Nghiên cứu, giám sát và chế tạo trạm trộn cọc xi măng đất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, GIÁM SÁT VÀ CHẾ TẠO TRẠM TRỘN CỌC XI MĂNG ĐẤT Giảng viên hướng dẫn Họ tên sinh viên Mã sinh viên Lớp Khóa học :ThS Nguyễn Thành Trung :Trịnh Thành Long :1851070573 : K63 – CĐT :2018-2022 Hà Nội, 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Trịnh Thành Long Mã sinh viên: 1851070573 Lớp: K63-CNCĐT Kết luận: Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên…………nộp báo khóa luận tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng ……năm…2022 Giáo viên hướng dẫn i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Trịnh Thành Long Mã sinh viên: 1851070573 Lớp: K63-CNCĐT Hà Nội, ngày tháng ……năm…2022 Giáo viên phản biện ii LỜI MỞ ĐẦU Thế kỉ XXI-Thời đại khoa học công nghệ, phát triển vượt bậc khoa học công nghệ Xã hội ngày phát triển nhiều lĩnh vực, đặc biệt số lĩnh vực xây dựng cầu đường Do vậy, xuất nhiều trạm trộn xi măng đất để phục vụ cho việc gia cố móng cho đất yếu Chính em chọn đề tài “Nghiên cứu, giám sát chế tạo trạm trộn xi măng đất” Mục tiêu nghiên cứu đề tài thiết kế, chế tạo tủ điện điều khiển cho trạm trộn xi măng đất Đề tài tập trung vào việc thiết kế, chế tạo tủ điện điều khiển cho trạm trộn xi măng đất, để thực đề tài, em sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp chế tạo thử nghiệm, thực nghiệm Đề tài em chia làm phần sau: Chương 1: Tổng quan trạm trộn xi măng đất phần mềm thiết kế khí cho trạm trộn bê tông đất Chương 2: Thiết kế chế tạo phận trạm trộn xi măng đất Chương 3: Giám sát chế tạo phận trạm trộn xi măng đất Chương 4: Vận hành thử nghiệm, thực nghiệm cho trạm trộn xi măng đất Trong thời gian làm đề tài hướng dẫn, giúp đỡ thầy, cô giáo môn Kỹ thuật điện Tự động hóa, đặc biệt hướng dẫn tận tình, chi tiết thầy cô Bộ môn giúp em hồn thành khóa luận Mặc dù cố gắng kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên khóa luận em khơng thể tránh thiếu sót, em mong nhận bảo thầy cơ, để em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Hà Nội,ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Trịnh Thành Long iii MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ii LỜI MỞ ĐẦU iii MỤC LỤC iv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN XI MĂNG ĐẤT VÀ CÁC PHẦN MỀM THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHO TRẠM TRỘN BÊ TƠNG ĐẤT 1.1.Tổng quan trạm trộn xi măng đất 1.1.1.Cấu tạo trạm trộn 1.1.2.Tiến trình hoạt động trạm trộn xi măng đất 1.1.3.Phân loại ưu, nhược điểm trạm trộn 1.2.Trạm trộn xi măng đất 1.2.1.Định nghĩa trạm trộn xi măng đất ưu điểm, nhược điểm 1.2.2.Cấu tạo trạm trộn xi măng đất 1.2.3.Phân loại trạm trộn xi măng đất 1.2.4 Nguyên lý hoạt động trạm trộn xi măng đất 10 1.3.Giới thiệu phần mềm dùng để thiết kế chi tiết khí cho trạm trộn xi măng đất 10 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ PHẬN TRẠM TRỘN XI MĂNG ĐẤT 12 2.1.Thiết kế Silô chứa xi măng 12 2.1.1.Thiết kế thùng chứa silo 13 2.1.2 Đế xả xi măng xả đáy 14 2.1.3 Hệ thống khung dầm silo mặt sàn 16 2.1.4.Ống bơm cấp xi măng 20 2.1.5.Van khóa tay quay 21 2.1.6.Van giảm áp 23 2.1.7.Cầu thang silo 24 2.2.Thiết kế trục vít tải cho trạm trộn 25 2.2.1 Máng vít tải 25 2.2.2 Trục vít tải 27 2.2.3 Thiết bị vận hành 28 2.3.Thiết kế két chứa nước, khung dầm cabin điều khiển 29 2.3.1 Hệ thống khung dầm trạm trộn 29 iv 2.3.2.Két chứa nước .31 2.3.3.Van bướm khí nén 32 2.3.4.Cabin điều khiển 34 2.4.Thiết kế phận trộn, cân định lượng 35 2.4.1.Bộ phận cấp liệu .35 2.4.2.Bộ phận dầm đỡ phận trộn .36 2.4.3.Bộ phận cân định lượng 40 2.5.Thiết kế phận khuấy .47 2.5.1.Bộ phận cấp liệu (bộ phận khuấy) 47 2.5.2 Bộ phận dầm đỡ phận khuấy 48 CHƯƠNG 3: GIÁM SÁT VÀ CHẾ TẠO TRẠM TRỘN XI MĂNG .57 3.1.Giám sát chế tạo silo chứa xi măng 57 3.1.1.Thiết kế thùng chứa silo 57 3.1.2.Đế xả xi măng xả đáy .58 3.1.3.Hệ thống khung dầm silo mặt sàn 58 3.2.2.Trục vít tải 64 3.3.Giám sát chế tạo khung dầm , két chứa nước cabin điều khiển 66 3.3.1.Hệ thống khung dầm trạm trộn .66 3.3.2.Két chứa nước 67 3.3.3.Van bướm khí nén 67 3.3.4.Cabin điều khiển 68 3.4.Giám sát chế tạo phận trộn, cân định lượng 69 3.4.1.Bộ phận cấp liệu 69 3.4.2.Bộ phận dầm đỡ phận trộn(Cân định lượng) 70 3.4.3.Bộ phận cân định lượng 74 3.5.Giám sát chế tạo phận khuấy 78 3.5.1.Bộ phận cấp liệu 78 3.5.2 Bộ phận dầm đỡ phận khuấy 79 3.5.3 Bộ phận thùng chứa 82 CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH, THỬ NGHIỆM, THỰC NGHIỆM CHO TRẠM TRỘN XI MĂNG ĐẤT 87 4.1 Lắp đặt hệ thống tủ điện điều khiển trạm trộn xi măng đất .87 4.1.1 Lắp đặt vít tải silo 87 4.1.2.Lắp đặt trục vít tải vào cối trộn 88 4.1.3.Lắp đặt két nước vào cối trộn .89 v 4.1.4.Lắp ghép cối trộn loadcell vào tai khung dầm 90 4.1.5.Thùng trộn xả xuống thùng khuấy 90 4.2 Chạy vận hành thử nghiệm 94 KẾT LUẬN 95 PHỤ LỤC 96 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ khối trạm trộn xi măng đất Hình 1.2 Trạm trộn xi măng đất Hình 1.3 Silo chứa xi măng Hình 1.4 Trục vít tải Hình 1.5 Bồn chứa nước Hình 1.6 Cabin điều khiển trạm trộn Hình 1.7 Bộ phận trộn Hình 1.8 Cảm biến lực loadcell Hình 1.9 Bộ phận khuấy tay khuấy .9 Hình 1.10 Phần mềm Inventor Professional 11 Hình 2.1 Giao diện thiết kế Inventor 12 Hình 2.2 Thùng chứa silo 3D 13 Hình 2.3 Kích thước chi tiết thùng chứa silo 14 Hình 2.4 Đế xả xi măng cửa xả đáy 3D 15 Hình 2.5 Kích thước chi tiết đế xả xi măng xả đáy .15 Hình 2.6 Sơ đồ chịu tải silo .16 Hình 2.7 Hệ thống khung dầm silo mặt sàn 3D 19 Hình 2.8 Kích thước chi tiết hệ thống khung dầm silo mặt sàn 20 Hình 2.9 Ống bơm cấp xi măng 3D 21 Hình 2.10 Kích thước chi tiết ống bơm cấp xi măng .21 Hình 2.11 Van khóa tay quay 3D .22 Hình 2.12 Kích thước chi tiết van khóa tay quay 22 Hình 2.13 Van giảm áp 3D 23 Hình 2.14 Kích thước chi tiết van giảm áp 23 Hình 2.15 Cầu thang silo 3D 24 Hình 2.16 Kích thước chi tiết cầu thang silo 25 Hình 2.17 Máng vít tải 3D .26 Hình 2.18 Kích thước chi tiết máng vít tải .26 Hình 2.19 Trục vít tải 3D 27 vii Hình 2.20 Kích thước chi tiết trục vít tải 27 Hình 2.21 Motor 3D 28 Hình 2.22 Kích thước chi tiết motor 29 Hình 2.23 Hệ thống khung dầm trạm trộn 3D 30 Hình 2.24 Kích thước chi tiết hệ thống khung dầm trạm trộn 30 Hình 2.25 Két chứa nước 3D 31 Hình 2.26 Kích thước chi tiết két chứa nước 32 Hình 2.27 Van bướm khí nén 3D 33 Hình 2.28 Kích thước chi tiết van bướm khí nén 33 Hình 2.29 Cabin điều khiển 3D 34 Hình 2.30 Kích thước chi tiết cabin điều khiển 34 Hình 2.31 Kích thước chi tiết phận cấp liệu 3D 35 Hình 2.32 Kích thước chi tiết phận cấp liệu 35 Hình 2.33 Bộ phận dầm đỡ cân định lượng 3D 36 Hình 2.34 Kích thước chi tiết phận dầm đỡ cân định lượng 36 Hình 2.35 Động trộn cân định lượng 3D 37 Hình 2.36 Kích thước chi tiết động trộn cân định lượng 37 Hình 2.37 Hộp giảm tốc cho thùng trộn (cân định lượng) 3D 38 Hình 2.38 Kích thước chi tiết hộp giảm tốc cho thùng trộn (cân định lượng) 39 Hình 2.39 Cánh khuấy trộn 3D 40 Hình 2.40 Kích thước chi tiết cánh khuấy trộn 40 Hình 2.41 Thùng chứa (cân định lượng) 3D 41 Hình 2.42 Kích thước chi tiết thùng chứa (cân định lượng) 41 Hình 2.43 Cửa xả đáy (cân định lượng)3D 42 Hình 2.44 Kích thước chi tiết cửa xả đáy (cân định lượng) 42 Hình 2.45 Cửa xả sản phẩm 3D 43 Hình 2.46 Kích thước chi tiết cửa xả sản phẩm 43 Hình 2.47 Van cửa xả sản phẩm cân định lượng 3D 44 Hình 2.48 Kích thước chi tiết van cửa xả sản phẩm cân định lượng 44 Hình 2.49 Vị trí cố định thùng trộn tai lắp loadcell 3D 45 viii - Trong trình chế tạo cửa xả đáy tác giả phải cắt mài để tạo độ vênh cửa xả, giúp cửa xả có cách lắp đặt thuận tiện dễ dàng c Cửa xả thành phẩm - Dựa vào vẽ chi tiết để chế tạo cửa xả thành phẩm sau, theo thiết kế sản phẩm làm hình 3.65: Hình 3.65 Cửa xả thành phẩm 3D Hình 3.66 Cửa xả thành phẩm - Dựa vào thiết kế vẽ ta chọn thép ống với kích thước 48mm - Trong trình chế tạo cửa xả thành phầm xảy việc đục lệch tâm đường tròn nên nhiều thời gian cơng sức để hồn thiện lại d Van cửa xả thành phẩm - Dựa vào vẽ chi tiết để chế tạo van bướm xả thành phẩm sau, theo thiết kế sản phẩm làm hình 3.67: 84 Hình 3.67 Van bướm xả thành phẩm 3D Hình 3.68 Van cửa xả thành phẩm - Dựa vào vẽ thiết kế tác giả sử dụng van bướm Փ48 để trình xả thành phần diễn tiện lợi khơng phải tốn nhân cơng đóng mở e Vịi xả xi măng - Dựa vào vẽ chi tiết để chế tạo vòi xả xi măng sau, theo thiết kế sản phẩm làm hình 3.69: Hình 3.69 Vịi xả xi măng 3D 85 Hình 3.70 Vịi xả xi măng - Dựa vẽ thiết kế tác giả lựa chọn thép ống Փ48 làm vòi xả xi măng đầu kết nối với đường ống bơm cao áp công trường - Trong trình sản xuất phải cắt thép ống Փ48 thép để chế tạo nên van xả xi măng van kết nối với đường ống cao áp 86 CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH, THỬ NGHIỆM, THỰC NGHIỆM CHO TRẠM TRỘN XI MĂNG ĐẤT 4.1 Lắp đặt hệ thống tủ điện điều khiển trạm trộn xi măng đất 4.1.1 Lắp đặt vít tải silo Hình 4.1 Lắp đặt vít tải vào silo 3D Hình 4.2 Lắp đặt vít tải vào silo Trong trình chế tạo tuần thứ silo có khối lượng lớn cồng kềnh nên lắp ghép muộn so với q trình đặt 87 có chỉnh sửa đầu nối từ silo đến trục vít để có góc vít đẩy lên trơn chu hồn thiện thiết kế Trong trình lắp ghép sử dụng ốc M20×50 4.1.2 Lắp đặt trục vít tải vào cối trộn Hình 4.3 Lắp đặt trục vít với cối trộn 3D Hình 4.4 Trục vít tải kết nối với cối trộn Trục vít tải ghép vào cối trộn bao tải để tránh tượng xi măng bụi gây gián đoạn thi cơng nên q trình lắp đặt đầu kết nối vít tải vào cối trộn bọc bao tải xi măng, … vật liệu mềm để đảm bảo xi măng không gây bụi ảnh hưởng đến người công nhân vận hành mà đảm bảo tính mềm mại lúc máy hoạt động rung lắc đảm bảo xi măng xuống trạm trộn đầy đủ Trong trình lắp ráp sử dụng ốc M16× 40 88 4.1.3 Lắp đặt két nước vào cối trộn Hình 4.5 Lắp đặt két nước vào cối trộn 3D Hình 4.6 Lắp ghép Két nước vào cối trộn Lắp ghép két nước vào cối trộn ốc M16×70 89 4.1.4 Lắp ghép cối trộn loadcell vào tai khung dầm Hình 4.7 Lắp ghép cối trộn loadcell vào tai khung dầm 3D Hình 4.8 Lắp ghép cối trộn loadcell vào tai khung dầm Hình cối trộn lắp vào tai khung dầm có loadcell cảm biến lực Sử dụng ốc M30 × 150 làm chốt giữ cối trộn 4.1.5 Thùng trộn xả xuống thùng khuấy Hình 4.9 Thùng trộn xả xuống thùng khuấy 3D 90 Hình 4.10 Thùng trộn xả xuống thùng khuấy Thùng trộn xả sản phẩm xi măng xuống thùng khuấy cố định ốc M16×100 Hình 4.11 Hình chiếu trạm trộn xi măng Hình 4.12 Chiếu cạnh trạm trộn xi măng 91 Hình 4.13 Lắp ráp hồn chỉnh phần khí - Sau lắp ráp hồn chỉnh phần khí thiết bị tủ điện bắt đầu lắp ráp vào Đầu tiên, ta cần chở đến cơng trình mà cơng ty Thái Hà Phúc Hưng làm việc, sau lựa chọn chỗ cabin để tiến hành khoan bốn chữ L để cố định tủ điện Hình 4.14 Vận chuyển tủ điện đến cabin lắp đặt - Lắp đặt cố định tử điện xong, cần tìm nguồn điện ba pha 380V để cấp cho tủ điện hoạt động, ý cấp nguồn cần tắt hệ thống tủ điện 92 Hình 4.15 Cấp nguồn cho tủ điện - Đấu nối động khuấy, động trộn, động xi măng máy nén khí thơng qua cầu đấu vào tủ điều khiển trạm trộn Hình 4.16 Đấu nối động máy nén khí vào tủ điện - Đấu nối tín hiệu loadcell van khí nước, van khí vào tủ điện Hình 4.17 Đấu nối van khí nước, van khí xả tín hiệu loadcell 93 4.2 Chạy vận hành thử nghiệm - Sau lắp đặt tủ điện chạy thử nghiệm: - Khi mở van xi măng khí nén đẩy xi măng xuống trục vít, trục vít đẩy xi măng vào cân định lượng ổn định, xi đẩy - Thể tích nước chứa dự tính sau cấp nguồn két nước sử dụng thêm khoảng 50 phút (nhưng trình làm việc lâu phải bơm liên tục để tránh tình trạng két thiếu hụt nước) - Sau nguyên vật liệu đẩy vào phận cân định lượng loadcell làm việc ổn đinh rât nhạy - Sau đủ khối lượng phận khuấy phận trộn bắt đầu làm việc mượt mà xi măng không bị vón cục - Cửa xả phận trộn hoạt động tốt dịng chảy ln mịn - Bộ phận trộn khuấy liên tục, trơn chu khơng bị vón cục hay đặc - Cửa xả hoạt động tốt Hình 4.18 Sản phẩm thực tế thu trạm trộn xi măng hoạt động 94 KẾT LUẬN Qua thời gian nghiên cứu, tìm hiểu, lựa chọn ý tưởng, thiết kế, chế tạo vận hành thử nghiệm em hoàn thành đề tài “Nghiên cứu, giám sát chế tạo trạm trộn cọc xi măng đất” với kỹ kiến thức hạn chế có lẽ em mắc phải thiếu sót trình nghiên cứu Vì mà qua lần khóa luận này, em mong góp ý thầy cô khoa Cơ Điện Công Trình, để em hồn thiện thiếu sót khóa luận Qua em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Kỹ Thuật Điện & Tự Động Hóa trường Đại học Lâm Nghiệp đặc biệt thầy Nguyễn Thành Trung tạo điều kiện tận tình giúp đỡ, hỗ trợ bảo cho em • Những kết đạt thực khóa luận: - Thiết kế chế tạo thành cơng phận khí trạm trộn xi măng đất - Sản phẩm sau chế tạo thành công lắp đặt vận hành thử nghiệm công ty Thái Hà Phúc Hưng Thiết kế chế tạo thành công silo chứa si măng Thiết kế chế tạo thành cơng trục vít tải Thiết kế chế tạo thành công két nước, khung dầm cabin điều khiển Thiết kế chế tạo thành công phận trộn, cân định lượng Thiết kế chế tạo thành công phận khuấy Học thêm nhiều kiến thức sử dụng phần mềm Inventor, thiết - kế bóc tách vẽ - Học tính tốn, đo cấu trúc vùng kiểm sốt, tính tốn áp lực, áp xuất, cơng xuất momen - Được thực nghiệm ln q trình chế tạo phận khí giúp nâng cao tay nghề • Những hạn chế cịn tồn thực khóa luận - Do kinh phí chế tạo trạm trộn lớn nên hạn chế lắp đặt thiết bị tốt - Khó khăn giai đoạn thi công lắp ráp 95 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Thùng chứa silo Phụ lục 2: Đế xả xi măng xả đáy Phụ Lục 3: Khung dầm silo mặt sàn Phụ lục 4: Ống bơm cấp xi măng Phụ lục 5: Van khóa tay quay Phụ lục 6: Van giảm áp Phụ lục 7: Cầu thang silo Phụ lục 8: Máng vít tải Phụ lục 9: Trục vít tải Phụ lục 10: Motor Phụ lục 11: Khung dầm trạm trộn Phụ lục 12: Két chứa nước Phụ lục 13: Van bướm khí nén Phụ lục 14: Cabin điều khiển Phụ lục 15: Bộ phận cấp liệu Phụ lục 16: Bộ phận dầm đỡ cân định lượng Phụ lục 17: Động trộn cân định lượng Phụ lục 18: Hộp giảm tốc cân định lượng Phụ lục 19: Cánh khuấy trộn cân định lượng Phụ lục 20: Thùng chứa cân định lượng Phụ lục 21: Cửa xả đáy cân định lượng Phụ lục 22: Cửa xả sản phẩm cân định lượng Phụ lục 23: Van cửa xả sản phẩm cân định lượng Phụ lục 24: Vị trí cố định thùng trộn tai lắp loadcell Phụ lục 25: Loadcell cảm biến lực Phụ lục 26: Bộ phận cấp liệu Phụ lục 27: Bộ Phận dầm đỡ phận khuấy Phụ lục 28: Động phận khuấy Phụ lục 29: Hộp giảm tốc phận khuấy Phụ lục 30: Cánh khuấy phận khuấy Phụ lục 31: Thùng chứa phận khuấy 96 Phụ lục 32: Cửa xả đáy phận khuấy Phụ lục 33: Cửa xả thành phẩm Phụ lục 34: Van bướm xả thành phẩm Phụ lục 35: Vòi xả xi măng 97 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Nguyễn Trọng Hữu (2008), Hướng dẫn sử dụng Autodesk Inventor, NXB Thanh Hoá Đồn Văn Ký (2006), Giáo trình cơng nghệ kim loại, Đại học mỏ địa chất Phạm Tuấn (2009), Giáo trình hướng dẫn thiết kế chi tiết máy, NXB TP Hồ Chí Minh Nguyễn Tấn Quý (2000), Lý thuyết bê tông “Công nghệ bê tông xi măng”, NXB Xây Dựng Website: https://mylearn.edu.vn https://123docz.net//document/1523482-thiet-ke-dinh-hinh-tram-tronbe-tong-xi-mang.htm https://ximang.vn/cong-nghe-san-xuat/cong-nghe-thi-cong-coc-xi-mangdat-p1 6736.htm https://tailieu.vn/doc/giao-trinh-tram-tron-be-tong-1941796.html 98