Việc hoàn thiện hệ thống sàng tuyển, chế biến than tại các các mỏ và các nhà máy tuyển để nâng cao chất lượng than đáp ứng nhu cầu thị trường, tăng hệ số thu hồi, giảm chi phí vận chuyển than, đất đá... là việc làm hết sức quan trọng. Năm 2016, Tập đoàn Than-Khoáng sản Việt Nam chỉ đạo đầu tư phù hợp các hệ thống sàng tuyển than tại các mỏ để tuyển các loại than xấu, bã sàng, đất đá lẫn than nhằm nâng cao chất lượng và hệ số thu hồi than. Công tác cơ giới hóa các khâu bốc rót, pha trộn cũng được triển khai theo hướng băng tải hóa. Không tiến hành sàng tuyển than nhỏ lẻ, thủ công tại các kho cảng, bến xuất than. Cũng theo chỉ đạo của Tập đoàn, công tác đổi mới công nghệ, tự động hóa tối đa các công đoạn của khâu sàng tuyển than để giảm lực lượng lao động là một trong những yêu cầu cấp thiết.

Trong Công văn số 259/QĐ-TTg, của Thủ tướng Chính phủ ký ngày ngày 22 tháng 02 năm 2017 đã nêu rõ mục tiêu tổng quát là “Đẩy mạnh các hoạt động ứng dụng khoa học và công nghệ tiên tiến, đổi mới và hiện đại hóa công nghệ sản xuất trong các doanh nghiệp nhằm nâng cao năng suất lao động, hiệu quả khai thác, chế biến”.

Tuy nhiên trên thực tế, một số thiết bị máy móc trong các dây chuyền tuyển than chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài, hoặc chế tạo theo nguyên mẫu, việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết còn hạn chế; mà máy cấp liệu rung là một thiết bị đặc thù, khả năng làm việc và tuổi thọ của máy phụ thuộc rất nhiều vào các thông số (biên độ và tần số dao động, điều kiện làm việc, vị trí, ...), nên nếu chỉ dừng ở việc chế tạo theo mẫu sẽ không đảm bảo được năng suất và tuổi thọ của máy, đồng thời chúng ta không làm chủ được công nghệ.

Xuất phát từ thực tiễn trên, PGS. TS. Nguyễn Văn Xô cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cấp liệu rung có năng suất đến 550 t/h dùng trong hệ thống sàng tuyển vận chuyển than tại Việt Nam” với mục tiêu: Làm chủ tính toán, thiết kế, công nghệ chế tạo máy cấp liệu theo nguyên lý rung có năng suất đến 550 T/h; Chế tạo 01 máy cấp liệu rung có năng suất 350÷550 T/h; ứng dụng thử nghiệm tại một nhà máy sàng tuyển ở Việt Nam.

Kết quả khảo sát thấy rằng nhu cầu sử dụng máy cấp liệu rung ngày càng lớn để thay thế các dòng máy cấp liệu lắc. Do máy cấp liệu rung có kết cấu nhỏ gọn, tin cậy, hiệu suất cao và có khả năng điều chỉnh năng suất cấp liệu của máy một cách linh hoạt và có khả năng tự động hóa cao. Việc sử dụng cấp liệu rung thay thế cấp liệu lắc đã mang lại nhiều hiệu quả kinh tế cho các dây chuyền sử dụng máy như Công ty Tuyển than Cửa Ông đã được công nhận là một trong những sáng kiến điển hình của công ty. Cũng qua khảo sát cho thấy rằng, trong một đơn vị, thì tùy thuộc vào dây chuyền sản xuất cụ thể thì người ta có thể sử dụng máy cấp liệu rung dạng treo, hoặc dạng đỡ, sử dụng hộp gây rung hoặc động cơ rung vì vậy việc tính toán thiết kế máy thì cũng phải quan tâm đến vấn đề này.

Qua nghiên cứu, đề tài đã nêu ra một số yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng làm việc của máy cấp liệu rung như:  Ảnh hưởng của vật liệu đầu vào: Độ ẩm, hàm lượng bùn, thành phần cỡ hạt. Độ ẩm của vật liệu có ảnh hưởng rất lớn tới khả năng làm việc của máy. Khi độ ẩm tăng, độ bám dính của vật liệu tăng lên làm tăng khối lượng của thuyền cấp liệu dẫn đến giảm hiệu suất của máy.

Độ cứng và cách bố trí, cách ghép nối gối đỡ đàn hồi có ảnh hưởng lớn đến sự ổn định cũng như quỹ đạo chuyển động của máy.

Chỉ số nhảy D của máy cấp liệu rung là một trong những thông số quan trọng để tính toán thiết kế máy cấp liệu rung. Chỉ số nhảy càng lớn thì thời gian tiếp xúc của hạt với máng càng ngắn từ đó giảm ma sát giữa vật liệu và máng, ngược lại chỉ số nhảy càng nhỏ thì thời gian tiếp xúc của hạt càng lớn dẫn đến ma sát tăng làm tăng lực cản và mặt máng mòn nhanh. Đối với máy cấp liệu rung, thường chọn chỉ số nhảy 1,6

Ảnh hưởng của góc nghiêng thuyền cấp liệu: Góc nghiêng của thuyền cấp liệu, được xem là một trong những thông số quan trọng giúp tăng năng suất của máy. Tuy nhiên, góc nghiêng quá lớn làm máy chuyển động quá nhanh làm mất đi ý nghĩa của máy cấp liệu. Đối với máy cấp liệu rung để nâng cao năng suất cấp liệu thì góc nghiêng của mặt máng cấp liệu thường chọn khoảng 10 0 , nhưng trong trường hợp vật liệu có tính ướt dính lớn thì thường chọn góc nghiêng của mặt máng cấp liệu là 15°~20°.

Tần số, biên độ dao động của máy, vận tốc gia tốc cấp liệu...

Động học, động lực học quyết định khả năng làm việc của máy, đây cũng là cơ sở lý thuyết quan trọng trong thiết kế máy cấp liệu rung. Đề tài đã đưa ra các vấn đề 183 động học động lực học trong tính toán thiết kế máy cấp liệu; Đã thiết lập được các phương trình quỹ đạo chuyển động, phương trình vận tốc, phương trình gia tốc quỹ, và nêu ra cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế máy cấp liệu;

Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, đề tài đã hoàn thành tính toán thiết kế thông số của các chi tiết, bộ phận của máy và tổng thể máy cấp liệu (hộp gây rung, động cơ, mối ghép, khớp nối, hệ thống điều khiển, các linh kiện trong hệ thống điều khiển. v.v…) có các thông số như bảng 20. Và như kết quả khảo sát cho thấy tùy theo điều kiện làm việc cụ thể của dây chuyền sản xuất máy cấp liệu có thể sử dụng dạng treo hoặc dạng bệ đỡ, và có thể sử dụng động cơ rung hoặc hộp gây rung có gắng động cơ điện. Với mục tiêu của đề tài là làm chủ thiết kế máy cấp liệu rung, nhóm nghiên cứu đã thiết kế máy có 4 phương án để tạo rung cho máy đó là: Trường hợp 1: Máy cấp liệu dạng treo sử dụng động cơ rung (MCLR_T_Đ); Trường hợp 2: Máy cấp liệu rung dạng treo sử dụng hộp gây rung (MCLR_T_H); Trường hợp 3: Máy cấp liệu rung dạng đỡ sử dụng động cơ rung (MCLR_Đ_Đ); Trường hợp 4: Máy cấp liệu rung dạng đỡ sử dụng hộp gây rung (MCLR_Đ_H)

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 23274/2023) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)