Nghiên cứu xác định các thông số hợp lý của máy sàng va rung phân loại cát ẩm

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018. 12 (7): 83–88
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA MÁY
SÀNG VA RUNG PHÂN LOẠI CÁT ẨM
Trần Văn Tuấna,∗
aKhoa Cơ khí Xây dựng, Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 23/10/2018, Sửa xong 02/11/2018, Chấp nhận đăng 06/11/2018
Tóm tắt
Máy sàng va rung có nhiều ưu điểm nổi trội về năng suất, hiệu quả phân loại trong một dây chuyền công nghệ
nghiền và phân loại vật liệu; dễ giải quyết hiện tượng kẹt hạt vật liệu tại mắt sàng. Tuy đóng một vai trò rất
quan trọng trong một dây chuyền công nghệ như vậy, nhưng lại chưa được nghiên cứu đầy đủ về tính toán, thiết
kế phù hợp với điều kiện làm việc là phân loại cát ẩm. Bài báo tiến hành xây dựng mô hình nguyên lý cơ học,
thiết lập phương trình vi phân mô tả chuyển động, tìm lời giải và khảo sát các thông số động học, động lực học
của máy sàng va rung một phía, một khối lượng làm cơ sở khoa học để xác định các thông số hợp lý, phù hợp
với công nghệ phân loại nhằm góp phần thiết kế, chế tạo máy có khả năng tự làm sạch mặt sàng khi phân loại
cát ẩm.
Từ khoá: nguyên lý cơ học; phương trình vi phân; các thông số hợp lý; máy sàng va rung; cát ẩm.
STUDYING DETERMINATION THE REASONABLE PARAMETERS OF THE IMPACT – VIBRATION
SCREEN FOR CLASSIFICATION OF MOISTURE SANDS
Abstract
The impact-vibration screens have many outstanding advantages in terms of productivity and efficiency in a
sorting technology grinding - sorting material and easy to solve the material jam in the sieve. Although playing
a very important role in such a technological line, but have not been fully researched on the calculation, design
suitable to working conditions is classification of moisture sands. This paper develops the model of mechanical
principle, sets the differential equation for motion description, solves and researches the kinetic and dynamical
parameters of one-sided impact-vibration screen, one mass as a scientific basis to determine the reasonable
parameters, in accordance with the classification technology to contribute to the design and manufacture of
machines capable of self cleaning the screen when sorting the moisture sands.
Keywords: mechanical principle; differential equation; the reasonable parameters; the impact-vibration screen;
the moisture sands.
https://doi.org/10.31814/stce.nuce2018-12(7)-09 c© 2018 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)
1. Đặt vấn đề
Theo [1–5] các máy sàng rung có nhiều ưu điểm nổi trội về chất lượng, năng suất và hiệu quả
phân loại nên được nghiên cứu phát triển và sử dụng rộng rãi; nó đóng vai trò rất quan trọng trong
dây chuyền công nghệ nghiền – phân loại vật liệu xây dựng, nhưng lại chưa được quan tâm đúng mức
trong thiết kế phù hợp với điều kiện làm việc là phân loại cát ẩm. Máy sàng va rung thuộc một lớp
máy sàng rung, có khả năng tự làm sạch mặt sàng cao [6]. Vì vậy, khảo sát tìm các thông số hợp lý
∗Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: tuantv@nuce.edu.vn (Tuấn, T. V.)
83
Tuấn, T. V. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
của máy sàng va rung phân loại cát, nhằm xác định các cơ sở khoa học để phục vụ cho việc thiết kế,
chế tạo máy sàng phù hợp sẽ mang tính khoa học và thực tiễn cao.
Tác giả [4] đã nghiên cứu xác định được một số đặc tính hữu ích của máy sàng hoạt động theo
nguyên lý va rung. Cụ thể:
a) Khối lượng vật liệu nằm trên mặt sàng dao động tách khỏi mặt sàng sẽ hiệu quả hơn khi dao
động cùng mặt sàng.
b) Hạt vật liệu trên mặt sàng tham gia vào hai chuyển động đồng thời là chìm trong đống vật liệu
và chuyển động dọc mặt sàng để chui qua lỗ sàng với thời gian hợp lý cho sàng va rung Td là từ 20 s
đến 40 s. Xuất phát từ thực nghiệm, để đạt được hiệu quả sàng E > 80% nên chọn chiều rộng mặt
sàng B bằng chiều rộng cửa xả của thiết bị nạp; chiều dài mặt sàng L ≈ 2B; chiều cao vật liệu chỗ nạp
nên chọn từ 40 mm đến 60 mm đối với cát.
c) Độ ẩm vật liệu ảnh hưởng lớn tới hiệu quả sàng E và tốc độ di chuyển dọc sàng. Ẩm do hơi nước
hoặc do tạp chất làm tắc lỗ sàng khi phân loại cát. Thực nghiệm chỉ ra rằng khi phân loại cát bằng
rung, vật liệu tạo ẩm tăng 4% quá trình phân loại cát có mô đun 2,5 mm sẽ ngừng. Vấn đề làm sạch
lỗ sàng, chống tắc nhờ va rung một phía tạo ra độ chênh gia tốc, làm xuất hiện lực động bổ sung Fbx
có giá trị lớn hơn lực cản ma sát giữa hạt kẹt với lỗ sàng sẽ làm hạt thoát khỏi lỗ bị kẹt, Fbx = ∆X¨m1,
N; ở đây ∆X¨ là độ chênh gia tốc, m1 là khối lượng hạt đang bị kẹt trong lỗ sàng.
d) Về lý thuyết, tăng tần số sẽ tăng lực quán tính; tăng tốc độ làm tăng khả năng làm sạch lỗ sàng
nhưng dẫn đến giảm hiệu quả sàng E vì khi tăng tốc độ mà chiều dài mặt sàng L cố định sẽ giảm số
lần tiếp xúc hạt với lỗ sàng dẫn đến E giảm. Như vậy, tồn tại giá trị biên độ, tần số rung hợp lý đảm
bảo tăng độ làm sạch mặt sàng.
e) Năng suất sàng cát phụ thuộc vào quá trình hạt vật liệu di chuyển qua hai giai đoạn: Giai đoạn
một chìm trong đống vật liệu nạp sàng và giai đoạn hai chui qua lỗ sàng. Hạt vật liệu có kích thước
lớn hơn lỗ sàng (trên sàng) phải di chuyển hết chiều dài mặt sàng do rung động; các hạt vật liệu có
kích thước nhỏ hơn lỗ sàng (dưới sàng) di chuyển chủ yếu giai đoạn một qua chiều dày lượng vật liệu
nhờ trọng lực và lực quán tính. Năng suất sàng có thể xác định nhờ biểu thức sau: Q =
3600Bh1L
Td
;
(m3/h); trong đó B là chiều rộng mặt lưới sàng có đơn vị là mét; h1 là chiều cao vật liệu chỗ nạp đơn
vị là mét; L là chiều dài mặt lưới sàng đơn vị là mét; Td là thời gian hạt vật liệu trên sàng đi hết chiều
dài mặt sàng. Thời gian Td là thời gian công nghệ, đảm bảo quá trình sàng đạt hiệu quả E, được xác
định bằng thực nghiệm.
Nghiên cứu của tác giả [4] cũng đã chỉ ra rằng, để phân loại cát xây dựng bằng máy sàng va rung
nên sử dụng các thông số công nghệ hợp lý sau: Biên độ dao động Xa của hệ có giá trị từ 2 mm đến
3 mm; gia tốc dao động X¨a ≤ 100 m/s2. Tuy nhiên, tác giả không cho biết quy trình và cách xác định
các thông số động học và động lực học của máy sàng va rung để đạt được các thông số công nghệ
hợp lý.
2. Xây dựng mô hình nguyên lý cơ học và tính toán động học, động lực học của máy sàng va
rung một phía
2.1. Xây dựng mô hình nguyên lý cơ học, thiết lập phương trình vi phân chuyển động và tìm lời giải
Xây dựng mô hình nguyên lý cơ học của máy sàng rung và va rung, theo các tác giả [7–10] dựa
trên một số giả thiết sau:
Hộp sàng được coi là tuyệt đối cứng; khối lượng lò xo coi như không tham gia dao động; đường
đặc tính của lò xo được coi là tuyến tính; bỏ qua thành phần phi tuyến độ cứng của gối va chạm đàn
84
Tuấn, T. V. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
hồi; bỏ qua ảnh hưởng của hệ dao động đến chuyển động quay đều của động cơ và khối lệnh tâm;
khối lượng tham gia dao động bao gồm: khối lượng hộp sàng với lưới sàng, khối lượng bộ gây rung,
khối lượng cát.
Ở đây, khung sàng rung (1) được coi như là một vật thể tuyệt đối cứng thực hiện dao động trên
các lò xo (2). Trong quá trình dao động theo từng thời điểm, hộp sàng khi tiếp xúc với gối va chạm
(3) đặt ở phía trên hoặc khi tách ra khỏi chúng và chịu lực kích động hàm điều hoà Pt = G cos(ωt).
Giảm chấn (5) đặc trưng cho độ cản chuyển động của vật liệu trong quá trình tham gia dao động và
của lò xo, đặc trưng cho phần tử đàn hồi.
Khi bộ phận công tác làm việc (dao động) thì độ cứng tương đương của cả cụm lò xo C1 =
C11 + C12, có nghĩa lò xo C11 và lò xo C12 mắc song song; khi điều chỉnh thì lò xo C11 và lò xo
C12 mắc nối tiếp. Chúng ta xét trường hợp giữa bộ phận công tác và gối va chạm có khe hở δ ≥ 0.
Do mắc nối tiếp nên nội lực trong lò xo điều chỉnh C12 và lò xo dưới C11 bằng nhau, có nghĩa là
F = C12.δ2 = C11.δ1. Trong đó F là lực nén ban đầu của các lò xo điều chỉnh; C11 là độ cứng của các
lò xo đỡ; C12 là độ cứng của các lò xo điều chỉnh; δ1 là độ chuyển dịch các lò xo đỡ; δ2 là độ chuyển
dịch đầu trên của các lò xo điều chỉnh nhờ đó mà thực hiện được việc nén sơ bộ đối với tất cả các lò
xo. Chọn gốc tọa độ 0 nằm trên bề mặt gối va chạm (Hình 1).
Hình1. Mô hình cơ học sàng va rung một khối 
lượng.1. Hộp sàng; 2. Lò xo đỡ; 3. Gối va 
chạm;4. Lò xo điều chỉnh;5. Giảm chấn của lò xo 
cùng vật vật liệu;6. Đai ốc điều chỉnh. 
Hộp sàng được coi là tuyệt đối 
cứng; khối lượng lò xo coi như 
không tham gia dao động; đường 
đặc tính của lò xo được coi là 
tuyến tính; bỏ qua thành phần 
phi tuyến độ cứng của gối va 
chạm đàn hồi; bỏ qua ảnh hưởng 
của hệ dao động đến chuyển 
động quay đều của động cơ và 
khối lệnh tâm; khối lượng tham 
gia dao động bao gồm: khối 
lượng hộp sàng với lưới sàng, 
khối lượng bộ gây rung, khối 
lượng cát 
 Ở đây, khung sàng rung (1) được coi như là một vật thể tuyệt đối cứng thực 
hiện dao động trên các lò xo (2). Trong quá trình dao động theo từng thời điểm, hộp 
sàng khi tiếp xúc với gối va chạm (3) đặt ở phía trên hoặc khi tách ra khỏi chúng và 
chịu lực kích động hàm điều hoà . Giảm chấn (5) đặc trưng cho độ 
cản chuyển động của vật liệu trong quá trình tham gia dao động và của lò xo, đặc 
trưng cho phần tử đàn hồi. 
 Khi bộ phận công tác làm việc (dao động) thì độ cứng tương đương của cả 
cụm lò xo C1= C11+ C12, có nghĩa lò xo C11 và lò xo C12 mắc song song; khi điều 
chỉnh thì lò xo C11 và lò xo C12 mắc nối tiếp. Chúng ta xét trường hợp giữa bộ phận 
công tác và gối va chạm có khe hở . Do mắc nối tiếp nên nội lực trong lò xo 
điều chỉnh C12 và lò xo dưới C11 bằng nhau, có nghĩa là : = 	<=9. ?9 = 	<==. ?=. 
Trong đó F là lực nén ban đầu của các lò xo điều chỉnh;C11 là độ cứng của các lò 
xo đỡ; C12 là độ cứng của các lò xo điều chỉnh; là độ chuyển dịch các lò xo đỡ ; 
 là độ chuyển dịch đầu trên của các lò xo điều chỉnh nhờ đó mà thực hiện được 
việc nén sơ bộ đối với tất cả các lò xo. Chọn gốc tọa độ 0 nằm trên bề mặt gối va 
chạm (Hình1). 
Phương trình vi phân chuyển động cưỡng bức có cản của hệ (hình 1), theo phương 
pháp Lagrange II được viết dưới dạng sau: 
cos ( t)tP G w=
d ³ 0
d1
d2
1 - Hộp sàng; 2 - Lò xo đỡ; 3 - Gối va chạm; 4 - Lò xo
điều chỉnh; 5 - Giảm chấn của lò xo cùng vật liệu;
6 - Đai ốc điều chỉnh
Hình 1. Mô hình cơ học sàng va rung một
khối lượng
Phương trình vi phân chuyển động cưỡng bức
có cản của hệ (Hình 1), theo phương pháp La-
grange II được viết dưới dạng sau:
x¨ + f (x)x˙ + p(x) = G cosωt + f1 (1)
trong đó
f (x) =
b1/m, khi x < 0(b1 + bs)/m, khi x ≥ 0 (2)
p(x) =
C1x/m, khi x < 0(C1 +Cs)x/m, khi x ≥ 0 (3)
G =
m0rω2
m
; f1 = F/m
trong đó m0r là mô men tĩnh lệch tâm; m là khối
lượng tham gia dao động; ω là tần số của lực kích
động; b1 là hệ số cản đàn hồi của lò xo và cát tham
gia dao động; bs là hệ số cản đàn hồi của cao su
làm gối va chạm. Dòng đầu tiên trong ngoặc móc của hệ số cản đàn hồi (2) và lực đàn hồi (3) tương
ứng với khoảng thời gian không tiếp xúc của hộp sàng hay bộ phận công tác với gối va chạm; dòng
dưới tương ứng với khoảng thời gian tiếp xúc giữa chúng. Phương trình vi phân (1) chuyển động cưỡng
bức có cản của cơ hệ Hình 1 sử dụng phương pháp số Newmark - tính tích phân trực tiếp để giải. Biểu
thức cơ bản của phương pháp Newmark [11] đưa ra mối liên hệ giữa véc tơ tọa độ, vận tốc và gia tốc
tại các thời điểm t; t + ∆t, điều kiện đầu t = 0; x = δ; x˙ = 0; x¨ = 0.[
m + δ1∆t f (x) + α∆t2p(x)
]
x¨t+∆t = G cos(ω(t + ∆t)) + f1 − p(x)xt − ( f (x) + p(x)∆t)x˙t
−
[
(1 − δ1) f (x) +
(
1
2
− α
)
∆tp(x)
]
∆tx¨t
x˙t+∆t = x˙t + [(1 − δ1) x¨t + δ1 x¨t+∆t] ∆t; xt+∆t = xt + ∆tx˙t +
[(
1
2
− α
)
x¨t + αx¨t+∆t
]
∆t2
(4)
85
Tuấn, T. V. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
trrong đó, theo [11] đối với các hệ cơ học thông thường thì chọn δ1 = 1/2;α = 1/4. Hệ phương trình
(4) tìm nghiệm nhờ phần mềm MATLAB với biến là thời gian, tính các thông số động học, động lực
học và vẽ đồ thị cho cho hai chu kỳ bình ổn liên tiếp với thời gian thực là 2T0 = 2
2pi
ω
=0,1256 s, trong
đó ω = 100 rad/s.
2.2. Tính toán động học và động lực học máy sàng va rung
a. Tính chọn các thông số đầu vào để khảo sát
Khối lượng tham gia dao động theo tài liệu [6, 7] có thể chọn giá trị ban đầu m = m1 + m2 = 350
kg; m1 là khối lượng phần rung thuộc máy, kg; m2 là khối lượng cát tham gia rung, kg; tần số kích
rung và ω = 100 rad/s. Độ cứng của cụm lò xo liên kết C1 được chọn từ điều kiện cộng hưởng ở giai
đoạn không có va chạm, có nghĩa tần số dao động riêng bằng tần số kích rung ω0 = ω =
√
C1
m
= 100
rad/s⇒ C1 = mω2 = 35.105 N/m. Hệ số cản dao độngb1 thuộc giai đoạn không va chạm, theo thực
nghiệm [5, 7] khi hệ số giảm dao động h có giá trị từ 10/s đến 30/s, thì b1 = 2hm = 14000 N.s/m, ở
đây chọn h = 20/s. Độ cứng của gối đàn hồi va chạm được mô hình hóa gồm một lò xo có độ cứng Cs
và phần tử giảm chấn bs. Độ cứng gối va chạm theo [5] từ thực nghiệm có nghĩaCs = 42.106 N/m; Hệ
số (giảm chấn) cản của gối va chạm tính chọn theo tài liệu [7] là tổn hao năng lượng trong va chạm
gấp 8 lần khi không có va chạm, nên ta có bs = 8b1 = 112000 N.s/m. Lực nén ban đầu F = ∆ fCtd;
∆ f là độ nén lò xo. Mô men tĩnh mXmaxa = m0r = 1,05 kg.m, ở đây biên độ dao động bình ổn lớn nhất
của máy khi làm việc Xmaxa có giá trị 0,003 m; m0r là mô men tĩnh khối gây rung. Để cho dễ căn chỉnh
trong khai thác máy, theo [7], nên chọn F = 0 và khe hở ban đầu δ = 0.
b. Xác định các thông số động học và động lực học của máy sàng va rung
Dòng trên trong ngoặc móc của hệ số cản đàn hồi thuộc biểu thức (2) và lực đàn hồi thuộc biểu
thức (3) tương ứng với khoảng thời gian không tiếp xúc của bộ phận công tác với gối va chạm; dòng
dưới trong ngoặc móc tương ứng với khoảng thời gian tiếp xúc giữa chúng, nên phương trình vi phân
phi tuyến (1) thuộc dạng tuyến tính từng đoạn. Khi tìm các thông số động học và động lực học đặc
trưng cho trạng thái hệ của từng đoạn tuyến tính, sử dụng phương pháp giải bằng phương pháp số -
phương pháp Newmark [11]. Sử dụng phần mềm MATLAB để tính và vẽ đường đặc tính chuyển vị,
vận tốc và gia tốc của hệ trong khoảng thời gian hai chu kỳ liên tiếp là 0,1256 s, khi hệ làm việc bình
ổn và theo chu kỳ.
Kết quả khảo sát và nhận xét:
Khảo sát 05 phương án (PA1-PA5), đặc biệt lưu ý tới sự ảnh hưởng của các thông số động lực học
có thể thay đổi được trong quá trình khai thác máy, như m0.r là mô men tĩnh khối gây rung, ω là tần
số của lực kích rung và độ cứng của các lò xo và các gối va chạm. Kết quả khảo sát cho tại Bảng 1.
Cụ thể:
Phương án 1 (PA1) không thỏa mãn yêu cầu công nghệ, do biên độ dao động nhỏ (Xa = 1,25 mm
< 3 mm); phương án 3 (PA3), phương án 4 (PA4) và phương án 5 (PA5) đều không thỏa mãn yêu cầu
do gia tốc lớn (X¨a > 100 m/s2). Phương án 2 (PA2) đáp ứng đầy đủ các yêu cầu, xem Hình 2.
Phương án 2: m = 350 kg; ω = 100 rad/s; m0r = 1,05 kg.m; C1 = 3500000 N/m; b1 = 14000
N.s/m; Cs = 42000000 N/m; bs = 112000 N.s/m; khe hở d = 0; lực nén lò xo ban đầu Fn = 0.
Nhận xét: Biên độ dao động trung bình Xa = Xtb = (X+ + X−)/2 = (3,5 + 1)/2= 2,25 mm. Vận tốc
dao động lớn nhất X˙max = 0,3 m/s. Gia tốc dao động lớn nhất X¨a = 95 m/s2 < 100 m/s2. Độ chênh gia
tốc ∆X¨max = (95 − 25) m/s2 = 70 m/s2. Theo [6], công suất N = m0rω2X˙max = 3150 W.
86
Tuấn, T. V. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Bảng 1. Bảng thông số và kết quả khảo sát của 05 phương án
STT Thông số máy
1 Thông số PA1 PA2 PA3 PA4 PA5
2 Khối lượng m, kg 350 350 350 350 350
3 Lực nén ban đầu Fn, N 0 0 0 0 0
4 Tần số kích rung ω, rad/s 100 100 157 157 314
5 Độ cứng lò xo C1, N/m 35.105 35.105 8627150 8627150 34508600
6 Độ cứng gối chạm Cs, N/m 42.106 42.106 103525800 103525800 414103200
7 Hệ số cản b1, N.s/m 14000 14000 14000 14000 14000
8 Hệ số cản bs, N.s/m 112.103 112.103 112.103 112.103 112.103
9 Mô men tĩnh m0r, kg.m 0,55 1,05 1,55 1,05 1,05
10 Khe hở ban đầu δ, m 0 0 0 0 0
Kết quả khảo sát
1 Biên độ dao động trung bình Xtb, m 1,25 2,25 2,75 2,75 2,75
2 Vận tốc dao động lớn nhất X˙max, m/s 0,1 0,3 0,45 0,45 0,8
3 Gia tốc dao động lớn nhất X¨max, m/s2 50 95 140 170 450
4 Độ chênh gia tốc ∆X¨max, m/s2 35 70 115 100 200
5 Công suất N, W 550 3150 13671 11700 82820
trong khoảng thời gian hai chu kỳ liên tiếp là 0,1256 s, khi hệ làm việc bình ổn 
và theo chu kỳ. 
Kết quả khảo sát và nhận xét: 
Khảo sát 05 phương án (PA1-PA5), đặc biệt lưu ý tới sự ảnh hưởng của các thông 
số động lực học có thể thay đổi được trong quá trình khai thác máy, như 7A.r là mô 
men tĩnh khối gây rung, là tần số của lực kích rung và độ cứng của các lò xo và 
các gối va chạm. Kết quả khảo sát cho tại Bảng 1. Cụ thể: Phương án 1 (PA1) 
không thỏa mãn yêu cầu công nghệ, do biên độ dao động nhỏ (Xa =1,25mm < 
3mm); phương án 3 (PA3), phương án 4 (PA4) và phương án 5 (PA5) đều không 
thỏa mãn yêu cầu do gia tốc lớn (2̈4 > 1007/"9). Phương án 2 (PA2) đáp ứng đầy 
đủ các yêu cầu, Xem hình 2. 
Phương án 2: 
m = 350kg; = 100rad/s; mor = 1,05kg.m; C1 = 3500000 N/m;b1 = 14000 N.s/m; 
Cs = 42000000 N/m; bs = 112000 N.s/m; khe hở d = 0; lực nén lò xo ban đầu Fn = 0 
Hình 2. Đồ thị đặc tính dao động trong 02 chu kỳ liên tiếp theo phương án PA2 
a) Đồ thị chuyển vị trong khoảng thời gian 02 chu kỳ là 4000.(3,14).10-5s=0,1256s, có 
2000 bước tính trong một chu kỳ với số gia thời gian một bước là . b) Đồ 
thị vận tốc trong khoảng thời gian 02 chu kỳ. C) Đồ thị gia tốc trong khoảng thời gian 02 
chu kỳ . 
w
w
53,14.10t s-D =
Hình 2. Đồ thị đặc tính dao động trong 02 chu kỳ liên tiếp theo phương án PA2.
a) Đồ thị chuyển vị trong khoảng thời gian 02 chu kỳ là 4000.(3,14).10−5 s = 0,1256 s, có 2000 bước tính trong
một chu kỳ với số gia thời gian một bước là ∆t = 3,14.10−5 s; b) Đồ thị vận tốc trong khoảng thời gian 02
chu kỳ; c) Đồ thị gia tốc trong khoảng thời gian 02 chu kỳ
87
Tuấn, T. V. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
c. Kiểm tra hệ số động của phương án đã chọn
Theo [4] khối lượng vật liệu nằm trên sàng có thể dao động cùng mặt sàng hoặc tách khỏi mặt
sàng phụ thuộc vào hệ số động K của máy. Nó xác định theo biểu thức sau K =
Xtbω2 sin β
g cosα
= 2,1. Để
hộp sàng ít hỏng K ≤ 8; vật liệu chỉ dịch chuyển dọc mặt sàng vàkhông tách khỏi mặt sàng K < 1; vật
liệu có tách khỏi mặt sàng K > 1; biên độ dao động Xtb = 2,25 mm; tần số dao động ω = 100 rad/s;
góc tạo phương ngang của lực kích rung β = 55◦; với sàng va rung có hướng ∞ = 0◦; g là gia tốc
trọng trường. Theo kết quả thu được của phương án 2, hệ số động cụ thể là 2,1 < 8. Vậy đảm bảo điều
kiện cát tách khỏi mặt sàng đảm bảo chế độ rung hợp lý.
3. Kết luận
Đã xây dựng được mô hình tính, gồm sơ đồ nguyên lý cơ học và phương trình vi phân chuyển
động, nhờ phương pháp số Newmark và phần mềm Matlab khảo sát tìm được bộ thông số ban đầu
gồm m = 350 kg; C1 = 35.105 N/m; Cs = 42.106 N/m; b1 = 14000
N.s
m
; bs = 112.103
N.s
m
;m0r =
1,05 kg.m;ω = 100
rad
s
khe hở ban đầu δ và lực nén F ban đầu bằng 0. Đáp ứng được các thông
số công nghệ hợp lý cho sàng cát ẩm với biên độ dao động Xa = 2,25 mm; gia tốc X¨a = 95 m/s2 <
100 m/s2 đảm bảo cho máy đủ độ tin cậy trong quá trình khai thác.
Từ việc phân tích, tổng hợp bài báo đã đưa ra được tính cấp thiết của việc nghiên cứu cơ sở lý
thuyết để thiết kế, chế tạo máy sàng va rung có khả năng tự làm sạch mặt sàng nhờ va chạm một phía
tạo ra độ chênh gia tốc, có nghĩa tạo ra lực động bổ sung làm các hạt bị mắc ở các lỗ sàng có thể thoát
ra khỏi hiện tượng kẹt.
Tài liệu tham khảo
[1] Chính, V. L., Anh, N. K., Mai, N. T. T., Ngọ, Đ. T., Tuấn, T. V., Xuân, N. T. (2013). Máy và thiết bị sản
xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng. Nhà xuất bản Xây dựng.
[2] Quý, T. Q., Vịnh, N. V., Bính, N. (2001). Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng. Nhà xuất bản Giao
thông vận tải.
[3] Tuấn, T. M., Đạt, C. V., Gày, B. K. (2013). Máy sản xuất vật liệu xây dựng. Nhà xuất bản Học viện kỹ
thuật quân sự.
[4] Øêðèïèëîâ, A. P. (2013). Ìåòîäèêà îïðåäåëåíèß ýôôåêòèâíûõ ïàðàìåòðîâ âèáðîóäàðíîãî
ãðîõîòà äëß ðàêöèîíèðîâàíèß ñòðîèòåëüíûõ ïåñêîâ. Ñàíêò - Ïåòåðáóðã.
[5] Êðþêîâ, Á. È. (1967). Äèíàìèêà ìàøèí ðåçîíàíñíîãî òèï. Êèåâ.
[6] Äåíöîâ, H.H (2015). Äèíàìèêà âèáðàöèîííîãî ãðîõîòà íà êîìáèíàöèîííîì ïàðàìåòðè÷åñêîì
ðåçîíàíñå. Èæíèé Íîâoãîðîä.
[7] Tuấn, T. V. (2005). Cơ sở kỹ thuật rung trong xây dựng và sản xuất vật liệu xây dựng. Nhà xuất bản Xây
dựng.
[8] He, X. M., Liu, C. S. (2009). Dynamics and screening characteristics of a vibrating screen with variable
elliptical trace. Mining Science and Technology (China), 19(4):508–513.
[9] Liu, C. S., Zhang, S. M., Zhou, H. P. (2012). Dynamic analysis and simulation of four-axis forced syn-
chronizing banana vibrating screen of variable linear trajectory. School of Mechanical and Electrical
Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China.
[10] Áûõîâñêèé, È. È. (1969). Òåîðèß âèáðàöèîííîé òåõíèêè. Ìîñêâà.
[11] Phong, Đ. V. (1999). Phương pháp số trong cơ học. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
88