CẢI TIẾN Máy nghiền đá kiểu má, Thiết kế Máy nghiền đá kiểu má năng suất N = 300 (T/h), thuyết minh MÁY XAY CÀ PHÊ, quy trình sản xuất Máy nghiền đá kiểu má, bản vẽ nguyên lý Máy nghiền đá kiểu má, Thiết kế kết cấu Máy nghiền đá kiểu má

Trong những năm gần đây nhằm đáp ứng nhu cầu về qui mô chất lượng và tiến độ thi công xây dựng dân dụng và công nghiệp, xây dưng cầu đường, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng …nước ta đã và đang áp dụng nhiều công nghệ mới và sử dụng thiết bị thi công tiên tiến của nhiều nước trên thế giới.

Công việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy móc để phục vụ nhu cầu xây dựng là rất cần thiết. Do đó cần phải có những cán bộ kỹ thuật có tay nghề cao, nhanh nhẹn, yêu công việc để tìm hiểu, nghiên cứu và vận dụng những hiểu biết để có thể thiết kế chế tạo ra những máy móc, thiết bị trợ giúp cho công việc nhằm tăng tăng năng suất chất lượng thi công.Trường đại học giao thông vận tải là một trong những trung tâm đào tạo ra những cán bộ có năng lực như vậy. Hàng năm sinh viên ra trường đều phải hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình. Những đề tài đó ngày càng mang tính chất thực tế. Đối với sinh viên Máy xây dựng việc làm đề tài tốt nghiệp là rất quan trọng. Nó giúp sinh viên làm quen với công việc mà sau này gặp phải trong thực tế. Biết vận dụng những kiến thức đã học trong nhà trường vào thực tiễn để có thể tăng năng suất và đạt hiệu quả trong lao động.

Chúng em những sinh viên thuộc bộ môn Máy xây dựng khoa cơ khí đã được nhà trường và tập thể thầy cô giáo của bộ môn giao cho đề tài :

Thiết kế Máy nghiền  đá kiểu má năng suất N = 300 (T/h).

Khi nhận được đề tài chúng em đã khẩn chương tìm tòi tài liệu, nghiên cứu và làm việc nghiêm túc để hoàn thành đề tài. Trong quá trình làm đồ án có những vướng mắc, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn.

Em xin thành thật cảm ơn thầy giáo hướng dẫn :      

TS. Nguyễn Bính

                   KS .Bùi Thanh Danh

cùng các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài.

Trong quá trình làm em không tránh khỏi những sai sót mong được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thâỳ cô để em có thêm hiểu biết và kinh nghiệm khi công tác sau này.

Cuối cùng một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô.

Chương I

 

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY NGHIỀN MÁ

 

  I. Khái niệm chung về vật liệu nghiền và máy nghiền

          1. Khái niệm chung về quá trình nghiền

          Nghiền đá là quá trình phá vỡ đá cỡ lớn thành đá cỡ nhỏ. Quá trình gia công này không phải tiến hành ngay một lần mà có thể phải qua nhiều lần, với nhiều công đoạn để đạt được chất lượng sản phẩm đồng đều mà không tốn nhiều công sức và năng suất cao.

          Tuỳ theo độ lớn của sản phẩm nghiền, người ta phân biệt quá trình nghiền hạt và nghiền bột thành các loại sau:

          Nghiền hạt:

                                      Nghiền thô  100 ¸  350 mm

                                      Nghiền vừa 40 ¸ 100 mm

                                      Nghiền nhỏ 5 ¸ 40 mm

          Nghiền bột:

                                      Bột thô       5 ¸ 0,1 mm

                                      Bột mịn      0,1 ¸ 0,05 mm

                                      Siêu mịn     <  0,05 mm

          2. Các tính chất cơ bản của vật liệu nghiền

          Khi sử dụng máy nghiền, cần quan tâm đến các tính chất cơ lý như: độ bền, độ giòn, tính mài mòn của vật liệu nghiền.

          a) Độ bền

          Độ bền của vật liệu đặc trưng cho khả năng chống phá huỷ của chúng dưới tác dụng của ngoại lực. Độ bền được đặc trưng bởi giới hạn bền nén (s_n) và giới hạn bền kéo (s_k):

                  (1-1)

          P_n – lực nén vỡ

          T – lực kéo đứt

          F – tiết diện chịu kéo hoặc nén

          Đối với đá, giới hạn bền nén lớn hơn giới hạn bền kéo, do vậy các máy nghiền thường được chế tạo dùng lực nén, ép vỡ đá.

          Để xác định độ bền nén của đá, thường chúng ta tiến hành các thí nghiệm nén mẫu thử.

          Mẫu thử là một khối lập phương có cạnh là 50mm được tạo hình bằng cách cưa cắt từ khối vật liệu, sau đó mài nhẵn các mặt. Thí nghiệm nén hoặc kéo đứt được thực hiện ít nhất trên 5 mẫu, sau đó lấy giá trị trung bình.

           Tuỳ thuộc vào độ bền s_n người ta phân  đá thành các loại sau:

                                      Siêu bền               > 250 MN/m²

                                      Bền                       150 ¸ 250 MN/m²

                                      Bền trung bình     80 ¸ 150 MN/m²

                                      Kém bền               < 80 MN/m²

          b)  Độ giòn

          Độ giòn đặc trưng cho khả năng bị phá huỷ của vật liệu dưới tác dụng của lực va đập. Vật liệu giòn có sự sai khác rất lớn giữa giới hạn bền nén và bền kéo. Xác định độ giòn bằng thiết bị thí nghiệm va đập. Dựa vào số lần va đập cần thiết để làm vỡ vật liệu, người ta phân   đá thành các loại sau:

                                      Rất giòn               dưới 2 lần va đập

                                      Giòn                     2 ¸ 5 lần va đập

                                      Dai                       5 ¸ 10 lần va đập

                                      Rất dai                 trên 10 lần va đập

          Khi làm việc với các vật liệu có độ giòn khác nhau thì khả năng của máy cũng thay đổi theo. Tính giòn tăng lên thì năng lượng nghiền giảm đi và năng suất tăng theo.

          c) Tính mài mòn

          Tính mài mòn đặc trưng cho khả năng của vật liệu làm  mòn bộ phận công tác khi làm việc.

          Tính mài mòn được xác định theo công thức:

                (1-2)

A_g1; A_g2; A_g3: hao mòn đầu búa được xác định với độ chính xác ± 0,2mg;

G₁; G₂; G₃: khối lượng của đá gia công.

          Khi chỉ số I được xác định ở vận tốc vòng 30m/s, người ta viết I₃₀. Khi máy nghiền làm việc ở tốc độ khác nhau thì hao mòn của đầu búa cũng khác nhau. Chẳng hạn khi tăng tốc độ quay của đầu búa lên 2 lần (từ 30 đến 60m/s) mức hao mòn của đầu búa tăng lên 4 lần. Dựa vào chỉ số hao mòn I người ta phân đá thành 10 loại (xem bảng 1-1).

Bảng phân loại đá theo tính mài mòn bằng va đập

Bảng 1.1

Loại	Cấp mài (Ka)	Chỉ số hao mòn		Vật liệu
		l30	L40
1	2	3	4	5
Không màI mòn   Mài mòn ít     Mài mòn trung bình   Mài mòn nhiều     Mài mòn rất cao	0   I II III IV V VI VII VIII IX X	1   1¸2 2¸4 4¸8 8¸16 16¸32 32¸65 65¸130 130¸250 250¸500 >500	4   4¸8 8¸16 16¸32 32¸65 65¸130 130¸250 250¸500 500¸1000 1000¸2000 >2000	Đá tan, sét kết, than đá thuần nhất. Đá vôi, cẩm thạch Sét kết, than đá Sa thạch hạt nhỏ Đá vôi có tính mài mòn trung bình Sa thạch Gạch nung, Xiđẻit FeCO3 Đá hoa cương, dá bazan Điôrit, Quaczit Sỏi đá vôi, đá vôi Xỉ lò điện, quặng sắt, xỉ lò thổi

          Khi các thông số chuyển động và làm việc không đồi, độ mòn của đầu búa sẽ khác nhau, khi thay đổi vật liệu đêm nghiền có các cấp mài K­_a khác nhau. Sử dụng bảng phân loại trên xác định được sự thay đổi, độ mòn của đầu búa qua hệ số chuyển đổi K = 2^(B_A).

          A, B- cấp mài của hai loại đá đem so sánh.

          Ví dụ: Khi chuyển từ loại đá có cấp mài 2 sang loại đá B có cấp mài 7 thì hệ số chuyển đổi độ mòn K = 2^(7-2) = 32, nghĩa là đầu búa sẽ bị hao mòn gấp 32 lần so với ban đầu.

          3. Đặc tính quá trình nghiền

          Qúa trình nghiền có các đặc tính được thể hiện qua tỉ số nghiền, độ lớn của hạt và thành phần hạt trong sản phẩm của vật liệu nghiền.

          a) Độ lớn của hạt

          Hạt vật liệu có hình dạng khác nhau và thường được xác định bằng các số đo: chiều dài a; chiều rộng b; bề dày c. Để đơn giản khi nghiên cứu người ta coi viên đá nghiền có khối cầu có đường kính qui ước D và sản phẩm nghiền có đường kính qui ước d.

          Đường kính qui ước d được  xác định theo nhiều cách khác nhau như sau:

          - Theo trung bình cộng:          

          - Theo trung bình nhân:          

          - Theo trung bình bình phương:       

          b) Thành phần hạt của sản phẩm

 

                            Hình 1-1. Đặc tính hạt của sản phẩm

          Thành phần hạt của sản phẩm nghiền được thể hiện qua đặc tính độ hạt ( hình 1-3). Để xác định nó, người ta lấy các mẫu sản phẩm và đem phân loại trên máy sàng mẫu. Khối lượng của mẫu thử phụ thuộc vào kích thước lớn nhất của hạt và được xác định qua biểu thức:

                                                            (1-3)

d- kích thước lớn nhất của hạ

          Lưới sàng của máy sàng mẫu có các lỗ hình tròn. Khi độ lớn của hạt dưới 40mm, các lỗ sàng thay đổi với cách quãng 5mm (5, 10, 15, ..., 35, 40). Khi kích thước hạt trên 100mm sử dụng lỗ sàng với cách quãng 10mm. Trong quá trình phân loại bằng lưới sàng, các hạt lọt qua lỗ có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng 5, 10, 15 được gọi là loại sàng dưới 5 (hay – 5), dưới 10 (hay –10)v.v.... Loại không lọt qua lỗ 20... được gọi là trên sàng 20( hay +20). Tiếp theo, đem cân từng loại hạt và xác định tỉ lệ của chúng so với khối lượng mẫu thử. Kết quả thí nghiệm được ghi lại trên biểu đồ thành phần hạt của sản phẩm nghiền, trong đó đường cong1 biểu thị lượng hạt lọt lỗ sàng và được gọi là hạt dưới sàng kí hiệu (-); đường 2 là lượng hạt nằm trên mặt sàng, hạt trên sàng kí hiệu (+). Hai đường cong đó cắt nhau tại điểm ứng với 50% khối lượng vật nghiền.

          c) Tỷ số nghiền

          Tỉ số nghiền hay còn gọi là mức độ nghiền là tỷ số giữa kích thước của hạt đem nghiền với hạt sản phẩm, kí hiệu là i. Có nhiều cách xác định tỷ số nghiền sau đây:

          - Theo kích thước lớn nhất của đá:

                                     (1-4)

D_max; d_max: kích thước lớn nhất của đá đem nghiền và của sản phẩm nghiền.

          - Theo kích thước trung bình:

                            (1-5)

D_tb; d_tb: kích thước trung bình của khối đá đem nghiền và của sản phẩm. Kích thước trung bình (d_tb) của sản phẩm là kích thước của lỗ sàng tròn mà với nó 50% khối lượng sản phẩm nghiền lọt qua nó.

      4. Năng lượng nghiền

          Năng lượng cần để nghiền vỡ đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố: kích thước, hình dạng hạt, sự phân bố xếp đặt của hạt, độ bền, độ giòn, sự đồng nhất của đá, độ ẩm, hình dạng và trạng thái làm việc của máy nghiền.v.v...Do vậy việc xác lập quan hệ giữa năng lượng để nghiền và các tính chất cơ lý của vật liệu nghiền rất khó khăn.

          Để xác định năng lượng cần thiết nghiền vỡ đá hiện nay tồn tại nhiều lý thuyết khác nhau, sau đây sẽ trình bày một số lý thuyết quan trọng:

          Quá trình nghiền được hiểu một cách gần đúng là quá trình tác dụng lực duy nhất vào vật thể duy nhất .Để nghiền các loại vật liệu cứng có hai lý thuyết phá đá:

          Theo lý thuyết thứ nhất thì vật liệu sẽ bị phá vỡ nếu ứng suất sinh ra trong nó vượt quá sức bền cắt phân tử xuất phát từ các lực liên kết giữa các phân tử ( liên kết ion, liên kết cộng hoá trị, liên kết kim loại và liên kết Vander Waals).

          Trị số của ứng suất này trên cơ sở tính toán lý thuyết một cách cẩn thận vào khoảng 10³¸10⁴ Mpa. Nhưng trong thực tế khi trị số của nó nhỏ hơn trị số này khoảng 2¸3 lần thì hiện tượng vỡ vật liệu đã có thể xảy ra. Điều đó có nghĩa rằng sức bền cắt thực tế của vật liệu nhỏ hơn nhiều so với sức bền lý thuyết. Điều này không phải do sai sót trong quá trình tính toán lý thuyết mà do kết cấu hạt của vật liêụ có thể tồn tại các vết nứt tế vi lớn- nhỏ. Dưới ảnh hưởng của tập trung ứng suất, các vết nứt tế vi này phát triển thì hiện tượng vỡ vật liệu có thể xảy ra khi trị số ứng suất trong nó chưa vượt quá trị số cực trị lý thuyết.

          Lý thuyết thứ hai cho rằng để làm mất đi vết nứt ban đầu đã có sẵn trong vật liệu thì năng lượng truyền đến vật thể ít nhất cần phải bằng năng lượng tự do bề mặt. Năng lượng tự do bề mặt tăng lên cùng với sự  tăng của tỉ số nghiền ( vì các bề mặt mới được hình thành ) vì vậy theo quan điểm này khi nghiền tinh có thể năng lượng yêu cầu cao hơn. Do ứng suất bề mặt làm xuất hiện hiện tượng “ dính bám” mà biểu hiện của nó là đối với quá trình nghiền tinh các hạt vật liệu nhỏ được nghiềnđã không nhỏ mịn mà ngày càng thô hơn, vón cục và dính bám vào cối nghiền.

          Từ tài liệu tham khảo chuyên ngành, có nhiều công thức lý thuyết để xác định năng lượng cần thiết cho quá trình nghiền đá. Trong số đó chúng ta chỉ đề cập những công thức quan trọng nhất.

          a) Lý thuyết diện tích

          Năm2867, Rit-ting-gơ(Rittingger) đã đưa ra lý thuyết phá đá dựa vào kết quả tính toán coi viên đá là một vật thể hình lập phương.Ttrong quá trình phá đá, nếu gọi kích thước ban đầu của viên đá hình lập phương là X₁, kích thước của viên đá sau khi nghiền là X₂, tỉ số  i=X₁/X₂ được gọi là tỉ số nghiền, diện tích tự do ban đầu là 6X²₁ đã tăng lên i³ viên đá có diện tích 6X²₂. Sự chênh lệch diện tích trước và sau khi nghiền là:

                                      A = A₂ – A₁ = 6(i³X₂² – X₁²);                      (1-6)

          Thay tỉ số nghiền i  vào công thức trên ta có:

                                      A = 6X₁²( i – 1 );                                         (1-7)

Theo lý thuyết diện tích, năng lượng cần thiết của quá trình nghiền tỉ lệ vớidiện tích khối đá

      Hình 1-2. Sơ đồ tính toán của lý thuyết Rittingger

          Nếu chúng ta tìm năng lượng cần thiết W với thể tích hoặc đơn vị trọng lượng bằng cách chia công thức trên cho X₁³ thì chúng ta sẽ nhận được công thức Rittingger dưới một dạng thông dụng khác:

                                      (1-8)

Trong đó:

          C₁: hệ số đặc trưng cho vật liệu

          Năng lượng cần thiết về mặt thực tế cũng là công suất trên một đơn vị năng suất (W = P/Q), vì vậy khi tính toán thiết kế máy nghiền đá cũng có thể sử dụng trực tiếp công thức trên.

          Tỉ lệ giữa công suất cần thiết cho quá trình nghiền cùng một loại vật liệu nhưng với các tỉ số nghiền khác nhau biểu thị bằng công thức sau:

                                                                      

Hoặc cả hai tỉ số nghiền i > 1 và i^’ >1 thì:

                                                                  (1-9)

          Từ công thức (1-9) có thể đưa ra hai kết luận sau:

          - Trong trường hợp kích thước ban đầu như nhau ( X^’₁ = X₁ ) thì công nghiền riêng thay đổi tuyến tính với tỉ số nghiền;

          - Trường hợp tỉ số nghiền như nhau (i^’ = i) công suất nghiiền riêng tỉ lệ nghịch với kích thước ban đầu, hay nói một cách khác là quá trình nghiền với kích thước ban đầu nhỏ hơn thì trị số W sẽ  lớn hơn.

          b) Lý thuyết thể tích

          Lý thuyết thể tích của Kirpichev-Kic(Kirpicsev- Kick) được trình bày như sau:

          Đặc tính của các vật liệu dòn cứng là ngay khi chúng bị nén ép đến giới hạn đàn hồi thì quá trình vỡ vật liệu xảy ra ngay tức thì. Công làm vỡ đá được coi bằng công nén ép vật liệu đạt đến giới hạn đàn hồi. Trong quá trình biến dạng đàn hồi, độ biến dạng của vật liệu thay đổi tỉ lệ thuận với lực nghiền ( các viên đá có thể coi vẫn tuân theo định luật Húc), như vậy công làm vỡ vật liệu là:

                                                                     (1-10)

Trong đó:

          F_t: lực nghiền,

          S: biến dạng đàn hồi,

          Đối với các vật liệu đồng chất lớn, lực nghiền tỉ lệ với mặt cắt vật liệu:

                                                         (1-11)

Trong đó:

          s_t : sức bền cắt thực tế của vật liệu,

          X₁: kích thước đặac trưng cho vật thể hình lập phương,

          Quan hệ giữa biến dạng đàn hồi riêng viết theo định luật Húc và kích thước X₁ như sau:

                                                                   (1-12)

          Thay công thức (1-11) và (1-12) vào (1-10) ta có công thức xác định công phá vỡ đá:

                                                           (1-13)

Trong đó:

          E: môdun đàn hồi của vật liệu,

          C₂: hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu, có thể tính toán từ các thông số trong bảng 1.2.

Các đặc trưng về độ bền của các loại đá khác nhau

Bảng 1.2

Tên đá	Sức bền phá vỡ		Môđun đàn hồi
	Nén	Va đập
Cẩm thạch	50¸150	6,6	5,65.104
Đá vôI	40¸100	5,24	3,5.104
Đá granit	120¸160	6,57	(5,2¸6,1).104
Thạch anh	80¸145	11,7	9.104
Đá cát	50¸100	1,3	(3,4¸5).104
Đá bazan	100¸160	-	5,6.104

          Theo lý thuyết thể tích khi tính toán công nghiền riêng thì nó chỉ phụ thuộc vào các đặc trưng sức bền của vật liệu, không phụ thuộc vào kích thước ban đầu và cũng không phụ thuộc vào tỉ số nghiền vì:

                               (1-14)

          Có nhiều tác giả đã cố gắng bằng nhiều cách khắc phục các khiếm khuyết này của dạng công thức ban đầu của lý thuyết thể tích.

          Theo BOND và WANG, biểu thức (1-13) chỉ cho công thức xác định năng lượng cần thiết để phá vỡ viên đá làm đôi, như vậy từ kích thước ban đầu X₁ đến kích thước X₂ cuối cùng của sản phẩm đá phải vỡ làm đôi nhiều lần.

          Vì trong quá trình nghiền s_t, E và thể tíchX₁³ không thay đổi cho nên công nghiền ở các bước nghiền liên tiếp nhau là hằng số. Do số lần nghiền (kí hiệu là z) phụ thuộc vào tỉ số nghiền i = 2^z nên công tổng cộng         W^’ = z.W₁;                                         (1-15)

Trong đó: W₁ được tính theo (1-13).

          Công thức biểu diễn công tổng cộng là hàm của tỉ số nghiền như sau:

                                                        (1-16)

          Le-Ven-Sơ (LEVENSZON) khi đưa ra các phương pháp tính toán năng lượng cần thiết cho các máy nghiền nón và máy nghiền má đã nêu nhận xét quan trọng là: công thức (1-13) chỉ mô tả quá trình nghiền diễn ra với vật liệu có kích thước nhỏ vô hạn, vì vậy phần năng lượng tỉ lệ với sản phẩm có kích thước hữu hạn vẫn còn “nằm lại” trong quá  trình nghiền, như vậy sự chênh lệch giữa hai trị số sẽ cho phần năng lượng cần thiết để đưa sản phẩm ra ngoài khoang nghiền. Theo đó ta có:

                             (1-17)

          c) Lý thuyết BOND

          Lý thuyết BOND hay còn có tên gọi khác là “lý thuyết thứ ba” phát biểu rằng: năng lượng của quá trình nghiền đá một phần tỉ lệ với thể tích (X₁³), một phần tỉ lệ với thể tích (X₁²) vì trong quá trình nghiền có cả vai trò của năng lượng biến dạng đàn hồi và cả vai trò của năng lượng bề mặt xảy ra đối với các vết nứt. Vì vậy trong công thức xác định năng lượng thì số mũ của X₁ phải lấy giá trị trung bình là 2,5 có nghĩa là:

                                                              (1-18)

Trong đó: C₃ là hệ số đặc trưng cho vật liệu

          Tư tưởng cơ bản thứ hai của lý thuyết là các hạt vật liệu có kích thước ban đầu X₁, về mặt nguyên lý đã chứa một năng lượng bề mặt nhất định, phần năng lượng này chính là phần năng lượng cần thiết để tạo thành hạt vật liệu có kích thước X₁. Năng lượng này được gọi là “năng lượng toàn phần” để duy trì độ lớn của hạt.

          Sau khi chia cho X₁³ chúng ta có công thức xác định năng lượng trên một đơn vị thể tích như sau:

                                                            (1-19)

          Nếu quá trình nghiền diễn ra với độ lớn của hạt từ X₁ đến X₂ tiêu hao năng lượng riêng của quá trình nghiền là sự chênh lệch giữa hai trị số của : năng lượng toàn phần” để duy trì độ lớn của hạt:

                              (1-20)

          Nếu nghiền cùng một loại vật liệu với kích thước ban đầu X₁ như nhau, nhưng với các tỉ số nghiền khác nhau thì tỉ số giữa hai công riêng được viết như sau:

                                                           (1-21)

          Để có thể áp dụng công thức trên cho các tính toán thực tế cần đưa ra khái niệm “công nghiền qui ước” kí hiệu W_i, khái niệm này biểu thị năng lượng toàn phần cần thiết cho quá trình nghiền vật liệu có kích thước lớn vô cùng thành các hạt vật liệu có kích thước 100 micro mét. Với kí hiệu trên, biểu thức (1-20) được viết lại như sau ( với X₂^’ = 100mm; X₁^’ = ¥):

                                                                     

          Các nhà nghiên cứu Mỹ đã tiến hành nhiều đo đạc thực nghiệm để xác định trị số W_i. Năng lượng cần thiết riêng của quá trình nghiền từ kích thước X₁ ban đầu đến kích thước X₂ xác định từ các số liệu thực nghiệm được viết như sau:

                                    

Trong đó:

          X₁: kích thước đặc trưng của hạt vật liệu đưa vào,

          X₂: kích thước của sản phẩm nghiền được đưa ra khỏi khoang nghiền,

          Các trị số của W_i trong các tài liệu tham khảo chuyên ngành chỉ được biểu thị bằng thứ nguyên theo hệ Anh. Trong bảng 1-3, dưới cột W_i^’ chứa các số liệu chuyển đổi tương ứng sang hệ đo SI. Với kí hiệu này (W_i^’) công thức trên được viết lại như sau:

                                 (1-22)

Trong đó thứ nguyên của X₁và X_2­ là

          Trên đây chúng ta đã giả thiết rằng vật liệu nghiền có dạng hình lập phương đều đặn và sản phẩm sau khi nghiền cũng có dạng hình lập phương đều đặn. Trong thực tế giả thiết trên khó đảm bảo vì chúng có các hình dạng khác nhau.

Khối lượng riêng và năng lượng qui ước riêng

                                                                                                Bảng 1.3

Tên đá	r (kg/m3)	Wi’ (kWh/m3)
Quặng titan Quặng sắt đỏ Quặng sắt Clinke-ximăng Pirit Thạch anh Than đá	4010 3530 3880 3150 4060 2650 1400	0,545 0,498 0,427 0,470 0,400 0,395 0,205

      II. Công dụng , phân loại và cấu tạo máy nghiền má

          Máy nghiền đá kiểu má nghiền làm việc có tính chất chu kỳ, được dùng để nghiền hạt thô ( nghiền sơ bộ) và hạt trung bình.

Ưu điểm chính của nó là lực đập, ép rất lớn nên có thể phá vỡ các loại đá cứng và đá dai; kết cấu của máy đơn giản; chăm sóc bảo dưỡng kỹ thuật và sử dụng dễ dàng; cửa nạp đá lớn; năng suất tương đối cao.

          Bộ phận cơ bản của máy là hai má nghiền, trong đó có một má cố định và một má di động. Hai má đó tạo thành buồng nghiền có dạng hình nêm, phía trên buồng nghiền rộng, phía dưới hẹp dần. Đá được nạp vào buồng nghiền. Một chu kỳ chuyển động của má di động gồm hai hành trình: hành trình nghiền và hành trình xả. ở hành trình nghiền, má di động tiến sát gần má cố định để nghiền vỡ đá có trong buồng nghiền. ở hành trình xả, má di động tách xa má cố định để các viên đá được tự do, không bị chèn ép và do trọng lực, đá rơi từ chỗ cao xuống chỗ thấp, từ chỗ rộng đến chỗ hẹp trong buông nghiền, hoặc rơi ra khỏi buồng nghiền. Quá trình làm việc được lặp lại như trên làm cho đá trong buồng nghiền liên tục được nghiền nhỏ, di chuyển từ cửa nạp đến cửa xả và ra khỏi cửa xả khi kích thước của đá nhỏ hơn cửa xả

Sơ đồ động của các máy này được mô tả trên hình1-4 

                                           Hình 1-4

a. Máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản; b. Máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp; c. Sơ đồ dẫn động; d. Quĩ đạo chuyển động của tấm nghiền di động của máy nghiền phức tạp khi đập đá.

1- Tấm nghiền cố định; 2- Tấm nghiền di động; 7- Trục lệch tâm; 4,6- thanh đẩy; 5-Thanh truỳên; 7-bánh đà;8- trục treo của tấm nghiền di động; 9- Thanh giữ; 10- Lò xo; 11-Nêm của cơ cấu điều chỉnh góc ngoạm đá; 12- Trục vít điều chỉnh; 13- Bộ truyền động đai; 14- Động cơ.

          Căn cứ vào quĩ đạo chuyển động của tấm nghiền di động, chia máy nghiền đá ra làm hai loại chính:

          - Máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản;

          - Máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp;

1. Cấu tạo
   1. Máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản

                           Hình 1-5. Máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản

          Cấu tạo điển hình của máy nghiền má có tấm nghiền di động chuyển động lắc đơn giản được trình bày trên hình 1-5. Các loại máy nghiền má đơn giản dùng nghiền thô đều có cấu tạo giống nhau, mặc dù các thông số kĩ thuật của chúng khác nhau.

          Thân máy (1) là bộ phận quan trọng. Nó tiếp nhận toàn bộ lực nghiền đá và đảm bảo cứng vững toàn bộ máy. Thân máy được cấu tạo gồm thân trước, thân sau và hai thành bên thuận tiện cho việc gá lắp các cụm chi tiết của máy nghiền. Thân máy được đúc liền thành khối hay được ghép nối từ hai hoặc ba phần rời bằng bulông. ở các loại máy có công suất lớn thường chế tạo thân máy ghép để thuận tiện cho việc chuyên chở và lắp ráp. Trục lệch tâm (5) được lắp vào hai thành bên của thân máy.

          Tay biên (6) lắp vào trục lệch tâm (5). Đầu dưới của tay biên (6) có hai hốc để đặt thanh chống phía trước (11) và thanh chống phía sau (10). ổ đỡ trục lệch tâm và ổ lắp tay biên là các ổ bi chiụ tải trọng lớn. Tại hai đầu trục lệch tâm được lắp hai khối bánh đà: puli bánh đà (15) và bánh đà (16). Các khối bánh đà này làm điều hoà chuyển động của máy: tích trữ năng lượng ở hành trình không tải và giải phóng năng lượng khi ép đá. Puli- bánh đà (15) lắp vào trục lệch tâm thông qua khớp nối ma sát (14). Khớp nối ma sát (14) là một cơ cấu an toàn, khi bị quá tải, puli-bánh đà (15) có thể quay trượt  trên trục do vậy tránh được gãy trục đột ngột.

          Má di động (3) được chế tạo bằng thép đúc toàn khối, tiết diện dạng hộp, được treo vào trục (4). Phía dưới má di động có rãnh để ghép nối với thanh chống trước (11). Thanh chống sau (10) tì vào cơ cấu điều chỉnh (9). Mặt tựa của thanh chống( 10) và (11) bị mòn rất nhanh khi làm việc nên được làm rời để tiện thay thế. Nhờ có cơ cấu ghì ( thanh kéo (8) và lò xo (7) nên thường xuyên duy trì sự tiếp xúc của các mặt tì tại các đầu thanh chống.

          Các tấm mặt nghiền (13) và (12) được chế tạo bằng thép hợp kim mangan có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, trên bề mặt có răng để tăng lực nghiền tập trung khi phá đá (hình 1-10), chúng được kẹp chặt trên mặt của các má nghiền tạo thành bộ phận làm việc của máy, nó chịu tác

động trực tiếp của đá nghiền. Các bề mặt làm việc của các tấm mặt nghiền và của hai thành bên tạo thành buồng nghiền. Các tấm lót bên (2) được ghép bằng bulông với thành bên của thân máy. ở những máy lớn, các tấm lót trên được tạo thành từ nhiều mảnh và được kẹp vào các má nghiền và thân máy bằng các bulông đầu chìm.

          Chiều rộng cửa xả của buồng nghiền quyết định kích thước đá sản phẩm và cả năng suất máy. Vì chiều rộng cửa xả tăng dần theo quá trình mài mòn của các tấm mặt nghiền nên cần định kỳ điều chỉnh lại chiều rộng cửa xả. ở những máy nghiền má nghiền thô, việc điều chỉnh cửa xả được thực hiện bằng cách thay thế những tấm đệm có chiều dày khác nhau đặt giữa miếng chặn (9) và thân sau hoặc điều chỉnh bằng nêm vít.

1.2. Máy nghiền kiểu má có chuyển động lắc phức tạp

          Loại máy nghiền này được sử dụng rộng rãi nhất vì nó có cấu tạo gần giống như máy nghiền đơn giản, chỉ khác là tấm nghiền di động được lắp trực tiếp vào trục lệch tâm. Vì vậy, khi trục lệch tâm quay thì tấm nghiền sẽ được nâng lên, hạ xuống và đẩy ra, kéo vào, nghĩa là tấm nghiền di động sẽ chuyển động song phẳng, quĩ đạo chuyển động của các điểm trên tấm nghiền di động là những hình bầu dục không cân xứng có độ chếch xuống phía dưới (hình 1-4/d).

.......................

           Hình 1-6. Máy nghiền kiểu má có chuyển động lắc phức tạp

1-Trục dẫn động; 2-Trục lệch tâm; 3-Bệ máy; 4-Tấm nghiền cố định; 5-Tấm nghiền di động; 6-Má nghiền; 7-ổ treo; 8-Thanh kéo; 9-Tấm chắn; 10-Lò xo; 11-Bulông điều chỉnh; 12-Các tấm chêm; 13-Rãnh trượt; 14-Thanh chống; 15-Khớp liên kết.     

2. Các cơ cấu an toàn và điều chỉnh kích thước cửa xả đá

          a. Cơ cấu an toàn

          - Để đảm bảo cho tấm nghiền di động, thông thường người ta sử dụng thanh chống có tiết diện giảm yếu làm cơ cấu an toàn. Khi quá tải, thanh chống gẫy tại chỗ khoét lỗ. Một số loại máy thanh chống có kết cấu gồm hai thanh liên kết bằng bulông (hình 1-7), lực cắt các bulôgn này được tính toán sao cho nhỏ hơn lực phá hoại do phản lực của đá gây ra. Nhờ vậy, khi gặp đá quá rắn thì bulông sẽ bị cắt đứt trước, bàn đập rời ra, không truyền lực được nữa, do đó bảo vệ được tấm nghiền và cơ cấu khác của máy không bị hư hỏng.

          Muốn cho máy trở lại làm việc như cũ, ta chỉ cần thay bulông khác để nối thanh đẩy.

          - Các cơ cấu an toàn kiểu lò xo, ma sát hoặc thuỷ lực tránh được sự gãy các chi tiết của hệ truyền động.

          Cơ cấu an toàn kiểu là xo được mô tả ở hình 1-7. Độ cứng của lò xo cần bảo đảm cho máy nghiền làm việc bình thường.

                        Hình 1-7. Các sơ đồ cơ cấu an toàn kiểu lò xo

          Khi có vật rất cứng không thể nghiền được rơi vào buồng nghiền thì lò xo bị nén lại đến trị số tương ứng để trục lệch tâm vẫn quay tròn trong khi má nghiền bị hãm lại.

          - Để đảm bảo an toàn cho trục lệch tâm và động cơ truyền động, ở puli-bánh đà và trục lệch tâm có bố trí cơ cấu an toàn truyền mômen xoắn giới hạn. Những cơ cấu này làm việc rất tin cậy.

                    Hình 1-8. Các cơ cấu truyền mômen giới hạn

          Trên hình 1-8a, puli-bánh đà lắp xoay trên bạc (3) gắn cứng với trục lệch tâm. Bản  (1) được ép chặt vào vai của puli bởi lò xo (2) và đóng vai trò của then để truyền mômen xoắn từ puli đến trục lệch tâm qua bạc (3). Khi quá tải, trục lệch tâm  và bạc (3) bị hãm chặt, bản (1) nén lò xo (2) và quay quanh chốt để thoát ra khỏi rãnh khoét trên bạc (3) bị hãm chặt, đảm bảo cho puli bánh đà quay trượt trên bạc (3).

          Trên hình 1-8/b, puli-bánh đà (4) lắp xoay tren moay-ơ (7), moay-ơ này lại được lắp cứng với trục lệch tâm (8) bằng then. Mối liên kết giữa puli (4) và moay-ơ (7) được thực hiện bằng các chốt con (5) và được hãm bằng chốt lò xo (6). Khi quá tải, chốt côn (5) bị đẩy bật lên do chốt hãm (6) ở trạng thái tự do làm cho puli quay trơn trên moay-ơ (7) trong khi trục (8) bị hãm chặt.

          Sau khi đã loại bỏ nguyên nhân gây quá tải, dùng tay đưa chốt côn (5) về vị trí làm việc của cơ cấu truyền mômen xoắn.

          Cơ cấu an toàn bằng thuỷ lực (hình 1-9) không những boả vệ máy không hư hỏng mà còn giải thoát cho các vật cứng không thể nghiền được thoát khỏi buồng nghiền và còn cho phép máy tự động đưa vào chế độ hoạt động bình thường.

          Cơ cấu an toàn này gồm pittông (1) của xilanh (2) thông qua trục ren (4) để liên kết với ống trượt (3). Thanh chống (5) của máy nghiền tì trực tiếp vào ống trượt (3), khi có vật cứng không thể nghiền nằm trong buồng nghiền, áp suất dầu trong xi lanh tăng quá trị số cho phép, dầu sẽ chảy khỏi xilanh qua van an toàn và ống trượt cùng pittông dịch chuyển về bên phải sau mỗi vòng quay của trục với trị số bằng hành trình của má di động. Cứ như vậy cửa xả mở rộng dần tới khi viên đá cứng rơi khỏi buồng nghiền. Hệ thống truyền động vẫn tiếp tục chuyển động. Khi vật cứng thoát ra ngoài, lượng dầu với thể tích xác định được đẩy trở lại xi lanh để đưa ống trượt trở về vị trí ban đầu.

                           Hình 1-9. Cơ cấu an toàn kiểu thuỷ lực

          b. Cơ cấu điều chỉnh cửa xả đá của máy nghiền được thể hiện trên hình 1-10, trong đó:

          a-cơ cấu điều chỉnh dạng pittông nêm;

          b- cơ cấu điều chỉnh dạng tay quay;

          c- cơ cấu điều chỉnh dạng trục vít nêm, được thể hiện tren hình 1-10.

                         Hình 1-10. Cơ cấu điều chỉnh cửa xả đá

III. Giới thiệu một số máy nghiền kiểu má tiêu biểu (xem hình vẽ)

          Hình 1-11 mô tả kết cấu của máy nghiền kiểu má có chuyển động lắc đơn giản, các thông số kĩ thuật:

          - Năng suất : 70-90;

          - Kích thước lớn nhất của đá nghiền : 700´400´3000

          - Kích thước lớn nhất của sản phẩm :80-140;

          - Kích thước cửa nạp đá : 500´1000;

          - Số vòng quay : 260;

          - Công suất động cơ : 78;

          - Trọng lượng toàn bộ máy : 31700;

           Hình 1-12 mô tả kết cấu máy nghiền đá kiểu má có chuyển động lắc phức tạp, các thông số kĩ thuật:

          - Năng suất : 8-12;

          - Kích thước lớn nhất của đá nghiền  40´250´200

          - Kích thước lớn nhất của sản phẩm :80-80;

          - Kích thước cửa nạp đá : 600´350;

          - Số vòng quay : 380;

          - Công suất động cơ : 20;

          - Trọng lượng toàn bộ máy : 6600;

Đặc tính kĩ thuật của một số máy nghiền má do CHLB Nga chế tạo

Bảng 1.4

Các thông số kĩ thuật	Máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp					Máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản
	CM- 165A	C- 182s	CM- 166A	CM- 741	`	CM- 204s	CMĐ- 58s	CMĐ- 59s	CMĐ- 60A
Kích thước cửa nạp (mm)BxL	160x250	250x400	250x900	400x900	600x900	600x900	900x1200	1200x1500	1500x2100
Kích thước đá nạp lớn nhất (mm)	140	210	210	340	510	510	00	00	00
Góc ngoạm đá a (00)	£ 15	15	15	17	19	19	20	20	20
Cửa xả khi bình thường (mm)	30	40	40	60	100	100	130	150	180
Khoảng điều chỉnh cửa xả, %, không quá...	±50	±50	±50	-30+50	-30+50	-30+50	±25	±25	±25
Năng suất với cửa xả, bình thường(m3/h)	2,8	7,0	14,0	25,0	55,0	50,0	160,0	280,0	550,0
Công suất động cơ (kW), không quá	10	17	40	55	75	75	100	160	250
Khối lượng máy, không kể động cơ(T), không quá	15	30	8,0	12,0	20,0	27,0	70,0	140,0	240,0
Kích thước bao (mm): - Dài - Rộng - Cao	1000 1000 1100	1400 1300 1500	1700 1700 2300	2200 2200 2600	2700 2600 2500	3900 2500 3000	5000 6000 4000	6400 6800 5000	7500 7000 6000

 

            Hình 1-12. Máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp

Đặc tính kĩ thuật của một số máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp do Trung Quốc chế tạo

                          Ghi chú: Dùng để nghiền đá có độ bền nén s_n £ 250MPa        Bảng 1.5

Kí hiệu loại máy	Cửa nạp BxL (mm)	Kích thước đá nạp lớn nhất (mm)	Khoảng điều chỉnh cửa xả (mm)	Năng suất (m3/h)	Tốc độ quay của trục lệch tâm (v/ph)	Công suất động cơ (kW)	Khối lượng máy (không kể động cơ kg)	Kích thước bao (mm)
								Dài	Rộng	Cao

Máy nghiền đá kiểu má, Thiết kế Máy nghiền đá kiểu má năng suất N = 300 (T/h), thuyết minh MÁY XAY CÀ PHÊ, quy trình sản xuất Máy nghiền đá kiểu má, bản vẽ nguyên lý Máy nghiền đá kiểu má, Thiết kế kết cấu Máy nghiền đá kiểu má