MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………..……………...........................…2

MỤC LỤC………………………………………………………………..............….................3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU PHÁ DỠ CÔNG TRÌNH….......................….4

1.1. Giới thiệu chung……………………………………………………...........................….4

1.2. Các loại phế thải phá dỡ công trình……………………………..…........................….4

1.2.1. Phân loại phế thải phá dỡ công trình.....................................................................4

1.2.2 Nhận xét về việc chọn gạch và bê tông làm nguyên liệu tái chế.............................5

1.2.3 Quá trình thu gom, vận chuyển và tái chế...............................................................6

1.2.4. Giới thiệu và phân loại máy đập nghiền trong công nghiệp vật liệu xây dựng.......6

1.2.5.  Chọn phương án thiết kế máy kẹp hàm...............................................................11

1.2.6  Lựa chọn máy nghiền hàm....................................................................................13

CHƯƠNG 2:  LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ...........................14

2.1. Các loại máy nghiền cho công đoạn 1……………………………..............................16

2.1.1. Chọn loại máy.......................................................................................…..............16

2.1.2. Tính kích thước cửa xả cho máy nghiền công đoạn 1..............................….........17

2.1.3. Tính toán thành phần hạt của sản phẩm sau công đoạn nghiền 1..............…......18

2.2. Tính và lựa chọn máy nghiền cho công đoạn 2………………….........……...........…21

2.2.1. Chọn máy nghiền công đoạn 2..............................................................................21

2.2.2. Xác định kích thước cửa xả cho máy nghiền công đoạn 2........................…........23

2.2.3. Tính thành phần hạt của sản phẩm sau công đoạn nghiền 2.......................….....24

2.2.4. Tổng thành phần hạt của sản phẩm thu được sau 2 công đoạn nghiền......….....25

2.3. Tính toán lựa chọn sàng……………………………………………...............…...........27

2.3.1. Tính chọn sàng trung gian thứ nhất......................................................….............27

2.3.2. Tính chọn sàng trung gian thứ hai............................................................….........29

2.3.3. Tính chọn sàng sản phẩm......................................................................…...........31

2.4. Kết luận chương……………………………………………………..…................….....33

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY....................................................................36

3.1 Mô tả máy thiết kế……………………………………………......….......…....…...........36

3.1.1. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền má lắc phức tạp........................................….............36

3.1.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy nghiền má lắc phức tạp.........................…....36

3.1.3. Sơ đồ cấu tạo và chức năng các bộ phận................................................…........38

3.2. Tính toán các thông số cơ bản của máy thiết kế…………………...…..........…........42

3.2.1. Kích thước cửa nạp, nạp liệu................................................................…............42

3.2.2. Góc kẹp đá α......................................................................................…...............43

3.2.3. Hành trình má nghiền........................................................................…................44

3.2.4. Số vòng quay hợp lý của trục lệch tâm................................................….............46

3.2.5. Năng suất.............................................................................................….............47

3.2.6. Công suất động cơ..............................................................................…..............48

3.2.7. Tính toán bánh đai........................................................................…....................49

3.2.8. Tính toán bánh đà...........................................................................…..................54

3.2.9. Trục lệch tâm......................................................................................…...............54

3.3. Đặc điểm vận hành, sửa chữa bảo trì máy……………………......….......................55

3.3.1. Lắp ráp và vận hành máy......................................................................…............55

3.3.2. Sữa chữa máy.....................................................................................…..............57

3.4. Kết cấu các bộ phận máy……………………………………..….….......................….60

KẾT LUẬN......................................................................................................................62

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................62

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh phát triển kinh tế và đô thị hóa nhanh chóng, ngành xây dựng tạo ra một lượng lớn rác thải là chất thải phá rỡ công trình như: bê tông, gạch ngói, kim loại, nhựa, gỗ và các loại vật liệu khác. Nếu không được xử lý đúng cách, các loại rác này có thể gây ô nhiễm nguồn nước, đất và không khí. Nhiều vật liệu xây dựng có thể tái chế nhưng lại bị thải bỏ, gây lãng phí tài nguyên thiên nhiên. Đặc biệt là gạch và bê tông từ phá rỡ công trình nếu được chế biến sẽ trở thành cốt liệu có giá trị thay thế nguyên liệu tự nhiên (đá vôi, cát) trong sản xuất bê tông, vữa, …

Máy kẹp hàm nghiền là một thiết bị quan trọng trong quá trình tái chế chất thải phá rỡ công trình. Máy có chức năng nghiền các vật liệu cứng như bê tông, gạch đá để tạo ra cốt liệu tái sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng như gạch không nung, bê tông tái chế, … Việc thiết kế và chế tạo một máy kẹp hàm nghiền phù hợp với điều kiện thực tế là một yêu cầu cấp thiết, giúp nâng cao hiệu suất xử lý và đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra.

Đề tài “Tính toán thiết kế máy kẹp hàm nghiền phế thải phá dỡ công trình (gạch, bê tông) để sản xuất vật liệu xây dựng” nhằm nghiên cứu, tính toán và đề xuất một mô hình máy nghiền hiệu quả, đảm bảo các tiêu chí về công suất, độ bền và tính kinh tế. Nội dung đề tài sẽ tập trung vào việc phân tích nguyên lý làm việc của máy kẹp hàm, lựa chọn các thông số thiết kế phù hợp và tính toán các chi tiết chính để đảm bảo máy hoạt động ổn định, bền bỉ. Việc ứng dụng công nghệ hiện đại sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm tái chế, góp phần phát triển ngành xây dựng bền vững

Được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy : ThS .…………… đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Tuy nhiên, do thời gian có hạn, khối lượng kiến thức lớn, kiến thức thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi một số thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy giáo và các bạn sinh viên.

 Em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                                                         Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                        Sinh viên thực hiện

                                                                                                                         (Ký)

                                                                                                                            ………………….

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU PHÁ DỠ CÔNG TRÌNH

1.1. Giới thiệu chung

Công nghiệp xây dựng và phát triển đô thị ngày càng phát triển, kéo theo đó là sự gia tăng khối lượng phế thải từ các công trình xây dựng. Phế thải từ hoạt động phá dỡ công trình là một trong những nguồn chất thải xây dựng lớn nhất, bao gồm nhiều loại vật liệu khác nhau. Nếu không được xử lý đúng cách, chúng có thể gây ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên. Tuy nhiên, nhiều loại vật liệu thải có thể được tái chế và sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng. (thêm hình ảnh phá rỡ công trình)

1.2. Các loại phế thải phá dỡ công trình

1.2.1. Phân loại phế thải phá dỡ công trình

Để tận dụng tối đa giá trị tái sử dụng từ các công trình bị phá dỡ, việc phân loại phế thải là bước vô cùng quan trọng. Các phế thải phá dỡ công trình có thể chia thành những loại chính sau:

a) Phế liệu vô cơ (bê tông, gạch, đá, xi măng vụn, vữa,…):

* Đặc điểm - tính chất:

Là các vật liệu không cháy, có độ cứng và độ bền cao.

Khối lượng lớn, chiếm tỷ lệ cao trong tổng lượng phế thải xây dựng.

Khó phân hủy trong môi trường tự nhiên, nhưng tương đối dễ xử lý cơ học.

* Tác dụng sau khi tái chế:

- Bê tông tái chế: được nghiền nhỏ làm cốt liệu cho bê tông mới, nền đường, hoặc làm lớp lót móng công trình.

- Gạch, đá vụn: dùng làm vật liệu san lấp, cải tạo đất, hoặc nguyên liệu phụ gia cho sản xuất vật liệu xây dựng.

c) Chất thải hữu cơ và vật liệu dễ phân hủy (gỗ, nhựa, cao su, vật liệu phủ bề mặt, …):

* Đặc điểm - tính chất:

Có khả năng phân hủy hoặc tái sử dụng tùy theo loại vật liệu.

Một số loại như nhựa và cao su nếu không xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường.

Gỗ thường bị ảnh hưởng bởi mối mọt, mục nát nếu không được bảo quản tốt.

* Tác dụng sau khi tái chế:

- Gỗ: tái chế thành ván ép, đồ nội thất, hoặc làm chất đốt sinh khối.

- Nhựa: phân loại và tái chế thành ống nhựa, vật dụng sinh hoạt, hoặc nguyên liệu sản xuất composite.

d) Một số chất thải khác (sơn, bóng đèn,…)

* Đặc điểm - tính chất:

Gồm các chất thải nguy hại hoặc khó xử lý.

Có thể chứa kim loại nặng, hóa chất độc hại (chì, thủy ngân, dung môi…).

Cần được thu gom và xử lý theo quy định nghiêm ngặt của cơ quan môi trường.

* Tác dụng sau khi tái chế:

- Sơn: có thể thu hồi dung môi hoặc xử lý nhiệt để tận dụng nhiệt lượng.

- Bóng đèn huỳnh quang, đèn LED: tách chiết thủy ngân, thủy tinh, kim loại để tái chế; phần còn lại được xử lý chuyên biệt.

1.2.3 Quá trình thu gom, vận chuyển và tái chế

* Hình ảnh cả quy trình thu gom, vận chuyển và tái chế:

- Thu gom và phân loại: (hình ảnh):

Các phế thải từ công trình xây dựng như gạch, bê tông, sắt thép, gỗ và nhựa cần được thu gom và phân loại trước khi mang đi tái chế. Việc phân loại giúp tối ưu hóa quá trình tái chế, đảm bảo chất lượng vật liệu tái chế.

- Vận chuyển: (hình ảnh):

Phế thải cần được vận chuyển đến các cơ sở tái chế hoặc các nhà máy xử lý vật liệu xây dựng. Quá trình này đòi hỏi các phương tiện vận chuyển có khả năng chịu tải trọng lớn và đảm bảo an toàn trong suốt quá trình di chuyển.

- Tái chế: (hình ảnh):

Sau khi vận chuyển, các phế thải được nghiền nhỏ và tái chế thành các vật liệu như cốt liệu bê tông, vữa, gạch tái chế hoặc các vật liệu xây dựng khác.

1.2.4. Giới thiệu và phân loại máy đập nghiền trong công nghiệp vật liệu xây dựng

Có nhiều loại máy nghiền được sử dụng trong công nghiệp vật liệu xây dựng, bao gồm:

a) Máy nghiền hàm:

* Nguyên lý hoạt động: Máy kẹp hàm là loại máy nghiền được sử dụng rộng rãi để nghiền các vật liệu cứng như đá, bê tông và gạch. Nó hoạt động dựa trên cơ chế kẹp giữa hai hàm nghiền, với một hàm cố định và một hàm di động. Khi hàm di động chuyển động, nó sẽ nghiền nát vật liệu giữa các hàm.

c) Máy nghiền trục:

* Nguyên lý hoạt động: Máy nghiền trục sử dụng hai trục quay để nghiền vật liệu. Vật liệu được nạp vào giữa hai trục và bị nghiền nhỏ do tác động của lực nén.

d) Máy nghiền búa:

* Nguyên lý hoạt động: Máy nghiền búa hoạt động bằng cách sử dụng các búa quay nhanh để tác động lên vật liệu, làm vỡ vật liệu thành các mảnh nhỏ.

f) Máy đập kiểu khí động:

* Nguyên lý hoạt động: Máy đập kiểu khí động sử dụng không khí để tạo ra lực tác động lên vật liệu, giúp nghiền vật liệu thành các hạt nhỏ.

h) Máy đập kiểu đĩa:

* Nguyên lý hoạt động: Máy đập kiểu đĩa sử dụng các đĩa quay để nghiền vật liệu thành các mảnh nhỏ.

1.2.6 Lựa chọn máy nghiền hàm

- Khả năng “xé nát” bền bỉ:
Máy nghiền hàm vận hành trên nguyên lý giản đơn: hai tấm hàm ép trái chiều, nghiền vụn mọi loại vật liệu cứng như đá, quặng, sắt vụn. Sự mộc mạc trong cơ chế giúp cô ấy hoạt động bền bỉ, chịu được tải lớn mà vẫn chẳng hề than vãn.

- Tỉ lệ nghiền cao, hạt sản phẩm đồng đều:
Hạt vật liệu sau khi đi qua “ái tình” của hàm nghiền thường có kích thước tương đối đồng đều, giúp quá trình tuyển lựa, phân loại về sau trở nên nhẹ nhàng như gió thoảng. Tỉ lệ giảm kích thước tuyệt vời – giấc mơ của bất kỳ kỹ sư cơ khí nào.

- Thiết kế đơn giản - bảo trì dễ dàng:
Cấu trúc không rườm rà, chỉ gồm vài chi tiết chuyển động chính, khiến công tác giám sát, bảo dưỡng trở thành “niềm vui” chứ không phải “cơn ác mộng”. Thay thế bộ hàm mới khi mòn cũng nhanh gọn như “thay áo mới” cho nàng.

CHƯƠNG 2:  LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

- Sơ đồ công nghệ của trạm nghiền sàng được xác định theo các đặc tính của vật liệu trước khi nghiền, những yêu cầu đối với các sản phẩm nghiền,những thiết bị có thể sử dụng được,năng suất của máy.

- Sơ đồ công nghệ của nhà máy có thể có các loại: sơ đồ 1 công đoạn nghiền, 2 công đoạn nghiền, 3 và 4 công đoạn nghiền,có thể làm việc với chu trình kín hoặc hở theo từng máy móc thiết bị.

- Các số liệu thiết kế:

+ Trạm nghiền có năng suất Q = 135 m³/h.

+ Đá có cường độ nén = 140 MN/m² = 14000 N/cm² ; D_max= 720 mm E = 58000MN/m².

+ Sản phẩm là đá có d_max= 40 mm,được phân loại theo các cỡ hạt (0÷5),(5÷10),(10÷20),(20÷40) mm

- Từ bảng 2.1 chọn sơ đồ nghiền 2 công đoạn với các máy và thiết bị được bố trí như hình 2.1.

* Nguyên lí làm việc cửa sơ đồ công nghệ:

Đá được khai thác và vận chuyển bằng ô tô tới nhà máy sản xuất đổ vào bunke chứa liệu 1,từ bunke vật liệu được đưa vào máy nghiền 4 qua băng tải 2,sàng ghi 3,sản phẩm cả quá trình nghiền 1 được sàng qua trung gian 1 phân loại sản phẩm và vật liệu đem nghiền tiếp ở công đoạn 2 bằng máy nghiền  8,sản phẩm của quá trình nghiền 2 được phân loại ở sàng trung gian 2 ra 2 loại là sản phẩm dùng được và sản phẩm chưa đạt cần nghiền lại ở chu trình kín.Lượng lọt sàng trung gian 2 được vận  chuyển tới sàng sản phẩm để phân loại cỡ hạt ra từng loại kích thước sản phẩm theo yêu cầu.

2.1. Các loại máy nghiền cho công đoạn 1.

2.1.1. Chọn loại máy.

- Năng suất theo tính toán để chọn máy:

Q_t = k.Q/k_sd

Trong đó :

Q : Năng suất dây chuyền, Q = 135 m³/h

k : Hệ số nạp vật liệu không đều, k  = 1,1-1,15 chọn k=1,1.

k_sd: Hệ số sử dụng thời gian, k_sd= 0,95

- Để nghiền đá có kích thước D_max = 720 mm và năng suất Q_t =157 m³/h có thể sử dụng 1 trong 2 phương án sau:

+ Phương án A: máy nghiền má lắc phức tạp PE 900 theo “Sổ Tay Máy Xây Dựng”

+ Phương án B: máy nghiền má lắc phức tạp NHHP-9x12 của hãng Hòa Phát Việt Nam. (https://thietbihoaphat.com/products/may-nghien-ham)

2.1.2. Tính kích thước cửa xả cho máy nghiền công đoạn 1.

Với năng suất của dây truyền Q_tt = 157 m³/h dựa vào đồ thị ta có kích thước cửa xả tương ứng của các phương án sau:

2.2. Tính và lựa chọn máy nghiền cho công đoạn 2.

2.2.1. Chọn máy nghiền công đoạn 2.

- Chọn máy nghiền cho công đoạn này cũng theo kích thước lớn nhất của đá nạp vào máy và năng suất.Kích thước đá nạp lớn nhất vào máy nghiền ở công đoạn 2 (D_max2) chính là kích thước lớn nhất của đá ra khỏi máy nghiền ở công đoạn 1 (d_max1). Kích thước này được xác định theo công thức:

D_max2 = d_max1 = b₁.φ₁       (2.3)

Trong đó:

b₁: Kích thước cửa xả máy nghiền ở công đoạn 1, b₁ = 150 mm:

φ₁: Hệ số lấy ở điểm cắt nhau giữa đường cong thành phần hạt và trục d/b, φ₁= 2

=> d_max1 = 2.150=300 (mm)

- Ngoài ra năng suát nghiền công đoạn 2 phải đạt tối thiểu là:

Q_ct = 1,75.Q = 236 (m³.h)         (2.5)

Vậy với tính toán ở trên ta có kích thước đá nạp D_1max = 300 mm vào công đoạn 2 và năng suất của công đoạn 2.Theo ta chọn máy nghiền với 2 phương án:

+ Phương án A:Máy nghiền côn vừa và nhỏ KCD - 2200 RP theo “Sổ Tay Máy Xây Dựng”

+ Phương án B: Máy nghiền nghiền côn vừa và nhỏ PYB-2200

2.2.2. Xác định kích thước cửa xả cho máy nghiền công đoạn 2.

- Ta phải xác định kích thước cửa xả sao cho toàn bộ đá sau khi nghiền ở công đoạn nà nhỏ hơn kích thước lớn nhất của sản phẩm yêu cầu khi đó sẽ không phải nghiền lại.

- Từ điều kiện đảm bảo vệ sinh môi trường, hay ít bụi đá nhất với số lượng đá (0-5) mm chiếm tỷ lệ 5% nhờ đồ thị đường cong ứng với trục tung có giá trị 95%  thì d/b₂ = 0,13 từ đây b₂ =38,46 (mm), chọn b₂ = 40 mm.

- Chọn d_2max= 2,6.40 = 104 mm.

2.2.4. Tổng thành phần hạt của sản phẩm thu được sau 2 công đoạn nghiền.

- Tất cả đá phân xưởng nghiền phải được đưa qua hệ thống sàng,thành phần hạt của đá được xác định bằng tổng các thành phần hạt của đá ở các công đoạn nghiền.Tổng thành phần hạt của một cỡ hạt bất kỳ có thể tính theo công thức:

f_∑ = a.f₁+c(1-q).f₂ %   (2.8)

Trong đó :

a: Dòng vật liệu đầu vào, a=1.

C : Lượng đá sau công đoạn 1 cần nghiền lại ở công đoạn 2 (tính bằng phần đơn vị), c = 0,87

q : Trọng lượng đá phải nghiền lại, q = 0,55

- Từ đó ta xác định được tổng thành phần hạt của đá sản phẩm như bảng 2.11.

- Từ nhưng thông số của B2.13 trên ta đi tính chọn máy sàng với sơ đồ công nghệ như hình 2.7.

2.3. Tính toán lựa chọn sàng.

2.3.1. Tính chọn sàng trung gian thứ nhất.

- Sơ đồ tính sang trung gian thứ nhất:

Sơ đồ tính sàng  trung gian thứu nhấ thể hiện như hình dưới.

 - Số mặt sàng :1 (phân loại vật liệu thành 2 loại ).

 - Kích thước mắt sàng nhận theo giới hạn cỡ hạt d = 40 mm.

 - Ta xác định như sau:         

42% -100%

25%-x%

 - Theo giá trị x = 60% , tra theo bảng 4.17 sổ tay Máy Xây Dựng ta xác định được k₃=1,09.

=> F_i = Q₁/q.m.k₁.k₂.k₃ = 4,67 (m²)

 - Khi chọn máy cần lưu ý đến kích thước hạt lớn nhất cho phép rơi xuống mặt sàng.

Ở đây kích thước đá lớn nhất ra khỏi máy nghiền má lắc phức tạp 300 mm.

 - Với kích thước đá sàng lớn nhất là 300 mm,ta chọn loai sàng C-725 của Liên Bang Nga với diện tích mặt sàng là 8 m² theo “Sổ Tay Máy Xây Dựng”.

2.3.3. Tính chọn sàng sản phẩm.

- Sơ đồ tính chọn sang sản phẩm:

Sơ đồ tính chọn sang sản phẩm thể hiện như hình dưới.

- Trong máy sàng ta phải phân loại sản phẩm thành 4 loại theo cỡ hạt : 0-5;5-10,10-20,20-40

- Vậy máy sàng phải có 3 mặt sàng với 3 kích thước mắt sàng là 20 mm,10mm và 5mm.Mặt sàng bố trí theo phướng pháp song song như sơ đồ trên.

2.3.3.1. Tính sàng phân loại 1.

- Kích thước mắt sàng nhận theo giới hạn cỡ hạt:d=20mm.

 - Diện tích mặt sàng cần thiết được tính theo công thức:

F₃₁ = Q₃₁/q.m.k₁.k₂.k₃  (m²)         (2.10)

Trong đó:

Q₃ : Năng suất cần thiết của máy sàng,với Q3 = 157  .

q: Năng suất riêng của máy,tra theo bảng 4.15 sổ tay Máy Xây Dựng với d =20 mm thì q = 43 .

m: Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại vật liệu và loại máy sàng,với sành nghiêng,vật liệu đá dăm thì:m=0,5.

k₁: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng mặt sàng.với góc nghiêng 20^o thì k₁= 1,17.

k₂: Hệ số phụ thuộc hàm lượng phần tram của vật liệu có kích thước nhở hơn kích thước mắt sàng có trong vật liệu ban đầu,với hàm lượng sản phẩm dưới 20mm trong vật liệu đem sàng là 48,63% thì k₂= 0,9.

k₃ : Hệ số phụ thuộc hàm lượng phần tram của vật liệu có kích thước nhở hơn ½ kích thước mắt sàng có trong vật liệu lớp dưới. với d = 10mm,hàm lượng là 24,3 %.

 - Ta xác định như sau:        

 48,63%  - 100%

24,3% - x%

- Theo giá trị x = 49,96% , tra theo bảng 4.17 “Sổ tay Máy Xây Dựng “ta xác định được k₃=0,92.

=> F₃₁ = 7,53  (m²)

2.3.3.3. Tính sàng phân loại 3.

- Kích thước mắt sàng nhận theo giới hạn cỡ hạt:d = 5 mm.

- Diện tích mặt sàng cần thiết được tính theo công thức:

F₃₃ = Q₃₃/q.m.k₁.k₂.k₃  (m²)         (2.12)

Trong đó:

Q₃₃ : Năng suất cần thiết của máy sàng với Q₃₃= 157.0,0972=15,26

q: Năng suất riêng của máy,tra theo bảng 4.15”sổ tay Máy Xây Dựng” với d=5 mm thì q= 12 .

m: Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại vật liệu và loại máy sàng,với sành nghiêng,vật liệu đá dăm thì:m = 0,5.

k₁: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng mặt sàng.với góc nghiêng 20^o thì k₁=1,17.

k₂: Hệ số phụ thuộc hàm lượng phần tram của vật liệu có kích thước nhở hơn kích thước mắt sàng có trong vật liệu ban đầu,với hàm lượng sản phẩm dưới 10mm trong vật liệu đem sàng là 9,72 % thì k₂= 0,58.

k₃: Hệ số phụ thuộc hàm lượng phần tram của vật liệu có kích thước nhở hơn ½ kích thước mắt sàng có trong vật liệu lớp dưới với d=2.5mm do cỡ hạt này không tính nên lấy k₃= 1.

=> F₃₃ = 3,75₃  (m²)

 - Với các thông số tính toán diện tích mặt sàn càn thiết ở trên ta chọn loại sàng rung 3YK2160 với diện tích mặt sàng là 12,6 m² có số mặt sàng là 3.

2.4. Kết luận chương.

Trong bối cảnh ngành xây dựng phát triển mạnh mẽ và đô thị hóa ngày càng tăng, lượng chất thải xây dựng - đặc biệt từ hoạt động phá dỡ công trình – đang ngày càng lớn, đặt ra thách thức không nhỏ đối với môi trường và quản lý tài nguyên. Tuy nhiên, nhiều loại vật liệu phá dỡ như bê tông và gạch có tiềm năng tái chế cao, nếu được thu gom và xử lý đúng cách sẽ góp phần giảm thiểu chất thải rắn, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và hướng tới phát triển bền vững.

Trong số các loại phế thải, gạch và bê tông được lựa chọn làm nguyên liệu tái chế chủ đạo do chiếm tỷ trọng lớn, dễ thu gom và khả năng tái sử dụng cao sau khi nghiền. Tuy nhiên, để tối ưu hóa hiệu quả của quá trình này, việc ứng dụng công nghệ và thiết bị phù hợp là điều hết sức quan trọng. Trong đó, máy kẹp hàm là một trong những thiết bị được đánh giá cao về hiệu quả nghiền các vật liệu cứng như gạch và bê tông, với ưu điểm nổi bật như cấu tạo đơn giản, độ bền cao và khả năng xử lý nhanh chóng vật liệu có kích thước lớn.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY

3.1. Mô tả máy thiết kế.

- Nhiệm vụ thiết kế trạm nghiền sàng đá răm xây dựng với năng suất dậy chuyền là 135 m³/h em đã tính toán và chọn máy nghiền má lắc phức tạp ở công đoạn 2 của dây chuyền sản xuất đá răm.Máy thiết kế đảm bảo những yêu cầu sau:

- Kích thước đá nạp lớn nhất : D_max= 720 mm

- Kích thước đá xả lớn nhất: d_max= 40 mm

- Năng suất của máy : Q = 157 m³/h

3.1.1. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền má lắc phức tạp.

Sơ đồ cấu tạo máy nghiền má lắc phức tạp thể hiện như hình dưới.

3.1.3. Sơ đồ cấu tạo và chức năng các bộ phận.

3.1.3.1. Sơ đồ dẫn động.

Sơ đồ dẫn động như hình 1.3.

3.1.3.2. Cơ cấu điều chỉnh cửa xả.

- Cơ cấu điều chỉnh cửa xả thể hiện như hình dưới.

- Nhiệm vụ của cơ cấu này là điều chỉnh kích thức đá sản phẩm theo yêu cầu. Vì vậy cơ cấu này có vai trò quan trọng của máy. Để điều chỉnh kích thước đá sản phẩm thì người ta thường dùng 2 phương án đó là:

+ Dùng tấm đệm có chiều dày khác nhau chèn vào đầu thanh chống, thường sử dụng với các loại máy nhỏ do có ưu điểm là cấu tạo đơn giản và tải phù hợp, còn nhược điểm là mất nhiều thời gian cho việc tháo lắp điều chỉnh.

+ Dùng nêm ngang: Trong kết cấu điều chỉnh cửa xả của máy ta dùng loại nêm ngang. Loại này có kết cấu điều chỉnh cửa xả đơn giản, khi điều chỉnh thì chỉ cần xoay trục điều chỉnh có ren hai chiều nhờ bu lông bố trí trên trục được liên kết cố định theo khung nên nêm điều chỉnh di chuyển làm thay đổi vị trí của thanh chống .

3.1.3.3. Cơ cấu an toàn.

- Cơ cấu an toàn cơ : bộ truyền đai và thanh chống có tiết diện đặc biệt, ly hợp ma sát.Bộ truyền đai có tác dụng khi nghiền phải vật liệu quá cứng, khi đó mo men truyền từ động cơ không được truyền đến trục nữa.Sử dụng thanh chống đặc biệt phòng trường hợp gặp sự cố không nghiền được vật liệu thì thanh chống bị gãy bảo vệ các bộ phận khác của máy.Thanh căng kéo má nghiền để mở rộng cửa xả khi quá tải gặp vật liệu cứng khó vỡ.

 - Chức năng của cơ cấu căng :

+ Tạo mối liên kết giữa má động, tay biên và thanh chống

+ Hỗ trợ việc kéo dứt khoát má động ra khỏi má tĩnh ở chu kì xả đá.

3.1.3.5. Cụm má lắc di động.

- Máy nghiền má có 2 má nghiền : má nghiền tĩnh và má nghiền di động. Khoảng không gian giữa 2 má nghiền kết hợp với 2 thành bên của máy tạo thành buồng nghiền, mở rộng dần lên trên.

+ Má nghiền tĩnh được lắp cố định với thân máy còn má nghiền động được lắp thêm trục. Vật liệu làm má nghiền thường là gang.

+ Má di động được làm từ thép đúc toàn khối, tiết diện dạng hộp, được treo vào trục. Phía dưới của má động có rãnh để ghép nối với thnah chống trước, trên bề mặt của má động có các tấm lót. Để tấm lót không bị dịch chuyển dọc và ngang, bề mặt trêm các vấu nghiền có các vấu chắn và phía dưới có gờ đỡ. Tấm lót được kẹp nhờ có bulong và nêm và giữ bulong đầu chìm.

- Tấm lót nghiền :

+ Các tấm lót nghiền được lắp trên 2 má, hình dạng có tiết diện có gân lớn bố trí so le nhằm tang khả năng phá vỡ đá. Khi 2 má ép vào nhau sẽ xảy ra các quá trình: ép, chẻ và uốn.

+ Các tấm lót làm việc trong điều kiện khóc liệt, chịu mài mòn do đó nó thường được làm bằng thép hợp kim có độc cứng và chịu được mài mòn cao.

3.2. Tính toán các thông số cơ bản máy thiết kế

3.2.1. Kích thước cửa nạp, nạp liệu.

a) Chiều rộng cửa nạp b:

Chiều rộng cửa nạp được tính theo công thức”

B ≥ Dmax /0,85     (4.1)

Trong đó: D_max: Kích thước vật liệu đá nạp lớn nhất, D_max = 720 mm

=>B ≥ 720 /0,85 = 847,05 (mm)

=> Chọn B = 900 mm

b) Chiều rộng cửa xả b:

Từ chiều rộng cửa xả xác định theo công thức sau :

d_max = 1,2b (mm) (4.2)

=> b = d_max/1,2 = 300/1,2 = 250 (mm)

3.2.2. Góc kẹp đá α.

 - Xét viên đá tại vùng làm việc của má nghiền, ta có sơ đồ tác dụng lực lên má nghiền như hình 3.8.

- Góc kẹp đá α được xác định để đảm bảo viên đá nằm giữa 2 má nghiền không bị bật ngược lên trên. Khi hai má nghiền ép sát vào nhau, viên đá chịu lực ép của má nghiền P, lực đẩy R và lực ma sát F

Với : f=0,2 thì =11,3⁰. Suy ra α ≤ 22,6⁰

Thông thường α = 15⁰ ÷ 22⁰.

Ta chọn α = 20⁰.

3.2.4. Số vòng quay hợp lý của trục lệch tâm.

- Sơ đồ tính số vòng quay hợp lý của trục lệch tâm là số vòng quay để đảm bảo năng suất của máy lớn nhất. Quan sát chuyển động của vật liệu ở phần dưới của buồng nghiền khi máy làm việc. Khi má di động tách xa má cố định vật liệu đã được nghiền rơi xuóng phía dưới và rơi ra cửa xả. Để có năng suất cao trong khi má nghiền di động tách xa má cố định, vật liệu nghiền có thể tích là hình lăng trụ phải rơi được 1 đoạn h đẻ thoát ra khỏi buồng nghiền do trọng lực.

 - Gọi thời gian khối vật liệu rơi tự do với chiều cao h là t_r, thời giam má động đi hết hành trình xả là t_x, ta có điều kiện xả hết khối vật liệu đã nghiền là :

t_x ≥ t_r

 Thay số được: n = 4,167 (vòng/giây)

3.2.6. Công suất động cơ.

Theo định luật thể tích, giáo sư M.IA-Xapônhicốp đã đưa ra công thức với các điều chỉnh để xác định công suất động cơ:

Từ bảng 3.1. Ta tháy với B = 900 mm ta có K = 0,648 =>

K₁: Hệ số điều chỉnh độ bền vật liệu theo kích thước.

D_tb, d_tb: Kích thước trung bình của vật liệu nạp và vật liệu sản phẩm.

Với: D_max = 0,85.B = 0.85.900 = 765 mm, D_tb = 0,5.D_max = 0,5.765=385,5 mm và d_tb = 0,5.d_max = 20 mm.

=> Vậy với D_tb = 385,5 mm, nội suy ta được K₁ = 0,97

Ta có:

σ_n Giới hạn bền của vật liệu, σ_n =140 MN/m² = 140.106  N/m².

L: Chiều dài buồng nghiền, L= 1,2 m.

n: Số vòng quay của trục, n= 4,167 v/s.

E: Môđun đàn hồi, E = 58000MN/m² = 5,8.10¹⁰ N/m².

Thay số được: N = 122,11 (kW)

Từ tính toán trên ta chọn động cơ điện 3K315M4 của hãng VIHEM có thông số kĩ thuật như bảng 3.3.

3.2.7. Tính toán bánh đai.

3.2.7.1. Thông số thiết kế bộ truyền đai.

- Bộ truyền đai thường được dùng để truyền dẫn giữa các trục tương đối xa nhau và yêu cầu làm việc êm. Bộ truyền có kết cấu khá đơn giản và có thể giữ an toàn cho các

chi tiết máy khác khi bị quá tải đột ngột. Tuy nhiên vì có trượt giữa đai và bánh đai nên tỉ số truyền không ổn định.

 - Bộ truyền đai có thể làm việc với công suất lên đến 1500 KW, nhưng thường dừng trong khoảng 0,3 500 KW. Tỷ số truyền của bộ truyền đâi dẹt thường không quá 5, đối với bộ truyền đai có răng i có thể đến 10, đối với bộ truyền đai hình thang i không quá 10.

 - Các số liệu ban đầu có như sau:

+ Công suất cần truyền trên trục dẫn: P = 132 KW.

+ Số vòng quay của trục dẫn: n₁ = 1480 v/p.

+ Số vòng quay của trục bị dẫn: n₂ = 250 v/ph.

- Chọn đai đúc bằng vật liệu GX12-28.

3.2.7.4. Tính toán đường kính bánh đai lớn.

Ta có công thức:

D₂ = i.D₁.(1- = m₁/m₂.D₁.(1-e)  (mm) (4.18)

Trong đó:

e: Hệ số trượt. e= 0,02

=> D₂ =1625 (mm) (4.18)

- Trị số sai lệch:

∆_n = n₂-n₂/n₂ = 4%      (4.19)

Với ∆_n< 5% nên thỏa mãn 4.21.

3.2.7.7. Tính góc ôm đai.

- Góc ôm đai được tính :

Thay số ta được: α₁ = 135 ≥ 120⁰

Vậy góc ôm thỏa mãn điều kiện.

3.2.8. Tính toán bánh đà.

- Chọn bánh đà đúc bằng vật liệu GX 12 - 28.

- Chọn đường kính bánh đà có kích thước bằng đường kính đai lớn: D = 1760 mm.

3.2.9. Trục lệch tâm.

- Vì trục lệch tâm làm việc trong điều kiện chịu tải lớn, va đập. Để đảm bảo an toàn trong khi làm việc ta chọn thép 40 Cr (40X) có nhiệut luyện là thép có độ bền cao.

 - Thép 40X tôi cải thiện đối với đường kính từ 180 - 250 mm có các thông số là:

+ Độ cứng sau khi tôi HB = 210-240.

+ Giới hạn chảy: σ_ch = 500 (N.mm²)

- Đường kính trục sơ bộ :

=> d = 177,32 mm , chọn d = 250 mm

3.3. Đặc điểm vận hành, sửa chữa bảo trì máy

3.3.1. Lắp ráp và vận hành máy.

3.3.1.1. Lắp ráp máy.

a) Trình tự lắp ráp:

- Máy nghiền má khi làm việc gây chấn động mạnh, cho nên phải lắp nó trên một bệ (giá) máy có độ cứng vững lớn hay đặt trên một bệ bê tông nặng gấp (8 ÷10) lần trọng lượng bản thân máy. Máy không được đặt gần cột nhà hay trần nhà.

- Trình tự lắp đặt máy có thể tiến hành như sau:

+ Đặt thân máy lên bệ kèm theo cả bulông

+ Kiểm tra thân máy theo các đường trục, chiều cao và các mặt ngang. Để kiểm tra độ lệch của máy so với mặt phẳng nằm ngang ta dùng thước nivô chia vạch 0,1 ÷ 0,2 trên 1m dài. Khi hiệu chỉnh máy nên dựa vào lỗ tiện trong các hốc ổ trục lệch tâm. Theo các số liệu tổ chức lắp ráp và kinh nghiệm vận hành tích luỹ có thể cho phép độ lệch của thân so với mặt phẳng nằm ngang là 0,1mm trên 1 mét dài. Sau khi hiệu chỉnh xong dùng các miếng chèn mỏng xiết lần lượt các bulông nếu dùng giá máy hoặc đổ dung dịch kết dính vào lỗ bulông ở bệ nếu dùng bệ bê tông, khi dung dịch kết dính đã đông rắn rồi thì bắt đầu xiết chặt các bu lông bệ.

+ Lắp má động: để được nhanh chóng và hợp lý người ta tiến hành lắp ráp má động vào trục lệch tâm ở bãi riêng cùng với tấm lót, bạc tiếp xúc với tấm chống.

+ Lắp đặt cụm chi tiết trục lệch tâm, má động lên gối đỡ trục. Người ta kiểm tra khớp động của trục và ổ dựa trên lớp sơn. Khi đó độ áp khít không được nhỏ hơn 75% cutxinê dưới . Khi rà vị trí nào cao phải được cạo đi bằng dao cạo.

b) Chạy thử máy:

Sau khi hiệu chỉnh toàn máy đóng máy vào mạng điện cho chạy thử không tải trong thời gian (3 ÷ 5) phút rồi mới cho đá vào một cách từ từ. Nếu là máy mới lắp lần đầu tiên cho máy chạy không tải khoảng (7 ÷ 8) giờ. Chú ý lượng tiêu hao điện năng trong hành trình không tải không được dao động thấy rõ.

3.3.1.2. Vận hành máy.

 - Khởi động phần điện: Trước khi khởi động hệ thống người thợ vận hành phải tiến hành các bước sau :

+ Kiểm tra các đường cáp điện xem có bị trầy xước, đứt gãy hay không. Nếu có phải sửa chữa ngay hoặc báo cáo cho người có thẩm quyền giải quyết

+ Kiểm tra các công tắc an toàn, công tắc sự cố xem chúng đã ở trạng thái sẵn sàng cho hệ thống hoạt động chưa (đóng tất cả các công tắc an toàn, công tắc sự cố).

+ Tuân thủ những điều quy định khi vận hành máy:

1. Cấp liệu đều đặn vào máy nghiền nhờ các hệ thống cấp liệu. Khi nạp phải đều khắp thân máy. Tránh để rơi vật cứng vào buồng nghiền như bánh răng, cuốc xẻng ...

2. Trước khi nạp liệu phải cho máy chạy không tải (1 ÷ 2) phút. Lúc dừng máy phải dừng bộ phận cấp liệu trước và chờ cho máy đập hết vật liệu trong buồng nghiền rồi mới ngắt điện.

3. Kiểm tra thường xuyên dầu, mỡ bôi trơn, lực căng đai, sự xiết chặt các bulông trên máy.

3.3.2. Sữa chữa máy.

3.3.2.1. Khái niệm chung.

- Do sự chuyển động tương hỗ của các chi tiết khi máy làm việc hoặc giữa các chi tiết  và vật liệu khi gia công trên máy mà phát sinh ra quá trình mài mòn chi tiết, dẫn đến sự  phá huỷ các bề mặt làm việc của chi tiết máy, thay đổi cấu trúc lớp kim loại tiếp xúc với bề mặt làm việc, hình dáng, kích thước và thay đổi cả độ chính xác, tính chất của bề mặt làm việc. Những phần bị mài mòn nhiều nhất như: cổ trục, gối đỡ trục, ống lót, bánh đai và các tấm lót trong buồng nghiền, ống lót ở các khớp động giữa má động với tấm đẩy, giữa tấm đẩy với thân máy.

 - Sự mài mòn các chi tiết máy xuất hiện trong trường hợp như thế gọi là ma sát tự nhiên. Đến một lúc nào đó độ mài mòn tăng lên rất nhanh, chi tiết máy mất khả năng làm việc cần phải thay thế, phục hồi.

 - Để tránh những sai phạm kể trên, chúng ta phải thường xuyên theo dõi, xem xét để kịp thời sửa chữa những hỏng hóc khi vận hành. Bên cạnh đó phải lập kế hoạch định kỳ sửa chữa thay thế những chi tiết cần thiết. Người ta phân biệt 2 dạng sửa chữa: Sửa chữa không định kỳ và sửa chữa định kỳ.

3.3.2.2. Sữa chữa không định kỳ.

Thực chất của sửa chữa không định kỳ là sửa chữa những sự cố của máy (tức hỏng đâu sửa đó) không theo kế hoạch định trước. Yêu cầu về chất lượng sửa chữa hay yêu cầu về tình trạng của máy sau khi sửa chữa không qui định chặt chẽ, miễn sao cho máy bị hỏng hóc sau khi sửa chữa trở lại hoạt động bình thường. Vì vậy khi đó chẳng những công việc sửa chữa mà kế hoạch sản xuất cũng bị động.

Hư hòng, ngueyen nhân và biện pháp khắc phục như bảng 3.6.

3.3.2.3. Sửa chữa định kỳ.

 - Thực chất là sau một thời gian làm việc nhất định theo kế hoạch sửa chữa, phụ hồi, thay đổi một số chi tiết, hiệu chỉnh lại các tiêu chuẩn kỹ thuật đã định. Chu kỳ sửa chữa được tính từ lúc máy bắt đầu làm việc đến khi sửa chữa lớn hoặc giữa hai lần sửa chữa lớn.

 - Trong thực tế việc tổ chức sử chữa được chi làm 3 loại:

a) Sửa chữa nhỏ:

 - Sau khi máy làm việc từ  (600 ÷ 800) giờ phải tiến hành sửa chữa bao gồm:

+ Lau chùi ổ trục và các gối đỡ.

+ Thay tấm đập hoặc bồi thêm kim loại.

 - Thời gian ngừng máy sửa chữa là từ 3 ÷ 4 giờ.

c) Sửa chữa lớn:

 - Tiến hành khi máy làm việc được hơn 10.000 giờ, nội dung gồm:

+ Sửa chữa thân máy.

+ Thay toàn bộ các tấm đập.

+ Thay tấm chống.

+ Thay trục và gối đỡ.

3.4. Kết cấu các bộ phận máy

Sau khi tính toán và tiến hành vẽ thiết kế trên phần mềm 3D kết quả xây dựng được máy kẹp hàm nghiền như hình 3.12.

KẾT LUẬN

Qua thời gian làm đồ án Tốt nghiệp với đề tài : “Tính toán thiết kế máy kẹp hàm nghiền phế thải phá dỡ công trình (gạch, bê tông) để sản xuất vật liệu xây dựng” đã lựa chọn công nghệ và thiết bị nghiền phân loại đá xây dựng năng suất 135m³/h, thiết kế máy nghiền má lắc phức tạp cho dây chuyền. Em đã nỗ lực hết mình để hoàn thành đề tài được giao.

Trạm nghiền sàng đá dăm có tầm quan trọng rất lớn đối với ngành công nghiệp xây dựng và là yếu tố đầu tiên để xây dựng nên một công trình. Ngày nay nền công nghiệp nước ta đang trong quá trình phát triển một cách mạnh mẽ để theo kịp các nước trên thế giới .Với việc đẩy mạn công nghiệp hóa của nhà nước thì đòi hỏi chúng ta phải luôn cập nhật máy móc, công nghệ mới để tránh bị lạc hậu so với thế giới.Máy nghiền má lắc phức tạp là máy nghiền đang được sử dụng rộng rãi hiện nay nó có nhiều ưu điểm so với máy nghiền khác. Do vậy việc thiết kế máy nghiền má lắc phức tạp là việc cấp thiết đối với chúng ta. Với đề tài như trên em đã thiết kế máy nghiền má lắc phức tạp nghiền thô công suất

Qua quá trình làm đồ án em xin cảm ơn sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn thầy: ThS .……………. Tất nhiên trong quá trình làm không tránh khỏi sai sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy giáo để đổ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. PGS.TS.Vũ Liêm Chính (Chủ biên) - PGS.TS.Trần Văn Tuấn -ThS.Nguyễn Kiếm Anh - ThS.Nguyễn Thị Thanh Mai - KS.Đoàn Tài Ngọ, TS.Nguyễn Thiệu Xuân . Máy sản xuât vật liệu và cấu kiện xây dựng. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội - 2013

2. PGS.TS.Trịnh Chất, TS.Lê Văn Uyển. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1 và 2. Nhà xuất bản Giáo dục

3. Nguyễn Trọng Hiệp. Chi tiết máy, tập 1 và 2. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật

4. PGS.TS.Vũ Liêm Chính (Chủ biên) - PGS.TS.Trần Văn Tuấn - PGS.TS.Đỗ Xuân Đinh - KS.Nguyễn Mạnh Hùng - KS.Hoa Văn Ngũ - TS.Trương Quốc Thành .

Sổ tay máy xây dựng. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội - 2013.

5. PGS.TS.Ninh Đức Tốn, GVC.Nguyễn Thị Xuân Bảy. Giáo Trình Dung sai và kỹ thuật đo lắp ghép. Nhà xuất bản Giáo dục.

6. Catalog các hãng

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"