Bài giảng Quá trình và thiết bị Silicat 1 - Chương 2: Thiết bị đập hàm

1THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-1
QUÁ TRÌNH &
THIẾT BỊ SILICAT 1
Bộ môn Vật liệu Silicat
Khoa Công Nghệ Vật Liệu
Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-2
CHƯƠNG 2:
THIEÁT BÒ ÑAÄP HAØM
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-3
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Chủ yếu dùng đập thô và đập trung bình các loại vật liệu có độ
bền chịu nén σ ≥ 2.000 KG/cm2.
 Có ưu điểm:
 Năng suất cao.
 Kết cấu đơn giản.
 Vận hành không đòi hỏi công nhân tay nghề cao.
 Giá thành chế tạo không cao.

 Máy có 2 má: một cố định và một di động bố trí đối diện nhau
tạo thành một không gian chứa vật liệu đập.

 Vật liệu nạp vào phía trên và sản phẩm tháo ra ở phía dưới.

 Khi hai má đập tiến gần nhau, thực hiện quá trình đập. Khi hai
má đập xa nhau, thực hiện quá trình tháo liệu.
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-4
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Phương pháp tác dụng lực chủ yếu là: vật liệu bị nén
ép giữa hai má máy: một má cố định, một má di động.

 Tùy theo kết cấu có thể kết hợp thêm lực uốn và mài.

 Có thể phân loại như sau:
a b c d
e f g h
2THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-5
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI
 Theo tính chuyển động của má động:
 chuyển động đơn giản (a)
 chuyển động phức tạp (b, h) 
 chuyển động hỗn hợp (c)
 Theo cách treo má động:
 má động treo trên ( a,b, c, e , f, g, h ) 
 má động treo dưới ( d) 
 Theo phương pháp truyền chuyển động đến má động:
 chuyển động từ trục lệch tâm (a, b, c, d, e )
 chuyển động từ cơ cấu thủy lực ( f)
 chuyển động từ cơ cấu con lăn ( g) 
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-6
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Máy đập hàm có má động treo trực tiếp vào trục lệch tâm sẽ
chuyển động dọc theo mặt phẳng má động. 

 Do đó vật liệu đập vừa bị nén ép, vừa bị mài.

 Máy đập hàm má động treo trên có biên độ giao động lớn ở cửa
tháo liệu, nên dễ tháo liệu nhưng kích thước sản phẩm không
đồng đều.

 Máy đập hàm má động treo dưới có biên độ giao động lớn ở
cửa nạp liệu, loại này có kích thước sản phẩm đồng đều.

 Có khuyết điểm là khi đập vật liệu có kích thước lớn cần lực ép
lớn, thì vật liệu lại nằm xa trục treo. Biên độ tháo liệu nhỏ nên dễ
bị nghẽn.
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-7
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI
Máy đập hàm chuyển 
động phức tạp
Máy đập hàm chuyển 
động đơn giản
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-8
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

 Sơ đồ nguyên lý
1: má tĩnh 7: tấm lót
2: má động 8: trục treo trên
3: trục lệch tâm 9: thanh kéo
4: thanh chống sau 10: lò xo
5: tay biên 11: ốc điều chỉnh
6: thanh chống trước 12: bánh đà.
9
7
1
2
8 12
6 4
5
11
10
3
3THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-9
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

 Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:
 Má tĩnh 1 có tấm lót 7 làm bằng vật liệu chống mài mòn.
 Má động 2 có tấm lót 7 cũng làm bằng vật liệu chống mài
mòn như má tĩnh 1.
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-10
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

 Má động 2 được treo vào trục treo trên 8.

 Má dao động qua lại được nhờ tay biên 5 nối với má
động bằng thanh chống trước 6 và thanh chống sau 4.

 Thanh kéo 9 và lò xo 10 giữ cho má động 2 luôn luôn
có xu hướng mở.

 Ốc 11, 12 dùng điều chỉnh độ nghiền và khe hở giữa
hai má.

 Khi trục lệch tâm 3 quay, tay biên 5 chuyển động lên
xuống:
 khi đi lên hai má gần nhau, quá trình đập.
 khi đi xuống, hai má xa nhau, quá trình tháo liệu.
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-11
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN

 Như vậy vật liệu bị nén ép nửa chu kỳ, do đó có sự quá tải
tức thời dễ làm hư trục lệch tâm.

 Sự quá tải tức thời này, được triệt tiêu bằng bánh đà 12: nó
có năng lượng khi má động chuyển động không tải và trả
lại năng lượng khi có tải, giúp cho máy được cân bằng.

 Máy dùng đập vật liệu có kích thước lớn từ 500 –1000 mm
 Ưu điểm:
- Lực đập lớn - Cấu tạo đơn giản
- Trục lệch tâm ít bị hư. - Tấm lót ít bị mòn
- Phạm vi sử dụng rộng rãi - Thao tác nhẹ nhàng.
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-12
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐƠN GIẢN
 Khuyết điểm:
 Năng lượng tiêu lớn.
 Khả năng tháo liệu kém.
 Năng suất thấp. 
 Tổn thất ma sát lớn. 
 Tác dụng có chu kỳ vào vật liệu.
 Nạp liệu không đều dẫn đến va đập, làm rung.
máy nên phải lắp máy trên bệ cao.
4THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-13
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP

 Sơ đồ nguyên lý:

 Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:
 Máy gồm má động 2 treo trực tiếp vào trục lệch tâm 3, nên
chỉ có một thanh chống 4.
 Do cấu tạo này, nên quỹ đạo các điểm nằm trên má động
như sau:
 Ở phía trên có quỹ đạo tròn, ở phần giữa có quỹ đạo ellip, 
ở phần dưới có quỹ đạo là cung tròn.
d
a 
b
c
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-14
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP
 Khi trục lệch tâm chuyển động từ vị trí:
 từ a đến b: má động xa má tĩnh.
 từ b đến c: phần trên má động xa má tĩnh, phần dưới bắt đầu
tiến gần: bắt đầu đập.
 từ c đến d: má động tiến gần má tĩnh.
 từ d đến a: phần trên má động gần má tĩnh, phần dưới bắt
đầu tiến xa: bắt đầu tháo liệu.

 Ưu điểm:
 Cấu tạo đơn giản. - Khả năng tháo liệu dễ
 Tiêu hao năng lượng ít. - Năng suất cao.

 Khuyết điểm:
 Trục lệch tâm dễ hư hại. 
 Tấm lót mau mòn vì bị mài vào vật liệu đập.
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-15
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-16
MÁY ĐẬP HÀM CHUYỂN ĐỘNG PHỨC TẠP
5THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-17
CÁC CHI TIẾT MÁY

 MÁ ĐẬP CỦA MÁY

 Làm bằng thép, bề mặt
làm việc của má có gắn
nhiều tấm lót dễ thay thế
khi bị mòn.

 Cấu tạo như sau:
1.tấm lót 2. tấm chèn
3. thân má động 4. bulông
5. chỗ lắp tấm đẩy.
6. chỗ lắp thanh giằng.
1
2
3
4
6
5
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-18
CÁC CHI TIẾT MÁY

TẤM LÓT MÁ
 Làm bằng gang có độ chịu mài mòn cao, 
bề mặt hình dạng sóng hoặc phẳng.
 Bước sóng λ với đập thô từ 100–150 mm, 
với đập trung bình và nhỏ bước sóng từ
40–50 mm, chiều cao sóng h=0,3– 0,5λ.
 Vật liệu có độ cứng cao thường dùng tấm
lót phẳng.
 Nếu tấm lót cong hoặc có răng thì năng
suất tăng, độ mịn tăng, tiêu hao năng
lượng giảm.
λ
h
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-19
CÁC CHI TIẾT MÁY

 TRỤC LỆCH TÂM: chi tiết rất quan trọng, là động 
lực chuyển động, đồng thời chịu tải trọng lớn 
(uốn & xoắn đồng thời).
 Với máy đập hàm trung bình hoặc nhỏ, trục lệch
tâm được bố trí trong các ổ trục con lăn.
 Với máy đập hàm lớn, trục lệch tâm đặt trong ổ
trượt có lớp lót mài mòn babít.
 Trục lệch tâm chịu tải trọng lớn, nên được làm
bằng hợp kim loại đặc biệt (thép Cr-Mo, Cr-Ni).
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-20
CÁC CHI TIẾT MÁY

 THANH TRUYỀN (TẤM ĐẨY) :
 Khi làm việc (truyền lực) chịu lực nén nên được
làm bằng gang cứng.
 Nó là cơ cấu truyền chuyển động từ biên đến má
động, đồng thời là cơ cấu an toàn bảo vệ máy.
 Do đó thanh truyền có cấu tạo sao cho khi gặp vật
lạ cứng thanh truyền sẽ gãy, nhưng máy vẫn an 
toàn.
6THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-21
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Kích thước buồng làm
việc:
 Các kích thước cơ bản:
 B: chiều dài má máy
 B: chiều rộng nạp liệu
 a chiều rộng khe tháo liệu
 H: chiều cao máy.
 s: độ dời má động
 Dmax, dmax: kích thước lớn nhất
vật liệu nạp và sản phẩm.
 Dmax ≤ 0,85b
 Hay b = Dmax+ (2÷6) cm 
 a = 1,2 dmax. 
 B =(1,5 ÷3,5) b cm 
 H = (2 ÷2,5) b cm 

 Góc kẹp α:
 Là góc tạo bởi hai mặt phẳng
má máy. Góc kẹp α phụ
thuộc mức độ đập nghiền (i).
 Nếu α tăng, i tăng do a giảm: 
cục vật liệu bị đẩy ra khỏi hai
má máy, làm năng suất giảm.
B
b
H
a s
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-22
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Góc kẹp α P là lực má động tác dụng vào vật
liệu
P1 là phản lực của má tĩnh vào vật
liệu
Theo trục ngang :
P1 = Pcosα+Pf sinα (1)

 Theo trục đứng : 
P sinα = P1f + Pfcosα (2) 
Đặt f = tgϕ, tgα = tg2ϕ, α = 2ϕ

 Để an toàn chọn α ≤ 2ϕ
α
Pf
Pfcosα
PP1
P1f Pcosα
Psinα
Pfsinα
f: hệ số ma sát
ϕ: góc ma sát vật liệu 
và má (tra bảng) Kinh nghiệm : α = 15-250
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-23
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Số vòng quay hợp
lý trục lệch tâm:
a: khe hở cm
s: độ dời má động 1-5cm

 Trục lệch tâm cần có số vòng quay 
thích hợp, để khối vật liệu có chiều
cao h bị ép giữa hai má máy đủ
thời gian rơi tự do ra khỏi máy.

 Chiều cao

 Thời gian rơi:

 Trục lệch tâm quay n vòng/phút, 
thời gian 2 má xa nhau:
h
a s
α
αtg
sh =
g
h
t
2
1=
nn
t
30
*2
60*1
2 ==
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-24
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Vậy t1 = t2, hay:

 Vậy số vòng quay lý thuyết của trục lệch tâm là:
(vòng/phút)

 Trong thực tế, khi vật liệu rơi bị lực ma sát giữa vật liệu với
má máy, nên thời gian rơi thực tế sẽ lớn hơn lý thuyết, do đó
số vòng quay thực tế ntt sẽ giảm từ 5-10%, nghĩa là:
ntt =(0,90 – 0,95 )nlt

 Với số vòng quay này, máy có năng suất cao nhất.

 Khi ntt > nlt: máy bị rung, công suất tăng, năng suất giảm vì
vật liệu chưa kịp tháo ra khỏi máy.
α
==
gtg
s2
30
g
h2
30
n
s
tg665n lt
α
=
)(vòng/phút 
h2
g30n =
7THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-25
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Tính năng suất Q:

 Sau một vòng quay của
trục lệch tâm, khối vật liệu
tháo ra khỏi máy có hình
lăng trụ, tiết diện hình
thang.

 Thể tích khối vật liệu là:

 Khi trục lệch tâm quay n 
vòng/phút, năng suất Q 
tấn/giờ:
 ρ: khối lựong riêng tấn/m3.
 µ =0,3-0,5: hệ số tơi
 B,h,a, s: có đơn vị là m
B
b
h
a s
BhsaBhasaV
2
2
2
)( +
=
++
=
αtg
sBsaV
2
2 +
=
ρµ
α
Bn
tg
ssaQ
2
260 +=
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-26
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Năng suất thể tích V 
m3/giờ có thể tính theo
công thức sau:
 D: kích thước vật liệu nạp m
 σ: giới hạn bền nén N/m2.
 m: hệ số thực nghiệm:
 Máy đập hàm đơn giản m=1,5
 Máy đập hàm phức tạp m=2

 Tính công suất: có nhiều
cách

 Cách 1: theo thuyết thể
tích.
 Vật liệu nạp hình cầu, 
đường kính D, chứa đầy
giữa 2 má máy.
 Có số cục vật liệu là B/D.
 Sản phẩm sau khi đập là
hình cầu đường kính d, 
chứa đầy giữa 2 má máy.
 Số cục sản phẩm B/d.
m
s
Db
saBbnV







 +
+
=
229,0
)(12
σ
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-27
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Thể tích vật liệu nạp máy.

 Thể tích sản phẩm

 Vậy

 Do đó:

 Khi trục lệch tâm quay n vòng/phút, công tiêu hao
trong 1 giây là: 
D
BDV D 6
3pi
=
d
BdV d 6
3pi
=
( )22
6
dDBVVV dD −=−=∆
pi
( )2220 62 dD
B
E
A −= piσ
( )2220
72060
dD
E
BnnAA −== piσ
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-28
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Công suất tiêu hao trong máy đập là:
(đvị : Hp) 
E, σ có đơn vị kG/cm2, D, d, B có đơn vị là cm.

 Cách 2: Công thức kinh nghiệm
(đvị : Hp)
Trong đó : P=σ µBh
σ: kG/cm2 . B,h,s: có đơn vị cm
µ: hệ số tơi của vật liệu, n : vòng/phút
m: hệ số phụ thuộc chuyển động của máy.
(Chuyển động đơn giản m=0,57 – 0,80, Chuyển động phức tạp m=0,50)
η: hệ số tác dụng hữu ích
( )222
*100*75*720100*75
dD
E
BnAN −== piσ
η*60*75
2,0 PmnsN =
8THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-29
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN

 Công suất động cơ Nđc = 1,5N

 Trọng lượng bánh đà:
- Nđc: công suất động cơ (Hp)
- n: vòng/phút
- δ = 0,01-0,03 hệ số sai lệch tốc độ góc.
- G: trọng lượng bánh đà Kg
- D: đường kính bánh đà m 
δ
= 3
dc2
n
N64480000GD
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-30
BÀI TẬP NHÓM
Tính toán các thông số kích thước cơ 
bản máy đập hàm chuyển động đơn 
giản đập thô đá vôi, năng suất 40 tấn/h.
THIẾT BỊ ĐẬP HÀM 2-31

 Cho trước năng suất đập vật liệu Qtk, kích thước nạp liệu Dmax
và sản phẩm dmax.
 Bước 1 : Xác định sơ bộ các kích thước làm việc B,L,H
 Bước 2 : Tính góc kẹp αmá động và má tĩnh
 Bước 3 : Tính số vòng quay trục lệch tâm n
 Bước 4 : Tính kiểm tra năng suất máy Q với Qtk
 Bước 5 : Tính công suất N và lựa chọn động cơ Nđc
 Bước 6: Tính chi tiết máy và kiểm tra bền
 Tay biên (chịu lực kéo)
 Tấm đẩy (chịu lực nén)
 Má động (lực đập là chính)
 Thanh giằng (chịu kéo), lò xo (chịu nén)
 Vô lăng
 Trục lệch tâm (chịu uốn, xoắn)
 Bước 7 : Vận hành máy đập hàm.