Giới thiệu dự án
Trong ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, đặc biệt là sản xuất gạch nung bằng công nghệ lò nung Tuynel, công đoạn chuẩn bị nguyên nhiên liệu đóng vai trò quyết định đến chất lượng sản phẩm và chi phí vận hành. Than đá sau khi được làm nhỏ đến kích thước hạt đạt từ $0,25 \div 0,5\text{ mm}$ sẽ được phối trộn đồng đều với đất sét và phụ gia nhằm tối ưu hóa quá trình cháy kết khối, tăng cường độ chịu lực của gạch và tiết kiệm nhiên liệu đốt. Tuy nhiên, khâu nghiền mịn than đá trong thực tế sản xuất đang đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật lớn:
- Tổn hao năng lượng cao: Các dòng máy nghiền truyền thống (máy đập má, máy nghiền trục) tiêu hao từ $30 \div 40%$ tổng lượng điện năng tiêu thụ toàn dây chuyền sơ chế.
- Ô nhiễm môi trường và hao hụt nguyên liệu: Bụi than mịn phát tán nồng độ cao ($> 150\text{ mg/m}^3$) trong không gian nhà xưởng gây nguy hại nghiêm trọng đến đường hô hấp của công nhân và thất thoát nguyên liệu.
- Chi phí đầu tư và bảo trì đắt đỏ: Thiết bị ngoại nhập có chi phí cao gấp $3 \div 5$ lần năng lực tài chính của các hợp tác xã, cơ sở sản xuất vừa và nhỏ tại Việt Nam.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| BÀI TOÁN KỸ THUẬT CỐT LÕI |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| [Đầu vào: Than đá thô D <= 20mm] ---> [MÁY NGHIỀN BÚA TN-1200] |
| Độ ẩm: 9% * Năng suất: 1200 kg/h |
| Khối lượng riêng: 2146 kg/m3 * Kích thước hạt ra: 0.25 - 0.5 mm |
| Hệ số ma sát: 0.6 - 0.8 * Thu hồi bụi: Cyclone + Túi vải 4.5 m2 |
| * Tiêu hao năng lượng riêng: Giảm 40-50% |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
Đồ án "Tính toán thiết kế và chế tạo máy nghiền búa TN-1200" do sinh viên Tạ Thị Quế thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Thị Thanh tại Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã giải quyết triệt để các hạn chế trên thông qua giải pháp cơ khí tối ưu hóa động lực học buồng nghiền kết hợp hệ thống thu hồi sản phẩm khép kín.
Mục tiêu kỹ thuật của dự án:
- Tính toán và tối ưu hóa thông số động lực học buồng nghiền: Xác định chính xác vận tốc dài đầu búa ($v_b = 64,57\text{ m/s}$), tần số va đập ($z_{vđ} = 5\text{ lần}$) nhằm đạt năng suất định mức $1200\text{ kg/h}$ với kích thước bột nghiền trung bình $d_b \le 1,36\text{ mm}$ qua lưới sàng $\phi 2\text{ mm}$.
- Thiết kế đồng bộ hệ thống thu hồi và xử lý môi trường: Tích hợp vít tải tháo liệu cưỡng bức trục xoắn và cụm lọc bụi xyclon - túi vải diện tích $4,5\text{ m}^2$, đạt hiệu suất thu hồi bụi $\ge 85%$.
- Tính toán kiểm nghiệm bền kết cấu: Kiểm nghiệm ứng suất cắt chốt búa, ứng suất xoắn - uốn trục roto bằng thép $40X$ theo tiêu chuẩn cơ học máy.
- Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo thực tế: Lập bộ bản vẽ gia công chi tiết (trục, búa thép $65\Gamma$, đĩa treo búa, thân vỏ hộp) có tính khả thi cao trên trang thiết bị gia công cắt gọt tiêu chuẩn tại xưởng cơ khí Việt Nam.
Phạm vi và giới hạn ứng dụng:
- Vật liệu nghiền: Than đá dạng cục có đường kính tương đương $D_{h} \le 20\text{ mm}$, độ ẩm $W \le 9%$, khối lượng riêng $\rho = 2146\text{ kg/m}^3$.
- Phạm vi chế tạo: Máy đơn chiếc tại Xưởng Thực tập Máy sau thu hoạch - Đại học Nông Lâm TP.HCM.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng và đánh giá công nghệ
Trong công nghiệp gia công nghiền nhỏ vật liệu rắn, việc lựa chọn nguyên lý phá vỡ vật thể quyết định cấu trúc máy và suất tiêu hao điện năng:
| Tiêu chí kỹ thuật | Máy đập má (Jaw Crusher) | Máy nghiền trục (Roller Mill) | Máy nghiền búa thông thường | Giải pháp TN-1200 cải tiến |
|---|---|---|---|---|
| Nguyên lý phá vỡ | Ép vỡ tĩnh + uốn | Ép vỡ + miết trượt | Va đập tự do tốc độ cao | Va đập lặp + chà xát má phụ |
| Độ mịn sản phẩm ($d_b$) | $5 \div 20\text{ mm}$ (Thô) | $1 \div 5\text{ mm}$ (Trung bình) | $0,5 \div 2\text{ mm}$ (Mịn) | $0,25 \div 0,5\text{ mm}$ (Rất mịn) |
| Suất tiêu hao điện riêng | Cao ($1,5 \div 2,0\times$) | Trung bình ($1,5\times$) | Trung bình | Tối ưu thấp ($69,38\text{ kJ/kg}$) |
| Khối lượng máy / Năng suất | Rất nặng ($4,5\times$) | Nặng ($3,0\times$) | Gọn nhẹ ($1,0\times$) | Gọn nhẹ, kết cấu lắp ghép |
| Chi phí chế tạo | Đắt ($3 \div 5,5\times$) | Đắt ($2 \div 3\times$) | Thấp | Tối ưu cho xưởng nội địa |
| Khả năng kiểm soát bụi | Kém (hở) | Trung bình | Kém (bụi phát tán mạnh) | Cao (Vít tải + Túi lọc vải) |
BẢNG PHÂN CẤP YÊU CẦU THIẾT KẾ (MoSCoW)
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| [MUST HAVE] - Năng suất đạt 1200 kg/h tại cỡ hạt <= 0.5 mm |
| - Roto cân bằng động tốt, vận tốc dài đầu búa 60-70 m/s |
| - Bộ thu hồi sản phẩm bằng vít tải kín và xyclon lắng lọc bụi |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| [SHOULD HAVE] - Cụm búa hình chữ nhật 2 lỗ treo đảo chiều (4 góc làm việc) |
| - Máng nạp liệu tiếp tuyến tự chảy góc dốc alpha >= 31 độ |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| [COULD HAVE] - Má đập phụ (tấm nhám) tăng cường chà xát hai bên cửa cấp liệu |
| - Bộ truyền đai thang B 3 sợi triệt tiêu xung va đập lên động cơ |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| [WON'T HAVE] - Hệ thống biến tần điều khiển tốc độ tự động (giảm chi phí chế tạo giai đoạn đầu) |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
Thiết kế hệ thống cơ khí và nguyên lý vận hành
Hệ thống máy nghiền búa TN-1200 hoạt động theo chu trình khép kín, phân phối động lực độc lập cho cụm nghiền chính và cụm tháo liệu:
Bảng thông số vật liệu và cấu kiện chế tạo tiêu chuẩn:
- Trục chính Roto: Thép hợp kim $40X$ tôi cải thiện đạt độ cứng $240 \div 280\text{ HB}$, giới hạn bền kéo $\sigma_b \ge 980\text{ N/mm}^2$, đường kính ngõng trục lắp đĩa $d = 40\text{ mm}$.
- Búa nghiền: Thép Mangan $65\Gamma$ ($65G$) nhiệt luyện tôi dầu + ram trung bình đạt độ cứng $52 \div 58\text{ HRC}$, chống mài mòn va đập cực tốt; kích thước $130 \times 50 \times 10\text{ mm}$, khối lượng búa $m_b = 0,45\text{ kg}$.
- Lưới sàng: Thép tấm $CT3$ dập nguội dày $2\text{ mm}$, lỗ đột $\phi 2\text{ mm}$ bố trí so le hình lục giác, góc ôm buồng nghiền $180^\circ$.
- Vỏ thân máy & Cánh vít: Thép kết cấu $CT3$ cắt ghép hàn định hình, cánh vít dập xoắn dày $3\text{ mm}$ hàn trục ống $\phi 60\text{ mm}$.
Phương pháp luận thiết kế và tính toán kỹ thuật
Quá trình thiết kế máy nghiền TN-1200 áp dụng kết hợp thuyết nghiền tổng hợp P. Rebinder và các mô hình động lực học của S. Melnhikop, V. Kirpitrev, P. Ritingo.
TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN DỰ ÁN (05/2009 - 08/2009)
+-------------------+----------------------------------------------------+--------------------------+
| Giai đoạn | Nội dung công việc | Kết quả nghiệm thu |
+-------------------+----------------------------------------------------+--------------------------+
| Tuần 1 - Tuần 3 | Khảo sát cơ lý tính than đá, lập yêu cầu kỹ thuật | Báo cáo số liệu đầu vào |
| Tuần 4 - Tuần 7 | Tính toán động lực học, buồng nghiền, trục, truyền đai | Thuyết minh tính toán |
| Tuần 8 - Tuần 11 | Thiết kế bản vẽ lắp ráp và chế tạo chi tiết | Bộ bản vẽ 2D AutoCAD |
| Tuần 12 - Tuần 14 | Gia công cắt gọt, hàn kết cấu tại xưởng thực tập | Cụm chi tiết hoàn thiện |
| Tuần 15 - Tuần 16 | Lắp ráp tổng thành, chạy thử nghiệm thu | Máy hoàn chỉnh đạt chuẩn |
+-------------------+----------------------------------------------------+--------------------------+
1. Cơ sở động lực học xác định vận tốc va đập phá vỡ vật thể
Vận tốc phá vỡ vật thể sau một lần va đập xác định theo biểu thức: $$v_{fv} = \sqrt{\frac{k_d \cdot \sigma_{pv}}{\rho} \cdot \ln\left(\frac{a}{x_1}\right)}$$
Với các thông số than đá:
- Hệ số động lực: $k_d = 1,8$
- Ứng suất phá vỡ nén - uốn của than đá: $\sigma_{pv} = 8 \times 10^6\text{ N/m}^2$
- Khối lượng riêng: $\rho = 2146\text{ kg/m}^3 \rightarrow K = \frac{k_d \cdot \sigma_{pv}}{\rho} = \frac{1,8 \times 8 \times 10^6}{2146} = 6710\text{ m}^2/\text{s}^2$
- Kích thước ban đầu: $a = 2,25 \times D_h = 2,25 \times 20 = 45\text{ mm}$; kích thước đích $x_1 = 0,5\text{ mm}$
Nếu nghiền vỡ đơn lẻ 1 lần: $$v_{fv} = \sqrt{6710 \times \ln\left(\frac{45}{0,5}\right)} = 173,76\text{ m/s} \rightarrow v_b = \frac{173,76}{1 - 0,4} = 289,6\text{ m/s}$$ Nhận xét kỹ thuật: Vận tốc $289,6\text{ m/s}$ là bất khả thi về mặt sức bền vật liệu chế tạo roto và chi phí năng lượng. Do đó, thiết kế áp dụng mô hình va đập nhiều lần ($z_{vđ} = 5\text{ lần}$, chỉ số nghiền quy ước $\lambda_{qu} = 0,556$):
$$v_{fv} = \sqrt{K} \cdot (0,81 + 2,3 \lg \lambda_{qu}) = \sqrt{6710} \cdot (0,81 + 2,3 \lg 0,556) = 38,74\text{ m/s}$$ $$v_b = \frac{v_{fv}}{1 - \beta_{cl}} = \frac{38,74}{1 - 0,4} = 64,57\text{ m/s}$$
2. Kích thước hình học buồng nghiền và tốc độ quay roto
Năng suất giây yêu cầu: $$q = \frac{1200\text{ kg/h}}{3600} = 0,333\text{ kg/s}$$ Với tải trọng riêng bề mặt buồng nghiền $q' = 1,5\text{ kg/s}\cdot\text{m}^2$ và tỷ số hình học $K = D/L = 2$: $$D = \sqrt{\frac{K \cdot q}{q'}} = \sqrt{\frac{2 \times 0,333}{1,5}} = 0,666\text{ m} \rightarrow \text{Chọn } D = 620\text{ mm} = 0,62\text{ m}$$ $$L = \frac{D}{K} = \frac{620}{2} = 310\text{ mm}$$
Vận tốc góc và số vòng quay của trục roto: $$\omega = \frac{v_b}{R} = \frac{64,57}{0,31} = 208,3\text{ rad/s} \rightarrow n = \frac{30 \cdot \omega}{\pi} = \frac{30 \times 208,3}{3,1416} \approx 1989\text{ vòng/phút}$$
# Thuật toán kiểm tra ứng suất bền uốn - xoắn tương đương trục Roto (Thép 40X)
import math
def check_shaft_strength(Mx_Nmm, My_Nmm, Mz_Nmm, d_mm, tau_allow_N_mm2=60.0):
"""
Tính mô men uốn tổng, mô men tương đương và ứng suất uốn tương đương trên trục
Theo lý thuyết bền ứng suất tiếp cực đại (Thuyết bền 3)
"""
# Mô men uốn tổng hợp
Mu = math.sqrt(Mx_Nmm**2 + My_Nmm**2)
# Mô men tương đương có kể đến xoắn Mz
Mtd = math.sqrt(Mu**2 + 0.75 * (Mz_Nmm**2))
# Đường kính tính toán cần thiết
d_calc = (Mtd / (0.1 * tau_allow_N_mm2)) ** (1/3)
sigma_td = Mtd / (0.1 * (d_mm**3))
is_safe = d_mm >= d_calc
return {
"Mu_Nmm": round(Mu, 2),
"Mtd_Nmm": round(Mtd, 2),
"d_calc_mm": round(d_calc, 2),
"sigma_td_N_mm2": round(sigma_td, 2),
"is_safe": is_safe
}
# Dữ liệu kiểm nghiệm tại mặt cắt nguy hiểm 2-2' gối đỡ
res = check_shaft_strength(Mx_Nmm=130950.0, My_Nmm=309900.0, Mz_Nmm=144042.0, d_mm=40.0)
# Output: Mtd = 358813 Nmm -> d_calc = 39.1 mm <= d_thuc_te (40 mm) -> ĐẠT BỀN
Implementation và kết quả thực nghiệm
Quy trình công nghệ chế tạo các cụm chi tiết điển hình
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT CƠ KHÍ |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| 1. CỤM TRỤC ROTO (Thép 40X): |
| Phôi rèn d45 -> Tiện thô định hình -> Tôi cải thiện 240-280 HB -> Tiện tinh lắp bi/đĩa |
| -> Phay then hoa/rãnh then -> Mài bóng ngõng trục Ra = 0.63 um. |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| 2. CỤM BÚA NGHIỀN (Thép 65G): |
| Cắt phôi tấm 130x50x10 -> Phay khỏa mặt -> Khoan/khoét lỗ chốt d23 -> Tôi dầu 830°C |
| -> Ram trung bình 450°C đạt 52-58 HRC -> Mài phẳng mặt làm việc -> Cân bằng khối lượng +-2g. |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| 3. CỤM VÍT TẢI THÁO LIỆU (Thép CT3): |
| Tiện trục ống d60 -> Cắt cánh xoắn vòng tròn chia rãnh -> Kéo dãn bước S=170mm |
| -> Hàn đính cánh vào trục -> Nắn thẳng khử biến dạng nhiệt -> Lắp gối đỡ bạc tự lựa. |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
Kết quả thử nghiệm và kiểm chứng thông số kỹ thuật
Quá trình chạy thử không tải và có tải than đá tại Xưởng Cơ khí Bộ môn Máy sau thu hoạch thu được các kết quả so sánh thực tế:
| Thông số kỹ thuật đo kiểm | Mục tiêu thiết kế | Giá trị tính toán lý thuyết | Kết quả thực nghiệm đo đạc | Độ sai lệch / Đánh giá |
|---|---|---|---|---|
| Năng suất máy ($Q$) | $1200\text{ kg/h}$ | $1200\text{ kg/h}$ | $1215\text{ kg/h}$ | $+1,25%$ (Đạt vượt mức) |
| Tốc độ quay trục ($n$) | $2000\text{ v/p}$ | $1989\text{ v/p}$ | $1980\text{ v/p}$ | $-0,45%$ (Đúng dải đai) |
| Độ mịn hạt ra ($d_b$) | $0,25 \div 0,5\text{ mm}$ | Sàng $\phi 2\text{ mm}$ ($1,36\text{ mm}$) | $82% \le 0,5\text{ mm}$ | Đạt tiêu chuẩn lò Tuynel |
| Công suất tiêu thụ tải | $\le 30\text{ kW}$ | $27,6\text{ kW}$ | $26,8\text{ kW}$ | Tiết kiệm điện năng |
| Ứng suất cắt chốt búa ($\tau$) | $< 130\text{ N/mm}^2$ | $19\text{ N/mm}^2$ | An toàn tuyệt đối | Hệ số an toàn $n = 6,8$ |
| Diện tích lọc bụi ($F$) | Thu hồi $\ge 80%$ | $4,5\text{ m}^2$ | Hiệu suất thu gom $85%$ | Không bụi phát tán |
BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ CỠ HẠT SAU NGHIỀN
100% +-----------------------------------------------------------------------+
| |
80% |====================================================> 82% (<= 0.5 mm) |
| |
60% | |
| |
40% | |
| |
20% |==================> 15% (0.5 - 1.0 mm) |
| |
0% |====> 3% (1.0 - 1.36 mm) |
+-----------------------------------------------------------------------+
Đổi mới và đóng góp kỹ thuật
- Cải tiến kết cấu búa nghiền 4 góc làm việc: Thay vì sử dụng búa 1 lỗ treo truyền thống nhanh mòn phải vứt bỏ, thiết kế búa chữ nhật 2 lỗ treo đối xứng tâm ($c = 32,5\text{ mm}$) cho phép đảo góc làm việc 4 lần liên tiếp. Thời gian phục vụ của mỗi bộ búa tăng từ $72\text{ giờ}$ lên $280\text{ giờ}$, giảm $74%$ chi phí thay thế phụ tùng.
- Đồng bộ cụm tháo liệu cưỡng bức dạng trục vít kín: Khắc phục nhược điểm thổi bụi của máy nghiền tháo liệu trực tiếp hoặc quạt hút cao áp. Vít tải đường kính $D_v = 170\text{ mm}$, bước vít $S = 170\text{ mm}$ vận chuyển êm ái than bột ra ngoài mà không sinh dòng khí xoáy ngược.
- Tích hợp hệ thống lọc bụi xyclon - túi vải đa ngăn: Thiết kế bề mặt lọc vải $4,5\text{ m}^2$ với lưu lượng khí qua sàng $Q = 0,16\text{ m}^3/\text{s}$ giúp triệt tiêu hoàn toàn bụi lơ lửng tại cửa xả, đảm bảo tiêu chuẩn môi trường lao động trong nhà máy gạch.
- Hiệu quả kinh tế vượt trội: Giảm khối lượng kim loại chế tạo máy $4,5\text{ lần}$ so với máy đập má cùng công suất; chi phí đầu tư ban đầu giảm $65 \div 75%$.
Ứng dụng thực tế và triển khai sản xuất
Máy nghiền búa TN-1200 được thiết kế chuyên biệt để lắp đặt trong dây chuyền chế biến nhiên liệu than cám cho các nhà máy gạch Tuynel công suất từ $10 \div 20\text{ triệu viên/năm}$:
MẶT BẰNG BỐ TRÍ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
+-----------------+ +-------------------+ +--------------------+ +--------------------+
| Kho than cục | ---> | Băng tải nạp liệu | ---> | MÁY NGHIỀN TN-1200 | ---> | Thùng trộn 2 trục |
| (Độ ẩm <= 9%) | | (Cấp liên tục) | | (Vít xả đáy kín) | | (Phối đất sét) |
+-----------------+ +-------------------+ +--------------------+ +--------------------+
|
v (Khí mang bụi)
+--------------------+
| Xyclon + Túi lọc |
| (Thu gom 85% bụi) |
+--------------------+
Phân tích hiệu quả đầu tư và thời gian hoàn vốn (ROI):
- Chi phí chế tạo thiết bị (năm 2009): $\approx 45.000.000\text{ VNĐ}$ (vật tư thép, động cơ điện $30\text{ kW} + 1,2\text{ kW}$, gia công tiện phay mài, túi lọc vải).
- Tiết kiệm điện năng vận hành: Giảm $8\text{ kWh}$ điện cho mỗi tấn than nghiền so với máy đập trục cũ. Với định ngạch $1200\text{ tấn than/năm}$, tiết kiệm được $9.600\text{ kWh/năm} \approx 19.200.000\text{ VNĐ/năm}$.
- Tiết kiệm hao hụt bột than: Giảm $3%$ hao hụt do phát tán bụi $\approx 36\text{ tấn than/năm} \approx 36.000.000\text{ VNĐ/năm}$.
- Thời gian hoàn vốn: $$\text{Thời gian hoàn vốn} = \frac{45.000.000}{19.200.000 + 36.000.000} \approx 0,81\text{ năm } (\approx 9,8\text{ tháng})$$
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật hiện tại:
- Độ ẩm nguyên liệu than đá bị giới hạn dưới $9%$. Khi độ ẩm than tăng cao ($> 12%$), than có xu hướng dính bết bịt kín mắt lưới sàng $\phi 2\text{ mm}$, làm giảm năng suất thoát liệu.
- Chưa tích hợp biến tần điều khiển tốc độ trục chính tự động theo tải trọng nạp liệu, động cơ chạy tốc độ cố định $1460\text{ v/p}$.
Hướng phát triển nâng cấp:
- Gia nhiệt buồng nghiền hoặc sấy sơ bộ: Tận dụng nhiệt khí thải lò Tuynel để sấy sơ bộ than trên máng cấp liệu, nâng giới hạn độ ẩm làm việc lên $15%$.
- Công nghệ phủ hợp kim bề mặt búa: Ứng dụng công nghệ hàn đắp hợp kim cứng Cacbit Vonfram ($WC$) hoặc Cacbit Crom ($Cr_3C_2$) lên mép đầu búa nhằm tăng tuổi thọ làm việc lên trên $600\text{ giờ}$.
- Tự động hóa điều khiển: Lắp đặt cảm biến dòng điện tải động cơ kết nối bộ biến tần điều khiển động cơ cấp liệu, chống quá tải kẹt roto tự động.
Đối tượng hưởng lợi từ công trình
- Sinh viên ngành Cơ khí Chế tạo / Cơ khí Chế biến: Tài liệu tham khảo mẫu mực về quy trình tính toán động lực học buồng nghiền, phương pháp cân bằng động trục roto và bài toán thiết kế truyền động đai tải nặng.
- Kỹ sư thiết kế máy công nghiệp: Cung cấp đầy đủ công thức giải tích, sơ đồ phân tích mô men uốn - xoắn không gian và bảng tra cứu thông số búa thép $65\Gamma$.
- Chủ doanh nghiệp / Nhà máy gạch nung: Bản thiết kế hoàn chỉnh có thể chuyển giao công nghệ gia công ngay tại địa phương với chi phí thấp, giúp giảm tiêu hao điện và giải quyết triệt để bài toán bụi môi trường.
- Cơ sở nghiên cứu máy nông nghiệp - sau thu hoạch: Nền tảng dữ liệu thực nghiệm để hiệu chỉnh các mô hình toán học nghiền hạt theo thuyết tổng hợp Rebinder.
Câu hỏi thường gặp
1. Yêu cầu kỹ thuật về nguồn điện và móng đặt máy nghiền TN-1200 như thế nào?
Máy sử dụng nguồn điện công nghiệp 3 pha $380\text{V} / 50\text{Hz}$ với tổng công suất lắp đặt là $31,2\text{ kW}$ (động cơ nghiền chính $30\text{ kW}$ khởi động sao - tam giác và động cơ vít tải $1,2\text{ kW}$). Do roto quay với tốc độ cao ($1989\text{ vòng/phút}$), móng máy phải được đúc bê tông cốt thép mác M200 dày tối thiểu $300\text{ mm}$, đặt trên đệm cao su giảm chấn để triệt tiêu rung động truyền xuống nền xưởng.
2. Làm thế nào để điều chỉnh kích thước độ mịn của than bột đầu ra?
Độ mịn bột nghiền có thể điều chỉnh linh hoạt qua hai phương pháp:
- Thay đổi kích thước mắt lưới sàng cong đáy buồng nghiền (thay đổi giữa các loại sàng $\phi 1,5\text{ mm}$, $\phi 2\text{ mm}$, hoặc $\phi 3\text{ mm}$).
- Điều chỉnh khoảng cách khe hở giữa đầu búa và mặt sàng thông qua vị trí chốt treo búa trên đĩa quay.
3. Tại sao máy chọn phương án cấp liệu tiếp tuyến thay vì cấp liệu hướng trục?
Đối với máy nghiền búa năng suất cao ($1200\text{ kg/h}$), cấp liệu hướng trục sẽ tạo ra sự phân bố không đều dọc chiều dài roto $L = 310\text{ mm}$, gây mòn cục bộ các hàng búa đầu trục. Cấp liệu tiếp tuyến theo chiều quay roto giúp than rơi thẳng vào vùng va đập mạnh nhất của đầu búa với sơ tốc thuận chiều, giảm chấn động va đập ngược và tăng lưu lượng nạp liệu.
4. Quy trình bảo dưỡng định kỳ các chi tiết chịu mòn gồm những gì?
- Sau mỗi 70 giờ: Mở nắp buồng nghiền, kiểm tra độ mòn mép búa; đảo chiều búa sang góc làm việc mới (có 4 góc đảo).
- Sau mỗi 280 giờ: Thay mới toàn bộ cụm 56 búa; cân từng búa đảm bảo sai lệch khối lượng không quá $\pm 2\text{ g}$ giữa các cụm đối xứng để tránh mất cân bằng động.
- Sau mỗi 150 giờ: Bơm mỡ bôi trơn chịu nhiệt (mỡ Lithium EP-2) vào 2 ổ bi đỡ trục roto chính và gối đỡ trục vít tải.
5. Chi phí bảo dưỡng và chế tạo phụ tùng thay thế có đắt không?
Toàn bộ chi tiết máy TN-1200 đều được chuẩn hóa theo vật liệu trong nước (thép $65\Gamma$, $40X$, $CT3$, đai thang chữ B tiêu chuẩn). Chi phí dập mới 1 bộ búa 56 chiếc chỉ chiếm khoảng $1,5 \div 2\text{ triệu VNĐ}$, rẻ hơn $80%$ so với việc đặt mua phụ tùng đúc nguyên khối nhập khẩu từ nước ngoài.
Kết luận
Đề tài khóa luận tốt nghiệp "Tính toán thiết kế và chế tạo máy nghiền búa TN-1200" của tác giả Tạ Thị Quế là một công trình nghiên cứu cơ khí ứng dụng xuất sắc, kết hợp hài hòa giữa cơ sở lý thuyết động lực học nghiền vỡ vật liệu rắn và kỹ thuật chế tạo cơ khí chính xác. Dự án không chỉ giải quyết thành công bài toán nghiền than cám năng suất $1200\text{ kg/h}$ đạt độ mịn $\le 0,5\text{ mm}$ phục vụ ngành sản xuất gạch Tuynel mà còn đóng góp giải pháp môi trường bền vững thông qua hệ thống thu hồi vít tải kết hợp túi lọc bụi hiệu suất $85%$. Với tính khả thi cao, chi phí chế tạo tiết kiệm và hiệu quả kinh tế rõ rệt, mô hình máy nghiền búa TN-1200 hoàn toàn sẵn sàng để chuyển giao công nghệ và nhân rộng tại các cơ sở cơ khí chế tạo máy trên toàn quốc.