Bản vẽ autocad máy đập búa

Mục lục

Chương 1: Tổng quan về xi măng. Vị trí của máy đập búa trong dây
chuyền
1.1.Xi măng Pooclăng
1.1.1.Một số định nghĩa
1.1.2.Clinker XMP
1.1.3.Thành phần hóa của clinker
1.1.4.Thành phần pha của clinker XMP
1.1.5.Phân loại
1.2.Qui trình công nghệ sản xuất XMP, hệ thống thiết bị trong qui trình
1.2.1.Phân loại phương pháp sản xuất
1.2.2.Hệ thống thiết bị
1.3.Biện luận lựa chọn thiết bị
1.3.1.Các máy đập nghiền có thể sử dụng trong giai đoạn đập thô
1.3.1.1.Máy đập hàm
1.3.1.2.Máy đập trục
1.3.1.3.Máy đập va đập
1.3.1.4.Máy đập thùng quay
1.3.1.5.Máy đập búa
1.3.2.Đặc điểm kỹ thuật của nguyên liệu đá vôi
1.3.3.Ưu nhược điểm chung của máy đập búa

Chương 2: Phương án thiết kế, tổng quan về máy đập búa
2.1.Phương án thiết kế
2.2.Nguyên lí họat động của thiết bị
2.2.1.Lí thuyết đập nghiền
2.2.1.1.Các khái niệm cơ bản về đập nghiền
2.2.1.2.Các thuyết cơ bản về đập nghiền
2.2.1.2.1.Thuyết diện tích bề mặt
2.2.1.2.2.Thuyết thể tích

2.2.1.2.3.Thuyết Bond
2.2.2.Nguyên lí hoạt động của máy đập búa
2.3.Phân loại máy đập búa
2.3.1.Theo số trục (rôto) mang búa


2.3.2.Theo phương pháp treo búa vào rôto
2.3.3.Theo sự phân bố búa trên rôto
2.4.Các chi tiết của máy đập búa
2.4.1.Búa đập
2.4.2.Cánh búa (đĩa treo búa)
2.4.3.Trục máy (Rôto)
2.4.4.Ghi tháo liệu
2.4.5.Vỏ máy

Chương 3: Tính toán các thông số kĩ thuật cơ bản
3.1. Kích thước rôto, chiều dài búa, năng suất máy
3.2.Vận tốc đầu búa
3.3.Khối lượng búa
3.5.Số lượng búa
3.6.Số đĩa treo búa
3.7.Sàng ghi
3.4.Công suất động cơ
3.4.1.Tính công suất theo công thức thực nghiệm
3.4.2.Tính công suất từ độ bền của đá vôi
3.8.Tính năng suất nhà máy

Chương 4: Tính bền
4.1.Tính toán trục
4.1.1. Đường kính trục

4.1.2.Tính toán góc lượn
4.2.Tính toán ổ bi đỡ
4.3.Tính toán bộ truyền động
4.4.Tính bền cho búa












Danh sách các kí hiệu và từ viết tắt
A
C
F
S
XMP
XM
CKD

Al2O3
CaO
Fe2O3
SiO2
Xi măng Poóc lăng

Xi măng
Chất kết dính


VD
[x]

Ví dụ
Tài liệu tham khảo thứ x

Chương 1: Tổng quan về xi măng. Vị trí của máy đập búa trong
dây chuyền
1.1.Xi măng Pooclăng
1.1.1.Một số định nghĩa
Sự kết dính là sự kết hợp lẫn nhau giữa hai vật liệu bằng những lực liên kết,
làm hai vật liệu trở thành một khối bền vững. Vật liệu đóng vai trò kết dính các vật
liệu khác được gọi là CKD.
CKD thủy lực là loại CKD sau khi trộn nước và đóng trong không khí có thể
tiếp tục đóng rắn và bền vững trong môi trường nước. Do có khả năng đóng rắn và
tăng cường độ trong nước, ta gọi là các CKD thủy lực. XMP là một loại CKD thủy
lực.


Hình 1.1.Quá trình hydrat hóa của một hạt XM
XMP là bột vô cơ có tính chất kết dính thủy lực, sản phẩm nghiền mịn của
clinker XMP và phụ gia thạch cao 3-5% khối lượng clinker. Ngoài ra còn có các CKD
là sản phẩm của XMP và các phụ gia thích hợp khác.[4]
1.1.2.Clinker XMP
Clinker XMP là bán thành phẩm trong quá trình sản xuất XMP, được sản xuất
bằng cách nung kết khối hỗn hợp nguyên liệu tự nhiên như đá vôi, đất sét và quặng

sắt với thành phần được định trước. Clinker ra khỏi lò nung có dạng cục sỏi nhỏ (10 –
50 mm).
Hai nguyên liệu tự nhiên chính để sản xuất XM là đá vôi và đất sét. Ngoài ra
còn có các nguyên liệu phụ như quặng sắt, xỉ pirit, cát, đá… Những nguyên liệu này
được trộn với nhau theo những tỉ lệ nhất định, nung tới 1450 – 14550C tạo thành
clinker. Clinker lại được nghiền tiếp tục với những phụ gia như thạch cao tạo XMP,
sản phẩm dạng bột mịn có tính thủy lực. Lượng tạp chất trong clinker cũng cần phải
được khống chế trong những giới hạn cho phép.[4]

1200

1160

1410

1295

1290

1280

1200
1260

1300

1330

1450

NUNG LUYỆN KẾT
KHỐI

LÀM NGUỘI

Hình 1.2.Đường cong phân tích nhiệt DTA của quá trình nung clinker
1.1.3.Thành phần hóa của clinker:
CaO: 62 – 67%,
SiO2: 20 – 24%,
Al2O3: 4 – 7%,
Fe2O3: 2 – 5%. [4]


1.1.4.Thành phần pha của clinker XMP
Do nguyên liệu sản xuất clinker ở dạng tự nhiên nên thành phần hóa thay đổi
trong khoảng lớn, các số liệu tính tóan thành phần hóa phối liệu cũng như thành phần
khóang thực của clinker không phải là những trị số cố định mà nằm trong một dải
giới hạn cho phép nhất định.
Thành phần pha chính của clinker XMP gồm có: Alít C3S chiếm 40 – 60%, ở
dạng thù hình α là khóang chính tạo cường độ cho XMP; Belít C2S chiếm khoảng 15
– 35%; Tri canxit aluminat C3A chiếm 4 – 14%; Alumo-ferit canxi C4AF chiếm 10 –
18%; pha thủy tinh trong clinker khoảng 15 – 25%, pha lỏng cần thiết để nung luyện
clinker, được hình thành khi làm lạnh nhanh pha lỏng. Ngoài ra, trong clinker XMP
còn những khóang khác như các sunfat kiềm (K,Na)2SO4, CaSO4, aluminat kiềm
(K,Na)2.8CaO.3Al2O3, alumo-manganat canxi 4CaO.Al2O3.Mn2O3…và một lượng
oxit tự do.[4]
1.1.5.Phân loại
Người ta thường phân loại XM theo tính chất của phụ gia thêm vào. Phụ gia là
những chất thêm vào nhằm cải thiện một tính chất nào đó của XM. VD: thạch cao kéo
dài thời gian ninh kết…

Có thể phân lọai theo tác dụng của phụ gia hoặc theo bản chất hóa học của phụ
gia.
Theo tác dụng của phụ gia người ta chia XM thành 9 loại, theo bản chất hóa
học của phụ gia có thể chia làm 2 loại. Chi tiết xin xem thêm trong Công nghệ sản
xuất xi măng Poóc lăng và một số chất kết dính(Tr. 6,7)-Đỗ Quang Minh (2005).
1.2.Qui trình công nghệ sản xuất XMP, hệ thống thiết bị trong qui trình
1.2.1.Phân loại phương pháp sản xuất
Theo nguyên lí hoạt động của lò nung ta chia công nghệ sản xuất thành hai
nhóm:
- XM lò đứng.
- XM lò quay
Theo độ ẩm của phối liệu đưa vào lò nung, ta chia công nghệ XMP thành ba
nhóm
- Phương pháp ướt.
- Phương pháp khô.
- Phương pháp bán khô.
Dưới đây là sơ đồ công nghệ sản xuất XMP theo phương pháp khô.


ĐÁ VÔI

ĐẤT SÉT

PHỤ GIA
FeS2

Nổ mìn,
khoan

Nghiền trục

Đập

Kho chứa

Đập, nghiền

Cân

Kho chứa
cân

SẤY NGHIỀN
LIÊN HỢP

Kho chứa

Cân

cân

Cát

Nếu cần bổ sung

SILO CHỨA (đồng
Hình 1.3.Sơ đồ sảnnhất
xuất
theo phương pháp khô [4]
hóaXMP

phối liệu)
1.2.2.Hệ thống thiết bị
clinker
Nhiên
liệu
LÒ NUNG
Chúng
ta sẽ xem xét những
thiết bị cơ bản dùng trong qui trình sản xuất từ 3
0
phối liệu ban đầu là đá vôi, đất(1455
sét vàC)quặng pirit sắt cho đến khi có được sản phẩm
Máy làm nguội
hoàn tất.
Thạch cao

Đập nghiền
Nghiền sơ bộ

Phụ gia
Silo ủ clinker
Cân
Đập
Cân

NGHIỀN

XM

Hình 1.4. Hệ thống thiết bị chủ yếu trong sản xuất xi măng [6]

1.3.Biện luận lựa chọn thiết bị
1.3.1.Các máy đập nghiền có thể sử dụng trong giai đoạn đập thô
Dưới đây là một số máy đập nghiền có thể sử dụng trong giai đoạn đập thô, tùy
theo yêu cầu mà ta sử dụng cho phù hợp
1.3.1.1.Máy đập hàm


Hình 1.5
1.3.1.2.Máy đập trục

Hình 1.6
1.3.1.3.Máy đập va đập


Hình 1.7
1.3.1.4.Máy đập thùng quay

Hình 1.8
1.3.1.5.Máy đập búa


Hình 1.9
1.3.2.Đặc điểm kỹ thuật của nguyên liệu đá vôi
Đặc điểm kỹ thuật của nguyên liệu đập là yếu tố quan trọng nhất trong việc lựa
chọn máy đập nghiền.
Đá vôi có công thức CaCO 3, có 3 dạng thù hình là canxit, aragonhit và vaterit.
Độ cứng đá vôi theo thang Mohs là 1.8 – 3.0, hệ số đập nghiền là 1,0, độ bền nén là
500 – 2500 kG/cm2 là loại đá khá mềm, độ bền thấp thích hợp với máy đập búa. Khối

lượng thể tích 1,6 – 2,0 tấn/m3. Dạng nguyên chất có màu trắng (đá phấn), khi lẫn tạp
chất có màu (thường là màu xám vì lẫn oxit sắt).

Hình 1.10. Một số hình ảnh về đá vôi
Đá vôi thường được khai thác từ các mỏ lộ thiên bằng cách phá mìn, ít khi
được khai thác ở các mỏ ngầm. Đá thường được đập sơ bộ tại mỏ bằng các máy đập
búa hoặc đập hàm cỡ lớn. Đá cục được vận chuyển về nhà máy bằng các xe goòng,


ôtô…Nếu nhà máy ở gần có thể dùng băng tải. Đá vôi thường được nghiển thô tới cỡ
hạt 5 – 25mm, sau đó được trộn với các phối liệu để nghiển tiếp.
Yêu cần về thành phần hóa: CaO 49 – 54% (tính theo CaCO 3 87 – 96%), MgO
< 3%, R2O < 1%.
Một số thông số khác của đá vôi
- Giới hạn bền nén: 25-190N/mm2
- Modun đàn hồi kéo: 7E4 N/mm2
- Khối lượng riêng: 2680-2760 kg/m3
- Hệ số ma sát với kim loại: 0,58
1.3.3.Ưu nhược điểm chung của máy đập búa
Máy đập búa có những ưu nhược điểm sau
Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước bé.
- Làm việc chắc chắn, tin cậy và liên tục.
- Năng suất cao và mức độ đập nghiền lớn (i = 10 - 90)
- Máy có ghi tức là có quá trình phân loại trong khi đập. Các hạt đạt được
kích thước yêu cầu được tháo qua khe ghi của máy. Điểm này rất quan
trọng vì sự có mặt của hạt mịn và sản phẩm đã đập nghiền xong đặt yêu
cầu không cần đập nghiền tiếp nữa có ảnh hưởng xấu tới quá trình.
Những hạt đó phân bố giữa các cục vật liệu làm tăng độ đàn hồi của
khối vật liệu, giảm lực đập và năng suất máy, tăng công suất thừa vô

ích.
Nhược điểm:
- Các chi tiết máy nhất là ghi và búa rất mau bị mòn.
- Không đập được vật liệu ẩm (W>15%) vì lúc đó khe ghi sẽ bị bịt kín.
- Khi có dị vật cứng (VD: sắt, thép…) rơi vào máy, máy dễ bị hư hỏng.
Ngoài ra, máy đập búa nhiều dãy búa khi đập vật liệu rắn không đủ độ
tin cậy lúc làm việc.[4]
Kích thước đá đầu vào 1000 – 2000mm, kích thước ra 25 – 30mm suy ra
i ≈ 59 [5] là khá lớn.
Máy đập búa rất thích hợp với đập vật liệu không quá cúng như đá vôi. Ngoài
ra theo phương pháp thông thường, ta phải dùng đến 2 máy đập ở hai giai đoạn là đập
sơ bộ và đập lần hai, ở đây nếu ta dùng một máy đập có mức độ đập nghiền lớn như
máy đập búa 2 rôto thì ta có thể giảm được một giai đoạn đập nhờ đó tiết kiệm được
kinh phí máy móc và năng lượng. Đây là một lợi thế rất lớn cho máy đập búa.


Trong thực tế tại các nhà máy sản xuất XM, máy đập búa 2 rôto được coi là
loại máy sử dụng có hiệu quả để đập thô và đập trung bình vật liệu có độ cứng trung
bình (đá vôi). Các nhà máy vật liệu chịu lửa thì dùng chúng để đập manhêzít và
đôlômit sống trước khi nung.

Chương 2: Phương án thiết kế, tổng quan về máy đập búa
2.1.Phương án thiết kế
Các bước thiết kế:
Xác định các thông số ảnh hưởng đến cấu tạo, kích thước máy như cơ tính của
đá vôi, kích thước hạt vật liệu vào, vật liệu ra.
Chọn một máy thực tế của FLSmith, lấy thông số của máy này làm cơ sở tính
toán. Năng suất được chọn là 120 tấn/giờ, tốc độ quay của roto là 750 vòng/phút.
Chọn phương án treo búa là tự do vì kích thước vật liệu đập là khá lớn.
Từ các dữ liệu đã có ta tính các thông số cơ bản như kích thước roto, chiều dài

búa, vận tốc búa, khối lượng và số lượng búa, số đĩa treo búa, kích thước lỗ trên sàng
ghi.
Tính công suất động cơ theo công thức thực nghiệm và theo độ bền của đá vôi,
sau đó tiến hành chọn động cơ. Mỗi roto có động cơ và bộ truyền động riêng.


Tính sơ bộ sản lượng của nhà máy trong một năm nếu nhà máy chỉ dùng một
máy đập búa.
Tính bền cho các chi tiết chịu lực cao như búa, trục máy, ổ bi, hệ thống dây đai
truyền động.
Ước tính giá thành bằng cách cộng giá thành các chi tiết.
2.2.Nguyên lí họat động của thiết bị[1]
2.2.1.Lí thuyết đập nghiền
2.2.1.1.Các khái niệm cơ bản về đập nghiền
* Kích thước hạt
Vật liệu trước và sau khi nghiền thường có hình dạng và kích thước khác nhau.
Để tính toán người ta đưa ra khái niệm kích thước (đường kính) trung bình.
Kích thước trung bình của một cục vật liệu tính theo một trong những công
thức sau:
- Trung bình cộng
Dtb =

l+b+h
3

Hoặc trung bình nhân:
Dtb = 3 l.b.h

l,b,h: chiều dài, chiều rộng, chiều cao lớn nhất của cục vật liệu
- Kích thước trung bình của một nhóm hạt.

Dtb =

Dmax + Dmin
2

Dmax, Dmin kích thước hạt vật liệu lớn nhất và bé nhất.
- Kích thước trung bình của hỗn hợp nhiều nhóm hạt:
n

hh
tb

D

=

∑D

ni
tb

ai

i

n

∑a

i

i

Dtb1 , Dtb2 , Dtb3 , Dtbnn : kích thước trung bình của nhóm i.

a1, a2,…, an: phần trăm trọng lượng của nhóm 1,2,…,n trong hỗn hợp.
* Mức độ đập nghiền
Mức độ đập nghiền là tỉ số kích thước hạt (nhóm hạt hoặc hỗn hợp các nhóm
hạt vật liệu) trước và sau khi đập nghiền.
Nếu kí hiệu kích thước vật liệu trước khi đập nghiền là D, sau khi đập nghiền
là d, thì mức độ đập nghiền được xác định.


-

Đối với hạt vật liệu:
i=

-

Đối với một nhóm hạt vật liệu:
i=

-

Dtb
d tb
Dtbn
d tbn

Đối với hỗn hợp nhiều nhóm vật liệu:
Dtbhh
i = hh
d tb

* Độ bền và độ cứng của vật liệu
Độ bền: của vật liệu đặc trưng cho khả năng chống phá hủy của chúng dưới tác
dụng của ngọai lục. Độ bền được biểu thị bằng giới hạn chịu nén của R n
(kG/cm2) của vật liệu và được chia làm 4 lọai:
• Kém bền:
<100 (than đá, gạch đỏ…)
• Trung bình:
100-500 (cát kết)
• Bền:
500-2500 (đá vôi, hoa cương, xỉ lò cao…)
• Rất bền
>2500 (đá quazt, đá diabaz,…)
Độ cứng: hiện nay độ cứng chủ yếu xác định bằng thang 10 bậc do nhà khoáng
vật người Đức Fr. Mohs đề xuất với 10 vật liệu chuẩn từ mềm tới cứng:
Lọai
Mềm

Trung bình

Cứng

Độ cứng Vật liệu chuẩn
1
Talc
2

Thạch cao
3
Can xit
4
Florit
5

Apatit

6
7
8
9
10

Tràng thạch
Đá quắc
Topa
Corandong
Kim cương

Tính chất
Dễ vạch bằng móng tay
Vạch bằng móng tay
Dễ vạch bằng dao
Khó vạch bằng dao
Không vạch được bằng
dao
Cứng bằng kính cửa sổ
Vạch được thủy tinh

Vạch được thủy tinh
Cắt được thủy tinh
Cắt được thủy tinh