MỤC LỤC
MỤC LỤC.……………………………………....................................................................…….............................……1
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU.……………………………………....................................................................…..........…4
DANH MỤC HÌNH ẢNH.……………………………………....................................................................………........…5
DANH MỤC CÁC BẢNG.……………………………………....................................................................………......…6
LỜI NÓI ĐẦU.……………………………………....................................................................……........................……7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ XI MĂNG VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG..........8
1.1. Giới thiệu chung về xi măng………………………………….......................................................………........…8
1.1.1. Khái niệm chung về xi măng.…………………………………….....................................................................…8
1.1.2. Thành phần xi măng.……………………………………....................................................................……..….…8
1.1.3. Phân loại xi măng.……………………………………....................................................................……….......…9
1.1.3.1. Theo loại và thành phần clinker.……………………………………..............................................................…9
1.1.3.2. Theo cường độ nén.……………………………………....................................................................…………11
1.1.3.3. Theo tốc độ đóng rắn, xi măng được phân ra 4 loại.……………………………………..................…………11
1.1.4. Thành phần khoáng và hóa học của clinker xi măng Portland.……………………………….............…………12
1.1.4.1. Thành phần khoáng của clinker.……………………………………................................................................12
1.1.4.2. Thành phần hóa học của clinker……………………………………............................................................…12
1.1.5. Phụ gia trong sản xuất xi măng…………………………………….............................................................……13
1.1.6. Thạch cao……………………………………....................................................................……...................……13
1.2. Một số công nghệ sản xuất xi măng Portland…………………................................................................…..14
1.2.1. Công nghệ sản xuất xi măng theo phối liệu đưa vào lò nung.……………........................................…………14
1.2.1.1. Công nghệ sản xuất xi măng theo phương pháp khô……………………………………..................…...……15
1.2.1.2. Sản xuất theo phương pháp ướt……………………………………............................................................…16
1.2.1.4. Công nghệ sản xuất xi măng sử dụng máy nghiền đứng và bi………………………………...........……...…17
1.2.1.5. Công nghệ sản xuất xi măng sử dụng máy nghiền bi ……………………………………..................……..…17
1.2.1.6. Công nghệ sản xuất xi măng sử dụng máy nghiền đứng………………………………..................…………19
1.2.1.7. So sánh ưu nhược điểm của từng phương pháp.……………………………………..........................………20
1.3.1. Các công đoạn của quá trình sản xuất xi măng……………………………………....................................……21
1.3.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng.……………………………………..................................................………26
1.3.3. Thành phần nguyên-nhiên liệu sử dụng cho dây chuyền sản xuất xi măng ..................................................27
1.3.3.1. Nguyên vật liệu sản xuất xi măng.…………………………………….............................................................27
1.4. Một số loại xi măng sản xuất tại Việt Nam………………………...............................................................…..30
1.5. Lựa chọn phương án thiết kế……………………..............................................................…………………….32
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ CHÍNH CỦA DÂY CHUYỂN NGHIỀN ĐẤT SÉT.........33
2.1. Máy nghiền trục lăn dùng để nghiền thô. …………………….............................................................…..…..33
2.1.1. Công dụng và phân loại..................................................................................................................................33
a. Công dụng và phân loạii.......................................................................................................................................33
b. Thông số đặc trưng và ưu khuyết điểm................................................................................................................36
c. Lựa chọn phương án thiết kế...............................................................................................................................36
c. Nguyên lý làm việc................................................................................................................................................37
2.1.2. Tính toán các thông số cơ bản………………………..............................................................................…….38
a. Năng suất của máy nghiền...................................................................................................................................38
b. Tính đường kính D và chiều dài trục nghiền........................................................................................................39
c. Tính số vòng quay của trục nghiền.......................................................................................................................40
d. Góc kẹp vật liệu....................................................................................................................................................40
e. Tính tỉ số giữa đường kính trục và kích thước của vật liệu nghiền......................................................................41
f. Tính lực nghiền.....................................................................................................................................................42
g. Công suất động cơ...............................................................................................................................................42
2.1.3 Tính bộ truyền đai………………………………...............................................................................…….….….45
2.1.4. Tính bền các chi tiết………………………….....................................................................…………….….……51
a. Thiết kế lò xo........................................................................................................................................................51
b. Thiết kế trục đỡ tang nghiền................................................................................................................................56
c. Tính chính xác trục...............................................................................................................................................60
d. Tính tang nghiền..................................................................................................................................................63
2.1.5. Chế độ bảo dưỡng………………………………..............................................................……………..….……65
2.2. Tính toán băng tải vận chuyển đất sét……………………........................................................…….......……66
2.2.1 Giới thệu chung về băng tải vận chuyển đất sét.............................................................................................66
a. Khái niệm băng tải...............................................................................................................................................66
b. Công dụng...........................................................................................................................................................67
c. Phân loại..............................................................................................................................................................67
2.2.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc........................................................................................................................67
2.2.3. Lựa chọn băng tải..........................................................................................................................................68
2.2.4. Các thông số yêu cầu....................................................................................................................................68
2.2.5. Tính chọn các thiết bị băng tải…………………………...............................................................………..……73
2.2.6. Tính toán cụm dẫn động băng tải………………………..............................................................………..……75
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG BĂNG TẢI........................................................................78
3.1. Các dạng hư hỏng thường gặp của băng tải……………........................................................……….....….78
3.2. Bảo dưỡng sửa chữa………………………………………...............................................................….…....…79
3.3. Các bước bảo trì băng tải..............................................................................................................................79
3.4. Quy định an toàn…………………………………………................................................................….…..….....84
KẾT LUẬN.…………………………………….................................................................................................…...…85
TÀI LIỆU THAM KHẢO.…………………………………….......................................................................…….....…86
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang phát triển mạnh về nhiều lĩnh vực một trong số đó là ngành công nghiệp. Các dây truyền công nghệ dần được áp dụng vào quá trình sản xuất, theo đó là các thiết bị đi kèm càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con người. Để tạo ra được và làm chủ những máy móc, dây truyền công nghệ đòi hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là một sinh viên năm cuối khoa Cơ Khí trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thầy cô. Nhiệm vụ thiết kế đồ án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp sinh viên nắm được các quy trình vận hành, thiết kế, hệ dẫn động, điều khiển, lắp ráp và các vấn đề liên quan nhằm đúc kết được những kiến thức cơ bản của của các môn học. Đề tài thiết kế tốt nghiệp của em được giao là “Thiết kế máy nghiền đất sét trong nhà máy sản xuất xi măng, năng suất Q = 1 (triệu tấn/năm)”.
Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu cùng với sự giúp đỡ của thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy : TS………….. và thầy : ThS……………. em đã hoàn thành được đề tài được giao. Với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô trong bộ môn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
(ký và ghi họ tên)
…………………
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ XI MĂNG VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG
1.1. Giới thiệu chung về xi măng
1.1.1. Khái niệm chung về xi măng
Xi măng là loại chất kết dính không thể thiếu trong ngành xây dựng. Là chất kế dính có khả năng đông kết, rắn chắc và phát cường độ trong môi trường không khí và môi trường nước, có cường độ cao. Công dụng quan trọng nhất của xi măng chính là sản xuất vữa và bê tông, chất kết dính của các kết tủa tự nhiên hoặc nhân tạo để hình thành nên vật liệu xây dựng vững chắc, chịu được tác động thường thấy của môi trường.
Xi măng Portland chính thức đi vào lịch sử ngày 21 tháng 10 năm 1824 khi Joseph Aspdin được cấp bằng sáng chế cho quá trình thực hiện một xi măng mà ông gọi là xi măng Portland. Cái tên được đặt như vậy là do loại đá ở đảo Portland miền Nam nước Anh có màu xám giống màu loại xi măng của ông.
1.1.2. Thành phần xi măng.
Xi măng là một loại chất kết dính thủy lực được dùng làm vật liệu xây dựng. Xi măng được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia khoáng. Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm thủy hóa hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định.
1.1.3. Phân loại xi măng.
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5438:2004, xi măng được phân loại theo 4 cơ sở sau:
- Theo loại và thành phần clinker; Vì tính chất của công việc xây dựng ngày càng đòi hỏi về chất lượng và đưa ra những yêu cầu mang tính khắc phục hoặc cải thiện chất lượng, do đó, thành phần clinker cũng được thay đổi, nghiên cứu và phân loại theo các tiêu chuẩn rõ rang.
- Theo mác xi măng; Hiện nay trên thị trường đã có loại xi măng: PC30, PC40, PC50… ứng với mac 300, 400, 500…
1.1.3.1. Theo loại và thành phần clinker.
Được phân các loại sau:
* Xi măng trên cơ sở clinker xi măng Portland.
Xi măng trên cơ sở clanhke xi măng Portland gồm xi Portland không có phụ gia khoáng và xi măng Portland có phụ gia khoáng với tên gọi và ký hiệu qui định theo Bảng 1.1
* Xi măng trên cơ sở clinker xi măng alumin.
Xi măng trên cơ sở clinker xi măng alumin có ký hiệu và thành phần nhôm oxit theo qui định ở Bảng 1.2.
1.1.3.3. Theo tốc độ đóng rắn, xi măng được phân ra 4 loại.
Xi măng đóng rắn chậm: Khi cường độ nén của mẫu chuẩn ở tuổi 3 ngày nhỏ hơn 40% cường độ nén ở tuổi 28 ngày;
Xi măng đóng rắn bình thường: Khi cường độ nén của mẫu chuẩn ở tuổi 3 ngày lớn hơn 40 % đến 70 % cường độ nén ở tuổi 28 ngày;
Xi măng đóng rắn nhanh: Khi cường độ nén của mẫu chuẩn ở tuổi 3 ngày lớn hơn 70% cường độ nén ở tuổi 28 ngày;
1.1.4. Thành phần khoáng và hóa học của clinker xi măng Portland.
Từ định nghĩa về xi măng ta cần làm rõ một khái niệm nữa là clinker.
Clinker là sản phẩm nung thiêu kết ở 1450 độ C của đá vôi, đất sét, than và một số phụ gia điều chỉnh hệ số như quặng sắt, boxit, cát....
1.1.6. Thạch cao.
Thạch cao là một loại đá thiên nhiên có chứa chủ yếu khoáng CaS04.H20. Thạch cao có tác dụng điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng. Tiêu chuẩn thạch cao TCXD 168:1989.
1.2. Một số công nghệ sản xuất xi măng Portland.
1.2.1. Công nghệ sản xuất xi măng theo phối liệu đưa vào lò nung.
Quy trình sản xuất xi măng Portland gồm hai giai đoạn chính là sản xuất clinker xi măng Portland và nghiền clinker xi măng Portland với thạch cao và có thể với các phụ gia khác.
Sản xuất clinker xi măng Portland là quá trình phức tập phụ thuộc vào thành phần và chất lượng của nguyên liệu, tỉ lệ giữa các cấu tử ban đầu, độ phân tán mịn và độ đồng nhất của hỗn hợp phối liệu, chế độ nung và làm lạnh cliker.
Các phương pháp sản xuất xi măng Portland bao gồm các giai đoạn sau:
- Khai thác nguyên vật liệu và nhiên liệu.
- Chuẩn bị hỗn hợp nguyên liệu.
- Nung hỗn hợp nguyên liệu để điều chế clinker.
- Nghiền clinker xi măng Portland, thạch cao hoặc có thêm phụ gia.
1.2.1.1. Công nghệ sản xuất xi măng theo phương pháp khô.
Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng Portland the phương pháp khô như hình 1.1.
1.2.1.3. So sánh phương pháp sản xuất xi măng theo phương pháp khô và ướt.
Phương pháp khô sản xuất xi măng Portland là phương pháp nghiên và trộn nguyên liệu ở dạng khô, vì vậy nguyên vật liệu khó nghiền mịn, độ đồng nhất của hỗn hợp phá liệu kém nhưng tiêu tốn nhiên liệu khi nung thấp (725:1200 kcal/kg clanhke) do có dụng hiệu quả nhiệt của khí thải và khí làm lạnh clanhke, kích thước lò nung ngắn, mức độ tự động hóa cao.
1.2.1.5. Công nghệ sản xuất xi măng sử dụng máy nghiền bi
- Máy nghiền bi là loại máy nghiền mà bên trong có chứa hỗn hợp gồm cả vật liệu cần nghiền và vật nghiền trong buồng nghiền.
- Nhờ vậy vật liệu được nghiền nhỏ do bị ép và miết vỡ. Đồng thời, nhờ lực ma sát với vỏ máy và lực ly tâm, một số vật nghiền khác được nâng lên đến độ cao nhất định và rơi xuống để nghiền nhỏ vật liệu.
- Nguyên lý hoạt động: Máy nghiền bi được cấu tạo bao gồm thùng quay trong có chứa bi thép có kích thước khác nhau, hoạt động quay tròn thông qua truyền tải bánh răng ngoài. Các vật liệu nghiền được đưa vào thùng nghiền hình trụ, thùng quay với tốc độ 4-20 vòng/phút, tốc độ quay nhanh chậm tùy thuộc vào đường kính thùng nghiền, với thùng nghiền có đường kính lớn sẽ cho tốc độ chậm hơn so với thùng có đường kính nhỏ.
1.2.1.7. So sánh ưu nhược điểm của từng phương pháp
a. Quy trình nghiền:
Quy trình nghiền giữa máy nghiền bi và máy nghiền con lăn căn bản rất khác nhau. Trong máy nghiền bi, quá trình nghiền diễn ra bởi va đập và cọ sát. Trong máy ngiền con lăn quá trình nghiền diễn ra bởi áp lực nghiền cao để đập vỡ các hạt trong lớp đệm nghiền. Vì vậy, cần thiết phải có lớp đệm nghiền thích hợp và ổn định được định dạng giữa bàn nghiền và con lăn trong máy nghiền đứng.
c. Phân bố kích cỡ hạt
Một đặc tính của máy nghiền con lăn đứng là năng lượng tới bột liệu qua rãnh cán giữa con lăn và bàn nghiền là nhỏ, do vậy cần có một số rãnh lớn nhằm đạt được năng lượng cụ thể cần thiết. Điều này làm cho yếu tố tuần hoàn bột liệu bên trong máy nghiền rất cao. Yếu tố tuần hoàn bột liệu cao luôn luôn dẫn tới đường cong phân bố cỡ hạt có dạng bậc thang nếu quá trình phân ly có hiệu quả.
f. So sánh sản phẩm từ máy nghiền đứng (OK) và máy nghiền bi
Để có ấn tượng về sự tương tự hoặc khác nhau giữa các sản phẩm xi măng có thành phần giống nhau nhưng được nghiền trong máy nghiền OK và máy nghiền bi tương ứng, các mẫu thử xi măng lấy từ các nhà máy có cả hai loại máy nghiền này nghiền cùng một loại sản phẩm đã được tập hợp và thử. Các máy nghiền bi sử dụng đều là các máy nghiền theo chu trình kín.
1.3. Quy trình sản xuất xi măng
1.3.1. Các công đoạn của quá trình sản xuất xi măng
- Giai đoạng 1: Tách chiết nguyên liệu thô
Sản xuất xi măng sẽ cần đến các nguyên liệu thô gồm canxi, silic, sắt, và nhôm. Những nguyên liệu thô này được tách từ các núi đá vôi sau đó thông qua băng chuyền được vận chuyển tới các nhà máy. Ngoài ra còn rất nhiều chất phụ gia khác được dùng để sản xuất xi măng như: đá phiến, vảy thép cán, tro bay và bô xít với số lượng ít. Trước khi được vận chuyển tới nhà máy thì những khối đá lớn được nghiền nhỏ có kích thước tương đương với kích thước của viên sỏi.
- Giai đoạn 3: Trước khi nung
Sau khi kết thúc giai đoạn nghiền nguyên liệu thô và lưu trữ với một khối lượng nhất định. Nguyên liệu sẽ được đưa và buồng chứa trước khi nung. Buồng chứa chứa một chuỗi các buồng xoáy trục đứng, nguyên liệu thô đi qua đây trước khi vào lò nung. Buồng trước nung này tận dụng nhiệt lượng tỏa ra từ lò để làm nóng nguyên liệu. Việc này sẽ giúp tiết kiệm năng lượng và giảm khí thải cho nhà máy.
- Giai đoạn 5: Làm mát và nghiền thành phẩm
Sau khi ra khỏi lò, xỉ khô sẽ được làm mát nhờ vào khí cưỡng bức. Xỉ sẽ tỏa ra lượng nhiệt hấp thụ được làm nguyên liệu từ từ giảm nhiệt. Lượng nhiệt mà xỉ tỏa ra sẽ được thu lại vào lò. Việc làm này giúp tiết kiệm năng lượng. Tiếp đến là giai đoạn nghiền thành phẩm hoàn chỉnh. Giai đoạn này sử dụng các viên bi sắt, giúp nghiền bột mịn ra.
1.3.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng
Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng như hình 1.8.
1.4. Một số loại xi măng sản xuất tại Việt Nam
Thị trường hiện nay có rất nhiều thương hiệu xi măng với chủng loại và chất lượng khác nhau. Dưới đây là top 9 các loại xi măng trên thị trường được nhiều người tin dùng và giá các loại xi măng hiện nay.
1.5. Lựa chọn phương án thiết kế
Trong một năm dây chuyền hoạt động trong 330 ngày (nghỉ 35 để bảo dưỡng, sửa chữa) tương đương với năng suất dây chuyền:
QXM = (1.106)/3,30 = 3,03.103 (tấn/ngày) (TL: CN và SX xi măng pooc lăng)
Do đó khối lượng clinke cần dùng trong 1 ngày (24 giờ) là:
QC = 95%. QXM =0,95.3,03.103 = 2878,5 (tấn/ngày) = 120 (tấn/giờ) (TL: CN và SX xi măng pooc lăng)
Năng suất của dây chuyền nghiền đá trong 1 giờ là
QĐ = 4002,4 (tấn/ngày) = 333,5 (tấn/giờ)
Đất sét chiếm 20%, khối lượng đất sét cần cấp cho dây chuyền trong ca làm việc
QS = 5003.0,2 = 1000,6 (tấn/ngày)
Do 1 ca làm việc của dây chuyền nghiền đất sét là 12 giờ
QS = 5003.0,2 = 1000,6 (tấn/ngày) = 83,3 (tấn/giờ)
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ CHÍNH CỦA DÂY CHUYỂN NGHIỀN ĐẤT SÉT
2.1. Máy nghiền trục lăn dùng để nghiền thô.
2.1.1. Công dụng và phân loại.
Máy nghiền đất sét được dùng để nghiền đất sét từ bãi đất được đưa đến máy nghiền đứng để nghiền cùng đá vôi và các phụ gia khác.
a. Công dụng và phân loại.
Máy nghiền trục lăn chủ yếu được dùng để nghiền vừa và nghiền nhỏ các vật liệu có độ bền trung bình (su £ 150 MN/ m2) (khi này bề mặt trục nghiền nhẵn hoặc có gờ) và các vật liệu kém bền (su £ 80 MN/ m2) (bề mặt trục nghiền có gân hoặc vấu). Mức độ nghiền bằng 4 đối với đá bền và bằng 5 - 10 đối với đá kém bền và giòn.
Bề mặt làm việc của các trục nghiền có thể trơn, nhẵn, có gờ hoặc có răng và được làm thành các vành đai bọc bên ngoài thân trục nghiền. Các vành đai này thường làm bằng thép có độ bền mòn cao.
Trong máy nghiền trục, vật liệu chỉ được kéo vào vùng nghiền giữa hai trục nghiền khi thoả mãn tỉ lệ nhất định giữa đường kính trục nghiền D và đường kính đá nạp vào máy d. Với trục có bề mặt trơn D ³ 20d còn với trục có bề mặt gờ D ³ 12 d. Kích thước của sản phẩm nghiền phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai trục nghiền và bề mặt làm việc của trục nghiền.
Thực vậy, nếu gọi D: đường kính trục nghiền; d: đường kính hạt nghiền, khi nghiền đá có độ bền trung bình; tỷ số D / d bằng 17 ¸ 20 đối với trục nhẵn và bằng 2¸ 6 đối với trục gân và trục có răng.
Theo tốc độ quay: Các trục quay đồng tốc và khác tốc. Khi 2 trục quay khác tốc độ, quá trình miết vỡ được tăng cường.
c. Lựa chọn phương án thiết kế.
Theo số lượng trục: Trên thực tế có 2 loại máy nghiền trục lăn thường được sử dụng là máy nghiền trục lăn 2 trục và máy nghiền trục lăn 4 trục (2 máy nghiền 2 trục đặt chồng lên nhau). Trong công nghệ sản xuất xi măng trong xây dựng yêu cầu công nghệ không đòi hỏi phải quá phức tạp, tỷ số nghiền của máy nghiền thô là không lớn lắm, hơn nữa dùng máy nghiền thô 2 trục sẽ tiết kiệm được chiều cao của kết cấu máy đảm bảo cho băng tải chuyển vận chuyển vật liệu cung cấp cho máy nghiền thô được dễ dàng.
d. Nguyên lý làm việc:
Cấu tạo máy nghiền trục như hình 2.3.
- Nguyên lý làm việc: Máy nghiền trục lăn gồm 2 tang nghiền trơn và có số vòng quay khác nhau được dẫn động ngược chiều nhau bởi 2 động cơ riêng biệt và qua bộ truyền đai. Nguyên liệu là đất sét được đưa từ băng tải vào máy nghiền trục lăn tại cửa nạp liệu, nhờ lực ma sát giữa đất và bề mặt của 2 trục tang, có tác dụng cuốn đất sét theo chiều chuyển động của tang nghiền vào giữa khe hẹp của tang nghiền, tại đây đất bị ép vỡ, chà vỡ.
2.1.2. Tính toán các thông số cơ bản.
Máy nghiền đất sét được thiết kế để làm việc trong điều kiện vận hành như sau:
- Tính chất của vật liệu (đất sét):
a. Năng suất của máy nghiền.
Ta có khối lượng đất sét cấp cho dây chuyền trong 1 ngày:
Q = 1.103 (tấn/ngày)
Một ngày hoạt động 12h do đó: Q=(1.10^3)/12=83,3 (tấn/h)
Với dung trọng của đất sét là 1 (tấn/m3) tương đương với Q = 83,3 (tấn/h)
c. Tính số vòng quay của trục nghiền.
Tốc độ quay của tang nghiền đảm bảo sao cho lực quán tính ly tâm không làm cho vật liệu bắn ra khỏi trục nghiền hay không.
=> n≤ 270 (vòng/phút)
Ta có: n=250 (vòng/phút) hay n=4,2 (vòng/s)≤n=4,5 (vòng/s) thỏa mãn điều kiện
Số vòng quay của tang nghiền là n=250 (v/p) là hợp lý thỏa mãn yêu cầu đảm bảo khi máy hoạt động lực quán tính ly tâm không làm cho vật liệu bắn khỏi trục nghiền.
e. Tính tỉ số giữa đường kính trục và kích thước của vật liệu nghiền.
Từ sơ đồ tính góc kẹp vật liệu của máy nghiền với:
D = 1,2 (m): đường kính trục nghiền;
d = 100 ¸ 120 (mm): đường kính vật nghiền;
2.e = 40 (mm): khe hở giữa hai trục (chiều rộng cửa xả).
f. Tính lực nghiền:
Lực để nghiền vật liệu được xác định từ lực căng của lò xo an toàn.
Trị số lực ép P được xác định theo thực nghiệm.
P = p.F (N)
p: áp lực của vật liệu nghiền tác dụng vào trục nghiền trong vùng ép, (N/m2);
F: diện tích vùng ép vật liệu (m2).
Ta có:
F = a.R.L(m2)
a : góc kẹp vật liệu (rad) a = 16.p/180 = 4p/45(rad).
R; L: bán kính và chiều dài trục nghiền . (m)
Do vậy: P = p.a.R.L.k (N)
Thay vào ta có:P = 402 (kN)
2.1.3 Tính bộ truyền đai.
Trong máy nghiền trục lăn, hệ thống đai có nhiệm vụ truyền chuyển động từ động cơ tới hệ thống trục tang. Hiện nay đai được dùng chủ yếu là đai vải cao su, có đặc điểm được làm bằng nhiều lớp vải và cao su sunfua hoá. Đai vải cao su bên ngoài có lớp vỏ cao su để làm việc ở những nơi ẩm ướt, có hơi axit, kiềm vv…hoặc không có vỏ cao su để làm việc trong điều kiện bình thường. Không nên cho đai vải cao su dây dầu, nhất là dầu khoáng, dễ làm hỏng cao su.
Chọn tiết diện đai hình thang, mặt làm việc là hai mặt bên, ép vào rãnh cũng có tiết diện hình thang của bánh đai . Khi đai vòng qua bánh đai giữa mặt trong của đai và đánh rãnh có khe hở.
Lớp sợi 2, tẩm cao su, là lớp chịu tải chủ yếu, được bố trí ở khoảng trọng tâm tiết diện. Tuỳ theo cỡ sợi to hoặc nhỏ, có đai hình thang sợi to hoặc đai hình thang sợi nhỏ, đai hình thang sợi to dễ uốn và bền hơn đai sợi nhỏ.
Lớp vải cao su 1 nằm trên lớp sợi 2, chịu kéo.
Lớp cao su 3 nằm dưới lớp sợi 2, chịu nén.
Lớp vải cao su 4 bọc quanh đai.
Thiết kế bộ truyền đai 1: gồm động cơ dẫn động tới tang nghiền cố định.
N = 50 (kW)
ndđ = 720 (vòng/phỳt)
ntang nghiền = 250 (vòng/phút)
Giả thiết vận tốc của đai v > 5 (m /s)
* Chọn sơ bộ khoảng cách trục:
=> A » D2 (mm)
Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ
Giá trị u trong 2 trường hợp đều nhỏ hơn giá trị: umax = 10 ( vòng/giây )
* Xác định các kích thước chủ yếu của bánh đai:
Chiều rộng bánh đai:
B = (Z-1).t + 2.e=190(mm)
Đường kính ngoài cùng của bánh đai:
Bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2.h0=520 (mm)
Bánh bị dẫn: Dn2= D2 + 2.h0=1420 (mm)
2.1.4. Tính bền các chi tiết.
a. Thiết kế lò xo:
Lò xo cuộn bằng dây thép thường có tiết diện tròn, tiết diện chữ nhật (hoặc vuông). Loại lò xo tiết diện tròn dùng nhiều hơn vì giá rẻ và nó chịu xoắn tốt hơn so với các loại khác. Thông thường dây thép tiết diện chữ nhật đợc dùng làm lò xo chịu nén lớn và có độ cứng cao (Khi chịu cùng tải trọng như lò xo dây thép tròn, lò xo dây thép chữ nhật có kích thước nhỏ hơn). Do những đặc điểm như vậy chọn lò xo có tiết diện tròn để thiết kế trong máy nghiền trục lăn.
Trong các thông số trên, bước của lò xo, góc nâng và chiều dài của lò xo được xét riêng khi lò xo không chịu tải và chịu tải.
Để tránh mất ổn định theo phương dọc trục, chiều cao toàn bộ H0 của lò xo thỏa mãn điều kiện H0 / D < 2,5 ÷ 3. Nếu cần dùng lò xo với tỷ số H0 / D lớn, lò xo phải được lồng lõi hoặc đặt trong các ống bọc.
Giả sử đặt ngoại lực F (kéo hoặc nén) tác dụng lên lò xo, trong tiết diện dây lò xo chịu mômen M = 0,5 FD có véc tơ vuông góc với trục lò xo và lực tác dung dọc trục lò xo
=> Đường kính dây của lò xo: d = 37,5 mm
Chọn đường kính dây của lò xo có giá trị d = 38 (mm). Vậy giá trị d chọn được cũng phù hợp với giả thiết ở trên. Đường kính lò xo: D = c.d = 4.38= 152(mm)
- Chọn đường kính dây của lò xo có giá trị d = 38 (mm). Vậy giá trị d chọn được cũng phù hợp với giả thiết ở trên. Đường kính lò xo: D = c.d = 4.38= 152 (mm)
Số vòng làm việc của lò xo:
Ta có:
x: chuyển vị đàn hồi của lò x (mm)
Fmax=67000N: lò xo chịu tải lớn nhất (N)
Fmin=60000N: lò xo chịu tải lúc ban đầu (N), (chọn theo nhiệm vụ của lò xo)
=> Thay số ta được: n = 5,5 vòng.
Số vòng toàn bộ n0 của lò xo bằng số vòng làm việc n cộng thêm (0,75 - 1) vòng ở mỗi đầu mút.
n0 = n + (1,5 - 2) = 5,5 + 2 = 7,5 (vòng)
Vì mỗi đầu mút lò xo chịu nén đợc mài đi một ít nên chiều cao lò xo lúc các vòng sít nhau:
Hs = (n0 - 0,5) . d = (7,5 - 0,5).38 = 266 (mm)
Chiều cao lò xo khi chưa chịu tải H0 (chiều cao ban đầu).
H0 = HS + n ( t - d ) = 266 + 5,5 ( 52 - 38 ) = 356(mm) .
b. Thiết kế trục đỡ tang nghiền:
- Bước 1:Tính đường kính sơ bộ trục máy nghiền
Ta có: N = 50.h = 50.0,94 = 47 (kW): công suất động cơ dẫn động.
h = 0,94: hiệu suất qua bộ truyền đai.
n = 250 vòng/phút: số vòng quay trong 1 phút của trục.
=> d = 91,5 mm
- Bước 2: Tính gần đúng trục
Tính gần đúng trục của máy nghiền có xét tác dụng đồng thời cả mô men uốn lẫn mômen xoắn đến sức bền của trục. Trị số mômen xoắn đã biết, ta chỉ cần tìm trị số của mômen uốn.
Sơ đồ tính gần đúng của trục như hình 2.10.
l 1 = a + b + c + d(mm): khoảng cách từ tâm đai đến tâm ổ đỡ A
a: kích thớc 1/2 chiều rộng bán đai, theo tính toán. a = 96 mm
b: khoảng cách từ lắp ổ đến mặt cạnh của bánh đai. b = 30 ¸ 40 mm
c: chiều cao của lắp ổ và đầu bulông, theo cấu tạo của nắp, kiểu lót kín và phương pháp cố định nắp ổ có thể lấy. c = 40 - 110 mm vì ở máy nghiền còn có hệ thống vành để cố định cửa nạp và thành bên của máy.
=> l1 = a + b + c + d = 96 + 35+80+60= 270 (mm)
l 2 = d + c + e + f: khoảng cách từ tâm ổ đỡ đến đầu tang
Với: Rđ = 12154 (N): lực tác dụng lên trục từ đai .
P = 402 kN: lực nghiền của tang nghiền đợc tính toán .
G = f.P = 402. 0,35 = 158,2 kN: lực sinh ra bởi ma sát.
Do đặc điểm chế tạo của trục, tiết diện 2 –2 là tiết diện lớn nhất và lắp then vì vậy tiết diện 2-2 có thể lấy d = 210 mm. Để từ đó sau khi đã hạ bậc tới các tiết diện tiếp theo trục vẫn đủ điều kiện bền theo yêu cầu.
d. Tính tang nghiền:
Ta có sơ đồ tính toán tang nghiền như sau:
Sơ đồ tính tang nghiền như hình 2.13.
Ta có:
R2 = R3 = P/2 = 226 kN
Với P = 452 kN: Lực nghiền của tang .
=> Thay số ta được: Mmax =10840000 N.m
Gọi D1 = 1200 là đường kính ngoài của tang nghiền
D2: đường kính trong của tang nghiền.
=> Thay số được D2 = 1,9 m
Trong máy nghiền trục lăn, tang nghiền có đặc điểm sử dụng trong một thời gian dài và do phải thường xuyên tiếp xúc với vật liệu nghiền là đất đá vì vậy cùng với thời gian sử dụng tang sẽ bị mài mòn đi. Để thoả mãn điều kiện bền trong quá trình làm việc thông thờng ta lấy thêm chiều dầy của tang là 15 - 20 mm so với giá trị tính toán theo điều kiện bền, chọn d=80 mmà D2=1,08 m
2.2 Tính toán băng tải vận chuyển đất sét
2.2.1 Giới thệu chung về băng tải vận chuyển đất sét
Băng tải vận chuyển đất sét được dùng để vận chuyển đất sét từ máy nghiền đất sét đến kích thước 40mm đưa đến kho đồng nhất vật liệu sơ bộ.
a. Khái niệm băng tải:
Băng tải là một thiết bị nâng chuyên dùng để vận chuyển hàng hóa, vật liệu…theo phương ngang hoặc nghiêng theo một tuyến đã định sẵn.
b. Công dụng:
Băng tải là thiết bị vận chuyển liên tục, có khoảng cách vận chuyển lớn.
Băng tải được sử dụng rộng rãi ở các công trường xây dựng, xí nghiệp sản xuất.
Băng tải thường được dùng vận chuyển các loại vật liệu rời có kích thức hạt trung bình như than, quặng, đá dăm và các vật liệu có dạng khối như sản phẩm của các nhà máy sản xuất ra.
2.2.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc
* Cấu tạo:
Kêt cấu băng tải dùng trong dây truyền thể hiện như hình 2.15.
* Nguyên lí làm việc:
Khi bật động cơ, puli quay nhờ lực ma sát giúp dây băng tải di chuyển. Điều chỉnh tốc độ dây băng cho phù hợp. Khi sản phẩm, vật liệu nằm trên bề mặt băng tải, nó sẽ được chuyển động của dây băng tải.
2.2.4. Các thông số yêu cầu
a. Xác định năng suất kĩ thuật băng tải:
Trong dây chuyển sản xuất, băng tải được sử dụng để luân chuyển vật liệu từ thiết bị này tới vị thiết bị kế tiếp. Góc nghiêng vận chuyển cho phép từ 12 đến 25o với băng tải thường
=> Thay số ta được: Q = 135 (T/h)=91,5(m3/h)
b. Bề rộng lòng máng
Ta có: v: vận tốc vận chuyển băng tải, v=1,5 (m/s)
=> Thay số ta được: B = 360 mm
c. Tính toán động cơ dẫn động băng tải:
Ta tính công suất dẫn động băng tải theo phương pháp đuổi điểm :
S1 (N) : lực căng băng tại điểm 1(lớn nhất) ;
S2 (N) : lực căng băng tại điểm 2 ;
S3 (N) : lực căng băng tại cơ cấu làm sạch băng (điểm 3) ;
S4 (N) : lực căng băng tại điểm 4 ;
S5 (N) : lực căng băng khi đi qua tang cuốn ;
S6 (N) : lực căng băng khi đi qua cơ cấu chất tải.
Vậy ta có: Smin = 11870 N
Coi S2 = Smin. Ta tính toán các lực căng băng tại các vị trí tiếp theo theo phương pháp đuổi điểm: S1 = S2 + Wct + W1-2 , N.
=> Thay số ta được: Wct = 122,6 N
=> W1-2=(279,2+11,2).9,81.0,03.cos00.20,6 = 854,65 N.
Vậy S1 = 12847,4N.
Lực căng băng ở đầu đi vào tang kéo căng băng:
S3=S2 – W2/3, N;
W2/3 = 2.11870.(0,25.0,055.0,7+0,0085) = 528,2 N.
=> S3= 11341,8 N.
Ta có: S4 = S3 - W3-4
Như vậy lực vòng tính được:
P=W0= S1 – S6=12847,4– 10726,5 =2120,9 N.
Công suất cần thiết của động cơ để dẫn động băng tải chữ V:
=> Thay số ta được: Ndc = 3,74 kW
Ta chọn động cơ loại AOII2-72-44, có các thông số:
Công suất: 4kW
Số vòng quay: 1450v/ph
2.2.6. Tính toán cụm dẫn động băng tải
a. Xác định tỉ số truyền:
Ta có sơ đồ nguyên lí dẫn động băng tải cân được thể hiện trên hình 6.5
Ta chọn loại hộp giảm tốc với các thông số sau:
+ Kí hiệu hộp giảm tốc: ZQ - 250;
+ Tỉ số truyền: i = 15,75;
+ Công suất lớn nhất ứng với tốc độ đầu vào n = 1000v/ph: 4kW.
Sau khi xác định tỉ số truyền của hộp giảm tốc i = 15,75 ta sẽ có được tỉ số truyền của bộ truyền đai: i = 1,89
b.Tính toán bộ truyền đai:
Các thông số đầu vào:
- Công suất mà bộ truyền đai cần truyền: P = Ptt = 4kW;
- Tỉ số truyền của bộ truyền đai: iđ =1,89;
- Số vòng quay của bánh đai nhỏ: n1=nđc = 1450 v/ph.
Chọn loại đai thang hẹp có kí hiệu: YA
Vận tốc của đai là:
v = (d1.π.n1)/60000 =(π.228.950)/60000 = 7,96 m/s < 25m/s.
Đường kính bánh đai lớn là:
d2 =i.d1.(1- e) =1,27.228.(1- 0,02) = 497mm
Vậy tỉ số truyền thực tế là: ui = 1,276
Vậy đường kính bánh đai nhỏ và bánh đai lớn chọn được thỏa mãn.
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG BĂNG TẢI
3.1. Các dạng hư hỏng thường gặp của băng tải
Các dạng hư hỏng thường gặp của băng tải thể hiện như bảng 3.1.
3.2. Bảo dưỡng sửa chữa
Bảo dưỡng sửa chữa thể hiện như bảng 3.2.
3.3. Các bước bảo trì băng tải
Các bước bảo trì băng tải thể hiện như bảng dưới
3.4. Quy định an toàn
1. Trước khi vận hành băng tải kiểm tra nồng độ khí CH4, CO2 phải ở trong giới hạn an toàn mới được đưa vào hoạt động.
2. Chỉ cho phép những người đã được đào tạo, huấn luyện đạt yêu cầu, được Quản đốc giao nhiệm vụ mới được vận hành băng tải.
5. Điện trở tiếp đất của các thiết bị phải đạt yêu cầu £ 2W, điện trở cách điện của động cơ Rcđ³ 1,0 MW, thời gian dừng máy, ngừng làm việc từ 1 ngày trở lên phải kiểm tra cách điện , nếu không đạt phải sấy lại động cơ trước khi làm việc.
6. Khi kiểm tra, sửa chữa, làm việc bên trong gầm, trên băng tải phải cắt điện áp tô mát, khởi động từ, khoá tay dao chắc chắn treo biển (Cấm đóng điện) có người gác.
7. Khi vệ sinh xúc dọn làm việc tại khung đầu, khung đuôi băng tải phải cắt điện, khóa tay dao chắc chắn treo biển “Cấm đóng điện”.
10. Tại các vị trí khung đầu, khung đuôi, bộ phận căng băng tải phải có rào chắn.
* Cấm:
- Người ngồi nghỉ, đi lại, trèo qua, vận chuyển vật tư, vật liệu trên băng tải.
- Cho băng tải làm việc khi các thiết bị của máy không đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
- Cài chèn mút bấm hoặc thiết bị bảo vệ bị hỏng.
* Ông Quản đốc phân xưởng có trách nhiệm huấn luyện quy trình và nội quy này cho công nhân trước khi giao nhiệm vụ và giám sát công nhân thực hiện đúng quy trình.
KẾT LUẬN
Sau 15 tuần thực hiện và nghiên cứu về nội dung đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế máy nghiền đất sét trong nhà máy sản xuất xi măng, năng suất Q=1(triệu tấn/năm)”. Đến nay em đã hoàn thành nhiện vụ thiết kế của mình. Qua đó em đã tiếp thu được nhiều kinh nghiệm quý báu phục vụ cho quá trình làm việc sau này. Từ nội dung đồ án em được học hỏi kiến thức về sản xuất vật liệu xây dựng, phương thức tính toán thiết kế máy và quy trình công nghệ gia công chế tạo các chi tiết máy.
Trong quá trình thực hiện đồ án, do còn nhiều thiếu nhiều kinh nghiệm thực tế, thời gian quan sát thực tế và tham khảo tài liệu hướng dẫn còn hạn chế. Nên không thể tránh được những sai sót. Rất mong được Thầy chỉ bảo để kiến thức của em được hoàn thiện hơn nữa.
Qua đó em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy (Cô) trong khoa đã giảng dạy em suốt quá trình học tập đặt biệt em gửi lời cảm ơn đến Thầy giáo: TS………………. và thầy : ThS……………. đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ dạy em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án để giúp em có thể hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ môn vẽ kỹ thuật
Tập bản vẽ lắp
Trường Đại học Xây Dựng. Hà Nội, 1992.
2. Vũ Đình Đấu
Công nghệ và thiết bị sản xuất xi măng Posooc Lăng
Nhà xuất bản Xây Dựng. Hà Nội, 2009.
3. Pgs.Ts Vũ Liêm Chính, Pgs.Ts Đỗ Xuân Đinh, Ks Nguyễn Văn Hùng, Th.s Hoa Văn Ngũ, Ts Trương Quốc Thành, Psg.Ts Trần Văn Tuấn.
Sổ tay Máy Xây Dựng
Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật . Hà Nội, 2002.
4. Pgs.Ts Vũ Liêm Chính, Pgs.Ts Phạm Quang Dũng, Ts Trương Quốc Thành
Cơ sở thiết kế Máy Xây Dựng
Nhà xuất bản Xây Dựng. Hà Nội, 2002.
5. Pgs.Ts Trịnh Chất, Ts Lê Văn Uyển
Tính toán và thiết kế dẫn động cơ khí (Tập I và Tập II)
Nhà xuất bản Giáo Dục. Hà Nội, 2002.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"