Bài giảng Quá trình & Thiết bị silicat - Chương 6: Thiết bị nghiền bánh xe - con lăn

QUÁ TRÌNH & THI T B SILICAT 1 CHÖÔNG 6 B môn V t li u Silicat THIEÁT BÒ NGHIEÀN Khoa Công Ngh Vt Li u BAÙNH XE - CON LAÊN i h c B ch Khoa Tp. H Minh E E I C NG VÀ PHÂN LO I I C NG VÀ PHÂN LO I
c dùng p nh vt li u n kích 3-8mm ho c nghi n mn n kích th c 0,2-0,5mm các lo i VL nh cát, sam t, mnh s, clinker XM. Có th nghi n khô hay nghi n m.
Nguyên tc tác dng lc ca máy là vt li u b ép và mài gi a bánh xe và a. Sơ làm vi c ca máy nh sau:
Hai bánh xe 1 nm trên a 2 c nh, khi 1 4 tr c 3 quay thì bánh xe va quay quanh 2 tr c ng 3 và quay quanh tr c ngang 4.
Nh vy, nh ng im nm trên chi u rng ca 3
Cng có lo i a 2 quay, bánh xe 1 ch quay quanh tr c ngang 4. bánh xe ln trên ó s b p nghi n. E E 1 I C NG VÀ PHÂN LO I I C NG VÀ PHÂN LO I
Vt li u trong máy c nghi n nh do tr ng lng ca
Máy nghi n bánh xe a c nh: bánh xe, vì th bánh xe b mòn. S mòn ca bánh xe bánh xe va quay quanh tr c th ng ng ca a, còn do s tr t ca bánh xe trên v t li u, bánh xe càng ng th i v a quay quanh tr c nm ngang ca rng s mài mòn càng nhanh. bánh xe, vì vy lc ly tâm t vào bánh xe, nên tr c
Máy c phân lo i nh sau: gi a d h hng.  Theo cu to: a c nh, a quay.  Theo chuy n ng quay ca a: a quay ngang, a quay ng.
Máy nghi n bánh xe a quay:  Theo tính ch t k thu t: nghi n khô, nghi n m, va nghi n tr n. bánh xe ch quay quanh tr c nm ngang ca bánh  Theo ch làm vi c: gián on, liên tc. xe do tác dng ca lc ma sát, lo i này tránh c  Theo hình dng bánh xe: tr , nón, cu. khuy t im trên nh ng lc ly tâm t vào vt li u  Theo l c tác d ng: tr ng l ng bánh xe, l c ép lò xo, l c ly tâm. nên a cn có thành ch n hi u qu làm vi c tt.  Theo c ơ c u truy n ng: truy n ng trên, truy n ng d i. E E I C NG VÀ PHÂN LO I I C NG VÀ PHÂN LO I
Máy nghi n bánh xe truy n ng trên: có cu to ơ n
Tùy theo yêu cu ca sn ph m nghi n c phép hay gi n, d sa ch a, nh ng du m bôi tr ơn d rơi vào không c phép ln mt kim lo i do tm lót trên a và bánh xe mài mòn ln vào, mà máy cn có tm lót trên a vt li u làm bn sn ph m. và bánh xe làm bng VL kim lo i ho c phi kim lo i.
Máy nghi n bánh xe truy n ng di: có u khuy t
Máy nghi n bánh xe có u, khuy t im nh sau: im ng c vi lo i trên.  u im:
Máy nghi n bánh xe nghi n m: nghi n vt li u có  Có th nghi n vt li u có kích th c tơ ng i ln. m n 15–16%  Mc p nghi n ln.  Có th nghi n vt li u do.
Máy nghi n bánh xe nghi n khô ho c bán khô: nghi n  Khuy t im: vt li u có m <10–11%  Cu to máy cng knh  Sa ch a ph c tp
Máy nghi n tr n bánh xe: VL có m n 10-12%  Tiêu hao nng lng ln. E E 2 I C NG VÀ PHÂN LO I I C NG VÀ PHÂN LO I nd nd
Trong quá trình nghi n, bánh xe u t quay quanh tr c ca mình nbx nbx do lc ma sát gi a bánh xe vi vt li u r1 r2
S ti p xúc gi a bánh xe hình c u vi a là ti p xúc im. γ A B γ A B A B R1 R R1 R
S ti p xúc gi a bánh xe hình tr , nón vi a là ti p xúc ng. 2 R2 1 R2 on ti p xúc này bng chi u rng bánh xe và có ph ơ ng hng
Vi bánh xe hình nón, vn tc dài ti các im trên tâm nên vn tc dài ti mi im ti p xúc so vi tr c ca a có ng sinh mt nón so vi tr c quay bánh xe khác nhau. giá tr khác nhau.
S chênh lch vn tc dài ca các im ti p xúc trên a
im gn tr c có giá tr vn t c dài nh , xa tr c có giá tr ln. so vi tr c quay ca a có th bng ho c khác vi s
Vi bánh xe tr , vn tc dài ti các im trên ng sinh ca mt chênh lch vn tc dài ti các im này trên ng sinh tr so vi tr c quay ca bánh xe là không i. Nh ng vn tc dài ca mt nón so vi tr c quay ca bánh xe nón, nên có th có ho c không có vn tc tr t. ti các im này so vi tr c quay ca a li thay i, do ó xu t hi n vn tc tr t, to kh nng chà xát ln, công su t ln.
Máy nghi n bánh xe hình nón th ng có kt cu a quay và làm vi c liên tc. E E CU T O CU T O (MÁY NGHI N BÁNH XE NGHI N T) (MÁY NGHI N BÁNH XE NGHI N T) 6
Lo i này làm vi c liên tc, a c nh truy n ng 5 4 di nghi n t sét có m t 15–16% 9
Giá máy 1 gn ch t vi a c nh 2 có l th ng. 2
Tr c chính 3 có kh p ng 4, tr c ngang 5 có th 1 10 3 nâng lên hay h xu ng khi tng gi m chi u dy lp vl 11 7 8
Nh kh p ng 4, nên khi gp vt li u cng l lt vào 1-Giá máy 2-a c nh s tránh h máy. 3-Tr c chính 4-Kh p ng
Bánh xe 6 treo vào tr c 5, do ó bánh xe có th nâng 5-Tr c ngang 6-Bánh xe lên hay h xu ng c. 7-Tr c truy n ng 8-Bánh rng 9-L ghi
Trên b mt a 2 có các tm lót có các l th ng hình 10-Ca tháo li u 11-Cánh gt êlíp, tròn. E E 3 CU T O CU T O (MÁY NGHI N BÁNH XE NGHI N T) (MÁY NGHI N BÁNH XE NGHI N T)
Máy có h th ng cánh gt 11 iu ch nh vt li u
Máy nghi n bánh xe nghi n t cho nghi n và tháo li u tt.
Vt li u lt qua l th ng 9 trên a c cánh gt cho ra ngoài theo ca tháo li u 10. E E CU T O CU T O (Máy nghi n bánh xe nghi n khô) (Máy nghi n bánh xe nghi n khô) 5 4
Máy gm hai bánh xe 1 lp vào tr c ngang 2. 2 1 1-Bánh xe 3
a quay 6 lp cng vi tr c chính th ng ng 3, c 8 2-Tr c ngang bánh xe truy n ng t ng cơ qua cp bánh rng 5. 3-Tr c chính 7 9
Khi a 6 quay s ma sát vi hai bánh xe 1 qua vt li u 4-Tr c truy n ng 1 nghi n làm bánh xe 1 quay quanh tr c ngang 2. 6 0 5-Bánh rng
m bo an toàn cho máy, tr c ngang 2 lp tr t vi 6-a tr c chính 3 qua nh hng 8. Do ó khi b dy lp vt
Lo i này dùng nghi n li u trên a thay i, ho c khi có vt li u cng lt vào thì 7-Vành ghi khô t sét, sam t, tràng toàn b bánh xe 1, tr c ngang 2 c nâng lên. 8- nh hng th ch, cát.. Là lo i máy
Trên a 6 có tm lót không có l th ng. làm vi c liên tc, a 9-Cánh gt tháo li u
Vành ngoài ca a 6 có các vòng ghi ng tâm 7, trên ó quay, truy n ng trên 10-Ca tháo li u. có lp các dao gt c nh a vt li u vào qu o E bánh xe. E 4 CU T O CU T O (Máy nghi n bánh xe nghi n khô) (Máy nghi n bánh xe nghi n khô)
Các ht sn ph m có kích th c nh hơn kích th c
Máy nghi n con ln bng
Máy nghi n con ln lc lc ép ly tâm lên 1 ho c ép ly tâm: 3 khe ghi 7 s lt qua c cánh gt 9 tháo ra ca 10. 1 nhi u con ln. 7
Máy nghi n con ln:
Máy nghi n con ln bng 4 2  c dùng nghi n nh vt li u có rn trung bình, nh lc ép lò xo lên con ln. 5 nh : tràng th ch, á vôi, ngoài ra nu cho không khí nóng
Máy nghi n con ln bng 6 i qua, nó còn sy vt li u ng th i trong quá trình nghi n. lc ép lò xo lên bi cu. 8
Máy nghi n con ln bng  Nguyên tc làm vi c ca máy: vt li u b ép và mài gi a lc ép ly tâm lên bi cu. 1-V máy 6-Vònglót vòng lót hay a vi con ln di tác dng ca lc ly tâm
Máy nghi n con ln bng 2-Tr c chính 7-Ca np li u hay lc nén lò xo. lc ép lò xo lên con ln 3-Dm ngang 8-ng dn khí nóng  Tùy theo cu to, máy nghi n con ln có các lo i sau: quay quanh tr c ngang. 4-Tr c con ln 5-Con ln E E CU T O CU T O (Máy nghi n bánh xe nghi n khô) (Máy nghi n bánh xe nghi n khô) Cage rotor type
Cu to gm v bng gang ho c bng thép 1, quay quanh tr c B ph n phân Static separator Conventional rotor type with guide vanes chính 2, trên tr c chính có dm ngang 3 treo t do hai tr c 4 lo i s n ph m P P mang các con ln 5. P
Khi tr c 2 quay, con ln 5 ch u tác dng lc ly tâm ép vt li u vào vòng lót 6, vì vy vt li u b nghi n ép gi a vòng lót và con ln.
Vt li u c np vào qua ca 7 gi a con ln và vòng lót.
Cc vt li u to, ho c ch a c nghi n rơi xu ng áy a, ti FT FFFT T FF ây có các cánh ba a vt li u tr li b mt vòng lót con
Ti ây, các ht ln P T ln nghi n ti p. c tách ra quay tr li F = VT LI U VÀO
Vt li u sau khi nghi n c tháo ra kh i máy bng cách th i máy nghi n, các ht mn P = SN PH M dòng khí nóng vào ca 8, sn ph m mn theo dòng khí nóng n theo dòng khí n T = HT THÔ thi t b phân lo i (F  P + T). cyclone thu hi. TF FT E E 5 CU T O CU T O (Máy nghi n hành tinh (Szego) (Máy nghi n hành tinh (Szego)
Cu to máy gm: v máy hình tr (8), bên trong có tm lót (4), a
Máy nghi n hành tinh (Szego): c nh. 1–Vt li u nghi n
Bên trong có các con ln (2), xo n c quay quanh tr c treo (6). 2–Con ln rãnh xo n c
Tr c treo (6) c lp vi tr c chính (10). Tr c (6) c y v phía 3–Tr c treo con ln v máy bng lc ly tâm và quay tròn trên b mt nghi n v máy (8), 4–Tm lót v máy
Vt li u nghi n np vào máy qua ca 5 nh v máy, thoát ra ca 9 áy máy. 5–Ca np li u
Vt li u vào vùng nghi n và c nghi n nhi u ln gi a con ln và 6–Tr c treo con ln b mt v máy. 7- Khe h con ln
Lc nghi n sinh ra ch yu do quá trình quay ca con ln. 8–V thùng nghi n hình tr
Các khe h 7 ca rãnh xo n con ln có tác dng vn chuy n vt 9–Ca tháo li u chuy n vt li u. 10–Tr c quay chính
ây là ph ơ ng ti n ki m tra th i gian và nng su t nghi n. E E CU T O CU T O (Máy nghi n hành tinh (Szego) (Máy nghi n con ln ng-Nghi n ng Roller)
S lng, kh i lng, ng kính, chi u dài, hình dng và kích th c rãnh xo n ca con ln là các thông s nh hng n nng su t, ch t lng nghi n.
S lng con ln tng, c ht mn tng
Kh i lng con ln ln, tc quay tng, lc nghi n sinh ra ln.
T s bc sóng-chi u cao sóng nh hng n áp lc nén vt li u.
Thông th ng rãnh con ln có dng ch nh t ho c côn. Vi dng côn s gi m dính kt vt li u khe.
Máy có th dùng nghi n t ho c nghi n khô . E E 6 CU T O CU T O (Máy nghi n con l n ng-Nghi n ng Roller) (Máy nghi n con l n ng-Nghi n ng Roller) DÒNG CHUY N NG C A KHÔNG KHÍ VÀ VT LI U: Nguyên li u cung cp vào máy qua ca ti p li u vào b mt a quay. Con l n nghi n hình tr , l c nghi n Con ln và a máy B mt ch u mài mòn tt ưc iu ch nh nh h th ng th y l c. Con ln có th xoay, Không khí ưc th i vào vn gp 90 o chuy n v t li u nghi n n b ph n phân lo i. Vt li u chuy n ng thi t b phân lo i, và ưc tách ra. Khí th i và ht m n n cyclon thu hi. E E CU T O CU T O (MÁY NGHI N HORO ) (MÁY NGHI N HORO )
Bánh xe: có th ch to bng gang, thép, á hoa cơ ng ho c các vt li u phi kim lo i khác.
Gi a ng kính bánh xe Dbx và chi u rng b ca bánh xe có quan h: Dbx = (3,25–3,5) b
a: th ng ch to bng kim lo i và trên a cng có các tm lót bng kim lo i. Nu sn ph m nghi n không cho phép ln mt kim lo i thì tm lót ch to bng vt li u phi kim lo i nh á hoa cơ ng, gm. ng kính a D = 5b E E 7 TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN (Xác nh góc k p ααα) (Xác nh góc k p ααα)
Còn nu ααα quá nh thì mc
Gi i tơ ng t nh tr ng hp máy p hàm ta có: ααα p nghi n kém. ααα = 2 ϕϕϕ O  Gi P là lc ca bánh xe tác  Vt li u rn f = 0,3: nên ϕϕϕ = 16 040’ do ó ααα =33 o20’ α α dng vào vt li u. 0 o H O1  Vt li u mm f = 0,45, nên ϕϕϕ = 24 20’ do ó ααα =48 40’  P1 là ph n lc ca a tác o P P dng vào vt li u.
máy làm vi c tin cy, ch n ααα = 25-30 . Pf 1  P, P 1: gây ra các lc ma sát Pf

Là góc to bi ti p Vi bánh xe cu: và P1f. tuy n TT’ ti ti p im
iu ki n cc vt li u gi a bánh xe và vt li u O O α vi b mt a. không b vng ra ngoài khi 1 bánh xe ln là: T
Nu góc kp ααα quá ln: I F bánh xe không è lên Psin ααα = Pfcos ααα + P 1f (1) A vt li u c. P1 = Pcos ααα + Pfsin ααα (2) E E TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN (Xác nh góc k p ααα) (Xác nh góc k p ααα)
Góc kp ααα cng là góc to bi hai lc F.
a hình tròn, tâm O, bán
ng th i cc vt li u ch u ph n lc P có tâm I, ph ơ ng
tr ng thái cân bng: T ≥≥≥ A kính R. α α
Hay:
Bánh xe hình cu tâm O , IO. 2Pf cos ≥ 2Psin 1 2 2 Vy: α≤ 2ϕ bán kính R1.
A là hp lc ca hai lc này. αα ≤≤ ϕϕ
Vt li u hình cu tâm I, bán
Hai lc ma sát F = Pf gi a vt
Góc k p ααα cng ph thu c vào bán kính a R, bán kính kính r. li u vi a, gi a vt li u vi bánh xe R 1 và bán kính v t li u n p r.
Góc kp ααα chính là góc to bánh xe t ti các ti p im Trong tam giác OO 1I ta có: bi hai ti p tuy n ca vt ca vt li u-a, vt li u-bánh OO 1 = a = R – R1. li u vi a và vi bánh xe O1I = b = R 1 + r OI = c = R – r xe theo ph ơ ng th ng góc a + b + c hay là góc OIO 1.
t p = α (p − b)(p − c) vi ng ni hai tâm OI và 2 tg =
Khi máy làm vi c, bánh xe
Theo h th c lng giác: 2 p()p − a O1I. T là hp lc ca hai lc F tác dng vào vt li u mt
này. Thông th ng R = (1,6 – 2,5 ) R 1 R1( R − R1 ) lc P, có tâm I, ph ơ ng O1I. r <
R1 ≥≥≥ 3 r R + R1 E E 8 TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN (Tr ng l ng t i gi a hai bánh xe) (T l ng kính bánh xe D vi ng kính vt li u d)
Vi máy nghi n bánh xe nghi n khô, hai bánh xe
Trong tam giác vuông HOO 1: OO 1 cos ααα = OH  D d  D d cách tr c u nhau nên có cùng tr ng lng.
Hay:  + cos α = +  2 2  2 2
Vi máy nghi n bánh xe nghi n t, kho ng cách D 1+cos α 1+cos 2ϕ ∆ = = = d 1−cos α 1−cos 2ϕ t hai bánh xe n tr c th ng ng không bng
Vy: nhau do ó ph i chú ý n tr ng lng bánh xe,  Vt li u rn f = 0,3: nên ϕϕϕ = 16 040’ do ó = 11 nu không s xu t hi n lc ly tâm quán tính làm  Vt li u mm f = 0,45, nên ϕϕϕ = 24 020’ do ó = 5 h máy  Vi ααα = 25-30 o: D = (15-20) d G r = G r . 1 1 2 2  Vi con ln hình nón có ng kính áy nh D1, ta có: D 1
Thông th ng r = (1,45–1,6 )r .  : h s ma sát . ∆ = 1 ≥ 1 2 d µ 2 E E TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN (S vòng quay ca a máy) (S vòng quay ca a máy)
Khi a quay nhanh, vt li u ch u lc ly tâm vng ra
Hay: v2 ≤≤≤ Rgf ngoài, do ó hi u qu nghi n kém. πRn
Vì vy ph i tính s vòng quay thích hp ca a
Mà v = 30 vt li u không b vng ra thành máy. f  Gi R là bán kính vòng ln bánh xe trên a
Vy: n ≤ 30 R  G: tr ng lng vt li u 16 5,  f: h s ma sát gi a a và vt li u. n ≤
Vi vt li u rn f=0,3 nên: R
iu ki n vt li u không b vng ra thành máy là lc ma sát F= Gf lc ly tâm, hay : 2 20 mv
Vi vt li u mm f=0,45 nên: Gf = mgf ≥ n ≤ R R E E 9 TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN (Nng su t máy) (Nng su t máy)
Nng su t máy ph thu c vào chi u rng, s lng bánh xe, tc quay ca a.  b: chi u rng bánh xe m  n : s vòng quay vòng/phút
Gi s, khi chuy n ng bánh xe s nghi n mt lp vt li u có chi u dày bng ng kính d ln nh t  d : ng kính sn ph m nghi n m ca sn ph m nghi n.  D0: ng kính ln trung bình
Th tích ln nh t ca kh i s n ph m nghi n là: ca bánh xe lên a m 3  k : s bánh xe cái v = πππ.D0b.d.k m .
Nng su t kh i lng là:  µµµ : h s r ng
Nng su t th tích là:  ρρρ: Kh i lng riêng tn/m 3. Q = 188,4ρµ µρ ρµD0bdnk (t/h) 3 V = 60.n. πππ.D0b.d.k m /gi E E TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN (Nng su t máy) (ng kính bánh xe)
Khi nghi n m t sét vi a  b: s l bánh xe ngoài ln lên
Máy nghi n bánh xe ph i to ra lc nghi n P ln sao có l sàng: sau 1 vòng quay ca tr c chính cho công do lc nghi n sinh ra ph i ln hơn ho c bng công làm bi n dng A vt li u em nghi n. V = 60nlF(a+b) (m3/gi )
Khi nghi n vt li u rn σ 2 Kbd 2  : h s tác dng hu ích t A = ho c t sét khô : 2 E 0,8 – 0,9 GDn T/h
Vi bánh xe hình tr : lc nghi n chính là tr ng lng  n: s vòng quay tr c chính Q = 2 bánh xe. πD vòng/phút 28 .000 P = bg ρ 4 2 σ Kbd  l: chi u dài th i t qua l  G: tr ng lưng bánh xe (t n) D = sau 1 vòng quay m  ng kính bánh xe: π g ρ  D: ưng kính a quay m  2  F: ti t di n 1 l m2. σσσ : gi i hn bnnén N/m  n : s vòng quay tr c chính  d: ng kính vt li u nghi n m  a: s l bánh xe trong ln lên vòng/phút sau 1 vòng quay ca tr c  b : chi u rng bánh xe m chính  K: h s hình dng làm gi m th tích E E 10 TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN (ng kính bánh xe) (Công su t v n hành)
Vi bánh xe hình nón:
Công su t máy nghi n bánh xe ch yu dùng kh c
Lc nén P1 ca lò xo: ngoài tr ng lng G ca ph c: ma sát do bánh xe ln, ma sát do bánh xe  σKbd  L 1 bánh xe còn có thêm lc P =  − G tr t, ma sát cánh gt, ma sát các chi ti t khác. nén do lc kéo P ca lò 1  2  H cos γ 1
Công su t tiêu tn kh c ph c ma sát ln N (W) xo gây ra. còn có lc nén 1 GεR nπk ca lò xo. H,L: cánh tay òn ca P1 và S tb N 1 = P 30 R 1
Bánh xe hình cu: lc  G: tr ng lng bánh xe. N nd nghi n bng lc ly tâm.  R: bánkínhbánhxe m Tr ng lng G bánh xe  εεε : h s ma sát ln 0,05 – 0,10  k: s bánh xe γ A cu: 45 σKbdg ρ  n : s vòng quay/phút bánh xe quanh tr c th ng ng G = 2 Rn  Rtb : bán kính vòng ln trung bình cabánhxe m E E TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN TÍNH TOAÙN CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN (Công su t v n hành) (Công su t v n hành)
Công su t tiêu tn kh c ph c ma sát tr ưt N2
Vi bánh xe nón: tr c bánh xe và tr c ng a quay trùng nhau ti tâm a: không có ma sát tr t. N2 = Gfkv t (W)  G: tr ng lưng bánh xe kG
Vi bánh xe cu: không có ma sát tr t.  f: h s ma sát tr ưt: 0,3 – 0,45 A B
Công su t tiêu tn kh c ph c ma sát cánh gt N3  ư R1 k : s l ng bánh xe R 2 Pf i R tb ni (Hp)  vt : vn tc tr ưt trung bình m/s πnb N 3 = V = 716
Vi bánh xe tr : t 60
Vi bánh xe nón: tr c bánh xe và tr c ng a quay không trùng  P : lc ép cánh gt kG nhau ti tâm a: có ma sát tr ưt.  i : s cánh gt nd n bx  f : h s ma sát cánh gt = 0,2 πR n  r  πbn i 2 d  1  d Vt = 1−  − N1 +N2 +N3
Công su t ng cơ: dc γ B 60  r2  60 N = R A η 1 R 2 E E 11 BÀI T P NHÓM E 12