BÀI GIẢNG CÁC LOẠI MÁY ĐẬP NGHIỀN

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Chương 2:

CÁC LOẠI MÁY ĐẬP
NGHIỀN
•

Nguyên lý của quá trình đập nghiền

• Các loại máy đập nhỏ
• Các loại máy nghiền
• Máy nghiền đặc biệt

1
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

I. ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐẬP NGHIỀN

Mục đích của đập nghiền:
- Làm vật liệu đạt được kích thước mong muốn (phù hợp)
+ Đá granit để rải đường, làm bê tông, khối xây
+ Đá vôi, thạch cao, Puzzolan để chế tạo XM...,
- Làm tăng tỉ diện tích bề mặt (diện tích riêng)

+ Tạo tạo điều kiện thực hiện tốt các quá trình hóa
lý
+ Quá trình nung Clinke, đóng rắn của XM...
- Làm đồng nhất nguyên vật liệu, tạo độ mịn cho sản
phẩm...
+ Sản xuất sản phẩm gốm sứ...

2

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

I.1 Những khái niệm cơ sở

dTb = 3 l.b.h

Đường kính trung bình

dTb =

Kích thước trung bình của từng cục vật liệu:

l+b+h
3

Trong đó: l,b,h - kích thước chiều dài, chiều rộng và chiều cao tương ứng của

cục vật liệu.

dN
Kích thước trung bình của nhóm cục (hạt) vật liệu:
Trong đó:

dmax + dmin
=
2

dmax - kích thước hạt to nhất
dmin - kích thước hạt bé nhất

Kích thước trung bình của hỗn hợp nhiều nhóm hạt vật liệu

dHH =

dN1.a1 + dN2 .a2 + ....... + dNn .an
a1 + a2 + a3 + ...an

Trong đó: a1, a2,...an: hàm lượng % mỗi nhóm trong hỗn hợp vật liệu
dN1, dN2,...dNn: kích thước t.bình của mỗi nhóm hạt vật liệu.

3

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Mức độ đập nghiền
Là tỷ số kích thước trung bình của hạt, của nhóm hạt hay
hỗn hợp nhóm hạt vật liệu trước và sau khi đập nghiền.

Dtb
i=
dTb

i=

DN
dN

DHH
i=
dHH

hạt vật liệu
nhóm hạt vật liệu
hỗn hợp hạt vật liệu
Trong đó:
D, d - kích thước vật liệu trước và sau khi
đập nghiền
Độ bền của vật liệu (giới hạn bền chịu nén của vật
liệu)

Tính chất vật
liệu

Giới hạn bền chịu nén (kgf/cm2)

Kém bền
Trung bình
Bền
Rất bền

<100
100 – 500
500 – 2500
2500 – 4500

4

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Độ rắn của vật liệu ( được biểu thị bằng 2 cách)

Bảng 2.2 Thang độ rắn Mohs của một số vật liệu

Loại

Độ rắn

Vật liệu chuẩn

Tính chất

Mềm

1
2
3

Hoạt thạch (talk)
Thạch cao
Tinh thạch vôi

Dễ vạch bằng móng tay
Vạch được bằng móng tay
Dễ vạch bằng dao

Trung
bình

4
5
6
7

Fluorin
Apatit
Tràng thạch
Thạch anh

Khó vạch bằng dao
Không vạch được bằng dao
Rắn bằng thủy tinh thường
Vạch được thủy tinh thường

Topazơ
Corindon
Kim cương

Vạch được thủy tinh thường

Rắn

8
9
10

Cắt được thủy tinh
Cắt được thủy tinh

5

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

I.1.4 Hệ số khả năng đập nghiền
“Là tỷ số giữa năng lượng tiêu tốn riêng khi đập nghiền vật
liệu chuẩn so với loại vật liệu thường khác có cùng một mức
độ và trạng thái đập nghiền.”
Bảng 2.3. Hệ số khả năng đập nghiền của một số vật liệu
Tên vật liệu
Đá vân mẫu
đá vôi rắn
Tràng thạch
Clinker lò quay
Clinker lò đứng
Vôi sống

Hệ số khả năng đập nghiền
0,75
0,8-0,9
0,8-0,9
1
1,3-1,4
1,64

Ví dụ: năng suất của máy nghiền bi khi nghiền clinker lò quay là
15T/h.
Xác định năng suất của máy nghiền đó khi nghiền vôi sống. .
Tra bảng -> Hệ số khả năng đập nghiền của clinker lò quay = 1
và của vôi sống =1,64. ==> Năng suất của máy khi nghiền vôi sống

Q = 15 × 1,64 1,0 = 24,6

6

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

I.2 Cơ sở lý thuyết về đập nghiền
• Trong quá trình đập - nghiền, hiệu quả của quá trình được
xác định bằng năng lượng tiêu hao cho 1 đơn vị sản phẩm.
• Quá trình đập nghiền rất phức tạp, nó phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như: độ đồng nhất, độ bền, độ rắn, độ quánh,
độ ẩm, hình dáng, kích thước của vật liệu v.v...==> Xác
định chính xác năng lượng nghiền rất khó khăn
• Sau đây là một số lý thuyết cơ bản
I.2.1 Thuyết điện tích (của RittHinger)
Theo Ritthinger ” Công cần thiết đập nghiền vật liệu tỷ
lệ với diện tích mới sinh sau khi đập nghiền vật liệu
đó”.

7

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Chứng minh: Giả thiết khối vật liệu trước và sau khi
nghiền có dạng khối lập phương D (H2.1a).

D

Sau khi nghiền

d

Trước khi nghiền
d

Hình 2.1a

8

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Mức độ đập nghiền :

i

Diện tích khối vật liệu ban đầu

F0 = 6D2

Tổng số cục VL sau khi nghiền

D
n =  ÷ = i3
d

Tổng diện tích mới sinh:

= D/d
3

3

D3
 D 2
F1 = 6  d = 6
d
 d

Tổng diện tích mới sinh của 3 mặt là :

D3
∆F = F1 − F0 = 6
− 6D2 = 6D2 (i − 1)
d
Gọi A : công để tạo ra 1 đơn vị diện tích mới sinh

A i = A∆F = 6AD2 (i-1)

[KG.cm]

Khi mức độ đập nghiền rất lớn(nghiền mịn),

9

i →∞, (i -1) ≈ i

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

==> ”Công đập nghiền vật liệu tỷ lệ thuận với mức độ đập nghiền
Trong thực tế vật liệu có hình dáng bất kỳ, nên công
thức có dạng tổng quát sau:

A i = 6kAD2 (i − 1)

[KG.cm]

(2.8)

Với k: hệ số phụ thuộc vào hình dáng của vật liệu,
thông thường k = 1,2÷ 1,7.

10

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

I.2.2 Thuyết thể tích ( của Kirpisev)
Theo Kirpiser ” công cần thiết để đập nghiền vật liệu tỷ lệ với
thể tích hay trọng lượng của vật liệu bị biến dạng khi đập
nghiền “.
Giả thiết: Khi chịu kéo hay chịu nén đến giới hạn đàn hồi hoặc
phá hủy, vật liệu tuân theo định luật Hook (H.2.1)

PL
∆L =
EF

(2.9)

Trong đó:
∆L- biến dạng dài tuyệt đối [cm]
P - lực kéo hoặc nén [kG]
F- tiết diện chịu kéo hoặc nén [cm2]
E- mô đun đàn hồi của vật liệu
[Kg/cm2]
L- chiều cao ban đầu của mẫu [cm]

11

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Lực

P

P

F

dA

dp
p

L

α

E, ν

Biến dạng
∆L

λ

P

dλ

Hình 2.1b Quan hệ lực và biến dạng

12

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Công làm biến dạng một cục vật liệu:

(p + p + dp)dλ
dp P
và
dA =
≈ pdλ
=
= t gα
2
d λ ∆L
∆L
dλ =
dp

P
∆L
∆L
P
∆L
P∆L
A1 = ∫ dA = ∫ pdλ =
pdp =
∫
P 0
2
0
0
P2 ∆L
Ta có: A1 =
2

P.L
Thay ∆L =
EF
P
Ứng suất đàn hồi của vật liệu:σ =
F
Lσ2F2 σ2 V
A1 =
=
2EF
2E

vào công thức A1

[KG/cm2]

[KG/cm ]

13

P = σF
(2.11)

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Khi nghiền các hạt vật liệu có kích thước khác nhau,
tổng công đập nghiền vật liệu:

σ2
σ2 n
A = ∑ Ai =
( V1 + V2 + ...Vn ) = ∑ Vi [KG.cm]
2E
2E i=1
n

(2.12)

I.2.3. Thuyết tổ hợp ( Rebinder)
Theo Rebinder “ công đập nghiền vật liệu gồm 2 thành phần :
- Công tạo nên diện tích mới sinh
- Công làm biến dạng vật liệu

A = A1 + A 2 =

6kAD
1 4 2 (i4−31)
2

Cong tao dien tich moi sinh

+

σ2 V
2E
{

[KG.cm]

Cong lam bien dang

14

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -

(2.13)

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Tùy theo quá trình đập nghiền cụ thể mà thành phần nào sẽ là chủ y

A = δ.∆S + k∆V

(2.14)

Trong đó:
δ: năng lượng bề mặt riêng của vật liệu (cho một đơn vị
∆S: Biến đổi bề mặt riêng của vật liệu (diện tích mới sinh)
K: Công đàn hồi và biến dạng dẻo riêng của vật liệu
∆V: thể tích của vật liệu bị biến dạng

 Nhận xét
♦ Khi đập nghiền thật nhỏ, công tạo ra diện tích mới sinh
rất lớn
so với công làm biến dạng vật liệu.
♦ Khi

đập thô thì trái lại, công làm biến dạng vật liệu rất
lớn so với công tạo ra diện tích mới sinh.
Như vậy, thuyết diện tích và thuyết thể tích chỉ là những
trường hợp đặc biệt của thuyết tổ hợp.

15

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

I.3. Các phương pháp tác dụng lực khi đập nghiền.

Đập

Ép

bổ

mài

uốn
Hình 2.2 Các phương pháp tác dụng lực cơ bản

16

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Trong thực tế:
- Để tăng hiệu quả đập nghiền, các máy đập nghiền được

cấu tạo bởi hai hoặc nhiều phương pháp tác dụng lực đồng
thời.
VD: Đập + mài, Uốn + Đập...
Trong quá trình chế tạo máy nghiền:
Phương pháp tác dụng lực phụ thuộc vào các yếu tố :
• Tính chất cơ lý của vật liệu
• Kích thước ban đầu của vật liệu
• Mức độ đập nghiền i của vật liệu

Vật liệu có độ cứng lớn (hoa cương, vân mẫu): ép +
đập
Vật liệu dòn:
Bổ + đập, vật liệu dẻo: ép + mài
Khi sử dụng máy nghiền cần quan tâm đến tính chất của vật
- Độ bền, độ giòn, tính mài mòn, mức độ đập nghiền...

17

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

I.4. Phân loại các máy đập nghiền
Được phân thành 2 nhóm chính: máy đập và máy nghiền
I.4.1. Máy đập
Các máy đập dùng để đập sơ bộ vật liệu. Kích thước vật
liệu vào và ra khỏi máy còn thô, mức độ đập nghiền i =

2÷ 20
Theo kích thước vật liệu được phân thành các loại:
Bảng 2.4a Mức độ đập nghiền của vật liệu
Mức độ đập
nghiền

Dra (mm)

Đập thô
Đập trung bình
Đập nhỏ
Đập rất nhỏ

250 –25
25-5
5-1
1-0,5

18

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Yêu cầu

Đường kính

(mm)

Nghiền
hạt

Nghiền thô
Nghiền vừa
Nghiền nhỏ

100 ÷ 350
40÷ 100
5÷ 40

Nghiền
bột

Bột thô
Bột mịn
Siêu mịn

5÷ 0,1
0,1÷ 0,05
<0,05

Hay

Theo kết cấu và nguyên tắc làm việc được phân thành các loại:
- Máy đập hàm, Máy đập nón, Máy đập trục . . .
- Máy đập búa, Máy nghiền bánh xe . . .

19

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

I.4.2. Các máy nghiền.
Công dụng: Dùng để nghiền vật liệu đã được đập
sơ bộ
Phân loại:
- Theo kích thước vật liệu :
- Theo kết cấu và nguyên tắc làm việc :
+ Máy nghiền bi - máy nghiền bi chấn động
+ Máy nghiền búa- Máy nghiền khí nén.

20

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

II. MÁY ĐẬP HÀM
II.1. Đại cương và phân loại
- Công dụng: máy đập hàm được dùng để đập thô và trung bình

các loại vật liệu rắn.
- Kích thước vật liệu vào máy: 200 - 1500mm và
“
ra khỏi máy: 5- 250 mm
- Phương pháp tác dụng lực: ép dập giữa 2 má máy + mài + uốn.
- Nếu má chuyển động song phẳng có thêm lực mài, nếu má
có dạng làn sóng có thêm lực uốn. Nhưng nói chung lực uốn và
mài rất nhỏ.

- Các máy được phân loại theo tính chất chuyển động của má động

21

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

♦ Máy có má chuyển động đơn giản (tịnh tiến)
Ưu:
Lực đập rất lớn
Dùng đập những vật liệu có kích thước rất lớn
Máy làm việc an toàn
Trục lệch tâm ít bị hư hại
Khuyết:
Máy có cấu tạo phức tạp
Hiệu quả đập nghiền thấp ( khả năng kéo vật liệu vào kém)

♦ Máy có má chuyển động phức tạp
Ưu: Hiệu quả đập nghiền tốt ( khả năng kéo vật liệu vào
tốt)
Máy có cấu tạo đơn giản
Năng suất cao
Khuyết:
Lực đập bị giới hạn
Tấm lót mau bị mài mòn
Dễ hỏng trục lệch tâm khi quá
22 tải.
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

II.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy đập hàm
II.2.1. Máy đập hàm chuyển động đơn giản

13
3

5

6

9

2

8

1

4

10

7
11

12

Hình 2.3a Sơ đồ nguyên lý máy đập má đơn giản

23

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

Sơ đồ cấu tạo
Máy gồm giá máy (1) có gắn má tĩnh (2). Trục (3) treo má chuyển động (4), trên
má động và má tĩnh có lót tấm lót bằng thép Mn.5. Trục lệch tâm (6) mang biên
(7). Phía sau giá máy có bộ chiêm (8) và vít điều chỉnh (9) để điều chỉnh góc kẹp
giữa 2 má máy.

Nguyên lý hoạt động

Biên (7) liên hệ với má động (4) và bộ chêm (8) qua tấm chống (10). Trục căng
(11) và lò xo (12) giữ cho má động luôn ở vị trí xác định, đồng thời có tác dụng
làm giảm chấn động máy.
Khi máy làm việc trục lệch tâm (6) quay kéo theo biên (7) chuyển động lên
xuống. Khi biên (7) chuyển động lên sẽ đẩy tấm chống (10) tác động vào má
chuyển động (4), má động (4) nhờ xoay quanh trục (3) ép vào má tỉnh (2) làm
cho vật liệu bị ép vở nhỏ ra.Khi biên (7) chuyển động xuống, tấm chống (10)
thôi tác dụng vào má động (4), nhờ lò xo (12) qua trục căng (11) kéo má động
trở lại vị trí ban đầu. Như thế vật liệu đã được ép đập rơi xuống qua khe hở giữa
2 má máy. Khe hở được điều chỉnh bằng vít (9) và bộ chiêm (8).
Trong quá trình làm việc vật liệu bị ép theo chu kỳ (½ vòng quay của trục lệch
tâm). Vì vậy có sự quá tải tức thời. Sự quá tải tức thời của động cơ sẽ được
triệt tiêu trước bằng vô lăng vượt tải (13). Vô lăng sẽ thu năng lượng khi máy
chuyển động không tải và trả lại năng lượng đó khi máy chuyển động có tải, nhờ
24
đó máy luôn làm việc được điều hòa.
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 2: Các loại máy đập nghiền

25

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 -