Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng - Chương 2: Các loại máy đập nghiền (Phần 1)
Chương II: Các loại máy đập nghiền
CHƯƠNG II
CÁC MÁY ĐẬP NGHIỀN
1
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
I. ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐẬP NGHIỀN
Trong kỹ thuật sản xuất Vật liệu xây dựng, chúng ta luôn gặp quá trình đập nghiền
nguyên vật liệu. Quá trình này chủ yếu nhằm tăng diện tích bề mặt (diện tích riêng) của vật
thể, nhằm tạo điều kiện dễ dàng thực hiện tốt các quá trình hóa lý xảy ra tiếp theo. Để xác định
được quá trình đập nghiền cần chú ý đến một số khái niệm sau:
I.1 Những khái niệm cơ sở
I.1.1. Đường kính trung bình
Vật liệu trước và sau khi đập nghiền thường có hình dáng kích thước khác nhau. Để có
thể tiến hành tính toán được cần xác định kích thước trung bình của vật thể.
Kích thước trung bình của từng cục vật liệu:
l + b + h
dTb
=
3
dTb = l.b.h
3
hoặc
(2.1)
Trong đó: l,b,h - kích thước chiều dài, chiều rộng và chiều cao tương ứng của cục vật
liệu.
Kích thước trung bình của nhóm cục (hạt) vật liệu:
dmax + dmin
dN =
2
(2.2)
(2.3)
Trong đó:
d
max - kích thước hạt to nhất
dmin - kích thước hạt bé nhất
Kích thước trung bình của hỗn hợp nhiều nhóm hạt vật liệu
dN1.a1 + dN2.a2 + .......+ dNn.an
dHH
=
a1+a2 + a3 + ...an
Trong đó:
a1,a2,...an: hàm lượng % mỗi nhóm trong hỗn hợp vật liệu
dN1,dN2,...dNn: kích thước t.bình của mỗi nhóm hạt vật liệu.
I.1.2. Mức độ đập nghiền
Mức độ đập nghiền là tỷ số kích thước trung bình của hạt, của nhóm hạt hay hỗn hợp
nhóm hạt vật liệu trước và sau khi đập nghiền.
Mức độ đập nghiền của hạt vật liệu:
Dtb
i =
dTb
(2.4a)
(2.4b)
Mức độ đập nghiền của nhóm hạt vật liệu:
DN
i =
dN
2
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
Mức độ đập nghiền của hạt vật liệu:
DHH
dHH
i=
(2.4c)
Trong đó:
D - kích thước vật liệu trước khi đập nghiền
d - kích thước vật liệu sau khi đập nghiền.
I.1.3. Độ bền và độ rắn của vật liệu
Vật liệu có nhiều loại, chúng có cấu tạo khác nhau, nên tính chất của từng loại cũng
khác nhau. Trong quá trình đập nghiền cần chú ý đến 2 tính chất quan trọng nhất là : độ bền
và độ rắn của vật liệu.
Độ bền của vật liệu.
Độ bền của vật liệu được tính bằng giới hạn bền chịu nén của vật liệu. Độ bền của vật
liệu có thể được phân loại như sau:
Bảng 2.1 Giới hạn độ bền của vật liệu
Tính chất vật liệu
Kém bền
Giới hạn bền chịu nén (kgf/cm2)
<100
Trung bình
Bền
Rất bền
100 – 500
500 – 2500
2500 – 4500
Độ rắn của vật liệu ( được biểu thị bằng 2 cách)
•
Độ rắn Mohs (cương giai): được xác định bằng cách so với các vật liệu chuẩn. Các vật
liệu chuẩn được sắp xếp theo thứ tự từ mềm đến rắn. Ký hiệu từ 1 ÷10
Bảng 2.2 Thang độ rắn Mohs của một số vật liệu
Loại
Mềm
Độ rắn
Vật liệu chuẩn
Hoạt thạch (talk)
Thạch cao
Tinh thạch vôi
Fluorin
Tính chất
Dễ vạch bằng móng tay
Vạch được bằng móng tay
Dễ vạch bằng dao
1
2
3
Trung
bình
4
5
6
7
Khó vạch bằng dao
Apatit
Không vạch được bằng dao
Rắn bằng thủy tinh thường
Vạch được thủy tinh thường
Vạch được thủy tinh thường
Cắt được thủy tinh
Tràng thạch
Thạch anh
Topazơ
Rắn
8
9
Corindon
10
Kim cương
Cắt được thủy tinh
3
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
•
Độ rắn Protodipkonov: cũng được phân thành 10 bậc, mỗi bậc được đặc trưng bằng hệ
số A. Hệ số A được tính bằng % giới hạn bền chịu nén của vật liệu [kG/cm2]
Ví dụ: Vật liệu có σn = 2000 KG/ cm2
Độ rắn Protodipkonov A = 20
I.1.4 Hệ số khả năng đập nghiền.
Phân loại vật liệu theo độ bền và độ rắn như trên cho phép xác định được lực đập
nghiền cần thiết, nhưng như thế cũng chưa đủ để đánh giá khả năng đập nghiền của các vật
liệu.
Như ta đã biết: có thể có 2 loại vật liệu có cùng độ bền cũng như độ rắn bằng nhau,
nhưng loại nào dòn hơn rõ ràng dễ đập nghiền hơn (cùng một lực đập). Do đó để đánh giá khả
năng đập nghiền của từng loại vật liệu, người ta dùng hệ số khả năng đập nghiền.
•
Hệ số khả năng đập nghiền : “là tỷ số giữa năng lượng tiêu tốn riêng khi đập nghiền vật
liệu chuẩn so với loại vật liệu thường khác có cùng một mức độ và trạng thái đập nghiền.”
Nếu gọi hệ số khả năng đập nghiền của vật liệu chuẩn bằng 1 (vật liệu chuẩn thường
chọn clinker lò quay trung bình), thì hệ số khả năng đập nghiền của một số loại vật liệu như
sau:
Bảng 2.3. Hệ số khả năng đập nghiền của một số vật liệu
Tên vật liệu
Đá vân mẫu
đá vôi rắn
Hệ số khả năng đập nghiền
0,75
0,8-0,9
0,8-0,9
1
1,3-1,4
1,64
Tràng thạch
Clinker lò quay
Clinker lò đứng
Vôi sống
Mỗi loại vật liệu được đặt trưng một hệ số khả năng đập nghiền nhất định (tham khảo
tài liệu).
Î Biết năng suất của máy nghiền khi nghiền vật liệu A, có thể xác định được năng suất
của máy nghiền đó khi nghiền vật liệu B, nếu biết hệ số khả năng đập nghiền của 2 loại vật
liệu đó.
Ví dụ: năng suất của máy nghiền bi khi nghiền clinker lò quay là 15T/h. Xác định năng
suất của máy nghiền đó khi nghiền vôi sống.
4
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
Tra bảng biết được hệ số khả năng đập nghiền của clinker lò quay = 1 và của vôi sống
= 1,64. Vậy năng suất của máy nghiền đó khi nghiền vôi sống là:
Q = 15×1,64 1,0 = 24,6
[T/h]
I.2 Cơ sở lý thuyết về đập nghiền
Một trong những yếu tố quan trọng nhất để xác định quá trình đập nghiền là năng
lượng tiêu hao riêng cho 1 đơn vị sản phẩm. Quá trình đập nghiền là một quá trình rất phức
tạp, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ đồng nhất, độ bền, độ rắn, độ quánh, độ ẩm,
hình dáng, kích thước của vật liệu v.v...Trên cơ sở đó nhiều tác giả đã nghiên cứu về lý thuyết
đập nghiền. Sau đây là một số lý thuyết cơ bản.
I.2.1 Thuyết điện tích (của RittHinger)
Theo Ritthinger ” Công cần thiết đập nghiền vật liệu tỷ lệ với diện tích mới sinh sau khi
đập nghiền vật liệu đó”.
Chứng minh:
Giả thiết vật liệu có dạng khối vuông vắn cạnh là D (H2.1a), được đập ra thành những
khối vuông nhỏ có cạnh là d.Vậy mức độ đập nghiền :
i = D /d
(2.5)
Số mặt cắt ở mỗi chiều: (i-1)
Số mặt cắt 3 chiều của khối vuông là : 3(i-1)
Tổng diện tích mới sinh của 3 mặt cắt là :
D
F = 3D2(i-1)
[cm2]
(2.6)
Gọi A : công cần thiết để tạo ra 1 cm2 diện tích mới sinh, với
mức độ đập nghiền i và kích thước vật liệu ban đầu D, thì công đập
d
Hình 2.1a
nghiền của vật liệu như sau:
Ai = AF = 3AD2(i-1)
[KG.cm]
(2.7)
Khi mức độ độ đập nghiền rất lớn, nghĩa là
i
→∞, có thể xem
(i -1) ≈ i. Từ đó có thể rút ra :”công đập nghiền vật liệu tỷ lệ thuận với mức độ đập nghiền “.
Trong thực tế vật liệu có hình dáng bất kỳ, nên công thức có dạng tổng quát sau:
Ai = 3kAD2(i−1)
[KG.cm]
(2.8)
k: hệ số phụ thuộc vào hình dáng của vật liệu, thông thường k = 1,2÷1,7.
5
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
I.2.2 Thuyết thể tích ( của Kirpisev)
Theo Kirpiser ” công cần thiết để đập nghiền vật liệu tỷ lệ với thể tích hay trọng lượng
của vật liệu bị biến dạng khi đập nghiền “.
Cơ sở của thuyết này dựa vào thuyết biến dạng của vật liệu khi chịu kéo hay chịu nén
đến giới hạn đàn hồi hay phá hủy. Khi chịu kéo hay chịu nén đến giới hạn đàn hồi hoặc phá
hủy, vật liệu sẽ tuân theo định luật Hook (H.2.1)
PL
EF
∆L =
(2.9)
Trong đó:
∆L- biến dạng dài tuyệt đối
[cm]
[KG]
P - lực kéo hoặc nén
F- tiết diện chịu kéo hoặc nén [cm2]
E- mođun đàn hồi của vật liệu [Kg/cm2]
L- chiều cao ban đầu của mẫu [cm]
Lực
Công làm biến dạng một cục vật liệu:
P
(p + p + dp)dλ
dp
dλ ∆L
P
dA =
≈ pdλ
=
2
∆p
∆L
P
dA
dλ =
dp
Î
p
∆L
∆L
P
∆L
P∆L
2
Biến dạng
A1 = dA = pdλ =
pdp =
∫
∫
∫
P
0
∆L
0
0
λ
P.L
EF
∆λ
∆L =
Thay
vào công thức A1
Hình 2.1b Quan hệ lực và biến dạng
P2∆L
A1 =
2
Ta có:
(2.10)
Ứng suất đàn hồi của vật liệu:
P
F
σ =
[KG/cm2]
P = σF
Lσ2F2 σ2V
A1 =
=
2EF
2E
[KG/cm ]
(2.11)
Khi đập các hạt vật liệu có kích thước khác nhau, công đập nghiền vật liệu:
σ2
2E
σ2
2E
n
A =
A =
V + V + ...V
=
V
i
(
)
∑
∑
i
1
2
n
n
i=1
[KG.cm]
(2.12)
6
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
I.2.3. Thuyết tổ hợp ( Rebinder)
Theo Rebinder “ công đập nghiền vật liệu gồm 2 thành phần :
- Công tạo nên diện tích mới sinh
- Công làm biến dạng vật liệu
Tùy theo quá trình đập nghiền cụ thể mà thành phần nào sẽ là chủ yếu
Như vậy:
σ2V
2E
N
A = A1 + A2 = 3kAD2(i−1)
+
ꢀꢁꢁ ꢁꢁꢂ
Cong tao dien tich moi sinh
Cong lam bien dang
[KG.cm] (2.13)
(2.14)
Có thể viết lại dưới dạng:
A = δ.∆S + k∆V
Trong đó:
δ: năng lượng bề mặt riêng của vật liệu (cho một đơn vị
∆S: Biến đổi bề mặt riêng của vật liệu (diện tích mới sinh)
K: Công đàn hồi và biến dạng dẻo riêng của vật liệu
∆V: thể tích của vật liệu bị biến dạng
Do vậy:
- Khi đập nghiền thật nhỏ, công tạo ra diện tích mới sinh rất lớn so với công làm biến
dạng vật liệu.
- Khi đập thô thì trái lại, công làm biến dạng vật liệu rất lớn so với công tạo ra diện tích
mới sinh.
Như vậy, thuyết diện tích và thuyết thể tích chỉ là những trường hợp đặc biệt của thuyết
tổ hợp.
I.3. Các phương pháp tác dụng lực khi đập nghiền.
Những phương pháp tác dụng lực cơ bản:
Đập
Ép
mài
bổ
uốn
Hình 2.2 Các phương pháp tác dụng lực cơ bản
7
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
Để tăng hiệu quả đập nghiền, đại đa số các máy đập nghiền được cấu tạo bởi hai hoặc
nhiều phương pháp tác dụng lực đồng thời, rất ít khi được cấu tạo với một phương pháp tác
dụng lực riêng lẻ.
Việc chọn phương pháp tác dụng lực trong chế tạo máy đập nghiền phụ thuộc vào các
yếu tố :
•
•
•
Tính chất cơ lý của vật liệu
Kích thước ban đầu của vật liệu
Mức độ đập nghiền i của vật liệu
Vật liệu có độ cứng lớn (hoa cương, vân mẫu) chọn phương pháp tác dụng lực: ép +
đập
Vật liệu dòn chọn phương pháp tác dụng lực: Bổ + đập
Vật liệu dẻo chọn phương pháp tác dụng lực: ép + mài
I.4. Phân loại các máy đập nghiền
Được phân thành 2 nhóm chính: nhóm máy đập và máy nghiền
I.4.1. Máy đập
Các máy đập dùng để đập sơ bộ vật liệu. Kích thước vật liệu vào và ra khỏi máy còn
thô. Mức độ đập nghiền i = 2÷20
Theo kích thước vật liệu được phân thành các loại:
Bảng 2.4a Mức độ đập vật liệu
Mức đập nghiền
Đập thô
Đập trung bình
Đập nhỏ
Đường kính ra Dra(mm)
250 –25
25-5
5-1
Đập rất nhỏ
1-0,5
Theo kết cấu và nguyên tắc làm việc được phân thành các loại:
Máy đập hàm - Máy đập nón - Máy đập trục
Máy đập búa- Máy nghiền bánh xe
I.4.2. Các máy nghiền.
Các máy nghiền dùng để nghiền vật liệu đã được đập sơ bộ, theo kích thước vật liệu
được phân thành các loại:
8
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
Bảng 2.4b Mức độ đập nghiền vật liệu
Mức độ nghiền
Nghiền thô
Dra (mm)
0,5 ÷ 0,1
Nghiền mịn
Nghiền rất mịn
0,1 ÷ 0,01
0,01 ÷ 0,0001
Mức độ đập nghiền i = 100÷1000
Theo kết cấu và nguyên tắc làm việc được phân thành các loại:
Máy nghiền bi - máy nghiền bi chấn động
Máy nghiền búa- Máy nghiền khí nén.
II. MÁY ĐẬP HÀM
II.1. Đại cương và phân loại
Trong công nghiệp vật liệu xây dựng máy đập hàm dùng để đập thô và đập trung bình
các loại vật liệu rắn.
Kích thước vật liệu vào máy: 200 - 1500mm và
“
ra khỏi máy: 5- 250 mm
Phương pháp tác dụng lực là ép dập giữa 2 má máy.
Nếu má chuyển động song phẳng có thêm lực mài, nếu má có dạng làn sóng có thêm
lực uốn. Nhưng nói chung lực uốn và mài rất nhỏ.
Máy đập hàm có nhiều kiểu khác nhau, cơ bản thường được phân loại theo tính chất
chuyển động của má động.
Máy có má chuyển động đơn giản (tịnh tiến)
Ưu:
Lực đập rất lớn
Dùng đập những vật liệu có kích thước rất lớn
Máy làm việc an toàn
Trục lệch tâm ít bị hư hại
Khuyết:
Máy có cấu tạo phức tạp
Hiệu quả đập nghiền thấp ( khả năng kéo vật liệu vào kém)
Máy có má chuyển động phức tạp
Ưu:
Hiệu quả đập nghiền tốt ( khả năng kéo vật liệu vào tốt)
Máy có cấu tạo đơn giản
Năng suất cao
Khuyết:
Lực đập bị giới hạn
Tấm lót mau bị mài mòn
Dễ hỏng trục lệch tâm khi quá tải.
9
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
II.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy đập hàm
13
3
5
6
9
2
8
7
10
12
11
Hình 2.3a Sơ đồ nguyên lý máy đập má đơn giản
Hình 2.3b Sơ đồ cấu tạo máy đập hàm đơn giản
II.2.1. Máy đập hàm chuyển động đơn giản
Sơ đồ cấu tạo
10
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
Máy gồm giá máy (1) có gắn má tĩnh (2). Trục (3) treo má chuyển động (4), trên má
động và má tỉnh có lót tấm lót bằng thép Mn.5. Trục lệch tâm (6) mang biên (7). Phía sau giá
máy có bộ chiêm (8) và vít điều chỉnh (9) để điều chỉnh góc kẹp giữa 2 má máy.
Nguyên lý hoạt động
Biên (7) liên hệ với má động (4) và bộ chiêm (8) qua tấm chống (10). Trục căng (11)
và lò xo (12) giữ cho má động luôn ở vị trí xác định, đồng thời có tác dụng làm giảm chấn
động máy.
Khi máy làm việc trục lệch tâm (6) quay kéo theo biên (7) chuyển động lên xuống. Khi
biên (7) chuyển động lên sẽ đẩy tấm chống (10) tác động vào má chuyển động (4), má động
(4) nhờ xoay quanh trục (3) ép vào má tỉnh (2) làm cho vật liệu bị ép vở nhỏ ra.
Khi biên (7) chuyển động xuống, tấm chống (10) thôi tác dụng vào má động (4), nhờ
lò xo (12) qua trục căng (11) kéo má động trở lại vị trí ban đầu. Như thế vật liệu đã được ép
đập rơi xuống qua khe hở giữa 2 má máy. Khe hở được điều chỉnh bằng vít (9) và bộ chêm (8).
Trong quá trình làm việc vật liệu bị ép theo chu kỳ (½ vòng quay của trục lệch tâm).
Vì vậy có sự quá tải tức thời. Sự quá tải tức thời của động cơ sẽ được triệt tiêu trước bằng vô
lăng vượt tải (13). Vô lăng sẽ thu năng lượng khi máy chuyển động không tải và trả lại năng
lượng đó khi máy chuyển động có tải, nhờ đó máy luôn làm việc được điều hòa.
The two available sizes, EC-J-2236 and EC-J-3242, provide mid-range productivity for
contractors and producers.Their modern toggle seat arrangement employs a counter beveled
wedge system in lieu of manually installed shims.This reduces adjustment time and allows for
greater maintenance ease.
11
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
SPECIFICATIONS
22x36 (550x900)
Model
Weight
HP
32x42 (800x1100)
43,000
17,000
100
150-200
RPM
260
260
Jaw Setting Rang
Closed Setting (mm)
1-1/2" (40)
1-1/2" to 5"
2" to 5"
Capacities TPH(tonnes)
45-60 (41-54)
55-72 (50-65)
60-85 (54-77)
85-120 (77-108)
105-135 (95-122)
110-155 (99-140)
135-210 (122-189)
*24044(220mm)
*23238(180mm)
48"
2"¡¡(50)
2-1/2" (65)
3"¡¡(75)
3-1/2"¡¡(90)
4"¡¡(100)
65-135 (59-122)
110-175 (99-158)
130-200 (117-180)
148-230 (133-207)
170-250 (153-225)
195-300(176-270)
*23156(280mm)
*24152(240mm)
68"
5"¡¡(125)
Pitman Bearing
Frame Bearing
Movable Jaw Die Length
Fixed Jaw Die Length
47"
67"
GATOR currently offers eight sizes of PE Series jaw crusher ranging from the compact
1016 model to the large and extremely heavy duty 3648 unit. These models are manufactured
with welded frames and cast or welded pitman
SPECIFICATIONS (kích thước inch)
Model
Feed Opening
Weight
Discharge
Setting
Production
TPH
HP Bearing Size RPM
PE1016
PE1624
PE1842
PE2030
PE2436
PE3042
PE3242
PE3648
10"x16"
16"x24"
18"x42"
20"x30"
24"x36"
30"x42"
32"x42"
36"x48"
5900
14300
25000
22600
32000
60500
67500
110000
3/4" to 2-1/2"
5 to 30
25
50
22328
22236
22344
22248
22340
23176
23176
22344
300
275
275
275
250
250
250
200
1-1/2" to 4"
2-1/2" to 6"
2" to 4"
20 to 80
60 to 150
50 to 120
70 to 170
100 to 250
150 to 300
280 to 450
75
75
3" to 5"
100
150
150
200
3" to 6"
4" to 8"
4" to 8"
12
Trang II-
12 trang
35860
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng - Chương 2: Các loại máy đập nghiền (Phần 1)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_may_va_thiet_bi_san_xuat_vat_lieu_xay_dung_chuong.pdf
