CÁC MÁY ĐẬP NGHIỀNvinhbd/Documents/GAMVKXD-ch2-0.pdf · nghiền cần thiết, nhưng như thế cũng chưa đủ để đánh giá khả năng đập nghiền của các

Chương II: Các loại máy đập nghiền

Trang II- 1

CHƯƠNG II

CÁC MÁY ĐẬP NGHIỀN


Trang II- 2

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:

+ +=Tb

l b hd

3 hoặc = 3Tbd l.b.h (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:

+= max min

Nd d

d2 (2.2)

Trong đó: dmax - kích thước hạt to nhất dmin - kích thước hạt bé nhất

Kích thước trung bình của hỗn hợp nhiều nhóm hạt vật liệu

+ + +=

+ +N1 1 N2 2 Nn n

HH1 2 3 n

d .a d .a ....... d .ad

a +a a ...a (2.3) 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:

= tb

Tb

Di

d (2.4a) Mức độ đập nghiền của nhóm hạt vật liệu:

= N

N

Di

d (2.4b)


Trang II- 3

Mức độ đập nghiền của hạt vật liệu:

HH

HH

Di=

d (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 Giới hạn bền chịu nén (kgf/cm2)

Kém bền Trung bình

Bền Rất bền

<100 100 – 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 Độ rắn Vật liệu chuẩn Tính chất

Mềm 1 2 3

Hoạt thạch (talk) Thạch cao Tinh thạch vôi

Dễ vạch bằng móng tay Vạch được bằng móng tay Dễ vạch bằng dao

Trung bình

4 5 6 7

Fluorin Apatit Tràng thạch Thạch anh

Khó vạch bằng dao Không vạch được bằng dao Rắn bằng thủy tinh thường Vạch được thủy tinh thường

Rắn 8 9 10

Topazơ Corindon Kim cương

Vạch được thủy tinh thường Cắt được thủy tinh Cắt được thủy tinh


Trang II- 4

• 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 Hệ số khả năng đập nghiền

Đá vân mẫu đá vôi rắn

Tràng thạch Clinker lò quay Clinker lò đứng

Vôi sống

0,75 0,8-0,9 0,8-0,9

1 1,3-1,4 1,64

Mỗi loại vật liệu được đặt trưng một hệ số khả năng đập nghiền nhất định (tham khảo tài liệu). 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.


Trang II- 5

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 :

= 2F 3D (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

nghiền của vật liệu như sau:

= = 2iA AF 3AD (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:

= −2iA 3kAD (i 1) [KG.cm] (2.8)

k: hệ số phụ thuộc vào hình dáng của vật liệu, thông thường k = 1,2÷1,7.

d

D

Hình 2.1a


Trang II- 6

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)

PLLEF

∆ = (2.9)

Trong đó: ∆L- biến dạng dài tuyệt đối [cm] P - lực kéo hoặc nén [KG] 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] Công làm biến dạng một cục vật liệu:

+ + λ= ≈ λ

(p p dp)ddA pd

2 =

λ ∆dp Pd L

∆λ =

Ld dp

P ∆ ∆ ∆ ∆

= = λ = =∫ ∫ ∫L L P

10 0 0

L P LA dA pd pdp

P 2

Thay ∆ =

P.LL

EF vào công thức A1

Ta có:

∆=

2

1P L

A2 (2.10)

Ứng suất đàn hồi của vật liệu:

σ =PF [KG/cm2]

= σP F

σ σ= =

2 2 2

1L F V

A2EF 2E [KG/cm ] (2.11)

Khi đập các hạt vật liệu có kích thước khác nhau, công đập nghiền vật liệu:

( )=

σ σ= = + + =∑ ∑

2 2 n

i 1 2 n in i 1

A A V V ...V V2E 2E [KG.cm] (2.12)

Biến dạng

Lực

∆λ

∆L

P

∆p

Hình 2.1b Quan hệ lực và biến dạng

λ

p

dA


Trang II- 7

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:

σ= + = − +

22

1 2

Cong tao dien tich moi sinhCong lam bien dang

VA A A 3kAD (i 1)

2E [KG.cm] (2.13)

Có thể viết lại dưới dạng:

= δ ∆ + ∆A . S k V (2.14) 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 uốnbổ

Hình 2.2 Các phương pháp tác dụng lực cơ bản


Trang II- 8

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 Đường kính ra Dra(mm)

Đập thô Đập trung bình

Đập nhỏ Đập rất nhỏ

250 –25 25-5 5-1

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:


Trang II- 9

Bảng 2.4b Mức độ đập nghiền vật liệu

Mức độ nghiền Dra (mm)

Nghiền thô Nghiền mịn

Nghiền rất mịn

0,5 ÷ 0,1 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.


Trang II- 10

II.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy đập hàm

II.2.1. Máy đập hàm chuyển động đơn giản

Sơ đồ cấu tạo

3

13

710

2

5

1

8

9

11 12 4

6

Hình 2.3a Sơ đồ nguyên lý máy đập má đơn giản

Hình 2.3b Sơ đồ cấu tạo máy đập hàm đơn giản


Trang II- 11

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.


Trang II- 12

SPECIFICATIONS

Model 22x36 (550x900) 32x42 (800x1100)Weight 17,000 43,000

HP 100 150-200 RPM 260 260

Jaw Setting Rang 1-1/2" to 5" 2" to 5" Closed Setting (mm) Capacities TPH(tonnes)

1-1/2" (40) 45-60 (41-54) 2"¡¡(50) 55-72 (50-65) 65-135 (59-122)

2-1/2" (65) 60-85 (54-77) 110-175 (99-158) 3"¡¡(75) 85-120 (77-108) 130-200 (117-180)

3-1/2"¡¡(90) 105-135 (95-122) 148-230 (133-207) 4"¡¡(100) 110-155 (99-140) 170-250 (153-225) 5"¡¡(125) 135-210 (122-189) 195-300(176-270)

Pitman Bearing *24044(220mm) *23156(280mm) Frame Bearing *23238(180mm) *24152(240mm)

Movable Jaw Die Length 48" 68" 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 10"x16" 5900 3/4" to 2-1/2" 5 to 30 25 22328 300

PE1624 16"x24" 14300 1-1/2" to 4" 20 to 80 50 22236 275

PE1842 18"x42" 25000 2-1/2" to 6" 60 to 150 75 22344 275

PE2030 20"x30" 22600 2" to 4" 50 to 120 75 22248 275

PE2436 24"x36" 32000 3" to 5" 70 to 170 100 22340 250

PE3042 30"x42" 60500 3" to 6" 100 to 250 150 23176 250

PE3242 32"x42" 67500 4" to 8" 150 to 300 150 23176 250

PE3648 36"x48" 110000 4" to 8" 280 to 450 200 22344 200