Tìm hiểu cấu tạo,nguyên lí hoạt động của máy nghiền. quy trình công nghệ sản xuất ximăng - P2.2

THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD:ThS.NGUYỄN HỮU QUẢNG
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN GẦU NGOẠM
2.1. Công dụng, phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của gầu ngoạm.
2.1.1. Công dụng chung:
− Gầu ngoạm hàng rời là thiết bò mang hàng chuyên dùng để bốc xúc các loại hàng
rời dạng hạt,cục… ví dụ như các laọi ngủ cốc(lúa, ngô, khoai, sắn,….), các loại vật
liệu xây dựng(xi măng, thạch cao, clinkerr, cát, đá,sỏi,….), trong công tác khai
khoáng(khai thác than, quặng,…),các loại phân hóa học(đạm, lân, kali,…). Ngoài
ra gầu ngoạm có thể dùng trong công việc nạo vét kênh mương, vệ sinh môi
trường,vv….
− Gầu ngoạm hàng rời bốc xúc theo nguyên lý ngoạm hàng vào gầu. Gầu ngoạm là
thiết bò xếp dở hàng rời mang tính tự động cao, khi sử dụng gầu ngoạm để bốc
xếp hàng rời tạo ra năng suất cao, tốn ít sức lao động chân tay của con người.
− Gầu ngoạm được sử dụng rất rộng rải và được lắp trên cần trục để xếp dở hàng
rời ở các cảng biển, các kho bải, các nhà ga, các công trường khai thác cát sỏi,
các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng.
2.1.2. Phân loại:
- Thông thường gầu được chia làm hai loại gầu ngoạm :
+ Gầu ngoạm có hai cánh : Thường dùng để bốc dỡ các loại vật liệu cục nhỏ
và vừa hoặc vật liệu dạng hạt.
+ Gầu ngoạm có nhiều cánh : Thường dùng để bốc dỡ các loại vật liệu dạng
cục lớn
- Theo cách điều khiểu ta có thể chia ra làm hai loại :
+ Loại điều khiển bằng cơ khí
+ Loại điều khiển bằng thuỷ lực
SVTH : LÊ THANH CẢNH
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD:ThS.NGUYỄN HỮU QUẢNG
- Với nhu cầu bốc dỡ có năng suất lớn và sự linh hoạt khi bốc xếp ta chọn gầu
ngoạm hai má dẫn động bằng thuỷ lực.
2.1.3. Cấu tạo của gầu ngoạm:
Chú thích

1: Má gầu
2: Xi lanh đóng mở gầu
3: Xi lanh quay gầu
4: Chốt
Hình 2.1.Sơ đồ động của gầu ngoạm
2.1.4. Nguyên lý hoạt động của gầu ngoạm:
Khi có tín hiệu mở gầu, xi lanh mở gầu co lại làm gầu mở ra đồng thời lúc ta có thể
điều khiển xi lanh quay xoay gầu làm cho gầu có thể xoay vòng 360
0
. Khi có tín hiệu
đóng gầu thì hai xi lanh đóng mở gầu duỗi ra làm hai má gầu khép lại và tiến hành
ngoạm vật liệu vàu trong gầu.
2.2.Các thông số cơ bản của gầu ngoạm:
Với năng suất 600 (T/h) ta chọn gầu có các thông số sau :
+ Thể tích có ích : 5.5 (m
3
)
+ Trọng lượng gầu : 4.2 (T)
+ Các kích thước khác : (trong bản vẽ)
2.3. Vật liệu chế tạo gầu:
SVTH : LÊ THANH CẢNH
1
2
3
4
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD:ThS.NGUYỄN HỮU QUẢNG
2.3.1: Phân nhóm vật liệu chế tạo:
Do điều kiện và tính năng làm việc mà gầu ngoạm có cấu tạo phực tạp cả về nguyên lý
hoạt động, về kết cấu và vật liệu chế tạo. Để chế tạo các chi tiết cảu gầu ngoạm, dùng
chủ yếu các loại thép các bon, thép tấm. Chúng ta có thể chia nhóm các chi tiêt của

gầu ngoạm theo vật liệu chế tạo như sau:
− Nhóm 1: Vật liệu làm kết cấu thép cảu các chi tiết như: má gầu,cụm dẫn động,
vv..Yêu cầu vật liệu của nhóm này là thép nhóm C, vừa có khả năng chòu lực,
vừa có tính hàn tốt( thỏa mãn cả về cơ tính và cả thành phần hóa học).
− Nhóm 2: Vật liệu làm xi lanh ( thỏa mãn tính chất chòu kéo, nén, uốn và chòu va
đập vào thành tàu).
− Nhóm 3: Vật liệu làm các chi tiết dạng trục như: Chốt, trục của má gầu, vv …Yêu
cầu vật liệu của nhóm này là thép đảm bảo cơ tính ( nhóm A), đảm bảo độ bền,
độ cứng, chòu mài mòn,vv.. Vật liệu làm khớp răng của gầu có thể dùng chung
trong nhóm này.
− Nhóm 4: Vật liệu làm lưỡi cắt: phải chòu sự mài mòn cao nhất so với tất cả các
chi tiết khác.
− Nhóm 5: Vật liệu làm bạc cho ổ trượt( chòu mài mòn, được bôi trơn), khi mòn có
thể thay thế bạc mà không cần thay đổi chốt hay trục.
2.3.2. Chọn vật liệu chế tạo:
Các bảng sau đây đưa ra vật liệu chế tạo cho từng nhóm, vật liệu chế tạo có thể thay
thế bằng vật liệu có tính chất tương đương. Do điều kiện thực tế nên có thể chấp nhận
các vật liệu chế tạo theo bảng sau đây:
2.3.2.1. Thành phần hóa học và cơ tính của thép chế tạo các chi tiết nhóm 1 và 2
Bảng 02 – Cơ tính của thép CCT34, CCT38 (TCVN 1765 – 75 (trang 18, {03}):
SVTH : LÊ THANH CẢNH
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD:ThS.NGUYỄN HỮU QUẢNG
Mác
thép
Giới
hạn
bền
kéo
R
m,

kG/

mm
2
Giới hạn chảy R
0,2
kG/ mm
2
cho độ dày,mm
Độ dãn dài tương đối
A
5,
cho độ dày, mm
≤ 20 20÷40 40÷100
>100
≤ 20
20÷40 >40
Uốn 180
0
,
a-độ dày mẫu,
đ-đường kính
gối uốn cho độ
dày
Không nhỏ hơn Không nhỏ hơn ≤ 20 >20
CCT3
4
34÷44 23 22 21 20 32 31 29 d=0 (*)
CCT3
8

38÷49 25 24 23 21 26
25 23
d=0.5
a
(*)
(*)- Đường kính gối uốn tăng lên theo độ dày của mẫu
Bảng 03 – thành phần hóa học % của thép CCT38 (TCVN 1765 – 75 (trang 23, {03}):
Mác
thép
C Mn Si P,
max
S,
max
Cr,
max
Ni,
max
Cu,
max
CCT3
4
0.09-0.15 0.25-0.30 0.12-0.30 0.04 0.05 0.30 0.30 0.30
CCT3
8
0.14-0.22 0.40-0.65 0.12-0.30 0.04 0.05 0.30 0.30 0.30
Ghi chú: R
0,2
-Giới hạn chảy quy ước, (б
0,2
) ; Mpa;

R
m
–Giới hạn bền, (б
b
); Mpa
2.3.2.3. Thành phần hóa học và cơ tính của thép chế tạo các chi tiết nhóm 3 và 4:
-Vật liệu chế tạo các chi tiết nhóm 3 và nhóm 4 ( có thể chấp nhận) là thép 45.
Bảng 05 – Thành phần hóa học % của thép 45 – (TCVN 1766 – 75):
Mác thép
C Mn Si, P,
max
S,
max
Cr
max
Ni,
max
Mo,
max
Ng.tố
khác
SVTH : LÊ THANH CẢNH
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD:ThS.NGUYỄN HỮU QUẢNG
C45 0.42-
0.50
0.50-
0.80
0.17-
0.37

0.04
0
0.040 0.25 0.25 - -
Bảng 06 – Cơ tính thép 45 – (TCVN 1766 -75 ):
Nhãn hiệu thép Đườngkính phôi
mm
Giới hạn bền kéo,
б
bk
, N/mm
2
Giới hạn chảy
б
c
, N/mm
2
Độrắn
HB

45
Thường hóa
Dưới 100 600 300
100 – 300 580 290
300 – 500 560 280
500 – 750 540 270
170 –220
45
Tôi cải thiện
060 – 090 750 – 850 450 210 – 240
090 – 120 700 – 800 400 190 – 220

180 – 250 650 – 750 350 180 – 210
Ghi chú các phương án chế tạo lưỡi cắt.
– PA1 : Có thể dùng thép nhóm 1 , sau đó hàn bằng các que hàn chòu mài mòn
để tăng cứng cho bề mặt lưỡi cắt.
– PA2 : Chế tạo toàn bộ lưỡi cắt bằng vật liệu chống mài mòn.
– PA3 : Chế tạo lưỡi cắt bằng thép 45 sau đó đem nhiệt luyện để tăng độ cứng
bề mặt.
Do điều kiện thực tế nên có thể chấp nhận các vật liệu chế tạo lưỡi cắt theo PA3.
2.3.2.4. Chọn que hàn
Que hàn được sử dụng là : E7018 – G hay E7016 – G theo tiêu chuẩn của hiệp hội hàn
hoa kỳ AWS (American Welding Society ) hoặc các que hàn khác có cơ tính và thành
phần hóa học tương đương.
SVTH : LÊ THANH CẢNH
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD:ThS.NGUYỄN HỮU QUẢNG
Theo AWS cơ tính của que hàn E7016 – G là:
Cường độ tiêu chuẩn ( giới hạn bền kéo): R
tc,g
=

550 Mpa = 5600 kG/cm
2
.
Cường độ tiêu chuẩn ( giới hạn chảy ): R
ch
= 460 Mpa = 4690 kG/cm
2
.
Như đả lựa chọn ở phần trên chúng ta có các bảng để lựa chọn vật liệu chế tạo gầu.
Sau đây chúng ta tiến hành xác đònh ứng suất cho phép của các phần tử cảu gầu. Để
chế tạo các chi tiết của gầu ngoạm , chủ yếu ta dùng các loại thép cacbon và thép tấm.

Với các chi tiết như : xi lanh,ống lót,trục má gầu,lưỡi gầu dùng vật liệu là thép 45 tôi
cải thiện.
a) Đònh ứng suất cho phép của thép nhóm 1, và 2:
Ta chọn vật liệu chế tạo là thép CT34, hoặc CCT38 có các ưu điểm sau:
− Độ bền cơ học đảm bảo;
− Tính dẻo cao;
− Tính hàn tốt;
− Giới hạn chảy : б
ch
= 230 ( N/mm
2
) = R
H
− Ứng suất cho phép : [ б ] = m
0
. K
0
. R
H
= 0,684.0,9.230 = 142 (N/mm
2
)
Trong đó :
R
H
: là sức bền đònh mức của vật liệu chế tạo.
m
0
: hệ số điều kiện làm việc:
m

0
= m
1
.m
2
.m
3
= 0,684 (2.1)
m
1
: hệ số tính đến mức độ quạn trọng của phần tính toán; m
1
= 0,9
m
2
: là hệ số tính đến sự sai lệch kích thước hình học của kết cấu và chất
lượng liên kết giữa các phần tử của chúng; m
2
= 0,8
m
3
: là hệ số tính đến ảnh hưởng do việc tính toán không hoàn hảo ; m
3
= 0,95
K
0
: hệ số đồng chất của vật liệu chế tạo, với thép cacbon lấy K
0
= 0,9
SVTH : LÊ THANH CẢNH