Bài giảng Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng

MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU VÀ CẤU KIỆN XÂY DỰNG NỘI DUNG Máy đập má Máy nghiền côn Maý nghiền buá Maý nghiền trục 1. Máy đập má. 2.1. Giới thiệu và phân loại: + Dựa theo phương pháp treo má: Má cố định treo trên (a,b,c). Má cố định tì dưới (d). 1. Máy đập má. + Dựa theo kết cấu bộ phận truyền chuyển động. Cơ cấu đoàn bẩy bản lề (a,b). Cơ cấu cam (c). + Dựa vào đặc trưng của má di động. Má chuyển động đơn giản. Má chuyển động phức tạp. 1. Máy đập má. 1. Máy đập má. 1. Máy đập má. 1. Máy đập má. 1. Máy đập má. 2.2. Sơ đồ động học. + Má chuyển động đơn giản. Má nghiền treo trên trục cố định. Tay biên lắp vào cổ trục lệch tâm. Cuối tay biên liên kết với hai thanh chống trong đó một thanh tì vào má di động, một thanh tì vào cơ cấu chuyển động. Ưu nhược điểm: Pntrên > Pndưới xhttrên Khắc phục: nâng cao trục treo và nhô ra ngoài. 1. Máy đập má. Má chuyển động đơn giản 1. Máy đập má. + Má chuyển động phức tạp. Má nghiền di động treo trực tiếp vào đoạn lệch tâm của trục chính. Má di động tựa vào thanh chống phía dưới. Qũi đạo chuyển động: những đường cong khép kín. Hành trình đứng của má tăng dần về phía cửa xả. + Ưu nhược điểm: Sự trượt khốc liệt giữa má và đá => tăng lượng bột nhưng má chóng mòn. Cấu tạo đơn giản, kích thước gọn, khối lượng nhỏ. 1. Máy đập má. Má chuyển động phức tạp. 1. Máy đập má. Má chuyển động phức tạp. 1. Máy đập má. a. Máy đập má với chuyển động má đơn giản. - Thân máy: thân trước, sau, 2 thanh bên đúc liền khối hoặc ghép nối bằng bu lông từ 2,3 …. - Trục lệch tâm: được lắp vào hai thành bên của thân. - Tay biên lắp vào đoạn lệch tâm của trục lệch tâm. - Thanh chống trước và chống sau gắn vào đầu dưới tay biên. - Tại hai đầu trục lệch tâm đặt hai khối bánh đà và được gắn bằng khớp nối ma sát. * Cấu tạo và nguyên lý làm việc: 1. Máy đập má. * Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Má di động được đúc dạng hộp và được treo vào trục trên; phía dưới má tì ghép vào thanh chống trước; thanh chống sau tì vào cơ cấu điều chỉnh. Tại đầu các thanh chốâng có cơ cấu ghì (thanh kéo và lò xo) để duy trì sự tiếp xúc của các mặt tì. + NL: Động cơ qua bộ truyền đai làm quay bánh đà -> quay trục lệch tâm -> qua thanh truyền làm má di động lắc quanh trục treo trên. Momen khởi động lớn => khởi động theo bậc 1. Máy đập má. Thân máy kết cấu hàn: thân trước (hộp kín), thân sau (hộp hở chứa cơ cấu điều chỉnh); hai thanh bên để hàn. Má di động đúc: phía tên lắp trên đoạn trục lệch tâm phía dưới có rãnh đặt trên thanh chống. Cơ cấu điều chỉnh và cơ cấu ghì (thanh kéo + lò xo) giữ đảm bảo má di động luôn tiếp xúc với thanh chống. Trên bề mặt má di động và cố định có các tấm lót được giữ bằng bu lông, khi mòn có thể thay thế. b. Máy đập má với chuyển động má phức tạp. 1. Máy đập má. Bơm đưa dầu vào xi lanh chính, phụ và bình tích năng. Pit tông bom đi xuống, dầu vào xi lanh phụ ngắt -> không khí trong bộ tích năng bị ép đến áp lực tương lựcn đập vật liệu. Pit tông bơm đi lên -> dầu đi ra khỏi xi lanh chính tiếp tục -> dầu đi ra khỏi xi lanh phụ. 1-Cơ cấu tay quay con trượt 2-Pistong bơm chính 3-Xilanh 4-Pistong 5-Má di động 1. Máy đập má. SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG PHỤ Ở MÁY ĐẬP MÁ 1-Động cơ phụ 2-Hộp giảm tốc 3-Khớp nối 4-Động cơ chính 1. Máy đập má. -Ở các các nghiền lớn moment khởi động máy lớn do lực quán tính -Công suất làm việc chỉ chiếm 40-50%Ndc. Tuy nhiênkhi đá có trong buồng nghiền động cơ cũng khó khởi động=>dùng động cơ phụ. -Đóng động cơ phụ, các cơ cấu từ từ chuyển động=>đóng động cơ chính. Ndcchính>ngt=>dẫn động bổ xung, tự động tách khỏi hệ truyền 1. Máy đập má. 1-XÁC ĐỊNH GÓC ÔM 1. Máy đập má. 1-XÁC ĐỊNH GÓC ÔM 1-XÁC ĐỊNH GÓC ÔM(tt) 1. Máy đập má. 2-XÁC ĐỊNH VẬN TỐC GÓC 1. Máy đập má. 2-XÁC ĐỊNH VẬN TỐC GÓC(tt) 1. Máy đập má. 3-XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT 1. Máy đập má. 3-XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT(tt) 1. Máy đập má. The movie 2. MÁY NGHIỀN CÔN 2. MÁY NGHIỀN CÔN 2. MÁY NGHIỀN CÔN 4. Máy nghiền trục -Nghiền trung bình và nhỏ -Đá vôi, đá hoa cương, đát đaá chiụ lửa -Mức nghiền i=1-10 4. Máy nghiền trục 4. Máy nghiền trục 4.Maý nghiền trục -Điều kiện nghiền α ≤ µ β ≤ 2µ Máy nghiền con lăn 3. Máy nghiền rotor và nghiền buá Công dụng : -Nghiền vật liệu giòn,ít sắc cạnh và độ bền trung bình: đá vôi, thạch cao, than đá, sét khô. 3. Máy nghiền rotor và nghiền buá MÁY NGHIỀN BI I. KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI: 1. Khái niệm chung. 2. Phân loại. 3. Đối tượng nghiền. 1. KHÁI NIỆM: Máy nghiền bi (Ball mill) là loại máy dùng để nghiền mịn và cực mịn các loại vật liệu như clinke, thuỷ tinh, gốm, sứ, phân lân, quặng, than đá…Trong các máy nghiền bi, bộ phận làm việc chủ yếu là một cái thùng rỗng đặt nằm ngang tì lên hai ổ đỡ, bên trong cĩ chứa vật liệu để nghiền. Khi thùng quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, các vật nghiền ép sát vào mặt trong của vỏ thùng, được nâng lên đến độ cao nào đĩ. Ở độ cao này, dưới tác dụng của trọng lực, các vật nghiền rời khỏi mặt thùng và rơi tự do xuống thực hiện sự va đập và chà xát vật liệu. PHÂN LOẠI MÁY NGHIỀN BI Tất cả các loại máy nghiền bi cĩ thể phân loại như sau: Theo tính chất cơng việc: Làm việc theo chu kỳ. Làm việc liên tục. Theo khả năng nghiền: nghiền ướt, nghiền khơ. Theo kết cấu và hình dạng thùng: Loại thùng trụ một ngăn, cĩ L/D ≤2. Máy nghiền bi kiểu thùng trụ 1 ngăn truyền động bên Loại thùng trụ 2 ngăn: Máy nghiền bi kiểu thùng trụ 2 ngăn truyền động bên Thùng trụ nhiều ngăn, cĩ L/D = 3÷6 Máy nghiền bi kiểu thùng trụ nhiều ngăn Thùng cơn Máy nghiền bi kiểu thùng cơn truyền động bên PHÂN LOẠI: d. Theo khả năng nạp và tháo liệu: Loại nạp và tháo liệu qua một cửa. Loại với cửa nạp liệu bên hơng. Loại nạp và tháo liệu theo đường trục. e. Theo kết cấu trạm dẫn động: Dẫn động bên cạnh thùng ( qua vành răng ). Dẫn động ở tâm Máy nghiền bi kiểu thùng trụ 2 ngăn truyền động chính tâm PHÂN LOẠI: Sơ đồ làm việc theo chu trình kín của máy nghiền bi Mơ tả hoạt động như sau: vật liệu sau khi được nghiền ở máy nghiền bi sẽ đi qua băng tải dẫn đến cửa vào liệu của máy phân ly quá trình phân ly diễn ra, vật liệu sau khi phân ly sẽ chia ra hai phần. Phần thứ nhất đi lên trên qua các cyclo xung quanh tạo ra sản phẩm tinh cuối cùng, một phần đi ra ngồi đi xuống trở lại động cơ tạo khí ở phía dưới để tiếp tục quá trình phân ly lại. Phần thứ hai sẽ bị rớt xuống cửa xả đây là vật liệu thơ nên sẽ được dẫn trở lại máy nghiền bi. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN Đối tượng nghiền ở đây là hỗn hợp của Clinker, Thạch cao (Gypsum) và phụ gia là đá Puzzolana (cĩ thể sử dụng các loại phụ gia khác như xỉ lị cao) sau khi nghiền hỗn hợp trên bởi máy nghiền và qua máy phân ly ta được sản phẩm cuối cùng gọi là ximăng (Cement). MỘT SỐ LOẠI XIMĂNG: * Ximăng Portland – Puzzolana (PCpu) * Ximăng Portland – Xỉ lị cao. * Ximăng Portland bền Sunphat. * Ximăng Portland toả nhiệt ít (PCLH). * Ximăng Portland mac cao. * Ximăng Portland đĩng rắn nhanh. * Ximăng Portland giãn nở. * Ximăng trắng và ximăng màu. * Ximăng Portland dành cho xeo tấm lợp uốn sĩng amiăng – ximăng. * Ximăng Portland cho bêtơng mặt đường bộ và sân bay. * Ximăng Alunin (CA) * Ximăng chống phĩng xạ. * Ximăng giếng khoan dầu khí. * Ximăng Sunphua Belit nhơm. * Ximăng chịu axit. * Ximăng Manhê và ximăng Dolomi. * Ximăng Romas. * Ximăng chịu lửa siêu cao. Phương án máy nghiền đứng con lăn (Rollers mill). 1. Đầu vào 2. Đầu ra 3. Vành trượt 4. HGT chính 5. Động cơ chính. Phương án máy nghiền bi truyền động bên. Hình12: Phương án dùng máy nghiền bi UMS truyền động chính tâm. LÝ THUYẾT NGHIỀN VẬN TỐC QUAY TỚI HẠN VÀ VẬN TỐC LÀM VIỆC CĨ ÍCH CỦA MÁY NGHIỀN: - Vận tốc làm việc của máy nghiền cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả nghiền Sơ đồ chuyển động của bi trong máy nghiền Với vận tốc nhỏ, vật liệu được nghiền chủ yếu nhờ ép vỡ và rung Vật liệu được nghiền do va đập và mài, cách này hiệu quả nhất Vận tốc tăng, vật liệu quay cùng với thùng và hầu như khơng được nghiền Phân tích những quá trình làm việc trên, ta thấy chế độ làm việc tốt nhất là vận tốc mà lúc đầu vật nghiền đi theo quỹ đạo trịn, sau đĩ sẽ chuyển sang dạng quỹ đạo parabol ở giai đoạn cuối. Vận tốc mà ở đĩ bi nghiền bắt đầu đi theo quỹ đạo trịn là vận tốc tới hạn Để xác định vận tốc tới hạn ta xem xét một viên bi cĩ đường kính rất nhỏ quay với thùng. Khi thùng quay viên bi chịu tác dụng của trọng lực G và lực ly tâm P: Lực ly tâm Trong đĩ: m – khối lượng bi nghiền, (Kg) G – trọng lượng bi nghiền, (N) v – vận tốc vịng của thùng nghiền, (m/s) R – khoảng cách từ tâm bi nghiền đến tâm thùng, (m) Trọng lượng G của bi nghiền cũng được phân tích thành hai thành phần: T = G.sinα;  Q = G.cosα. Sơ đồ xác định vận tốc quay của thùng nghiền A – điểm bắt đầu từ đĩ vật liệu sẽ đi theo quỹ đạo parabol. α – gĩc rời của vật nghiền: là gĩc tạo bởi đường kính trống theo phương đứng với đường bán kính từ tâm trống tới điểm rời A. Vận tốc tới hạn được xác định bởi điều kiện khi Q đạt giá trị lớn nhất (khi = 0) cũng khơng vượt lực quán tính ly tâm Plt cĩ nghĩa là Vận tốc vịng được tính: v = 2.R.n [m/s] giá trị vận tốc tới hạn của thùng nghiền là vận tốc tới hạn của máy nghiền bi là Để bi nghiền chuyển sang quỹ đạo parabol ta cĩ điều kiện Đây là phương trình cơ bản của máy nghiền. Như vậy vận tốc làm việc cĩ ích của máy nghiền là vận tốc làm việc cĩ thể xác định theo vận tốc tới hạn Vận tốc làm việc cĩ ích nhất là vận tốc cho chiều cao rơi của vật liệu là lớn nhất, vì khi đĩ năng lượng va đập sẽ tạo ra lớn nhất. vận tốc quay cĩ ích nhất đối với bán kính R xác định sẽ đạt được khi gĩc rời là hợp lý nhất mà khơng phụ thuộc vào trọng lượng G của bi nghiền. 2. Quỹ đạo chuyển động của bi trong thùng và biên dạng của các lớp nghiền Chuyển động của một viên bi trong mặt cắt thùng nghiền Viên bi chạm vào thùng quay ở điểm B. Điểm B gọi là điểm rơi của bi. Lấy điểm rời A làm gốc toạ độ, ta cĩ chuyển động của bi theo quỹ đạo parabol. ta thấy với n xác định, R càng nhỏ thì gĩc càng lớn. Quỹ đạo chuyển động của bi khi rời khỏi thùng nghiền từ điểm A và chuyển động theo đường parabol sẽ cĩ dạng phương trình Trong đĩ: t – thời gian bi chuyển động. Ta cĩ: Vì điểm B nằm đồng thời trên hai đường cong; đường parabol và đường trịn, nên để xác định toạ độ của điểm B ta dùng phương trình đường trịn Vì điểm B nằm đồng thời trên hai đường cong; đường parabol và đường trịn, nên để xác định toạ độ của điểm B ta dùng phương trình đường trịn cho phép xác định điểm B theo gốc tọa độ A. Từ đĩ ta chuyển về toạ độ tại tâm máy OX1 và OY1 , ta cĩ Để xác định được gĩc (gĩc rơi của bi) ta dựa vào mối quan hệ hình học giữa Y1 và R Suy ra Sơ đồ xác định quỹ đạo chuyển động của bi và đường viền của các lớp bi nghiền Ta thấy với n khơng đổi thì vế phải của biểu thức là một hằng số phương trình đường trịn tương ứng với tọa độ cực Độ cao rơi của bi từ điểm A đến điểm B Vận tốc bi khi rơi vào điểm B sẽ lớn nhất khi Ymax. Tính đạo hàm: Vì: R khác 0 và α khác 0 α = 54040’ CHU KỲ CHUYỂN ĐỘNG CỦA BI NGHIỀN Chu kỳ chuyển động của bi nghiền là số chu kỳ mà sao một vịng quay của thùng nghiền, bi nghiền sẽ qua một quỹ đạo trịn và parabol. Chu kỳ chuyển động của mỗi lớp bi nghiền sẽ khác nhau, càng xa vỏ thùng nghiền lớp bi nghiền sẽ cĩ số chu kỳ tăng dần. Để xác định số chu kỳ của bi nghiền trước hết chúng ta xác định thời gian tồn bộ chu kỳ theo vận tốc vịng của thùng. Thời gian chuyển động tổng cộng T của một lớp bi nào đĩ là T = T1 + T2 [s] Trong đĩ: T1 – thời gian bi chuyển động theo quỹ đạo trịn. T2 – thời gian bi chuyển động theo quỹ đạo parabol.  = 3 - 900 : 1 = 1 + 900 + 1 = 1 + 900 + 31 – 900. 1 = 41.  = 54040’ Vậy tồn bộ chu kỳ chuyển động của bi nghiền ở mọi lớp với gĩc rời: 1 = 54040’: Trong trường hợp gĩc  bất kỳ thì số chu kỳ của bi ở lớp ngồi cùng sau một vịng quay của thùng nghiền với gĩc rời 1 = 54040’ là Các sơ đồ chuyển động của bi trong thùng nghiền. CHUYỂN ĐỘNG HỢP LÝ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG HỢP LÝ HÌNH DÁNG VÀ KÍCH THƯỚC CỦA BI NGHIỀN Khoang nghiền thô Khoang nghiền tinh Hình dáng bi nghiền MỨC ĐỘ NẠP LIỆU HỢP LÝ VÀO THÙNG NGHIỀN KHOANG 1 KHOANG 2 MỨC NẠP LIỆU MỨC ĐỘ NẠP LIỆU QUÁ THẤP MỨC VẬT LIỆU KHOANG 2 KHOANG 1 MỨC VẬT LIỆU NẠP QUÁ ĐẦY MỨC VẬT LIỆU KHOANG 1 KHOANG 2 MỨC NẠP LIỆU HỢP LÝ VẬT LIỆU NẠP BÌNH THƯỜNG VẬT LIỆU NẠP THẤP MỨC NẠP LIỆU TRONG THÙNG NGHIỀN