chương II: máy gia công đá

CHƯƠNG VII
MÁY GIA CÔNG ĐÁ
NỘI DUNG CHƯƠNG VII
§1
Máy
nghiền
đá
§2
Máy
sàng
đá
§3
Trạm
nghiền
sàng
1
§1. Máy nghiền đá
1. Khái niệm chung
- Nghiền: là quá trình dùng ngoại lực tác dụng lên vật liệu để phá vỡ thành sản
phẩm là các hạt có kích thước nhỏ theo yêu cầu sử dụng.
-
Tỷ số nghiền: Là tỷ số giữa kích thước trung bình lớn nhất của đá trước khi
nghiền D
max
và kích thước trung bình lớn nhất của đá sau khi nghiền d
max.
- Các dạng nghiền :
max
max
d
D

i
=
Dạng nghiền d, (mm)
Nghiền hạt
Thô 100÷350
Vừa 40÷100
Nhỏ 5÷40
Nghiền bột
Thô 0,1÷5
Mịn 0,05÷0,1
Siêu mịn <0,05
2
2.Các phương pháp phá vỡ đá

P
b.Phương pháp đập vỡ
c.Phương pháp chẻ vỡ
d.Phương pháp miết vỡ
a.Phương pháp ép vỡ
e.Phương pháp uốn vỡ
f.Phương pháp tổng hợp tất
cả các phương pháp trên
3
3. Phân loại máy nghiền: Theo cấu tạo và nguyên lý làm việc:
+Máy nghiền má đơn giản .
+Máy nghiền má phức tạp.
b.Máy nghiền nón.
c.Máy nghiền trục
d.Máy nghiền búa.
e.Máy nghiền bi

a.Máy nghiền má.
4
4. Máy nghiền má
4.1. Công dụng và phân loại
- Công dụng : Dùng cho nghiền thô và nghiền vừa (i = 3 ÷ 5) các loại đá có độ
bền trung bình và cao.
- Phân loại : theo đặc điểm động học của máy
+ Máy nghiền má với má nghiền chuyển động lắc đơn giản
+ Máy nghiền má với má nghiền chuyển động lắc phức tạp.
4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
- Cấu tạo:
5
Máy nghiền má đơn giản Máy nghiền má phức tạp
1.Má nghiền cố định; 2.Má nghiền di động; 3.Tấm lót nghiền; 4.Ổ treo má động;
5.Thanh chống trước; 6.Thanh chống sau; 7.Tay biên; 8.Trục lệch tâm; 9.Bộ truyền
đai; 10.Cụm điều chỉnh khe xả; 11.Bệ máy; 12.Thanh giằng; 13.Lò xo
1
2
12
13
10
9
8
5
7
6
3
4
11
e

O1
O2
B
α
1
2
12
13
10
3
4(8)
11
9
e
B
α
O2
O3
6
- Nguyên lý hoạt động:
+ Hành trình nghiền : nửa vòng quay thứ nhất của trục lệch tâm, má nghiền
di động tiến gần vào má cố định, đá trong buồng nghiền được ép vỡ.
+ Hành trình xả : nửa vòng quay thứ hai của trục lệch tâm, do trọng lượng
của má di động và lực căng của lò xo, má nghiền di dộng trở về vị trí ban
đầu, đá đã được nghiền được xả ra ngoài.
Máy nghiền má đơn giản Máy nghiền má phức tạp
- Quỹ đạo của một điểm bất kỳ trên
má động là một cung tròn => đơn
giản
- Ép vỡ, uốn vỡ => sản phẩm không

đều có nhiều viên dẹt do lực nghiền
không đều
- Quỹ đạo của một điểm trên
má động là một elíp => phức
tạp
- Ép vỡ, uốn vỡ, miết vỡ => sản
phẩm nghiền đều và có nhiều
viên tròn hơn
7
4.3. Các thông số cơ bản
- Góc kẹp đá: α = 18-20
0
- Chiều rộng buồng nghiền: B
- Chiều dài buồng nghiền: L
- Số vòng quay của hợp lý: n.
- Lựa chọn số vòng quay hợp lý sao cho trong hành trình xả đá rơi hết khỏi
buồng nghiền. Để lượng vật liệu có mặt cắt ngang ABDC xả hết sau một
vòng quay:
+ Thời gian xả:

, ( n: [v/ph]; 1/2 vòng để xả đá)
+ Thời gian đá rơi:
, trong đó: , S
x
: hành trình nghiền
1
60
2
t
n

=
g
h2
t
2
=
x
S
h
tg
=
α
8
4.3. Các thông số cơ bản
a. Góc kẹp đá
α
: là góc kẹp bởi má nghiền cố định và di động.
Giả sử viên đá là hình tròn và đang nằm giữa hai má nghiền (hình 2.10) khi đó
cơ sở xác định α đảm bảo cho viên đá nằm giữa hai má nghiền không bị bật
lên. Khi hai má nghiền ép sát vào nhau, viên đá nằm giữa hai má nghiền và
chịu lực ép P từ hai má, lực đẩy lên R và lực ma sát F.
Các thông
số cơ bản
của máy
nghiền
má.
9
Từ hình vẽ ta có: R = 2P
Bỏ qua trọng lượng của viên đá ta có:
F = 2.f.P.

Điều kiện viên đá không bị bật lên là:
2.f.P. ≥ 2.P

f. ≥

hay f ≥ , với tgφ = f
Suy ra: 2φ ≥
Như vậy khi α > 2φ thì viên đá sẽ bị bật lên và không bị ép vỡ, ngược lại nếu α
quá nhỏ so với 2φ mức độ nghiền sẽ bị giảm nhỏ do đó làm tăng kích thước
của máy. Thông thường α=15
0
÷22
0
. Với máy nghiền má nghiền thô
α=18
0
÷19
0
.
α
2
α
cos
2
α
tg
2
α
2
10

b. Số vòng quay hợp lý
Số vòng quay hợp lý phải thỏa mãn: t
1
=t
2


hay , (v/ph). Với g=9,81 (m/s
2
)
x
tg
n 65,5
S
α
=
Sơ đồ
tính số
vòng
quay
hợp lý.
α
h
a
A
B
C
D
s
x

11
c. Năng suất của máy nghiền Q
tt
: (m
3
/h)
Trong đó:
+ V: Thể tích của đá đã nghiền được xả ra từ buồng nghiền sau một vòng quay
của trục lệch tâm (m
3
)
+ n: Tốc độ quay của trục lệch tâm (v/ph)
+ k
t
: Hệ số rỗng của đá trong buồng nghiền: k
t
=0,3÷0,7 (giá trị nhỏ cho máy
nghiền thô)
+ l: Chiều dài buồng nghiền.
ttt
k.n.V.60Q
=
x
2a S
V .h.l
2
+
=
12
5. Máy nghiền côn

5.1. Công dụng và phân loại:
Công dụng : Dùng để nghiền các loại đá có kích thước khác nhau với năng suất
cao.
Phân loại :
+ Nghiền côn thô
+ Nghiền côn trung bình và nhỏ
5.2. Cấu tạo máy nghiền côn
13
n
1
4
2
5
6
7
3
n
9
7
1
3
2
5
8
Hình 7.5. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền côn
1.Côn cố định; 2.Côn động; 3.Vật liệu; 4.Điểm treo; 5.Trục côn
động; 6.Bạc lệch tâm; 7.Bộ truyền bánh răng côn; 8.Bàn cấp liệu;
9.Bệ đỡ cầu.
14
- Nguyên lý làm việc:

Khác với máy nghiền má, quá trình nghiền và quá trình xả
trong máy nghiền côn diễn ra liên tục theo chu vi của
côn nghiền. Động cơ qua hệ dẫn động làm cho bạc lệch
tâm quay cùng với côn di động. Khi bề mặt côn nghiền
di động tiến gần côn nghiền cố định, đá được nghiền.
Khi bề mặt côn nghiền di động ra xa côn nghiền cố định,
đá nghiền được xả ra ngoài. Đá được nghiền do tác dụng
của các lực ép uốn và miết vỡ.
15
- Năng suất kỹ thuật của máy nghiền thô:
Q=3600.V
0
.μ.n, (m
3
/h)
Trong đó:
V
0
– Thể tích khối đá xả
D
tb
– Đường kính trung bình buồng nghiền
μ – Hệ số độ rỗng của đá
n – Số vòng quay của bạc lệch tâm
e – Khe hở nhỏ nhất của nón
r – Độ lệch tâm của nón động
h – Chiều cao buồng nghiền.
16
§2. Máy sàng đá
1. Khái niệm

- Sàng: là quá trình phân loại đá ra từng nhóm kích thước gần giống nhau.
Thông dụng nhất là phương pháp sàng cơ học nhờ các máy sàng.
- Phân loại :
+ Theo dạng mặt sàng :
•
Sàng thanh ghi : Cứng vững, hiệu quả không cao, đặt đầu dây chuyền.
•
Sàng đan : Rất năng suất, hiệu quả cao, mặt sàng yếu, dễ bị võng.
•
Sàng tấm đục lỗ : Cứng vững, hình dạng lỗ đa dạng, diện tích thông qua
nhỏ. Sử dụng trong sàng ống.
+ Theo quá trình sàng :
•
Sàng sơ bộ : phân loại vật liệu trước khi đưa vào máy nghiền thô.
•
Sàng trung gian : phân loại vật liệu sau khi qua giai đoạn nghiền trước đó.
•
Sàng sản phẩm : dùng để phân loại sản phẩm cuối gian đoạn nghiền.
17
+ Theo dạng cấu tạo và dạng dẫn động máy sàng:
•
Máy sàng rung lệch tâm
•
Máy sàng rung vô hướng
•
Máy sàng rung có hướng
•
Máy sàng tang quay
* Chú ý : Nếu có n mặt sàng thì ta sẽ có (n + 1) sản phẩm sàng
- Các phương pháp bố trí mặt sàng:

+ Phương pháp nối tiếp: (Ø
lỗ
từ nhỏ đến lớn)
Ø5
Ø40
Ø20
<5
5-20
20-40
>40
Phương
pháp bố
trí mặt
sàng nối
tiếp
18
+ Phương pháp song song: (Ø
lỗ
từ lớn đến nhỏ)
Ø40
Ø20
Ø5
>40
20-40
2-20
<5
Phương
pháp bố
trí mặt
sàng song

song
19
+ Phương pháp hỗn hợp:
- Đánh giá chất lượng sàng:
Đánh giá chất lượng sàng bằng hiệu quả sàng:
Trong đó:
c – Lượng hạt dưới sàng chứa trong vật liệu ban đầu.
b – Lượng hạt dưới sàng chưa lọt qua mặt sàng.
Ø40
Ø20
Ø5
<5
20-40
5-20
Phương
pháp bố
trí sàng
hỗn hợp
%100.
c
bc
E
−
=
20
2. Các loại máy sàng phẳng
2.1. Máy sàng lệch tâm
-
Cấu tạo:
- Đặc điểm: Hộp sàng và mặt sàng cùng với vật liệu trên mặt sàng dao động

theo quỹ đạo tròn với biên độ không đổi (=2 lần độ lệch tâm của trục),
không phụ thuộc vào hàm lượng vật liệu trên mặt sàng.
3
4
5
6
7
8
1
2
Sơ đồ nguyên lý máy sàng lệch tâm
1.Hộp sàng; 2.Lò xo; 3.Động cơ; 4.Bộ truyền đai; 5.Đối trọng lệch
tâm; 6,8.Mặt sàng; 7.Trục lệch tâm
21
2.2. Máy sàng rung vô hướng
- Cấu tạo:
- Đặc điểm: Dao động phụ thuộc vị trí của quả văng và phương pháp treo hộp
sàng. Quỹ đạo có thể tròn hoặc elíp, có thể thay đổi bằng cách thay đổi quả
văng. Đối với loại sàng này để nghiêng một góc α càng lớn thì năng suất
sàng cao, nhưng hiệu quả sàng lớn hơn.
1
2
3
Sơ đồ nguyên lý
máy sàng rung
vô hướng
1.Mặt sàng;
2.Cơ cấu gây
rung; 3.Lò xo.
22

2.3. Sàng rung có hướng
- Cấu tạo:
- Đặc điểm: Bộ gây rung là hai trục lệch tâm đặt song song quay ngược chiều,
cùng tốc độ. Mặt sàng nằm ngang.
β=35
0
÷45
0
Năng suất riêng cao hơn, chất lượng sàng tốt hơn loại vô hướng.
1
2
3
β
C
M
C
Sơ đồ cấu tạo
máy sàng rung
có hướng
1.Bộ gây rung;
2.Hộp sàng;
3.Lò xo
23
2.4. Năng suất máy sàng, (m
3
/h)

Trong đó:
+ q: Năng suất riêng tính cho 1 m
2

của mặt sàng (m
3
/h)
+ F: Diện tích mặt sàng (m
2
)
+ k
1
: ảnh hưởng của góc nghiêng mặt sàng.
+ k
2
: ảnh hưởng của % vật liệu xấu có trong vật liệu sàng.
+ k
3
: ảnh hưởng của % vật liệu có kích thước nhỏ hơn 1/2 kích thước mắt sàng
mkkqFkQ
321kt
=
24
§3. Trạm nghiền sàng
- Trạm nghiền sàng: là tổ hợp các máy nghiền, sàng và các thiết bị khác được
bố trí theo một chu trình nhất định để sản xuất sản phẩm đá.
- Trạm gồm có nhiều công đoạn, mỗi công đoạn có một máy nghiền đá, là máy
chính trong nhóm máy thuộc công đoạn đó.
- Số lượng công đoạn phụ thuộc tỉ số nghiền yêu cầu.
- Sơ đồ công nghệ của trạm nghiền, sàng đá hai công đoạn:
25