ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN ĐẬP ĐÁ

Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục

LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa nước ta hiện nay. Cũng như
mọi ngành công nghiệp khác, công nghiệp vật liệu xây dựng là ngành quan trọng
trong nền kinh tế quốc doanh. Đối với nước ta hiện nay nhu cầu xây dựng là rất lớn,
đặc biệt là xây dựng cơ sở hạ tầng. Do vậy việc cung cấp vật liệu như đá, xi măng,
sắt thép ... là cần thiết và đòi hỏi với số lượng lớn. Đi đôi với nguyên vật liệu là các
thiết bị máy móc tạo ra chúng mà chúng ta đang cần rất nhiều. Với em, một sinh
viên sắp ra trường được giao thiết kế Máy nghiền đập má, là một loại máy nghiền
trong dây chuyền sản xuất đá dùng cho xây dựng, làm đồ án tốt nghiệp.
Sau thời gian hơn 3 tháng làm đề tài tốt nghiệp nay em đã hoàn thành nhiệm
vụ của mình. Trong quá trình thiết kế em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê
Cung cùng các thầy cô trong khoa Cơ khí và khoa Sư phạm kỹ thuật đã tận tình
giúp đỡ, tạo điều kiện cho em, cộng với sự nỗ lực của bản thân, tìm hiểu học hỏi
thực tế và các bạn cùng khoá, đề tài tốt nghiệp của em đã hoàn thành đúng thời gian
quy định.
Do trình độ và thời gian có hạn, kiến thức kinh nghiệm thực tế còn ít, tài liệu
tham khảo thiếu thốn, do đó trong đề tài không tránh khỏi những sai sót, kính mong
quý thầy cô góp ý và giúp đỡ.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Cung cùng các thầy cô giáo và
các bạn bè đã giúp đỡ em.
Đà nẵng, ngày tháng 05 năm 2006
Sinh viên thiết kế

Hoàng Văn Ngân

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 1

Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU ĐÁ VÀ
QUÁ TRÌNH KHAI THÁC ĐÁ
1.1. Giới thiệu về vật liệu đá và đá dăm dùng trong sản xuất các cấu kiện
bê tông và làm đường sá.
Đá hay còn gọi là nguyên liệu khoáng sản thể rắn. Khái niệm đá như sau: tất
cả các vật rắn tồn tại trong thiên nhiên có nguồn gốc về cơ bản đều là khoáng vật.
Khoáng vật là những phần tử vật rắn mà trong đó chứa các nguyên tố cùng loại. Có
đến hàng trăm loại khoáng vật có số lượng đáng kể tham gia vào cấu tạo của vỏ Trái
đất. Các khoáng vật không tồn tại một cách riêng rẽ trong thiên nhiên mà hình thành
những tập hợp lớn bao gồm nhiều khoáng vật, chúng xuất hiện ở những địa điểm
khác nhau và được tạo thành trong những niên đại khác nhau. Những tập hợp
khoáng vật như vậy gọi là đá.
Đá là loại vật liệu rất quan trọng trong ngành xây dựng, chúng được dùng
làm chất độn trong bê tông (xây dựng mố cầu, đập nước, rải mặt đường, làm đường
ôtô, đường sắt). Đá cũng là nguyên liệu cơ bản để sản xuất xi măng, vôi và các chất
kết dính khác. Trong xây dựng đá còn là loại vật liệu trang trí rất quan trọng.
Thành phần chủ yếu nhất trong đá là thạch anh, các khoáng vật quặng,
cácbonnat, các khoáng vật sét, các haloit, fenspat, pirôxen và ôlivin. Thành phần
hoá học, thành phần khoáng vật và cấu tạo quyết định tính chất vật lý của đá, được
dùng làm cơ sở cho việc ứng dụng vào thực tế. Các tính chất của đá còn phụ thuộc
vào trạng thái cơ học của chúng như mức độ phong hoá, độ nứt nẻ, độ tách chẻ, tính
cát khai.
Trong số các khoáng vật tạo đá thì thạch anh có độ bền cao nhất. Giới hạn
bền nén của thạch anh vượt quá 5000kG/cm 2, của fenspat, pirôxen, ogit, đá sừng,
olivin và các khoáng vật manhe sắt khác là 2000 ÷ 5000kG/cm 2, canxit khoảng

100kG/cm2, giới hạn bền nén của quazit và nêfrit hạt nhỏ đạt giá trị cao nhất đến
5000 ÷ 6000kG/cm2, granit hạt nhỏ cũng có độ bền khá lớn 3500kG/cm 2 và nhỏ hơn
một ít là đá gabrô, điabazơ và granit hạt thô. Đá thuộc poocfia thạch anh và
poocfiarit có độ bền nén cao (500 ÷ 2400kG/cm 2). Nhưng có nhược điểm là bề mặt
vỡ rất trơn, không đảm bảo độ dính kết cao giữa đá dăm và vữa ximăng.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 2


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
Bảng độ bền nén của các loại đá macma, kG/cm2
Bảng 1.1
Loại đá
Trạng thái khô
Trạng thái ướt
Granit
1270÷1859
1195÷1788
Sienit
679÷1055
575÷896
Gabrô
1029÷2942
801÷2836
Foofia quazit
924÷2400
Bazan
617÷1558

612÷1940
Diabazơ
1118÷1271
1119÷1271
Diorit
900÷1700
1040÷2300
Hiện nay, trong các loại đá thì đá trầm tích, đá vôi và đá đôlômit được sử
dụng phổ biến trong xây dựng.
Đá vôi được tạo thành chủ yếu từ canxi (CaCO 3) trong đó có cả tạp chất
đôlômit, có cỡ hạt dạng cát và sét. Khi các tạp chất đôlômit tăng lên từ 5 ÷ 25% gọi
là đá vôi đôlômit; khi tăng lên đến 25 ÷ 50% thì gọi là đá vôi đôlômit hóa.
Đá đôlômit [CaMg(CO3)2] là loại đá cacbônat trầm tích chứa hơn 90%
đôlômit. Khi trong đá có từ 50 ÷ 90% đôlômit thì gọi là đôlômit vôi, còn khi tỷ lệ
đôlômit thấp hơn thì gọi là đá vôi đôlômit hóa.
Các khoáng vật chủ yếu để tạo thành các loại đá trầm tích là canxit và
đôlômit. Canxit thuộc loại khoáng vật phổ biến nhất.
Các loại đá cacbonat có đặc tính là không đồng nhất về tính cơ lý. Độ bền
nén ở trạng thái khô là 550 ÷ 2800 kG/cm 2, ở trạng thái no nước là 500 ÷ 1700
kG/cm2.
Trong đá trầm tích, phấn sa là loại đá được tạo thành từ những hạt cát kết tủa
0,1÷ 1mm. Độ bền nén trung bình ở trạng thái khô là 580kG/cm 2. Ở trạng thái no
nước là 573kG/cm2 - Ta có các bảng.
Độ bền nén của các loại đá trầm tích và biến chất
Bảng 1.2
Loại đá
Trạng thái khô
Trạng thái no nước
Sa thạch, thạch anh
980÷2069

749÷1760
Phần sa
250÷1300
100÷1200
Đôlomit
106÷2776
128÷2560
Đá vôi
94÷2390
79÷1900
Goncugranit
1048÷2032
1091÷2001
Diệp thạch
1480
1472

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 3


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
Độ bền nén của một số loại đá ở Việt Nam kG/cm2 (giá trị trung bình)
Bảng1.3
Loại đá
Trạng thái khô
Trạng thái no nước
Đá vôi
626

530
Sa thạch
692
550
Granit
732
665
Phần sa
310
Diệp thạch
230
94
Yêu cầu kỹ thuật đối với các loại vật liệu làm bằng đá được đề ra rất chặt
chẽ. Vật liệu bằng đá được sử dụng trong nhiều ngành, đặc biệt là trong xây dựng
cơ bản. Đó là loại vật liệu quan trọng được sử dụng trong hầu hết các công trình
giao thông, thủy lợi, xây dựng công nghiệp và dân dụng. Đối với các loại đá xây
dựng có hai yêu cầu cơ bản là cỡ hạt và chất lượng.
Về cỡ hạt - Trong ngành xây dựng đá được chia ra hai loại chủ yếu là đá hộc
và đá dăm (kể cả cát nhân tạo).
+ Đá hộc, theo quy phạm kỹ thuật đó là loại đá cục lớn có kích thước lớn
hơn 150mm dùng để xây trụ cầu, mố cầu, tường chắn, xếp cống vòm, lát đường
ngầm, xây đê đập.
Trong giao thông còn sử dụng đá có kích thước trung gian giữa đá hộc và đá
dăm cỡ lớn, gọi là đá ba. Đá ba có ba cỡ hạt 10 ÷ 15; 15 ÷ 18 và 16 ÷ 20mm. Nó
dùng làm móng mặt đường, xếp rãnh, lát mặt trên đường ngầm ...
+ Đá dăm có nhiều cỡ với kích thước khác nhau rất nhiều và thường được
dùng để đổ bê tông, cấp phối bê tông. Nó gồm 4 loại chính có kích thước 5 ÷
150mm như sau:
Loại nhỏ có kích thước:
5 ÷ 10 và 10 ÷ 20mm.

Loại vừa:
20 ÷ 40mm
Loại lớn:
40 ÷ 70mm
Loại đặc biệt có kích thước: 70 ÷ 150mm
Ngoài các cỡ trên đôi khi còn dùng đá dăm cỡ 3 ÷ 10mm thay cho cỡ
5÷10mm.
Đối với bê tông cho các công trình lớn đôi khi dùng đá cấp phối đến 250mm.
Trong xây dựng đường ôtô còn có quy định riêng về đá dăm rải mặt đường.
Loại mặt đường đá dăm thông thường gồm các cỡ đá: 40 ÷ 70, 50 ÷ 80, 60 ÷ 90mm.
Đá dăm có kích thước mở rộng gồm 2 loại: 25 ÷ 60mm và 40 ÷ 80mm. Đá dăm nhỏ
gồm các cỡ: 15 ÷ 25 hoặc 10 ÷ 30mm. Đá cỡ 15 ÷ 40 hoặc 20 ÷ 40mm. Đá dăm có
kích thước: 5 ÷ 15, 5 ÷ 10 hoặc 5 ÷ 20mm còn được gọi là đá mạt.
Về chất lượng - Độ chống đập của đá có ý nghĩa lớn đối với đá dăm dùng
làm chất đệm (ba lát) của đường sắt. Tùy thuộc vào độ bền của đá mà chia ra 4 loại.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 4


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
Loại có độ bền chịu đập từ 30 ÷ 39, loại từ 40 ÷ 49, loại từ 50 ÷ 74 và loại từ
75 trở lên. Đá dùng làm balat của đường sắt thường có độ bền chịu đập từ 50 ÷ 70.
Độ chịu mòn là tính chất quan trọng của các loại đá dùng để rãi đường ôtô.
Đá dùng để rãi đường ôtô, nhất là đường cấp cao cần có độ chịu mòn cao.
1.2. Giới thiệu về quá trình và thiết bị khai thác, gia công vật liệu đá và
đá dăm.
Đá là một trong những loại vật liệu cơ bản được sử dụng nhiều trong các
công trình giao thông như: đường sá, sân bay, bến cảng ...

Để rải mặt đường sắt, để xây dựng đường ôtô, hoặc để chế tạo các dầm
bêtông ... cần phải sử dụng khối lượng lớn các loại kích cỡ đá. Trong xây dựng
người ta thường phân ra các loại phổ biến như: đá dăm, đá cuội, sỏi, vật liệu cấp
phối và cát.
Trung bình mỗi kilômét đường ôtô cần từ 1500 đến 3000 m3 đá các loại.
Tính ra vật liệu đá chiếm tới 50 ÷ 60% tổng giá thành xây dựng đường.
Tốc độ thi công và chất lượng công trình phụ thuộc nhiều vào khả năng cung
cấp vật liệu và chất lượng vật liệu. Vì vậy, tổ chức sản xuất ở các mỏ đá tốt và gia
công đá theo các quy cách cần thiết là góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công và chất
lượng công trình.
Đá sau khi khai thác ở các mỏ, trước khi sử dụng vào các công trình, cần
phải tiến hành gia công theo 3 bước sau:
- Đập đá (nghiền đá): làm cho đá nhỏ theo các kích thước.
- Sàng đá: phân loại kích cỡ đá.
- Rửa đá: làm sạch đất cát và các tạp chất khác.
Việc gia công đá rất vất vả và nặng nhọc, nếu chỉ dùng sức người và dùng
các công cụ thủ công để làm thì năng suất rất thấp và khối lượng không được là bao.
Cho nên việc cơ giới hóa công tác làm đá ngày càng được áp dụng rộng rãi, chiếm
tỷ lệ ngày càng lớn trong toàn bộ công tác làm đá.
Máy làm đá là danh từ chung chỉ các loại máy phục vụ việc nghiền, sàng và
sửa đá ... theo kích cỡ và không lẫn tạp chất.
Để thuận tiện trong sử dụng, người ta chế tạo ra máy nghiền sàng ly hợp làm
cả 2 chức năng: nghiền và sàng.
Sơ đồ công nghệ khai thác đá được biểu diễn như sau:
Máy cạp (1) dùng để đào bỏ lớp đất trên của mỏ đá. Máy khoan (2) khoan
các lỗ sâu vào lớp đất để đặt chất nổ bắn đá ra. Máy xúc (3) dùng để bốc đá vào ôtô
vận chuyển (4). Các ôtô này dùng để chở đá đến phân xưởng gia công đá khối hay
đưa ra bãi gia công đá dăm. Để phân loại đá theo kích thước nhất định người ta sử
dụng các máy sàng đá (10) và (15). Trong sơ đồ này máy nghiền đá (8) được sử
dụng trong bước nghiền sơ bộ và trước khi đá đến máy nghiền này từ ôtô (4) thì đá

được đổ vào phểu chứa liệu. Sau đó đến bộ phận sàng sơ bộ (5), ở đây các loại cát,

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 5


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
đất còn dính lại và đá nhỏ từ 0-5mm được tách ra. Còn toàn bộ đá, đa số là đá lớn,
khai thác được đưa vào máy nghiền má (8). Sau khi ra khỏi máy nghiền má thì đá
lúc này có kích thước đa dạng từ 5-90mm. Các đá này được truyền bằng băng tải (9)
đến máy sàng rung (10). Máy sàng rung (10) có nhiều loại lưới phân cấp đá từ 520mm, 20-75mm và lớn hơn 75mm. Đá từ 5-20mm được băng tải (14) đưa ra bãi
chứa. Những đá có kích thước lớn hơn 75mm lại được băng tải (11) đưa đến máy
nghiền má thứ cấp (12). Sau khi qua máy nghiền má (12) thì đá có kích thước phần
lớn nhỏ hơn 60mm và lại được băng tải (13) đưa đến máy sàng rung (15). Máy sàng
rung (15) có nhiều loại lưới phân cấp đá từ 5-20mm, 20-40m và 40-60mm. Những
đá có kích thước lớn hơn 60mm lại được băng tải (17) đưa đến máy nghiền côn
(19). Sau khi qua máy nghiền côn thì đá được nghiền nhỏ và đưa trở lại máy sàng
(15). Đá phân loại xong sẽ được các băng tải (22) và (23) đưa vào kho chứa (24).
Sau đó các ôtô đưa đi theo công việc của mình.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 6


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
1
2

3

4

6

5

7

9

11

8

10

12
13
14

15

18
16

24

17

21

20
23

22

19

1. Máy cạp đất
2. Máy khoan lỗ đặt mìn
3. Máy xúc đá
4. Ôtô
5. Sàng sơ bộ
6,9,11,13,14,15,17,18,20,21,22.Băng tải
7. Phế phẩm
8. Máy nghiền má sơ cấp
10,16. Máy sàng đá
12. Máy nghiền má thứ cấp
19. Máy nghiền côn
24. Kho chứa

Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ khai thác và gia công đá.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 7

Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục

CHƯƠNG II

GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA
QUÁ TRÌNH ĐẬP NGHIỀN
2.1. Mục đích và ý nghĩa của đập nghiền
Đập và nghiền là quá trình công nghệ làm giảm kích thước của vật liệu
khoáng sản. Quá trình này dùng tác dụng của ngoại lực để phá vỡ những cục vật
liệu lớn thành những cục và hạt nhỏ. Ngoại lực có tác dụng phá vỡ những lực liên
kết bên trong cục vật liệu làm cho nó rạn nứt và vỡ nhỏ ra.
Về nguyên lý đập và nghiền không khác nhau nhưng người ta qui ước đập là
quá trình cho ra sản phẩm có độ hạt lớn hơn 5mm và nghiền là quá trình tạo ra sản
phẩm nhỏ hơn 5mm. Đập và nghiền là một khâu quan trọng trong các xưởng tuyển
khoáng, trong các ngành công nghiệp hoá chất, vật liệu xây dựng,…
Đa số nguyên liệu sử dụng trong công nghiệp silicat đều là các loại đất đá,
nham thạch nằm trên vỏ trái đất và có thể khai thác theo phương pháp lộ thiên. Ví
dụ như:
- Công nghiệp thuỷ tinh cần cát, đá vôi, đôlômit, trường thạch...
- Công nghiệp gốm sứ cần đất sét, cao lanh trường thạch, thạch anh, thạch cao...
- Công nghiệp vật liệu chịu lửa cần đất sét chịu lửa, quặng manhêzit, quắczit,
cromit...
- Công nghiệp các chất kết dính cần đá vôi, đất sét, thạch cao...
Sau khi khai thác nguyên liệu được chở về các nhà máy silicat, đôi khi ở dạng cục
lớn tới 1500 ÷ 2000 mm. Để sử dụng được, ta phải đập và nghiền các nguyên liệu
đó. Trong quá trình đập nghiền, dưới tác dụng của ngoại lực hạt vật liệu bị phá vỡ
thành nhiều hạt nhỏ hơn (làm tăng diện tích bề mặt riêng) tạo điều kiện dễ dàng
hoàn thành các quá trình hoá lý xảy ra tiếp sau đó, nhất là các phản ứng pha rắn.
Có trường hợp nguyên liệu khoáng sản bao gồm các khoáng vật có tính chất
cơ lí khác nhau. Sau khi đập và nghiền những khoáng vật cứng và bền hơn sẽ ít bị

vỡ sẽ là cục lớn hơn, các khoáng vật mềm và giòn sẽ bị vỡ vụn nhiều hơn sẽ là
những hạt tương đối nhỏ. Nếu sau khi đập đem sàng thì có thể tách riêng được các
khoáng vật đó ra khỏi nhau. Trong trường hợp này đập - nghiền - sàng có tác dụng
như quá trình tuyển.
Đập và nghiền không chỉ dùng trong quá trình khai thác đá, ở các xưởng
tuyển khoáng. Ở các nhà máy nhiệt điện phải đập và nghiền than để sản xuất nhiên
liệu ở dạng bụi. Ở nhà máy luyện cốc phải đập và nghiền than trước khi nạp than
vào lò luyện. Ở nhà máy luyện kim phải đập đá vôi và đôlômit để làm trợ dung.
Trong ngành vật liệu xây dựng phải đập đá hộc, đá tảng thành đá dăm. Đập và
nghiền đá vôi để sản xuất ximăng. Trong công nghiệp hoá chất phải đập quặng
secpentin và apatit trước khi nạp vào lò cao và phải nghiền mịn bán thành phẩm
phân lân nung chảy; phải nghiền fenpat (trường thạch), mica, inmenhit và các

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 8


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
nguyên liệu khoáng sản khác để phối liệu làm vỏ que hàn điện, phải đập nghiền
quặng mangan để làm pin ... Trong các trường hợp này, sản phẩm đập nghiền được
dùng ngay nên quá trình đập và nghiền có ý nghĩa riêng và việc quy định độ hạt của
sản phẩm phải căn cứ vào yêu cầu kỹ thật của các quá trình công nghệ tiếp theo.
2.2. Các tính chất cơ bản của vật liệu nghiền.
Khi sử dụng máy nghiền, cần quan tâm đến các tính chất sau đây của vật liệu
nghiền: Độ bền, độ giòn và tính mài mòn của vật liệu.
2.2.1. 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 (σ n) và giới hạn
bền kéo (σk)

P
T
σn = n
và
σk =
(MN/m2)
(2.1)
F
F
Pn : lực nén vỡ (MN)
T: lực kéo đứt (MN)
F: tiết diện chịu kéo hoặc nén (m2)
Đối với đá, giới hạn bền nén lớn hơn giới hạn bền kéo, do vậy các máy
nghiền đá thường được chế tạo dùng lực nén, ép vỡ.
Tuỳ thuộc vào độ bền σn 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
2.2.2. 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 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 loại vật liệu có độ giòn khác nhau thì tính năng của máy
cũng thay đổi theo. Tính giòn tăng lên thì năng lượng nghiền giảm đi và năng suất
tăng theo.
2.2.3. 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  A g1 A g2 A g3 
+
+
(2.2)

÷(g/t)
3  G1 G 3
G3 
Ag1 ,Ag2 ,Ag3 - hao mòn đầu búa được xác định với độ chính xác ± 0,2mg
I=

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 9


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
G1 ,G2 , G3 -khối lượng của đá gia công.

2.3. Đặc tính của quá trình nghiền.
Quá trình nghiền có các đặc tính được thể hiện qua mức độ nghiền, độ lớn
của hạt và thành phần hạt của vật liệu nghiền.
2.3.1 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. Khi nghiên cứu để đơn giản người ta xem viên
đá là khối cầu có đường kính quy ước D và sản phẩm được nghiền có đường kính
quy ước d.
Đường kính quy ước d được xác định theo nhiều cách khác nhau như sau :
a+b+c
+ Theo trung bình cộng : d =
.
3
+ Theo trung bình nhân : d = 3 a.b.c .
+ Theo trung bình bình phương : d = b 2 + c 2 .
2.3.2 Thành phần hạt của sản phẩm:
Thành phần hạt của sản phẩm nghiền được thể hiện qua đồ thị đặc tính độ
hạt như sau :

Hình 2.1 Đồ thị đặc tính độ hạt.
Để xác định nó người ta lấy mẫu sản phẩm đem phân loại trên máy sàng
mẫu. Khối lượng mẫu thử phụ thuộc vào kích thước lớn nhất của hạt và được xác
định qua biểu thức:
P = 0,02.d2 + 0,5.d (kg)
(2.3)
d: Kích thước lớn nhất của hạt (mm).
2.3.3. Mức độ nghiền

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 10


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
Tỷ số giữa kích thước của cục vật liệu trước khi đập với kích thước của hạt
sản phẩm gọi là mức độ nghiền (mức đập), ký hiệu là i. Mức đập là một chỉ tiêu đặc
trưng cho chất lượng của quá trình, nó chỉ rõ sau khi đập cục vật liệu đã nhỏ đi mấy
lần. Mức đập có liên quan đến năng suất và công suất máy.
Có thể xác định mức đập nghiền theo một trong các công thức sau đây:
Trước hết mức đập được xác định bằng tỷ số kích thước cục hay hạt lớn nhất
trước và sau khi đập.
D max
i=
d max
Trong đó:
Dmax:đường kính cục lớn nhất trong vật liệu trước khi đập hoặc nghiền(mm).
dmax: đường kính cục lớn nhất của sản phẩm sau khi đập hoặc nghiền (mm).
Trong thực tế đường kính của cục lớn nhất trong vật liệu lấy bằng kích
thước lỗ lưới vuông mà toàn bộ vật liệu lọt qua được. Vì vậy mức đập có thể lấy
bằng tỷ số kích thước của lỗ lưới mà toàn bộ sản phẩm có thể lọt qua khi sàng vật
liệu trước và sau khi đập. Khi sàng phải dùng lưới có dạng lỗ như nhau vì nó ảnh
hưởng đến kết quả sàng. Khi dùng lưới sàng có hình dạng lỗ khác nhau (ví dụ trước
khi đập dùng sàng chấn song, sau khi đập dùng sàng đan lỗ vuông) thì phải tính
mức đập theo công thức:
f .L
i=
d
Trong đó:
L: chiều rộng khe lưới chấn song vừa đủ để toàn bộ vật liệu trước khi đập
có thể lọt qua (mm).

d: kích thước lỗ lưới vuông vừa đủ để toàn bộ sản phẩm đập có thể lọt
qua(mm).
f : hệ số điều chỉnh phản ánh ảnh hưởng của hình dạng lỗ lưới, bằng tỷ số
chiều rộng và chiều dày của cục vật liệu, thường lấy từ 1,7 (đối với hạt có hình thù
cân đối) đến 3,3 (đối với cục dẹt).
Nếu không tiến hành sàng vật liệu trước và sau khi đập thì có thể tính mức
đập theo công thức:
0,85.B
i=
b
Trong đó:
B, b: chiều rộng miệng cấp liệu và tháo liệu của máy đập (mm).
Trị số 0,85.B là chiều rộng có hiệu quả của miệng cấp khoáng ở máy đập.
Đối với máy đập nón để đập vừa và đập nhỏ, b lấy bằng chiều rộng vùng song song,
còn đối với máy đập khác thì lấy bằng chiều rộng nhất của miệng tháo liệu.
Mức đập tính theo các công thức trên không đủ đặc trưng cho quá trình đập
và nghiền. Nhiều trường hợp các sản phẩm đập có đường kính cục lớn nhất là bằng

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 11


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
nhau, nhưng có đường kính đặc tính độ hạt khác nhau (ví dụ một đường cong lồi và
một đường cong lõm). Do đó, muốn xác định mức đập một cách chính xác phải tính
theo đường kính trung bình để nó phản ánh được ảnh hưởng của thành phần độ hạt
của cả khối vật liệu:
D tb
i=

d tb
Trong đó:
Dtb, dtb: đường kính trung bình của vật liệu trước khi đập và sản phẩm (mm).
Đôi khi mức đập còn tính theo công thức sau:
Dt
i=
dt
Trong đó:
Dt : kích thước lỗ lưới mà t% vật liệu trước khi đập có thể lọt qua (mm).
dt : kích thước lỗ lưới mà t% sản phẩm có thể lọt qua (mm).
Đối với quá trình đập lấy t = 80% còn quá trình nghiền lấy t = 95%. Kinh
nghiệm cho thấy những cục lớn chiếm tỷ lệ không cao (nhỏ hơn 20% đối với sản
phẩm đập và nhỏ hơn 5% đối với sản phẩm nghiền) nên không đại diện cho độ hạt
của vật liệu.
Tuỳ thuộc vào số liệu cần thu được có thể tính mức đập theo một trong năm
công thức kể trên.
Trong một máy nghiền không thể nhận được mức độ nghiền lớn, vì vậy
người ta thường đặt các máy nghiền làm việc nối tiếp nhau. Như vậy mỗi máy sẽ
thực hiện một giai đoạn của quá trình nghiền. Máy nghiền có thể làm việc theo chu
trình kín hay hở, trong chu trình hở vật liệu đi qua máy nghiền một lần. Khi đó
trong sản phẩm cuối cùng luôn có các mẫu vật liệu quá kích thước đã chọn. Trong
chu trình kín sản phẩm cuối cùng được phân loại và các mẫu có kích thước lớn
được đưa trở lại máy nghiền.
Tuỳ theo độ hạt của vật liệu đầu Dmax và của sản phẩm cuối cùng dmax người
ta chia ra các giai đoạn đập và nghiền như ở bảng sau.
Bảng 2.1
Giai đoạn
Dmax (mm)
dmax (mm)
Đập thô

1500 ÷ 500
350 ÷ 100
Đập vừa
350 ÷ 100
100 ÷ 40
Đập nhỏ
100 ÷ 40
30 ÷ 10
Nghiền nhỏ
30 ÷ 10
6÷2
Nghiền vụn
0÷2
1 ÷ 0,5 và nhỏ hơn
2.4. Năng lượng nghiền

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 12


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
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 bề mặt làm việc của máy nghiền ... 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.
Hiện nay tồn tại ba giả thuyết được coi là các định luật nghiền.
2.4.1. Định luật nghiền thứ nhất (Định luật mặt phẳng)
Định luật này do giáo sư P.Rittingger nêu ra năm 1867, được phát biểu như

sau: "Công tiêu hao để nghiền vật liệu tỉ lệ với diện tích bề mặt mới tạo ra trong quá
trình nghiền"
A = K.∆F
(2.4)
K : hệ số tỷ lệ
∆F : số lượng diện tích bề mặt gia tăng.
Giả thiết viên đá đem nghiền là khối lập phương có cạnh bằng 1 và năng
lượng (công) cần để tách vỡ nó theo một mặt là A. Vậy khi nghiền viên đá đó với
mức độ nghiền i = 2, nghĩa là viên đá sản phẩm có các cạnh bằng 1/2 viên đá ban
đầu. Cần phải dùng 3 mặt phẳng tách vỡ.
1
3

5

3
1
2

2
1

4

3

2

5

2

1

4

2

1

6

6

4
3

3

3
1

2

5

Hình 2.2 Sơ đồ minh hoạ quá trình nghiền theo định luật mặt phẳng.
Do vậy số công tiêu hao là 3A, số đá thu được là 23 = 8.
Tương tự: nếu mức độ nghiền là i = 3, cần 6 mặt tách và số công tiêu hao là
6A, số viên đá thu được là 33 = 27.

Tổng quát, nếu mức độ nghiền i = i n cần 3(in-1) mặt tách vỡ, trị số công
nghiền sẽ là An = 3A(in-1). Cũng vậy nếu i = im, công nghiền sẽ là Am = 3A(im-1).
A n in − 1
=
Do vậy ta có:
(2.5)
A m im − 1
Khi mức độ nghiền lớn có thể viết:
An in
=
Am im

(2.6)

Nếu các viên đá đem nghiền có kích thước như nhau và bằng D thì i n = D/dn
và im = D/dm.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 13


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
Ta có:

in dm
=
, nên:
im dn
A n in d m

=
=
A m im d n

(2.7)

Công tiêu hao để nghiền tỷ lệ thuận với độ nghiền và tỷ lệ nghịch với kích
thước sản phẩm nghiền.
Một viên đá hình lập phương cạnh D(mm) có diện tích bề mặt là 6D 2. Khi
nghiền khối đá đó đến kích thước d thì mức độ nghiền i = D/d và số viên sản phẩm
là i3 (hình lập phương).
Do diện tích bề mặt của mỗi viên sản phẩm hình lập phương là 6d 2 nên diện
tích bề mặt được gia tăng là:
∆F = 6.d2.i3-6D2 = 6D2 (i-1)
(2.8)
Công để nghiền một viên đá có cạnh D là:
A = K.∆F = 6K.D2(i-1)
(2.9)
2
Hay A = K1.D (i-1)
(2.10)
3
3
Nếu nghiền Q kg viên đá hay Q/γ m (γ=kg/m là khối lượng thể tích) và coi
kích thước trung bình của các viên đá là Dtk thì số viên đá đem nghiền sẽ là

Q
γ.D3tk

Do công để nghiền một viên bằng A = K.6. D 2tk (i-1) nên công để nghiền Q kg

sẽ là:
A = K.6. D tk (i − 1)
2

A=

Q
K.6(i − 1).Q
=
3
γ.D tk
γ.D tk

K R (i − 1).Q
D tk

Ở đây: KR =

(2.11)

K.6
γ

Trong công thức trên có nhiều thông số phản ánh quá trình nghiền, song khó
xác định hệ số KR nên ý nghĩa thực tế của công thức bị giảm thấp.
2.4.2. Định luật nghiền thứ hai - Định luật thể tích
Định luật này được đưa ra từ năm 1885 do các giáo sư Ph.kich và
V.L.Kiapichep. Dựa trên các công thức của lý thuyết đàn hồi, ta có các công thức
sau:
A=

δ2 .V
= K 2 .V
2E

Ở đây: K2 =

(2.12)

δ2
là hệ số tỷ lệ.
2E

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 14


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
V : thể tích vật biến dạng
δ : ứng suất lúc biến dạng
E : Môdun đàn hồi
A : năng lượng gây biến dạng
Năng lượng để thay đổi hình dạng những vật giống nhau về hình thể và đồng
nhất tỷ lệ với thể tích vật nghiền hoặc khối lượng của chúng.
Ta có quan hệ:
A1 V1
=
A 2 V2

(2.13)

Mặt khác ta có:
A = P.S
S : biến dạng của vật theo hướng lực tác dụng
P : lực gây biến dạng

(2.14)
P

Hình 2.3.Sơ đồ minh hoạ quá trình nghiền
theo định luật thể tích.

S

∆S

r

Với viên đá hình lập phương theo định luật Húc biến dạng tỷ lệ thuận với
kích thước l của nó:
A1 P1.S1 P1.l1 V1 l13
=
=
=
=
A 2 P2 .S2 P2 .l2 V2 l32
Từ đó:

P1 l12

=
P2 l 22

(2.15)

Lực nghiền tỉ lệ bậc nhất với diện tích tiết diện ngang của vật.
Công để nghiền một viên đá hình lập phương mà cạnh có kích thước D là:
A = K2. D3
(2.16)
Công để nghiền Q kg đá với các viên có kích thước trung bình Dtk là:
3

A = K2 . D kt

Q
Q
=
K
.
2
γ
γ.D3kt

Hay A = K3.Q
Nếu giả thiết rằng mức độ nghiền i = Qtk/dtk đạt được sau n giai đoạn nghiền
mà trong mỗi giai đoạn nghiền đó mức độ nghiền đều như nhau và bằng r thì i = r n
Công của mỗi giai đoạn nghiền đó đều như nhau và có giá trị:

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 15


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
A1 = K3.Q ; A2 = K3.Q; .... An = K3.Q
Công nghiền tổng hợp
A = A1+A2 + ... + An = n.K3.Q

Bởi vì: n =

lg i
lg i
.K 3 .Q
nên A =
lg r
lg r

A = Kk.Q.lg
Trong đó: Kk =

Q tk
d tk

(2.17)

K3
hệ số tỷ lệ (trong định luật thể tích).
lg r

Quá trình nghiền đá là quá trình phức tạp, trong đó đá bị nghiền nhỏ do nhiều

tác động: ép vỡ, miết vỡ, kéo đứt ... Hai định luật trên chỉ mới quan tâm đơn thuần
đến từng giai đoạn riêng rẽ của quá trình phức tạp đó. Định luật thể tích chỉ xác
định năng lượng cho quá trình biến dạng đàn hồi của vật liệu mà không kể tới số bề
mặt mới được tạo thành do miết vỡ gây ra. Định luật mặt phẳng không tính đến
năng lượng biến dạng, mà chỉ kể tới năng lượng cần để tạo ra các bề mặt mới do
miết vỡ. Nhiều nghiên cứu chứng tỏ rằng khi nghiền với mức độ nghiền nhỏ
(nghiền hạt) định luật thể tích, với mức độ nghiền lớn (nghiền bột), định luật mặt
phẳng cho kế quả gần sát với thực tế.
Năng lượng nghiền phải là tổng hợp của hai năng lượng: năng lượng để biến
dạng và để tạo thành bề mặt mới. Khi đó công nghiền đá được biểu thị bằng công
thức sau:
A = K.∆V+δ.∆F

(2.18)

Trong đó:
K, δ: các hệ số tỷ lệ
∆V : thể tích bị biến dạng
∆F : bề mặt mới được tạo ra
Do thiếu các hệ số tỷ lệ cho các trường hợp cụ thể nên công thức trên không
được sử dụng rộng rãi.
2.4.3. Định luật nghiền thứ ba
Vào năm 1951 xuất hiện định luật nghiền thứ ba do Ph-Bôn đưa ra sau khi đã
biến đổi công để nghiền Q kg vật liệu có dạng sau:
i n −1 − 1
.Q
A = KR
D ntb−1

(2.19)

Trong đó n là chỉ số

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 16


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
Nếu thay n = 2 và 1, công thức trên trở nên biểu thức của định luật mặt
phẳng và định luật thể tích.
Quá trình thực nghiệm chứng tỏ rằng, với máy nghiền má chỉ số n trong công
thức (2.19) bằng 1,5.
Công suất động cơ máy nghiền má:
N = 0,13 Ei.KM.

i −1
Q.γ
D tk

(2.20)

Ei: công suất tiêu hao năng lượng (KWh/t) là năng lượng để nghiền 1 tấn vật
liệu từ kích thước vô định đến kích thước 1mm.
KM
: hệ số phụ thuộc vào kích thước đá
i
: mức độ nghiền
Dtk
: kích thước trung bình theo khối lượng của đá đem nghiền (m).

Q
: năng suất (m3/s)
γ
: khối lượng thể tích của đá (kg/m3).
Giá trị của Ei được xác định theo các bảng chuyên ngành, phụ thuộc vào loại
đá và địa danh khai thác Ei = 4,58 ÷ 8,51KWh/t. Khi tính sơ bộ, để đảm bảo cho
máy nghiền có thể làm việc được với bất kỳ loại đá nào, người ta chọn E i có trị số
gần với giá trị lớn nhất E i = 8KWh/t. Giá trị KM xác định theo chọn E i có trị số gần
với giá trị lớn nhất Ei = 8KWh/t. Giá trị KM xác định theo
Bảng 2.1
Kích thước trung bình theo
khối lượng của đá nạp (mm)
Hệ số KM

65

100

160

240

280

370

460

1,85

1,40

1,20

1,0

0,95

0,85

0,80

P
2.5 Các phương phápPđập nghiền.
Hiện nay những phương pháp phá vỡ đá sau đây thường được sử dụng trong
các máy nghiền đá.
2.5.1 Ép vỡ:
Đá bị phá vỡ khi hai mặt nghiền tiến sát vào nhau tạo ra lực ép có ứng suất
b)
vượt quá giới hạn bềna)nén (Hình
2.4a).
P
P
2.5.2 Tách vỡ:
Xảy ra khi trên mặt nghiền có các gân nhọn, đá bị tách ra do ứng suất tiếp
vượt quá giới hạn bền (Hình 2.4b).
d)

c)

P

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B
e)

Trang 17


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục

Hình 2.4.Các phương pháp nghiền đá.
2.5.3 Uốn vỡ:
Viên đá làm việc như một dầm kê trên hai gối đỡ và bị uốn bởi lực tập trung
ở giữa . (Hình 2.4c).
2.5.4 Miết vỡ:
Xảy ra khi hai mặt nghiền trượt tương đối với nhau, lớp mặt ngoài của đá bị
biến dạng và bị tách ra do ứng suất tiếp vượt quá giới hạn bền (Hình 2.4d).
2.5.5 Đập vỡ:
Đá bị tải trọng va đập tác động. Trong đá xuất hiện đồng thời các biến dạng
khác nhau nhưng ở trạng thái động (Hình 2.4e).
Những phương pháp trên được dùng chung cho cả đập và nghiền. Về mặt
công nghệ, nghiền đá là quá trình biến đá từ cỡ rất lớn thành cỡ nhỏ, nếu thực hiện
ngay một lần thì sẽ tốn nhiều công, năng suất thấp và chất lượng đá không đúng yêu
cầu kỹ thuật do đó cần nghiền nhiều lần. Ngoài ra căn cứ vào tính chất vật lý của
vật liệu và yêu cầu kỹ thuật mà chọn loại máy nghiền và phương pháp đập nghiền
khác nhau. Vật liệu cứng và rất cứng dùng phương pháp ép và đập. Vật liệu dai
dùng phương pháp ép và xiết để kéo dài thời gian tác dụng của lực. Vật liệu giòn
như than thì dùng phương pháp cắt là hợp lý nhất vì sẽ làm cho vật liệu không bị vỡ
quá vụn. Với vật liệu ẩm hoặc dẻo cần miết vỡ để tránh bị tắc buồng nghiền. Ở các
máy đập vật liệu cứng và giòn thì lực tác dụng chủ yếu là lực ép và lực đập, có thêm

tác dụng của lực xiết và uốn. Đối với vật liệu mềm và dai, ở giai đoạn đập thô dùng
lực cắt ở giai đoạn đập vừa và đập nhỏ thì dùng lực va đập. Khi nghiền dùng chủ
yếu là lực đập và lực xiết.

CHƯƠNG III
SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 18


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục

PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐẬP NGHIỀN VÀ LỰA
CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ
3.1. Phân loại chung
Người ta nghiền vật liệu bằng các phương pháp sau:
- Nghiền cơ khí: Dưới tác dụng của các chi tiết di động của máy nghiền làm
cục vật liệu bị phá vỡ.
- Nghiền nổ: các cục vật liệu bị phá huỷ theo các vết nứt nhờ sự giảm áp lực
khí (hơi) hay nhờ tác dụng của thuốc nổ dưới sự ảnh hưởng của sự phóng tia lửa
điện trong nước (hiệu ứng thuỷ lực điện).
- Nghiền nhiệt điện: mẫu bị phá huỷ nhờ nung nóng cục bộ bằng dòng điện
cao tần.
3.2 Phân loại máy nghiền đá trong công nghiệp vật liệu xây dựng
Các loại máy nghiền đá dùng trong xây dựng và công nghiệp chủ yếu là các
máy nghiền kiểu cơ khí. Tuỳ theo kích thước của sản phẩm mà máy nghiền đá được
phân thành máy nghiền hạt và máy nghiền bột.
3.2.1.Máy nghiền hạt
Theo nguyên tắc làm việc, máy nghiền hạt có các dạng sau:
- Máy nghiền má (Hình 3.1a): Bộ phận làm việc là hai má nghiền. Hạt vật

liệu bị phá vỡ do tác dụng ép, uốn và miết vỡ cục bộ khi hai má nghiền tiến sát vào
nhau.
Máy nghiền má được dùng nhiều nhất trong các công trường xây dựng cơ
bản, nhà máy sản xuất xi măng, hầm mỏ ... Dùng để đập sơ bộ và trung bình.
- Máy nghiền nón (Hình 3.1b): Bộ phận làm việc là hai nón nghiền, trong đó
nón bên trong có chuyển động lệch tâm so với nón bên ngoài. Hạt vật liệu nằm
trong khoảng không gian giữa hai nón nghiền bị phá vỡ do đồng thời cả ép, uốn và
miết vỡ cục bộ.
Máy đập nón cũng được sử dụng rộng rãi ở các công trường xây dựng, nhà
máy xi măng ...
- Máy nghiền trục ( Hình 3.1 c): Bộ phận làm việc là hai trục nghiền quay
ngược chiều nhau. Vật liệu nghiền được nạp vào giữa hai trục và bị ép vỡ. Khi hai
trục có tốc độ quay khác nhau, hạt vật liệu còn bị nghiền do miết vỡ.
b) tinh, trung bình.
Loại máy nghiền trục có hệ số nghiền i lớn dùng để nghiền
- Máya)nghiền va đập: Theo cấu tạo phân thành máy nghiền búa ( Hình 3.1d )
và máy nghiền Roto. Trong máy nghiền búa, búa được nối với đĩa quay bằng khớp
xoay. Đá bị phá vỡ do tác dụng va đập và miết vỡ của đầu búa. Ở máy nghiền Roto,
đầu va đập ghép cứng với đĩa quay. Đá bị phá huỷ do tác dụng va đập của đầu búa,
của các tấm chắn và bị va đập giữa các viên đá với nhau.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B
c)

Trang 19
d)


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục

Hình 3.1.Các loại máy nghiền hạt
3.2.2.Máy nghiền bột
Theo nguyên tắc làm việc được phân thành các loại sau:
- Tang nghiền a)(máy nghiền bi): Bộ phận chủ yếu là một tang trống quay
b)
(hình 3.2a) hoặc rung (hình 3.2b). Trong tang trống có chứa các cục thép hình cầu
hoặc hình trụ (hình3.2a và b) hoặc không có chúng (hình 3.2c).
Đến bộvalọc
Vật liệu được nghiền mịn do tác dụng
đập của các cục thép nghiền và do miết
vỡ giữa các hạt vật liệu với nhau hoặc giữa các hạt vật liệu với các tấm lót trong
tang nghiền.
- Máy xay lắc: ở loại máy này vật liệu bị ép vỡ và miết vỡ giữa con lăn và
thành bên của nồi nghiền (hình 3.2d). Con lăn hình trụ được lắp với trục quay đứng
d)
qua cần lắc và khớp quay. c)
- Máy nghiền bột va đập: Bộ phận va đập là đầu búa. Đầu búa được ghép
cứng hoặc ghép xoay (bản lề ) với đĩa quay ( hình 3.2e). Vật liệu được nghiền mịn
do va đập của đầu búa quay với tốc độ cao. Bột mịn có kích thước xác định được
liệu hợp.
cuốn lên cao, ra khỏi buồng nghiền nhờ tác dụng của dòng khí có tốc độXãthích
- Máy nghiền phun (hình 3.2g): Bột đá được vận chuyển bằng dòng khí có
tốc độ cao. Vật liệu được nghiền mịn trong khi di chuyển nhờ ma sát và va đập giữa
chúng với nhau và giữa vật liệu với các tấm lót trong buồng nghiền .
Nạp
liệu

e)

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

g)

Trang 20
Không khí


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục

Hình 3.2.Các loại máy nghiền bột
3.3. Giới thiệu một số máy cỡ thô
Để lựa chọn phương án hợp lý, đáp ứng được yêu cầu là nghiền đá có kích
thước từ D = 0,34m ra đá có d = (0,04 ÷ 0,09)m để phục vụ xây dựng ta tìm hiểu
một số máy nghiền cỡ thô về kết cấu, phạm vi sử dụng và ưu nhược điểm của
chúng.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 21


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
3.3.1 Máy nghiền má
a. Công dụng
Máy nghiền má hay còn gọi là máy nghiền nhai hay máy đập hàm được dùng
nhiều nhất để nghiền thô và trung bình các loại vật liệu có độ bền nén trên
2000kG/cm2. Máy có ưu điểm:
+ Lực đập mạnh nên có thể phá vỡ được những loại đá dai
+ Kết cấu đơn giản, bảo quản và sử dụng dễ dàng.
+ Cửa vào đá rộng, năng suất của máy tương đối cao.

Nhược điểm chính của máy là do máy không làm việc liên tục nên năng
lượng chi phí riêng trên 1 đơn vị sản phẩm lớn.
Bộ phận làm việc chủ yếu của máy là hai má nghiền, trong đó 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. Các viên 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 trả tự do (không còn bị nén ép) và tự rơi từ cao xuống
thấp, từ chỗ rộng đến chỗ hẹp trong buồng nghiền, hoặc rơi ra khỏi buồng nghiền
do trọng lượng. Quá trình làm việc lặp lại như trên làm cho đá trong buồng nghiền
tiếp tục được nghiền nhỏ, tiếp tục di chuyển từ cửa nạp (ở bên trên) đến cửa xả (ở
phía dưới) và ra khỏi cửa xả khi kích thước của đá nhỏ hơn cửa xả.
b. Phân loại
- Theo hình dạng của quỹ đạo chuyển động của má nghiền phân thành máy
nghiền má lắc phức tạp (hình 3.3c), lắc đơn giản (hình 3.3 a,b,d) và lắc hỗn hợp.
- Theo cách treo má nghiền phân ra máy nghiền có má treo trên và đỡ dưới
(hình 3.3b).
- Theo cấu tạo của hệ thống truyền động có máy nghiền dẫn động bằng cơ
cấu đòn (hình 3.3a,b,c), bằng thuỷ lực (hình 3.3d) và bằng cơ cấu cam (hiện nay ít
dùng).

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 22


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục

(a)

(c)

(b)

(d)

Hình 3.3. Sơ đồ phân loại các máy nghiền má
(a), (b), (d): Máy nghiền má lắc đơn giản.
(c)
: Máy nghiền má lắc phức tạp.
3.3.2. Máy nghiền nón
a. Công dụng
Máy nghiền nón là loại máy nghiền làm việc có tính chất liên tục. Thường
dùng để nghiền thô,nghiền trung bình và nghiền nhỏ các loại vật liệu rắn ở các nhà
máy vôi, xi măng và các mỏ khai thác đá, so với máy nghiền má thì máy nghiền nón
có những ưu điểm sau:
- Năng suất cao: khi kích thước cửa vào đá như nhau thì năng suất máy
nghiền nón cao hơn máy nghiền má từ 2 ÷ 3 lần vì trong máy nghiền nón, đá được
nghiền, xả liên tục.
- Công suất tiêu thụ ít: công để nghiền vỡ 1 tấn đá ở máy nghiền nón thường
nhỏ hơn 1,5 ÷ 2 lần vì trong máy nghiền nón đá không những đập vỡ mà còn bị uốn
và vặn vỡ.
- Chất lượng nghiền tốt: đá nghiền ra tương đối đều, ít mạt vụn, độ sắc cạnh
giảm rõ rệt, độ nghiền có thể rất cao.
- Bền chắc: tuổi thọ của máy thường gấp 2 ÷ 2,5 lần so với máy nghiền má.
- Khởi động: có khả năng khởi động máy khi buồng nghiền đã chứa đầy vật liệu.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 23


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
Tuy nhiên máy nghiền nón cũng có một số nhược điểm sau:
- Nặng nề: khi có cùng một kích thước cửa vào đá thì trọng lượng máy
nghiền nón thường cao hơn máy nghiền má từ 1,5 ÷ 2 lần. Vì vậy khó khăn trong
việc di chuyển.
- Cồng kềnh: cùng có năng suất như nhau thì máy nghiền nón thường cao
hơn gấp 1,5 ÷ 2 lần máy nghiền má.
- Cửa vào đá nhỏ nên đôi khi phải đập vỡ đá có kích thước lớn ra trước rồi
mới bỏ vào máy.
-Không đập được vật liệu quánh vì có thể bị nghẽn khoảng không gian làm
việc giữa hai nón.
- Cấu tạo phức tạp, giá thành đắt.
b. Kết cấu và phân loại
Bộ phận chấp hành của máy nghiền là chóp động (nón trong) và chóp tĩnh
(nón ngoài). Chóp động thực hiện dao động lắc tròn tương đối với chóp tĩnh. Trong
chuyển động phức tạp của mình, chóp động hình như là lăn theo bề mặt bên trong
của chóp cố định. Khi bề mặt chóp động tiến lại gần bề mặt chóp cố định, vật liệu
được nghiền trong vùng nghiền do tác dụng của các lực ép, uốn và một phần do mài
mòn. Khi bề mặt chóp động ra xa chóp tĩnh, vật liệu sẽ rơi xuống buồng nghiền nhờ
tác dụng của trọng lực, việc dịch chuyển liên tục của vùng nghiền và vùng xả theo
vòng tròn tạo năng suất. Khi nón chuyển động, tuỳ theo từng loại máy mà trục của
nón trong sẽ quay quanh một điểm cố định vạch ra mặt nón, hoặc quay quanh trục
nón ngoài (trục máy), vạch ra một mặt trụ.
Theo kết cấu người ta chia máy nghiền nón ra làm 3 loại sau:
+ Máy đập nón trục treo (hình 3.4a): trục của nón nghiền di động được treo
lên đỉnh cuối. Trục nón được đặt nghiêng một góc α =2 ÷ 30 nên khi làm việc nón
vừa quay vừa lắc. Máy được dùng nhiều để nghiền thô các loại đá rắn và giòn.

Chúng có năng suất cao và kích thước máy lớn.
+ Máy đập nón lệch tâm (hình 3.4b): loại này cũng sử dụng để đập thô các
loại đá rắn và rắn trung bình. Trục nón quay thẳng đứng nhưng nón nghiền đặt lệch
tâm nên quỹ tích của nón nghiền là một hình trụ. Kiểu này có các ưu điểm sau:
- Chiều cao của máy giảm chừng 40% so với loại trục treo, vì ống lệch tâm
chuyển vào trong nón trong, do đó trục đứng ngắn lại.
- Năng suất cao hơn, vì cùng một lúc nón trong tác dụng lên toàn bộ chiều
cao khối vật liệu nằm giữa hai mặt nón.
- Áp lực riêng lên bề mặt ống lệch tâm nhỏ vì ống này có thể chế tạo lớn được.
+ Máy đập nón trục console: loại này còn gọi là máy đập hình nấm
(hình3.4c). Nón nghiền di động có dạng hình nấm (bè rộng ra), mặt dưới luôn tiếp
xúc trên bệ đỡ hình cầu, trục nón nghiền lắp vào bạc lệch tâm và đặt nghiêng một

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 24


Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục
góc nên trong quá trình làm việc nón nghiền được chuyển động lắc trượt trên bệ đỡ.
Ở kiểu này lực lắc rất lớn nên thích hợp với việc nghiền những đá rắn và dai.
Máy đập nón trục console có những ưu điểm là:
- Chiều cao thấp.
- Kích thước sản phẩm đồng đều hơn vì tồn tại khu vực song song giữa hai
mặt nón.
- Năng suất cao, mức độ đập nghiền lớn và ổn định.
- Bền vì có hệ thống lò xo an toàn khi quá tải.
Tuy nhiên máy cũng có một số nhược điểm sau:
- Cấu tạo phức tạp, sử dụng khó khăn.
- Lực đập nhỏ.

- Giá thành cao.
- Dễ bị bụi lọt vào khe hở giữa mặt cầu dưới nón trong với bệ đỡ chỏm cầu
lõm bằng đồng nên phải có cơ cấu che chắn phụ rất phức tạp.

b)
a)

c)

Hình 3.4. Sơ đồ các kiểu máy nghiền nón.

SVTH: Hoaìng Vàn Ngán - Låïp 01C1B

Trang 25