Bài giảng Quá trình và thiết bị Silicat 1 - Chương 8: Phân riêng bằng máy sàng

1PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-1
QUÁ TRÌNH &
THIẾT BỊ SILICAT 1
Bộ môn Vật liệu Silicat
Khoa Công Nghệ Vật Liệu
Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-2
Phân riêng
bằng máy sàng
CHƯƠNG 8
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-3
Đại cương về máy – thiết bị phân riêng

 Đặt vấn đề : Cần tách riêng (phân loại) hỗn hợp thành
từng loại riêng biệt, tách những vật liệu lạ lẫn vào trong
nguyên liệu đem đi gia công.

 Ý nghĩa việc phân loại ???.

 4 Phương pháp phân riêng/phân ly chính :
 Phân riêng cơ giới (sàng);
 Phân ly không khí;
 Phân ly điện từ;
 Phân ly thủy lực và cơ khí thủy lực.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-4
Các khái niệm

 Sàng là quá trình phân loại cơ học một hỗn hợp vật liệu
rời thành các phân đoạn kích thước hạt khác nhau.

 Phương pháp phân loại là cho hỗn hợp VẬT LiỆU 
BAN ĐẦU nằm trên một bề mặt có lỗ (được gọi là lưới
sàng) và cho nó chuyển động thì những cục vật liệu
nào có kích thước bé hơn kích thước của lỗ lưới sẽ lọt
qua (SẢN PHẨM DƯỚI SÀNG) còn các cục vật liệu có
kích thước lớn hơn lỗ sàng sẽ nằm lại trên lưới sàng
(SẢN PHẨM TRÊN SÀNG).
2PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-5
Mục đích của quá trình sàng

 Tách ra khỏi hỗn hợp các cục vật liệu có kích
thước bé hơn kích thước yêu cầu.

 Tách ra khỏi hỗn hợp các cục vật liệu có kích
thước lớn hơn kích thước yêu cầu.

 Tách hỗn hợp vật liệu thành các thành phần có
độ lớn khác nhau.
Nếu có n 
sàng
Phân loại được 
n+1 kích thước 
hạt sản phẩm
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-6
Vị trí trong dây chuyền công nghệ

 Sàng sơ bộ : nằm ở vị trí xuất phát của dây
chuyền, nhằm loại bỏ các hạt lớn quá khổ hoặc
các hạt quá nhỏ không cần gia công nữa.

 Sàng trung gian : dùng để tách các hạt không cần
gia công ở giai đoạn tiếp sau.

 Sàng kiểm tra: để kiểm tra độ lớn của các hạt
thành phẩm và tách phế liệu.

 Sàng kết thúc hay sàng sản phẩm : dùng để
phân loại thành phẩm theo cỡ hạt tiêu chuẩn.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-7
Phân loại thiết bị sàng

 Theo cấu tạo :
 Hệ thống sàng phẳng (sử dụng phổ biến)

 Mặt sàng chuyển động tịnh tiến;

 Mặt sàng chuyển động tròn;

 Mặt sàng chuyển động rung.
 Mặt sàng hình trụ (ít phổ biến do bề mặt sử dụng thấp).
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-8
3PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-9
Phân loại thiết bị sàng

 Theo hình thức dao động cơ học :
 Máy sàng dao động lắc (lắc thẳng, lắc vi phân);
 Máy sàng dao động rung (rung định hướng, rung vô
hướng, rung lệch tâm);
 Máy sàng quay (sàng trống, sàng trục quay, con lăn quay).
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-10
Phân loại thiết bị sàng
Trong công nghiệp vật liệu, xây dựng chủ yếu sử
dụng máy sàng phẳng, rung cao tốc hoặc máy 
sàng rung lệch tâm, vì cho hiêu quả cao. 
Máy sàng trống thướng dùng phân loại bi, sỏi kết 
hợp rửa sạch
Vật liệu sàng có thể khô hoặc ướt
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-11
Các chỉ tiêu đánh giá

 Năng suất Q(m3/h): chỉ tiêu về lượng vật liệu sàng
được trong một đơn vị thời gian.

 Hiệu suất sàng η(%) và độ sạch ftr(%) : chỉ tiêu
về chất lượng sàng.

 Các chỉ tiêu trên ràng buộc nhau và phụ thuộc các
thông số cấu tạo của thiết bị sàng (loại sàng, kích
thước lỗ, tốc độ, quĩ đạo chuyển động); phụ
thuộc vào thành phần độ hạt và độ ẩm (sàng khô
hoặc ướt).
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-12
Hiệu suất QT sàng
Hiệu suất sàng η(%): tỉ số khối lượng VL có thể lọt qua / hàm
lượng của chính VL đó trong hỗn hợp đem đi sàng.
Khối hạt có các khoảng kích thước hạt khác nhau
Phaân loaïi vôùi kích thöôùc D0
> D0
< D0
hieäu suaát cuûa 
QT saøng
4PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-13
Cân bằng vật chất

 Gọi A, B là 2 thành phần vật liệu cấu thành hỗn hợp VL đem
sàng. F,D,E lần lượt là khối lượng VL nhập liệu, trên sàng và
dưới sàng.
xF: % khối lượng A trong nhập liệu. Suy ra %B là (1-xF).
xD: % khối lượng A trên sàng. Suy ra %B là (1-xD).
xE: % khối lượng A dưới sàng. Suy ra %B là (1-xE).

 Cân bằng khối lượng :
F = D + E (kg/h)
F.xF = D.xD + E.xE (kg/h)

 Từ 2 phương trình trên :
ED
EF
xx
xx
F
D
−
−
=
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-14
Công thức hiệu suất sàng η(%)

 Hiệu suất là thể hiện mức độ phân loại A và B.

 Hiệu suất đối với thành phần A và B lần lượt :

 Hiệu suất tổng quát quá trình :
)1.(
)1.(
F
D
B
xF
xD
−
−
=η
F
D
A
xF
xD
.
.
=η
)x1()xx(x.F
)x1)(xx)(xx(x
.
F
2
EDF
EFDEFD
AB
−−
−−−
=ηη=η
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-15
Các thông số khác của máy sàng

 Bề mặt sàng :
 Lưới đan;
 Tấm đục lỗ;
 Hệ thống ghi.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-16
Các thông số khác của máy sàng
1
2 3
Đặt liên tiếp : dễ kiểm 
tra, bảo trì.
Đặt song song : chất 
lượng phân loại cao.
5PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-17
Các thông số khác của máy sàng

 Bề mặt sàng là bộ phận chủ yếu của lưới máy:
 Lưới đan,
 Tấm đục lỗ,
 Hệ thống ghi

 Kích thước lỗ sàng;

 Vận tốc vật liệu trên lưới;

 Chiều dày lớp vật liệu và chiều dài sàng.
Yêu cầu : Có tổng diện tích 
lỗ sàng lớn nhất, bảo đảm 
kích thước lỗ và độ chống 
mài mòn cao
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-18
Mặt sàng : Dạng lưới đan

 Bề mặt tự do lớn (đến 70%), nhưng đồ bền không cao.

 Dùng phân riêng các vật liệu có kích thước nhỏ, mịn có
thể đạt từ 2,5mm - 40µm

 Lưới đan bằng sợi kim loại, sợi nhựa đan với nhau tạo
các hình lỗ sàng khác nhau.
ds = (0,6 – 0,7)d
 ds: đương kính sơi đan
 d: đương kính VL lọt qua sàng

 Bề mặt tự do của lưới sàng (lỗ chữ nhật kích thước
lxb(mm2)) : ( )( ) %100dldb
b.1F
ss
⋅
++
=
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-19

 Kích thước của sàng được đặt trưng theo 3 hệ
chính :
 Hệ Liên Xô cũ đặc trưng bằng kích thước lỗ (µm). 
Sàng No009 tương ứng kích thước lỗ 90µm.
 Hệ Đức đặc trưng bằng số lỗ/cm hay số lỗ/cm2. Sàng
No70 có nghĩa là 70lỗ/cm hay 4900lỗ/cm2, tương đương kích 
thước lỗ sàng 90µm.
 Hệ Anh, Mỹ đặc trưng bằng số mesh/1inch, với mesh
số lỗ va ̀ 1inch tấc Anh=25,4mm. Sàng số mesh 170 có
nghĩa là 170x170lỗ/25,4x25,4mm tương đương 4900lỗ/cm2, 
tương đương kích thước lỗ sàng 90µm.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-20
Mặt sàng : Dạng tấm đục lỗ

 Dạng lỗ hình tròn, hình vuông, chữ nhật , bầu dục.

 Ưu điểm cho phép VL chuyển động dễ dàng trên mặt
sàng. Tuổi thọ cao hơn lưới đan nhiều lần.

 Nhược điểm: diện tích bề mặt tự do nhỏ, ví dụ <50% 
với sàng lỗ tròn.

 Khoảng cách giữa hai mép lỗ liên tiếp :
với d : đkính lỗ 10-80mm.

 Bề dày của tấm phụ thuộc vào kích thước lỗ sàng :
 d=5-10mm, chọn bề dày δ=0,7d;
 d>10mm, chọn bề dày δ=0,6d.
d.9,0l =
6PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-21
Mặt sàng : Dạng thanh ghi

 Dùng máy sàng thanh ghi để phân riêng các
cục vật liệu thô có kích thước lớn hơn 80mm, 
đô ̣ đồng đều kém hơn sàng đục lô ̃.

 Khe hở trong bố trí giữa các thanh ghi sẽ quyết
định kích thước sản phẩm dưới sàng.

 Tiết diện thanh ghi theo các dạng sau :
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-22
Ảnh hưởng của lỗ sàng

 Sàng theo phương pháp khô (sỏi, cát): tốt nhất dùng lưới
sàng có lô ̃ chữ nhật có ti ̉ sô ́ D/R=2/1 và phương pháp ướt thì 
D/R=4/1.

 Mặt sàng lưới tăng năng suất lên 1,5-2 lần, đồng thời với chất
lượng phân loại. Song có thê ̉ đê ̉ loṭ qua hạt dẹt làm tăng độ 
tạp chất sản phẩm.

 Lưới sàng lỗ chữ nhật tránh cho lỗ sàng bị bít do diện tích lỗ 
sàng lớn. Lỗ vuông và tròn thi ̀ ngược lại có đô ̣ tap̣ chất ít, 
chất lượng sản phẩm cao va ̀ thường dùng để sàng vật liệu
nghiền.

 Lưu ý độ bền của mặt sàng phụ thuộc chính vào việc kẹp và 
căng lưới sàng vào các gối đỡ của hộp sàng và tránh bị uốn
trũng do trọng lượng vật liệu.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-23
Tính kích thước lỗ sàng

 Gia ̉ thuyết VL ly ́ tưởng có dạng hình cầu d(mm). 
Sàng đặt với một góc nghiêng α

 Khi cục VL không chuyển động do ngoại lực thi ̀
D là chiều dài lỗ sàng. 
δ : chiều dày mặt sàng.
αδ−α≤ sin.cos.Dd
Thực tế :
+ d<5mm, chọn D=d+(0,5-1)mm;
+ d>25mm, chọn D=d+(3-5)mm;
δ
D.cosα
δ.Sinα
D
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-24
Tính chiều dài sàng L

 Chiều dài thích hợp của sàng (mm) được tính:
K: hê ̣ sô ́ tı́nh đến sự bít lỗ sàng (1,05-1,20);
B: chiều rộng của mặt sàng (mm);
h: chiều dày lớp vật liệu trên sàng (mm);
D: đường kính lỗ sàng (mm);
z0: sô ́ lỗ trên một hàng;
t: bước của lô ̃ của hàng (mm), ví du ̣ tx=ty=2D thi ̀ z0=B/2D.
t
zD
hBKL .
..785,0
.
.
0
2=
Thực tế chọn chiều dài L=(1,2-1,5)B
7PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-25
Ảnh hưởng chiều dài sàng L

 Chiều dài mặt sàng quá lớn Hiệu quả sàng
càng cao nhưng chiếm nhiều diện tích lắp đặt, tiêu
tốn năng lượng lớn.

 Chiều dài mặt sàng quá nho ̉ VL không lọt hết
qua lỗ sàng làm giảm hiệu quả sàng.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-26
Chiều dày lớp vật liệu h

 Lớp vật liệu quá dày thi các cục vật liệu có kích
thước bé hơn lô ̃ sàng nằm trên mặt sẽ không chui
qua lỗ sàng được va ̀ đi ra cùng sp trên sàng.

 Lớp vật liệu càng mỏng thi ̀ hiệu quả sàng càng cao
nhưng dẫn đến năng suất sàng thấp.

 Thực tê ́, bê ̀ dày hợp lý choṇ theo đk hạt:
 d<5mm : h=(10-15)d;
 d=5-10mm : h=(5-10)d;
 d>50mm : h=(3-5)d.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-27
Máy sàng lắc phẳng
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-28
8PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-29
Mô tả cấu tạo

 Máy sàng lắc gồm có một hoặc hai khung sàng
chữ nhật, trên mặt khung được lắp lưới sàng.

 Khung sàng được treo hoặc đặt trên thanh đỡ, 
thanh đàn hồi. Tùy thuộc vào cơ cấu truyền
động và cơ cấu của bộ phân đỡ mà sàng lắc
phẳng theo đường tròn (lắc tròn), lắc phẳng tới
lui hay lắc phẳng chuyển động phức tạp.

 Góc nghiêng mặt sàng là khoảng 5-100
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-30
Nguyên lý hoạt động

 Dưới tác dụng của lực quán tính và lực ma sát tạo
ra sự chuyển động tương đối của vật liệu với bề
mặt lưới sàng.
 Máy sàng lắc phẳng có khung sàng đặt nghiêng trên các
thanh treo, máy truyền động bằng cơ cấu lệch tâm.
 Máy sàng lắc phẳng có khung sàng đặt nghiêng trên
thanh đỡ đứng, máy được truyền động bằng cơ cấu tay
biên - tay quay.

 Khoảng dịch chuyển của lưới sàng có thể trong
khoảng 10-100mm.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-31
A
D
ĐB
C E PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-32
Nguyên lý hoạt động

 A: Khung sàng đặt nghiêng dưới các thanh treo, máy truyền
động theo cơ cấu lệch tâm-tay biên.

 B : Khung sàng đặt nghiêng trên các thanh đỡ đứng, máy
truyền động theo cơ cấu biên-tay quay.

 C : Khung sàng đặt ngang trên các thanh đỡ nghiêng đàn hồi, 
máy truyền động theo cơ cấu biên-tay quay.

 D : Khung sàng đặt ngang trên hai trục đỡ lệch tâm, máy
được lắc quĩ đạo tròn trong mặt phẳng thẳng đứng khi hai
trục đỡ quay.

 Đ,E : Khung sàng đặt nghiêng trên 1 trục đỡ lệch tâm và 1 
thanh đỡ (treo) đứng, máy được truyền động nhờ trục lệch
tâm.
9PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-33
Lắc dọc theo mặt phẳng nghiêng của
lưới sàng
G.cosα
r
G . s i n α
F
P u
Gα
3
4
a1 = ω
2.r
a2 = ω
2.r 5
f = 0.3 – 0.45 tgϕ
2
1
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-34
Lắc dọc theo một góc α đối với mặt
phẳng nghiêng của lưới sàng
a
α
P u
G
G.cosαPucosα
Pusinα
G.sinα
3
4
1
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-35
Cơ sở nguyên lý

 Để hỗn hợp cục vật liệu di chuyển thành dòng liên
tục và quá trình sàng diễn ra thì:
 Khi sàng tiến về phía trước lực quán tính < lực ma sát : 
VL sẽ cùng tiến theo sàng.
 Khi sàng lùi về phía sau lực quán tính > lực ma sát : VL 
sẽ trượt tương đối trên mặt sàng.

 Lưu ý: chuyển động của sàng và cục VL sẽ chuyển
động tương đối đồng thời trên sàng.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-36
α D0
Chuyển động tương đối của cục VL
10
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-37
α D0
y
B
x
A
v0
Chuyển động tương đối của cục VL
r/cosα
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-38
Vận tốc tương đối của VL

 Xét hạt vật liệu (hình cầu), bán kính r, vận tốc v0, kích
thước lỗ D0.

 Chuyển động của hạt vật liệu sau thời gian t:
Theo phương Ox x = v0.t.cosα
Theo phương Oy y = 

 Để hạt vật liệu lọt qua lỗ sàng thì hạt VL phải di chuyển từ
A – B.
x = (D0-r).cosα - r.tgα.cosα = (D0-r-r.tgα).cosα
y = (D0-r-r.tgα).sinα + αcos
r
2
.
2tg
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-39
Vận tốc tương đối của VL

 Cân bằng 2 ptrình ta có :
v0.t.cosα = (D0 -r - r.tgα).cosα
= (D0 -r - r.tgα).sinα + 

 Vận tốc chuyển động của vật liệu trên sàng:
v0 = (D0 -r - r.tgα).
2
.
2tg
αcos
r
2r 2.sin )r.tg -r - (D
cos.
0 +αα
αg
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-40
Vận tốc tương đối của VL

 Khi sàng nằm ngang α = 0
v0
α=0
= (D0 - r). 

 Thực tế thường chọn vận tốc chuyển động hạt
qua lỗ sàng là : v =(0,7-0,9)v0α=0.
r
g
2
11
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-41
Số vòng quay của cơ cấu lệch tâm

 Khảo sát chuyển động của hạt vật liệu có khối lượng m nằm trên
sàng. Ta xét các lực tác dụng lên hạt vật liệu khi đầu tay quay ở
phần tư I và quay theo chiều kim đồng hồ.
- Trọng lực G
- Lực lôi cuốn S = G.sinα
- Lực ma sát T = N.µ = G.µ.cosα
- Lực quán tính P = 
a
g
G
.
α
P
G N
T
S
φ
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-42
Số vòng quay của cơ cấu lệch tâm
Với :
a: gia tốc sàng tạo ra bởi chuyển động của cơ cấu lệch
tâm
µ: hệ số ma sát của vật liệu với bề mặt sàng
a = 
e: bán kính lệch tâm, n số vòng quay trục lệch tâm;
ϕ: góc tạo bởi bán kính trục lệch tâm (ϕ = 0-1800)
ϕpi cos..)
30
.( 2 en
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-43
Số vòng quay của cơ cấu lệch tâm

 Điều kiện để hạt vật liệu không lùi theo sàng mà trượt
tương đối trên bề mặt sàng
P + S > T

 Giá trị lực quán tính cực đại (ϕ=0), xem g=pi2
n > 30 (vòng/phút)

 Khi sàng tiến : ĐK để cho vật liệu tiến theo sàng :
T + S > P
G.µ.cosα + G.sinα > 
αµαϕpi cos..sin.cos..)
30
.).(( 2 GGen
g
G
>+
e
ααµ sincos. −
ϕpi cos..)
30
.
.( 2 en
g
G
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-44
Số vòng quay của cơ cấu lệch tâm

 Xét các lực tác dụng lên hạt vật liệu khi đầu tay quay ở phần tư III và
quay theo chiều kim đồng hồ.
- Trọng lực G
- Lực lôi cuốn S = G.sinα
- Lực ma sát T = N.µ = G.µ.cosα
- Lực quán tính P = 
a
g
G
.
α
T
G N
P
S
φ
12
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-45
Số vòng quay của cơ cấu lệch tâm

 Điều kiện để hạt vật liệu tiến trên bề mặt sàng
theo sàng khi sàng tiến :
T + S < P

 Như vậy số vòng quay trục lệch tâm khi hạt VL 
bắt đầu chuyển động đi lên là (ϕ=1800), xem g=pi2
n < 30 (vòng/phút)
ϕpiααµ cos..
30
.
.sin.cos..
2
e
n
g
GGG 











>+
e
ααµ sincos. −
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-46
Số vòng quay của cơ cấu lệch tâm

 Vậy vận tốc vòng quay của trục lệch tâm là
30 < n < 30 (vòng/phút)

 Trong thực tế thường chọn :
nmax = 40 (vòng/phút).
e
ααµ sincos. −
e
ααµ sincos. +
e
ααµ sincos. +
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-47
Số vòng quay của cơ cấu lệch tâm

 Vận tốc cực đại trượt tương đối của hạt vật liệu
trên sàng
vmax = (m/s)

 Vận tốc dịch chuyển trung bình của khối hạt vật liệu
vtb = vmax .k (m/s)
k: là hệ số chuyển động không cùng hướng của vật
liệu trên sàng k =0,4 -0,5.
e
n
.
30
.pi
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-48
Năng suất của máy sàng

 Năng suất của sàng phụ thuộc vào kích thước sàng, vận
tốc vật liệu trên sàng, kích thước cục vật liệu:
Q = 3600.F.vtb.β.ρ (kg/h)
F: tiết diện ngang của khối vật liệu trên sàng F = B.h
h: chiều dày lớp vật liệu trên sàng (m)
B: chiều rộng khung sàng (m).
vtb: vận tốc chuyển động trung bình của vật liệu (m/s).
β: hệ số đặc trưng cho tính xốp của vật liệu (β = 0,3 -0,6)
ρ: khối lượng riêng của vật liệu (kg/cm3)
13
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-49
Công suất tiêu hao

 Công suất của máy sàng được tính theo công thức
N = (kW)
Với N1: công suất tạo động năng cho sàng chuyển động
N2: công suất để khắc phục lực ma sát giữa vật liệu và bề
mặt sàng
N3: công suất thắng lực ma sát cơ cấu lệch tâm
η: hệ số công có ích (hiệu suất bộ truyền động)
k: hệ số an toàn (hệ số dự trữ k=1,1 – 1,15).
kNNN .321
η
++
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-50
Công suất tạo động năng N1

 Công suất để tạo ra động năng là:
N1 = (kW)

 Tổng động năng của khối vật liệu của một chu kỳ
A = 
(v1, v2: vận tốc sàng lúc tiến và lúc lùi)

 Trọng lượng tổng cộng bao gồm: G = Gs + Gv: 
(trọng lượng sàng Gs, trọng lượng khối vật liệu Gv)
v1 = v2 = vmax = 
60
.
10 3
nA
)(
.2
2
2
2
1 vvg
G
+
30
.. nepi
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-51
Công suất tạo động năng N1

 Động năng của khối chuyển động được xác định
A = 

 Thay vào ta có công suất để tạo ra động năng là:
N1 = (kW)
e: khoảng cách lệch tâm(m), n: số vòng quay của trục lệch
tâm (v/ph).
900
...
900
...2
.
.2
2222
neGne
g
G pipi
=
6
32
3 10.54
..
60
.
10
neGnA
=
Tính tương tự với N2 và N3
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-52
Vận hành máy sàng lắc phẳng

 Máy sàng lắc được là nhơ có cơ cấu lệch tay quay –
biên hoặc cơ cấu trục lệch tâm - biên.

 Khi làm việc khung sàng chuyển động qua lại làm cho
vận tốc va ̀ gia tốc của sàng luôn thay đổi nên khung
sàng sinh ra lực quán tính tác dụng theo đường
chuyển động của khung sàng.

 Lực quán tính làm cho trục lệch tâm va ̀ bê ̣ máy giảm
tuổi tho ̣

 Khắc phục tác hại đo ́ la ̀ vấn đê ̀ cần lưu ý chính khi
vận hành.
14
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-53
Biện pháp cân bằng

 Thiết kê ́ phải đảm bảo cho máy được cân bằng trong
khi lắc. Tuy nhiên làm máy cân bằng hoàn toàn là rất
kho ́.

 Cân bằng nhờ đặt hai khung sàng thẳng hàng hay còn
gọi là đặt lệch nhau 1800.

 Cân bằng khung sàng nhờ đối trọng.

 Cân bằng khung sàng nhờ 2 đối trọng quay ngược
chiều nhau.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-54
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-55
2 khung sàng đặt thẳng hàng

 Hai khung sàng có trọng lực bằng nhau P1=P2 lắc
ngược chiều nhau trong cùng 1 mặt phẳng nên lực
quán tính triệt tiêu nhau.

 Nhược điểm:
 Điều kiện cân bằng khó đảm bảo do VL trên sàng thay
đổi.
 Diện tích chiếm chỗ rất lớn.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-56
Nhờ đối trọng

 Vị trí của đối trọng phải được đối xứng với vị trí 
nối tay quay.

 Nhược điểm: Gây chấn động (dao động) theo
phuơng thẳng đứng.
15
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-57
Nhờ lực quán tính của khung sàng

 Bô ̣ phận truyền động bao gồm 2 đối trọng quay ngược
chiều, cùng tốc đô ̣, cùng bán kính, cùng trọng lượng.

 Kiểu kết cấu này khắc phục được hoàn toàn lực quán
tính sinh ra ở khung sàng. Máy làm việc ổn định.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-58
Máy sàng thùng quay
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-59
Cấu tạo sàng thùng quay
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-60
4
3
2 2
6
5
Gồm :
thùng quay (1); các con lăn (2). động cơ (3); giảm tốc (4), 
bánh răng (5) ; phễu nạp liệu (6).
Sơ đồ nguyên lý
1
16
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-61
Đại cương 

 Khi thùng quay, hỗn hợp trong thùng được nâng lên đến
độ cao nào đó rồi tụt xuống, trong quá trình vật liệu được
nâng lên và tụt xuống đó, 

 Hạt vật liệu nào có kích thước bé hơn lỗ sàng thì qua sàng
được gọi là sản phẩm của quá trình sàng.

 Thùng sàng có nhiều mặt thì làm việc hiệu quả hơn sàng
hình trụ vì nó có sự va chạm của vật liệu từ mặt sàng này
sang mặt sàng khác nên hiệu suất sàng cao hơn.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-62
Đại cương

 Sàng thùng quay có ưu điểm là làm việc ổn định, khi làm
việc không bị rung động nên rất tiện trong bố trí mặt bằng. 
Nhược điểm của máy là hệ số sử dụng bề mặt sàng nhỏ, 
vật liệu dễ sinh bụi vì bị va đập nhiều.

 Sàng thùng quay dùng để phân loại vật liệu khô và huyền
phù trong công nghệ gốm sứ.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-63
Nguyên lý hoạt động

 Khi sàng thùng quay làm việc, dưới tác dụng của lực ma sát
và lực ly tâm, vật liệu được nâng lên đến một độ cao nào
đó, đến khi trọng lực của vật liệu thắng lực ma sát vật liệu bị
trượt xuống; đồng thời do sàng được đặt nghiêng (độ dốc
70), vật liệu được chuyển dịch dọc theo sàng.

 Trong quá trình trượt và chuyển dịch như vậy vật liệu bị
phân loại lọt qua các lưới sàng có kích thước lỗ tương ứng
với kích thước của vật liệu yêu cầu.

 Sàng thùng quay thường được dùng để phân loại vật liệu
khô trong công nghiệp VLXD như dùng để rửa hoặc phân
loại sa mốt, cát, sỏi, đá dăm,v.v...
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-64
Ưu và nhược điểm

 Ưu: cơ bản của loại sàng thùng quay là quay chậm
đều, không rung động trong khi làm việc,nên có
thể đặt sàng ở trên tầng cao của nhà,hoặc trên
các thiết bị di chuyển.

 Khuyết : khi sàng vật liệu khô bụi nhiều, bề mặt
làm việc của sàng nhỏ (12÷20% tổng diện tích của
sàng), đồng thời khi sàng làm việc vật liệu bị đảo
lộn kém, do đó hiệu suất thấp.
17
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-65
G
T
S
qc
N
α
Tính số vòng quay của thùng

 Xét một hạt vật liệu nằm trên
lưới sàng quay với vận tốc góc
ω. Hạt vật liệu chịu tác dụng
bởi các lực sau đây:
 Trọng lực của hạt vật liệu G
 Lực ly tâm qC
 Lực ma sát T

 Trọng lực được phân tích thành
các thành phần:
 Phần hướng tâm N = G.cosα
 Phần tiếp tuyến S = G.sinα
 α: góc nâng hạt vật liệu
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-66
Tính số vòng quay của thùng

 Lực ma sát T có xu hướng kéo hạt vật liệu đi lên
T = µ.(N ± qC)
µ: hệ số ma sát của hạt vật liệu với mặt sàng 0,4-0,75

 Để hạt vật liệu có chuyển động tương đối trên bề mặt
sàng thì :
S > T
G.sinα > µ(G.cosα + )
R: bán kính thùng sàng (m); g: gia tốc trọng trường (m/s2)
sinα > µ.(cosα + )
R
v
g
G 2
Rg
v
.
2
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-67
Tính số vòng quay của thùng

 Vận tốc của thùng quay 
v = (m/s)
n: số vòng quay của thùng (v/phút)

 Từ phương trình trên (xem pi2=g)

 Số vòng quay của thùng được xác định là:
n < 30 (v/phút)

 Ta thấy rằng hạt vật liệu chỉ qua lỗ sàng khi α<900 (α=900 thì
nmax = )
3060
2 RnRn pipi
=
900
cos.sin
..900
cos.sin 22222 nR
Rg
nR ≥−⇒≥−
µ
αµαpi
µ
αµα
R.
cossin
µ
αµα −
R.
30
µ
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-68
Máy sàng rung
18
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-69
Hệ thống máy 
sàng rung
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-70
Sàng rung

 Sự chấn động của sàng rung được tạo nên bởi lực
quán tính, lực va đập hoặc lực điện từ. Căn cứ vào
phương thức tạo nên chấn động, có thể phân loại
sàng rung theo:
 Sàng rung quán tính (lệch tâm hay vô hướng)
 Sàng rung điện từ.
 Sàng rung do va đập, chấn động

 Trong công nghiệp sản xuất phân loại vật liệu, 
huyền phu ̀ chủ yếu sử dụng sàng rung quán tính.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-71
Sàng rung lệch tâm (quán tính)
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-72
Cấu tạo: 
(1) buồng làm việc, (2) lò xo, (3) vỏ ngoài, (4) bánh đà, (5) trục lệch tâm, 
(6) động cơ, (7) trục đỡ sàng, (8,9) sàng, (10) ống trục lệch tâm 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
19
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-73
Sàng rung vô hướng (quán tính)
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-74
Pu
1
6
9
10
3
7
4 5
2
Cấu tạo: 
Trên khung chấn động (1), đặt trục lệch tâm không cân bằng (2), quay trong 
ổ trục (3). Trên khung chấn động có đặt các thanh ngang (4) đỡ các lưới sàng 
(5) có kích thước lỗ khác nhau. Một đầu sàng được bắt chặt vào tấm căng 6 
đầu kia bắt vào tấm căng (7) nối liền với bulông (8).
Sàng rung quán tính
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-75
Sàng rung do chấn động
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-76
Khi trục lệch tâm quay xuất hiện lực ly tâm quán tính luôn luôn 
thay đổi phương chiều theo mặt phẳng vuông góc với trục. 
Qua đó hệ thống lò xo cùng với khung chấn động bị dao động 
theo tất cả các phương làm cho sàng rung động để sàng. 
Biểu đồ dao động của sàng phụ thuộc vào phụ tải không cân 
bằng của trục lệch tâm, vào độ cứng của hệ thống lò xo và vào 
cách bố trí lò xo.
Lực ly tâm quán tính Pu có thể phân thành 2 thành phần theo 
phương nằm ngang và thẳng đứng: = α

= α
u1 u
u2 u
P P sin
P P cosα: góc tạo bởi phương của lực ly 
tâm với trục thẳng đứng.
Dưới tác dụng của lực ly tâm quán tính sàng chấn động, các 
điểm của sàng vạch thành quỹ đạo ô-van.Sàng được đặt 
nghiêng một góc 5-15o.
20
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-77
Sàng rung thường được dùng để sàng cát, sỏi, đá dăm có độ ẩm tương 
đối thấp W = 3÷5%. Sàng thường có kích thước lỗ vuông 5÷100mm
Bảng năng suất của các loại sàng rung
Vị trí sàng và vật liệu sàng Công thức [m3/h] 
Sàng rung đặt nằm ngang, sàng hỗn hợp cát sỏi 
= 1 2V 0,8F.q.k .k
Sàng rung đặt nằm ngang, sàng vật liệu đập = 1 2V 0,65F.q.k .k
Sàng rung đặt nghiêng, sàng hỗn hợp cát sỏi = 1 2V 0,5F.q.k .k
Sàng rung đặt nghiêng, sàng vật liệu đập = 1 2V 0,4F.q.k .k
Trong đó:
F: tiết diện của sàng [m2]
q: năng suất riêng đối với 1m2 tiết diện sàng [m3/h], tra bảng.
k1: hệ số phụ thuộc vào hàm lượng % sản phẩm dưới sàng có trong vật liệu ban đầu.
k2: hệ số phụ thuộc vào hàm lượng % sản phẩm dưới sàng có kích thước nhỏ hơn ½
kích thước của lỗ sàng. 
Năng suất sàng rung vật liệu rời
PHƯƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG - THIẾT BỊ SÀNG 8-78
Bài tập sửa trên lớp

 Bài ví dụ 2.2 trang 55.

 Bài tập 2.1 trang 91.