Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu nghiên cứu các loại máy nghiền, máy sàng máy phan ly. Cụ thể chi tiết nhất.tài liệu dùng để tiềm hiểu, nghiên cứu, sửa chữa, học tập rất tốt. Được nguyên cứu từ cac chuyên ngành cơ khí máy xây dựng.
MÔN HỌC MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU VÀ CẤU KIỆN XÂY DỰNG CHƯƠNG 7: MÁY NGHIỀN BI (BALL MILL) NỘI DUNG CHƯƠNG §7.1.Cơng dụng – phân loại §7.2.Cấu tạo – ngun lý hoạt động §7.3.Tính tốn thơng số §7.4 Tính bền vỏ thùng nghiền Máy nghiền bi hãng FLSmidth (Đan Mạch) BI: 7.1.1 Công dụng: Máy nghiền bi loại máy dùng để nghiền mòn cực mòn loại vật liệu xi măng, thuỷ tinh, gốm, sứ, phân lân, quặng, than đá…Trong máy nghiền bi, phận làm việc chủ yếu thùng rỗng đặt nằm ngang tì lên hai ổ đỡ, bên có chứa vật liệu để nghiền Máy nghiền bi hãng FLSmidth lắp đặt trạm nghiền a) Theo tính chất công việc: làm việc theo chu kỳ; làm việc liên tục b) Theo khả nghiền: nghiền ướt, nghiền khô c) Theo kết cấu hình dạng thùng:Loại thùng trụ ngăn, có L/D ≤ 2; Loại thùng trụ ngăn: L/D = 3; Thùng trụ nhiều ngăn, có L/D = 3÷6; Thùng côn Các kiểu kết cấu hình dạng thùn g nghie àn d) Theo khả nạp tháo liệu: - Loại nạp tháo liệu qua cửa - Loại với cửa nạp liệu bên hông - Loại nạp tháo liệu theo đường trục e) Theo kết cấu trạm dẫn động: - Dẫn động bên cạnh thùng (qua vành Máy răng) nghiền bi - Dẫn động tâm kiểu thùng dài truyền động bên Máy nghiền bi kiểu thùng dài ngăn truyền động f) Theo lớp lót vật nghiền: - Lớp lót đá vật nghiền sứ đá sỏi - Lớp lót kim loại vật nghiền bi cầu thép thép g) Theo sơ đồ làm việc: - Máy nghiền làm việc theo chu trình hở - Máy nghiền làm việc theo chu trình kín Sơ đồ làm việc theo chu trình kín máy nghiền 7.2 CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: 7.2.1 Cấu tạo: Sơ đồ cấu tạo máy nghiền bi sau: 1.Cửa nạp liệu; cụm gối đỡ di động; thùng nghiền; cụm gối đỡ cố đònh; cụm đầu ra; cụm cấp nước; trục truyền động; khớp nối cứng; hộp giảm tốc; 10 khớp nối răng; 11 động điện; 12 hộp giảm tốc phụ; 13 động phụ Mô hình máy nghiền bi UMS truyền động tâm liệu đưa vào thùng cửa nạp liệu Dưới tác dụng lực li tâm, vật liệu bi ép vào thành thùng nâng lên đến độ cao đó.Tại độ cao này, tác dụng lực trọng lượng,vật liệu-bi rơi khỏi mặt thùng.Vật liệu nghiền nhỏ va đập chà xát Clinker, Puzzolana, Thạch cao từ thiết bò cấp liệu vào ngăn đầu máy nghiền thông qua máng trượt nạp liệu, nguyên liệu bò va đập bi ngăn nghiền thô, bò đập nhỏ đến kích thước đònh vào ngăn nghiền mòn thông qua vách ngăn có lỗ ngăn cách hai khoang nghiền Trong ngăn bi có kích thước nhỏ nghiền hạt vật liệu mòn hơn, thành phẩm bột nghiền qua rãnh nhỏ ngăn nhờ nâng liệu vào rãnh xoắn xuất liệu, sau đưa tới máy phân ly để tách hạt có kích thước không đạt yêu cầu khỏi thành phẩm trước đưa trở lại tái nghiền Cứ tiếp tục trình nghiền xảy theo chu trình kín Quá trình nghiền xảy bên thùng nghiền kh 7.2.3 Hình ảnh kết cấu máy nghiền bi UMS 5.5x15.4 Thùng nghiền với cảm biến đo tiếng ồn thu Hệ thống bôi trơn làm mát ổ đỡ thùng nghiền Dầu cao áp Nước làm mát Dầu thấp áp 7.3 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY NGH L λ = Mối quan hệ chiều dài L đường kính D máy L λ =trình = ( 2, ÷thì: 3,5 ) Đối với máy nghiền làm việc chu kín D D 7.3.1 Vận tốc quay tới hạn vận tốc làm việc có íc Sơ đồ xác đònh vận 2 T = G.sinα m.v G.v tốc Plt = = ; Q = G.cosα quay R g R Vận tốc tới hạn xác đònh điều kiện Q đạt giá trò lớn (khi αthùng = 0) không vượt lực quán tính ly tâm Plt: 2 Gv mv Plt ≥ G ⇒ hay: ≥G v = 2πnR[m/s] ≥G gR R 0,5 2 n = [vg/s] m.4π R n g th ≥ m.g ⇒n≥ R 4π R R 42, [vg/ph] nth = D Vận tốc làm việc có ích thùng nghiền: Để bi nghiền chuyển sang quỹ đạo parabol: Q = G.cosα≥ P G.v v2 G.cos α ≥ ⇒ cos α ≥ g R g R 4π n R cos α ≥ g R 4π n R cos α ≥ g Sơ đồ xác đònh vận tốc quay thùng ⇒ cos α ≥ 4.n R – Đây phương trình máy Như vận tốc làm việc có ích máy nghiền: nlv = cos α 0,5 = cos α 4R R Hay: nlv = nth cos α Vận tốc làm việc có ích vận tốc cho chiều cao rơi vật liệu lớn nhất, lượng va đập tạo lớn Vận tốc quay có ích bán kính R xác đònh đạt góc rời α hợp lý mà không phụ thuộc vào trọng lượng G bi nghiền 7.3.2 Quỹ đạo chuyển động bi thùng biê Quỹ đạo bi từ điểm A chuyển động theo đường parabol có phương trình: x x = vt.cos α ⇒ t = v.cos α gt 2 y = vt sin α − g x ⇒ y = x.tgα − 2.v cos α Pt đường cong tổng quát chuyển động viên bi: x2 (1) y = x.tgα − R.cos α Xác đònh toạ độ điểm B: Chuyển động viên 2 + y = R Phương trình đường tròn mà tâm gốc toạ xđộ O vie 1 Chuyển hệ toạ độ ta chọn với gốc toạ độ điểm A 2 ( x − R.sin α ) + ( y + R.cos α ) = R ⇒ x + y − R.x.sin α + R y.cos α = (2) Thay vào (2) giá trò y từ (1): x − sin α = R.cos α Vậy hoành độ điểm rơi B: Tung độ điểm rơi B: X B = R.sin α cos α YB = −4 R.sin α cos α Chuyển toạ độ tâm máy OX1 OY1: X1 = XB – R.sinα = 4R.sinα.cos2α – R.sinα Y1 = YB – R.cosα = 4R.sin2α.cosα – R.cosα Xác đònh góc β (góc rơi bi): Y1 R sin α cos α − R cos α sin β = ⇒ sin β = R R Thay: sin2α = – cos2α vaø 4cos3α – 3cosα = cos3α: sinβ = – cos3α = cos(1800 – 3α) cos(900 – β) = cos(1800 – 3α) β = 3α – 900 Như ta tìm điểm rơi B biết điểm rời A góc rời α qua góc rơi β Vò trí điểm rời bi cho lớp bi khaùc nhau: R 1 = cosα = 4n2⇒ R ρ = = const ÷ cos α 4n 4n ⇒ R = ρ cos α –pt đ/tròn tương ứng với tọa độ cực = Góc rơi α lớp biCosα nghiền: 4n2R Sơ đồ xác đònh quỹ đạo cđ bi R, R1–bán kính trọng tâm cácCosα bi lớp =ngoài (m) đường viền lớp 4n2R 7.3.3 Góc rời thích hợp bi nghiền: = −4 R.sin Độ cao rơi bi từ điểm A đếnYBđiểm B: α cos α Vận tốc bi rơi vào điểm B lớn Y max, tính đ dy = R.sin α ( cos α − sin α ) = dα 2.cos2α – sin2α = – tg2α = 0; hay tg2α = Từ ta có góc rời thích hợp bi nghiền là: α = 54040’ 0,5 n = n cos α = cos 540 40 ' Vận tốc máy nghiền thích hợp thnhất: R 32, n = Số vòng quay thích hợp máy nghiền: [vg/ph] Trên sở thực nghiệm ta thấy xác đònh số vòng quay D làm việc phải ý: - Vật liệu nạp có kích thước cục nhỏ đòi hỏi vận tốc làm việc nhỏ cỡ cục lớn - Máy nghiền cho vật liệu mòn có vận tốc làm việc nhỏ - Nghiền vật liệu ướt đòi hỏi vận tốc nhỏ vật liệu khô - Tấm lót thùng dạng lồi hay dạng gót giày - Máy làm việc chu trình kín cho phép vận tốc lớn so với chu trình hở 7.3.4 Chu kỳ chuyển động bi nghiền: Thời gian chuyển động tổng cộng T lớp bi naøo laø: T = T1 + T2 [s] T1 – thời gian bi chuyển động theo quỹ đạo tròn T2 – thời gian động theo quỹ đạo parabol bi 360chuyển − θ1 T1 = n × 3600 β = 3α – 900 θ1 = α1 + 900 + β1 = α1 + 900 + 3α1 – 900 θ = 4α Thời gian bi chuyển động theo phương ngang XB: XB R.sin α1.cos α1 0,318.sin 2α1 T2 = ⇒ T2 = = v.cos α1 2π R.n.cos α1 n Trong trường hợp góc α bất kỳ: 900 − α + 28, 6sin 2α T= 900.n Vaäy số chu kỳ bi lớp sau vòng quay C = T n 7.3.5 Hình dáng kích thước bi nghiền: Theo tác giả lep–xki chọn kích thước bi nghiền Db.n = lg ( d c ) d [mm] dc (μm) 6lg(dc) dc (μm) 6lg(dc) 300 14,8 75 11,2 150 13,0 52 10,3 100 12,0 Kích thước tối thiểu viên bi lựa chọn the b n D σ2 = d.3 1, 28.E.γ vb Dt [cm] 7.3.6 Xác đònh khối lượng bi nghiền: m = φ.μ.γ.π.R2.L [kG] φ – hệ số chứa (là tỷ số diện tích vật liệu nghiền d theo mặt cắt ngang), lấy: φ = 0,33 7.3.7 Năng suất máy nghiền bi: Năng suất máy nghiền phụ thuộc vào nhiều yếu tố: – Tính chất kích thước cục vật liệu đem nghiền – Mức độ nghiền (i ) – Hệ số chứa thùng (φ) – Lượng vật liệu nạp vào máy – Số vòng quay thùng (n) 0,8 – Đường kính thùng(D Gt )… [Tf/h] Q = 6, 45.V Dt ÷ q.k V k – suất riêng máy nghiền, (Tf/kWh) Đối với vật liệu nghiền clinker: k = 0,035 - 0.04, tức tiêu thụ: 25 - 28,6 (kWh/Tf) q – hệ số độ mòn lấy theo bảng đây, với lượng só sàng 0080 không 12% ta có: q = 1,09 V – thể tích hữu ích thùng nghiền [m3] Các tiêu PCB40 Cường độ nén, N/mm2, không nhỏ hơn: - 72 ± 45 phút - 28 ngày ± 18 40 Thời gian đông kết: - Bắt đầu , phút, không nhỏ - Kết thúc, giờ, không lớn 45 10 Độ nghiền mịn: - Phần lại sàng 0,08 mm, % không lớn - Bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine, cm2/g , không nhỏ 12 2700 Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp Le Chatelier, mm, không lớn 10 Hàm lượng anhydric sunfuric (SO3), %, không lớn 3,5 Yeâu cầu kỹ thuật ximăng Portland hỗn hợp viết tắt PCB mác ximăng PCB40 theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6260:1997 7.3.8 Công suất máy nghiền bi: * Công để nâng bi lên độ cao mà từ bắt đ parabol: A1 = G.YB [J] * Công để truyền năng: mV động A2 = [J] V0–vận tốc chuyển động bi lớp theo quỹ đạo V0 = 2π.n.R0 * Công cho toàn chu kỳ: A = A1 + A2 Sau vòng quay thùng ta xác đònh số chu kỳ C cu où: A n Atc = A.C [W] N * = tc η công suất để nghiền: *Như Tínhvậy trọng lượng vật liệu đem nghiền theo kinh nghiệm chiếm 25% (theo FLSmidth) so với trọng lượng bi nghiền neân: A n [W] N * = 1, 25 tc η Đồ thò mối quan hệ công suất nghiền, chiều dài đường kính máy nghiền bi kiểu UMS, TMS TUMS hãng FLSMIDTH 7.4 TÍNH BỀN VỎ THÙNG NGHIỀN: Trọng lượng chung khối quay thùng nghiền là: Gch = 0,677.mg = 0,677.Gb (Tf) Lực ly tâm mch sinh là: Plt = mch ω2.R = 0,677.m.ω2.R [N] T = P + Gch2 − P.Gch cos1200 Q = T + ∑ G − 2T ∑ G.cos α1 Sơ đồ lực tác dụng lên thu M td = M u2 + 0, 75.M x2 σ= M td K Wu Rn4 − Rt4 Wu = Rn K–hệ số giảm bền khoan lỗ bắt b THANK YOU FOR YOUR ATTENTION! ... CHƯƠNG 7. 1.Cơng dụng – phân loại 7. 2.Cấu tạo – ngun lý hoạt động 7. 3.Tính tốn thơng số 7. 4 Tính bền vỏ thùng nghiền Máy nghiền bi hãng FLSmidth (Đan Mạch) BI: 7. 1.1 Công dụng: Máy nghiền bi loại... = 0, 677 .mg = 0, 677 .Gb (Tf) Lực ly tâm mch sinh là: Plt = mch ω2.R = 0, 677 .m.ω2.R [N] T = P + Gch2 − P.Gch cos1200 Q = T + ∑ G − 2T ∑ G.cos α1 Sô đồ lực tác dụng lên thu M td = M u2 + 0, 75 .M... rơi α lớp biCosα nghiền: 4n2R Sơ đồ xác đònh quỹ đạo cđ bi R, R1–bán kính trọng tâm cácCosα bi lớp =ngoài (m) đường viền lớp 4n2R 7. 3.3 Góc rời thích hợp bi nghiền: = −4 R.sin Độ cao rơi bi từ điểm