Bài giảng Quá trình và thiết bị Silicat 1 - Chương 2: Thiết bị đập hàm

CHƯƠNG 2:

QUÁ TRÌNH &

THIẾT BỊ SILICAT 1

THIEÁT BÒ ÑAÄP HAØM

Bꢀꢁmôn Vꢂt liꢃu Silicat

Khoa Công NghꢃꢁVꢂt Liꢃu

ꢄꢅi hꢆc Bꢇch Khoa Tp. HꢈꢁꢉꢊꢋꢁMinh

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌ

ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

ꢀ

Chủ yếu dùng đập thô và đập trung bình các loại vật liệu có độ

bền chịu nén σ ≥ 2.000 KG/cm^2.

ꢀ

Phương pháp tác dụng lực chủ yếu là: vật liệu bị nén

ép giữa hai má máy: một má cố định, một má di động.

ꢁ

Có ưu điểm:

ꢀ

Tùy theo kết cấu có thể kết hợp thêm lực uốn và mài.

Có thể phân loại như sau:

ꢂ

Năng suất cao.

Kết cấu đơn giản.

Vận hành không đòi hỏi công nhân tay nghề cao.

Giá thành chế tạo không cao.

ꢀ

Máy có 2 má: một cố định và một di động bố trí đối diện nhau

tạo thành một không gian chứa vật liệu đập.

a

b

f

d

c

ꢀ

Vật liệu nạp vào phía trên và sản phẩm tháo ra ở phía dưới.

Khi hai má đập tiến gần nhau, thực hiện quá trình đập. Khi hai

má đập xa nhau, thực hiện quá trình tháo liệu.

h

e

g

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢏ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢐ

1

ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

ꢀ

Máy đập hàm có má động treo trực tiếp vào trục lệch tâm sẽ

chuyển động dọc theo mặt phẳng má động.

ꢁ

Theo tính chuyển động của má động:

ꢂ

chuyển động đơn giản (a)

chuyển động phức tạp (b, h)

chuyển động hỗn hợp (c)

ꢀ

Do đó vật liệu đập vừa bị nén ép, vừa bị mài.

Máy đập hàm má động treo trên có biên độ giao động lớn ở cửa

tháo liệu, nên dễ tháo liệu nhưng kích thước sản phẩm không

đồng đều.

ꢁ

Theo cách treo má động:

ꢂ

má động treo trên ( a,b, c, e , f, g, h )

má động treo dưới ( d)

ꢂ

ꢀ

Máy đập hàm má động treo dưới có biên độ giao động lớn ở

cửa nạp liệu, loại này có kích thước sản phẩm đồng đều.

Theo phương pháp truyền chuyển động đến má động:

ꢂ

chuyển động từ trục lệch tâm (a, b, c, d, e )

chuyển động từ cơ cấu thủy lực ( f)

chuyển động từ cơ cấu con lăn ( g)

Có khuyết điểm là khi đập vật liệu có kích thước lớn cần lực ép

lớn, thì vật liệu lại nằm xa trục treo. Biên độ tháo liệu nhỏ nên dễ

bị nghẽn.

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢑ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢒ

ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

ꢀ

Sơ đồ nguyên lý

ꢓ

ꢔ

ꢎꢌ

ꢏ

ꢌ

ꢎ

ꢑ

ꢎꢎ

1: má tꢌnh

7: tꢍm lót

2: má ꢎꢀng

8: trꢏc treo trên

9: thanh kéo

10: lò xo

3: trꢏc lꢃch tâm

4: thanh chꢐng sau

5: tay biên

ꢒ

ꢗ

ꢐ

ꢎꢘ

Máy đập hàm chuyển

động phức tạp

Máy đập hàm chuyển

động đơn giản

11: ꢕꢖ ꢎiꢑu chꢒnh

12: bánh ꢎà.

6: thanh chꢐng trꢓꢔc

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢓ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢔ

2

MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

ꢀ

Má động 2 được treo vào trục treo trên 8.

Má dao động qua lại được nhờ tay biên 5 nối với má

động bằng thanh chống trước 6 và thanh chống sau 4.

ꢀ

Thanh kéo 9 và lò xo 10 giữ cho má động 2 luôn luôn

có xu hướng mở.

Ốc 11, 12 dùng điều chỉnh độ nghiền và khe hở giữa

hai má.

ꢀ

Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:

Khi trục lệch tâm 3 quay, tay biên 5 chuyển động lên

xuống:

ꢁ

Má tĩnh 1 có tấm lót 7 làm bằng vật liệu chống mài mòn.

ꢁ

Má động 2 có tấm lót 7 cũng làm bằng vật liệu chống mài

mòn như má tĩnh 1.

ꢁ

khi đi lên hai má gần nhau, quá trình đập.

ꢁ

khi đi xuống, hai má xa nhau, quá trình tháo liệu.

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢗ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢘ

MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

ꢀ

Như vậy vật liệu bị nén ép nửa chu kỳ, do đó có sự quá tải

tức thời dễ làm hư trục lệch tâm.

ꢁ

Khuyết điểm:

ꢂ Năng lượng tiêu lớn.

ꢂ Khả năng tháo liệu kém.

ꢂ Năng suất thấp.

Sự quá tải tức thời này, được triệt tiêu bằng bánh đà 12: nó

có năng lượng khi má động chuyển động không tải và trả

lại năng lượng khi có tải, giúp cho máy được cân bằng.

ꢂ Tổn thất ma sát lớn.

ꢂ Tác dụng có chu kỳ vào vật liệu.

ꢀ

Máy dùng đập vật liệu có kích thước lớn từ 500 –1000 mm

ꢁ

Ưu điểm:

- Lực đập lớn

- Cấu tạo đơn giản

- Tấm lót ít bị mòn

- Thao tác nhẹ nhàng.

ꢂ Nạp liệu không đều dẫn đến va đập, làm rung.

máy nên phải lắp máy trên bệ cao.

- Trục lệch tâm ít bị hư.

- Phạm vi sử dụng rộng rãi

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢎ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢌ

3

MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP

ꢀ

Sơ đồ nguyên lý:

ꢁ

Khi trục lệch tâm chuyển động từ vị trí:

d

ꢂ

từ a đến b: má động xa má tĩnh.

ꢂ

từ b đến c: phần trên má động xa má tĩnh, phần dưới bắt đầu

tiến gần: bắt đầu đập.

từ c đến d: má động tiến gần má tĩnh.

từ d đến a: phần trên má động gần má tĩnh, phần dưới bắt

đầu tiến xa: bắt đầu tháo liệu.

a

c

b

ꢂ

ꢀ

Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:

ꢀ

Ưu điểm:

ꢁ

Máy gồm má động 2 treo trực tiếp vào trục lệch tâm 3, nên

chỉ có một thanh chống 4.

ꢁ

Cấu tạo đơn giản.

- Khả năng tháo liệu dễ

- Năng suất cao.

ꢁ

Tiêu hao năng lượng ít.

Do cấu tạo này, nên quỹ đạo các điểm nằm trên má động

như sau:

Khuyết điểm:

Ở phía trên có quỹ đạo tròn, ở phần giữa có quỹ đạo ellip,

ở phần dưới có quỹ đạo là cung tròn.

ꢁ

Trục lệch tâm dễ hư hại.

ꢁ

Tấm lót mau mòn vì bị mài vào vật liệu đập.

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢏ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢐ

MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢑ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢒ

4

CÁC CHI TIẾT MÁY

ꢀTẤM LÓT MÁ

ꢀ MÁ ĐẬP CỦA MÁY

ꢁ

Làm bằng gang có độ chịu mài mòn cao,

ꢀ

Làm bằng thép, bề mặt

làm việc của má có gắn

nhiều tấm lót dễ thay thế

khi bị mòn.

ꢌ

ꢎ

bề mặt hình dạng sóng hoặc phẳng.

ꢁ

Bước sóng λ với đập thô từ 100–150 mm,

với đập trung bình và nhỏ bước sóng từ

40–50 mm, chiều cao sóng h=0,3– 0,5λ.

ꢏ

ꢀ

Cấu tạo như sau:

ꢁ

Vật liệu có độ cứng cao thường dùng tấm

lót phẳng.

1.tấm lót

2. tấm chèn

ꢙ

3. thân má động

5. chỗ lắp tấm đẩy.

6. chỗ lắp thanh giằng.

4. bulông

ꢑ

ꢒ

Nếu tấm lót cong hoặc có răng thì năng

suất tăng, độ mịn tăng, tiêu hao năng

lượng giảm.

ꢚ

ꢐ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢓ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢔ

CÁC CHI TIẾT MÁY

ꢀ

THANH TRUYỀN (TẤM ĐẨY) :

ꢀ TRỤC LỆCH TÂM: chi tiết rất quan trọng, là động

lực chuyển động, đồng thời chịu tải trọng lớn

(uốn & xoắn đồng thời).

ꢁ

Khi làm việc (truyền lực) chịu lực nén nên được

làm bằng gang cứng.

Nó là cơ cấu truyền chuyển động từ biên đến má

động, đồng thời là cơ cấu an toàn bảo vệ máy.

ꢁ

Với máy đập hàm trung bình hoặc nhỏ, trục lệch

tâm được bố trí trong các ổ trục con lăn.

Do đó thanh truyền có cấu tạo sao cho khi gặp vật

lạ cứng thanh truyền sẽ gãy, nhưng máy vẫn an

toàn.

Với máy đập hàm lớn, trục lệch tâm đặt trong ổ

trượt có lớp lót mài mòn babít.

Trục lệch tâm chịu tải trọng lớn, nên được làm

bằng hợp kim loại đặc biệt (thép Cr-Mo, Cr-Ni).

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢎꢗ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢘ

5

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

ꢀ

Kích thước buồng làm

ꢁ

D

_max≤ 0,85b

Hay b = D_max+ (2÷6)

a = 1,2 d_max

ꢛ

P là lực má động tác dụng vào vật

việc:

ꢀ Góc kẹp

α

cm

ꢅ

liệu

.

P₁là phản lực của má tĩnh vào vật

liệu

ꢉ_ꢎ

B =(1,5 ÷3,5) b

H = (2 ÷2,5) b

cm

ꢉ

ꢁ

ꢉꢝꢟꢠα

ꢉ_ꢎꢞ ꢉꢖoꢝα

Theo trục ngang :

ꢉꢞꢝꢟꢠα

ꢉꢞꢖoꢝα

ꢀ

Góc kẹp α:

ꢜ

ꢝ

ꢁ

Là góc tạo bởi hai mặt phẳng

má máy. Góc kẹp α phụ

P₁= Pcosα+Pf sinα

Theo trục đứng :

(1)

(2)

ꢉꢞ

ꢁ

Các kích thước cơ bản:

B: chiều dài má máy

B: chiều rộng nạp liệu

a chiều rộng khe tháo liệu

H: chiều cao máy.

s: độ dời má động

D_max, d_max: kích thước lớn nhất

vật liệu nạp và sản phẩm.

ꢀ

thuộc mức độ đập nghiền (i).

P sinα = P₁f + Pfcosα

ꢁ

Nếu α tăng, i tăng do a giảm:

cục vật liệu bị đẩy ra khỏi hai

má máy, làm năng suất giảm.

Đặt f = tgϕ, tgα = tg2ϕ, α = 2ϕ

Để an toàn chọn α ≤ 2ϕ

α

f: hệ số ma sát

ϕ: góc ma sát vật liệu

và má (tra bảng)

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢎ

ꢌꢍꢌꢌ

^{ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆ}K^ꢄꢇi^ꢈn^ꢉꢄh^ꢁꢊn^ꢋghiệm : α = 15-25⁰

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

30

2 h

30

2 s

gtg α

g

n

=

ꢀ

Vậy t₁= t₂, hay:

n = 30

(vòng/phút

)

ꢀ Số vòng quay hợp

lý trục lệch tâm:

ꢀ

Trục lệch tâm cần có số vòng quay

thích hợp, để khối vật liệu có chiều

cao h bị ép giữa hai má máy đủ

thời gian rơi tự do ra khỏi máy.

2 h

g

Vậy số vòng quay lý thuyết của trục lệch tâm là:

tgα

n_lt= 665

(vòng/phút)

s

ꢀ

Chiều cao

ꢚ

s

ꢀ

Trong thực tế, khi vật liệu rơi bị lực ma sát giữa vật liệu với

má máy, nên thời gian rơi thực tế sẽ lớn hơn lý thuyết, do đó

số vòng quay thực tế n_ttsẽ giảm từ 5-10%, nghĩa là:

h =

ꢜ

ꢝ

tgα

2h

t =

ꢀ

Thời gian rơi:

1

g

α

n_tt=(0,90 – 0,95 )n_lt

Trục lệch tâm quay n vòng/phút,

thời gian 2 má xa nhau:

1*60 30

ꢀ

Với số vòng quay này, máy có năng suất cao nhất.

a: khe hở

cm

Khi n_tt> n_lt: máy bị rung, công suất tăng, năng suất giảm vì

vật liệu chưa kịp tháo ra khỏi máy.

t₂=

=

s: độ dời má động 1-5cm

2*n

n

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢏ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢐ

6

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

ꢀ

Tính công suất: có nhiều

cách

(a + s) + a

2a + s

ꢀ

Tính năng suất Q:

ꢀ

Năng suất thể tích V

m³/giờ có thể tính theo

công thức sau:

ꢛ

V =

Bh =

Bh

2

2a + s

2

ꢅ

s

ꢀ

Cách 1: theo thuyết thể

tích.

B

2

tg α

ꢚ

12 Bbn (a + s)

V =

ꢀ

Khi trục lệch tâm quay n

vòng/phút, năng suất Q







^m





ꢁ

Vật liệu nạp hình cầu,

đường kính D, chứa đầy

giữa 2 má máy.

0,29

σ

Db + 2

ꢜꢄꢄꢄꢄꢝ



s

tấn/giờ:

ꢀ

Sau một vòng quay của

trục lệch tâm, khối vật liệu

tháo ra khỏi máy có hình

lăng trụ, tiết diện hình

thang.

2a + s s

ꢁ

Có số cục vật liệu là B/D.

ꢁ

D: kích thước vật liệu nạp m

σ: giới hạn bền nén N/m².

m: hệ số thực nghiệm:

Q = 60

Bnρµ

2

tg

α

Sản phẩm sau khi đập là

hình cầu đường kính d,

chứa đầy giữa 2 má máy.

ꢁ

ρ: khối lựong riêng tấn/m³.

µ =0,3-0,5: hệ số tơi

Máy đập hàm đơn giản m=1,5

Máy đập hàm phức tạp m=2

ꢁ

Số cục sản phẩm B/d.

Thể tích khối vật liệu là:

B,h,a, s: có đơn vị là m

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢑ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢒ

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

π

D ³

B

ꢀ

Công suất tiêu hao trong máy đập là:

V_D

=

ꢀ

Thể tích vật liệu nạp máy.

Thể tích sản phẩm

A

πσ ²Bn

6

D

2

(đvị : Hp)

π

d ³

B

d

N =

=

(D

− d

)

V_d

=

75 *100

720 * 75 *100 * E

6

E,

σ

có đơn vị kG/cm^2,D, d, B có đơn vị là cm.

π

B

Cách 2: Công thức kinh nghiệm

∆V = V_D−V_d=

(

D²− d ²

)

ꢀ

Vậy

6

0,2Pmns

N =

σ ²

πB

D²− d ²

)

(đvị : Hp)

A₀=

(

75*60*

η

ꢀ

Do đó:

2E 6

Trong ꢎó : P=

: kG/cm².

µ: hệ số tơi của vật liệu,

σ µBh

σ

B,h,s: có đơn vị cm

n : vòng/phút

Khi trục lệch tâm quay n vòng/phút, công tiêu hao

trong 1 giây là:

A₀n

πσ ²Bn

720 E

m: hệ số phụ thuộc chuyển động của máy.

(Chuyꢕn ꢎꢀng ꢎơn giꢖn m=0,57 – 0,80, Chuyꢕn ꢎꢀng phꢗc tꢅp m=0,50)

2

A =

=

(

D ²− d

)

60

η

: hệ số tác dụng hữu ích

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢓ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢔ

7

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

Công suất động cơ N_đc= 1,5N

BÀI TẬP NHÓM

ꢀ

Tính toán các thông sꢐ kích thꢓꢔc cơ

bꢖn máy ꢎꢂp hàm chuyꢕn ꢎꢀng ꢎơn

giꢖn ꢎꢂp thô ꢎáꢁꢘꢙꢚ, nꢛng suꢍt 40 tꢍn/h.

Trọng lượng bánh đà:

64480000N_dc

n³δ

GD²=

- N_đc: công suất động cơ

(Hp)

- n: vòng/phút

- δ = 0,01-0,03 hệ số sai lệch tốc độ góc.

- G: trọng lượng bánh đà

- D: đường kính bánh đà

Kg

m

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢌꢗ

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢏꢘ

ꢀ Cho trꢓꢔc nꢛng suꢍt ꢎꢂp vꢂt liꢃu Q_tk, kích thꢓꢔc nꢅp liꢃu D_max

và sꢖn phꢜm d_max

.

ꢁ

Bꢓꢔc 1 : Xác ꢎꢝnh sơ bꢀ các kích thꢓꢔc làm viꢃc B,L,H

Bꢓꢔc 2 : Tính góc kꢞp α máꢁꢎꢀng và má tꢌnh

Bꢓꢔc 3 : Tính sꢐ vòng quay trꢏc lꢃch tâm n

Bꢓꢔc 4 : Tính kiꢕm tra nꢛng suꢍt máy Q vꢔi Q_tk

Bꢓꢔc 5 : Tính công suꢍt N và lꢟa chꢆn ꢎꢀng cơ N_đc

Bꢓꢔc 6: Tính chi tiꢠt máy và kiꢕm tra bꢑn

ꢁ

Tay biên (chꢝu lꢟc kéo)

Tꢍm ꢎꢜy (chꢝu lꢟc nén)

Máꢁꢎꢀng (lꢟc ꢎꢂp là chính)

Thanh giꢡng (chꢝu kéo), lò xo (chꢝu nén)

Vô lꢛng

Trꢏc lꢃch tâm (chꢝu uꢐn, xoꢢn)

ꢀꢁꢂꢃꢀꢄꢅꢆꢄꢇꢈꢉꢄꢁꢊꢋ

ꢌꢍꢏꢎ

ꢁ

Bꢓꢔc 7 : Vꢂn hành máy ꢎꢂp hàm.

8