Bài giảng Quá trình và thiết bị Silicat 1 - Chương 5: Thiết bị đập búa

1THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-1
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 BÚA 5-2
CHÖÔNG 5
THIEÁT BÒ ÑAÄP BUÙA
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-3
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Máy được dùng để đập hoặc nghiền các vật liệu
mềm hoặc có độ rắn trung bình : Thô, Vừa, Nhỏ

 Nguyên tắc làm việc của máy là dùng động năng của
búa để đập vật liệu. Vật liệu bị vỡ ra do các nguyên
nhân sau:
 Chủ yếu do búa quay nhanh, trực tiếp đập vào vật liệu. 
Đồng thời vật liệu va đập vào nhau khi di chuyển vỡ nhỏ ra.
 Búa quay nhanh nên làm văng vật liệu vào tấm lót, do sự va
đập này vật liệu vỡ nhỏ ra.
 Khi búa quay, vật liệu bị đập giữa búa và tấm lót hoặc giữa
búa và lưới ghi.
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-4
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Búa có thể treo tự do, hoặc treo cứng trên một trục.

 Khi trục quay, búa cũng quay theo, tuỳ theo tốc độ quay 
mà búa có động năng lớn hay nhỏ.

 Sản phẩm đập lọt qua lưới ghi ra ngoài.

 Mức độ đập nghiền i có thể từ 10-50 (1 rotor - 2 rotor).

 Kích thước vật liệu nạp máy từ D=250–1000 mm, kích
thước sản phẩm từ d=5–20 mm.

 Động năng của búa:
 Như vậy, trọng lượng G, tốc độ quay của búa quyết định
điều kiện làm việc của máy.
 Thông thường trọng lượng búa từ 3 – 70 kg, số lượng búa
từ 3 – 3000 cái, số vòng quay từ 300 – 1500 vòng/phút
g
Gv
2
1
mv
2
1E
2
2
==
2THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-5
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Với máy đập búa (thô) có: số lượng búa ít, trọng lượng
búa từ 20–70 kg, tốc độ dài 15–25 m/s, sản phẩm 20mm.

 Với máy nghiền búa (trung, nhỏ) có: số lượng búa
nhiều, trọng lượng búa từ 3–5 kg, tốc độ dài 25–60 m/s, 
sản phẩm 1-5mm.

 Máy búa phân loại như sau:
 Theo trục (roto) mang búa :
 Máy búa một trục (a, b): búa được phân bố dọc theo chiều
ngang trục.
 Máy búa hai trục (c, d): hai trục mang búa đặt song song
và quay ngược chiều nhau.
a b c d
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-6
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Theo phương pháp treo búa:
 Máy búa treo tự do: dùng đập thô, đập trung bình.
 Máy búa treo cứng: dùng đập nhỏ gọi là máy nghiền búa.

 Theo phân bố búa:
 Máy búa một dãy búa (a): các búa nằm trên cùng mp quay.
 Máy búa nhiều dãy búa (b): các búa nằm trên một số mặt
phẳng quay khác nhau.

 Theo quá trình làm việc:
 Máy đập búa
 Máy nghiền búa (nhỏ).

 Theo công đoạn làm việc:
 Máy búa một công đoạn (a, b, c)
 Máy búa nhiều công đoạn (d)
c
d
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-7
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Theo phương pháp nạp liệu:
 Máy búa nạp liệu bên
 Máy búa nạp liệu chính tâm.

 Ưu điểm:
 Cấu tạo đơn giản, chắc chắn, mức độ đập nghiền lớn, 
năng suất cao.
 Có ghi tháo liệu nên có sự phân loại kích thước hạt SP.

 Khuyết điểm:
 Búa, tấm lót và ghi chóng mài mòn.
 Ghi bị dính kết khi làm việc với vật liệu ẩm.
 Khi vật liệu lạ lọt vào, máy dễ hỏng.
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-8
ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

 Khi đập vật liệu kích thước lớn, độ bền cao, phải dùng
máy đập búa có trọng lượng lớn và tăng số vòng quay 
của trục. 

 Do đó khi đập thô phải dùng búa nặng, số lượng búa ít. 
Còn khi đập nhỏ dùng búa nhẹ, số lượng búa nhiều.

 Tốc độ dài của trục mang búa thường từ 25–55m/s, phụ
thuộc vào độ bền vật liệu, mức độ đập nghiền.

 Máy đập búa là loại quay nhanh, để tránh mất cân bằng
động gây hư trục, trục cần phải cân cẩn thận. Nếu không, 
lực quán tính xuất hiện trên trục sẽ lớn làm tải trọng động
lớn hoặc phá hư ổ trục.

 Khi sửa chữa, hoặc thay búa cần phải cân chính xác
3THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-9
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA

 Máy đập búa 1 trục 
 Máy này dùng để đập vật liệu
rắn như: đá vôi, thạch cao

 Mặt trong của thân máy 1 có
các tấm lót 3 bằng gang hoặc
thép có độ chịu mài mòn cao, 
dễ thay thế.

 Phần trên thân máy có gắn
phễu nạp liệu.

 Trục máy 2 gối lên hai ổ trục
ở sườn máy.

 Trên trục có lắp hai đĩa treo
búa 4
1
3
5
4
2
76
8
1-thân máy 4-đĩa 5-búa
2-trục máy 6-ổ treo 7-ghi
3- tấm lót 8-khoang nạp liệu
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-10
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA

 Giữa hai đĩa 4 có kẹp các búa 5.

 Phần dưới vỏ máy có ổ trục 6 
để treo lưới ghi 7.

 Vật liệu rơi vào khoang máy 8, 
được búa đập nhỏ văng vào
tấm lót với tốc độ lớn.

 Khi va đập vào đó, vật liệu sẽ bị
đập nhỏ hơn, sau đó còn bị đập
giữa búa và tấm lót rồi mới rơi
xuống lưới ghi.
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-11
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA

 Vật liệu trên lưới ghi, bị búa
chà sát cho tới khi đạt kích
thước nhỏ hơn khe lưới ghi
thì lọt ra khỏi máy. 

 Ghi có thể đúc liền tấm hoặc
ghép từng thanh tiết diện tam 
giác, hình thang hoặc vát.

 Để tránh vật liệu sau khi đập
văng ra, ở cửa nạp liệu có bố
trí một hàng xích bảo vệ.
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-12
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA

 Trong một số máy búa có thể
không có lưới ghi, và được
thay thế bằng các tấm phản hồi
1, 2 có tấm lót 3 dễ thay thế.

 Cơ cấu điều chỉnh 7 dùng điều
chỉnh khe hở giữa búa và bề
mặt tấm lót.

 Đây cũng là cơ cấu an toàn của
máy, khi cục vật liệu quá rắn lò
xo nén lại, khe hở rộng ra, vật
cứng rơi xuống.
1
1-tấm phản hồi trên
2-tấm phản hồi dưới
3-tấm lót 4-nêm búa 6- đĩa
5-búa 7-ốc điều chỉnh
3
1
7
4
2
5
6
4THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-13
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA

 Máy đập búa 1 trục
nhiều dãy búa ghép

 Máy búa dùng để nghiền nhỏ

 Đây là loại có nhiều dãy búa trên
trục ngang 4 mang nhiều cánh
búa 5 lắp tự do vào trục nhờ
chốt xuyên treo búa 2.
1: vòng đệm định vị búa
2: chốt xuyên treo búa
3: đĩa treo búa 4: trục ngang
5: búa 6: ghi nạp liệu 7: ghi tháo liệu
4
6
1
3
2
5
7
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-14
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA

 Khoảng cách giữa các đĩa búa 3 được định vị bằng
các vòng đệm 1.

 Trục búa 4 tựa vào hai ổ bi ở hai đầu. 

 Phía trên có phễu nạp liệu có hệ thanh ghi nạp liệu
7, khoảng cách giữa thanh rộng hơn bề dày của búa
khoảng 2 lần, nên khi quay búa có thể tự do lọt vào
khe hở các ghi và đập cục vật liệu vướng trên ghi.

 Nhờ vậy tạo nên vùng đập sơ bộ trước khi vào
khoang làm việc của máy.

 Sản phẩm đạt yêu cầu lọt qua ghi tháo liệu.
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-15
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA

 Máy đập búa 1 trục có
tấm di động

 Máy dùng cho vật liệu dẻo, 
nhớt có độ ẩm khoảng 15%.

 Búa 3 là cơ cấu đập quay 
nhanh

 Xích nghiêng 1 chuyển động
từ trên xuống với tốc độ
0,15m/s. Phía dưới có bàn đỡ
cố định 2.

 Vật liệu nạp vào từ cửa 4 rơi
vào bị búa đập văng lên bề
mặt xích, được đập nhỏ.
1- tấm xích nghiêng di động
2- bàn đỡ 3- búa
4- cửa nạp liệu 5- cánh gạt
3
4
5
2
1
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-16
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA
 Nếu vật liệu dẻo còn dính trên xích, sẽ rơi ra khi băng xích
bị uốn tại bánh răng phía dưới.
 Cục vật liệu nào bám lại, bị cánh gạt 5 gạt rớt xuống.

 Máy đập búa 2 trục:
3
2
4
5
1
5THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-17
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA

 Được dùng đập vật liệu ẩm, quánh dẻo dùng nhiều cho
sản xuất gạch xây dựng, đập lần hai.

 Loại này có hai trục nằm ngang, song song và quay 
ngược chiều nhau.

 Ghi phân phối 3 có thành cong, khoảng cách rộng nên
búa 2 có thể tự lọt qua và tạo thành khu vực đập 4. 

 Vật liệu đập nạp vào máy, rơi vào khu vực 4, búa lọt vào
khe ghi phân phối 3 và đập vỡ cục vật liệu đến kích
thước nhỏ hơn khe ghi rồi vào khu vực đập chính.

 Vỏ máy 1 có 2 lớp, khí nóng đi trực tiếp ở trong tránh cho
vật liệu tích tụ vào thành máy.
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-18
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA
(Một số máy đập búa 1 trục)
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-19
CAÁU TAÏO MAÙY ÑAÄP BUÙA
(Một số máy đập búa 1 trục)
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-20

 Đĩa: là một khối thép hình tròn, vuông, tam giác trên có
các rãnh để lắp chặt búa được bố trí đối xứng tránh
hư máy. Cấu tạo các kiểu đĩa thông dụng như sau:

 Đĩa cần phải cứng, vững. Khi làm việc toàn bộ khối
lượng của roto và búa tác động vào vật liệu.

 Khi lắp cánh búa lên đĩa, giữa hai cánh búa liên tiếp
phải lắp một bạc chận để giữ khoảng cách cần thiết
giữa hai cánh búa. Nếu trục có tiết diện tròn, cần làm
một then (mộng) dài suốt phần lắp cánh búa, còn nếu
trục vuông không cần.
ÑAËC ÑIEÅM CAÁU TAÏO
6THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-21
ÑAËC ÑIEÅM CAÁU TAÏO

 Búa:

 Là bộ phận làm việc chủ yếu của máy. Hình dạng, trọng
lượng, vật liệu chế tạo có ảnh hưởng đến năng suất, độ mịn.

 Búa có các kiểu, hình dạng khác nhau. Về nguyên tắc, búa
cần có nhiều bề mặt làm việc, khi bề mặt này bị mòn, hoặc
hỏng chỉ cần tháo ra thay thế bề mặt khác, ví dụ:
 Loại a, d: có 4 bề mặt làm việc
 Loại b, c: có 2 bề mặt làm việc.

 Búa làm bằng thép cứng có độ chịu mài mòn cao
a db c
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-22
ÑAËC ÑIEÅM CAÁU TAÏO

 Búa thường có dạng hình chữ nhật với 1 hoặc 2 lỗ treo.

 Với 1 lỗ treo có 2 mặt làm việc, với 2 lỗ treo có 4 mặt làm
việc: khi mặt này mòn thì đổi mặt kia.

 Với máy đập búa, búa có trọng lượng lớn, được đúc tạo
nên các đầu đập có góc cạnh để tăng hiệu quả đập nghiền

 Búa bố trí trên đĩa, hoặc roto phải đảm bảo búa quét đều
không gian làm việc của máy, đảm bảo cân bằng động
của máy.

 Khe hở: khoảng cách giữa đầu búa với lưới sàng càng
hẹp thì:
 Năng suất càng tăng, kích thước sản phẩm nhỏ.
 Năng lượng tiêu hao riêng giảm.
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-23
ÑAËC ÑIEÅM CAÁU TAÏO

 Lưới sàng: thường làm bằng thép tấm dầy 1,5-2,5 
mm, được dập thành lưới sàng có dạng lỗ tròn
hoặc rãnh phù hợp với mức độ đập nghiền.

 Đa số lưới sàng có bề mặt nhẵn có lỗ hình tròn, 
hình côn.

 Lưới sàng chịu ma sát lớn nên mòn nhanh, và cần
phải thay thế khi bị hỏng, do đó lưới sàng cần được
lắp, tháo dễ dàng.
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-24
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN
(Tính năng suất)

 Với máy búa, chưa có công thức toán học chính
xác để xác định vận tốc roto, năng suất, công
suất. Một số công thức kinh nghiệm như sau:

 Khoảng cách xa nhất D giữa hai mép búa đối diện
qua trục (đường kính): D = 400-2500 mm 

 Chiều dài trục L = (0,5-1,35).D

 Năng suất Q:
Khi D>L: Q = 0,1 D2L.n m3/giờ
Khi D<L: Q = 0,1 D.L2n m3/giờ

 Với máy búa 1 trục khi đập than đá: )( 1i3600
LnkDQ
22
−
=
7THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-25
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN
(Tính năng suất)

 Khi đập đá vôi: Q = DLb
 Q: năng suất tấn/giờ
 k: hệ số 0,12-0,22
 D, L : đơn vị m
 n: số vòng quay vòng/phút
 b: khe hở giữa các thanh ghi tháo liệu (mm)
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-26
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN
(Tính công suất)

 Với máy đập thô và trung: Nđc = 0,15D2Ln kW

 Hoặc: Nđc= 0,15iQ kW

 Hoặc kW
 Trong đó: D, L là đường kính, chiều dài trục m
 n: số vòng quay/phút
 Q: năng suất tấn/giờ
 i: mức độ đập nghiền.
60
nDL750Ndc ,=
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-27
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN
(Số hàng búa a trên cánh búa)

 Khi cục vật liệu cho vào máy sẽ có chuyển
động rơi tự do với gia tốc g.

 Để vật liệu bị đập vỡ thì thời gian t1 cục vật liệu
rơi từ đầu búa đến vị trí đập phải bằng thời gian t2
búa quay hết góc đặt búa.

 Khoảng cách từ đầu búa đến vị trí đập thường lấy
bằng D/18 với D là đường kính roto.

 Thời gian t1:

 Thời gian t2:

 Với t1 = t2 ta có: D
g
n
a
180
=
an
t
60
2 =
g
D
g
D
t
918
2
1 ==
THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-28
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ BẢN
(Số lượng, khối lượng búa)

 Số lượng búa j:

 Khối lượng búa m :

 Trong đó:
 σ: ứng suất phá vỡ cục vật liệu N/m2.
 E: modun đàn hồi N/m2. D: đường kính trục m.
 n: số vòng quay/phút. N: công suất máy kW
 ε: hệ số hồi phục ( tra bảng)
 v: vận tốc dài của búa m/s
 K: hệ số phụ thuộc vận tốc dài của búa như sau:
)( 2
32
1Ev6
D
m
ε−
piσ
=
2
4
Kmnv
N1012j .=
0,0200,0390,130,285K
40302317v (m/s)
8THIẾT BỊ ĐẬP BÚA 5-29
BÀI TẬP NHÓM