MÔN HỌC

MÁY SẢN XUẤT VẬT LIỆU VÀ CẤU
KIỆN XÂY DỰNG

CHƯƠNG 6: MÁY NGHIỀN ĐỨNG
CON LĂN
(VERTICAL ROLLER MILL)


NỘI DUNG CHƯƠNG 6
§6.1.Cơng dụng – phân loại
§6.2.Cấu tạo – ngun lý hoạt động
§6.3.Tính tốn các thơng số cơ bản

Máy nghiền đứng con lăn cu
hãng FLSmidth (Đan Mạch)


6.1 CÔNG DỤNG – PHÂN LOẠI:
6.1.1 Công dụng:
Trong sản xuất vật liệu xây dựng, máy nghiền
con lăn được sử dụng để nghiền thô các loại vật liệu
(kích thước sản phẩm d = 3 - 8mm), và nghiền nhỏ (kích
thước sản phẩm d = 0,2 - 0,5 mm).
Các loại vật liệu
nghiền: Đất sét, thạch anh
(SiO2), than đá, sa mot (vật
liệu chòu lửa), đá vôi,
cát…

Máy nghiền đứng con lăn
nghiền xi măng, lắp đặt tại
nhà máy xi măng Bình Phước,
huyện Bình Long, tỉnh Bình
Phước.


+ Máy có chậu đứng yên còn con lăn quay xung
quanh trục thẳng đứng.
+ Máy có chậu quay và con lăn đứng yên đối với
trục thẳng đứng nhưng lại quay quanh chính nó nhờ lực ma
sát giữa chậu và con lăn.
+ Máy có trạm dẫn động đặt trên hay đặt dưới, con
lăn có thể làm từ kim loại hay bằng đá.
+ Máy có thêm lực ép bổ sung bởi lò xo, nhíp hoặc
không.
b)
Theo đặc điểm công nghệ:
+ Máy nghiền ướt dùng nghiền vật liệu có độ ẩm
lớn hơn 15% - 16%. Ở máy nghiền ướt chậu nghiền là cố
đònh và hệ dẫn động đặt dưới chậu nghiền.
+ Máy nghiền khô hoặc bán khô dùng nghiền vật
liệu có độ ẩm không vượt quá 10% -11%.
+ Máy nghiền –trộn, dùng để vừa nghiền vừa trộn
vật liệu có độ ẩm không vượt quá 10% - 12%.
c)
Theo khả năng tác dụng:
+ Máy làm việc liên tục: vật liệu nạp và lấy ra liên
tục.
+ Máy làm việc theo chu kì: vật liệu được nạp vào

máy và nghiền khoảng 5 - 15 phút, sau đó lấy vật liệu ra,


6.2 CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC:
6.2.1 Máy nghiền ướt:
Dùng để nghiền vật liệu có độ ẩm 15% - 16%.
Kết cấu máy ở loại này làm việc liên tục dẫn động
dưới, chậu đứng yên, con lăn quay.
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:
1–trục chính, 2–trục truyền,
3–con lăn ngoài, 4–con lăn trong,
5–chậu cố đònh, 6–cặp bánh răng
nón.

.2.2 Máy nghiền khô:
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm
:

1–trục chính, 2–trục ngang, 3–con lăn ngoài,
4–con lăn trong, 5–chậu quay, 6–cặp bánh răng nón
7–cơ cấu dẫn hướng, 8–lỗ lưới sàng.


áy nghiền khô với chậu quay dỡ liệu bằng ly tâm:

đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:

3–con lăn ngoài, 4–con lăn trong, 9–chậu quay,
10–thành bên, 11–trục con lăn,
12–giá treo,13–lò xo.


Máy nghiền con lăn với hệ thống thuỷ lực:
ơ đồ nguyên lý:

1–giá cố đònh, 2–cánh tay đòn, 3–con lăn,
–Piston, 5–chậu quay, 6–bộ truyền bánh răng côn.


y nghiền đứng con lăn với tổ hợp máy phân ly bằng do
ồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:


Hình ảnh kết cấu máy nghiền đứng con lăn:

ền đứng con lăn của hãng POLYSIUS, lắp đặt tại nhà máy xi măng Bì


Máy nghiền
đứng con lăn
của hãng
FLSmidth, lắp
đặt tại nhà


Chậu nghiền (Grinding
table) của máy
nghiền đứng con lăn
FRM52 của hãng FLS.



Hoäp giaûm toác MAAG Gear AG, P = 4000kW, n = 990 rpm


n laờn nghien cuỷa maựy nghien ủửựng con laờn, G cl = 32


ÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY NGHIỀN CO
Xác đònh góc ôm:
Điều kiện để kéo cục vật liệu
vào khe con lăn và chậu theo
phương ngang:
Pfcosα + P1f � Psinα
(1)

�Y  0 � P  Pf sin   P cos   0
1

� P1  P  f sin   cos  

hay giá trò của P1 vào phương trình (1):

Pf cos   Pf 2 sin   Pf cos  �P sin 
Chia cả hai vế cho Pcosα:
� f  f 2tg  f �tg
� tg  1  f 2  �2 f
ۣ tg

Mà ta có: f = tgφ

2tg

tg �
1  tg 2
(φ – Góc ma sát)
ۣ tg tg 2
  2

2f
1 f 2

Đối với đất sét
ẩm,
hệ số ma sát: f =
0,45
0

  arctgf  24, 2
 �2  48, 40


�D �
�d �

ỷ số đường kính giữa hạt vật liệu và�
con
�lăn:

D d
D d
(  )cos  
2 2

2 2
Chia hai vế chod ta có:

2

D
�D �

1
cos


1
�
�
d
�d
�

D
�  cos  1    cos  1
d
D 1  cos tt
� 
d 1  cos tt

áy nghiền làm việc tin cậy ta lấy giá trò góc α thực tế sẽ là:

 tt   0,8 �0,9  


Để đảm bảo chắc chắn cục vật liệu đi vào khe
giữa chậu và con lăn thì lấy giá trò d nhỏ hơn
khoảng 10%.


á vòng quay của máy nghiền với chậu quay:
chậu quay, vật liệu không bò văng ra mép chậu do lực ly tâm
m dưới đường chạy của con lăn.
mv 2

âm P làm cho vật liệu có xu hướng di chuyển ra mépPchậu:
2
1 1

mv
m2 v2
P1  P2 �

u kiện cân bằng các lực ly tâm:
R1
R2
Khi v1 = v2 hoặc n1 = n2:

2

R

m1R1 = m2R2 (PT cân bằng)

ma sát Fms giữa vật liệu và chậu: Fms = mg.f


mv 2
mg . f �
trình nghiền xảy ra khi thỏa mãn điều kiện:
R
2

v
fgR
(m/s)
Mặt khác: v = 2Rn

f
 n 0,5
R

(vg/s)

n cần lấy tăng lên 10% để máy làm việc tin cậy.


n tốc quay của trục chính đối với con lăn quay:

f .g
  kn .
rH vật liệu và tấm của chậu.
f – hệ số ma sát giữa
Đối với đất sét ẩm f = 0,5.
g – gia tốc trọng trường, g = 9,81
(m/s2).

rH – bán kính ngoài của vòng lăn của con lăn.
(m)
kn – hệ số điều chỉnh tính đến độ chặt của vật
lòêu trong máy nghiền ở dưới các con lăn, từ đó
làm tăng đáng kể tỷ trọng lực dính của con lăn với
đáy chậu : kn = 1,4.


n
2

(vg/s)


ận tốc trượt giữa mâm nghiền và bánh nghiền:

Giả sử tại P vận tốc mâm nghiền bằng vận tốc bánh
nghiền. Vậy điểm trong cùng A và ngoài cùng B của bánh
nghiền có bán kính Rt và Rn có:
VA = Vmmin và VB = Vmmax
Tại P ta có VP = Vb không đổi nên xảy ra hiện tượng trượt
tương đối giữa chậu và con lăn. Tại P ta có:
Vm =
Vb hay: Dm.nm = Db.nb

Dm
� nb 
nm
Db



Nếu khi làm việc bánh nghiền tiếp xúc với mâm
nghiền theo chiều rộng Bb của nó thì tại điểm P có Vm = Vb,
hay vận tốc trượt ương đối giữa bánh và mâm VT = 0.
Xét đoạn PB ta có:
Vmn = Vb + VT
Suy ra:
VT = Vmn – Vb
Xét đoạn AP ta có:
Suy ra:

Vmt = Vb – VT
VT = Vb – Vmt

Với Vmn và Vmt là vận tốc vòng của
Phân bố vận tốc trượt theo chiều rộng
mâm nghiền ở phía ngoài và phía trong
Bđiểm
đối xứng
và do nm quay đều nên về trò số có thể viết:
P.
VT= Vmn – Vb = Vb – Vmt 
Vmn = 2nm.Rn và Vmt = 2nm.Rt
nm = nb hay:
Vb = 2nm.Rm = 2nb.Rb
VT = Vmn – Vb = 2nm(Rn – Rm) = 2nm (Bb/2)=> VT = nm.Bb
VT là giá trò lớn nhất tại A và B. Vậy giá trò vận tốc trượt trun

0   nm Bb 1
V 

  nm .Bb
2
2
tb
T


3.5 Xác đònh năng suất nghiền:
Năng suất của máy nghiền con lăn làm việc
liên tục với các tấm đáy có lỗ chậu:

3600.l.  F1  F2  ..kn
Q
 3600.l.  F1  F2  .n.kn
2

(m3/h)

ới đất sét dẻo trung bình có độ ẩm 18 – 20% có : l = 0,02 – 0,

– hệ số sử dụng máy nghiền con lăn : kn = 0,8 – 0,9.
F1 + F2 = 0, 25 Fk  0, 25.( Fk 1  Fk 2 )  0, 25.[ b  D1  D2  ]

Năng suất khối lượng là :

Q  Qv .

(T/h)



.3.6 Xác đònh công suất nghiền:
N = N1 + N2 + N 3
a) Công suất đẩy chậu chuyển động:
N1 = k.P.v

 G.
P – lực kéo: P =
v – vận tốc vòng của chậu:
v = 2  Rn

(m/s)


âng suất khắc phục sự trượt của các con lăn:

N 2  k .G. f .Vtrtb

g đó:

VTtb – vận tốc trượt trung bình của con lăn (m/s)

0   nm Bb 1
V 
  nm .Bb
2
2
tb
T

G – Lực ép con lăn nghiền vào mâm nghiền (N)

f – hệ số ma sát của con lăn với vật liệu nghiền:
đối với loại khô và cứng: f = 0,3
đối với loại ẩm và dính:
f = 0,45
k – số con lăn nghiền.


âng suất tiêu hao do ma sát của các thanh cào:

N 3  P�
.i.Vc . f1

(W)

ïc ép của thanh cào lên một chậu thường lấy P’ =1000 (N)
ố thanh cào.
ận tốc dài của điểm đặt thanh cào, bằng vận tốc lăn của c

VC  2 n.Rctb

– hệ số ma sát của thanh cào lên mặt chậu : f1 = 0,2
Công suất của động cơ được xác đònh như sau:

N N1  N 2  N 3
N dc  



(W)



Trong máy nghiền con lăn nghiền ướt CM –
268, người ta nghiền Ceramic có độ dẻo trung
bình gồm đất sét và chất phụ gia có độ
ẩm 18%. Hãy tính:
a) Góc ôm vật liệu?
b) Mối quan hệ giữa kích thước vật liệu và
đường kính con lăn theo góc ôm thực tế và
tính kích thước lớn nhất vật liệu nạp?
c) Năng suất của máy nghiền con lăn (T/h)
khi biết các lỗ dưới tấm đáy mâm nghiền
chiếm 25% diện tích các tấm?
d) Tính công suất động cơ máy nghiền?
Biết: Kích thước con lăn: D = 1,8m, B = 0,55m,
Gcl = 2Tf
Khoảng cách từ tâm mâm nghiền đến
tâm con lăn:
con lăn trong: R 1 = 0,785m;
con lăn ngoài: R2 = 1,015m
Số con lăn nghiền: 02; Số thanh cào:
02
Hiệu suất truyền động: 0,93