G k R.nG k.R.nµπ µ NkPV==bt = bt [ml hay CV] 1175× 30 716 Trang II- 47
6. Chương II: Các loại máy đập nghiền k G f V k G f π n.b k G f b n N= == [ml] (2.76) 2 75 75× 120 2870 ♦ Công suất tiêu tốn để khắc phục ma sát ở cánh gạt P.i.V fπ .P.i f R n P.i f R .n N ==31 1tb = 1tb [ml] (2.77) 3 75 75× 30 716 Trong đó: P- lực ép của cánh gạt xuống đĩa [KG] thường R = 100KG i - số cánh gạt V3- tốc độ chuyển động tương đối của cánh gạt [m/sec], thường được lấy bằng tốc độ lăn của bánh xe f1- hệ số ma sát giữa cánh gạt và đĩa, thường f1 = 0,2. ♦ Công suất tiêu tốn để khắc phục các ma sát khác Công suất tiêu tốn để khắc phục các ma sát khác thường tính qua hệ số tác dụng hữu ích η = 0,75÷0,8 Công suất động cơ của máy n ghiền bánh xe : N + N+ N N= 123 (2.78) dc η Trang II- 49