Đồ án Thiết kế máy nghiền búa trong hệ thống xử lý chất thải rắn

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung Trong cuộc sống xã hội hiện đại ngày nay, con người luôn bận rộn trong việc làm giàu và đổi đời, họ cố phát minh ra hàng loạt máy móc kỹ thuật và trang thiết bị hiện đại để giảm bớt sức lao động của con người. Nhưng đồng thời, họ cũng cho ra đời hàng trăm tấn rác thải mà không nghĩ về những hậu quả do nó gây ra. Mà phần lớn ở đây là rác thải rắn. / Sự hình thành chất thải rắn Chất thải rắn sinh ra từ hoạt động hàng ngày của con người. Rác sinh hoạt thải ra mọi lúc mọi nơi trong phạm vi thành phố hoặc khu dân cư, từ các hộ gia đình, khu thương mại, chợ và các tụ điểm buôn bán, nhà hàng, khách sạn, công viên, khu vui chơi giải trí, các viện nghiên cứu, trường học, các cơ quan nhà nước… Cuộc cách mạng về công nghiệp đã mang về nhiều lợi ích cho con người như nâng cao mức sống, công tác phục vụ ngày càng tốt hơn, nhưng đồng thời cũng sinh ra một lượng rác thải rắn khá lớn. Những năm đầu thập kỷ 80, chất thải rắn công nghiệp đặc biệt là chất thải độc hại đã trở thành vấn đề được quan tâm hàng đầu. Cho đến những năm 1990, khi các thông tin khoa học đang trình bày các vấn đề có thể xảy ra thì rác thải rắn đã liên tục gây ảnh hưởng đến môi trường và nhiều nước đã phải đầu tư không nhỏ để giải quyết vấn đề bằng các chương trình môi trường đặc biệt. Quản lý chất thải rắn là vấn đề then chốt của việc đảm bảo môi trường sống của con người mà các đô thị phải có kế hoạch tổng thể quản lý chất thải rắn thích hợp mới có thể xử lý kịp thời và có hiệu quả. / Những hợp thành chức năng của một hệ thống quản lý rác thải rắn. 1.2 Các kỹ thuật xử lý chất thải rắn sinh hoạt: Các công nghệ chủ yếu được thực hiện để xử lý rác thải sinh hoạt bao gồm: Công nghệ phân loại rác thải: Tách lọc hỗn hợp rác thải ra 10 nhóm nguyên liệu để phục vụ tái sinh, tái chế, tái sử dụng, đóng rắn và đốt thu hồi nhiệt sinh. Tận dụng tài nguyên từ rác. Tạo nguyên liệu cho các công nghệ tái chế tại nhà máy hay cung cấp cho các cơ sở tái chế chuyên ngành sản xuất các sản phẩm đạt tiêu chuẩn thương mại hóa trên thị trường. Công nghệ xử lý tái chế phế thải chất dẻo: Tách lọc, thu hồi từ rác. Sản xuất nhiều loại sản phẩm nhựa dẻo tái chế thân thiện môi trường, phục vụ các nhu cầu sinh hoạt, sản xuất của cộng đồng và tạo nguyên liệu cho ngành nhựa dẻo tái chế. Công nghệ xử lý nhiệt: Đốt các chất thải hữu cơ khó phân hủy, tạo nhiệt cung cấp cho các khâu sấy khô, giảm ẩm trong dây chuyền xử lý rác thải. Công nghệ đóng rắn áp lực: Tận dụng các phế thải trơ, vô cơ thay thế một phần nguyên liệu để sản xuất các loại gạch lát đường, bó vỉa hè đường và các loại gạch xây dựng công trình phụ. Công nghệ xử lý phân hủy chất thải hữu cơ: Tái sinh mùn hữu cơ, sản xuất các loại phân bón hữu cơ (hữu cơ vi sinh, hữu cơ khoáng đa vi lượng, mùn hữu cơ cải tạo đất,…) Do chất thải rắn sinh hoạt có chứa các thành phần hữu cơ chiếm tỷ trọng lớn (từ 44-50% trọng lượng) nên ta có thể tận dụng để sản xuất phân hữu cơ, cung cấp cho khu vực ngoại thành để cải tạo đất nông nghiệp, và như vậy việc áp dụng phương pháp ủ sinh học với các thành phần hữu cơ sẽ phù hợp. Ở nước ta quá trình xử lý rác thải chủ yếu là gom thủ công và đem tập trung tại các bãi rác và chôn lấp. Một bãi chôn rác vệ sinh có vẻ là một giải pháp ít tốn kém nhất, nhưng thực ra đó chỉ là bề ngoài. Một bãi chôn rác vệ sinh và an toàn đòi hỏi phải được trang bị các lớp lót đắt tiền để bảo vệ nguồn nước mặt và nước ngầm. Có hệ thống thu và xử lý khí và nước thải rò rỉ (nước rỉ rác), cũng như hệ thống giám sát bảo đảm an toàn. Một bãi chôn lấp cần phải đặt xa hơn, xa hơn nữa so với trung tâm thành phố, phí vận chuyển rác sẽ tăng dần. Hơn thế nữa, quỹ đất dành cho các bãi chôn rác đang ngày càng bị thu hẹp đến mức báo động và trở thành nguy cơ, bức xúc của toàn xã hội. Vậy vấn đề đặt ra là cần một hệ thống thông minh để xử lý và tận dụng nguồn rác thải này. Kết hợp hài hòa trong một dây chuyền công nghệ, các giải pháp công nghệ chuyên biệt truyền thống và hiện đại như một công nghệ tích hợp đa tầng nhằm xử lý triệt để rác thải phức hợp ở Việt Nam gồm: Công nghệ cơ khí để làm chủ, tự thiết kế, chế tạo máy móc, thiết bị, và kết nối liên hoàn, giảm thiểu sức lao động thủ công nặng nhọc, độc hại Công nghệ hóa lý, để xử lý tái chế phế thải dẻo thành nguồn nguyên liệu và sản phẩm hữu dụng Công nghệ hóa nhiệt, để xử lý, đốt các chất hữu cơ khó phân hủy. Công nghệ hóa sinh, để xử lý các chất hữu cơ dễ phân hủy, tái sinh mùn hữu cơ vi sinh, sản xuất phân bón nhằm phục vụ nền công nghiệp bền vững. Công nghệ cơ lý, để xử lý đóng rắn các phế thải trơ và vô cơ thành các sản phẩm hữu dụng, hạn chế chôn lấp. Nguyên lý phân loại rác thải sinh hoạt / Nguyên lý xử lý tài nguyên hóa phế liệu thu hồi từ rác thải / 2.1 Giới thiệu hệ thống phân loại rác thải Một số hình ảnh của hệ thống tái chế rác của công ty CDEGlobal (Nguồn từ / Construction & Demolition Waste Recycling Plants / Construction & Demolition Waste Recycling Plants Hệ thống CD-Waste trong nước. / / 2.2 Các yếu tố làm căn cứ lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn(CTR) Để lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn đô thị phải căn cứ: Thành phần, đặc tính và khối lượng chất thải rắn của địa phương. Điều kiện cụ thể của địa phương: + Khí hậu, thổ nhưỡng, địa chất công trình, địa chất thủy văn, thủy văn. + Phong tục tập quán. + Có diện tích đất đai đáp ứng cho nơi xử lý Yêu cầu mức độ kỹ thuật, vệ sinh môi trường. Trình độ KHKT và năng lực cán bộ, công nhân Nhu cầu của thị trường về sử dụng các sản phẩm từ việc xử lý chất thải rắn Khả năng tài chính địa phương (vốn đầu tư, vận hành, duy tu sửa chữa) Độ tin cậy của công nghệ trong quá trình hoạt động 2.3 Các nguyên tắc và tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn Nguyên tắc lựa chọn công nghệ Tiếp cận với những công nghệ tiên tiến và những kinh nghiệm trong xử lý rác thải rắn ở trong và ngoài nước (phải hiểu rõ công nghệ trước khi chọn) Công nghệ đơn giản nhưng không lạc hậu, bảm đảm xử lý có hiệu quả, an toàn và không gây ô nhiểm môi trường. Giá thành có thể chấp nhận trong điều kiện địa phương Cố gắng tận thu những giá trị của chất thải rắn để tái tạo tài nguyên Các tiêu chí cơ bản để đánh giá công nghệ khi lựa chọn Sự thích hợp với điều kiện thực tế địa phương (khối lượng, thành phần, tính chất CTR, điều kiện tự nhiên, tài chính, trình độ phát triển kinh tế - xã hội và khoa học kỹ thuật, nhu cầu của thị trường tiêu thụ sản phẩm…v.v. ) Tiêu chí môi trường: Mức độ và hiệu quả giải quyết nhiệm vụ vệ sinh môi trường của công nghệ (dựa theo tiêu chí môi trường và đánh giá nhanh tác động môi trường) Tiêu chí kinh tế: Ý nghĩa thiết thực của công nghệ xử lý định chọn trong nền kinh tế quốc dân và riêng từng địa phương. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ xử lý bao gồm: + Vốn đầu tư ban đầu + Chi phí vận hành + Hiệu quả và thời gian hoàn vốn của công trình xử lý + Số lượng việc làm được tạo ra + Mức tiêu thụ năng lượng điện, nước + Thời gian xây dựng và hoạt động + Công suất xử lý ở mức cao nhất và trung bình + Nhân công và mức độ cơ giới hóa sản xuất. CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ĐẬP NGHIỀN Các khái niệm cơ bản Vai trò của đập nghiền Đập nghiền vật liệu là quá trình làm cho các vật liệu rắn bị vỡ ra thành các vật liệu có kích thước nhỏ hơn. Trong quá trình đập nghiền, dưới tác dụng của ngọai lực hạt vật liệu bị phá vỡ thành nhiều hạt vật liệu nhỏ hơn (làm tăng diện tích bề mặt riêng ) tạo điều kiện để dễ dàng hòan thành tốt các quá trình hóa lý xảy ra liên tiếp theo sau đó. Khi đập nghiền phải tiêu tốn năng lượng để phá vỡ liên kết hóa học giữa các phân tử và tạo ra diện tích mới sinh của vật liệu. Lượng năng lượng này phụ thuộc vào các yếu tố như: hình dạng và kích thước hạt vật liệu, bản chất và cơ cấu hoạt động của các máy đập nghiền. Các phương pháp đập nghiền cơ bản Có 4 phương pháp cơ bản để làm thay đổi kích thước hạt vật liệu. Va đập (impact): kết quả của sự va chạm tức thời của các vật liệu. Ở phương pháp này, các vật liệu chuyển động va chạm với nhau bị vỡ thành các hạt có kích thước nhỏ hơn hoặc vật liệu nằm trên một bề mặt rồi bị vật khác va chạm vào nó làm nó bị vỡ ra. Mài (Attrition): vật liệu bị đập nhỏ nằm giữa 2 bề mặt chuyển động (thường là ngươc chiều), lực đập nghiền là lực ma sát. Trượt (Shear): có 2 hình thức là cắt (trimming) và bổ (cleaving), vật liệu bị đập bởi các vật hình nêm tác động lên nó. Ép (Compression): vật liệu bị kẹp giữa 2 mặt phẳng và bị ép bởi các lực tăng dần cho đến khi nó bị vỡ ra, ứng dụng trong máy đập hàm. / 4 phương pháp đập nghiền cơ bản Các sơ đồ đập nghiền Chu trình hở: vật liệu chỉ qua máy đập nghiền 1 lần. Dùng cho đập thô và trung bình. Nếu vật liệu có lẫn các hạt có kích thước phù hợp với yêu cầu người ta có thể sàn phân loại trước rồi mới tiến hành đập. / SƠ ĐỒ CHU TRÌNH HỞ Chu trình kín: vật liệu có thể qua máy đập nghiền nhiều lần. Sản phẩm sau khi đập nghiền được sàn phân lọai để tách các hạt thô quay về đập nghiền tiếp tục. Năng suất của quá trình đập nghiền tăng, giảm chi phí năng lượng. Áp dụng khi yêu cầu kích thước hạt có độ đồng nhất cao, hay nghiền mịn. / SƠ ĐỒ CHU TRÌNH KÍN Một số tính chất cơ bản của vật liệu Độ bền và độ cứng. Độ bền của vật liệu đặc trưng cho khả năng chống phá hủy của chúng dưới tác dụng của ngọai lục. Độ bền được biểu thị bằng giới hạn chịu nén của Rn (kG/cm2) của vật liệu và được chia làm 4 lọai: Kém bền: <100 (than đá, gạch đỏ…) Trung bình: 100-500 (cát kết) Bền: 500-2500 (đá vôi, hoa cương, xỉ lò cao…) Rất bền >2500 (đá quazt, đá diabaz,…) Độ cứng: hiện nay độ cứng chủ yếu xác định bằng thang 10 bậc do nhà khoáng vật người Đức Fr. Mohs đề xuất với 10 vật liệu chuẩn từ mềm tới cứng: Lọai  Độ cứng  Vật liệu chuẩn  Tính chất   Mềm  1  Talc  Dễ vạch bằng móng tay    2  Thạch cao  Vạch bằng móng tay    3  Can xit  Dễ vạch bằng dao   Trung bình  4  Florit  Khó vạch bằng dao    5  Apatit  Không vạch dược bằng dao    6  Tràng thạch  Cứng bằng kính cửa sổ   Cứng  7  Đá quắc  Vạch được thủy tinh    8  Topa  Vạch được thủy tinh    9  Corandong  Cắt được thủy tinh    10  Kim cương  Cắt được thủy tinh   Độ giòn Đặc trưng cho khả năng bị phá hủy của vật liệu dưới tác động của lực va đập. Độ giòn khác rất lớn giữa giới hạn bền nén và bền kéo. Cấu trúc và kích thước tinh thể ảnh hưởng đến tính giòn. Cấu trúc còn quyết định hình dạng của hạt khi vỡ ra trong quá trình nghiền. Vd: Galen (PbS) vỡ thành hình khối vuông, mica vỡ thành miếng mỏng, magnetit vỡ thành các hạt tròn. Hệ số khả năng đập nghiền của vật liệu Hệ số khả năng đập nghiền là tỷ số giữa năng lượng tiêu tốn riêng khi đập nghiền vật liệu chuẩn và các loại vật liệu khác với cùng mức độ và trạng thái đập nghiền. Hệ số này càng lớn, vật liệu càng dễ đập nghiền. Nếu lấy hệ số khả năng đập nghiền của vật liệu chuẩn là 1.0 (clinker lò quay trung bình) thì hệ số khả năng đập nghiền của một số vật liệu sau: Vật liệu  Hệ số khả năng đập nghiền   Clinker lò quay trung bình  1,0   Clinker lò quay dễ đập nghiền  1,1   Clinker lò quay khó đập nghiền  0.8 - 0.9   Clinker lò đứng tự động  1,15 - 1,25   Clinker lò đứng thủ công  1,3 – 1,4   Diệp thạch  0,9   Xỉ lò cao trung bình  1.0   Cát  0.6-0.7   Đá hoa cương to hạt  0.9   Tràng thạch  0.8-0.9   Vôi sống  1.64   Talc  1.04-2.02   Than đá  0.75-1.34   Khi làm việc với các lọai vật liệu khác có độ giòn khác nhau thì tính năng này của máy cũng thay đổi theo. Tính giòn tăng lên thì năng lượng nghiền giảm đi và năng suất tăng lên. Môt số tính toán cơ bản cho vật liệu rời Kích thước hạt Vật liệu trước và sau khi nghiền thường có hình dạng và kích thước khác nhau. Để tính toán người ta đưa ra khái niệm kích thước (đường kính) trung bình. Kích thước trung bình của một cục vật liệu tính theo một trong những công thức sau: Trung bình cộng:
(II.1) Trung bình nhân:
(II.2) l,b,h: chiều dài, chiều rộng, chiều cao lớn nhất của cục vật liệu Kích thước trung bình của một nhóm hạt.
(II.3) Dmax, Dmin kích thước hạt vật liệu lớn nhất và bé nhất. Kích thước trung bình của hỗn hợp nhiều nhóm hạt:
(II.4)
,
,
,
: kích thước trung bình của nhóm i. a1, a2,…, an: trọng lượng của nhóm 1,2,…,n trong hỗn hợp. Mức độ đập nghiền Đối với hạt vật liệu:
(II.5) Đối với một nhóm hạt vật liệu:
(II.6) Đối với hỗn hợp nhiều nhóm vật liệu:
(II.7) với D, d là kích thước trước và sau khi đập. Phân loại các máy đập nghiền Tùy theo chỉ tiêu đánh giá người ta có thể phân loại các máy đập nghiền theo nhiều các khác nhau. Căn cứ vào kích thước sản phẩm Người ta qui ước chia quá trình đập nghiền thành các giai đoạn sau: Giaiđoạn  Kích thước sản phẩm (mm)  Hệ số i   Đập  Đập thô  >100  2 – 5    Đập trung bình  100 – 30  5 – 10    Đậpnhỏ  30 – 3  10 – 30    Đập mịn  3 – 0,5  >30   Nghiền  Nghiền thô  0,5 – 0,1  >100    Nghiền mịn  <0,1  >500   Căn cứ vào nguyên lí và kết cấu máy Máy đập  Máy nghiền   Máy đập hàm  Máy nghiền bi   Máy đập nón  Máy nghiền con lăn   Máy đập trục  Máy nghiền búa   Máy đập búa  Máy nghiền khí nén   Máy đập va đập đàn hồi  Máy nghiền rung   Máy nghiền bánh xe  Máy nghiền tia năng lượng   Một số máy đập nghiền trong thực tế sản xuất / MÁY ĐẬP HÀM / MÁY ĐẬP CON LĂN / MÁY ĐẬP VA ĐẬP / MÁY NGHIỀN BI / MÁY ĐẬP NÓN / MÁY DẬP BÚA 1 ROTO / MÁY ĐẬP THÙNG QUAY CHƯƠNG 3: MÁY NGHIỀN BÚA Máy đập búa được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để đập các vật liệu mềm hoặc có độ bền trung bình như: đá vôi, đá phấn, đất sét khô, than đá, samốt, mảnh thủy tinh,… Nguyên lý làm việc: vật liệu bị đập vỡ thành các hạt nhỏ hơn do các nguyên nhân sau: Do búa quay quanh trục với động năng đủ lớn va đập vào vật liệu đồng thời các vật liệu tự va đập vào nhau. Vật liệu văng vào tấm đập và bị vỡ ra. Khi búa quay vật liệu bị đập giữa búa và tấm lót, hoặc bị đập giữa búa và tấm ghi. Phân loại Tùy theo cách thức làm việc, kết cấu máy,…người ta phân loại máy đập búa như sau: Theo số trục mang búa ( rôto) Máy đập búa 1 rôto: máy chỉ có 1 trục và các búa phân bố đều doc theo trục (i = 30 – 40). Máy đập búa 2 rôto: 2 trục búa song song và quay ngược chiều nhau. / Theo phương pháp treo búa vào rôto: Búa lắp lỏng: để đập trung bình và đập nhỏ vật liệu. Búa lắp cứng: để đập thô các vật liệu, cũng có trường hợp sử dụng làm máy nghiền để nghiền mịn các vật liệu. Theo cách tiếp liệu vào máy Tiếp liệu theo phương tiếp Cùng chiều quay rôto Ngược chiều quay rôto Tiếp liệu theo phương thẳng đứng. Ưu nhược điểm Ưu: Cấu tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước bé. Làm việc với độ tin cậy cao và liên tục. Năng suất cao và mức độ đập nghiền lớn (i = 10 – 90). Máy có ghi tức là có quá trình phân loại trong khi đập. Tránh lãng phí năng lượng do đập nghiền các hạt đã đạt yêu cầu. Nhược: Các chi tiết máy, nhất là ghi và búa rất mau bị mòn. Không đập được các vật liệu ẩm (w >15%) vì lúc đó khe ghi bị bịt kín. Khi có dị vật cứng rơi vào máy rất dễ bị hỏng. Rôto của máy quay với vận tốc lớn vì thế phải cân chỉnh Rôto thật cẩn thận để tránh làm mất cần bằng máy. Cấu tạo chi tiết máy đập búa: Tùy theo từng loại máy, loại vật liệu đem đập, yêu cầu của vật liệu khi ra khỏi máy mà máy đập búa có cấu tạo rất khác nhau. Trong khuôn khổ ĐAMH này chỉ trình bày cấu tạo chi tiết của máy đập búa 1 rôto nhiều đĩa búa có búa lắp lỏng là loại máy mà ta sẽ thiết kế. Các bộ phận chính của máy được mô tả như ở hình vẽ: /MẶT CẮT DỌC VÀ NGANG MÁY ĐẬP BÚA Một số chi tiết chính của máy: Búa đập Là bộ phận làm việc chủ yếu của máy. Tùy thuộc vào tính chất của vật liêu đem đập, độ mịn của vật liệu ra khỏi máy, năng suất máy,…mà búa đập có hình dạng, trọng lượng cũng như vật liệu chế tạo búa thích hợp. Thường thì khi đập thô thì dùng búa có trọng lượng lớn và số lượng búa không cần nhiều ngược lại khi đập nhỏ thì dùng búa có trọng lượng nhỏ và số lượng búa nhiều hơn. Vật liệu chế tạo búa thường là các loại thép chịu mòn cao như: thép Mangan, thép Cacbon có phủ lớp hợp kim cứng, thép Crôm,… Các chốt treo búa thường được chế tạo theo chiều dài trục rôto, một đầu chốt có bậc, đầu kia tiện ren và có chốt hãm. Chốt treo thường được làm bằng thép CT5. Cánh búa (đĩa treo búa) Cánh búa có nhiều hình dạng khác nhau như: cánh tam giác, cánh chữ nhật, cánh hình vuông,…thường gặp và phổ biến hơn cả là cánh có dạng đĩa tròn. Trên cánh búa có khoét các lỗ để xuyên các chốt treo búa. Số búa trên cánh búa có thể là 2, 3, 4, 6, 8,…máy dùng đập nhỏ số búa thường là 6 hoặc 8. / / Trục máy (Rôto) Trục lắp cánh búa thường được chế tạo từ thép 45 hoặc 45 Cr. Một đầu trục được lồng bạc chặn, còn đầu kia đem tiện ren để giữ cánh búa bằng êcu. Khi lắp cánh búa trên trục thì giữa hai cánh búa liên tiếp lắp một bạc để giữ khoảng cách cần thiết giữa hai cánh búa. Gối đỡ trục được đặt phía ngoài võ máy và đặt trên khung thép hình. Một đầu trục có bu-li để nhận truyền động từ động cơ, đầu còn lại có thể gắn hoặc không gắn bánh đà (để đối trọng). Ghi tháo liệu Ghi chiếm khoảng 1350 – 1800 vòng tròn do búa vạch nên. Ghi có thể là một tấm lớn hoặc gồm nhiều tấm nhỏ ghép lại,… Lỗ ghi thường lớn hơn kích thước trung bình của liệu ra từ 1,5 – 2 lần. Khe hở giữa mặt đầu của búa khi quay với bề mặt ghi khoảng 10 – 15 mm, do đó vật liệu thường bị chà xát thêm trên mặt ghi. Ghi thường làm bằng thép mangan. // Vỏ máy Được làm bằng thép dày khoảng 10 - 20 mm. Vỏ máy được thiết kế đặc biệt có thể dễ dàng mở ra và đóng lại để xem cấu tạo bên trong, sửa chữa hoặc làm vệ sinh máy. Trong bài này vỏ máy được thiệt kế để nạp liệu theo phương thẳng đứng. / / VỎ MÁY NẠP LIỆU THEO PHƯƠNG THẲNG ĐỨNG / VỎ MÁY NẠP LIỆU THEO PHƯƠNG TIẾP TUYẾN CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN MÁY BÚA VĂNG XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT MÁY: Công suất máy được tính theo công thức sau:
[KW] Trong đó: - N : Công suất máy nghiền [KW] - G : Năng suất máy nghiền [tấn/phút] G = 10 (tấn/giờ) = 0.166 [tấn/phút] -
= 4,6 : Chỉ số trung bình cho nghiền thô. -
: Kích thước hạt trước và sau khi nghiền.
=> N = 21.44 [kW] XÁC ĐỊNH VẬN TỐC VÒNG CỦA BÚA – KÍCH THƯỚC RÔTO – CHỌN ĐỘNG CƠ: Kích thước giới hạn của viên vật liệu có thể xác định theo công thức thực nghiệm sau:
(IV.1)
- ứng suất kéo của vật liệu, [N/m2], đối với đất mùn làm phân bón
= 6,8.106 [N/m2]
- khối lượng riêng của vật liệu; đối với đất mùn
= 1000 [kg/m3]
- tốc độ va đập, bằng tốc độ dài của đầu búa [m/s]
- kích thước giới hạn của viên vật liệu [m] Khi kích thước của viên vật liệu nhỏ hơn kích thước giới hạn thì sau va chạm vật liệu không vỡ. Tốc độ giới hạn của đầu búa:
(IV.2) Trong đó: d – kích thước đá sản phẩm
Chọn vận tốc đầu búa: v = 35 [m/s] Khối lượng búa: Khi roto quay, búa tích trữ một động năng lớn và khi búa đập vào cục vật liệu thì búa sẽ biến động năng của mình thành công đập làm cho cục vật liệu bị vỡ ra. Động năng của búa đập sinh ra xác định như sau:
(IV.3) m – khối lượng của búa [kg]
- vận tốc của búa trước khi đập [m/s] Sau khi đập búa còn dư một động năng là:
(IV.4)
- vận tốc của búa sau khi đập [m/s] Như vậy, động năng của búa truyền cho vật liệu đem đập là:
(IV.5) Hoặc:
(IV.6) với
.
gọi là hệ số hồi phục, nó phụ thuộc hình dáng và bản chất của vật liệu đem đập và vật liệu làm búa, chọn nó như sau: Nham thạch với thép 
=0,180   Quặng apatit với thép 
=0,224   Đá bazan với thép 
=0,290   Bi đá bazan với thép 
=0,710   Bi thủy tinh với thép 
=0,895   Hệ số hồi phục của đất mùn là:
= 0,224 Theo thuyết thể tích thì công cần thiết để phá vỡ vật liệu bằng:
(IV.7) Như vậy, điều kiện để búa đập vỡ vật liệu sẽ là:
(IV.8) Tức là:
(IV.9) Từ đây, tìm được khối lượng búa đập, bằng:
(IV.10)
(IV.11)
- thể tích của vật liệu đem đập [m3]
- đường kính hạt vật liệu [m] E – môdun đàn hồi của vật liệu đem đập [N/m2]
- ứng suất phá vỡ cục vật liệu [N/m2] Ta có:
= 0,14 [m] E = 4,8.109 [N/m2] ( = 3,7.107 [N/m2] v1 [m/s]
= 0,224 Thay vào (IV.11) ta được:
Ta chọn khối lượng búa: m = 2 [kg] Kích thước Rôto: Theo tài liệu [4], công thức 1 trang 147 ta có:
(IV.12) Với Dr : đường kính rôto [mm] Dh =170 mm : đường kính hạt vật liệu vào. => Dr = 835 [mm] Vận tốc của Rôto:
(IV.13) Trong đó: V : vận tốc búa [m/s] n : tốc độ vòng rôto [vòng/phút] =>
[vòng/phút] Chọn động cơ: Máy búa văng trên đòi hỏi động cơ phải có công suất > 22 [kW]. Ta lựa chọn động cơ A02-72-4, có công suất 30 kW, vận tốc 1500 [v/ph] (đồng bộ). Đây là động cơ điện không đồng bộ ba pha có các số liệu kỹ thuật sau: Kiểu động cơ  Công suất [W]  Ở tải trọng định mức 


 Khối lượng động cơ ứng với III2 [kg]  Dạng ứng dụng chủ yếu     Vận tốc [g/ph]  Hiệu suất [%]        A02-72-4  30  1460  90  1,2  2,0  0,8  208  III2, III/
2, B3   Kích thước động cơ  
  Kiểu động cơ điện  Khuôn khổ (Không lớn hơn)  Kích thước lắp    L  B1  B4  B5  H  L15 

 2C  2C2 



  A02-72  669  393  300  230  461  133  110  14  318  267  48  18  200  52   THIẾT KẾ BÚA: Chọn kiểu búa: Có các loại búa sau: Dựa vào tính chất của vật liệu nghiền và điều kiện chế tạo, ta chọn loại búa tạo bậc có 2 lỗ treo vì nó có các ưu điểm sau: + Đơn giản, dễ chế tạo + Hệ số sử dụng cao vì nó có thể trở đầu búa khi bị mon do quá trình va đập với hạt vật liệu. Xác định chiều dài búa: Theo tài liệu [4]:
(IV.14) Chọn L = 180 Xác định số búa nghiền: Số búa nghiền được xác định theo công thức:
(IV.15) Trong đó: N=21440 [W] : Công suất máy nghiền. k : hệ số phụ thuộc vào vận tốc búa. Với V = 35 [m/s] ta có: k = 0.16 m = 2 [kg] : Khối lượng 1 búa V = 35 [m/s] n = 800 [vòng/phút] Thay các giá trị vào, ta tìm được: i = 8,2 Chọn số búa: i = 8 Các kích thước còn lại của búa: Chọn bề dày của búa:
[mm] Bề rộng búa được xác định bởi công thức:
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI. Hệ thống truyền động: Hệ thống truyền động với công suất 22 [kW] (< 50 kW), tỉ số truyền u =
1,825(<5). Do đó, ta có thể dùng hệ thống truyền động đai.
Chọn loại đai: Bảng dưới đây so sánh các thông số làm việc của các loại đai: Dạng đai  Hiệu suất nhỏ nhất  Vận tốc lớn nhất [m/s]  Đường kính dmin   Dẹt Thang Thang hẹp Răng  0,98 0,80 0,86 0,98  70 30 40 50  40 67 60 16   Phương pháp chọn loại đai (đai răng, đai dẹt, đai thang, đai thang hẹp....) được trình bày theo sơ đồ sau:
Theo sơ đồ trên, trong bài này ta sử dụng đai thang. Thiết kế đai thang: Bước 1: chọn dạng đai (tiết diện đai), theo công suất P1 và số vòng quay n1 theo đồ thi sau: / Ta có: P1 = 22 [kW]
= 1460 [v/ph] Chọn đai loại C với các thông số như sau:
  Dạng đai  Kí hiệu 
[mm] 
[mm] 
[mm] 
[mm]  A [mm]  chiều dài đai [mm]  T1 [N.m] 
[mm]   Đai thang  C  19  22  13,5  4,8  230  1800
10600  110
550  200
400   Bước 2: Tính đường kính bánh đai nhỏ, vận tốc đai. Đường kính bánh đai nhỏ d1 = 1,2. dmin = 1,2.200 = 240 [mm] Chọn d1 theo giá trị tiêu chuẩn theo dãy sau [mm]: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 150, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000. d1 = 250 [mm] Vận tốc đai:
19,11 [m/s] Bước 3: Tính đường kính bánh đai lớn, tính lại tỉ số truyền. Chọn hệ số trượt tương đối:
0,02 Đường kính bánh đai lớn:
1,825.250.(1-0.02) = 447,125 [mm]