Các máy chuyên dùng trong xây dựng

TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI II
KHOA CƠ KHÍ – ĐIỆN

BÀI GIẢNG

CÁC MÁY CHUYÊN DÙNG
(Lưu hành nội bộ)

Ngành
Hệ
Biên soạn

: Công nghệ kỹ thuật Cơ khí
: Cao đẳng
: Cao Ánh Dương
Phạm Thăng Long

Đà Nẵng, năm 2012


LỜI NÓI ĐẦU
Để đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình và nội dung đào tạo tín chỉ hệ Cao
đẳng ngành Công nghệ cơ khí, bài giảng “Các máy chuyên dùng” được biên soạn
nhằm giới thiệu chức năng, kết cấu và nguyên lý làm việc của các chủng loại máy và
thiết bị chủ yếu dùng trong thi công. Ngoài ra bài giảng còn đề cập đến những khái
niệm về khai thác sử dụng các loại máy thi công hiện nay.
Nội dung bài giảng gồm có 4 chương
Các chương 1, 2 do Phạm Thăng Long biên soạn
Các chương 3, 4 do Cao Ánh Dương biên soạn
Bài giảng này được dùng cho sinh viên ngành Công nghệ cơ khí của trường Cao
đẳng Giao thông vận tải II.

Các tác giả biên soạn chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã góp ý kiến cho
bản thảo trong quá trình biên soạn bài giảng.
Trong quá trình biên soạn và in ấn chắc chắn còn có những thiếu sót, chúng tôi
mong được sự góp ý của các bạn đọc.

Các tác giả

2


Chương 1. MÁY KHAI THÁC VÀ GIA CÔNG ĐÁ

+
+
+
+
+
+

1.1. Máy nén khí
1.1.1. Ưu, nhược điểm của truyền động khí nén
Trong các máy thi công chuyên dùng, truyền động khí nén tuy không được sử
dụng phổ biến như truyền động cơ khí, thủy lực, điện, nhưng nó vẫn đóng vai trò quan
trọng trong việc hỗ trợ các hệ thống truyền động trên và đặc biệt là trong hệ thống
điều khiển như: phanh hãm, truyền lực của các loại cần trục, máy đào, máy khoan…
và đặc biệt trong các máy khoan đá.
- So với các truyền động đã biết, truyền động khí nén có những ưu điểm sau:
+ Cự ly truyền động tương đối xa.
+ Môi chất công tác là không khí có sẵn trong thiên nhiên.
+ Bộ truyền động sạch sẽ.

Tốc độ truyền động nhanh: Trong ống dẫn (20÷ 40) m/s, tốc độ xilanh khí nén (1÷6)
m/s.
Cấu trúc hệ thống mạch đơn giản nhiều so với truyền động thủy lực vì khí ép dùng
xong xả luôn ra môi trường ngoài chứ không cần dẫn quay về bình chứa.
Chăm sóc kỹ thuật đơn giản.
- Tuy nhiên truyền động khí nén cũng có những nhược điểm sau:
Áp lực truyền nhỏ ≤ 1 Mpa.
Đòi hỏi khắt khe về vấn đề đảm bảo an toàn.
Khó phát hiện rò rỉ hơi.
1.1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của một số loại máy nén khí
1.1.2.1. Máy nén khí kiểu piston một cấp
a) Sơ đồ cấu tạo
1.
2.
3.
4.
5.

Thanh truyền
Piston
Van nạp
Van thải
Xilanh
a) Hành trình hút
b) Hành trình nạp

Hình 1.1 Sơ đồ máy nén khí piston 1 cấp

b) Nguyên lý làm việc
Ở kì nạp, piston đi xuống tới ĐCD, chân không được tạo lập phía trên piston, do

đó không khí được đẩy vào buồng nén không qua van nạp. Van này mở tự động do sự
chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt piston. Khi piston bắt đầu đi
lên, không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van
nạp đóng lại và quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Van thải mở ra khi áp suất trong
buồng nén tăng tới một mức nào đó, khí nén sẽ thoát qua van thải để đi vào bình chứa
khí nén. Sau khi piston lên đến ĐCT và bắt đầu đi xuống trở lại, van thải đóng và một
chu trình nén khí mới bắt đầu.

3


Máy nén khí kiểu piston được phân loại theo cấp số nén, loại truyền động và
phương thức làm nguội khí nén. Máy nén khí kiểu piston một cấp có thể hút được lưu
lượng đến 10(m3/phút) và áp suất nén từ (6÷10)bar. Tuy nhiên có rất nhiều ứng dụng
yêu cầu vượt quá khả năng thực tế của một cấp nén đơn lẻ. Tỉ số nén quá cao (áp suất
đẩy tuyệt đối/áp suất hút tuyệt đối) có thể làm nhiệt độ cửa đẩy cao quá mức hoặc gây
ra vấn đề về thiết kế. Điều này dẫn đến nhu cầu sử dụng máy nén hai cấp cho các yêu
cầu áp suất cao với nhiệt độ khí cấp (cửa đẩy) thấp hơn (140÷160 0C) so với máy nén
một cấp ( 205÷240)0C.
1.1.2.2. Máy nén khí kiểu Piston hai cấp loại 1 xilanh
a) Sơ đồ cấu tạo
1. Ống hút
2. Buồng xilanh cấp thứ nhất
3. Piston
4. Van giới hạn áp suất
5. Bộ làm mát
6. Buồng xilanh cấp thứ hai
7. Trục khuỷu
8. Van an toàn
9. Đường dẫn khí cao áp

Hình 1.2 Sơ đồ máy nén khí piston 2 cấp loại 1 xilanh

b) Nguyên lý làm việc
Khi trục khuỷu quay, dẫn động làm piston (3) tịnh tiến đi xuống, thể tích trong
buồng (2) giãn ra làm cho áp suất ở phía trên xilanh giảm xuống, tạo ra sự chênh áp
với bên ngoài, không khí sẽ được hút theo đường ống (1), qua van một chiều vào
buồng (2). Khi Piston (3) tịnh tiến đi lên, không khí trong buồng (2) bị nén lại tới áp
suất mở của van giới hạn áp suất (4). Đến đây, khí nén đã được sản xuất ở giai đoạn 1
và đạt tới áp suất P1 nào đó (về mặt lý thuyết, P 1 cũng chính là giới hạn áp lực mở của
van 4). Sau khi ra khỏi (4), khí nén P 1 sẽ qua bộ làm mát (5). Ở đây áp suất khí nén P 1
sẽ co lại và nhiệt độ cũng giảm đi nhưng áp suất P 1 coi như không đổi. Đồng thời với
Piston (3) chạy lên nén khí ở buồng (2) thì thể tích khí ở buồng (6) cũng giãn ra hút
dòng khí nén ở P1 đã được làm mát chạy vào (6). Khi Piston (3) chạy xuống, đồng thời
với việc hút khí ở buồng (2) khí nén P1 sẽ được tiếp tục nén ở buồng (6). Cuối hành
trình nén, khí nén P 1 sẽ được nén lên áp suát P 2, tương đương với áp suất mở van giới
hạn áp suất (8), khí nén P2 sẽ theo đường ống (9) về bình chứa, kết thúc giai đoạn hai
của quá trình sản xuất khí nén.
Loại máy nén khí hai cấp một xilanh có cấu tạo gọn hơn loại máy nén khí hai cấp
hai xilanh, tuy nhiên việc chế tạo khó khăn hơn, đòi hỏi trình độ công nghệ cao hơn.
1.1.2.3. Máy nén khí kiểu Piston hai cấp (loại 2 xilanh)
a) Sơ đồ cấu tạo

4


1.
2.
3.
4.
5.

6.
7.
8.
9.

Bầu lọc
Van hút
Van xả
Piston
Xilanh
Thanh truyền
Trục khuỷu
Làm mát
Bình chứa
Hình 1.3 Sơ đồ máy nén khí piston 2 cấp loại 2 xilanh

b) Nguyên lý làm việc
Piston chuyển động tịnh tiến trong xilanh nhờ lực của trục khuỷu và thanh truyền
được dẫn từ động cơ (có thể là động cơ đốt trong hoặc là động cơ điện). Trên nắp
xilanh có các van hút (2) và van xả (3) hoạt động tự động hoặc cưỡng bức. Khi Piston
đi từ ĐCT xuống ĐCD thì van hút (2) mở ra do có chân không ở trong xilanh hút
không khí vào. Khi Piston đi từ ĐCD đến ĐCT thì van hút (2) đóng lại, không khí
trong xilanh bị nén lại đạt đến trị số nhất định thì van xả (3) được mở ra khí nén theo
đường ống dẫn vào xilanh cấp 2 (xilanh áp lực cao) và được tiếp tục nén như trong
xilanh cấp 1 (xilanh áp lực thấp) rồi được đưa tới bình chứa khí.
1.1.2.4. Máy nén khí kiểu trục vít
Máy nén khí kiểu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Thể tích
khoảng trống giữa các răng thay đổi khi trục vít quay. Như vậy, sẽ tạo ra quá trình hút
(thể tích khoảng trống tăng lên), quá trình nén (thể tích khoảng trống nhỏ lại) và cuối
cùng là quá trình đẩy.

Máy nén khí kiểu trục vít gồm có hai trục: trục chính và trục phụ. Số răng (số đầu
mối) của trục chính xác định thể tích làm việc (hút, nén). Số răng càng lớn, thể tích hút
nén của một vòng quay sẽ giảm. Số răng (số đầu mối) của trục chính và trục phụ
không bằng nhau sẽ cho hiệu suất tốt hơn.

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo máy nén khí kiểu trục vít

5


Hình 1.5 Quá trình hút, nén và đẩy của máy nén khí kiểu trục vít

Lưu lượng được tính theo công thức sau:
Trong đó:
q0 – Lưu lượng / vòng (m3/vòng)
n1 – (v/ph): Số vòng quay trục chính
λ – Hiệu suất, phụ thuộc vào số vòng quay n như sau:
n
4500
5000
6000
0,8
0,82
0,86
γ
Lưu lượng q0 được xác định như sau:
Trong đó:
L(m): Chiều dài trục vít
A1(m): Diện tích mặt cắt của trục chính
A2(m): Diện tích mặt cắt của trục phụ

Z1: Số đầu mối trục chính
Vlo/Vloth: Tỉ số giữa thể tích của khe hở theo thực tế
− Ưu điểm: Khí nén không bị xung, sạch, tuổi thọ vít cao (15.000÷40.000) giờ,
máy nhỏ gọn, chạy êm.
− Nhược điểm: Giá thành cao, tỷ số nén bị hạn chế.

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống máy nén khí kiểu trục vít có hệ thống dầu bôi trơn

+
+
+
+

1.2. Máy khoan đá
1.2.1. Công dụng
Máy khoan đá dùng để khoan mở đường hầm, khoan lỗ cài mìn phá đá,….
Sử dụng máy khoan đá nhằm làm giảm nhẹ cường độ lao động, nâng cao năng suất
công tác, tăng nhanh tiến độ thi công, ngoài ra một số công việc khó có thể thực hiện
được nếu không sử dụng máy khoan đá.
1.2.2. Phân loại máy khoan đá
- Theo phương pháp khoan:
Phương pháp xung kích: Việc phá đá chủ yếu dùng trọng tải của mũi choòng, ngoài ra
còn thêm áp lực dọc trục của mũi choòng để phá đá. Thiết bị khoan sau mỗi lần va đập
được quay đi một góc nhỏ với mô men quay không lớn rồi tiếp tục va đập cho lần sau.
Phương pháp quay tròn:
Sự phá vỡ đá do thiết bị khoan quay liên tục và mũi khoan vừa quay vừa chuyển
động tịnh tiến vào đá theo đường xoắn ốc.
Phương pháp xung kích - quay tròn: Kết hợp cả hai phương pháp trên.
Phương pháp sử dụng nhiệt: Phá vỡ bằng ngọn lửa có nhiệt độ rất cao (2500÷3000) oC
cho xuyên sâu vào đá với tốc độ siêu âm.

6


 Tương ứng với các phương pháp làm vỡ đá người ta chế tạo các loại máy khoan:
Xung kích, quay tròn, xung kích - quay tròn, máy khoan nhiệt, và các máy khoan với
các thiết bị khoan liên hợp.
- Theo nguồn năng lượng: Máy khoan dùng động cơ điện, máy khoan dùng động
cơ đốt trong, máy khoan dùng không khí nén, máy khoan liên hợp.
1.2.3. Máy khoan hơi
1.2.3.1. Cấu tạo
− Hành trình làm việc: (I)
A
D
B
F

: Lỗ nạp khí nén phía trên
: Lỗ thoát khí nén phía trên
: Lỗ nạp khí nén phía dưới
: Lỗ thoát khí thừa phía dưới

− Hành trình không làm việc: (II)

C : Lỗ nạp khí nén phía trên
A : Lỗ nạp khí nén phía dưới
F : Lỗ thoát khí thừa phía trên
E : Lỗ thoát khí thừa phía dưới
1. Piston, 2. Xilanh,
3. Cán khoan
Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý làm việc máy khoan hơi

1.2.3.2. Nguyên lý làm việc
Không khí nén từ bình chứa qua lỗ khí nạp A vào bên trong xilanh (2), đẩy piston
(1) tịnh tiến lên xuống trong xilanh (2) và không ngừng đập vào cán khoan (3) làm
cho mũi khoan không những đập vỡ đá mà còn di chuyển xuống sâu hơn, sau mỗi lần
va đập cán khoan quay một góc nhất định, tức là mũi khoan luôn ở vị trí mới và tạo lỗ
mìn theo ý muốn.
Hành trình làm việc: Không khí nén từ lỗ nạp A đi vào xilanh, đẩy piston tịnh tiến
xuống dưới đập vào cán khoan, lúc này khí thừa ở mặt dưới piston qua lỗ thải F ra
ngoài, lỗ khí B và D đều đóng. Quá trình này gọi là quá trình làm việc.
Ngược lại, nếu đóng kín lỗ khí C và E, mở lỗ khí A và F, để khí nén cao áp đi vào
từ A đẩy piston tịnh tiến đi lên, khí thừa ở phần trên theo lỗ thải F ra ngoài trời, piston
di chuyển từ dưới lên làm cho mũi khoan quay đi một góc (15 0 ÷ 20o) để cắt đá. Quá
trình này gọi là quá trình không làm việc.
1.2.4. Máy khoan cáp
1.2.4.1. Đặc điểm cấu tạo
Kiểu máy này thường được gọi tắt
là máy đập cáp, có thể được thiết kế trên
cơ sở máy bánh xích có thể di chuyển
được. Dạng máy đập cáp như hình trên
có các bánh lốp nhưng không tự di
chuyển được. Nguyên lý chung của kiểu
máy này là nâng hạ liên tục choòng
khoan để va đập làm vỡ vụn đất đá dưới
đáy lỗ khoan, sau đó lấy choòng ra khỏi
lỗ khoan rồi thả ống múc phoi (ống có
đáy tự đóng mở kiểu cánh bướm) xuống
để múc phoi lên; chống sập lỗ khoan
bằng ống vách hoặc dung dịch bentônít.
Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo máy khoan cáp

7


Choòng khoan còn gọi là choòng đập hay chày khoan, trọng lượng có thể đến 3
tấn, tùy kích thước đường kính lỗ khoan. Choòng gồm 2 phần: ty khoan và mũi khoan,
ty khoan có dạng hình trụ, một đầu có ổ khóa cáp để liên kết với cáp nâng hạ choòng.
Phần mũi khoan có hình dạng đặc biệt, đuợc làm bằng thép cacbon cường độ cao có
khả năng chịu va đập, chịu mài mòn, mũi khoan có dạng đuôi cá (không nhọn ở giữa)
có thể được thiết kế kiểu 2 chấu 2 rãnh hoặc 4 chấu 4 rãnh. Các chấu có tác dụng va
đập thành lỗ khoan trước và nén ép đất vào thành lỗ khoan, các rãnh là khoảng trống
để khi choòng rơi xuống thì dung dịch khoan chảy lên trên, khi nâng choòng lên thì
dung dịch từ trên choòng chảy xuống dưới. Phần mũi khoan có thể bị mòn rất nhanh,
người ta có thể dùng những viên bi thép hình trụ hàn bù vào mũi khoan dạng những
cái răng để tăng hiệu quả va đập và để trở lại với hình dạng ban đầu của mũi khoan.
Phải sử dụng thợ hàn bậc cao để mối hàn đảm bảo chắc chắc, tránh bong mối hàn rơi
bi xuống lỗ khoan.
1.2.4.2. Nguyên lý làm việc
Nguyên lý làm cho choòng nâng lên hạ xuống: Từ ổ khóa cáp, cáp được vắt qua
puli trên xà ngang ở đỉnh trụ khoan rồi luồn dưới một puli dao động trước khi được
kẹp trên tang tời. Puli dao động được nhờ cơ cấu tay quay - thanh truyền. Như vậy khi
tời được phanh để giữ chặt một đầu mối cáp và cơ cấu tay quay - thanh truyền hoạt
động sẽ làm cho puli dao động kéo thả cáp liên tục làm cho choòng nâng hạ theo, khi
choong nâng hạ sẽ va đập để làm vỡ vụn đất đá.
Cách thay đổi hành trình va đập: Hành trình va đập của choòng phụ thuộc vào
bán kính tay quay, để thay đổi hành trình va đập thì thay đổi vị trí lắp của thanh truyền
trên tay quay. Bán kính tay quay lớn thì hành trình va đập lớn và ngược lại.
Cách tăng dần độ sâu: Cáp nâng hạ được kẹp trên tang tời, để hạ choòng xuống
thêm để tăng dần độ sâu va đập thì mớm mở phanh của tời để hạ choòng xuống. Việc này
đòi hỏi thợ có kinh nghiệm. Nếu mớm mở phanh của tời không đúng thời điểm thì cáp

nhả ra khỏi tang tời quá nhiều, khi đó puli dao động không thể kéo choòng lên được.
Cách làm cho lỗ khoan tròn: Tiết diện choòng khoan không là hình tròn, để va
đập được mọi vị trí của tiết diện lỗ khoan người ta làm cho choòng có thể tự xoay một
góc nhờ bộ phận ổ khóa cáp. Mặc khác, cứ mỗi lần múc phoi xong, thợ vận hành xoay
choòng đễ xoắn cáp lại trước khi thả xuống lỗ khoan, như vậy khi va đập choòng sẽ
xoay ngược lại.
Cách lấy phoi khỏi lỗ khoan: Thợ vận hành đánh dấu cáp và theo dõi khi cáp
xuống dần một khoảng tương ứng với vài gàu phoi thì dừng va đập rồi kéo choòng lên
khỏi lỗ khoan, dùng tời thả ống múc phoi xuống để múc phoi lên.
Kiểu máy này đùng lực va đập nên thích hợp khoan đá có độ cứng lớn, cấu tạo
máy đơn giản, giá thành máy thấp hơn nhiều so vơi các kiểu máy khoan chuyên dùng
khác. Nhưng máy dùng lực va đập nên có thể gây sập lỗ khoan, việc lấy phoi không
liên tục, mỗi lần lấy phoi mất nhiều thời gian, lỗ khoan càng sâu thì thời gian lấy phoi
càng lớn làm cho năng suất không cao.
1.3. Máy nghiền đá
1.3.1. Khái niệm
Nghiền đá là quá trình phá vỡ đá cỡ lớn thành cỡ nhỏ. Quá trình gia công này
không phải là tiến hành ngay một lần mà có thể là phải qua nhiều lần, với nhiều công
đoạn để đạt được chất lượng sản phẩm đồng đều mà không tốn nhiều công sức và cho
năng suất cao.
Tùy theo độ lớn của sản phẩm nghiền đá ta có các hình thức nghiền:
Hình thức nghiền

D (mm)

8

d (mm)

Nghiền sơ bộ (thô)

500 ÷ 1200

125 ÷ 250

Nghiền vừa

100 ÷ 500

20 ÷ 125

Nghiền nhỏ

20 ÷ 100

3 ÷ 20

Nghiền bột

3 ÷ 20

≤ 0,3

1.3.2. Các phương pháp phá vỡ đá

Hình 1.8 Các phương pháp phá vỡ đá

a)

Phương pháp ép vỡ: (Hình 1.9a) Đá bị phá vỡ khi hai mặt nghiền tiến sát vào
nhau tạo ra lực ép có ứng suất vượt quá giới hạn bền nén.
b)
Phương pháp tách vỡ: (Hình 1.9b) Xảy ra khi hai mặt nghiền có các gân nhọn,
đá bị tách ra do ứng suất tiếp vượt quá giới hạn bền.
c)
Phương pháp uốn vỡ: (Hình 1.9c) Viên đá làm việc như một dầm kê trên gối
đỡ và bị bẻ gẫy bởi lực tập trung ở giữa.
d)
Phương pháp miết vỡ: (Hình 1.9d) Khi hai mặt nghiền trượt tương đối lên
nhau, lớp mặt ngoài của đá bị biến dạng và bị tách ra do ứng suất tiếp vượt
quá giới hạn bền.
e)
Phương pháp đập vỡ: (Hình 1.9e) Đá bị tải trọng va đập tác động. Trong đá
xuất hiện đồng thời các biến dạng khác nhau.
1.3.3. Phân loại máy nghiền
1.3.3.1.
Theo kích thước sản phẩm: máy nghiền vỡ và máy nghiền bột
a. Máy nghiền vỡ (nghiền hạt): Theo cấu tạo và nguyên tắc làm việc, máy nghiền
vỡ được phân thành các loại sau:
− Máy nghiền má (hình 1.10a,b): 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 tiến sát vào nhau.
Loại này thường dùng để nghiền thô và trung bình các loại đá rắn, dai với tỉ số
nghiền i=(3÷5).
− Máy nghiền côn (nón) (hình 1.10c,d): bộ phận làm việc là hai nón nghiền, trong
đó nón bên trong có chuyển động lệch tâm so với nón ngoài. Hạt vật liệu nằm
trong khoang nghiền bị phá vỡ do đồng thời cả ép, uốn và miết cục bộ. Loại này
dùng để nghiền trung bình và nghiền nhỏ các loại đá. Đây là loại máy nghiền
liên tục nên năng suất cao hơn máy nghiền má. Tỉ số nghiền loại này i = (3 ÷ 6).
− Máy nghiền trục hay còn gọi là máy ép đá (hình 1.10e): bộ phận làm việc gồm

hai trục nghiền quay ngược chiều nhau. Vật liệu được nạp vào giữa hai trục và
bị ép vỡ. Khi hai trục quay với tốc độ khác nhau hạt vật liệu còn bị nghiền do
miết vỡ. Loại máy này thường dùng để nghiền trung bình và nhỏ các loại vật
liệu có d ≤ 25mm, dùng có hiệu quả khi nghiền vật liệu dòn, ít sắc và có độ bền
trung bình như: đá vôi, thạch cao, than đá,… tỉ số nghiền (i = 15 ÷ 30).
− Máy nghiền búa (hình 1.10f): Đá được các búa trong khoang nghiền va đập phá
vỡ

9


Hình 1.9 Các loại máy nghiền hạt

b. Máy nghiền bột
Theo nguyên tắc làm việc máy được chia thành các loại sau:

Hình 1.10 Các loại máy nghiền bột

− Máy nghiền bi (hình 1.11a và b): bộ phận chủ yếu là một tang trống quay hoặc
rung. Trong tang trống có chứa các cục thép hình cầu hoặc hình trụ. Vật liệu
được nghiền mịn do tác dụng va đập của các viên bi thép nghiền và do miết vỡ
giữa các hạt vật liệu với nhau hoặc giữa các hạt vật liệu với tấm lót trong tang
nghiền. Máy được dùng trong các nhà xưởng, nhà máy xi măng để nghiền nhỏ
nghiền bột clanke.
− Máy xay lắc (hình 1.11c): Ở loại máy này vật liệu bị ép và miết vỡ giữa con lăn
và thành bên của nồi nghiền. Con lăn hình trụ được lắp với trục quay đứng qua
cần lắc và khớp quay.
− Máy nghiền bột va đập (hình 1.11d): bộ phận va đập là đầu búa, đầu búa được
ghép cứng hoặc ghép xoay (bản lề) với trục quay. Vật liệu được ghiền mịn do
va đập của đầu búa quay với tốc độ cao. Bột mịn có kích thước xác định được

cuốn lên cao và thổi ra khỏi buồng nghiền nhờ tác dụng của dòng khí có tốc độ
thích hợp.
1.3.3.2.
Theo đặc điểm làm việc
− Máy nghiền chu kỳ: thường được dùng để nghiền thô, sơ bộ các loại đá có độ
bền lớn và vừa.
− Máy nghiền liên tục: dùng để nghiền đá có kích thước trung bình và nhỏ, sản
phầm có kích thước tương đối đồng đều.
1.3.4. Máy nghiền má
1.3.4.1. Công dụng và phân loại
a. Công dụng:
Máy nghiền đá kiểu má nghiền làm việc có tính chất chu kỳ, được dùng để
nghiền hạt thô và hạt trung bình. Lọai máy này có lực đập và lực 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 đơn giản, sử dụng dễ dàng, cửa nạp đá lớn, năng suất cao.
b. Phân loại:

10


Căn cứ vào quỹ đạo chuyển động của tấm nghiền di động, chia máy nghiền má
thành hai loại chính: Máy nghiền đá có chuyển động lắc đơn giản và máy nghiền má
có chuyển động lắc phức tạp.
1.3.4.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc
a. Sơ đồ động của máy nghiền má:
a)
1.Tấm nghiền cố
b)

8

7

7
3

1

1

3

12
11

2
4

5 6 9

12
11

2

10

10

9

d)

c)

r

I
II
7

III
3
13

14

IV
V

2r

định
2.Tấm nghiền di
động
3.Trục lệch tâm
4.6. Thanh đẩy
5.Thanh truyền
7. Bánh đà
8. Trục treo má di

động
9. Thanh giữ
10.Lò xo
11.Nêm của cơ cấu
điều chỉnh góc
ngoạm đá
12.Trục vít điều
chỉnh
13. Truyền động đai
14. Động cơ
a) Máy nghiền đá có má
chuyển động lắc đơn
giản;
b) Máy nghiền đá có má
chuyển động lắc phức
tạp;
c) Sơ đồ truyền động;
d) Quỹ đạo chuyển động
của má nghiền lắc phức
tạp.

Hình 1.11 Sơ đồ động máy nghiền má

b. Nguyên lý làm việc
− Máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản: (hình 1.12a)
Động lực từ động cơ (14) truyền qua hệ thống dây đai (13) quay bánh đà (7) làm
quay trục lệch tâm (3) (bánh đai và trục (3) lắp cố định với nhau). Do cấu tạo lệch tâm
của trục (3) nên thanh truyền (5) di động lên xuống theo chiều thẳng đứng làm cho
góc nghiêng hai thanh đẩy (4, 6) luôn biến đổi nên tấm nghiền di động có chuyển
động lúc gần lúc xa tấm nghiền cố định. Nhờ vậy đá bị ép vỡ và rơi xuống.

Tấm nghiền di động lắc nhanh, để cửa xả mở kịp người ta lắp thêm thanh kéo (9)
và lò xo (10). Thanh kéo (9) một đầu lắp với tấm nghiền di động, một đầu lắp sau thân
máy, lò xo (10) luôn luôn kéo tấm nghiền di động ra phía sau.
Để đảm bảo cho máy nghiền làm việc an toàn khi gặp vặt cản quá rắn máy
không nghiền được, tránh gãy vỡ các chi tiết máy và kẹt, thì thanh đẩy (4) được chế
tạo có tiết diện xung yếu. Khi gặp vật không nghiền được thì thanh đẩy (4) bị gãy tại
tiết diện xung yếu trước để đảm bảo không gây ra hư hỏng cho các chi tiết khác.
11


Để điều chỉnh cửa ra đá, có thể tiến hành bằng cách thay đổi chiều dày các tấm
đệm ở lót thanh đẩy hoặc thay đổi chiều dài thanh đẩy. Thông thường để thay đổi cửa
ra đá nhanh chóng ta thay đổi độ vát của tấm vát điều chỉnh (11) bằng cách vặn ê cu
điều chỉnh trên trục vít (12).
− Máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp: (hình 1.12b)
Là loại được sử dụng rộng rãi nhất vì nó có cấu tạo gần giống như máy nghiền
má chuyển động lắc đơn giản, chỉ khác là tấm nghiền di động được lắp trực tiếp trục
lệch tâm; vì vậy khi trục lệch tâm quay thì tấm nghiền di động sẽ được nâng lên hạ
xuống và đẩy ra, kéo vào, nghĩa là tấm nghiền di động sẽ có chuyển động song phẳng,
quỹ đạo chuyển động của các điểm trên tấm nghiền di động là những hình bầu dục
không cân xứng có độ chênh xuống phía dưới.
1.3.4.3.Các cơ cấu an toàn
Để đảm bảo an toàn cho tấm nghiền di động, thông thường người ta sử dụng
thanh đẩy có tiết diện giảm yếu làm cơ cấu an toàn. Khi quá tải, thanh đẩy sẽ bị gãy
tại chỗ khoét lỗ.
Một số loại máy thanh đẩy có kết cấu
gồm hai thanh được liên kết bằng bulông (hình
1-13), lực cắt các bulông 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
Hình 1.2 Cách nối thanh đẩy
hư hỏng. Muốn cho máy trở lại làm việc như
cũ, ta chỉ cần thay bulông khác để nối thanh đẩy.
1.3.4.4. So sánh ưu khuyết điểm của hai loại máy nghiền má
Máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản so với loại có chuyển động lắc phức
tạp có ưu điểm là kết cấu đơn giản, lực đập đá lớn hơn và tính toán thiết kế đơn giản
hơn. Tuy vậy nó có nhược điểm là sản phẩm có độ sắc cạnh, kết cấu máy cồng kềnh.
Máy nghiền loại này thường được dùng để nghiền sơ bộ các loại đá có độ cứng
lớn. Các loại máy có chuyển động lắc phức tạp thường dùng để nghiền tinh. Hiện nay
các sản phẩm đá dùng để làm đường, bê tông xi măng, bê tông atphan theo tiêu chuẩn
yêu cầu các loại kích cỡ khác nhau và tròn cạnh nên các loại đá này thường gia công
từ máy nghiền má có má chuyển động lắc phức tạp.
1.3.4.5. Năng suất máy nghiền má
− Công thức tính năng suất của máy nghiền má:
Năng suất của máy nghiền má có thể tính từ thể tích của hình lăng trụ khối vật
liệu nhả trong khoang nghiền sau một chu kỳ và được tính theo kỳ dao động của máy.
Vsp
Vsp

(1.1)

Q = 3600. ϕ . T (m3/h) hoặc Q = 3600. ϕ . T . ρ (T/h)

12

α

H

Trong đó:
ϕ − hệ số tơi xốp của vật liệu nghiền, ϕ = (0,3÷0,65) phụ
thuộc vào phương pháp cấp liệu.
Vsp − Thể tích khối vật liệu nhả sau một chu kỳ (m3)
T − chu kỳ dao động (s)
ρ − khối lượng riêng của vật liệu (T/ m3)
- Cách tính thể tích đá trong khoang nghiền cho 1 chu kỳ:

e

s

Hình 1.3 Thể tích đá
trong buồng nghiền


Gọi chiều dài khoang nghiền là A thì:

(2e + s).s. A
e + (e + s )
H .A
2
vsp =
= 2tgα

(1.2)

1.3.4.6. Cách xác định góc ngoặm đá hợp lý

Góc ngoặm đá là góc tạo bởi giữa má nghiền cố định và má nghiền di động.
Chiều cao H của khoang nghiền hợp lí sẽ phụ thuộc vào việc lựa chọn góc ngoặm đá
Nếu chọn góc ngoặm đá quá lớn thì các má nghiền không thể ngoặm đá bởi vì
do tác dụng của lực nghiền, đá sẽ dịch chuyển lên phía trên. Ngược lại nếu chọn
quá nhỏ thì chiều cao khoang nghiền lớn dẫn đến máy cồng kềnh.
Để xác định góc ngoặm hợp lý cần tính toán trong
trường hợp giới hạn khi viên đá được nghiền ở vị trí cân
bằng tức thời dưới tác dụng của lực nghiền và lực ma sát
phát sinh. Giả sử viên đá có dạng hình cầu, góc nghiêng của
má nghiền tạo với phương thẳng đứng y là như nhau (
). Bỏ qua trọng lượng viên đá bởi
vì trị số của nó thường nhỏ hơn nhiều so với lực nghiền.
Từ hình vẽ ta có:
Ft : áp lực của tấm ghiền tác dụng lên viên đá khi máy Hình 1.4 Góc ngoạm đá
nghiền làm việc được phân tích thành hai thành phần:
+ Thành phần song song với mặt phẳng thẳng đứng (phương y) và bằng
Ft.sin(α/2) có tác dụng đẩy viên đá ra khỏi khoang nghiền.
+ Thành phần nằm ngang Ft.cos(α/2)

. Vì viên đá có xu

hướng chuyển động lên trên nên tại điểm tác dụng sẽ xuất hiện lực ma sát
Fms = µ .Ft .Cos

α
2

tác dụng ngược chiều. Viên đá

không có khả năng dịch chuyển lên phía trên, nếu thành phần theo phương y của lực

ma sát lớn hơn thành phần thẳng đứng của lực nghiền:
Ft.sin(α/2)≤ µ.Ft.cos(α/2)

Suy ra:

tg

α
≤µ
2

Nếu kí hiệu góc ma sát là ρ = arctg µ

thì điều kiện viên đá

nằm ở khoang nghiền khi máy nghiền hoạt động là: α ≤ 2 ρ .
Theo các số liệu thực tế:
- Đối với đá cứng: µ = 0,14÷0,175; α = 160÷200
- Đối với đá trung bình: µ = 0,16÷0,20; α = 180÷200
1.3.5. Máy nghiền côn (cối xay đá)
1.3.5.1. Công dụng

13


Máy nghiền côn dùng để nghiền thô và nghiền trung bình các loại đá. So với
máy nghiền má thì máy nghiền côn có những ưu điểm:
− Năng suất cao: Khi kích thước của đá như nhau thì năng suất máy nghiền nón
thường cao hơn máy nghiền má từ (2÷3) lần, vì trong máy nghiền nón đá được
nghiền liên tục.

− Công suất tiêu thụ ít: Công thường nghiền vỡ một tấn đá thường giảm từ (1,5÷2)
lần, vì trong máy nghiền nón đá không những chỉ bị đập vỡ mà còn chịu uốn, vặn
vỡ .
− Chất lượng nghiền tốt: Đá nghiền ra tương đối đều, ít mạt vụn, độ sắc cạnh giảm
rõ rệt, tỷ số nghiền cao.
− Bền chắc: Tuổi thọ máy thường gấp (2÷3) lần máy nghiền kiểu má.
Tuy nhiền máy còn một số nhược điểm:
− Nặng nề: Với máy nghiền nón và máy nghiền má cùng nghiền một cỡ đá thì trọng
lượng máy nghiền nón thường lớn hơn máy nghiền má từ (1,5÷2,5) lần, vì vậy
máy nghiền nón ít di chuyển.
− Cồng kềnh : Cùng một năng suất như nhau thì máy nghiền nón thường cao 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
được vào máy.
− Cấu tạo phức tạp, giá thành cao.
1.3.5.2. Cấu tạo máy nghiền nón
Máy nghiền nón thường có các kiểu nón cao, nón thấp:
1. Thân máy;
2. Mặt nón cố
định;
3. Nón nghiền di
động;
4. Bạc đỡ lệch
tâm;
5. Bộ truyền
động dây đai;
6. Động cơ;
7. Bánh răng nón
truyền động;
8. Lò xo.

−

Hình 1.12 Sơ cấu tạo máy nghiền nón
a) Loại nón cao;
b) Loại nón thấp

Kiểu nón cao (Hình 1.16a):
Trục của nón nghiền được treo lên ở đỉnh cối, trục nón đặt nghiền một góc
α= (2÷3)0 so với phương thẳng đứng, nên khi làm việc nón vừa quay vừa lắc. Máy
được dùng để nghiền thô các đá rắn và giòn. Cửa nạp của máy có thể tiếp nhận những
khối đá nghiền có kích thước từ (400-1200)mm với năng suất từ (150-2300)m 3/h, khe
xả đá từ (75-300)mm. Kích thước cửa nạp tiêu chuẩn là 500; 900; 1200; 1500mm.
− Kiểu nón thấp (Hình 1.16b)
Nón nghiền di động có dạng hình nấm, mặt dưới luôn tiếp xúc với bệ đỡ hình
cầu, vì vậy máy nghiền loại này còn được gọi là máy nghiền nón có trục công son.
Trục nón nghiền di động được lắp vào bạc lệch tâm nên trong quá trình làm việc,
nón nghiền được chuyển động lắc trượt trên bệ đỡ hình cầu.
14


Loại máy nghiền này có ưu điểm là chiều cao thấp nhưng lực nghiền nhỏ, do vậy
nó thuộc loại máy nghiền nón vừa và nhỏ. Máy nghiền loại vừa có thể nghiền các loại
đá có kích cỡ từ (60÷300) mm và cho năng suất từ (12÷580)m 3/h với khe khở cửa xả
đá từ (12÷60)mm. Máy nghiền đá loại nhỏ tiếp nhận các viên đá có kích cỡ từ
(35÷100)mm, cho năng suất từ (12÷220)m3/h với khe hở cửa xả từ (1÷3)mm.
1.3.5.3. Năng suất máy nghiền nón:
Năng suất máy nghiền côn cũng có thể xác định theo công thức (1.1) đó là:
Vsp
Vsp

Q = 3600. ϕ . T (m3/h) hoặc Q = 3600. ϕ . T . ρ (T/h)

(1.3)

Trong đó:
Vsp - Thể tích khối đá nhả ra sau một vòng quay của hai loại máy nghiền côn
được xác định như sau:
− Với máy nghiền nón cao (hình 1.17)
Da

α1

Da

α2

h

δ

e

r

S2

S1

e
2r

Hình 1.13 Tiết diện hình thang của khối đá loại nón cao

Trong đó h là chiều cao của tiết diện khối đá nằm trong khoang nghiền.
h=

S1 + S2
2r
=
tgα1 + tgα 2 tgα1 + tgα 2

Thay vào ta có:
VSP =

π .Da ( e + 2r ) .2r
tgα1 + tgα 2

(1.4)

− Với máy nghiền nón thấp:(hình 1.18)
Thể tích vật liệu nhả ra sau một vòng quay là:
(1.1)
VSP = Da .π .l.e
Hình 1.5 Tiết diện hình thang
của khối đá loại nón thấp

Trong đó;
Da – đường kính trung bình của vùng song song (m)
l, e – chiều dài và chiều rộng vùng song song (m)
S1, S2 – Hành trình của má nghiền.
1.3.6. Máy nghiền trục

1.3.6.1. Công dụng
Máy nghiền trục hay còn gọi là máy ép đá để nghiền vỡ các loại vật liệu có độ
bền trung bình như đá vôi, đá hoa cương, đất sét chịu lửa, đát mỏ lộ thiên…Chúng
được sử dụng rộng rãi trong các trạm nghiền sàng và trong dây chuyền công nghệ sản
xuất xi măng.
15


1.3.6.2. Phân loại
Theo kết cấu máy nghiền trục được phân thành ba loại:
- Loại hai trục cán cố định (hình 1.19a)
- Loại một trục cán di động (hình 1.19b)
- Loại hai trục di động (hình 1.19c)

Hình 1.14 Các loại máy nghiền kiểu trục

1.3.6.3. Cấu tạo
1.Giá;
2,3. Tang nghiền;
4. Ổ đỡ cố định;
5. Ổ đỡ di động;
6. Lò xo;
7. Bánh đai;
8,9. Bánh răng
10,11. Bánh răng đặc biệt
12. Ốc điều chỉnh

Hình 1.15 Sơ đồ truyền động của máy nghiền kiểu trục có một trục di động

Sơ đồ truyền động của máy nghiền trục có một trục di động gồm hai tang nghiền

bằng thép quay ngược chiều nhau, được đặt trên giá máy (1). Trục của tang nghiền (2)
đặt trên ổ đỡ di động (5) luôn được giữ vững bằng lò xo (6). Động cơ truyền qua dây
cu roa truyền lực cho bánh đai (7), làm quay cặp bánh răng (8), (9) và tang nghiền (3).
Qua cặp bánh răng dài đặc biệt (10), (11) làm cho tang nghiền (2) quay cùng tang
nghiền (3) nhưng ngược chiều nhau.
Bánh răng (10), (11) có răng rất dài để khi điều chỉnh cỡ đá (xê dịch khe hở giữa
hai tang nghiền) chúng vẫn truyền lực cho nhau. Muốn điều chỉnh cỡ đá chỉ cần xoay
ốc (12) để vặn chặt hay nới lỏng ốc lò xo (6).
Kích thước cơ bản đặc trưng cho máy nghiền kiểu trục là đường kính tang
nghiền D và chiều dài L. Tỉ số giữa chiều dài và đường kính trục L/D = 0,5÷2,5.
Tang nghiền thường dùng là tang đơn, nhưng có loại tang có gân hoặc xẻ rãnh để
tăng ứng suất bẻ đá và dùng để nghiền các hạt có kích thước lớn hơn so với tang trơn.
1.4. Máy sàng đá
1.4.1. Công dụng và phân loại
16


1.4.1.1. Công dụng
Máy sàng dùng để phân loại vật liệu thành từng nhóm có kích thước trong phạm
vi nhất định và để loại bỏ các kích cỡ không hợp qui cách. Trong quá trình sàng có thể
kết hợp với việc phun rửa vật liệu.
Trong dây chuyền công nghệ sản xuất đá, sàng được bố trí thực hiện các yêu cầu
khác nhau có các vị trí sau:
- Sàng sơ bộ: nằm ở vị trí xuất phát của dây chuyền, nhằm loại bỏ các hạt lớn quá
khổ, hoặc các hạt quá nhỏ không cần nghiền nữa.
- Sàng trung gian: tách các hạt không cần nghiền ở giai đoạn tiếp theo.
- Sàng kiểm tra: kiểm tra độ lớn các hạt thành phẩm và tách phế liệu.
- Sàng kết thúc: phân loại thành phẩm theo các cỡ hạt tiêu chuẩn.
Sơ đồ nguyên lý các loại máy sàng

Hình 1.16 Các loại máy sàng
a) Máy sàng lắc ngang; b) Máy sàng lắc lệch tâm; c) Máy sàng rung vô hướng; d) Máy
sàng rung có hướng; e) Máy sàng ống.
1-Khung sàng; 2-Cơ cấu tay quay –thanh truyền; 3-Các thanh treo sàng; 4-Cụm đỡ gối đàn
hồi; 5-Động cơ; 6-Bộ phận gây rung động; 7-Cụm lò xo; 8-Con lăn tỳ.

1.4.1.2. Phân loại
- Theo tính chất chuyển động của mặt sàng: Mặt sàng cố định và mặt sàng di động.
- Theo hình dạng của mặt sàng: Mặt sàng phẳng và mặt sàng cong.
- Theo đặc tính của mặt sàng:
+ Mặt sàng chuyển động lắc: Lắc ngang (hình 1.21a) và lắc lệch tâm (hình 1.21b)
trong mặt phẳng đứng.
+ Mặt sàng rung: Sàng rung có hướng, sàng rung vô hướng và (hình 1.21c,d).
- Theo cách đặt mặt sàng: Mặt sàng đặt ngang và mặt sàng đặt nghiêng. Với mặt
sàng đặt ngang, nguồn gây rung phải là có hướng.
- Theo cách bố trí mặt sàng: máy sàng phẳng phân thành mặt sàng đặt ngang hoặc
nghiêng. Với mặt sàng đặt ngang, nguồn gây rung phải là có hướng.
- Máy sàng có mặt sàng cong chủ yếu là máy sàng ống (hình 1.21e).
17


1.4.2. Cách bố trí mặt sàng và cấu tạo mặt sàng
1.4.2.1. Cách bố trí mặt sàng
Mặt sàng là bộ phận chủ yếu của máy sàng. Hiệu quả phân loại năng suất và khả
năng hoạt động của máy phụ thuộc vào chất lượng mặt sàng.
Một máy sàng có thể có một cỡ mắt sàng hoặc nhiều cỡ mắt sàng, lọc ra nhiều
cỡ đá khác nhau. Mặt sàng có thể bố trí nối tiếp, song song hoặc hỗn hợp.

Hình 1.17 Các phương pháp bố trí mặt sàng
a) Mặt sàng bố trí nối tiếp; b)Mặt sàng bố trí song song; c) Mặt sàng bố trí hỗn hợp

Mặt sàng bố trí liên tiếp thì đã được sàng từ cỡ nhỏ đến cỡ lớn, cách bố trí đơn
giản, trọng lượng sàng nhẹ, dễ kiểm tra và dễ thay đổi mặt sàng. Nhưng có nhược
điểm là chất sàng lọc thấp, diện tích mặt sàng lớn đồng thời chóng bị mòn, hỏng vì tất
cả cỡ đá đều phải qua lớp mặt sàng nhỏ nhất cũng là chỗ yếu nhất. Vì vậy ngoài sàng
ống ra thì các loại sàng khác không bố trí mặt sàng theo kiểu liên tiếp này.
Mặt sàng bố trí song song thì đá được sàng từ cỡ lớn trước. Ưu điểm là mặt sàng
gọn, chất lượng sàng lọc cao, mặt sàng lâu mòn, nhưng có cấu tạo phức tạp, khó thay
đổi mặt sàng. Dùng nhiều trong máy sàng bằng.
Mặt sàng bố trí hỗn hợp là sự kết hợp của mặt sàng bố trí liên tiếp và mặt sàng
bố trí song song, mặt sàng này có đầy đủ ưu, nhược điểm của 2 loại trên.
1.4.2.2. Cấu tạo mặt sàng

Hình 1.18 Cấu tạo mặt sàng

a. Mặt sàng thanh
Mặt sàng làm bằng những thanh thép định hình ghép lại, loại mặt sàng chỉ dùng
để sàng sơ bộ.
b. Mặt sàng tấm
Mặt sàng làm bằng các tấm thép mỏng có nhiều lỗ thủng làm mắt sàng. Mắt sàng
có thể là tròn, vuông, con nhộng…nhưng thông dụng nhất là dạng mắt tròn. Các mắt
thường bố trí xen kẽ nhau để các hạt vật liệu dễ lọt qua. Đường kính của mắt sàng và
chiều dày của các tấm thép có ảnh hưởng lớn đến việc lọt qua của các hạt vật liệu.
Chiều dày tấm thép e = (3÷12) (mm) và đường kính mắt sàng d=(1,6÷1,7)e. Loại mặt
sàng này thường dùng sàng các hạt vật liệu trung bình và nhỏ. Ưu điểm là bền chắc

18


nhưng nặng, đắt tiền và diện tích để sàng thực tế nhỏ, thường chiếm từ (40÷50)% diện

tích mặt sàng.
c. Mặt sàng đan
Làm bằng những sợi thép, đường kính từ (3÷16)mm đan lại với nhau. Mắt sàng
thường là hình chữ nhật hoặc vuông. Loại mắt sàng hình chữ nhật có diện tích hữu ích
lớn nhất. Loại mặt sàng này được sử dụng rộng rải vì rẻ tiền và cấu tạo đơn giản nhưng
nhược điểm của nó là mắt sàng rất dễ bị biến dạng, chóng hỏng, dễ tắc mặt sàng nhất
là khi sàng những vật liệu ẩm ướt.
1.4.3. Cấu tạo máy sàng
1.4.3.1. Máy sàng lắc
Là loại máy sàng lắc có mặt sàng phẳng và dùng hình thức lắc để sàng vật liệu.
a. Máy sàng lắc ngang
Sàng lắc ngang có cấu tạo đơn giản nhưng tần số lắc nhỏ (100÷300) lần/phút, năng
suất thấp. Mặt sàng (2) và (3) đặt nghiêng góc (5 0 – 150) và được treo bằng những
thanh treo (4) lên xà ngang (1). Động cơ (5) truyền lực cho khung sàng thông qua tay
quay (7) và thanh kéo (11) và (12) một đầu được gắn với trục tay quay (8) và đầu kia
chốt với mặt sàng, mặt sàng lắc đi lắc lại.

Hình 1.19 Cấu tạo máy sàng lắc ngang

19


1. Xà ngang; 2,3. Các mặt sàng; 4. Thanh treo; 5. Động cơ; 6. Cơ cấu điều chỉnh
độ căng của dây đai; 7. Tay quay; 8. Trục tay quay; 9. Khung sàng; 10. Thanh giữ;
11,12. Thanh kéo khung sàng; 13. Lò xo điều chỉnh hành trình chuyển động của
sàng.

b. Máy sàng lắc lệch tâm:
Hay còn gọi là sàng lệch tâm, không những mặt sàng được đưa đi đưa lại mà còn
được nâng lên hạ xuống, có tần số lắc cao nên năng suất lớn.

Hình 1.20 Cấu tạo máy sàng lắc lệch tâm (lắc vòng)

Loại sàng này thường dùng để sàng các loại đá lớn (đường kính tới 120mm).
Mặt sàng treo trên trục lệch tâm hay trục khuỷu. Khi trục khuỷu (hay trục lệch tâm)
quay sẽ làm sàng đưa lên xuống. Trong quá trình làm việc, đá chuyển động trượt trên
mặt sàng và có thể nhảy trên mặt sàng
Năng suất máy sàng lắc tính theo công thức:
(1.5)
N = 3600.B.h.v.γ.kt.ktg (T/h)
Trong đó:
B : Chiều rộng mặt sàng (m)
h : Chiều dày lớp vật liệu.
v : Vận tốc di chuyển của vật liệu, thường lấy v = (0.05 ÷ 0.25) m/s
γ : Khối lượng riêng của vật liệu (T/m3)
kt : Hệ số tơi của vật liệu (Kt = 0.4÷ 0.6)
ktg : Hệ số sử dụng thời gian.
1.4.3.2. Máy sàng chấn động (sàng rung)
a. Sàng rung vô hướng:

Hình 1.21 Cấu tạo máy sàng rung vô hướng
1.Động cơ điện; 2. Bộ truyền dây đai; 3. Bộ gây rung động;
4,7. Gối đỡ lò xo; 5. Hộp sàng; 6. Mặt sàng

Máy gồm có hộp sàng (5) gối trên các lò xo (4) và (7). Trên hộp sàng có gắn bộ
phận gây rung (3) được dẫn động từ động cơ (1) thông qua bộ truyền động đai (3).
Khi bộ gây rung làm việc nó sẽ tạo ra rung động làm cho hộp sàng rung động, đá trên

20

các mặt sàng sẽ bị rung động di chuyển trên mặt sàng từ đầu cao xuống phía dưới để
thực hiện việc sàng phân loại đá.
b. Sàng rung có hướng
Cấu tạo máy sàng rung có hướng phức tạp hơn các loại máy sàng rung khác (do cấu
tạo của bộ phận gây rung có hướng). Mặt sàng của máy có thể đặt nằm ngang nên giảm
được chiều cao của máy, nó thường được dùng trong trạm nghiền sàng di động hoặc ở
những nơi chiều cao đặt máy bị giới hạn. Cấu tạo máy được thể hiện như hình sau.
1. Bộ gây rung
có hướng;
2. Hộp sàng;
3. Tay đòn;
4. Lò xo giảm
chấn;
5.Khung
cố
định
nằm
ngang;
6. Lưới sàng.

Hình 1.22 Máy sàng rung có hướng

Cấu tạo bộ gây rung gồm có hai trục lệch tâm (2), các trục này đặt trên các ổ bi.
Một trong hai trục trên nhận chuyển động quay của động cơ thông qua puli (3) và
truyền chuyển động cho trục thứ hai qua cặp bánh răng (4). Khi hai trục quay đồng tốc
và ngược chiều nhau, dao động có hướng được hình tthành. Hướng dao động là hướng
vuông góc với đường nối tâm hai trục lệch tâm

21

Hình 1.23 Bộ gây rung có hướng
1. Vỏ bộ gây rung; 2. Trục lệch tâm; 3 Pu ly

c. Năng suất sàng rung được tính:
(1.6)
N = F.q.γ.k0.k1.k2.ktg (T/h)
Trong đó:
F : Diện tích mặt sàng (m2)
Q : Năng suất 1m2 sàng/1 giờ. [ M3/m2.h] (tra bảng)
γ : Khối lượng riêng của vật liệu (T/m3)
k0 : Hệ số ảnh hưởng có quan hệ với vị trí mặt sàng là loại vật liệu sàng
- Mặt sàng để bằng : Sàng cát sỏi k0 = 0,8; sàng vật liệu vỡ vụn k0 = 0,65
- Mặt sàng để nghiêng : Sàng cát sỏi k0 = 0,5; sàng vật liệu vỡ vụn k0 = 0,4
k1 : Hệ số ảnh hưởng có quan hệ với trọng lượng vật liệu xấu chiếm trong vật liệu
cần phải sàng (tra bảng thực nghiệm).
k2 : Hệ số ảnh hưởng có quan hệ với hàm lượng đá có đường kính nhỏ hơn một nửa
đường kính mặt sàng chiếm trong vật liệu xấu (tra bảng).
1.5. Trạm nghiền sàng liên hợp
1.5.1. Khái niệm chung
Để sản xuất một khối lượng lớn các sản phẩm vật liệu xây dựng có chất lượng
cao, giảm các chi phí vận chuyển từ mỏ khai thác đến vị trí gia công, tạo điều kiện để
cơ giới hóa, tự động hóa các công nghệ gia công đá, và đặc biệt là giảm bớt ô nhiễm
môi trường cho các khu dân cư xung quanh, hiện nay thường bố trí các nhà máy gia
công đá hoặc các trạm nghiền sàng đá tại các mỏ khai thác vận chuyển thuận lợi và xa
khu dân cư.
Sơ đồ công nghệ của nhà máy hoặc trạm nghiền sàng phụ thuộc vào tính chất cơ
lý và kích thước sản phẩm sau khi nghiền và năng suất của toàn bộ dây chuyền. Sơ đồ
công nghệ bao gồm tổ hợp máy nghiền sàng và các thiết bị khác bố trí theo trình tự

nhất định để sản xuất các sản phẩm đá theo yêu cầu. Trong dây chuyền thường bao
gồm một số công đoạn nghiền - sàng, trong mỗi công đoạn nhất định phải có một máy
nghiền đá và nó đóng vai trò là máy chủ đạo trong nhóm máy thuộc công đoạn đó. Số
lượng công đoạn phụ thuộc vào tỷ số nghiền yêu cầu.
1.5.2. Trạm nghiền sàng đá cố định
1.5.2.1. Sơ đồ nguyên lý trạm nghiền sàng ba công đoạn

Hình 1.24 Sơ đồ nguyên lý trạm nghiền sàng 3 công đoạn
1. Phễu chứa; 2. Thiết bị nạp; 3. Sàng ghi sơ bộ; 4. Máy nghiền thô; 5. Máy sàng;
6. Máy nghiền trung bình; 7. Máy sàng; 8.Máy nghiền nhỏ; 9,10. Sàng rung động
phân loại sản phẩm nghiền; 11. Băng tải.

22


Trên (hình 1.29) là sơ đồ trạm nghiền sàng 3 công đoạn: công đoạn I là nghiền
thô dùng máy nghiền má i =3; công đoạn thứ II là nghiền trung bình máy nghiền nón i
= 4; công đoạn thứ III là cần máy nghiền nón có i=5.
Ở công đoạn III, các thiết bị được bố trí theo nguyên tắc chu trình kín; vật liệu to
chưa đúng kích thước yêu cầu được đưa lại máy nghiền (để nghiền lại) thuộc công
đoạn đó. Ngược lại ở công đoạn (I), (II), thiết bị được bố trí theo chu trình hở.
Để đạt được hiệu quả cao nhất trong công tác khai thác đá cần lưu ý ngay từ lúc
lựa chọn dây chuyền công nghệ đến tính chọn các chế độ làm việc hợp lý của từng
loại máy và thiết bị.
Công nghệ nghiền, phân loại đá được lựa chọn theo tính chất của các loại đá sẽ
gia công, nhu cầu các loại, kích cỡ đá sau gia công. Máy và thiết bị lựa chọn phải
đồng bộ công suất, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và nhiệm vụ của trạm. Sơ đồ công
nghệ phải cho ra nhiều loại đá có kích thước khác nhau theo yêu cầu, nhờ điều chỉnh
chế độ làm việc của máy trong dây chuyền. Sơ đồ có thể một, hai hoặc ba công đoạn
và có thể làm việc với chu trình kín hoặc hở.

Sơ đồ một công đoạn, có nghĩa là đá được gia công một lần trên một loại máy,
chỉ dùng cho trạm có công suất nhỏ, tỉ số nghiền i = (3÷50). Sơ đồ công nghệ này
thường không đáp ứng được tỉ lệ kích thước đá sản phẩm theo yêu cầu. Bởi vậy hiện
nay các trạm nghiền đá có dây chuyền công nghệ là hai, ba hay nhiều công đoạn.
1.5.2.2. Sơ đồ công nghệ trạm nghiền sàng đá 2 công đoạn
1. Đá khai thác từ mỏ;
2. Phễu chứa;
3. Thiết bị nạp;
4. Máy sàng;
5. Máy nghiền trục;
6. Sản phẩm nghiền
Hình 1.25 Sơ đồ nguyên lý trạm nghiền sàng 2 công đoạn

Để nghiền đá, máy nghiền thường chọn từ 4 loại sau: Nghiền nón, nghiền má,
nghiền búa, nghiền trục. Nghiền nón và nghiền má về nguyên tắc là để nghiền đá có
độ bền bất kỳ với tỉ số nghiền từ (3÷8) còn hai loại kia dùng cho đá mềm (như đá vôi)
và không sắc cạnh, nếu sắc thì cơ cấu công tác rất mau hỏng, tỉ số nghiền cho hai loại
máy này có thể tới 50.
Việc tính chọn máy cho dây chuyền công nghệ theo năng suất, kích thước đá nạp
lớn nhất. Mác máy được chọn phải có năng suất lý thuyết xác định như sau:
Qlt =

Qyc .K
K sd

(1.7)

(m 3 / h)

Trong đó:

Qlt: Năng suất lý thuyết tính toán.
Qyc: Năng suất thực tế yêu cầu.
K: Hệ số kể đến việc nạp đá không đều.
Ksd: Hệ số sử dụng máy theo thời gian.
Sau khi lựa chọn mác máy cụ thể cho phép ta xác định được kích thước của cửa
ra đá và tỉ lệ % các loại kích thước các sản phẩm thu được. Sau khi tính chọn được sơ
đồ công nghệ, các loại máy nghiền cụ thể, biết tỉ lệ kích cỡ đá ra, chúng ta tiếp tục
tính toán, thiết kế hoặc tính chọn loại máy sàng và số lượng máy sàng cho dây
chuyền......
23


Chương 2. MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT HỖN HỢP BTXM
2.1. Khái niệm chung
2.1.1. Khái niệm
Máy trộn bê tông dùng để tạo ra bê tông đồng nhất từ hỗn hợp các cốt liệu khác
nhau khi trộn chúng với nước. BTXM có ưu điểm là độ bền cao, có khả năng chống
cháy và tạo ra các kết cấu có tính mỹ quan nên được sử dụng trong các công trình vĩnh
cửu như: nhà ở, cầu cống, bến cảng, đường sân bay…
Hiện nay trên các công trình xây dựng đang sử dụng 2 loại bê tông:
- Bê tông xi măng do cốt liệu cứng dạng hạt như đá (sỏi) được trộn với cát, xi
măng, chất phụ gia và nước. Các sản phẩm bê tông này gọi là bê tông xi măng
(BTXM).
- Bê tông xi măng do cốt liệu dạng bột như cát, xi măng, hoặc vôi được trộn với
nước tạo thành. Các sản phẩm này gọi là vữa bê tông (BT).
2.1.2. Phân loại máy trộn BTXM
- Căn cứ vào phương pháp trộn: máy trộn tự do và máy trộn cưỡng bức.
- Theo phương pháp đổ BT ra khỏi thùng, chia làm 4 loại:
+ Loại đổ BT bằng cách lật nghiêng thùng
+ Loại đổ BT bằng máng dỡ liệu

+ Loại đổ BT qua đáy thùng
+ Loại đổ BT bằng cách thùng quay ngược lại.
- Căn cứ vào chế độ làm việc: Máy trộn làm việc chu kỳ và liên tục.
- Theo hình dạng và dung tích thùng trộn:
+ Máy trộn BT hình nón cụt: 50l, 100l. 150l, 175l, 250l,…
+ Máy trộn BT hình trụ: (450 ÷ 2000)l - trụ đứng
(450 ÷1000) l - trụ ngang
+ Máy trộn BT quả trám: (250 ÷ 750) l.
- Dựa vào khả năng di chuyển: Loại cố định (trạm trộn lớn ở nhà máy) và loại di
động (máy trộn độc lập).
2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy trộn bê tông xi măng
2.2.1. Máy trộn kiểu tự do
Việc hòa trộn vật liệu như sau: Trong quá trình thùng quay các cánh trộn nâng
một phần vật liệu lên trên, sau đó để cho nó rơi tự do xuống phía dưới thùng trộn và
hòa trộn với nhau. Việc hòa trộn hỗn hợp vật liệu có thể thực hiện được với sự lựa
chọn hợp lý góc nghiêng của các cánh trộn và thùng trộn. Việc dỡ vật liệu bằng cách
nghiêng thùng trộn, dùng máng hoặc thay đổi chiều quay của thùng trộn.
Đối với máy trộn bê tông tự do, số vòng quay của thùng trộn cần lựa chọn sao
cho khi quay dưới tác dụng của lực quán tính ly tâm hỗn hợp không bị văng lên dính
vào thành trong của thùng trộn.
24


2.2.1.1. Máy trộn hình nón cụt
Thùng trộn (1) có dạng hình nón cụt, bên trong thùng gắn các cánh trộn (2).
Thùng trộn được đặt trên khung cong (7) thông qua trục và ổ quay (6). Trong quá
trình làm việc động cơ (5) thông qua bộ truyền đai (4), cặp bánh răng hình côn (3) sẽ
làm quay thùng trộn. Trong quá trình trộn thùng trộn được quay nghiêng một góc từ
(380÷450) so với phương thẳng đứng, nhờ độ nghiêng này hỗn hợp được nâng lên và
rơi tự do xuống để trộn đều phối liệu. Khi lấy sản phẩm bê tông ra khỏi thùng ta

nghiêng thùng trộn đi một góc 1350 so với phương thẳng đứng.
1. Thùng trộn
2. Cánh trộn
3. Bánh răng hình côn và vành răng
4. Bộ truyền động đai
5. Động cơ
6. Trục và ổ quay thùng trộn
7. Khung quay thùng trộn
8. Khung máy
9. Cặp bánh răng quay thùng
10. Vô lăng quay thùng trộn
Hình 2.1 Sơ đồ máy trộn bê tông hình nón cụt

Để quay nghiêng thùng trộn khi cấp liệu, trộn và dỡ sản phẩm ở các loại máy
trộn này thường dùng phương pháp dẫn động bằng tay: Vô lăng (10), cặp bánh răng
ăn khớp (9) và khung cong (7).
Các phối liệu gồm cát, đá, xi măng được trộn khô trong thùng trộn (khoảng 1/3
thời gian chu kỳ trộn), sau đó cho nước vào và trộn ướt.
Quá trình dỡ sản phẩm ra khỏi thùng trộn bằng phương pháp lật thùng trộn nên
đổ tương đối sạch, nhưng động tác lật thùng và kéo thùng về vị trí nạp liệu cần lực
lớn. Vì vậy kiểu này chỉ áp dụng cho các loại máy trộn có dung tích thùng < 250 (lít).
2.2.1.2. Máy trộn bê tông hình quả trám
Loại máy trộn này thường có dung tích thùng tương đối lớn. Đối với máy trộn
độc lập dỡ liệu theo kiểu lật thùng nhờ xilanh thủy lực hoặc hơi ép có dung tích từ
(750÷1000) l, còn thùng lắp trên xe vận chuyển BTXM có dung tích từ (2500÷8000)l,
trộn theo kiểu tự do với quá trình dỡ liệu bằng cách quay ngược thùng trộn so với
chiều quay khi trộn và khi vận chuyển.
Thành phần cốt liệu được nạp vào thùng nhờ cơ cấu kéo nâng gầu tiếp liệu. Đối
với xe vận chuyển hoặc xe trộn bê tông thường nạp vào thùng các hỗn hợp đã được
trộn tại các nhà máy sản xuất BTXM.

Cơ cấu nghiêng để dỡ sản phẩm có hai loại: Loại dùng hệ thống thủy lực và loại
dùng hệ thống hơi ép.
Sơ đồ động của máy trộn bê tông có điều khiển nghiêng lật thùng bằng xi lanh
thủy lực:

25