Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật máy và thiết vị xây dựng nâng chuyền: Nghiên cứu, thiết kế máy đúc bó vỉa hè

Hình 1.1 Phương pháp đúc sẵnHình 1.2 Các đoạn bó vía hè được đúc sẵn tai xưởngHình 1.3 Phương pháp đúc tại chỗ định hình bằng khuôn cốp pha và trồng lănHình 1.4 Phương pháp đúc tại chỗ l

CONG BO VIA HE

Hiện nay việc đáp ứng cơ sở hạ tang cho sự phát triển của nền kinh tế Việt nam là rất cấp thiết Toàn bộ chi phí cho xây dựng đường lưu thông (theo thông tin từ internet) lên hơn chục nghìn tỉ Trong chi phí xây dựng đường thì chi phí cho lam via hè cũng đòi hỏi một chi phí không nhỏ Hiện nay, việc xây bó vỉa hè vẫn thực hiện băng thủ công, công nhân phải thực hiện đúc bằng cốtpha sắt Một số Công ty bê tông đã đúc sẵn các bó via hè với chiều dai 2m sau đó đặt xuống từng thanh một Tất cả cách làm này rất chậm, làm giảm tốc độ dự án, gây tăng giá thành con đường, giảm khả năng cạnh tranh Theo một số chuyên gia làm đường thì nếu làm thủ công 1 Km đường phải làm trong 3 tới 7 ngày.

Chính vì vậy nâng cao năng suất, giảm giá thành xây dựng là một đòi hỏi bức thiết của xã hội Máy bó vỉa hè chính là một trong các thiết bị giúp tăng năng suất, tăng chất lượng sản phẩm Tuy nhiên giá thành của máy nhập rất cao (khoảng trên 800 triệu một máy) cho nên các công ty xây dựng đã không đủ tiềm lực tải chính để đầu tư Việc có sản phẩm máy bó vỉa hè “made in Vietnam” với giá thành rẻ hơn giá nhập khẩu là rất cần thiết với xã hội.

1.2 Phan loại và đánh giá các phương pháp thi công bó vía hè

Hiện nay có hai phương pháp thi công bó vỉa hè: phương pháp đúc sẵn và phương pháp đúc tại chỗ.

Phương pháp đúc sẵn là các đoạn bó vỉa hè được đúc bêtông thành các đoạn môđun có kích thước và hình dạng giông nhau, việc đúc các đoạn bó vỉa hè này được

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang thực hiện tại xưởng và sau đó vận chuyển chúng đến công trình thi công dé công nhân lắp chúng xuông mặt đường, hàn lại với nhau băng xi măng.

Ngoài ra, trong phương pháp đúc sẵn thì bó via hè con được làm bang đá và được cắt sẵn tại nhà máy Sau đó đá bó via hè được vận chuyền đến công trình thi công, chúng được đặt vào đúng vi tri và được nôi lại với nhau băng xi măng.

- _ Các đoạn bó vỉa hè được đúc tại xưởng nên thực hiện dễ dàng.

- Chi phí dau tư ban đầu (máy móc, thiết bi) không cao.

- Dé dàng chừa khe hở nhiệt giữa các đoạn bó vỉa hè (công việc này thực hiện dễ dàng khi công nhân lắp đặt các đoạn bó vỉa hè xuống mặt đường).

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang.

- Dé bị hư hỏng khi vận chuyển các đoạn bó vỉa hè từ nơi đúc đến công trình thi công.

- Viéc lắp đặt các đoạn bó vỉa hè đã được đúc sẵn xuống mặt đường được thực hiện bằng tay nên năng suất không cao.

- Viéc lắp đặt được thực hiện bằng tay nên rat dé bị vỡ.

- Chat lượng phụ thuộc vao trình độ tay nghề của công nhân.

- Kho thực hiện trên các đoạn đường có nhiều góc cua nhỏ vì phải sử dụng các đoạn bó via hè đúc sẵn có chiều dài ngắn dé có thé kết nối lại thành góc cua.

- Chat lượng có thê không đông đêu giữa các vi trí nôi các đoạn bó via hè với nhau.

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang

1.2.2 Phương pháp đúc tại chỗ

Phương pháp đúc tại chỗ là bó vỉa hè được đúc ra tại nơi thi công nhờ vào một tổ hợp các máy móc thiết bị (máy trộn bêtông, bang tải, vit tải liệu, máy đúc bó via hè ).

Có ba cách thường sử dụng trong phương pháp đúc tại chỗ dé tạo ra bó via hè là 1.2.2.1 Phương pháp đúc tại chỗ định hình bang khuôn cop pha cỗ định Đối với bó vỉa hè có hình dạng mặt cắt ngang đơn giản (hình chữ nhật, hình thang) thì tại nơi cần lắp đặt bó via hè người ta sẽ hình thành các khuôn cốp pha, sau đó bêtông sẽ được trộn và đỗ vào khuôn cốp pha, sau khi bêtông đã đông cứng thì tiến hành tháo khuôn cốp pha ra và bó vỉa hè được hình thành đúng với biên dạng của khuôn Cách thi công này đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn kém chi phí đầu tư máy và thiết bi ban đầu, tuy nhiên vì làm thủ công nên năng suất không cao, chất lượng không đồng đều và rất dễ làm hỏng bé mặt bó via hè khi tháo khuôn.

1.2.2.2 Phương pháp đúc tại chỗ định hình bang khuôn cốp pha và trong lăn (hình

Hình 1.3 Phương pháp đúc tại chỗ định hình bằng khuôn cốp pha và trồng lăn

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang | Đối với các loại bó vỉa hè có hình dạng mặt cắt ngang tương đối phức tạp (có bậc, cung lượn tròn ) thì người ta sử dụng phương pháp định hình bằng khuôn cốp pha và trồng lăn Bêtông (26) được đỗ vào khuôn cốp pha (38,40), hình dạng hai bên hong của bó vỉa được đình hình theo khuôn cốp pha, bề mặt phía trên được định hình theo hình dạng của trồng lăn (62) Phương pháp này tạo ra được bề mặt bó vỉa hè đẹp đạt được độ nhẫn bóng, tuy nhiên việc thực hiện van còn thực hiện băng tay nên năng suất không cao.

1.2.2.3 Phương pháp đúc tại chỗ định bình bang khuôn cop pha trượt Đối với các máy đúc bó vỉa hè tại chỗ liên tục và được đình hình băng khuôn cốp pha trượt thì bêtông được trộn và đỗ vào phéu chứa liệu của máy bó vỉa hè, đầu ra của máy có khuôn định hình, sau khi vật liệu ra khỏi khuôn thì tạo thành bó vỉa hè có hình dạng như mong muôn.

Không phải tốn thời gian va chi phí vận chuyên như phương pháp đúc sẵn.

Dễ dàng tạo ra nhiều kiểu (dạng) bó vỉa hè khác nhau băng cách thay đổi hình dạng của khuôn ra.

Có thê đúc ra các dạng cung tròn, góc cua,

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG

Chi phí đầu tư cho máy móc, thiết bị ban đầu cao.

Việc vận hành máy không tốt sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ra, làm cho sản phẩm ra không đồng đều.

Khó khăn trong việc tạo khe hở nhiệt cho bó vỉa hè Việc tạo khe hở nhiệt được thực hiện thành một công đoạn riêng sau khi bó vỉa hè đã được đúc liên tục, đối với các bó vỉa hè có kích thước mặt cat ngang lớn thì việc cắt khe hở nhiệt thực hiện rất khó khăn.

Trong phương pháp đúc tại chỗ liên tục và được định hình bằng khuôn cốp pha trượt các máy đúc bó vỉa hè làm việc chủ yêu dựa trên ba nguyên lý:

1.2.2.3.1 Máy đúc bó via hè hoạt động theo nguyên tắc tay quay con trượt (hoặc cơ cấu bốn khâu bản lê)

6 9) RASS an eT, Oe? ô AY 2N

Hình 1.6 Máy bó via hè hoạt động theo nguyên tắc tay quay con truot

Hình 1.6 là kết cau của máy bó via hè hoạt động theo nguyên tắc tay quay con trượt, lực tác động sẽ tác dụng lên thanh 18 và được truyền qua tay truyền 20, một đầu của tay truyền 20 có gắng tâm day, vì vậy tam đây sẽ chuyển động song phăng: chuyển động theo phương ngang sẽ có tác dụng ép vật liều về phía trước khuôn, chuyên động theo phương thang đúng có tác dụng hat vật liêu lên trên để xới vật liệu, làm cho vật liệu không tạo vòm trên phiêu Vật liệu sau khi đi ra khỏi khuôn sẽ được định hình theo hình dạng của khuôn, nhờ lực ma sát giữa vật liệu va mặt đường lớn hon lực can di chuyển gây ra do trọng lượng ban thân của máy nên tạo ra phản lực đây máy chuyền động lùi về phía sau.

- Tu di chuyến, không cần đến máy kéo (bộ phận dẫn động dé di chuyền).

- - Kích thước nhỏ gọn, nhẹ.

- May tự di chuyển nên khó di chuyển thang, rất dé bi cong veo.

- Kho tạo ra bó vỉa hè có dạng cung tròn hoặc có nhiều khúc cua.

1.2.2.3.2 Máy đúc bó via hè hoạt động theo nguyên tắc ép đùn trục vit

Hình 1.7 là kết câu của một loại máy bó vỉa hè sử dụng vit dun để tạo ra lực nén chặt vật liệu Vật liệu được cung cấp từ phéu chứa liệu (18), tại đây vật liệu rơi xuống va được ép chặt nhờ vit dun (22), khi vật liệu được nén chặt va tiếp xúc với mặt đường sẽ sinh ra phản lực đây máy chuyển động về phía sau nhờ lực ma sát giữa vật liệu và mặt đường thăng được lực can di chuyển do trọng lượng ban thân của toàn bộ máy gây ra.

- May có kha năng tự di chuyển không can phải có bộ phận dẫn động di chuyển riêng.

- Vat liệu được nén chặt tốt.

- _ Việc nén chặt vật liệu không phụ thuộc vào tốc độ cấp liệu đầu vao.

- Năng suất thấp do tốc độ di chuyển phụ thuộc vào việc nén chặt vật liệu.

- Rat dễ di chuyển cong veo, khó di chuyển theo đường thắng.

- Rat khó tao ra bó via hè có dạng cung tròn và có nhiều khúc cua.

Hình 1.7 May bó via hè sử dung cơ cấu vít din dé tạo ra lực ép nén chat vat liệu

1.2.2.3.3 Máy đúc bó via hè cop pha trượt dựa trên nguyên ly rungHVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang |

#3 - HEIGHT SENSOR (AUTO NO CHANGE) ————>=—

Hình 1.8 Mdy bó via hè cốp pha trượt sử dung phương pháp rung

BETONG

Bê tông (gốc từ béton trong tiếng Pháp) là một loại đá nhân tao, được hình thành bởi việc nhào trộn các thành phan: cốt liệu thô, cốt liệu min, chat kết dính theo một ty lệ nhất định tạo nên một hồn hợp keo Hỗn hợp keo nay biến đổi qua một quá trình lý hoá khá phức tap và đông kết tạo thành đá xi măng Toàn bộ quá trình nay diễn ra trong 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn sẽ đạt cường độ tiêu chuẩn được qui ước trong tính toán và thiết kế công trình Bê tông là vật liệu dòn, tính đồng nhất kém và dị hướng.

> Cốt liệu: là những hạt cát có hình dáng, kích thước, đặc trưng bề mặt, cường độ rất khác nhau.

> Đá xi măng: được tạo thành từ xi măng tương tac với nước và được để một thời gian để răn chắc lại.

> Hệ thông mao quan, lo rong: có thê chứa nước, không khí và hơi nước.

Bêtông trước khi trộn phải trộn theo đúng cấp phối tương ứng với mác bêtông theo thiết kế Trong bê tông, chất kết dính (xi măng + nước, nhựa đường ) làm vai trò liên kết các cốt liệu thô (đá, sỏ1, đôi khi sử dụng vật liệu tong hợp trong bê tông nhẹ) va cốt liệu mịn (thường là cát, đá mat, đá xay, ) và khi đóng ran, làm cho tất cả thành một khối cứng như đá Ba đặc tinh quan trọng của bê tông là: tính lưu động, độ bền thích hợp và chi phí tối thiểu Điều chỉnh nó băng việc thay đổi ty lệ xi măng/nước, ty lệ xi măng/cốt liệu cỡ cốt liệu ty lệ cốt liệu mịjncốt liệu thd, loại xỉ mãăng.http://ketcau.wikia.com/wiki/B%C3%AA t%C3%B4ng - cite note-Vien-1

2.2 Đặc điểm của bê tông

Bê tông là một trong những loại vật liệu rất quan trọng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực xây dựng vì nó có những đặc điêm sau:

> Có cường độ chịu nén cao (1000 daN/cm’), bền trong môi trường.

> Cốt liệu có thé sử dụng nguyên liệu địa phương.

> Dễ cơ giới hóa, tự động hóa quá trình sản xuất và thi công.

> Có thé tạo được nhiều loại bê tông có tính chất khác nhau.

2.3.1 Phân loại theo khối lượng thể tích (dung trọng) Đây là cách phân loại thường dùng nhất vì khối lượng riêng của các thành phần tạo nên bê tông gần như nhau (đều là khoán vô cơ) nên khối lượng thé tích bê tông phan ánh độ chắc của nó Theo cách phân loại này bê tông được chia làm 4 loại:

> Bê tong đặc biệt nặng: m, > 2500kg/mỶ, chế tạo từ các vật liệu đặc chắc và từ các loại đá chứa quặng, bê tông này ngăn được các loại tia X, tia y.

Bê tông nặng (còn gọi là bê tông thường): m, = 1800-2500kg/mỶ, chế tạo từ các loại đá đắc chắc và các loại đá chứa quặng Loại bê tông này được sử dụng pho bién trong xay dung co ban va dung san xuất các cầu kiện chịu lực.

Bê tông nhẹ m, = 500-1800kg/m”, gồm bê tông chế tao từ cốt liệu rỗng tự nhiên, nhân tạo và bê tông tổ ong không cốt liệu, chứa một lượng lớn lỗ rỗng giống to ong.

Bê tông đặc biệt nhẹ: bê tông cách nhiệt có m, < 500kg/m° có cầu tao giống tô ong với mức độ rỗng lớn hoặc chế tạo từ cốt liệu rỗng nhẹ có độ rỗng lớn

2.3.2 Phân loại theo chất kết dính dùng trong bê tông

HVTH: LUONG VAN TOI GVHD: TS LUU THANH TUNG

Bê tông xi măng: chat kế dính là xi măng va chủ yếu là xi măng pooclăng va các dạng khác của nó.

Bê tông xilicat: chế tao từ nguyên liệu vôi và cát silic nghiền, qua xử lý chung hấp ở nhiệt độ và áp suất cao.

Bê tông thạch cao: chất kết dính là thạch cao hoặc xi măng thạch cao

Bê tông xỉ: chất kết dính là các loại xỉ lò cao trong công nghiệp luyện thép hoặc xỉ nhiệt điện có thé không dùng clanhke xi mang, phải qua xử lý nhiệt âm ở áp suất thường hay áp suất cao.

Bê tông polime: chất kết dính là chất dẻo hóa học và phụ gia vô cơ.

2.3.3 Phan loại phạm vi sử dung

HVTH: LUONG VAN TOI GVHD: TS LUU THANH TUNG

Bê tông công trình: sử dung ở các kết cau và công trình chịu lực, yêu cầu có cường độ thích hợp và tinh chống biến dạng.

Bê tông công trình cách nhiệt: vừa yêu cầu chịu được tải trọng vừa cách nhiệt, dùng ở các kết cau bao che như tường ngoài, tam mái.

Bê tông cách nhiệt: đảm bảo yêu cầu cách nhiệt của các kết câu bao che có độ dày không lớn.

Bê tông thủy công: ngoài yêu cầu chịu lực và chống biến dạng, cần có độ chắc cao, tính chống thấm và bên vững dưới tác dụng xâm thực của môi trường.

Bê tông làm đường: dùng làm tam lát mặt đường, đường băng sân bay loại bê tông này cần có cường độ cao, tính chống mòn lớn và chịu được sự biến đổi lớn về nhiệt độ và độ âm.

Bê tông 6n định hóa học: ngoài yêu cầu thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật khác, cần chịu được tác dụng xâm thực của các dung dịch muối, axit, kiềm va hơi của các chất này mà không bị phá hoại hay giảm chất lượng sử dụng.

Bê tông chịu lửa: chịu được tác dụng lâu dài của nhiệt độ cao trong quá trình sử dụng.

Bê tông trang trí: dùng trang trí bé mặt công trình, có mau sắc yêu cau và chịu được tác dụng thường xuyên của thời tiết.

Bê tông nặng chịu bức xạ: dùng ở các công trình đặc biệt, hút được bức xạ của tia y hay bức xạ notron.

2.4 Vật liệu chế tạo bê tông

Xi mang là thành phần chất kết dính để liên kết các hạt cốt liệu với nhau tạo ra cường độ cho bê tông.

Chất lượng và hàm lượng xi măng là yếu tố quan trọng quyết định cường độ chịu lực của bê tông. Đề chế tạo bê tông người ta có thé dùng xi măng Pooclăng bên sunfat, xi măng pooclăng xi hạt lò cao, xi măng pooclăng hỗn hợp, xi măng ít tỏa nhiệt và các loại xi măng thỏa mãn các yêu cau quy phạm.

Khi sử dụng xi mang để chế tạo bê tong, việc chọn lựa mác xi măng là đặc biệt qua trọng vì nó vừa phải đảm bảo cho bê tông dat mức thiết kế, vừa phải đảm bảo yêu cầu kinh tế Mác xi măng là cường độ chịu nén của xi măng.khi đem vữa xi măng + cát + nước trộn theo ty lệ tiêu chuẩn Đúc mẫu 40x40x160 em, dưỡng âm trong vòng 28 ngày đem thử được cường độ, cường độ của mâu đo được chính là mác xi măng.

Nếu dùng xi măng mác thấp dé chế tạo bê tông mác cao thì lượng xi măng sử dụng cho 1m” bê tông sẽ nhiều nên không đảm bảo kinh tế.

TLL A, ol LZ MMM

Kích thước lỗ sàng (mm)

Hình 2.1 Biéu đô xác định thành phan hạt cua cat

2.4.4 Đá Đá, soi là cot liệu cỡ lớn có cỡ hạt từ 5-70mm, chúng tạo ra bộ khung chịu lực cho bêtông, sỏi có đặc diém là hạt tròn nhăn, độ rong và diện tích mặt ngoài nhỏ nên cân it nước, it ton xi măng, nhưng lực kêt dính với xi măng vữa nhỏ nên cường độ của bê tông thấp hơn bê tông dùng đá dăm.

Ngoài đá dam và sỏi khi chế tạo còn co thé dùng soi dam (dam đập từ sỏi).

Chất lượng hay yêu cầu kỹ thuật của cốt liệu lớn được đặc trưng bởi các chỉ tiêu cường độ, thành phần hạt, độ lớn và hàm lượng tạp chất.

Cường độ đá dam và soi được xác định thông qua thí nghiệm nén một lượng đá sỏi trong xi măng băng thép và được gọi là độ nén dập.

Tuy theo độ nén dập trong xi lanh, mac của đá trong thiên nhiên được chia làm 8 mác và xác định theo độ nén dập trong xi lanh (10° N/m’) phải cao hơn mác bê tông,

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang. không dưới 1,5 lần đối với bê tông mác dưới 300, không dưới 2 lần đối với mác bê tông

Mác của sỏi và đá dăm theo độ nén dập trong xi lanh dùng cho bê tông mác khác nhau cần phù hợp TCVN 1771-1987

Bang 2.3 - Bang mác cua soi và da dam theo độ nén dap trong xi lanh dùng cho bê tông mác khác nhau can phù hợp TCVN 1771-1987

Mác của đá Độ nén dập ở trạng thái bão hòa nước dăm

` Đá mác ma xâm nhập Trâm tích „ „ Đá mác ma phun trào và đã biên chât

1400 - Đến 12 Đến 9 1200 Đến 11 Lớn hơn 12 và đến 16 Lớn hơn 9 và đến 11 1000 Lớn hơn 11 và đến 13 Lớn hơn 16 và đến 20 Lớn hơn 11 và đến 13

800 Lớn hơn 13 và đến 15 Lớn hơn 20 và đến 25 Lớn hơn 13 và đến 15 600 Lớn hơn 15 và đến 20 Lớn hơn 25 và đến 34 | Lớn hơn 15 và đến 20

Mác của đá Độ nén ở trạng thái bảo hòa nước dăm

` Đá mác ma xâm nhập và | _ Đá mác ma Trâm tích „ „ đá biên chât phun trào

300 Lớn hon28 và đến 38 - 200 Lớn hơn 38 và đến 54 - Độ nén dập ở trạng thái bão hòa nước, không lớn hơn (3%) Mác bê tông

Sỏi Đá dăm 400và cao hơn 8 10

Thanh phan hat của cốt liệu lớn được xác định thông qua thí nghiệm san 3kg đá (sỏi) khô trên toàn bộ sàng tiêu chuẩn có kích thước lỗ sảng lần lượt là 70; 40; 20; 10;

Sau khi sang phân tích và tính toán kết quả lượng sót tích lũy,ta vẽ đường biểu diễn cấp phối hạt nếu đường biểu diễn cấp phối hạt năm trong phạm vi cho phép thì loại đá (sỏi) đó có đủ tiêu chuẩn về thành phan hạt chế tạo bê tông. Đường kính cỡ hat lớn nhất của đá được chon dé sử dụng phải đảm bảo các yêu cầu sau: không vượt quá 1/5 kích thước nhỏ nhất giữa các mặt của ván khuôn.

Trong thực tế đá dăm được phân thành các cỡ hạt sau:

Từ 5 đến 10 mm Lớn hơn 10 đến 20 mm Lớn hơn 20 đến 40 mm

Trong công nghệ chế tạo bê tông hiện nay, phụ gia được sử dụng khá pho biến.

Phụ gia thường sử dụng có 2 loại: loại răn nhanh và loại hoạt động bề mặt.

Phu gia rắn nhanh thường là các gốc muối Clo (Cacls, Nacl, Fecl;) hoặc là hỗn hợp của chúng Do làm tăng nhanh quá trình thủy quá mà phụ gia răn nhanh có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên cũng như nâng cao cường độ bê tông sau khi bảo dưỡng nhiệt và ở tuổi 28 ngày.

Phụ gia hoạt động bề mặt mặc dù chỉ sử dụng một lượng nhỏ nhưng có khả năng cải thiện đáng kế tính dẻo của hỗn hợp và tăng cường nhiều tính khác của bê tông như tăng cường độ chịu lực, tăng khả năng chống tham trong đa số các trường hợp phụ gia dẻo và siêu dẻo là polime tổng hợp, các dẫn xuất của nhựa melamin hoặc axit nafltatin sunforic va các loại khác, chúng nhận được trên cơ sở của sản phâm phụ quá trình tong hợp hóa học.

2.5 Tính chất co bản của hỗn hợp bêtông

Tinh công tac hay còn gọi là tính dé tạo hình, là tính chất kỹ thuật co bản của hỗn hợp bê tông nó biểu thị khả năng lấp đầy khuôn nhưng vẫn đảm bảo độ đồng nhất trong một điêu kiện đâm nén nhât định. Đề đánh giá tính công tác của hỗn hợp bê tông, người ta thường dùng hai chỉ tiêu: độ lưu động và độ cứng.

Là chỉ tiêu quan trọng nhất của hỗn hợp bêtông, nó đánh giá khả năng dễ chảy của hỗn hợp bê tông dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hoặc rung động Độ lưu động được xác định bằng độ sụt của khối hỗn hợp bê tông trong khuôn hình nón cụt có kích thước tùy thuộc vào cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu.

Bang 2.4 - Kích thước khuôn xác định độ lưu động của bê tông

Loại khuôn Kích thước ( mm)

Cách xác định độ lưu động của hỗn hợp bêtông:

Xác định độ lưu động SN (cm) theo TCVN 3106-1993.

Sau khi pha trộn được hỗn hợp bê tông, ta cần kiểm tra xem hỗn hợp bê tông có đạt chất lượng về tính âm ướt, độ cứng bằng phương pháp đo độ sụt.

Việc kiểm tra độ sụt bê tông chứng tỏ nhiều tiễn bộ công nghệ, và một số nước thậm chí thực hiện các thí nghiệm sử dụng máy móc tự động Tính đơn giản hóa, nhìn chung được chấp nhận phương pháp thực hiện các thí nghiệm như sau:

> Bay xoa gạt phang hỗn hop.

> Que thép tròn dé đầm.

> Nón sụt ( hay nón Abraham).

> Bê tông (ximang, nước, cát & cốt liệu).

1 Đặt chảo trộn trên sản nhà và làm âm nó với một số nước Hãy chắc chan rang đó là âm ướt nhưng không có nước tự do đọng lại.

2 Giữ vững hình nón sụt giảm tại chỗ bang cách sử dụng 2 chân giữ.

3 Chén hỗn hợp bê tông vào một phan ba hình nón Sau đó, đầm chặt mỗi lớp 25 lần bằng cách sử dụng các thanh thép trong một chuyển động tròn, và đảm bảo không để khuấy.

4 Thêm hỗn hợp cụ thé hon dé đánh dau hai phan ba Lap lại 25 lần nén cho một lần nữa Đầm chặt vừa vào lớp trước bê tông.

5 Chén hỗn hợp bê tông sao cho day nón sụt có thé day hơn, sau đó lặp lại quá trình đầm 25 lần (Nếu hỗn hợp bê tông không đủ để đầm nén, dừng lại, thêm tiếp hỗn hợp và tiếp đầm chặt như trước).

BETONG

3.1 Khai niệm về đầm lèn vật liệu chế từ xi măng, cát, đá

Các cau kiện chế từ xi mang, cát, đá tùy loại còn có cốt sắt hoặc lưới sắt bên trong, có yêu cau chung là cần đạt độ bền (kéo, nén) cao, không bị rỗ, hỗn hợp bê tông bám chat vào cốt sắt Về lợi ích của loại cấu kiện này là tốn it xi mang, nhanh chóng được đưa vào sử dụng Đề dat yêu cầu trên khi chế tạo câu kiện cần được đầm lèn Người ta thường sử dụng các phương pháp sau dé đầm lèn cấu kiện bê tông xi măng, bê tông cốt thép:

> Ep hoặc quay ly tâm

Trong đó dùng lực rung động để đầm lèn bê tông được sử dụng phố biến nhất, vì thiết bi đầm lèn đơn giản, hiệu qua đầm lèn cao và thích hợp với nhiều dạng kết cau xây dựng.

Hôn hợp bê tông trước khi được đâm lèn là một hon hợp long, trong có chứa rat nhiều các bọt khí, bọt vữa xi măng và các hạt vật liệu được năm ở vi trí “cân băng” tức thời nhờ các lực tác dụng lên nó như lực ma sát, lực quán tính, lực mao dân

Quá trình đầm lèn thực chất là tạo một công cơ học nhờ các lực rung động để phá vỡ trạng thái cân bằng tức thời của các hạt vật liệu làm cho các hạt dịch chuyển gan nhau va day được không khí ra khỏi hỗn hợp.

Nghiên cứu quá trình đầm lèn hỗn hợp trong khuôn đúc ta thấy đó là quà trình chuyển đôi các pha theo thời gian tác dụng của lực đầm lèn.

: 9 te eas! s9 H oe Ho eo! Gee, a, tee a ee ea

Hình 3.1 Quá trinh dam lèn thay đổi theo thời gian dam lèn Quá trình đầm lèn:

Trong pha đầu tiên: khi tác động lực đầm lên vỏ khuôn đúc, hỗn hợp trong khuôn dao động và làm cho các hạt phối liệu xê dịch và trượt với nhau Sau một thời gian đầm lèn, thể tích của hỗn hợp bị giảm đi nhanh chóng.

Trong pha thứ hai: các hạt phối liệu bị xê dịch và nén các bột vữa xi măng quanh chúng Do dao động cơ học, lực quán tính tác dụng vào bọt khí tăng lên, vì thế các bọt khí này có thể bị đây ra khỏi hỗn hợp.

Trong pha thứ ba: các hạt vật liệu được dịch chuyển chiếm chỗ của các bọt khí đã thoát ra ngoài và chúng ở vi tri ôn định Quá trình kết thúc với độ sụt của bê tông là Hạ —

Khi đầm lèn bằng lực rung động ở giai đoạn đầu tiên mức độ đầm lèn diễn ra nhanh nhất và nó gây ra sự thay đối thể tích lớn nhất Mức độ thay đổi thé tích do đầm lèn còn phụ thuộc vào độ đặc của hỗn hop.

Hỗn hợp khô chứa tương đối nhiều không khí, vì vậy trong pha đầu tiên của quá trình đầm lèn việc giảm thể tích của hỗn hợp diễn ra nhanh hơn ở trường hợp chứa nhiều nước.

Máy và thiết bị đầm lèn hỗn hợp bê tông bằng phương pháp rung động cân phải có chế độ rung động thích hợp với từng loại bê tông cần đầm lèn, thiết bị cần phải có độ tin cậy và tuôi thọ cao, sử dụng và bảo dưỡng đơn giản, bảo đảm các tiêu chuẩn về tiếng ồn và rung động cho môi trường xung quanh, đảm bảo độ đầm chặt và cường độ của bê tông, đảm bảo năng suất và chất lượng.

3.2 Phân loại kĩ thuật truyền rung cho bê tông

Tác dụng rung động của các thiết bi đầm lèn băng rung có thé được truyền tới bê tông bằng các kĩ thuật khác nhau, nói chung người ta có thể phân làm hai loại: truyền rung bên trong và truyền rung bên ngoài.

Các thiết bị tạo rung được bố trí trên một bề mặt hoặc các bề mặt của khối lượng bê tông Sau đây là một số ví dụ:

> Khuôn đặt trên bàn rung, đầm từ phía dưới (chế tao cau kiện đúc sẵn).

Vv Đầu rung gan chặt khuôn.

> Đầu rung gắn trên vỏ ngoài của cốp pha hay của vách ngăn — đầm bên cạnh (đúc đầm can các cột bê tông có cốt thép dày, các vòm bê tông cốt thép).

> Máy đầm được đặt trực tiếp lên bề mặt bê tông — đầm bẻ mặt (dùng đầm các khối bê tông có bề mặt rộng đủ lớn và chiều dày nhỏ như sàn nhà, mặt dudng ).

3.2.2 Truyền rung bên trong Đầu rung được đặt sâu trong khối bê tong, dau dam thường có dạng hình trụ được nhắn sâu vào khói bê tông theo phương thăng đứng Trong quá trình làm việc quả đầm sẽ truyền lực rung động ra xung quanh Phương pháp này thường dùng để đầm các khối bê tông có diện tích nhỏ hoặc dày như cột, dầm, móng nhà, mồ cau, trụ cau, noi mà đầm rung bên ngoài không tác dụng được.

WY LLL “LL

Hình 4.2 Bán kính hiệu quả ở tan số dao động thấp Ưu nhược của máy đầm dùi. Ưu điểm: e Truyền xung lực ngang trong lòng hỗn hợp bê tông nên hiệu qua đầm lèn cao. e Kết cấu gon nhẹ. e Với đầm dui tạo lực kích bằng cơ cau hành tinh cho phép nhan duoc dao dong da dang, tan số cao không cần sử dung những kết cấu phức tap đắt tiền tao tan số.

Hình 4.3 Bán kính hiệu quả ở tan số dao động caoHVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang |

Nhược điểm: Đề bắt đầu làm việc (tức để tạo rung) phải đập vỏ đầm xuống đất để tạo tiếp xúc lăn không trượt giữa bánh lệch tâm và gờ chạy.

Lực kéo chiều trục làm hại khớp nối đồng thời làm hư gờ chạy.

Ma sát giữa trục và vỏ lớn nên tôn hao công suât động cơ lớn, khả năng truyền lực không được xa (thường chiều dải trục mềm chỉ dài tối đa 20m). e Dong cơ có tan sô cao thường gia thành cao, độ bên trục mêm kém.

Hình 4.4 Bán kính rung hiệu qua theo cách tinh toán gan đúng 4.2.2 Tính toán cơ bản về đầm dùi

Loại đầm dui được sử dụng trong máy bó vỉa hè là đầm dui với cơ cấu gờ chạy ngoài Thông sô câu tạo và làm việc quan trọng nhât của dam dui là tân sô rung Tân sô rung của đầm dùi với cơ cấu tạo rung kiêu hành tinh được tính theo công thức, [2]:

HVTH: LUONG VAN TOI GVHD: TS LUU THANH TUNG Trang |

Với: ® — số vòng quay của trục dẫn trong 1 phút.

Did _ đường kính của mặt tựa.

?; — số dao động trong 1 phút của dam.

Loại đâm dùi sử dụng trong máy bó vỉa hè này có các thông sô như sau:

RM - FRGO „ „ „ GON pm eee OD 1 (00 eer hà Wr- | paue Som i h

2- Trục dan ị 3- Vỏ của bánh lệch tâm a) 4- Lôi tựa b)

Hình 4.5 So đồ nguyên tắc của cơ cấu rung hành tỉnh với go chạy ngoài (a) va gờ chạy trong (b), [2]

Dựa theo hình dáng những mẫu khuôn của máy bó vỉa hè có sẵn trên thị trường và điều kiện thí nghiệm thực tế, hình dáng và kích thước cơ bản của khuôn được thiết kế như hình 4.6 sau đây:

Hình 4.6 Hình dang và kích thước cơ bản của khuôn

Khuôn có dạng hình thang han cứng với phễu dưới, phễu dưới liên kết với phéu trên thông qua mối ghép bulông Vì vậy, khi cần thay doi các khuôn khác nhau thì việc thực hiện thay thé rất dé dàng.

Hình dáng khuôn khi thi công ngoài công trường sẽ được thay đôi tùy thuộc vảo yêu câu hình dáng bó vỉa hè và phù hợp với công suât của máy.

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang :

4.4 Thiết kế phễu 4.4.1 Cấu tạo

Phéu là bộ phận dùng dé trữ liệu (bêtông) trong một khoảng thời gian Dé vật liệu ra khỏi phễu chảy đều thì góc nghiêng (so với phương ngang) của thành phễu phải đủ lớn Tuy nhiên, nếu góc nghiêng quá lớn sẽ giảm thé tích chứa bêtông, làm hiện tượng sụt áp xảy ra Điều nay dẫn đến chất lượng bê tông ra không đồng đều Dé vật liệu chảy tốt thì thường góc nghiêng lấy lớn hơn 5+10% góc xoãi tự nhiên của vật liệu [1].

Phéu được thiết kế gồm 2 phần ghép lại với nhau băng mối ghép bulông, phan phễu dưới được hàn cứng với khuôn như hình 4.6, phần phéu trên là nơi đồ vật liệu vào có hình dạng và kích thước cơ bản như hình 4.7 i l F + = — } 4 F T 745

Hình 4.7 Hinh dang và kích thước co bản của phéu phía trênHVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang |

Thể tích phéu được tính toán như sau,

Với: V,,—thé tích của phan phéu trên Vạ — thể tích của phan phéu dưới. Đề dễ dàng việc tính toán, thể tích V,, và Vạ được tính toán bằng phần mềm Solid Edge Tuy nhiên, dé tính toán được phan thể tích chứa liệu của phéu trên và phéu dưới thì ta đơn giản hóa bang cách thay thé bang 2 khối đặt có cùng kích thước với phéu

Coordinate system: Global | Principal > att =, Model Space xv Mass: luime: Surfa e area:

Material 4341.969 kg 4 3.333 mmˆ3 491.34 mm^; nh: Center of Mass - T— Center of Volume -

Steel, structural " Sự _ cv Density: — — {| Display symbol ˆ @ [| Display symbol @

Accuracy [0 to 1.0): Z 442.77mm Z 442.77mm 0.99 k‡| Mass Moments of Inertia

[P] User defined properties | bo: 1226.364kg-mTM lyy: 1308.845kg-mTM lzz: 479.719kg-m°2

| Update | [ SaveAs ] | by: -12068kgm^2 be: 33462kgm^2 lyz: -44.108kgxm^2

Hình 4.8 Tinh toán thể tích phéu trên bằng phan mêm Solid Edge

Thể tích của phéu trên:

Vụ = 413520833 mmỶ= 413.5 (lit)HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang : a % I Physical Properties

Model Space v | Mass: fNoume: face ares:

Material 428.857 kg \ 25397. dies Center of Mass eens Volume Steel, structural — ơ Density Display symbol ˆ @ [| Display symbol @

Accuracy (0 to 1.0): Z 16747mm Z 16747mm 099 =) Mass Moments of Inertia

[| User defined properties | bo: 21.327kgm^2 ly: 22593kgm^2 lzz: 14.241 kg-m*2 ( Update j[ SaveAs.:] | ky: 0000kgm^2 be: 1802kgm^2 yz: 0000kgm^2

Hinh 4.9 Tinh todn thé tich phéu trén bang phan mém Solid Edge

Thể tích của phéu dưới:

Vạ = 54750000 mm? = 54.7 (lit) Thay vao công thức 4.5 ta có thé tích của phéu là:

Năng suất chảy của vật liệu từ phéu được xác định, [1]: p0 0 oF (4.6)

Trong đó: Ÿ — diện tích 16 tháo, m'

1 — vận toc chảy cua vật liệu, m/giây

Vận tốc chảy được tinh, [1]:

Trong đó: A — hệ số chảy, xác định bằng thực nghiệm. Đối với: vật liệu bụi và 4m: 4 = 9.22 vật liệu cục: 4 = 84 vật liệu hạt: 4 TM 9.6

"3 — bán kính thủy lực bằng ti số giữa diện tích F trên chu vi A (m), [1]

Phéu được thiết kế với các thông số sau:

Vật liệu sẽ tự rơi ra khỏi phễu chứa khi [1]; 19° BF (4.8)

Trong đó: © - góc nghiêng cạnh phéu

> Ae Ỹ = Maco: a Zk , ~ l 3 — hệ sô ma sát qui dân, [1] (4.9)

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang. ƒ- — hệ số ma sát ngoài của vật liệu lên thành phéu. Ở — góc tạo bởi các mặt nghiêng.

=>lÈữÊ&ƒ` => Vậy vật liệu sẽ tự rơi khỏi phéu.

Bang 4.1 - Đặc tính cơ lý cua vat liệu xây dựng, [1]

Vật liệu Titrong | Hệ số ma ove chey tự nhiền lên NT

T/m sát trong Tĩnh Động tĩnh

Cat 1,4— 1,9 0,6 — 0,9 45 30 0,84 Sol 1,5 — 1,9 0,5 —1,0 45 30 0,84 Da dam 1,4 — 2,0 0,8 — 1,0 45 35 1,63 Xi 0,6 — 1,0 0,6—1,1 50 35 1,16 Xi mang 0,9 —1,5 0,5 — 0,9 43 38 1,65 Bê tông tươi 1,8 — 2,5 0,05 — 1,0 60 35 1,84 — 1,0

4.5 Thiết kế cơ cấu di chuyển xe 4.5.1 Cấu tạo

Máy đúc bó via hè có 3 bánh xe, trong đó 2 bánh bị động và 1 bánh chủ động Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu di chuyển được thể hiện trên hình 4.10

Cơ cau di chuyển bao gồm: động cơ (1) dẫn động qua khớp nối xích (2), trục của bánh xe (4) được đỡ trên 2 6 (3). Đông cơ của cơ câu di chuyên được chọn là loại động cơ điện biên tôc, đầu động cơ có gan liên với hộp giảm toc nên toc độ đâu ra rat thap, đảm bao được toc độ di chuyên chậm của máy bó vỉa hè

Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyền

1 Động cơ điện có gắn đầu hợp giảm tốc 2 Khớp nối

Theo tải liệu [5], máy muốn di chuyên được khi làm việc thi co cấu di chuyến phải thỏa mãn điều kiện sau:

W - tong lực can lên cơ cấu di chuyển P¿ — Lực kéo tiếp tuyến của máy

P, — Lực bám của cơ cấu di chuyển với mặt đất Tổng các lực cản W được xác định theo công thức [5]

W, — Lực cản quay vòng của cơ cau di chuyển

W, — Lực cản do độ dốc của mặt dat tạo ra W, — Lực can quán tính khi máy di chuyền có gia tốc W,, — Lực can gió khi máy di chuyển gặp gió lớn

4.5.2.1 Xác định lực cản quay vòng, W,

Lực can quay vòng của cơ cau di chuyển được xác định theo công thức sau [5]: bea 9 (4.11) Bh

M, — moment cản quay vòng của máy, được xác định theo công thức

# — hệ số bám của bánh xe chủ dong, xác định theo bảng 4.2HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang.

Ga — trọng lượng của máy và bê tông chứa trong phéu phân bố trên các bánh xe chủ động

Lọ — khoảng cách giữa trục bánh xe trước và bánh xe sau

Bang 4.2 — Giá trị hệ số bam ®, [1]

Loại địa hình di chuyền Bánh hơi Bánh xích Đường nhựa, đường bê tông 0.7 0.8 Đường đất khô đã được đầm chặt 0.6— 0.8 0.9— 1.0 Đường đất âm 0.5 0.6 Đường đất sét, đá thịt âm và khô 0.4 0.7 Đường đất cát khô 0.3 0.4 Đường đất cát âm 0.4 0.5 Dat canh tac, đất đồng bang ướt 0.1 0.3

Vì may được thiết kế gần như trong tâm nam chính giữa theo chiều doc của máy, nên bánh chủ động sẽ chịu 1⁄2 tải trọng của máy và khối lượng bê tông chứa trong phéu.

Trọng lượng ban than của máy là: 1540 kg được xác định theo hình 4.11 Trọng lượng khối bê tông trong phéu được xác định theo công thức sau:

HVTH: LUONG VAN TOI GVHD: TS LUU THANH TUNG Trang.

Coordinate system: Global | Principal | Model Space bd Mass:

X; 754.369358 mm User defined properties Y: 932.250816 mm

Mass Moments of Inertia bọc 2821.002948kg lyy: 2036. by: 1049.744932kq be: 759.1,

Physical Properties are up-to-date.

Hình 4.11 Trong lượng toàn bộ may

4.5.2.2 Xác định lực can lăn, Wr

TÔM (4.18)

Bộ truyền trục

Co câu lái của máy bó via hè được đặt ở bánh xe chủ động phía trước, sơ do nguyên ly được thé hiện trên hình 4.13

Cơ cau lái bánh chủ động bao gồm: động cơ (1) qua khớp nối truyền qua bộ truyền trục vit — bánh vít, bánh vít quay sẽ điều khiến hướng lái cho bánh xe chủ động.

Vận tốc của cơ cấu lái là: 6 v/ph

4.6.2.1 Xác định moment can quay vòng tại chõ

Theo tài liệu [10] thì lực tác dụng lên cơ câu lái đạt cực đại khi máy quay vòng tại cho Luc đó, momen cản quay vòng M, sẽ băng tông sô cua momen cản chuyên động Mj, momen cản M; do suc trượt lê của bánh xe trên mặt đường và momen cản M; gây nên boi sự làm 6n định các bánh xe dan hướng.

Vì cơ câu lái được thiệt kê có trục quay đi qua trục đôi xứng của bánh xe nên thành phần M, =0HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang.

Mf = Cavs Que (4.21) Trong đó giá tri x được xác định như hình vẽ 4.14

Hình 4.14 Sơ đồ lực ngang tác dụng lên bánh xe khi quay vòng y 05 = Ab —0.14R

Với: R— bán kính tự do của bánh xe; R,, = 0.96R là bán kính làm việc của bánh xe

Thay R = 300mm vào ta có: x = 42mm

Gp, = 12.6 KN, trọng lượng của máy và bê tông tác dụng lên bánh xe g= 06

Momen Ms: gay ra bởi các góc đặt của bánh xe va trụ đứng, việc tinh toán momen này tương đối phức tạp nên trong khi tính toán có thé thay thế momen M; nay bằng hệ số A , khi đó momen quay vòng trên bánh xe là:

Thay các giá trị vào ta có M = 348.7 N.m

Công suất của động cơ được tính theo công thức sau:

Thay vao ta có công suất động cơ: P = 0.25 KW Dựa vào catalogue của động co, ta chon động cơ có thông số kỹ thuật sau:

Loại động cơ: Động cơ điện 3 pha có biến tốc

Công suất: 0.37KW Tốc độ: 1400v/phút, đầu ra biến tốc 1000 - 200 v/ph 4.6.2.3 Bộ truyền truc vít — bánh vít

Tỉ số: q/za = 0.22 0.4 suy raq 20 Theo tiêu chuẩn chọn q = 12.5

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang |

Chọn khoảng cách trục sơ bộ 110 mm

Mô đun m = 2a,/(z.+q)=3.52, chọn m = 4 theo tiêu chuẩn

Khoảng cách trục chính xác sẽ là: ay = 4.(S0+12.5)/25 mm Đường kính vòng chia: dị = m.q = 50mm; dz = m.z; = 200mm Đường kính vòng đỉnh: d,; = dj+2m = 133mm; dao = m(z;†2) = 208mm Đường kính vòng day: dr, = dị — 2.4m = 40.4mm; dp = m(z2— 2.4) = 190.4mm

4.7 Thiét kế co cau nâng ha khuôn 4.7.1 Kết cau

Dé dam bao bó vỉa hè đúc ra luôn năm ngang ma dù mặt đường có sự map mô thì đòi hỏi khuôn phải được nâng hạ nêu có sự chênh lệch cao độ của mặt đường.

Việc thực hiện nâng hạ khuôn được thực hiện nhờ bộ truyền vit me — đai ốc được thể hiện trên hinh 4.14 Từ động cơ (1) dẫn động qua bộ truyền đai răng (2), dẫn động cho trục vit me (3) quay, tùy thuộc vao chiều của động cơ mà sẽ làm cho thanh đây (5) đi lên hoặc đi xuông Từ đó, làm cho khuôn nâng lên hoặc hạ xuông.

Vận tốc nâng hạ khuôn: v = 0.9 m/ph

BO 2 Bộ truyền dai răng

6 i 4 6 RỆ Ong ngoal

Hình 4.15 Co cau nâng hạ khuôn

Tổng lực tác dụng theo phương thăng đứng sẽ là tong trọng lượng của phéu, khuôn và bê tông chứ trong phéu. Ể„ mŒa +: (4.20)

G¡ là trọng lượng của phéu và khuôn, theo thiết kế: G¡ = 350 Kg = 3433.5N G; là trọng lượng của khối bê tông chứa trong phéu

Gm m 3208 04605 m 1920 Ag mi0104ÄXHVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang.

Thay vào ta có được F, = 3433.5 + 10104 = 13537.5N

Ren của trục vít và dai 6c ta chọn là ren vuông Đường kính trung bình của ren được xác định theo công thức, [Š]

Dựa vào bảng tiêu chuẩn ren hình thang, ta chọn d = 26mm, d; = 25mm, bước ren p; = 3mm.

Hệ số chiều cao đai ốc được chọn ## # 15

Chiều cao đai ốc được tính theo công thức sau: ẹÄ mủằ m 2ð x lễ m 278:

Chọn chiều cao đai 6c bang 38mm

4.7.2.2 Tinh chọn động cơ điện

SO vòng quay của trục vit:

Momen xoan trén truc vit: a co a c im Ÿạsktg9 + ứ3 (4.22)

Y¥ — góc nâng ren vít, được xác dinh theo công thức a" TT=F. eo marctar’’ = 74

Công suất động cơ được xác định theo công thức:

Dựa vào băng tra catalogue ta chọn động cơ có thông số kỹ thuật sau:

- Công suất: 1.3 KW - _ Số vòng quay: 750 v/ph 4.7.2.3 Tinh bộ truyền đai răng

Tỉ sô của bộ truyền đai răng là:

Momen xoan trén truc cap nhanh:

Tm Đã x 1atx ohm PSB x Lots ge = 16853 Nia (4.23)

Modun được xác định theo công thức sau [7]:

Theo tiêu chuẩn ta chọn modun: m = 5HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang

Dựa vào bang 4.13, [7] ta chon số răng z¡ = 16 răng Đường kính các bánh đai: fmm m SK 16 m 601W (4.25) (Ì: m?Hz: m Sx GO 290111 (4.26)

Chon khoàng cách trục sơ bộ, a= 235 mm

Chiều dài day dai tính theo khoảng cash trục sơ bộ sé là: en nh (4.27)

Thay các đại lượng vào, ta có L = 925 mm

Số răng của dây đai:

Ta chon z, = 75 răng theo tiêu chuẩn Chiều dài chính xác của dây đai được tính theo công thức:

Xác định khoảng cách trục chính xác theo công thức: ad, ede (PT amd, ca, am OL = m 235611 a

Tai trọng riêng có ich được xác định theo công thức:

Pde Py On Og Cn Cs (4.26)

HVTH: LUONG VAN TOI GVHD: TS LUU THANH TUNG Trang '

=o Ð Ung ốc is 19000 * 1:3 - Lực vòng Fem xy i 24

Theo tiêu chuẩn ta chọn b = 16mm Chiều rộng bánh đai: B =b + m= 16 + 5! mm 4.8 Thiết kế mạch điện điều khiến

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang '

Hình 4.16 So đồ mạch điện thay đổi tốc độ động cơ

Dé có thé điều khiển động cơ, chúng tôi sử dụng biến tần dé có thé điều khiến tốc độ của động cơ, thiết kế bộ điều khiển quay thuận và ngược động cơ để có thể nâng hạ máy Hình 4.16 giới thiệu sơ đồ thay đối tốc độ động cơ

Nhiệm vụ của thiết bị là bám theo đường dẫn của đường chỉ đã vạch san Dé có thé bám được, một thanh dài được treo một đầu và đầu còn lại bám vào đường chỉ sẵn.

Hai sensor được bố trí trên và dưới dé có thé khống chế hành trình của sensor va bao đảm cho xe bám đường chỉ một cách toàn vẹn Sơ đồ điện của máy được trình bày trong hình

S1 AUTO MANUAL lữ 448 03 (OUT) MANUAL o3

SW2 MANUAL : AUTO Lê 4428 k2 QUT)

Hình 4.17 So đô điện diéu khién máy bo via hè

HVTH: LUONG VAN TOI GVHD: TS LƯU THANH TUNG Trang

4.9 Thiết kế và tính toán sức bền các chỉ tiết máy khác

Việc thiệt kê va tính toán sức bên của các chi tiệt máy được thực hiện băng phan mềm Solid Edge và Ansys

Sau day là một sô hình ảnh về thiệt kê và tính toán sức bên cua một sô chi tiệt

Hình 4.19 Két quả tính sức bên của chạc bánh xe sau

Kết quả tính toán: @xax ® 148 xi09a & mw Lox tote Kết luận: đủ bền

Hình 4.20 Truc bánh xe chủ động cơ cấu di chuyến đi chuên

Kết quả tính toán: @xarTM iÃixi09a @ EZ1mi6xi010á Kết luận: đủ bền

Hinh 4.22 Chac đỡ banh xe trước

Hình 4.23 Két quả tinh sức bên của chac dé bánh xe trước

Kết quả tính toán: @manTM 136s 108% a Em 16xi01Pa Kết luận: đủ bền

Hình 4.25 Két quả tinh sức bên khung máy Kết quả tớnh toỏn: @mar 188xi0#Za ứ ew Lox lors Kết luận: đủ bền

Ngoài ra, những chỉ tiết còn lại cũng được thiết kế và tính bền bằng phần mềm

CHƯƠNG Vv: THỰC NGHIEM VA PHAN TÍCH KET QUA

Sau khi hoàn tat các quá trình tìm hiểu, nghiên cứu, thiết kế máy bó via hè, đồng thời tìm hiểu về mác bê tông dé phù hợp với yêu cau thực tế Quá trình thực nghiệm máy bó vỉa hè để tìm ra các thông số thích hợp nhất cho máy bó vỉa hè được tiễn hành Quá trình này được tiễn hành băng phương pháp chạy thử, chỉnh sửa lần lượt từng thông số dé đạt được giá trị tối ưu rồi mới chỉnh sửa thông số kế tiếp Chỉ tiêu để đánh giá giá trị các thông số dựa vào sự điền day khuôn của vat liệu, chat lượng bề mặt của sản phẩm, năng suất của máy.

Hiện nay vẫn chưa có một cơ sở lý thuyết nào hoàn chỉnh về việc lựa chọn các thông số tối ưu cho máy đúc bó vỉa hè Vì vậy, việc thực nghiệm là cần thiết và không thé thiếu, các kết qua thu được từ thực nghiệm sẽ được tinh toán theo co sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm Từ đó, có thể đưa ra cơ sở cho việc lựa chọn các thông số tối tru cho máy đúc bó vỉa hè Đây cũng là phan quan trọng nhất của dé tai này.

Có rat nhiều thông sô ảnh hưởng dén chat lượng của bó via hè được tạo ra như: tân sô rung của đâm dui, vi trí đặt dam dui, góc nghiêng khuôn, toc độ di chuyên máy, yêu tô con người, điêu kiện môi trường,

Có nhiều chỉ tiêu đánh giá chất lượng bó via hè được tạo ra như: độ cứng, độ nhẫn bóng bề mat,

Tuy nhiên, vì thời gian và chi phí để thực hiện dé tài có hạn nên chứng tôi chỉ khảo sát bang thực nghiệm hai yếu tô quan trọng dau vào là: vị trí đặt đầm dui và góc nghiêng khuôn; và sử dụng chỉ tiêu độ cứng làm hàm mục tiêu để đánh giá chất lượng của bó vỉa hè được tạo ra.

Khái niệm “góc nghiêng khuôn” là góc nghiêng giữa khuôn và mặt đường nằm ngang Khái niệm nảy chỉ mang tính chất cục bộ cho từng khuôn cự thể, nếu hai khuôn có cùng góc nghiêng khuôn nhưng có chiều dài khuôn khác nhau thì tính chất sẽ khác nhau vì thé tích bê tông vào khuôn và ra khuôn sẽ khác nhau Vì vậy, chúng tôi thay thế khái niệm góc nghiêng khuôn bằng khái niệm “Tỉ số nén khuôn” Tỉ số nén khuôn là tỉ số giữa diện tích mặt cắt ngang của khuôn khi bê tông vào khuôn và diện tích mặt cắt ngang của khuôn khi bê tông ra khỏi khuôn.

Trên hình 5.1, tỉ số nén khuôn được tinh bằng diện tích mặt cat Y-Y chia cho diện tích mặt cat X-X

Hình 5.1 Sơ dé bé trí đầm đùi và tỉ số nén khuôn

Tỉ số nén khuôn (1) được xác định theo công thức sau:

Trong đó: Syy — diện tích mặt cắt ngang của khuôn tai Y-Y

Sxx — diện tích mặt cắt ngang của khuôn tại X-X

Diện tích Sxx được tinh theo công thức: le 4

Diện tích Sxx được tinh theo công thức:

Với khuôn đã được thiệt kê có các thông sô sau: c= 200mm d%0mm h20mm

Việc thay đôi góc nghiêng khuôn được thực hiện một cách dễ dàng vì máy được thiết kế có bộ phân thay đổi được chiều cao của bánh xe dẫn động phía trước.

Các thông số còn lại, tham khảo tài liệu [15], [16] ta chọn như sau:

- Tan số rung của dam dui: 7500 v/ph- Duong kính đầm dui: d= 36mmHVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TÙNG Trang.

- Vi trí đặt đầm dui: theo chiều cao của khuôn (hình 5.10: b= 50 mm - Bê tông được tiễn hành thí nghiệm là bê tông có Mác 200

Như vậy, ta có 2 thông số được xem là thông số đầu vào của bài toán quy hoạch thực nghiệm cần được được thực nghiệm là; vi tri đầm dùi theo chiều dọc của máy (a) va tỉ số nén khuôn (i,) mỗi thông số sẽ được tiễn hành thử nghiệm ở 4 giá tri khác nhau, Như vậy tô hợp của các giá trị này sẽ có tong cộng 4 x 4 = 16 mẫu thí nghiệm ứng với 16 trường hợp khác nhau Mẫu bó vỉa hè sau khi đúc ra được kiểm tra độ cứng (hàm mục tiêu của bài toán quy hoach thực nghiệm) và cho kết quả ở bảng 5.1 (kết quả đo dộ cứng được đính kèm ở phụ lục) Các giá trị của a > 0 khi đầm dùi năm trong khuôn (đầm dùi được đút sau vào bên trong khuôn), a = 0 khi đầu đầm dùi nằm tại mép khuôn, a < 0 khi đầm dùi nằm ngoài khuôn (không đút vào bên trong khuôn),

Bảng 5.1 — Kết quả thí nghiệm

- Vị trí đầm dùi theo Ti số nén khuôn Tên mau phương dọc của máy (ix) Độ cứng (kg/em’)

Mau 04 1.3 0 Mau 05 1 70 Mau 06 0 1.1 130 Mau 07 1.2 180 Mau 08 1.3 0 Mau 09 1 100

Trong bang 5.1 có các mau có độ cứng bang 0 điều nay có nghĩa là trong các trường hợp đó bó vỉa hè không được hình thành vì bê tông không điền đây khuôn hoặc bị đỗ vụn khi tạo ra.

Sau đây là một số hình ảnh khi tiến hành thử nghiệm may đúc bó bia hè

Mẫu thử 03 ứng với các thông số: a = -20mm, tỉ số nén khuôn i, = 1.2, kết quả độ cứng chỉ dat 150 kg/cm?

Mẫu 09 ứng với các thông số; a= 30mm, i, = 1, kết quả đạt được độ cứng là 100 kg/cm”.

Mau 11 ứng với các thông số; a= 30mm, i, = 1.2, kết quả đạt được độ cứng là 200 kg/cm”.Đây là trường hợp đạt kết quả cao nhất trong 16 trường hợp thử nghiệm.

5.2 Phân tích kết quả thực nghiệm

Dựa vào bảng kết quả thực nghiệm (bảng 5.1), ta vẽ được đồ thị thể hiện mối tương quan giữa tỉ số nén khuôn (i,), vị trí đầm dui (a) với độ cứng bê tông trên hình 5.

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TUNG Trang of

1 LI Teas dị Tiso nén khuôn Vịt đầm đùi (a) a) b)

Hình & 6 Onan hô oifia AA cime và vì trí đâm divi tỉ €Ã nắn khuuÂn

Sử dụng quy hoạch thực nghiệm theo phương pháp Bình phương nhỏ nhất khi đa biến:

Dat x, là biến vị trí dam dui (a), x; là biến tỉ số nén khuôn i, Vỡ: Aamin â =-20; Ãsmôsxc p; AXP %

Khi đó ta có bảng các nhân tô mã hóa:

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TUNG Trang

: 1 1 Mau 16 1 0 Đê xác định các hệ sô thì đâu tiên ta cân xác định:

HVTH: LƯƠNG VĂN TỚI GVHD: TS LƯU THANH TUNG Trang Đụ, | x May - > Xa _

(R(G:0Ei12167xi0/12 + Đạt Fey Of ahd te ¿2X v0 yeh m Pay) Yyi@by0X“yH xfs Oph:

16s $i ag om 1190 fee - ấu, = =i?) kử?i 6490 22850 lahat Be SS

Thế: %: =" 45 va 3z = TT 5 ta được

HVTH: LUONG VAN TOI GVHD: TS LUU THANH TUNG Trang

Phương trình này được biểu diễn như hình 5.7

Hình 5.7 Quan hệ giữa độ cứng va vi tri đâm dui, tỉ số nén khuôn biếu dién trong không gian

Từ đồ thị hình 5.6 và kết quả thu được bang phương pháp bình phương nhỏ nhất ta thay răng độ cứng của bê tông đạt được giá trị tối đa khi vị trí đầm dui (a) nằm trong khoảng a = 20mm — 40mm và tỉ số nén khuôn năm trong khoảng i, = 1.15 — 1.22