Tài liệu Thiết kế máy nghiền bi ums 5.4x15.5: CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI UMS 5.4x15.5.
IV.I KHÁI NIỆM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY NGHIỀN BI:
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 có 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 đó. 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.
2. Phân loại:
Tất cả các loại máy nghiền bi có thể phân loại như sau:
Theo tính chất công việc:
Làm việc theo chu kỳ.
Làm việc liên tục.
Theo khả năng nghiền: nghiền ướt, nghiền khô.
Th...
58 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1305 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Thiết kế máy nghiền bi ums 5.4x15.5, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHÖÔNG IV
THIEÁT KEÁ MAÙY NGHIEÀN BI UMS 5.4x15.5.
IV.I KHAÙI NIEÄM CHUNG VAØ PHAÂN LOAÏI MAÙY NGHIEÀN BI:
1. Khaùi nieäm:
Maùy nghieàn bi (Ball mill) laø loaïi maùy duøng ñeå nghieàn mòn vaø cöïc mòn caùc loaïi vaät lieäu nhö clinke, thuyû tinh, goám, söù, phaân laân, quaëng, than ñaù…Trong caùc maùy nghieàn bi, boä phaän laøm vieäc chuû yeáu laø moät caùi thuøng roãng ñaët naèm ngang tì leân hai oå ñôõ, beân trong coù chöùa vaät lieäu ñeå nghieàn. Khi thuøng quay, döôùi taùc duïng cuûa löïc ly taâm, caùc vaät nghieàn eùp saùt vaøo maët trong cuûa voû thuøng, ñöôïc naâng leân ñeán ñoä cao naøo ñoù. ÔÛ ñoä cao naøy, döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc, caùc vaät nghieàn rôøi khoûi maët thuøng vaø rôi töï do xuoáng thöïc hieän söï va ñaäp vaø chaø xaùt vaät lieäu.
2. Phaân loaïi:
Taát caû caùc loaïi maùy nghieàn bi coù theå phaân loaïi nhö sau:
Theo tính chaát coâng vieäc:
Laøm vieäc theo chu kyø.
Laøm vieäc lieân tuïc.
Theo khaû naêng nghieàn: nghieàn öôùt, nghieàn khoâ.
Theo keát caáu vaø hình daïng thuøng:
Loaïi thuøng truï moät ngaên, coù L/D ≤2.
Hình 4.1: Maùy nghieàn bi kieåu thuøng truï 1 ngaên truyeàn ñoäng beân.
Loaïi thuøng truï 2 ngaên:
Hình 4.2: Maùy nghieàn bi kieåu thuøng truï 2 ngaên truyeàn ñoäng beân.
Thuøng truï nhieàu ngaên, coù L/D = 3÷6.
Hình 4.3: Maùy nghieàn bi kieåu thuøng truï nhieàu ngaên.
Thuøng coân:
Hình 4.4: Maùy nghieàn bi kieåu thuøng coân truyeàn ñoäng beân.
Theo khaû naêng naïp vaø thaùo lieäu:
Loaïi naïp vaø thaùo lieäu qua moät cöûa.
Loaïi vôùi cöûa naïp lieäu beân hoâng.
Loaïi naïp vaø thaùo lieäu theo ñöôøng truïc.
Theo keát caáu traïm daãn ñoäng:
Daãn ñoäng beân caïnh thuøng ( qua vaønh raêng ).
Hình 4.5: Maùy nghieàn bi kieåu thuøng daøi truyeàn ñoäng beân.
Daãn ñoäng ôû taâm:
Hình 4.6: Maùy nghieàn bi kieåu thuøng truï 2 ngaên truyeàn ñoäng chính taâm.
Theo lôùp loùt vaø vaät nghieàn:
Lôùp loùt baèng ñaù vaø vaät nghieàn baèng söù hoaëc ñaù soûi.
Lôùp loùt baèng kim loaïi vaø vaät nghieàn baèng bi caàu theùp hoaëc thanh theùp.
Theo sô ñoà laøm vieäc:
Maùy nghieàn laøm vieäc theo chu trình hôû.
Maùy nghieàn laøm vieäc theo chu trình kín:
Hình4.7: Sô ñoà laøm vieäc theo chu trình kín cuûa maùy nghieàn bi.
Moâ taû hoaït ñoäng nhö sau: vật liệu sau khi được nghiền ở maùy nghiền bi sẽ đi qua băng tải dẫn đến cửa vaøo liệu của maùy phaân ly quaù trình phaân ly diễn ra, vật liệu sau khi phaân ly sẽ chia ra hai phần. Phần thứ nhất đi leân treân qua caùc cyclo xung quanh tạo ra sản phẩm tinh cuối cuøng, một phần đi ra ngoài đi xuống trở lại động cơ tạo khí ở phía dưới để tiếp tục quaù trình phaân ly lại. Phần thứ hai sẽ bị rớt xuống cửa xả đâaây laø vật liệu thoâ neân sẽ được dẫn trôû laïi maùy nghiền bi.
3. Ñoái töôïng nghieàn:
Ñoái töôïng nghieàn ôû ñaây laø hoãn hôïp cuûa Clinker, Thaïch cao (Gypsum) vaø phuï gia laø ñaù Puzzolana (coù theå söû duïng caùc loaïi phuï gia khaùc nhö xæ loø cao) sau khi nghieàn hoãn hôïp treân bôûi maùy nghieàn vaø qua maùy phaân ly ta ñöôïc saûn phaåm cuoái cuøng goïi laø ximaêng (Cement).
Ngaøy nay coù khoaûng 20 chuûng loaïi ximaêng khaùc nhau nhöng söû duïng nhieàu nhaát laø ximaêng Portland thoâng duïng vaø ximaêng Portland hoãn hôïp:
* Ximaêng Portland thoâng duïng maø ta thöôøng goïi laø ximaêng PC (Portland Cement), ôû nöôùc ngoaøi goïi laø OPC. Thaønh phaàn cuûa ximaêng PC goàm coù 95 – 96% Clinker Portland vaø 4 – 5% Thaïch cao ñöôïc nghieàn mòn ñeán ñoä mòn 6 – 15% treân saøng 0,080 mm hay ñeán 2800 – 3200 cm2/g (coøn goïi laø ñoä mòn Blaine) vaø nhieät ñoä ñaàu ra cuûa maùy nghieàn khoâng quaù 80 – 900C nhaèm muïc ñích laø laøm cho ximaêng khoâng haáp hôi nöôùc vaø khoâng bò maát nöôùc cuûa Thaïch cao.
* Ximaêng Portland hoãn hôïp PCB (Portland Cement Blended) laø loaïi xi maêng ñöôïc nghieàn chung 3 thaønh phaàn goàm 61 – 81% Clinker, 35 – 15% phuï gia ñôn khoaùng hoaëc ña khoaùng vaø 4 – 5% Thaïch cao. Cuõng coù theå troän chung ximaêng PC vaø boät mòn phuï gia theo tyû leä thieát keá tröôùc bôûi mac ximaêng PCB. Phuï gia ña khoaùng coù theå laø hoãn hôïp cuûa khoaùng hoaït tính vôùi khoaùng trô hoaëc khoaùng xöû lyù maøu saéc ximaêng.
* Ximaêng Portland – Puzzolana (PCpu)
* Ximaêng Portland – Xæ loø cao.
* Ximaêng Portland beàn Sunphat.
* Ximaêng Portland toaû nhieät ít (PCLH).
* Ximaêng Portland mac cao.
* Ximaêng Portland ñoùng raén nhanh.
* Ximaêng Portland giaõn nôû.
* Ximaêng traéng vaø ximaêng maøu.
* Ximaêng Portland daønh cho xeo taám lôïp uoán soùng amiaêng – ximaêng.
* Ximaêng Portland cho beâtoâng maët ñöôøng boä vaø saân bay.
* Ximaêng Alunin (CA)
* Ximaêng choáng phoùng xaï.
* Ximaêng gieáng khoan daàu khí.
* Ximaêng Sunphua Belit nhoâm.
* Ximaêng chòu axit.
* Ximaêng Manheâ vaø ximaêng Dolomi.
* Ximaêng Romas.
* Ximaêng chòu löûa sieâu cao.
Hieän nay treân thò tröôøng xaây döïng ñang söû duïng roäng raõi vaø phoå bieán nhaát laø ximaêng mac PCB40 ñeå ñaûm baûo chaát löôïng coâng trình.
Yeâu cầu kỹ thuật cơ bản của ximăng Portland hỗn hợp vieát taét laø PCB maùc ximaêng PCB40 theo tieâu chuẩn Việt Nam TCVN 6260:1997 nhö sau:
Các chỉ tiêu
PCB40
1. Cường độ nén, N/mm2, không nhỏ hơn:
- 72 giờ ± 45 phút
- 28 ngày ± 2 giờ
18
40
2. Thời gian đông kết:
- Bắt đầu , phút, không nhỏ hơn.
- Kết thúc, giờ, không lớn hơn.
45
10
3. Độ nghiền mịn:
- Phần còn lại trên sàng 0,08 mm, % không lớn hơn
- Bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine, cm2/g , không nhỏ hơn.
12
2700
4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp Le Chatelier, mm, không lớn hơn.
10
5. Hàm lượng anhydric sunfuric (SO3), %, không lớn hơn.
3,5
4. Löïa choïn phöông aùn duøng maùy nghieàn bi UMS:
Khi saûn suaát xi maêng coù raát nhieàu daïng maùy nghieàn coù theå söû duïng nhö :
+ Maùy nghieàn chaø (Horomill): Ñaây laø loaïi maùy nghieàn môùi hieän ñaïi vôùi nguyeân lyù nghieàn môùi ñöôïc thieát keá cheá taïo bôûi haõng FCB cuûa Phaùp. Do noù môùi ñöôïc söû duïng trong thôøi gian gaàn ñaây chæ vaøi nôi treân theá giôùi vaø chi phí ñaàu tö raát cao neân hieän maùy nghieàn loaïi naøy chöa coù maët taïi Vieät Nam.
* Nguyeân lyù hoaït ñoäng nhö sau:
Ñaây laø maùy nghieàn theo nguyeân taéc nghieàn eùp leân beà maët baøn voû maùy nghieàn maø coù theå duøng ñöôïc cho nghieàn lieäu soáng cuõng nhö nghieàn xi maêng. Moät con laên nghieàn naèm ngang töï do laên treân voû maùy nghieàn nhôø heä thoáng 2 xilanh thuûy löïc taùc ñoäng moät löïc eùp caà nthieát leân voû maùy nghieàn trong quaù trình nghieàn. Caáp lieäu vaøo maùy nghieàn ñöôïc thöïc hieän töø phía treân thaân maùy ñoå vaøo vò trí vuøng ly taâm. Do toác ñoä quay lôùn cuûa voû maùy nghieàn (xaáp xæ baèng 2 laàn vaän toác quay cuûa maùy nghieàn bi), lieäu seõ dính vaøo voû maùy nhôø löïc ly taâm. Boä caøo lieäu boá trí doïc theo chieàu daøi cuûa voû maùy seõ rôi xuoáng 1 thieát bò vaän chuyeån beân trong do FCB saùng cheá. Thieát bò vaän chuyeån naøy goàm 1 baøn nghieâng ñöôïc ñieàu khieån töø xa bôûi 1 ñoäng cô baùnh raêng nhaèm ñieàu chænh doøng lieäu beân trong maùy nghieàn. Löïc eùp cuûa truïc ñeø leân voû nhieàu laàncho pheùp giaûm löïc eùp caàn thieát ñeå giaûm ñieän. Sau khi chuyeån vaøo vuøng nghieàn cuûa voû vaø con laên giöõa voû maùy, lieäu nghieàn ñöôïc ñaåy veà phía tröôùc bôûi troïng löïc rôi vaøo ñaùy trong cuûa gaàu taûi (Bucket Elevator) caáp lieäu cho maùy phaân ly khí ñoäng (Air Separator).
+ Maùy nghieàn ñöùng con laên (Rollers Mill): Hieän nay coù moät soá nhaø maùy söû duïng maùy nghieàn ñöùng con laên nhö coâng ty lieân doanh ximaêng Holcim (Thuïy Syõ).
Öu ñieåm: Naêng suaát cao, keát caáu goïn gaøng, coâng suaát nhoû, coâng suaát tieâu thuï ñieän naêng nhoû. Coâng ngheä nghieàn xi maêng hieän ñaïi.
Nhöôïc ñieåm: Chi phí ñaàu tö raát cao, chi phí baûo döôõng lôùn, keát caáu phöùc taïp vaø vaät tö thay theá taïi Vieät Nam chöa coù phaûi nhaäp ngoaïi chuû yeáu daãn ñeán söï thuï ñoäng trong vieäc thay theá thieát bò.
Ôû hình döôùi ta thaáy ñoái vôùi maùy nghieàn truïc ñöùng con laên vôùi naêng suaát töông ñöông maùy nghieàn bi thieát keá laø Q = 200 (Tf/h) thì caùc thoâng soá maùy nhö sau:
Coâng suaát ñoäng cô : N = 1480 kW
Naêng suaát : Q = 200 Tf/h
Chieàu cao : A = 11300 mm
Ñöôøng kính chaäu quay : C = 4700 mm
Khoaûng caùch : D = 9800 mm
Ñöôøng kính voû ngoaøi : E = 10000 mm
Hình 4.8: Sô ñoà maùy nghieàn ñöùng con laên Rollers Mill.
Hình 4.9: Moâ hình maùy nghieàn ñöùng con laên Rollers Mill.
+ Maùy nghieàn bi kieåu thuøng daøi UMS: laø loaïi maùy duøng chuû yeáu cho nghieàn mòn vaø cöïc mòn, noù duøng ñeå saûn xuaát caùc vaät lieäu xaây döïng.
Öu ñieåm: Cho naêng suaát töông ñoái cao, chi phí ñaàu tö thaáp, chi phí baûo döôõng thaáp, keát caáu ñôn giaûn.
Nhöôïc ñieåm: Coâng suaát truyeàn ñoäng thöôøng lôùn hôn maùy nghieàn truïc ñöùng con laên khi cuøng naêng suaát. Coâng suaát tieâu thuï ñieän naêng lôùn. Keát caáu maùy laø lôùn, coàng keành. Coâng ngheä hieän coù töø laâu ñôøi.
Vaäy ôû ñaây ta choïn maùy nghieàn bi vì duø sao ñoái vôùi nöôùc ta chi phí ñaàu tö vaø chi phí baûo döôõng thaáp luoân ñöôïc quan taâm hôn.
Sau ñaây laø moät soá moâ hình truyeàn ñoäng töø ñoäng cô ñeán maùy nghieàn:
Hình 4.10: Sô ñoàmaùy nghieàn bi truyeàn ñoäng chu vi (truyeàn ñoäng beân).
Hình 4.11: Sô ñoà maùy nghieàn bi truyeàn ñoäng chính taâm.
Theo sô ñoà 1 ta muoán truyeàn chuyeån ñoäng töø ngoaøi vaøo thaân maùy nghieàn phaûi qua boä truyeàn baùnh raêng, vôùi kích thöôùc lôùn vieäc cheá taïo baùnh raêng raát phöùc taïp hôn nhieàu so vieäc duøng truyeàn ñoäng chính taâm nhö trong sô ñoà 2.
Thaân maùy nghieàn coù hai loaïi: loaïi thöù nhaát coù coå truïc vaø oå tröôït ñaët taïi coå truïc, loaïi thöù hai khoâng coù coå truïc, vaø oå tröôït ñaët ôû hai ñaàu thaân maùy nghieàn. Thaân maùy nghieàn ôû ñaây khoâng coù coå truïc.
Laø thieát bò chính trong chu trình kín, ôû ñaây ta duøng maùy nghieàn thuøng daøi loaïi hai ngaên ñöôïc daãn ñoäng chính taâm bôûi ñoäng cô qua khôùp noái ñeán hoäp giaûm toác vaø ñeán maùy nghieàn qua khôùp noái.
5. Caáu taïo maùy nghieàn bi UMS 5.4x15.5:
Sô ñoà caáu taïo cuûa maùy nghieàn bi theo thieát keá nhö sau:
Hình 4.12: 1.Cöûa naïp lieäu; 2. cuïm goái ñôõ di ñoäng; 3. thuøng nghieàn; 4. cuïm goái ñôõ coá ñònh; 5. cuïm ñaàu ra; 6. cuïm caáp nöôùc; 7. truïc truyeàn ñoäng; 8. khôùp noái cöùng; 9. hoäp giaûm toác; 10. khôùp noái raêng; 11. ñoäng cô ñieän; 12. hoäp giaûm toác phuï; 13. ñoäng cô phuï.
Hình 4.13: Moâ hình maùy nghieàn bi UMS 5.4x15.5 truyeàn ñoäng chính taâm.
a. Thuøng quay :
Thuøng quay thöôøng ñöôïc laøm töø theùp taám uoán troøn noái laïi baèng haøn. Ñeå ñaûm baûo ñieàu kieän laøm vieäc toát cho maùy nghieàn thì thuøng phaûi troøn vaø maët bích caàn vuoâng goùc vôùi ñöôøng taâm, neáu khoâng khi quay ngoõng truïc seõ bò ñaûo laøm choùng moøn baïc. Chieàu daøy taám gheùp laøm thuøng phuï thuoäc vaøo ñöôøng kính thuøng. Thöôøng laáy:
d = ( 0,01 ÷ 0,015 )D.
Ñöôøng kính thuøng ôû ñaây laø D = 5400 mm neân choïn chieàu daøy cuûa thuøng nghieàn laø : d = 55mm.
b. Kích thöôùc vaø hình daïng beà maët cuûa caùc taám loùt voû nghieàn:
Thoâng thöôøng caùc taám loùt maùy nghieàn coù gaân treân beà maët. Hình daïng beà maët cuûa caùc taám loùt phaûi ñaûm baûo cho caùc vaät theå nghieàn ñi qua caùc raõnh vaø thay ñoåi phöông höôùng chuyeån ñoäng cuûa chuùng. Vì khoù thay ñoåi taàn soá quay cuûa maùy nghieàn, chæ coù caùch ñieàu chænh chuyeån ñoäng vaät theå nghieàn vaøo quyõ ñaïo baèng caùch taïo hình daïng caùc taám loùt phuø hôïp.
Taám loùt coù theå laøm baèng theùp hoaëc gang hay baèng ñaù, kích thöôùc thöôøng 200×100×10 vaø phaûi coù ñoä beàn cao hôn ñoä beàn cuûa vaät nghieàn, vì vaäy nhöõng taám loùt baèng gang hoaëc theùp thöôøng ñöôïc toâi moät lôùp daøy 7÷12mm, hoaëc ngöôøi ta phuû leân noù moät lôùp kim loaïi moûng goïi laø stalit.
Hình 4.14: Keát caáu taám loùt ngaên nghieàn thoâ daïng hình thang duøng trong
maùy nghieàn UMS 5.4x15.5.
Hình 4.15: Keát caáu taám loùt ngaên nghieàn tinh daïng soùng duøng trong
maùy nghieàn UMS5.4x15.
c. Taám ngaên maùy nghieàn:
Taám ngaên duøng ñeå ngaên caùch thuøng maùy nghieàn thaønh nhöõng ngaên rieâng bieät, noù khoâng cho pheùp vaät nghieàn chuyeån töø ngaên naøy sang ngaên khaùc maø chæ cho vaät lieäu nghieàn ñaït kích thöôùc ñi qua. Taám ngaên thöôøng coù hình daùng deû quaït hoaëc cung ñöôïc laøm töø theùp mangan hay theùp cacbon coù phuû hôïp kim. Taám ngaên coù theå caáu taïo ñôn hay keùp, coù loã hoaëc khoâng coù loã. Caùc loã coù theå boá trí theo voøng troøn ñoàng taâm hoaëc höôùng taâm. Tyû soá dieän tích caùc loã treân taám ngaên vôùi dieän tích ngang cuûa taám ngaên goïi laø tieát dieän töï do. Naêng suaát cuûa maùy phuï thuoäc vaøo caùch löïa choïn tieát dieän töï do. Töø ñaàu thuøng ñeán cuoái thuøng tieát dieän töï do cuûa taám ngaên giaûm daàn.
Moät soá sô ñoà loã treân taám vaùch ngaên.
Hình 4.16: Hình daïng tieát dieän caùc loaïi loã treân taám vaùch ngaên.
Hình 4.17: Hình daïng taám ngaên cuûa maùy nghieàn bi.
d. Ñaàu maùy nghieàn bi:
Maùy nghieàn bi coù hai ñaàu laø hai maët bích, ñaàu vaøo coù cöûa ñeå naïp lieäu vaøo, ñaàu ra coù cöûa thaùo lieäu, taát caû hai cöûa ñeàu naèm ôû truïc maùy nghieàn.
Hình daïng vaø caùch lieân keát caùc taám loùt ôõ ñaàu maùy nghieàn bi nhö hình sau:
Hình 4.18: Hình daïng caùc taám loùt ôû ñaàu maùy nghieàn.
e. Keát caáu maùy nghieàn bi:
Hình 4.19: Keát caáu ñaàu vaøo maùy nghieàn bi vôùi cöûa naïp lieäu.
Hình 4.20: Keát caáu taám ngaên giöõa maùy nghieàn bi.
Maùy nghieàn bi daïng oáng, laøm vieäc lieân tuïc vôùi vieäc thaùo lieäu qua coå truïc roãng.
Thuøng truï coù hai ñaàu haøn vôùi maët bích vaø lieân keát vôùi hai ñaùy baèng buloâng vaø bao goàm nhieàu ngaên nghieàn vaät lieäu.
Taám loùt baèng gang hoaëc theùp.
Quaû bi baèng theùp.
Caùc vaùch ngaên baèng theùp coù loã nhoû ñeå cho vaät lieäu coù kích thöôùc ñuû nhoû ñi qua.
Thuøng nghieàn nhaän chuyeån ñoäng chính taâm, goái ñôõ beân caïnh thuøng, thuøng nghieàn chuyeån ñoäng nhôø ñoäng cô, hoäp giaûm toác.
Vaät lieäu ñaõ ñöôïc nghieàn ñöôïc doøng khí ñöa ra qua maùy phaân ly.Vaät lieäu ñaït kích thöôùc yeâu caàu ñöôïc ñöa ra coøn haït vaät lieäu chöa ñaït kích thöôùc seõ ñöôïc ñöa trôû laïi thuøng nghieàn tieáp.
6. Nguyeân lyù hoaït ñoäng:
Caùc vieân bi caàu theùp coù saün trong thuøng nghieàn, vaät lieäu ñöôïc ñöa vaøo thuøng taïi cöûa naïp lieäu. Döôùi taùc duïng cuûa löïc li taâm, vaät lieäu vaø bi seõ eùp vaøo thaønh thuøng vaø ñöôïc naâng leân ñeán ñoä cao naøo ñoù.Taïi ñoä cao naøy, döôùi taùc duïng cuûa löïc troïng löôïng,vaät lieäu-bi rôi khoûi maët thuøng.Vaät lieäu ñöôïc nghieàn nhoû do va ñaäp vaø chaø xaùt.
Clinker, Puzzolana, Thaïch cao töø thieát bò caáp lieäu vaøo ngaên ñaàu cuûa maùy nghieàn thoâng qua maùng tröôït naïp lieäu, nguyeân lieäu bò va ñaäp bôûi bi trong ngaên nghieàn thoâ, bò ñaäp nhoû ñeán moät kích thöôùc nhaát ñònh roài ñi vaøo ngaên nghieàn mòn thoâng qua vaùch ngaên coù loã ngaên caùch giöõa hai hoäc nghieàn. Trong ngaên naøy bi coù kích thöôùc nhoû hôn seõ nghieàn haït vaät lieäu mòn hôn, thaønh phaåm boät nghieàn ñi qua raõnh nhoû treân taám ngaên nhôø taám naâng lieäu ñi vaøo raõnh xoaén xuaát lieäu, sau ñoù ñöôïc ñöa tôùi maùy phaân ly ñeå taùch haït coù kích thöôùc khoâng ñaït yeâu caàu ra khoûi thaønh phaåm tröôùc khi ñöa trôû laïi taùi nghieàn. Cöù tieáp tuïc nhö vaäy quaù trình nghieàn xaûy ra theo moät chu trình kín.
Hình 4.22: Sô ñoà chu trình kheùp kín quaù trình nghieàn xi maêng.
IV.II. XAÙC ÑÒNH CAÙC THOÂNG SOÁ KÍCH THÖÔÙC CÔ BAÛN CUÛA MAÙY NGHIEÀN BI:
Naêng suaát: Q = 200 (T/h).
Ñöôøng kính trong maùy nghieàn: D = 5,4 (m).
Chieàu daøi maùy nghieàn (khoaûng caùch cuûa taâm 2 oå ñôõ): L = 15,5 (m).
Ta coù moái quan heä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính D cuûa maùy nghieàn nhö sau:
(1.1)
Ñoái vôùi maùy nghieàn laøm vieäc trong chu trình kín thì:
L = (2,83,5).D = (2,83,5).5,4 = (15,1218,9) (m).
Ta choïn chieàu daøi L maùy nghieàn: L = 15,5 (m).
Chieàu daøy cuûa thuøng nghieàn:
(1.2)
(mm).
Ta choïn chieàu daøy: δ = 55. (mm).
IV.III. LYÙ THUYEÁT NGHIEÀN:
1. Vaän toác quay tôùi haïn vaø vaän toác laøm vieäc coù ích cuûa maùy nghieàn:
Vaän toác laøm vieäc cuûa maùy nghieàn coù aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán hieäu quaû nghieàn. Treân hình 4.23 laø sô ñoà chuyeån ñoäng cuûa bi nghieàn (vaät nghieàn, bi ñaïn) vaø vaät lieäu khi vaän toác thay ñoåi töø nhoû ñeán lôùn.
Hình 4.23: Sô ñoà chuyeån ñoäng cuûa bi trong maùy nghieàn.
Vôùi vaän toác laø nhoû (hình 4.23.a) thì vaät lieäu ñöôïc nghieàn chuû yeáu nhôø eùp vôõ vaø maøi. Khi vaän toác taêng tôùi moät giaù trò naøo ñoù (hình 4.23.b) bi nghieàn vaø vaät lieäu luùc ñaàu ñi theo quyõ ñaïo troøn cuøng vôùi thuøng nghieàn, sau ñoù ñeán moät ñoä cao naøo ñoù seõ rôùt theo ñöôøng parabol. Vaäy ôû ñaây vaät lieäu seõ ñöôïc nghieàn nhôø va ñaäp vaø maøi, do ñoù hieäu quaû nghieàn laø toát nhaát. Neáu vaän toác tieáp tuïc taêng thì vaät lieäu seõ quay cuøng vôùi thuøng vaø haàu nhö khoâng ñöôïc nghieàn (hình 4.23.c).
Phaân tích nhöõng quaù trình laøm vieäc treân, ta thaáy cheá ñoä laøm vieäc toát nhaát laø vaän toác maø luùc ñaàu vaät nghieàn ñi theo quyõ ñaïo troøn, sau ñoù seõ chuyeån sang daïng quyõ ñaïo parabol ôû giai ñoaïn cuoái. Vaän toác maø ôû ñoù bi nghieàn baét ñaàu ñi theo quyõ ñaïo troøn laø vaän toác tôùi haïn.
Ñeå xaùc ñònh vaän toác tôùi haïn ta xem xeùt moät vieân bi coù ñöôøng kính raát nhoû quay vôùi thuøng. Khi thuøng quay vieân bi chòu taùc duïng cuûa troïng löïc G vaø löïc ly taâm P:
Löïc ly taâm (1.108).[1]: (1.3)
Trong ñoù: m – khoái löôïng bi nghieàn, (Kg)
G – troïng löôïng bi nghieàn, (N)
v – vaän toác voøng cuûa thuøng nghieàn, (m/s)
R – khoaûng caùch töø taâm bi nghieàn ñeán taâm thuøng, (m)
Troïng löôïng G cuûa bi nghieàn cuõng ñöôïc phaân tích thaønh hai thaønh phaàn:
T = G.sinα; (1.4)
Q = G.cosα. (1.5)
Hình 4.24: Sô ñoà xaùc ñònh vaän toác quay cuûa thuøng nghieàn.
Theo hình treân: A – ñieåm baét ñaàu töø ñoù vaät lieäu seõ ñi theo quyõ ñaïo parabol.
α – goùc rôøi cuûa vaät nghieàn: laø goùc taïo bôûi ñöôøng kính troáng theo phöông ñöùng vôùi ñöôøng baùn kính töø taâm troáng tôùi ñieåm rôøi A.
Vaän toác tôùi haïn ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñieàu kieän khi Q ñaït giaù trò lôùn nhaát (khi α = 0) cuõng khoâng vöôït löïc quaùn tính ly taâm Plt coù nghóa laø(1.110).[1]:
Plt G (1.6)
hay: (1.7)
Vaän toác voøng ñöôïc tính: v = 2Л.R.n [m/s] (1.8)
Thay (1.8) vaøo (1.7) ta coù bieåu thöùc (1.111).[1]:
(1.9)
(1.10)
Töø ñaây ta nhaän ñöôïc giaù trò vaän toác tôùi haïn cuûa thuøng nghieàn laø (1.112).[1]:
[vg/s] (1.11)
Hay: [vg/ph] (1.12)
Vaäy vaän toác tôùi haïn cuûa maùy nghieàn bi laø:
[vg/ph]
Ñeå bi nghieàn chuyeån sang quyõ ñaïo parabol ta coù ñieàu kieän (1.113).[1]:
Q = G.cosα P
Hay: (1.13)
Hay:
(1.14)
Ñaây laø phöông trình cô baûn cuûa maùy nghieàn. Nhö vaäy vaän toác laøm vieäc coù ích cuûa maùy nghieàn laø(1.115).[1]:
(1.15)
Thay (1.11) vaøo (1.15) ta coù (1.116).[1]:
(1.16)
Nhö vaäy vaän toác laøm vieäc coù theå xaùc ñònh theo vaän toác tôùi haïn (1.117).[1]:
Khi kyù hieäu:
(1.17)
Vaän toác laøm vieäc coù ích nhaát laø vaän toác cho chieàu cao rôi cuûa vaät lieäu laø lôùn nhaát, vì khi ñoù naêng löôïng va ñaäp seõ taïo ra lôùn nhaát. Phöông trình (1.15) cho ta thaáy moái quan heä n(α). Nhö vaäy, vaän toác quay coù ích nhaát ñoái vôùi baùn kính R xaùc ñònh seõ ñaït ñöôïc khi goùc rôøi α laø hôïp lyù nhaát maø khoâng phuï thuoäc vaøo troïng löôïng G cuûa bi nghieàn.
2. Quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa bi trong thuøng vaø bieân daïng cuûa caùc lôùp nghieàn:
Hình 4.25: Chuyeån ñoäng cuûa moät vieân bi trong maët caét thuøng nghieàn.
Vieân bi chaïm vaøo thuøng quay ôû ñieåm B. Ñieåm B goïi laø ñieåm rôi cuûa bi. Laáy ñieåm rôøi A laøm goác toaï ñoä, ta coù chuyeån ñoäng cuûa bi theo quyõ ñaïo parabol.
Töø coâng thöùc (1.14): ta thaáy vôùi n xaùc ñònh, R caøng nhoû thì goùc α caøng lôùn.
Quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa bi khi rôøi khoûi thuøng nghieàn töø ñieåm A vaø chuyeån ñoäng theo ñöôøng parabol seõ coù daïng phöông trình (1.118, 1.119).[1]:
(1.18)
Trong ñoù: t – thôøi gian bi chuyeån ñoäng.
Töø (1.18): (1.19)
Thay (1.19) vaøo veá phaûi cuûa y ôû (1.18):
Ta coù phöông trình ñöôøng cong toång quaùt (ñöôøng parabol) cuûa chuyeån ñoäng vieân bi (1.121).[1]:
(1.20)
Töø (1.13) ta coù: ; hay: v2 = g.R.cosα.
Thay giaù trò v vaøo (1.20) ta coù (1.121).[1]:
(1.21)
Vì ñieåm B naèm ñoàng thôøi treân hai ñöôøng cong; ñöôøng parabol vaø ñöôøng troøn, neân ñeå xaùc ñònh toaï ñoä cuûa ñieåm B ta duøng phöông trình ñöôøng troøn.
Phöông trình ñöôøng troøn maø taâm ôû goác toaï ñoä O ñöôïc vieát:
(1.22)
Chuyeån phöông trình (1.22) veà heä toaï ñoä maø ta choïn vôùi goác toaï ñoä taïi ñieåm A thì noù coù daïng (1.124).[1]:
(1.23)
(1.24)
Thay vaøo (1.24) giaù trò cuûa y töø (1.21) ta coù:
= 0
= 0
= 0.
Sau khi giaûn öôùc phöông trình treân seõ coù daïng (1.126).[1]:
(1.25)
* Vaäy hoaønh ñoä cuûa ñieåm rôi B laø (1.127).[1]:
(1.26)
Thay giaù trò XB ñeå tính tung ñoä cuûa ñieåm B vaøo (1.21) ta coù:
(1.27)
* Vaäy tung ñoä cuûa ñieåm rôi B laø (1.129).[1]:
(1.28)
Daáu (–) theå hieän raèng chieàu cuûa YB ñi veà phía döôùi truïc tung.
Phöông trình (1.26; 1.28): ; cho pheùp xaùc ñònh ñieåm B theo goác toïa ñoä A. Töø ñoù ta chuyeån veà toaï ñoä taïi taâm maùy OX1 vaø OY1 , ta coù (1.130; 1.131).[1]:
X1 = XB – R.sinα = 4R.sinα.cos2α – R.sinα (1.29)
Y1 = YB – R.cosα = 4R.sin2α.cosα – R.cosα (1.30)
Ñeå xaùc ñònh ñöôïc goùc β (goùc rôi cuûa bi) ta döïa vaøo moái quan heä hình hoïc giöõa Y1 vaø R vôùi (1.30) ta coù (1.132).[1]:
(1.31)
Thay: sin2α = 1 – cos2α vaø giaûn öôùc töû vaø maãu soá cho R ta coù:
Vì: 4cos3α – 3cosα = cos3α, neân:
sinβ = – cos3α = cos(1800 – 3α) (1.32)
Hay: cos(900 – β) = cos(1800 – 3α)
Vaäy ta coù (1.135).[1]:
β = 3α – 900. (1.33)
Nhö vaäy ta coù theå tìm ñöôïc ñieåm rôi B khi bieát ñieåm rôøi A vaø goùc rôøi α qua goùc rôi β.
Ñieåm rôøi A vaø ñieåm rôi B cho nhöõng lôùp bi nghieàn vaø vaät lieäu quanh thuøng seõ khaùc nhau vôùi cuøng moät voøng quay cuûa thuøng. Ta seõ tìm vò trí hình hoïc cuûa ñieåm rôøi bi cho caùc lôùp bi nghieàn khaùc nhau. Sô ñoà bieåu dieãn treân hình 04.
Töø (1.14) ta coù: cosα = 4R2n
Hay: (1.34)
Hình 4.26: Sô ñoà xaùc ñònh quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa bi vaø ñöôøng vieàn
cuûa caùc lôùp bi nghieàn.
Ta thaáy vôùi n khoâng ñoåi thì veá phaûi cuûa bieåu thöùc laø moät haèng soá. Neáu ta ñaët:
Ta coù (1.137).[1]:
(1.35)
Bieåu thöùc: R = 2ρ.cosα laø phöông trình ñöôøng troøn töông öùng vôùi toïa ñoä cöïc.
Nhö vaäy ñöôøng cong A1A2 seõ laø cung cuûa ñöôøng troøn baùn kính ρ theo (1.34). Taâm ñöôøng troøn laø C seõ naèm treân truïc OY vôùi khoaûng caùch ρ töø taâm thuøng O.
* Vò trí hình hoïc cuûa caùc ñieåm rôi bi coù theå ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua goùc rôi β:
β = 3α – 900 .
Goùc rôi α cuûa töøng lôùp seõ ñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình cô baûn cuûa maùy nghieàn (1.14) ta coù (1.138).[1]:
Cosα = 4n2R
Cosα1 = 4n2R1
Trong ñoù: R – baùn kính cuûa troïng taâm caùc bi lôùp ngoaøi. (m)
R1 – baùn kính troïng taâm caùc bi lôùp trong. (m)
Töø ñoù xaùc ñònh ñöôïc goùc rôi β vaø β1 cuõng nhö xaùc ñònh ñöôïc bieân daïng cuûa caùc lôùp bi nghieàn.
3. Goùc rôøi thích hôïp nhaát cuûa bi nghieàn:
Coâng thöùc (1.28) cho ta ñoä cao rôi cuûa bi töø ñieåm A ñeán ñieåm B:
Daáu tröø chæ toïa ñoä YB naèm döôùi truïc tung ta coù theå boû qua, ôû ñaây chæ caàn tính giaù trò rôi tuyeät ñoái.
Vaän toác bi khi rôi vaøo ñieåm B seõ lôùn nhaát khi Ymax. Tính ñaïo haøm:
Vì: R 0 vaø α 0, neân ta coù (1.140).[1]:
2.cos2 α – sin2 α = 0 (1.36)
2 – tg2 α = 0; hay: tg2 α = 2 (1.37)
* Töø ñoù ta coù goùc rôøi thích hôïp nhaát cuûa bi nghieàn laø:
α = 54040’.
Töø thoâng soá naøy ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc vaän toác maùy nghieàn thích hôïp nhaát theo (1.12) vaø (1.16):
* Nhö vaäy soá voøng quay thích hôïp nhaát cuûa maùy nghieàn laø (1.141).[1]:
[vg/ph] (1.38)
Vôùi lôùp loùt cuûa thuøng nghieàn coù chieàu daøy caùc taám loùt trung bình: e = 53 mm, thì ñöôøng kính D laø:
D = Dt – 2e = 5400 – 2.53 = 5294 (mm)
Vaäy: = 14,1 (vg/ph)
Treân cô sôû thöïc nghieäm ta thaáy khi xaùc ñònh soá voøng quay laøm vieäc phaûi chuù yù ñeán nhöõng ñieåm sau:
Vaät lieäu naïp coù kích thöôùc cuïc nhoû ñoøi hoûi vaän toác laøm vieäc nhoû hôn ñoái vôùi côõ cuïc lôùn.
Maùy nghieàn cho ra vaät lieäu mòn coù vaän toác laøm vieäc nhoû.
Nghieàn vaät lieäu öôùt ñoøi hoûi vaän toác nhoû hôn vaät lieäu khoâ.
Taám loùt thuøng daïng loài hay daïng goùt giaøy.
Maùy laøm vieäc trong chu trình kín cho pheùp vaän toác lôùn hôn so vôùi chu trình hôû.
4. Chu kyø chuyeån ñoäng cuûa bi nghieàn:
Chu kyø chuyeån ñoäng cuûa bi nghieàn laø soá chu kyø maø sao moät voøng quay cuûa thuøng nghieàn, bi nghieàn seõ qua moät quyõ ñaïo troøn vaø parabol. Chu kyø chuyeån ñoäng cuûa moãi lôùp bi nghieàn seõ khaùc nhau, caøng xa voû thuøng nghieàn lôùp bi nghieàn seõ coù soá chu kyø taêng daàn.
Ñeå xaùc ñònh soá chu kyø cuûa bi nghieàn tröôùc heát chuùng ta xaùc ñònh thôøi gian toaøn boä chu kyø theo vaän toác voøng cuûa thuøng.
Thôøi gian chuyeån ñoäng toång coäng T cuûa moät lôùp bi naøo ñoù laø (1.144).[1]:
T = T1 + T2 [s] (1.39)
Trong ñoù: T1 – thôøi gian bi chuyeån ñoäng theo quyõ ñaïo troøn.
T2 – thôøi gian bi chuyeån ñoäng theo quyõ ñaïo parabol.
Theo hình 04 vaø (1.33): b = 3a - 900 :
q1 = a1 + 900 + b1 = a1 + 900 + 3a1 – 900.
q1 = 4a1. (1.40)
Cho: a = 54040’ thì: [s ]
Ta coù (1.147).[1]: [s] (1.41)
Thôøi gian bi chuyeån ñoäng theo phöông ngang XB theo hình 03 laø (1.148).[1]:
(1.42)
Thay giaù trò: vaø v = 2π.R.n vaøo (1.42) ta coù (1.119).[1]:
(1.43)
Vôùi: α = 54040’ ta coù (1.150).[1]:
[s] (1.44)
* Vaäy toaøn boä chu kyø chuyeån ñoäng cuûa bi nghieàn ôû moïi lôùp vôùi goùc rôøi: α1 = 54040’:
[s] (1.45)
Trong tröôøng hôïp goùc a baát kyø thì (1.152).[1]:
[s] (1.46)
* Nhö vaäy soá chu kyø cuûa bi ôû lôùp ngoaøi cuøng sau moät voøng quay cuûa thuøng nghieàn vôùi goùc rôøi α1 = 54040’ laø (1.153).[1]:
(1.47)
* Töø ñaây ta cuõng coù theå xaùc ñònh ñöôïc soá chu kyø cuûa bi ôû lôùp giöõa coù:
R0 = 0,727R1, vaø goùc rôøi a0 = 600, vôùi heä soá naïp lieäu j = 0,33:
* Soá chu kyø cuûa bi ôû lôùp trong cuøng coù: R2 = 0454R1, vaø goùc rôøi a2 = 650, vôùi heä soá naïp lieäu j = 0,33:
Taùc giaû Katarobitr cuõng ñaõ ñöa ra coâng thöùc tính chu kyø nhö sau (1.154).[1]:
(1.48)
Trong ñoù: k – tæ soá baùn kính lôùp bi trong cuøng vaø ngoaøi cuøng: k = R2/R1
j – heä soá naïp lieäu, thöôøng thì: j = 0,25 0,33.
5. Xaùc ñònh chieàu cao töï do trong thuøng nghieàn:
Ta goïi chieàu cao töï do trong thuøng nghieàn laø h, Di laø ñöôøng kính trong cuûa thuøng nghieàn. Quan heä giöõa tyû soá vôùi heä soá ñieàn ñaày theo ñoà thò sau:
Hình 4.27: Ñoà thò veà moái quan heä giöõa tyû soá h/Di vaø heä soá ñieàn ñaày.
Vôùi heä soá ñieàn ñaày: φ = 0,33 töùc φ = 33%, tra treân ñoà thò ta ñöôïc tyû soá: = 0,64.
Vaäy chieàu cao töï do trong thuøng nghieàn laø:
h = 0,64. D = 0,64. 5,4 = 3,46 (m).
Baûng thoâng soá cuûa caùc lôùp bi nghieàn:
Lôùp bi
Goùc rôøi
α (Ñoä)
Goùc rôi
β (Ñoä)
Baùn kính troïng taâm lôùp bi R (m)
Thôøi gian chuyeån ñoäng T (s)
Chu kyø
C
Ñoä cao rôi YB (m)
1
54040’
740
2,38
2,95
1,44
3,66
2
600
900
1,73
2,59
1,64
2,60
3
650
1050
1,08
2,22
1,92
1,50
* Nhaän xeùt:
Vôùi goùc rôøi thích hôïp nhaát cuûa bi nghieàn laø α1 = 54040’ thì ñoä cao rôi cuûa bi töø ñieåm A1 ñeán ñieåm B1 laø thích hôïp nhaát ñeå bi coù theå taïo ra löïc va ñaäp, nghieàn, chaø xaùt vaät lieäu toát nhaát YB = 3,66 (m). Qua ñoù ta thaáy lôùp bi ngoaøi cuøng laøm vieäc toái öu nhaát, hieäu quaû nghieàn vaät lieäu laø cao nhaát.
Lôùp bi trong cuøng coù goùc rôøi α2 = 650 thì ñoä cao rôi cuûa bi laø YB = 1,5 (m). Luùc naøy löïc va ñaäp laø thaáp nhaát, ñem laïi hieäu quaû nghieàn thaáp nhaát (hieäu quaû nghieàn giaûm ñi khoaûng 59%).
Hình 4.28: Sô ñoà chuyeån ñoäng hôïp lyù cuûa bi trong thuøng nghieàn.
6. Hình daùng vaø kích thöôùc cuûa bi nghieàn:
Kích thöôùc cuûa bi nghieàn ñöôïc löïa choïn phuï thuoäc vaøo ñoä lôùn vaø ñoä cöùng cuûa vaät lieäu ñem nghieàn. Vaät lieäu ñem nghieàn caøng lôùn thì kích thöôùc cuûa bi nghieàn caøng lôùn. Vaät lieäu ñem nghieàn ôû ñaây laø hoãn hôïp cuûa Clinker, Thaïch cao (Gypsum) vaø phuï gia Puzolan. Vieäc löïa choïn ñuùng kích thöôùc cuûa bi nghieàn seõ cho naêng suaát cuûa maùy cao. Bi nghieàn söû duïng ôû ñaây laø loaïi bi hình caàu.
* Theo taùc giaû Oâlep–xki coù theå choïn kích thöôùc bi nghieàn nhö sau (1.155).[1]:
[mm] (1.49)
Trong ñoù: dc – kích thöôùc saûn phaåm sau khi nghieàn. (mm)
d – kích thöôùc cöïc ñaïi vaät lieäu cho vaøo maùy. (mm)
Giaù trò: 6lg(dc) coù theå laáy nhö sau:
dc (μm)
6lg(dc)
dc (μm)
6lg(dc)
300
14,8
75
11,2
150
13,0
52
10,3
100
12,0
Nhaø maùy xi maêng loaïi naøy chuyeân saûn xuaát loaïi xi maêng Portland hoãn hôïp maùc PCB40 laø loaïi xi maêng ñang ñöôïc duøng phoå bieán hieän nay treân thò tröôøng.
* Vôùi maùc xi maêng PCB40, chæ tieâu veà yeâu caàu kyõ thuaät cô baûn veà ñoä nghieàn mòn theo TCVN 6260:1997 nhö sau:
+ Thaønh phaàn hoãn hôïp:
Clinker : 61 – 81%.
Phuï gia Puzolan: 35 – 15%.
Thaïch cao : 04 – 05%.
+ Ñoä nghieàn mòn:
- Phaàn coøn laïi treân saøng 0,08 mm (%), khoâng lôùn hôn 12(%).
- Beà maët rieâng (tyû dieän) xaùc ñònh theo phöông phaùp Blaine (cm2/g), khoâng nhoû hôn 2700 (cm2/g).
+ Kích thöôùc haït vaät lieäu ñem ñi nghieàn töø: 0 30 (mm).
Töø yeâu caàu kyõ thuaät cô baûn cuûa xi maêng PCB40 maø ta coù:
dcmax = 80 μm 6lg(dc) = 11,36.
dmax = 30 mm.
* Vaäy kích thöôùc bi nghieàn ñöôïc xaùc ñònh:
(mm)
* Kích thöôùc toái thieåu cuûa vieân bi cuõng ñöôïc löïa choïn theo coâng thöùc (1.156).[1]:
[cm] (1.50)
Trong ñoù:
d – kích thöôùc lôùn nhaát cuûa vaät lieäu ñem nghieàn: d = 30 (mm).
σ – giôùi haïn beàn khi neùn cuûa vaät lieäu ñem nghieàn: σ = 40 (MN/m2).
E – moâñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu ñem nghieàn: E = 3,5.104 (MN/m2).
(Thoâng soá σ vaø E laáy theo baûng 1, trang 9, taøi lieäu [3]).
γvb – troïng löôïng rieâng cuûa vaät lieäu cheá taïo bi: γvb = 7850 (kG/m3).
Dt – ñöôøng kính trong cuûa thuøng nghieàn: Dt = 5,4 (m).
(m); hay: (mm).
Do bi nghieàn khi cho vaøo maùy nghieàn ñeå nghieàn seõ bò maøi moøn daàn khi tieán haønh va ñaäp, nghieàn, chaø xaùt vaät lieäu vaøo taám loùt maùy nghieàn. Ñoàng thôøi caùc taám loùt kieåu ñuùc naøy ñöôïc toâi moät lôùp daøy treân beà maët cuûa noù neân khi va ñaäp giöõa bi vaø taám loùt thì bi choùng bò moøn hôn. Toác ñoä moøn cuûa bi ñöôïc öôùc löôïng khoaûng: 25 40 (g/taán),(theo nguoàn taïp chí International Cement Review). Trong moät naêm thì khoái löôïng bi bò maát ñi khoaûng: 42 67 taán bi. Nhö vaäy ñeå taêng hieäu suaát nghieàn ñaït hieäu quaû cao nhaát thì caàn taêng ñöôøng kính bi nghieàn lôùn hôn giaù trò ñaõ tính toaùn nhö treân, ñoàng thôøi söû duïng bi nghieàn coù nhieàu loaïi ñöôøng kính khaùc nhau.
* Theo kinh nghieäm kích thöôùc ñöôøng kính bi nghieàn choïn nhö sau:
Khoang 1 (Compartment I): bi coù ñöôøng kính : 60, 70, 80, 90 (mm).
Tyû leä naïp nhö sau: f90 = 23%
f80 = 32%
f70 = 21%
f60 = 24%
Khoang 2 (Compartment II): bi coù ñöôøng kính: 15, 20, 25 (mm).
Tyû leä naïp nhö sau: f25 = 40%
f20 = 40%
f15 = 20%
7. Xaùc ñònh khoái löôïng bi nghieàn:
Bi nghieàn sau thôøi gian laøm vieäc seõ bò maøi moøn, khi ñoù seõ laøm aûnh höôûng xaáu ñeán chaát löôïng nghieàn vaø naêng suaát cuûa maùy nghieàn. Vì vaäy thöôøng sau khi maùy laøm vieäc ñöôïc 200 giôø thì caàn boå sung bi nghieàn cho ñuùng ban ñaàu.
Khoái löôïng bi nghieàn naïp vaøo thuøng ñöôïc tính nhö sau (1.158).[1]:
m = φ.μ.γ.π.R2.L [kG] (1.51)
Trong ñoù: φ – heä soá chöùa (laø tyû soá dieän tích vaät lieäu nghieàn treân dieän tích thuøng
theo maët caét ngang), laáy: φ = 0,33.
L – chieàu daøi thuøng (khoâng keå chieàu daøy caùc lôùp ngaên). Thuøng nghieàn coù hai khoang neân ta coù:
Chieàu daøi khoang 1: L1 = 5,42 (m).
Chieàu daøi khoang 2: L2 = 10,2 (m).
R – baùn kính trong cuûa thuøng:
Baùn kính trong khoang 1: chieàu daøy trung bình lôùp loùt khoang naøy laø
δ1 = 53 (mm); neân: R1 = 2,647 (m).
Baùn kính trong khoang 2: chieàu daøy trung bình lôùp loùt khoang naøy laø
δ2 = 38 (mm); neân: R2 = 2,662 (m).
μ – heä soá tôi cuûa bi nghieàn.
γ – khoái löôïng rieâng cuûa bi nghieàn. (kG/m3).
Döôùi ñaây ta coù baûng kích thöôùc vaø troïng löôïng cuûa bi nghieàn:
Khoang
Kích thöôùc (mm)
Khoái löôïng rieâng γ (Taán/m3)
Heä soá tôi μ
1
90; 80; 70; 60
4,7
0,6
2
25; 20; 15
5,0
0,66
Khoái löôïng bi nghieàn khoang 1 laø:
m1 = φ.μ1.γ1.π.R21.L1 = 0,33. 0,6. 4,7. 3,14. 2,652. 5,42 m1 = 112. (Tf).
Khoái löôïng bi nghieàn khoang 2 laø:
m2 = φ.μ2.γ2.π.R22.L2 = 0,33. 0,66. 5. 3,14. 2,672. 10,2
m2 = 250. (Tf).
* Khoái löôïng bi nghieàn caàn thieát naïp vaøo thuøng laø:
Σm = m1 + m2 = 112 + 250
Σm = 362. (Tf).
8. Naêng suaát cuûa maùy nghieàn bi:
Naêng suaát cuûa maùy nghieàn phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá:
– Tính chaát vaø kích thöôùc cuûa cuïc vaät lieäu ñem nghieàn.
– Möùc ñoä nghieàn (i ).
– Heä soá chöùa cuûa thuøng (φ).
– Löôïng vaät lieäu naïp vaøo maùy.
– Soá voøng quay cuûa thuøng (n).
– Ñöôøng kính thuøng (Dt )…
Vì vaäy chöa coù moät coâng thöùc naøo laäp luaän vaø dieãn giaûi baèng toaùn hoïc maø chæ coù caùc coâng thöùc kinh nghieäm. Naêng suaát cuûa maùy nghieàn bi kieåu thuøng daøi ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (Baûng 38, trang 67, taøi lieäu [3]:
[Tf/h] (1.52)
Trong ñoù: Dt – ñöôøng kính trong cuûa thuøng: Dt = 5,4 (m).
G – khoái löôïng bi nghieàn : G = 362 (Tf).
k – naêng suaát rieâng cuûa maùy nghieàn, (Tf/kWh). Ñoái vôùi vaät lieäu nghieàn
laø clinker: k = 0,035 0.04, töùc tieâu thuï: 25 28,6 (kWh/Tf).
q – heä soá ñoä mòn laáy theo baûng döôùi ñaây, vôùi löôïng soùt saøng 0080 khoâng quaù 12% ta coù: q = 1,09.
Baûng heä soá hieäu chænh ñoä mòn:
Coøn laïi treân löôùi N00080
Giaù trò q
Coøn laïi treân löôùi N00080
Giaù trò q
2%
0,59
11%
1,04
3
0,65
12
1,09
4
0,71
13
1,13
5
0,77
14
1,17
6
0,82
15
1,21
7
0,86
16
1,25
8
0,91
17
1,29
9
0,95
18
1,34
19
1,38
10
1,00
20
1,42
V – theå tích höõu ích cuûa thuøng nghieàn:
V = V1 + V2 [m3]
Theå tích höõu ích khoang nghieàn thoâ laø:
V1 = 110 (m3).
Theå tích höõu ích khoang nghieàn tinh laø:
V2 = 214 (m3).
Theå tích höõu ích cuûa thuøng nghieàn laø:
V = 110 + 214 = 324 (m3).
Vôùi: L1’, L2’– chieàu daøi cuûa khoang nghieàn thoâ vaø tinh khi tröø ñi chieàu daøy taám ngaên.
* Naêng suaát cuûa maùy nghieàn bi laø:
Q = 202. (Tf/h).
Vaäy maùy nghieàn bi thieát keá ñaûm baûo ñuùng naêng suaát theo yeâu caàu ñaët ra.
9. Coâng suaát cuûa maùy nghieàn bi:
Coâng suaát cuûa maùy nghieàn ñöôïc tính töø coâng caàn thieát ñeå nghieàn vaät lieäu bao goàm hai thaønh phaàn sau:
* Coâng ñeå naâng bi leân moät ñoä cao naøo ñoù maø töø ñoù noù baét ñaàu ñi theo quyõ ñaïo parabol (1.161).[1]: A1.
A1 = G.YB [J] (1.53)
* Coâng ñeå truyeàn ñoäng naêng (1.162).[1]: A2
[J] (1.54)
Trong ñoù: G – troïng löôïng bi caùc bi: G = 3620000 (N).
YB–ñoä cao naâng bi töø ñieåm rôøi ñeán ñieåm rôi.
YB = – 4R0.sin2α0.cosα0 [m].
R0 vaø α0 – baùn kính vaø goùc rôøi cuûa lôùp bi giöõa theo hình 04.
R0 = 0,866.R; α0 = 600.
V0–vaän toác chuyeån ñoäng cuûa bi ôû lôùp giöõa theo quyõ ñaïo cong:
V0 = 2π.n.R0
m – khoái löôïng cuûa bi.
Thay giaù trò R0 vaø α0 ta coù (1.164).[1]:
YB = 1,3.R (1.55)
Vaäy (1.165).[1]: A1 = 1,3.G.R [J] (1.56)
Thay giaù trò V0 vôùi: vaø R0 = 0,866.R, ta coù (1.166).[1]:
A2 = 0,214.G.R [J] (1.57)
* Coâng cho toaøn boä chu kyø seõ laø (1.167).[1]:
A = A1 + A2 = 1,3.G.R + 0,214.G.R
A = 1,514.G.R [J] (1.58)
Sau moät voøng quay cuûa thuøng ta xaùc ñònh soá chu kyø laø: C = 1,644 cuûa lôùp bi giöõa, do ñoù (1.168).[1]:
Atc = A.C = 1,514.G.R.1,644
Atc = 2,49.G.R [J] (1.59)
Nhö vaäy coâng suaát ñeå nghieàn laø (1.169).[1]:
[W] (1.60)
* Tính raèng troïng löôïng cuûa vaät lieäu ñem nghieàn theo kinh nghieäm chieám 22% so vôùi troïng löôïng cuûa bi nghieàn neân cuoái cuøng ta coù coâng suaát maùy nghieàn nhö sau:
[W] (1.61).
Vôùi : (vg/s)
Hieäu suaát truyeàn ñoäng: η = η1. η2. η3 = 0,98.
Trong ñoù: η1 – hieäu suaát cuûa ñoäng cô ñieän : η1 = 0,99.
η2 – hieäu suaát cuûa hoäp giaûm toác : η2 = 0,99.
η3 – hieäu suaát cuûa khôùp noái vaø caëp oå tröôït : η3 = 0,999.
* Vaäy coâng suaát ñeå daãn ñoäng maùy nghieàn laøm vieäc laø:
N = 6950000. (W).
Hay: N = 6950. (kW).
* Döôùi ñaây laø baûng tham khaûo veà coâng suaát nghieàn, chieàu daøi vaø ñöôøng kính maùy nghieàn bi cuûa haõng FLSMIDTH:
Hình 4.29: Ñoà thò veà moái quan heä giöõa coâng suaát nghieàn, chieàu daøi vaø ñöôøng kính maùy nghieàn bi kieåu UMS, TMS vaø TUMS cuûa haõng FLSMIDTH.
10. Choïn ñoäng cô ñieän vaø phaân phoái tyû soá truyeàn:
Sô ñoà truyeàn ñoäng maùy nghieàn bi nhö sau:
Hình 4.30: 1.pheãu ñaàu vaøo; 2,4.vaønh tröôït; 5.truïc truyeàn; 6.khôùp noái; 7.hoäp giaûm toác chính; 8.khôùp noái raêng; 9.ñoäng cô chính; 10.ly hôïp; 11.hoäp giaûm toác phuï; 12.ñoäng cô phuï; 13.khôùp noái thuûy löïc; 14. phanh thuûy löïc.
Ñoäng cô ñieän ñöôïc choïn theo coâng suaát khi maùy nghieàn laøm vieäc oån ñònh vaø theo cöôøng ñoä laøm vieäc CÑ%.
Vôùi coâng suaát caàn thieát daãn ñoäng maùy nghieàn khi laøm vieäc laø: N = 6950 (kW) vaø maùy nghieàn laøm vieäc lieân tuïc ôû cheá ñoä toaøn taûi, ta choïn ñoäng cô ñieän kieåu roto loàng soùc cuûa haõng SIEMENS (Made in Germany) kieåu: 1RR5102-6FA60-Z coù caùc thoâng soá kyõ thuaät cô baûn sau:
Coâng suaát ñònh möùc : Nñm = 7500 (kW).
Soá voøng quay ñònh möùc : n = 994 (vg/ph).
Cheá ñoä laøm vieäc : CÑ = 100 %.
Moment ñònh möùc :
Mñm = 72057 (Nm).
Moment cöïc ñaïi : Mmax = 2,2.Mñm
Heä soá coâng suaát : cosφ = 0,89.
Khoái löôïng : m = 44. (Taán).
Tæ soá truyeàn chung caàn coù ñoái vôùi boä truyeàn laø:
Trong ñoù: nñc – soá voøng quay ñònh möùc cuûa ñoäng cô ñieän. (vg/ph).
N - soá voøng quay laøm vieäc cuûa thuøng nghieàn. (vg/ph).
Vaäy ta phaân phoái tyû soá truyeàn nhö sau:
Hoäp giaûm toác chính coù tyû soá truyeàn: i = 70,5.
Hình 4.31: Ñoäng cô ñieän N = 7500 kW cuûa haõng SIEMENS.
11. Choïn hoäp giaûm toác chính (Planetary Gear):
Choïn hoäp giaûm toác caàn caên cöù vaøo:
– Coâng suaát truyeàn ñoäng: coâng suaát caàn thieát ñeå daãn ñoäng maùy nghieàn khi laøm vieäc laø: N = 6950 (kW).
– Soá voøng quay truïc vaøo hoäp giaûm toác theo soá voøng quay truïc ra cuûa ñoäng cô ñieän laø: n = 994 (vg/ph).
– Tyû soá truyeàn caàn coù cuûa hoäp giaûm toác: i = 70,5.
– Cheá ñoä laøm vieäc toaøn taûi: CÑ = 100%.
* Töø caùc yeâu caàu kyõ thuaät treân ta choïn hoäp giaûm toác kieåu: MAAG CPU – 56 cuûa haõng MAAG (Made in Switzerland). Ñaây laø loaïi hoäp giaûm toác vi sai haønh tinh 2 caáp vôùiù caùc thoâng soá kyõ thuaät sau:
Coâng suaát truyeàn ñoäng: NHGT = 6967 (kW)
Tyû soá truyeàn : i = 70.
Khoái löôïng : mHGT = 112 (Tf).
Cheá ñoä laøm vieäc : CÑ = 100%.
Hình 4.32: Hoäp giaûm toác haønh tinh MAAG CPU-56.
12. Choïn ñoäng cô phuï (Auxiliary Drive Motor) vaø phaân phoái tyû soá truyeàn:
a) Choïn ñoäng cô phuï:
Ñoäng cô phuï muïc ñích laøm cho maùy nghieàn quay chaäm vôùi toác ñoä laø 0,2 ÷ 0,3 v/ph ñeå phuïc vuï cho vieäc söûa chöõa, baûo trì, kieåm tra maùy nghieàn, ñoàng thôøi coù taùc duïng tham gia khôûi ñoäng cho ñoäng cô chính khi ñoäng cô chính baét ñaàu khôûi ñoäng.
Ôû ñaây vaän toác thuøng nghieàn quay chaäm trong quaù trình kieåm tra maùy nghieàn ñeå coù theå deã daøng quan saùt laø: n = 0,28 (vg/ph).
Ta duøng coâng thöùc tính ñoäng cô caàn thieát daãn ñoäng maùy nghieàn trong tröôøng hôïp naøy theo coâng thöùc (1.61):
(1.62)
Trong ñoù:
R – baùn kính trong cuûa thuøng nghieàn: R = 2,7 (m).
G – troïng löôïng bi cuûa caùc bi nghieàn: G = 3620000 (N).
n – soá voøng quay cuûa thuøng nghieàn khi kieåm tra, baûo döôõng:
n = 0,28 (vg/ph).
Hay: n = 0,0046. (vg/s)
η* – hieäu suaát cuûa boä truyeàn ñoäng töø ñoäng cô phuï ñeán thuøng nghieàn.
η* = η. η5. η6. η7 = 0,98. 0,99. 0,98. 0,98 = 0,93.
Vôùi: η – hieäu suaát truyeàn ñoäng töø ñoäng cô chính tôùi thuøng nghieàn: η = 0,98.
η5 – hieäu suaát cuûa noái truïc raêng : η5 = 0,99.
η6 – hieäu suaát cuûa hoäp giaûm toác phuï : η6 = 0,98.
η7 – hieäu suaát cuûa khôùp noái : η7 = 0,98.
* Vaäy coâng suaát caàn thieát daãn ñoäng maùy nghieàn laø:
N = 146500 (W) = 146,5 (kW).
Ñoäng cô phuï laøm vieäc ôû cheá ñoä taûi nheï CÑ% = 10%, vôùi coâng suaát caàn thieát ñeå daãn ñoäng maùy nghieàn laø N = 148 (kW). Ta choïn ñoäng cô ñieän cuûa haõng HELMKE (Made in Italy) kieåu: DOR 315 S4, vôùi caùc thoâng soá kyõ thuaät cô baûn sau:
Coâng suaát ñònh möùc : Nñm = 148 (kW).
Soá voøng quay ñònh möùc : n = 1480 (vg/ph).
Cheá ñoä laøm vieäc : CÑ = 10%
b) Phaân phoái tyû soá truyeàn:
Soá voøng quay cuûa thuøng nghieàn yeâu caàu laø: n = 0,28 (vg/ph). Vaäy soá voøng quay truïc vaøo cuûa ñoäng cô chính laø:
n' = n.iHGT = 0,28.70 = 19,6 (vg/ph).
Soá voøng quay ñònh möùc cuûa ñoäng cô phuï laø: nñm = 1480 (vg/ph), ta phaân phoái tyû soá truyeàn nhö sau:
* Hoäp giaûm toác phuï yeâu caàu tyû soá truyeàn laø:
13. Choïn hoäp giaûm toác phuï (Auxiliary Gear Reducer):
Choïn hoäp giaûm toác caàn caên cöù vaøo:
– Coâng suaát truyeàn ñoäng: coâng suaát caàn thieát ñeå daãn ñoäng maùy nghieàn khi quay chaäm laø: N = 146,5 (kW).
– Soá voøng quay truïc vaøo hoäp giaûm toác phuï theo soá voøng quay truïc ra cuûa ñoäng cô phuï laø: n = 1480 (vg/ph).
– Tyû soá truyeàn caàn coù cuûa hoäp giaûm toác: i = 75,5.
– Cheá ñoä laøm vieäc: CÑ = 10%.
*Töø caùc yeâu caàu kyõ thuaät treân ta choïn hoäp giaûm toác phuï kieåu: SC6003/MP1/77.65x105 cuûa haõng BREVINI vôùiù caùc thoâng soá kyõ thuaät sau:
Coâng suaát truyeàn ñoäng: NHGT = 148 (kW)
Tyû soá truyeàn : i = 77.
Cheá ñoä laøm vieäc : CÑ = 10%.
Hình 4.33: Cuïm daãn ñoäng phuï cho maùy nghieàn bi.
14. Tính choïn khôùp noái cho maùy nghieàn bi:
Khôùp noái duøng ñeå noái caùc truïc hoaëc caùc chi tieát maùy quay laïi vôùi nhau, ngoaøi ra noù coøn duøng ñeå ñoùng môû cô caáu, giaûm taûi troïng ñoäng, ñeà phoøng quaù taûi, ñieàu chænh toác ñoä. Caên cöù vaøo tính naêng, taùc duïng, chuùng ta phaân nhoùm ra laøm 3 loaïi: Noái truïc – ly hôïp – ly hôïp töï ñoäng.
* Noái truïc: ñöôïc duøng ñeå noái caùc truïc, chæ khi naøo döøng maùy, thaùo noái truïc thì caùc truïc môùi rôøi nhau. Noái truïc laïi chia ra caùc loaïi: noái truïc chaët, noái truïc buø vaø noái truïc ñaøn hoài.
* Ly hôïp: coù nhieäm vuï noái hoaëc taùch rôøi caùc truïc hoaëc caùc chi tieát maùy quay khaùc trong baát kyø luùc naøo. Theo nguyeân lyù laøm vieäc coù theå chia ly hôïp ra laøm ba loaïi: ly hôïp aên khôùp, ly hôïp ma saùt vaø ly hôïp ñieän töø.
* Ly hôïp töï ñoäng: coù theå töï ñoäng noái hoaëc taùch caùc truïc (hoaëc caùc chi tieát maùy quay khaùc). Ly hôïp an toaøn, ly hôïp ly taâm vaø ly hôïp moät chieàu coù theå xeáp vaøo ly hôïp töï ñoäng.
Thoâng soá cô baûn cuûa khôùp noái laø moment xoaén Mx coù theå truyeàn ñöôïc, öùng vôùi moãi trò soá moment xoaén khôùp noái coù caùc côõ ñöôøng kính trong khaùc nhau ñeå coù theå laép vôùi caùc truïc coù ñöôøng kính thích hôïp. Choïn khôùp noái phaûi caên cöù vaøo ñieàu kieän laøm vieäc cuï theå cuûa maùy hoaëc cô caáu. Khaâu yeáu nhaát cuûa khôùp noái ñaõ choïn caàn ñöôïc tính toaùn kieåm nghieäm. Phöông phaùp tính phuï thuoäc tính chaát cuûa taûi troïng taùc duïng vaø ñieàu kieän laøm vieäc cuûa khôùp noái.
a) Tính choïn khôùp noái giöõa ñoäng cô chính vaø hoäp giaûm toác chính:
Khôùp noái loaïi naøy ta duøng noái truïc raêng, ñaây laø loaïi noái truïc buø ñöôïc duøng ñeå noái caùc truïc bò nghieâng hay bò sai leäch ñoái vôùi nhau moät khoaûng nhoû do cheá taïo, laép gheùp thieáu chính xaùc hoaëc do truïc bieán daïng ñaøn hoài. Nguyeân nhaân coù theå buø laïi nhöõng sai leäch treân laø do caùc raêng coù khe hôû höôùng kính vaø coù khe hôû caïnh raêng, vaønh raêng cuûa hai nöûa noái truïc ñöôïc gia coâng theo daïng maët caàu coù baùn kính r vaø taâm naèm treân ñöôøng taâm cuûa caùc truïc ñöôïc noái. Khi naøy neáu duøng truïc chaët seõ coù nhöôïc ñieåm laø khoù laép ñoàng truïc, deã gaây moment uoán phuï leân truïc vaø coù theå gaây bieán daïng truïc, do ñoù maø ta duøng loaïi noái truïc buø (noái truïc raêng).
Moment tính cuûa khôùp noái ñöôïc tính nhö sau (14-1).[4]:
[N.m] (1.63)
Trong ñoù: Mt – moment xoaén tính (N.m)
Mx– moment xoaén danh nghóa:
(N.m)
N – coâng suaát laøm vieäc cuûa maùy nghieàn. (kW)
n – soá voøng quay ñoäng cô (vg/ph)
K – heä soá taûi troïng ñoäng, trò soá K laáy theo baûng (14 – 1).[4]. Ñoái vôùi loaïi maùy laøm vieäc laø mayù nghieàn thì K = 2 3. Choïn K = 2.
Mt = K.Mx = 2.66773
Mt = 133,5.103 (N.m).
Ñöôøng kính cuûa truïc ñoäng cô chính vaø truïc ñaàu vaøo cuûa hoäp giaûm toác chính laø nhö nhau Ø240.
Ta choïn khôùp noái raêng ñaàu vaøo (input Toothed Coupling) kieåu: ZEXF – 9J cuûa haõng MAAG (Made in Switzerland) vôùi caùc thoâng soá kích thöôùc chuû yeáu sau:
Moment
xoaén
(N.m)
n
(vg/ph)
Moâñun
m
Soá raêng
Z
Chieàu
roäng
raêng
b
(mm)
Ñöôøng kính
loã
d
(mm)
Ñöôøng kính
ngoaøi
D1
(mm)
Chieàu daøi
K.noái
L
(mm)
Khoái
Löôïng
m
(kg)
145.103
995
7
50
48
765
1250
3960
660
Hình 4.34: Khôùp noái raêng giöõa HGT vaø ÑCÑ.
Kieåm tra ñoä beàn moøn cuûa raêng theo coâng thöùc (13.1).[4]:
Trong ñoù: D0 – ñöôøng kính voøng chia cuûa raêng.
z – soá raêng.
m – moâñun aên khôùp.
A = b.h – dieän tích tính toaùn cuûa beà maët laøm vieäc cuûa raêng.
b – chieàu daøi raêng.
h – chieàu cao laøm vieäc cuûa raêng, thöôøng laáy: h = 1,8m.
[p] – aùp suaát cho pheùp: [p] = 12 15 (Mpa), laáy [p] = 12 (Mpa).
Nhö vaäy coâng thöùc kieåm nghieäm ñoä beàn moøn raêng trôû thaønh (13.2).[4]:
(N/m2)
Ta coù p < [p] = 12 (Mpa), vaäy khôùp noái ñaûm baûo ñieàu kieän veà moøn raêng.
b) Tính choïn khôùp noái giöõa ñaàu ra hoäp giaûm toác chính vaø thuøng nghieàn:
Khôùp noái loaïi naøy ta duøng noái truïc raêng, ñaây laø loaïi noái truïc buø ñöôïc duøng ñeå noái caùc truïc bò nghieâng hay bò sai leäch ñoä ñoàng taâm ñoái vôùi nhau moät khoaûng nhoû.
Moment tính cuûa khôùp noái ñöôïc tính nhö sau (14-1).[4]:
[N.m] (1.63)
Trong ñoù: Mt – moment xoaén tính (N.m)
Mx– moment xoaén danh nghóa:
(N.m)
N – coâng suaát laøm vieäc cuûa maùy nghieàn. (kW)
n – soá voøng quay cuûa thuøng nghieàn. (vg/ph)
K – heä soá taûi troïng ñoäng, trò soá K laáy theo baûng (14 – 1).[4]. Ñoái vôùi
loaïi maùy laøm vieäc laø mayù nghieàn thì K = 2 3. Choïn K = 2.
Mt = K.Mx = 2. 4,7.106
Mt = 9,4.106 (N.m).
Ta choïn khôùp noái raêng ñaàu ra (output Toothed Coupling) kieåu: ZCF – 56 cuûa haõng MAAG (Made in Switzerland) vôùi caùc thoâng soá kích thöôùc chuû yeáu sau:
Moment
xoaén
(N.m)
n
(vg/ph)
Moâñun
m
Soá raêng
Z
Chieàu
roäng
raêng
b
(mm)
Ñöôøng kính
loã
d
(mm)
Ñöôøng kính
ngoaøi
D1
(mm)
Chieàu daøi
K.noái
L
(mm)
Khoái
Löôïng
m
(kg)
10.106
14,13
14,5
100
180
765
1250
1337
31700
Hình 4.35: Khôùp noái raêng giöõa HGT vaø thuøng nghieàn.
Kieåm tra ñoä beàn moøn cuûa raêng theo coâng thöùc (13.1).[4]:
Trong ñoù: D0 – ñöôøng kính voøng chia cuûa raêng.
z – soá raêng.
m – moâñun aên khôùp.
A = b.h – dieän tích tính toaùn cuûa beà maët laøm vieäc cuûa raêng.
b – chieàu daøi raêng.
h – chieàu cao laøm vieäc cuûa raêng, thöôøng laáy: h = 1,8m.
[p] – aùp suaát cho pheùp: [p] = 12 15 (Mpa), laáy [p] = 12 (Mpa).
Nhö vaäy coâng thöùc kieåm nghieäm ñoä beàn moøn raêng trôû thaønh (13.2).[4]:
(N/m2)
Ta coù p < [p] = 12 (Mpa), vaäy khôùp noái ñaûm baûo ñieàu kieän veà moøn raêng.
c) Tính choïn ly hôïp aên khôùp (Overrunning Clutch) giöõa hoäp giaûm toác phuï vaø ñoäng cô chính:
Ly hôïp aên khôùp laøm vieäc döïa treân söï aên khôùp giöõa caùc vaáu hoaëc caùc raêng cuûa caùc nöûa ly hôïp.
Öu ñieåm cuûa ly hôïp aên khôùp laø keát caáu ñôn giaûn, kích thöôùc goïn, laøm vieäc tin caäy, sau khi ñaõ ñoùng ly hôïp, kích thöôùc nhoû goïn, khoâng coù sai soá toác ñoä giöõa hai truïc vaø ít bò moøn.
Nhöôïc ñieåm: Đóng mở ly hợp sinh ra va ñaäp, nhieàu khi phaù hoûng ly hôïp neáu vaän toác truyeàn khaù cao. Ly hôïp chæ duøng khi vaän toác truyeàn cuûa truïc thaáp (v1m/s).
Ly hôïp vaáu goàm 2 nöûa ly hôïp coù vaáu ôû maët beân, moät nöûa ly hôïp ñöôïc laép coá ñònh vôùi moät truïc, nöûa kia laép treân ñoaïn cuoái cuûa truïc thöù hai baèng then daãn höôùng hoaëc then hoa. Ñoùng môû ly hôïp nhôø tay gaït moùc vaøo raõnh. Khi ñoùng ly hôïp vaáu cuûa chuùng gaøi vaøo nhau, nhôø ñoù moment xoaén ñöôïc truyeàn ñi. Beân trong 2 nöûa ly hôïp coøn coù moät voøng duøng ñeå ñònh taâm caùc truïc.
Hình 4.36:Ly hợp vấu tiết diện hình thang lệch truyeàn ñoäng töø HGT phuï tôùi
truïc vaøo cuûa ÑC chính.
Tieát dieän vaáu coù nhieàu kieåu: tieát dieän hình chöõ nhaät (hình a) ñoøi hoûi caùc nöûa ly hôïp phaûi coù vò trí töông ñoái chính xaùc khi ñoùng khôùp, ngoaøi ra do coù khe hôû caïnh neân sinh va ñaäpkhi thay ñoåi chieàu quay; vaáu hình thang (hình b,c) khoâng yeâu caàu vò trí chính xaùc cuûa cuûa caùc nöûa ly hôïp, khe hôû caïnh beân ñöôïc buø nhôø thay ñoåi chieàu saâu gaøi vaáu. Duøng tieát dieän hình thang caân (hình b) khi truïc quay hai chieàu, coøn khi quay moät chieàu duøng tieát dieän hình thang leäch (hình c). Goùc α thöôøng laáy baèng 2 50 ñeå ñaûm baûo töï haõm khi vaáu ñaõ gaøi vaøo nhau.
Hình 4.37: Caùc kieåu tieát dieän vaáu.
* Ñònh kích thöôùc cuûa ly hôïp:
– Ñöôøng kính ngoaøi cuûa ly hôïp:
D = (1,8 2,5)d
Trong ñoù: d – ñöôøng kính truïc: d = 200 (mm)
D = (1,8 2,5). 200 = 360 500 (mm)
Choïn: D = 460 (mm)
– Chieàu daøi toaøn boä ly hôïp:
L = (3 4)d
L = (3 4). 200 = 600 800 (mm)
Choïn: L = 600 (mm)
– Ñöôøng kính trong ly hôïp:
D1 = D – 2a
Trong ñoù: a – chieàu roäng vaáu: a = 55 (mm)
D1 = 460 – 2.55 = 350 (mm)
– Ñöôøng kính trung bình cuûa ly hôïp:
(mm)
– Goùc nghieâng cuûa beà maët laøm vieäc cuûa vaáu hình thang leäch laø: α = 00.
– Chieàu daøi chaân vaáu hình thang laø:
(1.64)
Trong ñoù: h – chieàu cao cuûa vaáu: h = 25 (mm)
Z – soá raêng cuûa vaáu : Z =18
= 35 (mm)
Caùc thoâng soá a, h, Z laáy theo haõng cung caáp thieát bò HAT – CH..
* Choïn vaät lieäu laøm ly hôïp:
Vaät lieäu cheá taïo ly hôïp vaáu coù theå gang GX 21 – 40 ñoái vôùi caùc boä truyeàn khoâng quan troïng, coøn trong tröôøng hôïp khaùc ly hôïp ñöôïc cheá taïo töø theùp CT5, 15,
20X hoaëc caùc theùp hôïp kim khaùc. Ly hôïp duøng ôû ñaây cheá taïo töø vaät lieäu laø theùp CT5. Ñeå taêng tuoåi thoï caùc vaáu baèng theùp naøy ñöôïc thaám than roài toâi ñaït ñoä raén 62 HRC.
ÖÙng suaát daäp cho pheùp trong tröôøng hôïp khi truïc quay chaäm:
[σ]d = 70 (N/mm2)
Giôùi haïn chaûy cuûa vaät lieäu cheá taïo ly hôïp:
σch = 260 (N/mm2)
ÖÙng suaát uoán cho pheùp:
[σ]u 0,25. σch = 0,25.260
[σ]u = 65 (N/mm2).
Choïn ly hôïp vaáu kieåu tieát dieän hình thang leäch loaïi DEB-80-L-160-200-350 cuûa haõng HAT – CH.
* Kieåm nghieäm öùng suaát daäp treân beà maët laøm vieäc vaáu theo ñieàu kieän (14–25).[3]:
(1.65)
Trong ñoù:
K – heä soá taûi troïng ñoäng, ñoái vôùi maùy nghieàn: K = 2.
Mx – moment xoaén treân truïc: Mx = i.Mñcphuï
= 73535 (N.m)
ψ – heä soá xeùt ñeán söï phaân boá khoâng ñeàu taûi troïng leân caùc vaáu: ψ = 0,50,75.
ψ = 0,7.
Z – soá raêng cuûa vaáu: Z = 18.
Dtb – ñöôøng kính trung bình cuûa ly hôïp: Dtb = 405 (mm)
a – chieàu roäng vaáu: a = 55 (mm)
h – chieàu cao vaáu: h = 25 (mm)
[σ]d – öùng suaát daäp cho pheùp: [σ]d = 70 (N/mm2)
σd = 42 (N/mm2)
Ta coù: σd < [σ]d = 70 (N/mm2)
Vaäy beà maët laøm vieäc cuûa vaáu ñaûm baûo ñieàu kieän chòu daäp.
* Kieåm nghieäm söùc beàn uoán cuûa vaáu laø (14–26).[3]:
(1.66)
Trong ñoù: W – moment caûn uoán cuûa tieát dieän chaân vaáu:
(mm3)
[σ]u – öùng suaát uoán cho pheùp: [σ]u = 65 (N/mm2)
σu = 63,8 (N/mm2)
Ta coù: σu < [σ]u = 65 (N/mm2)
Vaäy söï laøm vieäc cuûa vaáu ñaûm baûo ñieàu kieän veà ñoä beàn uoán.
* Löïc caàn thieát ñeå ñoùng ly hôïp laø (14–27).[3]:
(1.67)
Trong ñoù: f* - heä soá ma saùt giöõa ly hôïp vôùi truïc, thöôøng laáy:
f* = f = 0,15 0,2, laáy f* = 0,15
f – heä soá ma saùt giöõa caùc vaáu.
ρ – goùc ma saùt: ρ = arctgf = arctg0,17 ρ = 100 .
α – goùc nghieâng cuûa beà maët laøm vieäc cuûa vaáu: α = 00.
Q1 = 348666 (N)
* Löïc caàn thieát ñeå môû ly hôïp (14–28).[3]:
(1.68)
Q2 = 167387 (N)
15. Tính toaùn goái ñôõ oå tröôït cho maùy nghieàn:
Töø sô ñoà phaân tích löïc vaø bieåu ñoà noäi löïc cuûa thuøng nghieàn, hai phaûn löïc taïi hai goái A vaø B coù cheânh leäch nhau nhöng khoâng ñaùng keå, ta xem hai phaûn löïc RA vaø RB baèng nhau. Vaäy ta coù:
RA = RB = 8914. (kN).
Xeùt phaûn löïc taïi goái ñôõ oå tröôït B, taïi goái ñôõ naøy coù hai oå tröôït boá trí ñoái xöùng nhau qua truïc taâm maùy nghieàn vaø hôïp vôùi nhau moät goùc 600. Löïc höôùng taâm taùc duïng leân oå tröôït laø:
(kN).
Hình 4.38: Löïc taùc duïng leân oå ñôõ maùy nghieàn.
Oå tröôït laøm vieäc trong cheá ñoä ma saùt öôùt trong tröôøng hôïp naøy boâi trôn baèng thuûy ñoäng. Lôùp daàu ngaên caùch giöõa loùt oå vaø vaønh tröôït coù chieàu daøy lôùn hôn toång ñoä cao trung bình caùc nhaáp nhoâ beà maët RZ cuûa vaønh tröôït vaø beà maët loùt oå.
Khi maùy nghieàn baét ñaàu khôûi ñoäng thì daàu cao aùp seõ truyeàn tôùi beà maët oå vaø naâng thuøng nghieàn leân. Khi thuøng nghieàn quay ñaït vaän toác laøm vieäc thích hôïp vaø thuøng nghieàn quay ñaït traïng thaùi caân baèng töùc laø aùp löïc cuûa troïng löôïng phaàn quay vaø löïc quaùn tính leân beà maët caùc oå caân baèng vôùi aùp löïc do maøng daàu cao aùp taïo ra thì daàu cao aùp seõ ngöøng hoaït ñoäng vaø daàu thaáp aùp hoaït ñoäng ñeå duy trì lôùp daàu naèm giöõa beà maët vaønh tröôït vaø oå tröôït.
Tính toaùn oå tröôït theo p vaø p.v :
Aùp suaát p ñaëc tröng cho khaû naêng taûi cuûa oå, coøn tích soá p.v ñaëc tröng cho ñoä moøn cuûa oå vaø phaàn naøo theå hieän nguy hieåm veà dính baùm bong troùc beà maët oå. Muoán cho oå laøm vieäc bình thöôøng töùc laø khoâng bò moøn quaù möùc cho pheùp, khoâng bò dính vaø nung noùng quaù möùc, phaûi ñaûm baûo caùc ñieàu kieän sau (11.9); (11.10):
(1.70)
(1.71)
Trong ñoù : Fr – löïc höôùng taâm : Fr = Ra = 3860 (kN).
l – chieàu daøi cuûa oå : l = 710 (mm).
d – ñöôøng kính oå : d = 5650 (mm)
v – vaän toác voøng cuûa thuøng nghieàn :
v = p.D.n/60 = 3,14.5,64.14,1/60
v = 8,32 (m/s)
[p] – trò soá cho pheùp cuûa aùp suaát : [p] = 25 (Mpa).
[p.v] – trò soá cho pheùp cuûa tích soá cuûa aùp suaát vaø vaän toác voøng :
[p.v] = 20 (Mpa)
Do beà maët cuûa oå tröôït ñöôïc traùng moät lôùp hôïp kim Babit moûng, tra baûng (11.1).[4] ta coù trò soá [p] vaø [p.v] nhö treân.
(kG/cm2)
(kG/cm2)
Ta coù : p = 10 (kG/cm2) = 0,01 (Mpa) < [p] = 25 (Mpa)
p = 83,2(kG/cm2) = 0,0832 (Mpa) < [p.v] = 20 (Mpa).
Vaäy oå tröôït laøm vieäc bình thöôøng vaø ñöôïc laøm maùt baèng nöôùc laøm maùt.
Hình 4.39: OÅ tröôït vaø heä thoáng thuûy löïc – nöôùc laøm maùt cho oå tröôït.
Hình 4.40: Oå tröôït di ñoäng cuûa maùy nghieàn.
Hình 4.41: Heä thoáng thuyû löïc vaø nöôùc laøm maùt cho oå tröôït.
16. Tính beàn voû thuøng nghieàn:
Chieàu daøy taám theùp cheá taïo thuøng nghieàn phuï thuoäc vaøo ñöôøng kính trong cuûa thuøng, thöôøng laáy d = (0,01 ¸ 0,015)D. ÔÛ ñaây ñöôøng kính trong cuûa thuøng nghieàn laø D = 5,4m neân ta choïn chieàu daøy thuøng nghieàn laø: δ = 55mm. Thaân thuøng nghieàn daøi L = 15,6m (tính khoaûng caùc töø taâm hai voøng tröôït) bao goàm 5 moâñun laø nhöõng voøng troøn theùp taám hình truï ñöôïc haøn laïi vôùi nhau. Treân thaân thuøng nghieàn coù khoan loã ñeå laép buloâng lieân keát caùc taám loùt vaøo thaân thuøng nghieàn.
Thuøng nghieàn coi nhö moät daàm troøn chòu xoaén vaø uoán. Moment uoán do löïc tónh vaø löïc ly taâm gaây ra.
Löïc tónh bao goàm troïng löïc cuûa caùc phaàn quay ΣG, vaät lieäu nghieàn (bi nghieàn + vaät lieäu) Gch . Ta coù (1.202).[2] :
ΣG = G1 + G2 + G3 + G4 [N]
Trong ñoù :
G1 – troïng löôïng baûn thaân thuøng nghieàn.
G2 – troïng löôïng caùc taám loùt.
G3 – troïng löôïng caùc maët bích vaø cuûa caùc taám ngaên.
G4 – troïng löôïng cuûa khôùp noái vaø moät nöûa cuûa truïc khi daãn ñoäng taâm.
G4 = 18,5 (Tf)
a) Xaùc ñònh troïng löôïng baûn thaân thuøng nghieàn:
Thaân thuøng nghieàn ta laøm töø theùp taám, coù khoái löôïng rieâng laø: r = 7,85 (Tf/m3).
Maët caét ngang cuûa thaân thuøng nghieàn coù daïng hình vaønh khaên, dieän tích hình vaønh khaên naøy laø:
STN = 0,943 (m2)
Theå tích voû thuøng nghieàn laø:
Vv = STN. L = 0,943. 15,6 = 14,61 (m3).
Theå tích cuûa hai voøng tröôït laø:
VVT = 2.SVT.b [m3]
Trong ñoù: SVT – dieän tích hình vaønh khaên cuûa voøng tröôït.
SVT = 2,081 (m2)
b – chieàu roäng cuûa voøng tröôït. b = 710 (mm).
VVT = 2. 2,081. 0,71 = 2,96 (m3)
* Troïng löôïng baûn thaân thuøng nghieàn laø:
G1 = (Vv + VVT).r = (14,61 + 2,96).7,85
G1 = 138 (Tf)
b) Xaùc ñònh troïng löôïng caùc taám loùt:
Caùc taám loùt khoang 1 coù chieàu daøy trung bình laø: e = 38 (mm).
Caùc taám loùt khoang 2 coù chieàu daøy trung bình laø: e = 53 (mm).
Dieän tích hình vaønh khaên giöõa ñöôøng kính trong thuøng nghieàn Dt vaø ñöôøng kính trong caùc taám loùt khoang 1 DTL1 laø:
STL1 = 0,89 (m2)
Dieän tích hình vaønh khaên giöõa ñöôøng kính trong thuøng nghieàn Dt vaø ñöôøng kính trong caùc taám loùt khoang 2 DTL2 laø:
STL1 = 0,64 (m2)
Theå tích hình vaønh khaên cuûa caùc taám loùt khoang 1 VTL1 laø:
VTL1 = STL1.L1 = 0,89. 5,4175
VTL1 = 4,82 (m3).
Theå tích hình vaønh khaên cuûa caùc taám loùt khoang 2 VTL2 laø:
VTL2 = STL2.L2 = 0,64.10,1775
VTL2 = 6,52 (m3).
* Troïng löôïng caùc taám loùt laø:
G2 = (VTL1 + VTL2). r = (4,82 + 6,52). 7,85
G2 = 89 (Tf)
c) Troïng löôïng cuûa maët bích vaø caùc taám ngaên:
* Troïng löôïng cuûa maët bích maùy nghieàn:
Phaàn maët bích naøy coù daïng hình noùn cuït maø ñaùy nhoû cuûa noù laø bích coù loã baét buloâng ñeå noái vôùi hoäp giaûm toác chính baèng noái truïc raêng.
Troïng löôïng cuûa bích laø:
Gb = 1,8 (Tf)
Trong ñoù : Dnb, Dtb, δ – laàn löôït laø ñöôøng kính ngoaøi, ñöôøng kính trong vaø chieàu daøy
cuûa phaàn bích. (m)
ρ – troïng löôïng rieâng cuûa theùp. (Tf/m3)
Troïng löôïng cuûa phaàn noùn cuït laø:
Gnc = Vnc. ρ
Trong ñoù: Vnc – theå tích phaàn noùn cuït.
Vnc = Vn – Vt
Ta coù : Vn = (m3)
Vt = (m3)
Vôùi h laø chieàu cao cuûa noùn cuït, theùp cho noùn cuït naøy coù chieàu daøy laø δ = 55 (mm).
Vnc = 40,6 – 38,8 = 1,8 (m3)
Phaàn theå tích naøy bò giaûm ñi do coù caùc loã troáng, vaäy theå tích thaät cuûa noùn cuït laø:
Vnc* = 1,8 – 0,5 = 1,3 (m3)
Troïng löôïng cuûa noùn cuït laø :
Gnc = 1,3. 7,85 = 10,5 (Tf)
* Vaäy troïng löôïng cuûa maët bích maùy nghieàn laø :
Gmb = Gb + Gnc = 1,8 + 10,5 = 12,3 (Tf)
* Troïng löôïng cuûa caùc taám ngaên laø:
Caùc taám ngaên coù ñöôøng kính ngoaøi laø D = 5,4 (m), chieàu daøy laø δ = 315 (mm). Ta laáy troïng löôïng caùc taám ngaên naøy döïa theo caùc taám ngaên cuûa maùy maãu coù troïng löôïng laø G = 4487 (kG). Maùy nghieàn coù 2 khoang vaø coù 3 taám ngaên neân troïng löôïng cuûa caùc taám ngaên trong thuøng nghieàn laø:
Gtngaên = 3.G = 3.4,487 = 13,46 (Tf)
* Vaäy troïng löôïng cuûa maët bích vaø caùc taám ngaên laø:
G3 = 12,3 + 13,46 = 25,76 (Tf)
* Troïng löôïng cuûa phaàn quay laø:
ΣG = 138 + 89 + 25,76 + 18,5
ΣG = 271,26 [Tf]
* Troïng löôïng cuûa bi nghieàn vaø vaät lieäu laø (1.203).[2]:
Gch = (mg + mvl.g).k = (Gb + GVL).k [N] (1.63)
Trong ñoù:
Gb – troïng löôïng cuûa bi : Gb = 362 (Tf)
GVL–troïng löôïng vaät lieäu : GVL= 0,23.Gb
GVL = 0,23. 362 = 83,3 (Tf)
k – heä soá keå ñeán khoái löôïng tham gia quay cuøng thuøng nghieàn. Trò soá cuûa k baèng tyû soá thôøi gian:
.
Vôùi: T1, TCK – thôøi gian chuyeån ñoäng theo quyõ ñaïo troøn vaø thôøi gian chuyeån ñoäng trong moät chu kyø cuûa lôùp bi nghieàn ôû giöõa.
Khoái löôïng chung tham gia quay cuøng thuøng nghieàn laø:
mch = 0,55.(m + 0,23m) = 0,677m.
Trong ñoù : m, 0,23m – khoái löôïng bi nghieàn vaø khoái löôïng vaät lieäu caàn nghieàn.
m = 3620 (kN)
Troïng löôïng chung cuûa khoái quay cuøng thuøng nghieàn laø:
Gch = 0,677.mg = 0,677.Gb
Gch = 245. (Tf)
Löïc ly taâm do mch sinh ra laø:
Plt = mch. ω2.R = 0,677.m.ω2.R [N] (1.64)
Trong ñoù: ω – toác ñoä goùc quay hôïp lyù cuûa thuøng nghieàn (1.171).[2]:
(1.65)
(m/s)
Do ñoù löïc ly taâm laø (1.206).[2]:
Plt = 3,83.m = 3,83. 3620 (1.66)
Plt = 13882 (kN)
Ñaët löïc Plt, Gch taïi troïng taâm cuûa khoái löôïng chung tham gia quay vôùi α0 = 600:
Hình 4.42: Sô ñoà löïc taùc duïng leân thuøng nghieàn.
Löïc toång cuûa Gch vaø Plt seõ laø löïc T (1.207).[2]:
(1.67)
T = 15255 (kN)
Hôïp löïc cuûa T vaø ΣG taïi ñieåm C ta ñöôïc Q:
[N] (1.68)
Goùc α1 hoaøn toaøn coù theå xaùc ñònh theo ñoà hoaï hình treân vaø theo tyû leä caùc caïnh, thöôøng laáy xaáp xæ : α1 = 1600 vaø ta coù:
(1.69)
Q = 17828 (kN)
Sau ñoù chieáu Q leân truïc thaúng ñöùng ta coù:
Q1 = Q.cosβ = Q.cosβ0 Q
Q1 = Q = 17828 (kN)
Trong ñoù: β – xaùc ñònh theo ñoà hoïa, goùc β beù neân boû qua. β = 50.
Löïc Q seõ phaân boá ñeàu treân suoát chieàu daøi thuøng nghieàn, löïc phaân boá q seõ laø:
q = 1143 (kN/m)
Trong ñoù: L – khoaûng caùc giöõa hai goái ñôõ thuøng nghieàn. L = 15,6 (m).
Löïc phaân boá q1 laø löïc phaân boá taïi phaàn coân ñaàu vaøo maùy nghieàn, vôùi chieàu daøi phaàn coân naøy laø: L’ = 2350 (mm). Troïng löôïng phaàn coân G = 12,3 (Tf).
(kN/m)
* Moment uoán thuøng nghieàn lôùn nhaát Mu max laø:
(kN.m)
* Thaân thuøng nghieàn chòu moment xoaén:
[N.m]
Trong ñoù:
N – coâng suaát cuûa truïc thuøng nghieàn caàn thieát daãn ñoäng maùy nghieàn laøm vieäc:
N = 6950 (kW)
n – toác ñoä quay cuûa thuøng nghieàn khi hoaït ñoäng:
n = 14,1 (vg/ph)
= 4707 (kN.m)
Hình 4.43: Sô ñoà phaân tích löïc vaø bieåu ñoà noäi löïc cuûa thuøng nghieàn.
Maët caét nguy hieåm nhaát laø ôû giöõa thuøng nghieàn, moment töông ñöông ñöôïc tính:
Mtñ = 35003 (kN.m)
Moment choáng uoán cuûa thuøng nghieàn laø:
[m3]
Trong ñoù:
Rn – baùn kính ngoaøi cuûa voû thuøng nghieàn: Rn = 2,755 (m).
Rt – baùn kính trong cuûa voû thuøng nghieàn : Rt = 2,7 (m).
(m3).
Öùng suaát taïi maët caét nguy hieåm nhaát taïi giöõa thuøng nghieàn do Mtñ gaây ra:
Vôùi : K – heä soá giaûm beàn do khoan loã baét buloâng taám loùt: K = 0,8.
(kN/m2).
Hay: σ = 270,1 (kG/cm2).
Vaät lieäu cheá taïo voû thuøng nghieàn ta choïn theùp maùc CCT38 coù öùng suaát uoán cho pheùp laø: [σu] = 1800 (kG/cm2).
Ñieàu kieän beàn cuûa voû thuøng nghieàn phaûi laø:
σ [σu]
Vaäy ta coù: σ = 270,1 (kG/cm2) < [σu] = 1800 (kG/cm2).
* Vaäy voû thuøng nghieàn ñaûm baûo ñieàu kieän beàn.
17. Tính truïc truyeàn ñoäng cho maùy nghieàn :
Ta choïn truïc truyeàn ñoäng ôû ñaây loaïi truïc ñaëc coù ñöôøng kính D = 765 (mm).
Hình 4.44: Bieåu ñoà öùng suaát tieáp cuûa truïc truyeàn ñoäng.
Truïc ñöôïc laøm töø theùp CT3, coù giôùi haïn beàn laø:
[s] = 1800 (kG/cm2).
Vaäy ta ñi kieåm tra beàn cuûa truïc.
Khoái löôïng baûn thaân cuûa truïc:
(T)
Trong ñoù:
L : chieàu daøi truïc truyeàn, L = 3,8 (m)
Svk : dieän tích hình vaønh khaên.
D : ñöôøng kính ngoaøi cuûa truïc, D = 765mm = 0,765 (m)
r : khoái löôïng rieâng cuûa theùp, r = 7,85 . (T/m3)
Vaäy taûi troïng phaân boá treân chieàu daøi truïc laø:
(T/m)
Sô ñoà tính truïc nhö sau:
Hình 4.45: Bieåu ñoà noäi löïc cuûa truïc truyeàn ñoäng maùy nghieàn.
Truïc luùc naøy chòu uoán do troïng löôïng baûn thaân truïc vaø chòu xoaén do moment xoaén cuûa ñoäng cô.
Moment uoán coù giaù trò lôùn nhaát taïi giöõa truïc vaø coù giaù trò laø
(Nm)
Moment choáng uoán cuûa truïc ñöïôc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau:
(m3)
ÖÙng suaát uoán sinh ta treân truïc laø:
(N/m2)
(kG/cm2)
Moment xoaén gaây ra cho truïc tính theo coâng thöùc:
(Nm)
Trong ñoù:
-N: coâng suaát laøm vieäc cuûa maùy nghieàn. (kW)
-n: toác ñoä quay cuûa maùy nghieàn. (vg/ph)
Moment choáng xoaén cuûa truïc ñöïôc tính theo coâng thöùc sau:
(m3)
ÖÙng suaát xoaén sinh ra treân truïc laø:
(N/m2
= 523 (kG/cm2)
Döïa vaøo bieåu ñoà moment ta thaáy raèng maët caét ôû giöõa truïc laø nguy hieåm nhaát
ÖÙng suaát töông ñöông lôùn nhaát taïi maët caét naøy ñöôïc tính theo thuyeát beàn 4:
(kG/cm2)
Ta thaáy raèng öùng suaát töông ñöông lôùn nhaát sinh ra treân truïc nhoû hôn öùng suaát cho pheùp:
(kG/cm2)
* Vaäy truïc thoûa maõn ñieàu kieän beàn.
Hình 4.46 : Truïc truyeàn ñoäng maùy nghieàn bi noái giöõa
ñaàu ra HGT vôùi thuøng nghieàn.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- CHUONG IV.doc