5. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
trạm nghiền sang công ty TNHH hoàng hải
dây chuyền nghiền sàng đá của hang KEOSAN- Hàn Quốc
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 5 LỚP 51KM2
7. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
2.2. Chän m¸y nghiÒn cho tõng c«ng ®o¹n
2.2.1 Chän lo¹i m¸ynghiÒn c«ng ®o¹n I
M¸y nghiÒn c«ng ®o¹n I cÇn cã cöa n¹p réng, lùc nghiÒn lín, n¨ng
suÊt ®ñ ®¸p øng n¨ng suÊt yªu cÇu. Do vËy ta cã thÓ lùa chän m¸y
nghiÒn m¸ hoÆc m¸y nghiÒn nãn trung b×nh cho c«ng ®o¹n nµy.
M¸y ®ưîc lùa chän cÇn cã c¸c th«ng sè phï hîp: kÝch thưíc lín nhÊt
cña vËt liÖu ®a vµo nhá h¬n hoÆc b»ng kÝch thíc lín nhÊt mµ m¸y
cho phÐp. N¨ng suÊt m¸y cÇn lín h¬n so v¬Ý n¨ng suÊt cho tríc theo
®Ò bµi.
N¨ng suÊt lý thuyÕt ë c«ng ®o¹n I :
Q = 120 (m³/h)
Trong ®ã: Q: n¨ng suÊt lý thuyÕt tÝnh to¸n
Qt : n¨ng suÊt thùc tÕ yªu cÇu
K : hÖ sè kÓ ®Õn viÖc n¹p ®¸ kh«ng ®Òu; k = 1,12
ksd : hÖ sè sö dông thêi gian; ksd = 0,94
Q * K sd 120*1.12
Q = = =143(m3/h)
t
K tg 0.94
Ta chọn máy nghiền thô công đoạn 1 là máy nghiền má hoặc máy nghiền
thô.cụ thể phương án như sau:
+phương án 1:sử dụng máy nghiền má lắc đơn gianrCMD-118
+phương án 2:sử dụng máy nghiền côn thô KKD-1200/150
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 7 LỚP 51KM2
8. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Bảng 1:thông số kĩ thuật của máy nghiền công đoạn 1
Tªn m¸y Ph¬ng ¸n 1 Ph¬ng ¸n 2
KÝ hiÖu CMD 118 KKD-1200/150
KÝch thước cửa nạp BxL(mm) 1200x1500 1200
KÝch thước đ¸ nạp Dmax (mm) 1000 1000
KÝch thước khe xả b (mm) 150 20-120
Năng suất Q (m3/h) 280 520-640
Công suất N (kW) 160 2x200
Khối lượng máy (T) 140 216.75
a. TÝnh to¸n cho ph¬ng ¸n 1
Chän kích thước khe x¶ b1= 150mm
Năng suất lý thuyết của máy ứng kích thước với khe xả đã chọn:
Qlt = 280 (m3/h)
Năng suất thực tế của máy ứng với kích thước cửa xả đã chọn
Q mm
= k2.k3.k4.k5
Với : K2 = 0.85 ,K3=1.04 , K4 = 1.07 ,K5= 1
Q mm
3
= 0,85.1,04.1,07.1.280 = 264.84 (m /h)
• HÖ sè chÊt t¶i :
143
k1= 100% = 55.5%
264.84
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 8 LỚP 51KM2
9. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
• Thµnh phÇn h¹t :
5 10
Tû sè : = 0,033 ; = 0,067 ;
150 150
20 40
= 0,133 ; = 0.2660,67
150 150
Ta cã :
0÷5 100 – 99.8 = 0.2%
∑ = 17.6%
5 ÷ 10 99.8 - 97 = 1.8%
10 ÷ 20 97 – 93.4 = 3.6%
20 ÷ 40 93.4 – 81.4 = 12%
Trªn 40mm 100 – 17.6 = 82.4%
• KÝch thưíc ®¸ lín nhÊt sau c«ng ®o¹n I :
D max = kk. b1 = 1,8.150 = 270 (mm)
Víi kk = 1,8 : HÖ sè ®îc x¸c ®Þnh theo ®êng 5% ë díi ®-
êng cong thµnh phÇn h¹t
• Møc ®é nghiÒn : i1 = = 3,3
Mét c¸ch gÇn ®óng coi hiÖu qu¶ sµng trung gian E= 1 ta
cã :
Lượng đá đã được nghiền thành phẩm ở công đoạn I :
γ 1 = 17.6%
Q1 = 0,176. 143 = 25.2 (m3/h)
Suy ra lượng đá cần phải nghiền ở công đoạn II là :
γ 2 = 82.4%
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 9 LỚP 51KM2
10. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Q2 = 0,824.143 = 117.8 (m3/h)
b. TÝnh to¸n cho ph¬ng ¸n 2
• Chän khe x¶ cho m¸y nghiÒn m¸ : b1 = 100(mm)
Năng suất lý thuyết của máy ứng kích thước với khe xả đã chọn:
Qlt = 616 (m3/h)
Năng suất thực tế của máy ứng với kích thước cửa xả đã chọn
Q mm
= k2.k3.k4.k5.
Q lt
Với : k2 = 0,85 , k3 = 1,04 , k4 = 1,07 , k5 = 1
Q mm
3
= 0,85.1,04.1,07.1.616 = 582.66 (m /h)
• HÖ sè chÊt t¶i cho m¸y k2 lµ :
143
k2 = = 23.2%
616
• X¸c ®Þnh thµnh phÇn h¹t
5 10 20 40
Tõ tØ sè : = 0,05 ; = 0,1 ; = 0,2 ; = 0,4
100 100 100 100
0 ÷ 5 mm 100 – 99.5 = 0.5%
∑ = 26%
5 ÷ 10 mm 99.5 - 92 = 3.5%
10 ÷ 20 mm 92 - 85 =7%
20 ÷ 40 mm 85 - 70 = 15%
Trªn 40 mm 100 - 26 = 74%
• KÝch thíc ®¸ lín nhÊt sau c«ng ®o¹n I
D max = kk. b1 = 1,8.100 = 180 (mm)
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 10 LỚP 51KM2
11. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Víi kk = 1,8 : HÖ sè ®îc x¸c ®Þnh theo ®êng 5% ë díi ®-
êng cong thµnh phÇn h¹t
900
• Møc ®é nghiÒn : i1 = =5
180
Mét c¸ch gÇn ®óng coi hiÖu qu¶ sµng trung gian E = 1 ta
cã :
Lượng đá đã được nghiền thành phẩm ở công đoạn I :
γ 1 = 26%
Q1 = 0,26 . 143 = 37.18 (m3/h)
Suy ra lượng đá cần phải nghiền ở công đoạn II là :
γ 2 = 74%
Q2 = 0,74.143 = 105.82 (m3/h)
2.2.2. Chän m¸y cho c«ng ®o¹n II
M¸y nghiÒn cho c«ng ®o¹n II còng ®îc chän theo kÝch thíc lín nhÊt cña
®¸ n¹p vµo m¸y vµ n¨ng suÊt. KÝch thíc ®¸ ra lín nhÊt ë c«ng ®o¹n I lµ
kÝch thíc ®¸ n¹p lín nhÊt ë c«ng ®o¹n II. KÝch thíc nµy ®îc x¸c ®Þnh
theo c«ng thøc :
D1max = kk. b1
• Chän m¸y nghiÒn cho c«ng ®o¹n II như sau :
Tªn m¸y Ph¬ng ¸n 1 Ph¬ng ¸n 2
KÝ hiÖu KCD 2200 Γ KCD -1200 Γ
KÝch thước cửa nạp (mm) 300 110
KÝch thước đ¸ nạp Dmax (mm)
KÝch thước khe xả b (mm) 30 ÷ 60 20 ÷ 50
Năng suất Q (m3/h) 340 ÷ 580 70 ÷ 105
Công suất N (kW) 250 75
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 11 LỚP 51KM2
12. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Khối lượng máy (T)
B¶ng 2.2.2 . Th«ng sè kü thuËt cña m¸y c«ng ®o¹n 2
TÝnh to¸n cho phương ¸n 1
Chọn kích thước khe xả.
Theo đầu bài kích thước đá thành phẩm lớn nhất là d max
= 40(mm)
→ kích thước cửa xả b có thể chọn theo như sau:
tra đường cong ra đá → đá (0 ÷ 5)(mm) chiếm khoảng 4%(do điều kiện đá mạt
d 5
<5%) → tỷ số = 0.08 → b = = 62.5(mm) chọn b=64(mm)
b 0.08
• TÝnh thµnh phÇn h¹t víi kÝch thíc cöa x¶ b2 = 64(mm)
Do hai ph¬ng ¸n ®Òu dïng mét lo¹i m¸y nghiÒn c«n trung b×nh KCD
nªn thµnh phÇn h¹t cña hai ph¬ng ¸n ®Òu nh nhau.
5 10 20 40
Tõ tØ sè : = 0.08 ; = 0.16 ; = 0.32 ; = 0.64
64 64 64 64
Ta cã :
0 ÷ 5 mm 100 - 96 = 4%
∑ = 45%
5 ÷ 10 mm 96 - 90 = 6%
10 ÷ 20 mm 90 - 75 = 15%
20 ÷ 40 mm 75 - 55 = 20%
Trªn 40 mm 100 - 45 = 55%
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 12 LỚP 51KM2
17. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
2.3. TÝnh chän m¸y sµng cho tr¹m nghiÒn sµng
1.2.3. Chän m¸y sµng trung gian thø nhÊt
100%
82.4%
17.6%%
- S¬ ®å tÝnh chän sµng
Số mặt sàng : 1 (vì chỉ phân vật liệu thành 2 loại)
Kích thước mắt sàng nhận theo giới hạn các cỡ hạt : d = 40 mm
Tính diện tích mặt sàng theo công thức :
Q
2
F1 = * M * K 1 * K 2 K 3 (m )
q r
Trong đó :
Q1 – Năng suất cần thiết của máy sàng. Theo sơ đồ trên toàn bộ vật
liệu được đưa lên mặt sàng :
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 17 LỚP 51KM2
18. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Q1=Qt=143(m3/h)
q = 62 (m3/h.m2) (chọn theo kích thước mắt sàng d = 40 mm)
m = 0,5 (để cho sàng nghiêng, vật liệu sàng là đá răm)
k1 = 0,8 - Với góc nghiêng mặt sàng là 150
k2 = 0,64 - Với hàm lượng % sản phẩm lớp dưới có trong vật liệu
đem sàng là : 17.6% (dựa vào bảng hàm lượng thành phần hạt của đá sau công
đoạn nghiền I) .sử dụng phương pháp nội suy đều:
(0.66 − 0.58)
k 2 =0.58+
20 − 10
(17.6 − 10) =0.64
k3 - Để xác định k3, ta nhận toàn bộ sản phẩm lớp dưới là 100% và
xác định xem trong đó có bao nhiêu % sản phẩm có kích thước nhỏ hơn d/2 =
20 mm
17.6% - 100
5.6% - x
Suy ra : x = 31.8 %
Theo giá trị x = 31.8% ta xác định được k3 = 0,84(tra bảng 50 trong
hướng dẫn,sử dụng phương pháp nội suy đều:
(0.91 − 0.82)
k 3 =0.82+
40 − 30
(31.8 − 30) =0.84
143
→ F1 = = 10.7 (m2)
62*0.5*0.8*0.64*0.84
2.3.2. TÝnh chän m¸y sµng trung gian thø hai.
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 18 LỚP 51KM2
19. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
100%
48.4%
51.6%
Năng suất cần thiết của máy sàng thứ 2 theo tính toán ở trên :
c 0.82
Q2 = Qt = 143 = 257.4 (m3/h)
1− q 1 − 0.55
Kích thước mắt sàng : d = 40(mm)
• Xác định các hệ số :
q = 62 (m3/h.m2) (chọn theo kích thước mắt sàng d = 40 mm)
m = 0,5 (để cho sàng nghiêng, vật liệu sàng là đá răm)
k1 = 0,8 - Với góc nghiêng mặt sàng là 150
k2 = 0.88 - Với hàm lượng % sản phẩm lớp dưới có trong vật liệu
đem sàng là : 45% (dựa vào bảng hàm lượng thành phần hạt của đá sau công
đoạn nghiền II)tra bảng 50HD đồ án.sử dụng phương pháp nội suy đều:
0.92 − 0.84
k 2
= 0.84 +
50 − 40
(45 − 40) = 0.88
k3 - Để xác định k3, ta nhận toàn bộ sản phẩm lớp dưới là 100% và
xác định xem trong đó có bao nhiêu % sản phẩm có kích thước nhỏ hơn d/2 =
20 mm
45% - 100
10% - x
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 19 LỚP 51KM2
21. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Trong máy sàng này ta phân loại sản phẩm ra làm 3 loại theo các cỡ hạt :
0 –5 , 5 –10 và 10 – 20 mm
Vậy máy sàng phải có 2 mặt sàng với kích thước mắt sàng là : 20 và 10
mm.
Mặt sàng bố trí theo phương pháp song song.
2.3.3.1. Tính tầng sàng trên (kích thước mắt sàng = 20 mm).
- Năng suất : Q1 = Qt = 143 (m3/h )
- Với d1 = 20(mm)
• Xác định các hệ số :
q = 43 (m3/h.m2) (chọn theo kích thước mắt sàng d = 20 mm)
m = 0,5 (để cho sàng nghiêng, vật liệu sàng là đá răm)
k1 = 1.18 - Với góc nghiêng mặt sàng là 200
k2 = 0.79 - Với hàm lượng % sản phẩm lớp dưới có trong vật liệu
đem sàng là : 30.6% (dựa vào bảng hàm lượng thành phần hạt của đá sau công
đoạn nghiền II)
k3 - Để xác định k3, ta nhận toàn bộ sản phẩm lớp dưới là 100% và
xác định xem trong đó có bao nhiêu % sản phẩm có kích thước nhỏ hơn d/2 =
10 mm
51.6% - 100
21% - x
Suy ra : x = 40.7 %
Theo giá trị x = 40.7% ta xác định được k3 = 0,92
Tra bảng 50HD,sử dụng phương pháp nội suy đều
1 − 0.91
k 3
= 0.91 +
50 − 40
(40.7 − 40) = 0.92
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 21 LỚP 51KM2
22. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
- Diện tích mặt sàng cần thiết :
143
F= = 7.65 (m2)
0.5* 43*1.18*0.92*0.79
3.3.3.2. Tính tầng sàng dưới ( kích thước mắt sàng = 10 mm).
- Năng suất : Q2 = Q t -0,484.Qt = 0,516. = 73.8 (m3/h)
- Với d2 = 10 mm , ta có :
Xác định các hệ số :
q = 28(m3/h.m2) (chọn theo kích thước mắt sàng d = 10 mm)
m = 0,5 (để cho sàng nghiêng, vật liệu sàng là đá răm)
k1 = 1,18 - Với góc nghiêng mặt sàng là 200
Để xác đinh k2 ta lấy tỷ lệ đã tính ở phần trên ( giá trị để tính k 3 cho tầng
trên ) . Với x=21% suy ra được k2=0,67
Để xác định k3 cần phải xác định hàm lượng % sản phẩm có kích
thước dưới 5(mm). Nhưng do cỡ hạt này ta không tính nên có thể nhận k 3 =1
tức là nhận rằng trong sản phẩm dưới có 50% hạt có kích thước dưới 5 mm.
21% - 100
7.6% - x
→ x = 36.2%
Tra bảng 50HD,sử dụng phương pháp nội suy đều
0.91 − 0.82
k 3
= 0.82 +
40 − 30
(36.2 − 30) = 0.88
Diện tích cần thiết của mặt sàng
73.8
F= = 7.58 (m2)
28*0.5*1.18*0.88*0.67
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 22 LỚP 51KM2
23. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Chọn máy sàng có tổng diện tích mặt sàng 7.75 (m2)
Tra bảng ta chọn máy sàng có các thông số sau :
Chọn mặt sàng thanh ghi, sàng lệch tâm , mã hiệu CMD 121
Các thông số chính : B ÷ L= 1.7 ÷ 4.4
Tốc độ trục gây rung 15 (v/s)
Góc nghiêng sàng = 150
N= 16 (kW)
Ch¬ng III : tÝnh to¸n thiÕt kÕ m¸y sµng s¶n phÈm
I. Sơ đồ nguyên lý máy sàng rung vô hướng ( máy sàng rung quán
tính với mặt sàng nghiêng )
Máy có cấu tạo đơn giản . Sơ đồ động học của máy được giới thiệu trên
hình sau :
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 23 LỚP 51KM2
24. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
5 6 7 8
3 4 9
1 2 10
Hộp sàng (5) được hàn bằng thép tấm. Hộp sàng được đặt trên khung cố
định qua các lò xo (10). Bên trong hộp sàng có các mặt sàng (6) được kẹp
bằng các nêm gỗ. Ở chính giữa hộp sàng có đặt bộ gây rung. Trục (7) của
bộ phận gây rung được tưạ trong hai ổ đũa chính (9) đặt ở hai bên của hộp
sàng. Để tránh bụi vàvap đập của đá, trục được đặt trong ống bảo vệ (8).
Trên hai đầu trục có lắp hai đĩa lệch tâm (4). Momen tĩnh của đĩa lệch tâm
có thể điều chỉnh được. Trên một trong hai đầu trục có lắp bánh đai bị động
(3) . Bánh đai (3) nhận chuyển động quay từ động cơ qua bánh đai dẫn
động (2) và dây đai.
Để giảm bớt sự mài mòn của đai truyền động và tránh dao động truyền tới
trục động cơ, bánh đai bị động (3) được lẳp trên trục (7) với độ lệch tâm
gần bằng biên độ dao động của hộp sàng. Lực ly tâm quán tính xuất hiện
khi bộ gây rung quay sẽ làm cho hộp sàng dao động. Biên độ dao động của
hộp sàng phụ thuộc vào lực quán tính, vào đặc tính của bộ phận giảm chấn
(lò xo) và tải trọng trên sàng. Khi tải trọng trên sàng tăng, biên độ dao động
của hộp sàng sẽ giảm và tải trọng tác dụng lên ổ trục sẽ gần như không thay
đổi . Do vậy máy sàng rung vô hướng có thể tự bảo vệ khi quá tải.
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 24 LỚP 51KM2
25. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, máy sàng rung vô hướng
chế tạo theo hai loại :
- Máy sàng thanh ghi (loại nặng) dùng để sàng sô bộ vật liệu trước công
đoạn nghiền thô
- Máy sàng lưới (loại trung bình) dùng để sàng phân loại sản phẩm ở
công đoạn cuối cùng trong các nhà máy nghiền sàng
I. Tính toán các thong số cơ bản của máy sàng rung vô hướng.
1. Xác định số mặt sàng và kích thước lỗ sàng
Theo đầu bài ta có tất cả 4 loại kích thước sản phẩm :
0 – 5(mm) ; 5 – 10(mm) ; 10 – 20(mm) ; 20 – 40(mm).
Vậy cần tới 3 mặt sàng với đưòng kính lỗ sàng từ trên xuốn lần lượt là :
d1 = 20(mm) ; d2 = 10(mm) ; d3 = 5(mm)
2. Góc nghiêng mặt sàng : Chọn α = 200
3. Xác định tần số và biên độ dao động.
Biên độ dao động và tấn số của máy sàng phụ thuộc vào dạng quỷ đạo chuyển
độnh của sàng. Tập hợp ba yếu tố trên có ảnh hưởng quyết định đến năng
suất, hiệu quả sàng và khả năng kháng bịt lỗ sàng của mặt sàng. Vật liệu bị
kẹt trong lỗ sàng sẽ ảnh hưởng đến quá trình làm việc của máy. Do vậy điều
kiện kháng tắc lỗ sàng của mặt sàng sẽ là điều kiện cơ bản đầu tiên để chọn
các thông số dao động.
Những yếu tố chính có ảnh hưởng đến khả năng kháng tắc mặt sàng là tốc độ
và quỷ đạo chuyển động của mặt sàng. Khi tốc độ tăng khả năng kháng tắc
mặt sàng sẽ tốt hơn, nhưng hiệu quả sàng sẽ giảm vì tốc độ tăng khoảng cách
giữa hai điểm mà tại đó vật tiếp xúc với mặt sàng cũng tăng,. Do vậy sẽ làm
giảm số lần hạt vật liệu tiếp xúc với mặt sàng trong thời gian vật liệu đi hết
chiều dài mặt sàng.
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 25 LỚP 51KM2
26. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Thực nghiệm cho thấy vật liệu không bị kẹt trong lỗ sàng khi nó nẩy trên mặt
sàng với độ cao : h 0,4.d = 0,4.20 = 8 (mm)
d: kích thước lỗ sàng .
Từ điều kiện này ta sẽ xác đinh được giá trị lớn nhất của tốc độ chuyển động
của mặt sàng.
Với có máy sàng đặt nghiêng như máy sàng rung vô hướng ta có phương
trính chuyển độn của hạt vật liệu :
g *t2
y = v0.t –
2
.cosα
x = gt2.sinα
Giải hệ phương trình trên ta được :
2X X
y = v0 . −
g *sin α tgα
Từ công thức trên để y đạt giá trị lớn nhất ymax = h = 0,008(m)
Thì khi đó : v0= 2h * g * cosα
Với : =200 ; g = 9,8 (m/s2)
Ta được : v0=4,28 = 0,54(m/s)
Theo tốc độ chuyển động của mặt sàng ta xác định các thông số dao động
theo công thức : v0 = a. ω (m/s)
a : biên độ dao động . Chọn a = 5(mm) = 0,005(m)
: vận tốc góc của trục gây rung (rad/s)
Gia tốc của mặt sàng : j = .a =1082 .0.005=58.32 (m/s2 )
w
Tần số dao động của hộp sàng : n = = 749.5 (v/phut)
2Π
4. Tính công suất động cơ
Công suất cần thiết của động cơ được tính theo công thức sau :
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 26 LỚP 51KM2
27. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
1.25* A * n
N= 1000*η (kW)
- 1,25 : Hệ số tính đến tổn hao công suất do masat của vật liệu và mặt
sàng, lực cản của không khí, tổn thất trong lò xo…
- = 0,94 . Hiệu suất của bộ truyền.
- A : Công sinh ra được xác định theo công thức :
A = f.Q. .d (Nm)
f : hệ số ma sát của ổ đỡ . f = 0.00625
d : đường kính ngỏng trục. d = 0.12(m)
Q: lực kích thích do các khối lệch tâm gây ra.
Q = M. .a = M.4.n2. .a (N)
M : khối lượng phần dao động trong máy và vật liệu. M = 1780(kg)
: vận tốc góc của trục gây rung . =100 (rad/s)
a : biên độ dao động . a= 0,05(m)
- Khối lượng phần dao động gồm có khối lượng của phần dao động
trong máy và khối lượng của vật liệu nằm trên sàng .
Khối lượng vật liệu dao động : M2 = .Vđá
= 1700(kg/m3) : khối lượng riêng của đá
Vđá = F.hđá : Thể tích đá trên mặt sàng.
F = 7.65(m2) : Diện tích đá có trên mặt sàng
hđá =2.dmax = 2.20 = 40(mm) = 0,04(m) : Chiều cao lớp đá có trên mặt
sàng
Suy ra : M2 = 1700.7.65.0,04 =520 (kg)
M = M1 + M2 = 1260 + 520 = 1780(kg)
- Lực do khối lệch tâm gây ra : Q=1082.0,005.1780=103810(N)
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 27 LỚP 51KM2
28. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
- Công : A =0,01.3,14.0,1.103810 = 326(Nm)
1.25* A * n 1.25*326*15
- Công suất động cơ : Nđc = 1000* µ = = 6.5 (kW)
1000*0.94
Chọn động cơ loại AO Π 2-51-4 có : Nđc = 7.5 (kW)
nđc = 1440 (v/phut)
5. Thiết kế bộ truyền đai
- Xác định tỷ số truyền :
iđ = n =
dc
1440
= 1.6
n 900
- Chọn loại đai thang có kích thước như sau :
a0 = 27( mm )
h = 19( mm )
a = 32( mm )
h0 = 6,9( mm )
F = 476 mm 2( )
- Chọn đường kính bánh đai:
Chọn sơ bộ đường kính bánh đai chủ động (bánh đai nhỏ) D1 = 320(mm)
Kiêm tra vận tốc đai theo điều kiện:
π.D1.n1
v= ≤ v max = ( 30 ÷ 35) m/s
60.1000
Trong ®ã :
D1 - §êng kÝnh cña b¸nh ®ai chñ ®éng, D1 = 320 (mm).
n1 - Sè vßng quay trong mét phót cña trôc dÉn, n 1 =
1440 (v/ph).
v - VËn tèc ®ai thùc tÕ, m/s.
vmax - VËn tèc ®ai lín nhÊt cho phÐp, (m/s).
3.14*320*1440
v= = 24.1 m/s < vmax = ( 30 35 ) m/s
60*1000
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 28 LỚP 51KM2
29. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Thoả mãn điều kiện về vận tốc cho phép
§êng kÝnh b¸nh ®ai lín D2 ®îc tÝnh theo c«ng thøc :
D2 = i.D1.( 1 − ξ)
Trong ®ã :
i - TØ sè truyÒn cña hÖ thèng, i = 1,6
D1 - §êng kÝnh b¸nh ®ai nhá, D1 = 320 (mm).
ξ _ HÖ sè trît cña b¸nh ®ai h×nh thang, ξ = 0,02
D2 =1,6.320.(1-0.02) = 501(mm)
Theo tiªu chuÈn chän ®êng kÝnh b¸nh ®ai lín D2 = 500 mm.
Kiểm tra lại số vòng quay thực tế :
n2 = (1- )
D 1
. n1 = (1- 0,02 ).
320
.1440 = 903.2 (v/ph)
D 2 500
- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài L của đai
Chọn a = 1500 (mm)
Kiểm tra điều kiện chọn A
0,55.( D1 + D2 ) + h ≤ A ≤ 2( D1 + D 2 )
0,55.(320 + 500) A 2.(320 + 500)
451 A 1640 (mm) . Thoả mãn
- Chiều dài L được xác định theo công thức :
Π ( D 2 − D1) 2
L = 2A + .( D1 + D2 ) +
2 4* A
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 29 LỚP 51KM2
30. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Π (500 − 320) 2
L = 2.1500 + ( 320 + 500 ) + = 4293 (mm)
2 4*1500
Theo tiêu chuẩn chọn : L = 4250 (mm)
- Kiểm tra số vòng quay của đai trong một giây theo công thức :
v
u= ≤ umax = 10
L
Trong ®ã :
v - VËn tèc dµi cña ®ai, v = 24,8.103 (mm/s).
L - ChiÒu dµi ®ai, L = 4250 (mm).
24.1*102
u= = 5,67 < umax = 10 (v/s)
4250
- Kho¶ng c¸ch trôc A x¸c ®Þnh theo chiÒu dµi L b»ng biÓu
thøc :
2L − π ( D 2 + D1 ) + 2L − π ( D2 + D1 ) − 8( D 2 − D1 )
2 2
A=
8
Thay sè víi : L = 4250 (mm)
D2 = 500 (mm)
D1 = 320 (mm)
Ta ®îc :
A = 1490(mm)
- Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ :
500 − 320
= 1800 - .570= 1800 - 1500 .570 = 173,160
Tháa m·n ®iÒu kiÖn α1 ≥ 120 o
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 30 LỚP 51KM2
31. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
- Xác định số đai cần thiết :
N
Z [ σ ] *C α *C t *C v * F
Trong ®ã :
P - C«ng suÊt trôc b¸nh ®ai chñ ®éng, P = 7.5 kW
= 1,5 (N/mm2) - øng suÊt cã Ých cho phÐp, chän øng
suÊt c¨ng ban ®Çu
Ct = 0,5- HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng cña chÕ ®é t¶i träng
Cα = 0,89 - HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng cña gãc «m
Cv = 0,74 - HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng cña vËn tèc
F = 20(mm2) - DiÖn tÝch tiÕt diÖn ®ai
Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta ®îc :
7.5
Z = 1.8
1.51*0.5*0.89*0.74* 20
Chọn số đai Z = 3
- Định các kích thước chủ yếu :
ChiÒu réng b¸nh ®ai :
B = ( Z − 1) t + 2S
Trong ®ã :
B - ChiÒu réng b¸nh ®ai (mm)
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 31 LỚP 51KM2
32. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Z - Sè ®ai, Z = 3
t - Bíc ®ai
S = 24
B = (3-1).37,5 + 2.24 = 123 (mm)
§êng kÝnh ngoµi :
Dn1 = D1 + 2.h0
Dn2 = D1 + 2.h0
VËy :
Dn1 = 320 + 2.8,5 = 337 (mm)
Dn2 = 500 + 2.8,5 = 517 (mm)
- Tính lực căng đai:
S0 = .F
Trong ®ã :
σ 0 - øng suÊt c¨ng ban ®Çu, σ 0 = 1,5 ( N / mm2 ) .
F - DiÖn tÝch tiÕt diÖn mét ®ai, F = 476 (mm2)
Suy ra : S0 = 1,5.476 = 714 (N)
- Tính lực tác dụng lên trục :
α 173.16
T = 3.S0.Z.sin =3.714.3.sin = 6415(N)
2 2
- Mo men xoắn trên trục động cơ :
M1= Mđc = 9550.
N dc
= 9550.
7.5
= 49.7(Nm)
n dc
1440
- Mô men xoắn trên trục gây rung :
M2 = M1 . i. η = 49.7.1,6.0,95 = 75.5 (Nm)
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 32 LỚP 51KM2
33. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Thông số hình học bộ truyền đai :
D1(mm) D2(mm) A(mm) L(mm) B(mm) α1 Z
320 500 1500 4250 123 173,160 3
II. Tính toán các cụm chính của máy sàng rung vô hướng
1. Xác định khối lượng lệch tâm và bán kính quán tính
- Trong máy sàng rung vô hướng mô men tĩnh của vật gây rung được
xác định theo công thức : m.r = (M+m).a
m – khối lượng của vật gây rung (khối lệch tâm)
r – khoảng cách từ tâm khối lệch tâm đến trục quay (bán kính quán
tính)
M – khối lượng của các phần dao động và vật liệu
a – biên độ dao động
- Chọn sơ bộ: r = 60(mm) suy ra được m = 140(kg)
2. Tải trọng tác dụng lên ổ trục gây rung.
- Tải trọng xuất hiện khi trục gây rung quay và hộp sàng chuyển động
phụ thuộc vào quỷ đạo chuyển động của chúng. Mặt khác, đặc tính đặc
tính của các liên kết đàn hồi lại có ảnh hưởng tới quỷ đạo chuyển động
- Để tính toán ta coi các liên kết đàn hồi (lò xo) có độ cứng theo phương
ngang và phương đứng như nhau.
- Khi máy sàng làm việc ở chế độ trước cộng hưởng (tần số dao động
riêng của hộp sàng lớn hơn tần số dao động cưỡng bức), lực quán tính F m
do khối lượng gây rung m sinh ra trong chuyển động tuyệt đối sẽ lớn hơn
lực li tâm cũng do khối lượng m gây ra ở chuyển động tương đối , có
nghĩa là :
Fm = m(a+r). > mr
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 33 LỚP 51KM2
34. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
y
m
M
x
ChÕ® tr- í c céng h- ëng
é
- Vì vậy ổ trục gây rung ở chế độ trước cộng hưởng được tính theo lực
quán tính : Fm = m(a+r). = 140.(0,005+0,06).1082 = 106142(N)
- Ở chế độ sau cộng hưởng khi tần số dao động cưỡng bức lơn hơn nhiề
so với tần số dao động riêng. Biên độ dao động của hộp sàng có giá trị âm
, lực quán tính Fm do khối lượng m gây ra sẽ nhỏ hơn lực li tâm ở chuyển
động tương đối. Fm = m(r-a). < mr
y
m
m x
ChÕ® sau céng h- ëng
é
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 34 LỚP 51KM2
35. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
- Vì vậy ổ trục được tính theo lực li tâm :
Plt= mr =140.0,06.1082= 97978(N)
3. Thiết kế trục gây rung
- Ta coi trục lệch tâm như một dầm được đặt trên hai gối đỡ (hai ổ bên
ngoài). Tải trọng tác dụng lên trục gồm có :
. Trọng lượng của hộp sàng và vật liệu : G = 17.8 (kN)
. Lực li tâm quán tính do khối lượng dao động sinh ra : Plt = 97.98(kN)
. Lực tác dụng của bộ truyền đai : T = 6,4 (kN)
. Mô men xoắn do trên trục do động cơ truyền đến : M2 = 75.5 (Nm)
- Biểu đồ nội lực :
-
Plt
G Plt
2 2
T
200 1300 200 100
9870 9870
1035
M x (N.m)
3200
M y (N.m)
- Chọn vật liệu :
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có :
Giới hạn bền : [ ] = 20 (N/mm2)
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 35 LỚP 51KM2
36. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
- Tính mô men tương đương tại tiết diện nguy hiểm:
Mô men uốn tổng :
= 3200 + 9870 = 10375 (Nm)
2 2
Mu =
Mô men tương đương :
3 3
Mtđ = ( M u
2
+ 0.75M τ ) 2 = ( 89502 + 0.75*75.52 ) 2 =4310 (Nm)
2
- Tính đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm :
(M
3
4310*7.53
d
td
0.1[ σ ]
) 2
= = 98.8 = 120 (mm)
0.1* 20
Chọn d = 120 (mm)
Ø 100 A3/C3
Ø95 A3/C3
Ø105 A3/C3
Ø 120 C
4. Tính toán lò xo
Độ cứng chung của lò xo thép theo phương đứng được xác định bằng công
thức :
G (2Πρ y ) 2
K=
g
Trong đó :
G =17800(N) – trọng lượng của phần dao động và vật liệu trên
máy sàng.
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 36 LỚP 51KM2
37. ĐỒ ÁN MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
= 3(Hz)– tần số dao động riêng của hộp sàng theo phương
đứng.
g = 9,8(m/s2) – gia tốc trọng trường
Chọn số lò xo Z = 4. Độ cứng của lò xo theo phương thẳng đứng :
K 17800(2Π *3) 2
Ky = = = 161174
Z 9.8* 4
Mặt khác Ky lại được xác định theo công thức :
Ed 4 Ed
Ky = 3 =
8* i * D 8* i * C 3
Trong đó :
E=8.10 10 (N/m2) – Mô đun đàn hồi trượt của lò xo với vật liệu
làm lò xo là thép
d – Đường kính dây làm lò xo
D – Đường kính trung bình của lò xo
i – Số vòng làm việc của lò xo
D
Tỷ số C= . Với giá trị độ cứng không đổi nếu tăng chỉ số
d
C thì sẽ giảm chiều cao của lò xo H.
- Chọn sơ bộ: d=20 (mm) và C=4
Suy ra số vòng làm việc của lò xo là ;
8* K y * C 3 8*161174* 43
i= = =5
E *d 0.02*8*1010
Đường kính trung bình của lò xo : D = C.d = 4.20 = 80 (mm)
Với lò xo bị nén thì phải cộng thêm (0,75 - 1) vòng ở mỗi đầu:
i0 = i + 2 = 5 +2 = 7
Chiều cao của lò xo khi bị nén hoàn toàn:
H = (i0 + 0,5).d = (7 + 0,5).20 = 150(mm)
Bước lò xo khi không chịu nén :
LÊ THÀNH ĐAM MSSV: 604.51 37 LỚP 51KM2
