Tính toán thông số thiết kế máy rửa quặng hai trục vít cánh vuông mrcv 2284 sử dụng trong nhà máy tuyển quặng bauxite

Nội dung text: Tính toán thông số thiết kế máy rửa quặng hai trục vít cánh vuông mrcv 2284 sử dụng trong nhà máy tuyển quặng bauxite

1. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ TÍNH TOÁN THÔNG SỐ THIẾT KẾ MÁY RỬA QUẶNG HAI TRỤC VÍT CÁNH VUÔNG MRCV 2284 SỬ DỤNG TRONG NHÀ MÁY TUYỂN QUẶNG BAUXITE ThS. Trần Ngô Huấn Viện Khoa học Công nghệ Mỏ -Vinacomin KS. Nguyễn Văn Đông Công ty Cổ phần Công nghiệp Ô tô -Vinacomin Biên tập: TS. Tạ Ngọc Hải Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả tính toán các thông số cơ bản phục vụ thiết kế chế tạo máy rửa cánh vuông MRCV- 2284 sử dụng trong nhà máy tuyển quặng bauxite. 1. Đặt vấn đề kế từ 1,5÷2,0 triệu tấn/năm thì nhu cầu về R2VV là Đặc điểm quặng bauxite là có hàm lượng sét khoảng 34÷44 chiếc. cao, cấp hạt mịn lớn nên công nghệ tuyển phù Ngoài ra, với nguồn tài nguyên về quặng hợp với quặng bauxite chính là công nghệ tuyển bauxite tại chỗ lớn (tài nguyên dự báo và trữ rửa. Ở khu vực Tây Nguyên nước ta hiện có hai lượng xác định khoảng 9,7 tỷ tấn - thuộc top 5 nhà máy tuyển quặng bauxite tại Tân Rai, Lâm thế giới), tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên thì nhu Đồng và Nhân Cơ, Đắk Nông. Tại đây đang tuyển, cầu về R2VV rất lớn để phục vụ các dự án khai chế biến tinh quặng bauxite phục vụ sản xuất thác bauxite trong tương lai. Vì vậy, việc nghiên alumin đều sử dụng máy rửa quặng hai trục vít cứu thiết kế, chế tạo nội địa hóa chế tạo R2VV là cánh vuông (R2VV). thực sự cần thiết trước hết là giúp các đơn vị sử R2VV chủ yếu được sử dụng để tuyển rửa các dụng chủ động trong công tác sửa chữa, bảo trì, loại khoáng sản kim loại màu, vật liệu xây dựng thay thế thiết bị, tránh quá trình chờ đợi mua hàng như: quặng sắt, quặng bauxite, mangan, ti tan, nhập khẩu hoặc phải dự phòng lưu kho và sau đó quặng thiếc và các loại vật liệu xây dựng dùng là để cung cấp thiết bị cho các dự án trong tương trong các nhà máy sản xuất công nghiệp Máy lai gần. có nhiệm vụ đánh tơi, rửa sạch quặng và tách các Để phục vụ công tác thiết kế chế tạo việc tạp chất ra khỏi quặng. Các sản phẩm sau khi qua nghiên cứu xác định các thông số thiết kế là hết máy sẽ tiếp tục được chuyển tới các thiết bị công sức quan trọng. Bài báo trình bày kết quả nghiên nghệ tiếp theo trong dây chuyền tuyển, chế biến cứu tính toán một số thông số chính phục vụ công quặng. tác thiết kế chế tạo R2VV MR 2284. Hiện nay, tại hai nhà máy tuyển nói trên đang 2. Nội dung nghiên cứu sử dụng 08 thiết bị máy rửa cánh vuông, tuy nhiên 2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động đều là các thiết bị nhập khẩu từ Trung Quốc. R2VV có cấu tạo gồm hai trục vít xoắn lắp cánh Mặt khác, theo quyết định số 167/2007/QĐ-TTg vuông (3) được lắp song song với nhau, nghiêng của Thủ tướng chính phủ ngày 01/11/2007 V/v một góc β so với phương ngang, nằm trọn vẹn “Phê duyệt Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai trong máng rửa (1). Đáy máng rửa (1) cũng song thác, chế biến, sử dụng quặng bauxite giai đoạn song với hai trục vít xoắn, máng được cấp nước 2007 - 2015, có xét đến năm 2025”, nhà máy liên tục để rửa quặng. Các cánh vuông được chế tuyển tại Tân Rai sẽ dự kiến nâng công suất lên tạo bằng thép hợp kim chống mài mòn sắp xếp 1,2 triệu tấn/năm, khi đó nhu cầu về R2VV trong so le dạng xương cá có tác dụng khuấy đảo hỗn dây chuyền mới khi đầu tư mở rộng nhà máy là hợp vật liệu cần rửa lẫn trong bùn đất, các cánh khoảng 04 chiếc. Cũng theo quy hoạch này khi vuông trên hai trục vít xoắn (3) được bố trí lệch các nhà máy tại alumin Đắk Nông 1 nâng công nhau một góc 45o. Trục vít xoắn (3) được đặt trên suất lên 1,2 triệu tấn/năm và Nhà máy alumin Đắk hai gối đỡ (7) và (8). Gối đỡ trên (7) lắp ổ trượt đỡ Nông 2, 3, 4 triển khai thực hiện với công suất thiết chặn, gối đỡ dưới (8) lắp ổ đỡ trượt. Khi làm việc, 30 KHCNM SỐ 2/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ
2. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Hình 1- Cấu tạo máy rửa cánh vuông MR 2284 1- Máng rửa quặng; 2- Khung đỡ máy; 3- Trục vít xoắn cánh vuông; 4- Động cơ; 5- Hộp giảm tốc; 6- Bộ bánh răng và trục truyền động; 7- Gối đỡ trên; 8- Gối đỡ dưới. gối đỡ dưới (8) ngâm trong hỗn hợp nước, bùn đường kính vít xoắn được xác định theo năng suất quặng. Hệ thống dẫn động bao gồm động cơ (4), tính toán lớn nhất (tấn/giờ) [5]: hộp giảm tốc (5), bộ bánh răng và trục truyền động (6) và các khớp nối. Toàn bộ kết cấu máy được Q D = (1) đặt trên khung đỡ (2). 47.m.αβ .oo . ψ .s . θ .n. γ Từ động cơ, qua hệ thống truyền động, hai trục vít xoắn được dẫn động quay cùng vận tốc và quay Trong đó: ngược chiều nhau. Khi quặng cùng nước cấp vào D- Đường kính vít xoắn, m; máng, các cánh vít xoắn quay, đập vỡ, đánh tơi, Q- Năng suất lớn nhất, tấn/h; làm sạch quặng. Quặng đã được rửa được các m- Số trục vít xoắn; trục vít xoắn vận chuyển lên trên. Các thành phần α- Tỷ số diện tích hiệu quả vận chuyển quặng còn lại với cỡ hạt nhỏ từ 1 ÷ 2 mm cùng nước tràn của cánh vít xoắn Fa và diện tích tiết diện tương qua ngưỡng ở đầu dưới máng được chuyển đến ứng của bản thân vít xoắn “đặc” Fb (như trên Hình các thiết bị công nghệ xử lý tiếp theo. Các cánh 2, tức α=Fa/Fb≤0,5); trên hai trục được lắp xen kẽ với nhau làm tốt hơn β0- Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng máng, tác dụng khuấy và mài nghiền, tách rời đất dính β0= 1-0,02.β (β- Góc nghiêng của máng); trên bề mặt quặng. ψ- Hệ số điền đầy. Trị số của nó theo độ tăng 2.2. Quan hệ tương quan các thông số máy tính linh động và độ giảm tính mài mòn của quặng rửa vận chuyển mà tăng. Đối với quặng nặng và có 2.2.1. Đường kính vít xoắn D tính mài mòn thấp ψ = 0,25; Đối với quặng nặng và - Theo lý thuyết tính đường kính máy vít tải, có tính mài mòn cao ψ = 0,125; Đối với quặng nhẹ KHCNM SỐ 2/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ 31
3. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ và có tính mài mòn thấp ψ = 0,32; Đối với quặng quay quá cao trực tiếp tăng nhanh dịch chuyển nhẹ và không mài mòn ψ = 0,4. quặng trong máng, như vậy sẽ giảm thời gian rửa s- Bước vít, mm; quặng, giảm chất lượng rửa quặng. Từ đây có thể s0- Hành trình vít xoắn, mm; biết, vòng quay nhanh hay chậm ảnh hưởng trực θ- Hệ số chuyển động của quặng trong máng tiếp chất lượng và năng suất rửa quặng. Đối với nghiêng có bùn quặng; quặng khó tuyển hoặc sử dụng máy rửa quặng n- Số vòng quay vít, r/min; đường kính tương đối lớn nên chọn vòng quay γ- Khối lượng đổ đống của quặng; thấp. - Theo kích thước cỡ hạt lớn nhất của quặng. 2.2.4. Khoảng cách hai trục vít • Xử lý quặng chưa qua sàng, đường kính vít, Để khuấy tốt lên, diện tích tiết diện quặng được m: D > 4a đẩy lên trên được lớn nhất và đập vỡ đất trên • Xử lý quặng đã qua sàng, đường kính vít, m: quặng nhằm tăng năng suất, cánh trên hai trục lắp D > 10a đặt so le lẫn nhau thành 45o. Khoảng cách giữa Trong đó: a- Cỡ hạt lớn nhất của quặng. Nói tâm hai trục (L) phải nhỏ hơn đường kính vít xoắn, chung, kích thước đường kính vít xoắn tính theo khiến cho cánh của hai vít xoắn sẽ chồng tiếp lên năng suất lớn nhất đều có thể thỏa mãn giới hạn nhau 50-200 mm, tức là: này. L= D – (50÷200), mm (4) 2.2.2. Bước vít 2.2.5. Kích thước máng rửa Bước vít là khoảng cách giữa các cánh vuông (1) Bề rộng và độ sâu thành máng rửa phải liền nhau. Bước vít quan hệ đến tốc độ vận chuyển đảm bảo để tránh kẹt vật liệu. Khoảng cách giữa quặng trong máng, thời gian tuyển rửa, năng suất đường kính ngoài của vít xoắn với thành trong của lớn nhất. Giá trị của nó căn cứ tính chất của quặng máng rửa phải lớn hơn cỡ hạt lớn nhất của vật liệu cần xử lý để xác định. Có thể chọn trong giới hạn cấp. Giá trị của nó có thể chọn lớn hơn 1,5 lần cỡ sau: hạt quặng lớn nhất. Đồng thời, để giảm chuyển s= (0,25-0,5)∙D, mm (2) động của quặng làm mòn đáy dưới của máng Đối với thiết bị xử lý quặng nhẹ và linh động rửa, giữa đáy máng và cánh cần có khoảng cách hơn thì chọn giá trị lớn hơn. Đối với thiết bị quặng (80-140) mm, làm cho ở đáy máng hình thành lớp nặng mà tính linh động thấp thì chọn giá trị nhỏ quặng, mà vật liệu thì chuyển động trên nó. hơn. Đối với máy rửa làm việc đặc biệt nặng nhọc, Theo hình 2, bề rộng máng rửa được xác định có thể chọn bước vít s= 0,25∙D , mm. như sau: 2.2.3. Số vòng quay vít xoắn B= L+D+2∙(80÷140), mm (5) Tốc độ quay của vít xoắn với lực va đập (xung (2) Chiều dài máng rửa cần theo mức độ khó kích) của cánh khuấy tỷ lệ thuận với nhau, mà độ tuyển rửa của quặng mà xác định. Bởi vì chiều dài lớn của lực va đập ảnh hưởng trực tiếp tới kết quả máng phụ thuộc vào quặng nhất thiết phải khuấy đập vỡ quặng chứa trong bùn. Nâng cao tốc độ có bằng cánh trộn khuấy nào, thời gian ngắn nhất thể gây tác động khuấy mạnh. Tuy nhiên, nếu tốc đập vỡ, tuyển rửa quặng sau khi đã chọn số vòng độ cao, thì do vận tốc tiếp tuyến của chu vi vít xoắn quay và bước vít, còn với năng suất thì không liên vượt quá lực ma sát giữa quặng với vít xoắn, làm quan. Thời gian tuyển rửa t với đoạn tuyển rửa quặng bay khỏi trục. Thậm chí sẽ khiến cho bùn của máng L1 (hình 3) tỷ lệ thuận, còn với bước vít và hạt quặng tương đối nhỏ bay ra khỏi máng, dẫn và số vòng quay tỷ lệ nghịch. Đồng thời với góc đến tiêu hao năng lượng vô ích, làm bẩn sân công nghiêng lắp đặt thân máng và môi chất tuyển rửa nghiệp và mất an toàn. Số vòng quay vít xoắn n có ảnh hưởng. với tốc vòng tỷ lệ thuận, và tỷ lệ nghịch với đường Khi vít xoắn quay thì bề mặt vít đẩy quặng kính vít xoắn: chuyển động lên trên. Đồng thời với điều này, v quặng trên bề mặt nghiêng, do lực tác dụng của n = , r/min (3) trọng lượng bản thân sinh ra chuyển động trượt π.D xuống dưới. Công thức tính toán thời gian tuyển Theo Taggart đã chỉ rõ: Khi đường kính vít xoắn rửa xác định như sau [5]: là 508-1016 mm thì vận tốc vòng thông thường cần L1 trong phạm vi (42,7-57,9) r/min. Đồng thời vòng t = , min (6) θ.so .n 32 KHCNM SỐ 2/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ
4. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Trong đó: Nói chung chọn trong khoảng (55o~80o). Hành - Giá trị θ phụ thuộc vào góc nghiêng β của trình nhỏ chọn giá trị lớn, (hành trình) lớn chọn giá máng. Khi β= (0o-20o) thì θ= (0,5-0,35). Góc trị nhỏ. Góc lắp đặt cánh với đường tâm trục Ø= nghiêng lớn chọn giá trị nhỏ và ngược lại. 90o-λ. - Về chiều dài đoạn tuyển rửa và thời gian Trong đó, λ là góc nâng đường vít xoắn. Tức: tuyển rửa, Eudenic căn cứ hệ số dẻo của bùn đất − s và thời gian tuyển rửa trong máng nghiêng phân λ=tan 1 o ,mm (8) π.k .D thành ba loại: Loại thứ nhất là quặng khó tuyển, 1 nó chứa bùn sét dẻo, dính rất khó nhào nặn bằng 2.3. Xác định năng suất máy rửa tay. Hệ số “dẻo” K của loại đất này cao hơn (10- Năng suất máy rửa quặng là tổng lượng sản 15), cần tuyển rửa trong máng nghiêng của máy phẩm đã rửa và lượng hạt rắn trong nước tràn. rửa quặng hơn 6 min, vì vậy cần qua tuyển rửa hai Năng suất lớn nhất quặng sản phẩm phụ thuộc vào lần; Loại thứ hai là quặng khả tuyển trung bình. Nó năng lực vận chuyển của vít xoắn. Do vậy, cánh chứa đất dính dễ dàng nhào, nặn bằng tay. Hệ số trộn khuấy lắp với góc nghiêng trên thực tế xem là “dẻo” K của loại đất này là (5-10), thời gian tuyển có tác dụng như máy vận tải. Do vậy, năng lực vận rửa cần là 3-6 min; Loại thứ ba là dễ rửa, nó chứa chuyển với bình phương đường kính ngoài của đất có cát. Hệ số “dẻo” K của nó thấp hơn (3-5), cánh trộn khuấy, số vòng quay, tỷ trọng vật liệu tỷ thời gian cần tuyển rửa là (1,5-3) min. lệ thuận. Đồng thời với tính chất bùn, lượng bùn Hệ số K tính theo công thức sau: K=B1-B2. trong vật liệu, lượng bùn trong sản phẩm, có liên Trong đó: B1 là phần trăm nước khi đất bắt đầu quan. Trong đa số trường hợp, năng suất xử lý bị chảy và mất hình dạng ban đầu; B2 là phần trăm giới hạn bởi năng lực xử lý bằng cách tác động nước khi đất chịu nén và bắt đầu vỡ. Cuối cùng khi đập vỡ quặng của máy rửa. Do vậy, đối với tuyển xác định chiều dài máng Lo thì có thể tham khảo rửa quặng chuẩn càng cần xem xét các nhân tố chiều dài thoát nước ước tính là (1/3-1/2) toàn bộ của các phương diện này, chọn số vòng quay, góc chiều dài L1, tức là: nghiêng và bước vít thích hợp. 2.3.1. Năng suất máy vít tải 3 L o1 = .L ,mm (7) Năng suất máy vận tải dạng trục vít (vít tải) đặc 2 xác định như sau [5]: Đối với quặng sạch hàm lượng nước ít, chọn Q= 47.m.D2 . βψ . .s . θ .n. γ, tấn/h (9) giá trị lớn, ngược lại chọn giá trị nhỏ. oo 2.2.6. Góc nghiêng máng rửa Trong đó: Góc nghiêng máng rửa β nói chung chọn trong Q- Năng suất lớn nhất, tấn/h; phạm vi (8o-14o30’). Nếu các điều kiện khác thay m- Số trục vít xoắn; đổi, tăng góc máng rửa có thể nâng cao chất D- Đường kính vít xoắn, m; lượng tuyển rửa quặng. Nếu góc nghiêng quá βo- Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng máng, lớn, tình trạng quặng trượt xuống (đặc biệt là hạt βo = 1-0,02.β (β- Góc nghiêng của máng). quặng lớn) gia tăng. ψ- Hệ số điền đầy. Trị số của nó theo độ tăng Do vậy, tăng mạnh mòn hỏng bộ phận cánh vít tính linh động và độ giảm tính mài mòn của quặng công tác và tăng tiêu hao năng lượng. Đồng thời vận chuyển mà tăng. Đối với quặng nặng và có hãy còn giảm tốc độ quặng chuyển động lên trên, tính mài mòn thấp ψ = 0,25; Đối với quặng nặng và giảm năng suất. có tính mài mòn cao ψ = 0,125; Đối với quặng nhẹ 2.2.7. Góc nghiêng lắp cánh so với đường tâm và có tính mài mòn thấp ψ = 0,32; Đối với quặng trục nhẹ và không mài mòn ψ = 0,4. Mục đích của cánh với đường tâm trục tạo so- Hành trình vít xoắn, m, so = 2s (s- Bước thành góc xiên là làm cho khi cánh vít xoắn quay vít); tạo ra lực đẩy vật liệu trong máng, làm cho vật θ- Hệ số chuyển động của quặng trong máng liệu trong máng có được chuyển động lên trên sau nghiêng có bùn quặng; mỗi vòng quay, để đạt được liên tục đẩy quặng n- Số vòng quay vít; r/min; một cách đan xen nhau. Góc nghiêng của nó cần γ- Tỷ trọng của quặng, tấn/m3; tương thích ứng với hành trình vít. 2.3.2. Năng suất máy rửa cánh vuông KHCNM SỐ 2/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ 33
5. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Trên cơ sở tính toán xác định năng suất của Trong đó: máy vít tải, so sánh diện tích mặt cắt lớp vật liệu p- Lực cản ma sát quặng với máng nghiêng, vận chuyển bởi vít xoắn đặc thấy rõ khi mức chìm kG và độ sâu của quặng tương đồng thì diện tích mặt q1- Trọng lượng quặng mà bị khuấy đưa lên bởi cắt ngang của lớp vật liệu vận chuyển bởi vít xoắn cánh vít xoắn, kG nhỏ hơn nhiều so với diện tích mặt cắt ngang vít π 22 xoắn đặc, tỷ số của nó là = Fa/Fb 0,5. q 1o = .(D − d ).L . ψγ . ; kG (13) Nếu đem áp dụng công thức tính năng suất vít 4 xoắn không liên tục theo cánh tính của vít xoắn d- là đường kính ngoài của trục vít xoắn, m đặc nhất thiết phải nhân với hệ số tỷ lệ diện tích α. f- Hệ số ma sát của quặng với đáy máng; Năng suất máy vận tải vít xoắn cánh rời được H- Chiều cao nâng quặng, m. xác định như sau: L’- Hình chiếu bằng của chiều dài máng rửa 2 L , m. Q= 47.m. α .D . βψ . .s . θ .n. γ, tấn/h (10) o oo 2.4.2. Lực cản do khuấy trộn và đập quặng Trong đó: Cánh vít xoắn quay trong máng rửa, không chỉ - Tỷ số diện tích hiệu quả vận chuyển quặng có tác dụng vận chuyển mà còn tiến hành khuấy của cánh vít xoắn Fa và diện tích tiết diện tương và đập vỡ đối với quặng chứa bùn và hạt bùn, ứng của bản thân vít xoắn “đặc” Fb ; = Fa/Fb nâng cao hiệu quả rửa quặng. Cùng với điều này, 0,5. lực cản chuyển động quặng tăng lên. Điểm này 2.4. Xác định công suất truyền động đối với vít xoắn cũng tồn tại tương tự. Tuy nhiên, Tính toán công suất truyền động R2VV tham do kết cấu của cả hai và trọng lượng không giống khảo công thức tính công suất máy vít tải cùng nhau, hệ số lực cản mà sinh ra do khuấy và đập dạng. Tuy nhiên, theo đặc điểm R2VV, khi chọn vỡ quặng cũng không giống nhau. giá trị hệ số lực cản có một vài khác biệt. Trong cùng một điều kiện, giá trị đối với cánh 2.4.1. Lực ma sát của máng lên quặng xoắn là lớn. Nói chung có thể lựa chọn trong Đối với lực cản ma sát quặng với máng phạm vi dưới đây: Vít xoắn đối với quặng dạng nghiêng bao gồm: áp lực vuông góc và hai thành hạt trọng lượng tương đối lớn nhưng tính đập tách phần trọng lực. tương đối thấp, hệ số lực cản của nó ko=1,2~1,4 (thậm chí 1,6); đối với quặng nặng tính đập tách p= q1o .L .(sin β+ f.cos β ) ; kG (11) cao ko=1,8~2,0; hệ số lực cản của cánh vít xoắn Hoặc: đối với quặng kim loại đen, có thể chọn trong k = = + o p q1 .(H f.L ') ; kG (12) 3,5~4,0. Do vậy, lực cản chuyển động của quặng Hình 2. Mặt cắt bố trí máng rửa 34 KHCNM SỐ 2/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ
6. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ trong máng là: 60.koo .Q.L .(sinβ+ f.cos β ).tan( λ+ρ ) p= k .p = k .q .L .(sinβ+ f.cos β ) M = ; kGm (25) 1 o o1o ; kG (14) 7,2.πλ .n.tan Hoặc: Hoặc: p = k .q.(H + f.L') ; kG (15) o1 60.k .Q.(H+ f.L').tan( λ+ρ ) M = o ; kGm (26) 2.4.3. Lực cản trên gối đỡ 7,2.πλ .n.tan Lực cản trên gối đỡ được tính toán dựa trên hiệu suất truyền động qua gối đỡ, hiệu suất qua 2.4.6. Công suất cần để khắc phục lực cản chuyển động gối ký hiệu là ηg. No = M. ω (kW) Đối với ổ trượt: ηg= 0,9÷0,93 Đối với ổ lăn: ηg= 0,95÷0,96 π.n và ω= (rad/s) 2.4.4. Hiệu suất bộ dẫn động 20 Lấy hiệu suất bộ dẫn động là ηdđ, giá trị của nó theo tính toán tổng hiệu suất bộ truyền động. Từ đó: 2.4.5. Mô men xoắn cần để khắc phục lực cản k .Q.L .(sinβ+ f.cos β ). tan( λ+ρ ) N = oo ; kGm/s (27) chuyển động o λ 3,6.tan = λ+ρ M p 11 .r .tan( ) ; kGm (16) Hay là: = β+ β λ+ρ ko .Q.(H+ f.L '). tan( λ+ρ ) M ko1o .q .L .(sin f.cos ).r1 .tan( ) ; kGm (17) N = ; kGm/s (28) o 3,6.tanλ Hoặc: Hiệu suất vít xoắn xác định theo công thức: M= k .q .(H + f.L').r .tan( λ+ρ ) o1 1 ; kGm (18) tanλ η= (29) Trong đó: v tan(λ+ρ ) r (m) là khoảng cách từ đường tâm vít xoắn 1 Thay vào công thức (27), (28) ta có: đến điểm đặt lực trên cánh xoắn. r1 = k1∙D/2 (m), trong đó k =0,7-0,9 là hệ số xác định căn cứ theo k .Q.L .(sin β+ f.cos β ) 1 N = oo hệ số điền đầy. Hệ số điền đầy lớn chọn giá trị o ; kW 3,6.102.ηv nhỏ, ngược lại cho giá trị lớn. λ- Góc nâng vít xoắn: k .Q.L .(sinβ+ f.cos β ) N = oo → o ; kW (30) s 367.ηv λ=tan−1 o (19) π.k1 .D Hoặc: ρ- Góc ma sát giữa quặng và cánh xoắn; k .Q.(H+ f.L ') N = o ; kW (31) −1 o ρ= tan µ (20) 367.ηv μ- Hệ số ma sát giữa quặng và cánh xoắn: μ= 2.4.7. Công suất động cơ điện truyền động 0,57~0,84 Xem xét đến công suất, trọng lượng vít xoắn Từ các công thức: có ảnh hưởng rất lớn và một số tổn thất chưa tính Q vào, cần tăng công suất động cơ điện. q 1 = ; kG (21) 3,6.v k '.k .Q.L .(sinβ+ f.cos β ) = = oo N k ' .No ; kW (32) s .n 367.ηηηv . g . td v = o ; m/s (22) 60 Hoặc: s =πλ .k .D. tan ; m (23) k '.ko .Q.(H+ f.L ') o1 N= k ' .N = ; kW (33) o 367.ηηη . . k .D v g td r = 1 ; m (24) 1 2 Với k’ là hệ số dự trữ công suất điện. 2.5. Tính toán lựa chọn các tham số thiết kế Thay thế vào ta được: máy rửa cánh vuông MRCV 2284 2.5.1. Xác định các thông số hình học KHCNM SỐ 2/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ 35
7. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Năng suất thiết bị yêu cầu thiết kế: L1= θ.so.n.t= 0,42∙0,6∙24∙1,85= 5.595 (mm) Q= 120, tấn/h Chiều dài máng rửa xác định theo công thức Cỡ hạt lớn nhất: (7): a = 50 mm max 33 Số trục vít xoắn: Lo1= .L = .5595 = 8392 (mm) m= 2 trục 22 Tỷ số diện tích: Chọn chiều dài máng rửa Lo= 8.400 mm. α= Fa/Fb = 0,35 Góc nâng đường vít xoắn được xác định theo Góc nghiêng của máng: công thức (19) với k1=0,8: β= 14 độ s Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng máng: λ=tan−1oo = 0,22 = 12,7 π.k1 .D β0= 1-0,02.β = 0,995 Hệ số điền đầy với quặng nhẹ: Chọn góc nâng λ= 15 độ. ψ= 0,32 Góc ma sát giữa quặng và cánh xoắn xác định Kích thước vít xoắn tính theo điều kiện cỡ hạt theo công thức (20),với hệ số ma sát giữa quặng như sau: và cánh xoắn μ= 0,8 thay số ta được: D>10∙amax= 10∙50= 500 mm −1o ρ=tan µ= 0,67 = 38,7 Chọn sơ bộ đường kính vít D= 700 mm. Bước vít xác định theo công thức (2): 2.5.2. Tính toán công suất truyền động s= (0,25÷0,5)∙D = 175÷350 mm Hiệu suất vít xoắn theo công thức (29): Chọn bước vít: tanλ η= = s= 300mm v 0,21 tan(λ+ρ ) Hành trình vít xoắn: so = 2.s = 600 mm Hiệu suất ổ trượt: ηg = 0,9 Số vòng quay trục vít theo công thức (3) với v= Hiệu suất bộ truyền động: ηtd = 0,85 42,7-57,9 r/min [5]: Công suất động cơ điện yêu cầu theo công v thức (32): n= = 19,4 ÷ 26,3 (r / min) π.D k '.k .Q.L .(sinβ+ f.cos β ) N = oo = 69,7 (kW ) Chọn n= 24 r/min; 367.ηηηv . g . td Với góc nghiêng của máng β= 14o, chọn hệ số Trong đó: chuyển động của quặng trong máng nghiêng có - Với quặng bauxite (kim loại màu) chọn hệ số bùn quặng θ=0,42. lực cản k = 3,5. Thay các số liệu trên vào công thức (1) xác o - Hệ số dự trữ công suất điện k’= 1,2. định đường kính vít xoắn: Theo tiêu chuẩn, chọn động cơ điện N= 75 kW. Q Momen tác dụng lên trục vít tải xác định theo D = = 1, 0 6 ( m ) công thức (25): 47.m.αβ .oo . ψ .s . θ .n. γ 60.k .Q.L .(sinβ+ f.cos β ).tan( λ+ρ ) Chọn kích thước đường kính vít xoắn D= 1.060 M = oo = 3.608 (kGm) 7,2.πλ .n.tan mm. Khoảng cách giữa 60.k hai trục .Q.L vít .(sin xácβ+ f.cosđịnh β theo ).tan( λ+ρ ) M = oo = 3.608 (kGm) công thức (4): 7,2.πλ .n.tan L= D – (50÷200)= 860÷1.010 (mm) Hay M = 36,1 kNm. Chọn khoảng cách giữa hai trục vít L= 880 mm. 3. Kết luận Bề rộng máng rửa được xác định theo công - Nguyên lý làm việc của máy rửa cánh vuông thức (5): tương đối giống so với máy vít tải, do đó có thể B= L+D+2∙(80÷140)= 2.100÷2.220 (mm) tham khảo các lý thuyết về máy vít tải trong tính Chọn bề rộng máng rửa B= 2.200 mm. toán thiết kế máy rửa cánh vuông; Theo công thức (6) chiều dài đoạn máng rửa - Kết quả tính toán các tham số chính phục vụ được xác định như sau: thiết kế máy rửa cánh vuông MRCV 2284 với năng 36 KHCNM SỐ 2/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ
8. THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ suất 120 tấn/h cho thấy các kết quả tương tự với Giao thông vận tải. máy rửa cánh vuông CX 2284 đang sử dụng tại [2].Taggart, Handbook of Mineral Dressing, nhà máy tuyển bauxite Tân Rai; Volume III, Publised by John Wiley, Newyork, - Phương pháp tính toán các thông số kỹ thuật 1967. phục vụ thiết kế chế tạo máy rửa cánh vuông [3]. Оборудование для переработки сыпучих MRCV 2284 có thể tham khảo trong tính toán các материалов, В.Я. Борщев, Ю.И. Гусев, М.А. thiết bị máy rửa cánh vuông khác. Промтов, А.С. Тимонин. Tài liệu tham khảo: [4]. 黄慕礼 (2002), 双螺旋槽式洗矿机设计参数 [1]. Nguyễn Bơi, Trần Văn Lùng, Phạm Hữu 的 确定和传动功率计算,长沙黑色冶金矿山设计研 Giang (1999), Cơ sở tuyển khoáng, Nhà xuất bản 究院. Calculation of design parameters of the MRCV 2284 type square-wing two-screw ore washer 2284 in the bauxite ore processing plant MSc. Tran Ngo Huan - Vinacomin – Instiute of Mining Science and Technology Eng. Nguyen Van Dong - Vinacomin Motor Industry Joint Stock Company Abstract: The paper presents the calculation results of basic parameters for the design and manufacture of the MRCV- 2284 type square wing washer in the bauxite ore processing plant. KHCNM SỐ 2/2021 * CÔNG NGHỆ KHAI THÁC HẦM LÒ 37