Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng - Chương 2: Các loại máy đập nghiền (Phần 4)
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...
39
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
VI.2. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền bánh xe
VI.2.1. Máy nghiền bánh xe nghiền ướt
Đặc trưng: máy làm việc liên tục, đĩa ố định, truyền động dưới, dùng để nghiền đất sét
có độ ẩm W = 15-16%
6
9
5
4
2
1
1
7
11
3
8
Hình 2.21a Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bánh xe, nghiền ướt
Hình 2.21b Máy nghiền bánh xe, nghiền ướt
40
Trang II-
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
2
7
10
9
Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bánh xe
41
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
Hình 2.22b. Máy nghiền bánh xe, nghiền khô
Đặc trưng của máy là làm việc liên tục, bánh xe, đĩa quay, truyền động trên: dùng để
nghiền đất sét bán khô, sa mốt, tràng thạch, cát...
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Máy cấu tạo gồm 2 bánh xe (1) lắp động vào trục ngang (2), trục ngang (2) lắp trượt
vào trục chính (3). Trục chính quay được nhờ động cơ truyền động qua trục ngang (4) và và
cặp bánh khía hình côn (5). Trục chính (3) quay kéo theo đĩa (6) quay. Trên đĩa (6) có tấm lót
không có lỗ, nhưng vành ngoài đĩa có đặt vành ghi (7). Khi đĩa (6) quay, do lực ma sát làm
cho 2 bánh xe (1) quay quanh trục ngang (2) nghiền nhỏ vật liệu.
Để bảo đảm an toàn máy trục ngang (2) được lắp trượt vào trục chính (3) và ổ định
hướng (8). Khi gặp vật liệu rắn rơi vào hoặc khi bề dày lớp vật liệu thay đổi bánh xe (1) có thể
nâng lên hay hạ xuống, bảo đảm máy làm việc an toàn.
Trong máy còn lắp hệ thống cánh gạt, gạt vật liệu vào đường lăn của bánh xe và gạt
vật liệu đã được nghiền nhỏ ra vòng ghi (7) ; ở đó hạt to lại được gạt trở vào đường lăn của
bánh xe. Hạt nhỏ đạt kích thước sẽ rơi xuống đĩa (9), được gạt ra ngoài bởi dao gạt (10)
Kiểu máy nghiền khô này tốc độ quay của trục chính n = 20-30 v/ph. Nếu tốc độ lớn
hơn, hiệu quả nghiền sẽ kém, vì do lực ly tâm sẽ làm văng vật liệu ra thành máy.
42
Trang II-
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
5
2
6
3
1
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).
43
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
VI.2.4. Máy nghiền có lực ép lò xo đặt vào bánh xe
Để tăng hiệu quả nghiền của bánh xe, cần tăng trọng lượng của bánh xe. Nhưng nếu
tăng trọng lượng của bánh xe thì cấu tạo máy sẽ phức tạp, tiêu hao năng lượng lớn.Từ đó
người ta chế tạo máy nghiền bánh xe có lực ép lò xo đặt vào bánh xe thay cho sự tăng trọng
lượng bánh xe.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Máy có cấu tạo giống máy nghiền bánh xe nghiền ướt, chỉ khác là có lực ép của lò xo
đặt vào bánh xe.
Máy cấu tạo gồm trục cố định (1), có lắp ổ tự do (2), đồng thời lắp vào trục ngang (3)
của bánh xe(4). Trên ổ tự do (2) gắn liền với díp (5) tựa trên lò xo (6). Bánh xe (4) tựa trên
trục cố định (1) và vít điều chỉnh (7). Nhờ vậy áp lực của bánh xe tác dụng lên đĩa có thể điều
chỉnh tùy theo yêu cầu qua díp (5) và lò xo (6).
5
6
4
2
7
3
1
Hình 2.24 Sơ đồ nguyên lý máy nghiền có lực ép lò xo đặt vào bánh xe
44
Trang II-
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 ≤ P f + Pf cosα
(2.60a)
(2.60b)
1
P = Pcos + Pfsinα
1
Thay P1 vào phương trình (a) và chia 2 vế cho Pcosα ta có:
2f
tgα ≤
tgα ≤
thay f = tgϕ
= 2tgϕ
(2.61)
(2.62)
1 − f2
2tgϕ
Æ
Î
1 − tg2ϕ
Muốn máy làm việc có hiệu quả: α < 2ϕ
Xác định tỷ lệ đường kính bánh xe D và đường kính vật liệu d
Từ phân tích hình vẽ, ta thấy:
D − d D + d
D
d
1 + cosα
1 − cosα
=
cosα Æ
=
(2.63)
2
2
Để máy làm việc bảo đảm hơn cần tăng tỷ lệ D d = 10 ÷ 20%
Xác định trọng lượng bánh xe
II
I
Đối với máy nghiền khô 2
bánh xe cách đều trục chính, có trọng
lượng bằng nhau. Nhưng đối với máy
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.
Nghĩa là:
P2
P1
r2
r1
G1
G2
P1 = P2
(2.64)
Hình 2.26 Xác định trọng lượng bánh xe
45
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
Trong đó:
P1, P2 - lực ly tâm quán tính của bánh xe I và bánh xe II
m1V2
m2V22
1
P =
và
P2 =
(2.65a)
(2.65b)
1
r
r2
1
G1V2
G2V22
gr2
1
Hay
P =
và
P2 =
1
gr
1
Trong đó:
r1,r2 - khoảng cách từ tâm trục chính đến tâm bánh xe I và II
m1,m2 - khối lượng bánh xe I và II
πrn
30
πr2n
30
1
V1,V2, Vận tốc góc của hai bánh xe V =
và V2 =
1
Điều kiện cân bằng là: P = P2
Æ
G1r1 = G2r2 hay m1r1 = m2r2
1
Thông thường người ta lấy: r2=(1,45 - 1,6) r từ đó sẽ chọn được khối lượng tương
1
ứng của các bánh xe.
Xác định số vòng quay của đĩa (kiểu đĩa quay)
Khi đĩa quay vật liệu chịu tác dụng lực ly tâm quán tính sẽ có thể văng ra ngoài, như vậy
hiệu quả nghiền sẽ kém đi. Do đó, sốvòng quay phải được tính toán thích hợp để giảm lực ly
tâm quán tính, nâng cao hiệu quả đập nghiền.
Qua phân tích lực ta thấy điều kiện để vật liệu không bị văng ra khỏi đĩa:
Plitâm
Fm
G
mV2
r
Fms ≥ P
hay
mgf ≥
Æ V ≤ f.g.r
(2.66)
(2.67)
lt
π.r.n
30
Với
V =
Î n ≤ 30 f r
[v/ph]
Trong đó:
r- bán kính của vòng lăn bánh xe trên đĩa [m]
V- vận tốc dài của cục vật liệu trên vòng lăn của bánh xe [m /sec]
f- hệ số ma sát giữa đĩa và vật liệu
m- khối lượng của vật liệu [Kg]
g- gia tốc trọng trường [m/sec2]
Để máy làm việc được bảo đảm ntt (số vòng quay thức tế ) nên giảm 10%
Xác định năng suất máy nghiền bánh xe
46
Trang II-
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:
V = 60 n.l.F. (a + b)µ
[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
28×103
Q =
[T/h]
(2.69)
trong đó:
n - số vòng quay của trục chính (hay đĩa quay)
D - đường kính đĩa [m]
[v/ph]
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
P = G.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.µ.k.π.Rbt.n G.µ.k.Rbt.n
N1 = kPV =
=
[ml hay CV]
1
75× 30
716
47
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
G.µ.k.Rbt.n
N1 =
(2.71)
716
Trong đó:
V- vận tốc lăn trung bình của bánh xe
[m/sec]
k - số lượng bánh xe
Rtb: bán kính lăn trung bình của bánh xe [m]
n - số vòng quay của trục chính
[v/ph]
♦ Công suất tiêu tốn để khắc phục ma sát trượt
k.G.f.V2
N2 =
(2.72)
75
Trong đó:
G - trọng lượng bánh xe [KG]
f - hệ số ma sát giưa bánh xe và vật liệu.
+ Vật liệu rắn, khô f = 0,3
+ Vật liệu ẩm, dẻo f = 0,45
V2 - vận tốc trượt trung bình [m/sec]
Xác định V2, theo hình vẽ ta có vận tốc từng điểm
πRa.n
Va =
πRb.n
30
(2.73a) Vb =
30
(2.73b)
b
πRc.n
30
c
a
Vc =
(2.73c)
b
Tại điểm C của bánh xe không bị trượt. Các điểm
ở nửa phía ngoài bánh xe trượt về phía trước. Các điểm
ở nữa phía trong bánh xe trượt về phía sau.
πbn/60
πbn/60
Tb
max
V
= Va − Vc = Vc − Vb
πnb
=
Tb
max
Î
V
(2.74)
(2.75)
60
Như vậy, tốc độ trượt trung bình về phía trước hoặc phía sau
Tb
max
0 + V
π.n.b
120
Tb
max
V
=
=
2
♦ Công suất tiêu tốn khắc phục ma sát cho bánh xe trượt:
48
Trang II-
Chương II: Các loại máy đập nghiền
k G f V k G f π n.b k G f b n
N2=
=
=
[ml]
[ml]
(2.76)
(2.77)
75
75×120
2870
♦ Công suất tiêu tốn để khắc phục ma sát ở cánh gạt
P.i.V3 f1 π.P.i f1Rtbn P.i f1Rtb.n
N3 =
=
=
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 :
N1 + N2+ N3
Ndc=
(2.78)
η
49
Trang II-
11 trang
19260
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 4)", 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
