Thiết kế trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc chu kỳ với năng suất 45m3h

Nước ta đang trong thi k đỉi mới, với ý chí quyt tâm thc hiƯn Công nghiƯp hoá HiƯn đại hoá đt nước, chđ trương xây dng mt nỊn Công nghiƯp vững mạnh. ĐĨ đạt đưỵc viƯc đ, chĩng ta phải tin hành viƯc hiƯn đại hoá cơ giới hoá và t đng hoá sản xut trong các xí nghiƯp. Trong công cuc đỉi mới, m cưa, nghành công nghiƯp Xây dng đã tr thành trơ ct cđa nỊn kinh t quc dân, nghành đã trưng thành vỊ s lưỵng và cht lưỵng. NhiỊu công nghƯ tin đã đưỵc áp dơng vào ViƯt Nam. Hoạt đng xây dng đã và đang chuyĨn bin theo xu th Công nghiƯp hoá HiƯn đại hoá.Các công trình xây dng đã thoả mãn yêu cầu ngày càng cao vỊ cht lưỵng với viƯc sư dơng hàng trăm chđng loại vt liƯu khác nhau, t thông dơng đn cao cp, t vt liƯu silicát đn vt liƯu vô cơ, vt liƯu hữu cơ đn vt liƯu tỉng hỵp, tỉ hỵp. Tuy nhiên vt liƯu bêtông ct thép trong thơi gian va qua và trong tương lai vn còn giữ vai trò chđ đạo trong nghành xây dng nước ta bi tính năng ưu viƯt cđa n.Bê tông thương phm đã đưỵc sư dơng trong hầu ht các công trình xây dng đòi hi cht lưỵng cao như: công trình thủ điƯn,cầu cảng, sân bay, công trình thủ lỵi, nhà cao tầng. ĐiỊu đ chng t ưu th vỊ chât lưỵng cđa sản phm bêtông thương phm. ĐĨ đạt đưỵc đưỵc cht lưỵng như vy thì phải trn bằng máy. Trạm trn bêtông đã c mỈt ViƯt Nam t những năm 60, n đưỵc phát triĨn qua nhiỊu giai đoạn. HiƯn nay yêu cầu vỊ cht lưỵng bêtông ngày càng cao, do vy nhiỊu nhà máy bêtông đã mạnh dạn đỉi mới thit bị và công nghƯ sản xut cđa mình băng cách nhp các trạm trn cđa nước ngoài. ĐỈc điĨm các trạm trn cđa nước ngoài là gn nhĐ, đ chính xác cao, hiƯu quả công viƯc lớn khai thác triƯt đĨ công sut cđa đng cơ. Nhưng chĩng c nhưỵc điĨm là giá thành quá đắt, thi gian đưa vào sư dơng dài, đôi khi mt s thit bị làm viƯc không hiƯu quả trong điêu kiƯn khí hu tại ViƯt Nam.

Lời mở đầu

Nớc ta đang trong thời kỳ đổi mới, với ý chí quyết tâm thực hiệnCông nghiệp hoá Hiện đại hoá đất n ớc, chủ tr ơng xây dựng một nềnCông nghiệp vững mạnh Để đạt đ ợc việc đó, chúng ta phải tiến hànhviệc hiện đại hoá cơ giới hoá và tự động hoá sản xuất trong các xínghiệp Trong công cuộc đổi mới, mở cửa, nghành công nghiệp Xâydựng đã trở thành trụ cột của nền kinh tế quốc dân, nghành đã tr ởngthành về số lợng và chất lợng Nhiều công nghệ tiến đã đ ợc áp dụngvào Việt Nam Hoạt động xây dựng đã và đang chuyển biến theo xu thếCông nghiệp hoá Hiện đại hoá

Các công trình xây dựng đã thoả mãn yêu cầu ngày càng cao vềchất lợng với việc sử dụng hàng trăm chủng loại vật liệu khác nhau,

từ thông dụng đến cao cấp, từ vật liệu silicát đến vật liệu vô cơ, vậtliệu hữu cơ đến vật liệu tổng hợp, tổ hợp Tuy nhiên vật liệu bêtôngcốt thép trong thơi gian vừa qua và trong t ơng lai vẫn còn giữ vai tròchủ đạo trong nghành xây dựng n ớc ta bởi tính năng u việt của nó

Bê tông th ơng phẩm đã đ ợc sử dụng trong hầu hết các côngtrình xây dựng đòi hỏi chất l ợng cao nh : công trình thuỷ điện,

cầu cảng, sân bay, công trình thuỷ lợi, nhà cao tầng Điều đó chứng

Do vậy việc thiết kế các trạm trộn bêtông làm sao cho phù hợpcác yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật là yêu cầu rất quan trọng đang đ ợccác nhà đầu t quan tâm và chú ý Nhu cầu về bêtông th ơng phẩm ngàycàng cao, các trạm trộn với công suất nhỏ và vừa thì không đáp ứng đ -ợc

Trên cơ sở phát huy những u điểm của các trạm trộn n ơc ngoài,hạn chế những nh ợc điểm của chúng, ta có thể thiết ké chế tạo nhữngtrạm trộn có tính năng u việt, đồng thời phù hợp với đặc điểm khí hậu

và điều kiện làm việc của n ớc ta Xuất phát từ nhu cầu đó, Đồ án tốtnghiệp của tôi tập trung vào nghiên c ú tính toán, thiết kế trạm trộn

mới hoàn thiện về công nghệ trên cơ sở tiếp thu những u điểm về trạmtrộn của CHLB Đức với tên Đồ án: Thiết kế trạm trộn

b ê t ô n g d ạ n g b ậ c l à m v i ệ c c h u k ỳ v ớ i n ă n g s u ấ t 4 5m3/h

Đợc sự giúp đỡ h ớng dẫn tận tình của thầy giáo TS NguyễnThiệu Xuân và Thạc sĩ Trịnh Minh Sơn cùng với sự cố gắng của bảnthân tôi đồ án đã hoàn thành đúng kế hoạch Do thời gian và tài liệucòn hạn chế nên trong đồ án này không tránh khỏi nh ng sai sót, rấtmong đợc sự góp ý của các thầy cô, của các bạn Sinh viên để đồ ánnày đợc hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của TS Nguyễn ThiệuXuân, Thạc sĩ Trịnh Minh Sơn ở ban cơ yếu Chính phủ, nhà máy sảnsuất bêtông Xuân mai, nhà máy sản xuất bêtông Vĩnh tuy cùng cácbạn sinh viên lớp 44M và chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầycô giáo trong khoa Cơ Khí Xây Dựng -Tr ờng Đại học Xây dựng đãgiúp tôi hoàn thành Đồ án này

Hà Nội, Ngày Tháng năm 2004

Sinh viên thực hiện

Bùi Minh Tuấn

Ch ơng1.

Lựa chọn phơng án thiết kế trạm trộn

1.1 Giới thiệu chung về bê tông

Bê tông là loại đá nhân tạo đợc hình thành từ hỗn hợp gồm: Chất kết dính vôcơ ( ximăng, thạch cao, vôi ), với cốt liệu (sỏi, cát, đá, ), và nớc trải qua quá trình

đông kết tự nhiên hay nhân tạo

Ngoài thành phần kể trên trong quá trình sản xuất bê tông ngời ta con đathêm vào bê tông các chất phụ gia vô cơ hoặc hữu cơ để tăng cờng một số tính chấtcủa bê tông đảm bảo yêu cầu sử dụng Các chất phụ gia đợc lựa chọn theo tỉ lệ thíchhợp Trong hỗn hợp bê tông, ximăng, phụ gia và nớc là những thành phần chúngtác dụng với nhau tạo thành hồ kết dính Cốt liệu( cát, đá, sỏi, xỉ ) liên kết vớinhau tạo thành bộ khung chịu lực của bêtông Cấp phối cốt liệu đợc lựa chọn mộtcách hợp lý để đợc hỗn hợp bêtông nh ý

Hồ kết dính có nhiệm vụ bao bọc các hạt cốt liệu và lấp đầy lỗ rỗng giữa cáchạt cốt liệu đồng thời hồ kết dính còn đóng vai trò là chất nhờn giúp cho hỗn hợp bê

tông có độ dẻo Sau khi đông kết hồ kết dính còn có khả năng đông kết các hạt cốtliệu với nhau tạo thành đá nhân tạo là bêtông Bêtông là một loại vật liệu đợc sửdụng rộng rãi trong các ngành: Xây dựng dân dụng, giao thông, thuỷ lợi, vìbêtông có các u điểm sau:

- Cờng độ chịu nén tơng đối cao

- Vật liệu sản xuất dễ khai thác và sử dụng ngay tại địa phơng

- Khả năng linh hoạt cao có thể atọ thành các dạng khác nhau và tínhchất khác nhau

- Bêtông kết hợp với cốt thép tạo ra vật liệu có khả năng chịu lực rất cao Các nhợc điểm của bêtông:

- khối lợng riêng  = 2000 2500 (kg/m3)

- cách âm cách nhiệt kém

- khả năng chống ăn mòn yếu

1.2 Phân loại về bê tông

Hiện nay có rất nhiều loại bê tông ứng với mỗi loại công trình thì có một loại

bê tông tơng ứng Vì vậy bêtông đợc phân loại theo các loại sau:

-Theo dạng cốt liệu phân ra: Bêtông cốt liệu đặc, cốt liệu rỗng, bêtôngcốt liệu

đặc biệt( chống phóng xạ , chịu nhiệt, chịu axít)

-Theo khối lợng thể tích phân ra:

+ Bêtông đặc biệt nặng ( > 2500kg/m3), dùng cho những kết cấu đặc biệt+ Bêtông nặng = 2200 2500(kg/m3), chế tạo từ đá sỏi bình thờng, dùngcho kết cấu chịu lực

+ Bêtông tơng đối nặng = 1800 2200(kg/m3), dùng chủ yếu cho kết cấuchịu lực

- Theo công dụng bêtông đợc phân ra:

+ Bêtông thờng, các kết cấu bêtong cốt thép(móng, cột, dầm )

+ Bêtông thuỷ thuỷ công, dùng để xây đập, phủ lớp mái kênh

+ Bêtông dùng cho mặt đờng sân bay lát vỉa hè

+ Bêtông dùng cho kết cấu bao che

+ Bêtông công dụng đặc biệt nh bêtông chịu nhiệt, chịu axít chống phóngxạ

+ Bêtông trang trí

Trạm trộn bêtông ngày nay phải đáp ứng nhu cầu của khách hàng về: Mácbêtông, thành phần cấp phối bêtông, Do đó để tính chọn thiết bị định lợng chotrạm trộn bêtông cần phải xác định khối lợng tối đa của các thành phần cốt liệu cho1m3 bêtông Theo kinh nghiệm thực tế định ra khối lợng tối đa của các thành phầnphối liệu cho một m3 hỗn hợp bêtông nh sau:

+ Ưu điểm của trạm trộn này là có thời gian chu kỳ làm việc nhỏ nhất, có thể

bố trí nhiều máy trộn trên một tầng, tự động hoá, tiện lợi và năng suất cao( Q

240m3/h)

+ Nhợc điểm của trạm trộn này là quá cồng kềnh, các bunke chứa các phốiliệu khô phải có sức dự trữ đảm bảo cho trạm trộn làm việc trong vòng hai giờ, vốn

đầu t ban đầu rất lớn và khó khăn trong việc rời chuyển

+ Ưu điểm của trạm trộn này là: vốn đầu t ban đầu không cao, tháo lắp dichuyển dễ dàng, gọn nhẹ và năng suất tơng đối cao, Q 120m3/h

+ Nhợc điểm của trạm trộn này là: khó khăn trong việc bố trí nhiều máy trộn,chỉ đảm bảo số lợng máy trộn tối đa là hai, thời gian chu kỳ làm việc của trạm tơng

đối lớn và khá phức tạp về việc tự động hoá trong điều khiển trạm trộn

b) Theo nguyên lý làm việc của trạm trộn

- Trạm trộn bêtông làm việc chu kỳ: có khả năng dễ thay đổi mác bêtông vàthành phần cấp phối cũng nh đáp ứng đầy đủ nhu cầu của moị đối tợng phục vụ

- Trạm trộn bê tông làm việc liên tục: Loại trạm trộn này làm việc có hiệuquả khi nhu cầu về hỗn hợp bêtông cùng mác có khối lợng lớn nh phục vụ cho các

công trình thuỷ điện, các công trình giao thông

c) Theo khả năng di động của trạm trộn

-Trạm trộn cố định: phục vụ cho công tác xây lắp của một vùng lãnh thổ,

đồng thời cung cấp bêtông thơng phẩm cho một vùng bán kính hiệu quả Thiết bịcủa trạm trộn cố định thờng đợc bố trí theo dạng tháp

- Trạm trộn dạng tháo lắp nhanh: Đợc trang bị cho công trình có thời hạnkhai thác trạm trộn tại mỗi nơi ngắn (từ một năm tới vài năm).Để khai thac có hiệuquả trạm trộn này thì trạm trộn phải có thời gian tháo lắp nhanh với chi phí cho tháolắp và vận chuyển là nhỏ nhất Các thiết bị của trạm trộn đợc bố trí theo dạng bậcvới các mô đun vận chuyển tiện lợi

- Trạm trộn di động: thờng đợc thiết kế theo dạng bậc, các khối chức năngcủa trạm trộn thờng đợc bố trí trên các hệ thống di chuyển Loại trạm trộn này th-ờng đợc thiết kế với năng suất nhỏ( Q 30m3/h) để phục vụ cho các công trình giaothông, thuỷ lợi và các công trìng xây dựng cần khối lợng bê tông nhỏ và không tậptrung

d) Theo năng suất của trạm trộn.

- Loại nhỏ: Q 30 m3/h

- Loại vừa : Q  60 m3/h

- Loại lớn : 70m3/h Q 120 m3/h

e) Theo phơng pháp điều khiển trạm trộn ta có

Hệ thống điều khiển bằng tay, hệ thống điều khiển bán tự động và hệ thống

điều khiển tự động Trạm trộn hiện đại ngày nay thờng đợc trang bị thiết bị điềukhiển có khả năng làm việc ở cả ba chế độ điều khiển nh trên

1.3.3 Lựa chọn phơng án thiết kế trạm trộn bêtông

Trạm trộn bêtông phải có khả năng sản xuất đợc bêtông hỗn hợp (dạng khôdạng ớt) có nhiều mác bêtông với các thành phần cấp phối khác nhau với thời gian

điều chỉnh là nhỏ nhất

Trạm trộn bêtông phải đợc trang bị hệ thống điều khiển có thể làm việc ở cả

ba chế độ điều khiển: Bằng tay, bán tự động và tự động Trạm trộn phải đảm bảo xảhỗn hợp bêtông dễ dàng, tiện lợi cho các phơng tiện vận chuyển khác Việc vậnchuyển bêtông phải khoa học tiện lợi và dễ dàng để tránh hiện tợng dồn ứ ách tắcgiao thông Tuỳ thuộc vào mục đích chức năng, công suất và đặc tính của đối tợngtiêu thụ hỗn hợp bêtông mà lựa chọn phong án thiết kế trạm trộn bêtông sao chophù hợp và hiện đại

Phơng án thiết kế trạm trộn đợc lựa chọn theo các trạm trộn đặc trng và phổbiến dới đây

a) Trạm trộn bêtông dạng tháp làm việc chu kỳ

Cốt liệu (đá dăm, cát) từ kho chứa nhờ băng tải 1 đợc vận chuyển lên phễunạp quay 2 để đa vào các bun ke chứa cốt liệu tơng ứng Ximăng từ các kho chứaSiclôn 15 đợc phân tách ra khỏi khí nén và đợc đa vào thiết bị lọc bụi 13, sau khilàm sạch không khí thoát ra ngoài còn xi măng lọc tách đợc vít tải vận chuyển vàobunke chứa

Để đảm bảo chế độ làm việc tự động của trạm trộn, tất cả các bunke chứa cốtliệu và xi măng đều phải trang bị thiết bị báo mức trên 15 và báo mức dới 5 Phía d-

ới các bunke chứa có bố trí ba thiết bị vận chuyển cốt liệu nạp cho các bunke chứa

5- Thiết bị báo mức dới

6- Các máng chuyển tới các thiết bị định lợng cốt liệu

7- Các thiết bị định lợng cốt liệu

8- Máng rót

9- Phễu tiếp nhận có đáy xả lật phân phối

10- Thiết bị phân phối nớc

11- Máy trộn bêtông cỡng bức làm việc chu kỳ

12- Bunke nạp hỗn hợp bêtông vào thiết bị vận chuyển

13- Thiết bị lọc bụi

Hình 1.1 Trạm trộn bêtông dạng tháp làm việc chu kỳ

12

34

56789101112

1314

15

161718

12

1121

19

13 26

15

23- Thiết bị báo tín hiệu

24- Thùng chứa phụ gia lỏng

25- Thiết bị định lợng chất lỏng

26- Ông dẫn khí nén

27- Thùng chứa nớc

Quá trình làm việc của trạm trộn đợc tiến hành nh sau:

Các thành phần cốt liệu đợc định lợng bằng thiết bị định lợng cốt liệu 7 vàthiết bị định lợng ximăng 20

Cốt liệu ximăng sau khi định lợng xong đợc xả vào phễu tiếp nhận có đáy phân phối

9 để nạp vào từng máy trộn bêtông 11 tơng ứng theo chơng trình làm việc của trạmtrộn Nớc và phụ gia sau khi định lợng xong bởi thiết bị định lợng 24 đợc đa vàomáy trộn bêtông tơng ứng nhờ thiết bị phân phối chất lỏng 10 làm việc đồng bộ với

đáy lật phân phối các phối liệu khô 9 Sau khi trộn xong, hỗn hợp bêtông chứa đợcxả vào bunke chứa 12 để nạp cho các thiết bị vận chuyển Các bunke chứa cốt liệu

và xi măng phải chứa đủ lợng vật liệu để đảm bảo cho trạm trộn làm việc thờngxuyên trong vòng 2—2,5 giờ

b) Trạm trộn bêtông dạng tháp làm việc liên tục

Cốt liệu (đá dăm, cát ) từ các bunke chứa đợc đa vào 8 bun ke chứa cốt liệunhờ băng tải nghiêng 5 và băng tải quay 7 Ximăng từ kho chứa đợc đa vào bốnbunke chứa nhờ gầu tải và vít tải 1 Các cốt liệu đợc định lợng bởi các thiết bị địnhlợng liên tục 12 đợc vận chuyển liên tục vào phễu tập kết phối liệu khô 13

Nhờ các băng tải 7

Ximăng đợc định lợng bởi thiết bị định lợng liên tục và đợc nạp vào phễu 13

Các bộ phận của sơ đồ hình 1.2 dới đây:

Hình 1.2 Trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc liên tục

Các phối liệu khô đợc nạp liên tục vào máy trộn bêtông hai trục nằm ngang làmviệc liên tục 14, 16 cùng với nớc và phụ gia đợc định lợng bởi máy bơm định lợngliên tục 17 Hỗn hợp bêtông đợc xả liên tục vào bunke nạp 15 phân phối cho cácthiết bị vận chuyển Các bunke chứa cốt liệu và xi măng đều đợc trang bị mức báotrên và mức báo dơí vậtm liệu phải chứa đủ lợng vật liệu để đảm bảo cho trạm trộnlàm việc liên tục trong vòng từ 2- 2,5

1- Vít tải

2- Thiết bị lọc bụi

0.40.4

7 131415

12- Thiết bị định lợng cốt liệu làm việc liên tục

13- Phễu tập kết ximăng và các phối liệu

14,16- Các máy trộn bêtông cỡng bức làm việc liên tục

15 – Bun ke nạp các hỗn hợp bêtông vào các thiết bị vận chuyển

17- Thiết bị định lợng nớc làm việc liên tục

c) Trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc chu kỳ

Sơ đồ trạm trộn bêtông nh hình 1.3

1- Buồng máy trộn 8- Khung sàn buồng trộn

2- Các khoang chứa cốt liệu 9- Silô chứa ximăng

3- Máy trộn bêtông 10- Vít tải

4- Cabin điều khiển 11- Thiết bị lọc bụi

5- Thiết bị định lợng cốt liệu 12- Gầu cào

6- Thiết bị định lợng ximăng 13- Tời kéo gàu nạp cốt liệu

7- Thiết bị định lợng nớc 14- Gỗu nạp cốt liệu

Hình 1.3 Trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc chu kỳ

Cốt liệu đá dăm, cát đợc tập kết vào khoang chứa 2 có các vách ngăn bằng tấmbêtông đúc sẵn ( một khoang chứa cát và 4 khoang chứa đá dăm ) và đợc gầu cào 12thu nạp về khoang trung tâm, khu vực có bố trí các cửa xả liệu để nạp cho các thiết

bị định lợng cốt liệu 5 làm việc theo nguyên lý cộng dồn Sau khi định lợng xong,cốt liệu đợc xả vào gầu nạp có đáy tự động đóng mở 14 để vận chuyển lên nạp vàonồi trộn bêtông làm việc chu kỳ 3, nhờ tời kéo 13 bố trí trên đỉnh đờng ray dẫn h-ớng gầu nạp cốt liệu

Ximăng từ kho chứa đợc vận chuyển lên các silô nhờ các thiết bị nâng – vậnchuyển (máy bơm xi măng, gầu tải vít tải) Khí bụi đợc làm sạch nhờ thiết bị lọc bụi

11 trớc khi thoát ra ngoài Ximăng đợc nạp vào thiết bị định lợng ximăng 6 nhờ víttải 10 bố trí ở đáy silô vít tải và đợc nạp vào máy trộn theo đờng ống mềm

Nớc đợc bơm lên nạp vào thiết bị định lợng chất lỏng 7, sau khi định lợngxong đợc nạp vào máy trộn theo đờng ống dẫn nớc Hỗn hợp bêtông sau khi trộnxong đợc xả vào phễu nạp để rót vào các thiết bị vận chuyển Các khoang chứa cốtliệu và silô chứa ximăng phải đủ lợng vật liệu đảm bảo cho trạm trộn làm việc liêntục trong 2-2,5giờ Hệ thống điều khiển trạm trộn và các thiết bị phụ trợ đợc bố trítrong cabin điều khiển 4

d) Trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc liên tục

Sơ đồ trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc liên tục hình 1.4

1- Các bunke chứa cốt liệu ( ba bunke chứa các loại đá và một bunke chứacát )

2- Các thiết bị định lợng cốt liệu làm việc liên tục

4

10 7

12

3- Băng tải đón cốt liệu để nạp vào băng tải nghiêng

4- Băng tải nghiêng để vận chuyển cốt liệu lên phễu quay

5- Bunke chứa các phối liệu hỗn hợp bêtông khô

6- Thiết bị định ximăng làm việc liên tục

7- Silô chứa ximăng

8- Thiết bị lọc bụi tay áo

9- Phễu quay nạp phối liệu cho bêtông khô

10- Máy trộn bêtông cỡng bức làm việc liên tục

11- Cabin điều khiển trạm trộn

Hình 1.4 Sơ đồ trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc liên tục 12- Thiết bị máy bơm định lợng làm việc liên tục

Cốt liệu đợc nạp vào các ben ke chứa một dung tích nhỏ, đảm bảo cho trạm trộnlàm việc liên tục trong vòng 15-30 phút bằng máy xúc lật hoặc bằng các băng tải di

động

Phía dới mỗi bunke chứa có bố trí thiết bị định lợng cốt liệu cốt liệu làm việcliên tục 2 Cốt liệu đã đợc định lợng nạp vào phễu quay 9 nhờ băng tải đón 3 vàbăng tải nghiêng 4 Ximăng từ các kho chứa đợc vận chuyển lên silô chứa 7

có thiết bị lọc bụi 8 nhờ thiết bị nâng chuyển Ximăng đợc định lợng nhờ thiết bị

định lợng ximăng làm việc liên tục 6 rồi nạp vào phễu quay 9

Nớc đợc định lợng bởi thiết bị máy bơm - định lợng làm việc liên tục 12 vàvới c nạp liên tục cho máy trộn bêtông hai trục trộn nằm ngang làm việc liên tục 10cùng ác phối liệu khô từ phễu quay nạp liệu 9

1 2 3 4

5

678

9

12

Phối liệu khô đã đợc định lợng hoặc đợc nạp liên tục vào máy trộn 10 hoặc

đợc đa vào bunke chứa các phối liệu hỗn hợp bêtông khô để nạp cho các ôtô - máytrộn nhờ phễu quay nạp hỗn hợp bêtông khô

* Qua những nghiên cứu ở trên ta nhận thấy mỗi loại trạm trộn đều có những u

nh-ợc điểm riêng Để thiết kế trạm trộn có những thông số phù hợp với những yêu cầu

mà đồ án nêu ra thì ta phải thiết kế, lựa chọn những mặt tích cực của các trạm trộn

Bé phËn

phô gia

Thïng nø¬c

M¸y c©n cèt liÖu

GÇu skip

Bé phËn tra dÇu b«i tr¬n

Bé phËn t¸ch nø¬c

Tíi c¸c xilanh khÝ nÐn c«ng t¸c

Thïng khÝ nÐn

M¸y nÐn khÝ cña tr¹m trén

C¸p kÐo gÇu

Têi kÐo

G Ç

k

C©n nø¬c

C©n xim¨ng VÝt t¶i

* Chu kỳ làm việc của trạm trộn

Các thành phần phối liệu của một mẻ trộn gồm có :

Đá 1, đá 2, cát vàng, ximăng, phụ gia nếu có

Chu kỳ làm việc của một mẻ trộn là khoảng thời gian Tck giữa hai mẻ trộn liêntiếp

Định lựơng

- Cân phụ gia : 25s

Sau khi cân xong thì kéo gầu lên trong 20s , đổ cốt liệu vào nồi trộn 10s Sau khi bắt

đầu đổ cốt liệu 5s thì đổ nớc, ximăng, phụ gia đồng thời trong 10s, thời gian trộn

30s, xả bêtông 22s Ta có lu đồ làm việc của trạm trộn nh (hình 2.1)

Hình 2.1 Lu đồ công nghệ của trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ

Từ biểu đồ trên ta thấy mẻ trộn đầu tiên hết 114s, mẻ trộn tiếp theo 77s VậyTck=77s

2.2 Thiết lập sơ đồ khối điều khiển trạm trộn

Hệ thống điều khiển trạm trộn bêtông phải có khả năng điềukhiển tự động việc định l ợng một cách chính xác và tin cậy theo tỷ lệcho tr ớc giữa các thành phần cát, đá, ximăng, n ớc, phụ gia Ngoài ra

8s

9s

10s 25s

25s

25s

20s

10s 10s 10s 10s 20s 30s

22s 8s

9s 10s 25s 25s 25s

20s 10s 10s 10s 10s

30s

22s

200

191 167 137

0 8 17 27 47 57 77 92 114

Mẻ trộn tiếp theo 77giây

Thời gian (giây)

hệ thống cần phải phối hợp điều khiển các cơ cơ cấu thao tác theo sơ

đồ công nghệ định tr ớc

Trên cơ sở công thức cấp phối do ngời sử dụng đặt sẵn, hệ thống điều khiển sẽ

điều khiển các van cấp liệu một cách thích hợp sao cho các thành phần đợc đa vàocối trộn theo đúng khối lợng và thứ tự theo yêu cầu công nghệ Việc thay đổi côngthức cấp phối phải đợc thực hiện một cách dễ dàng và nhanh chóng Hệ thống phải

có phần hiển thị để giúp ngời vận hành dễ dàng theo dõi sự hoạt động và khả năngcan thiệp kịp thời khi cần thiết Ngoài ra do nhu cầu sử dụng ngoài trời, hệ thống

điều khiển phải có khả năng hoạt động ổn định trong môi trờng có nhiệt độ và độ ẩmtơng đối lớn, nhiều bụi và nhiễu công nghiệp Hơn nữa trong quá trình định lợngnhững sai sót trong việc đóng mở sớm, hoặc chậm của cơ cấu chấp hành làkhông thể tránh khỏi, do vậy các trạm trộn hiện đại còn có thêm bộ sosánh

Dới đây là sơ đồ khối hệ thống điều khiển và quá trình điều khiển

Khi nồi trộn quay thì cụm gầu skíp mới đ ợc kéo lên Vì nếu xảy ra tr ờnghợp nồi trộn ch a quay mà cụm gầu skip đã kéo lên và xả

liệu vào nồi trộn sẽ xảy ra hiện t ợng quá tải (nhánh sai)

Khi trong nồi không có bêtông và cửa xả của nồi trộn đã đóng thì mới đ

-ợc kéo theo cụm gầu skíp lên tiếp Vì không sẽ xảy ra hiện t ợng xả cốtliệu ra ngoài thông qua cửa xả của nồi trộn

Khi cụm gầu skíp đến vị trí xả mới đ ợc phép xả liệu, khi xả xong mới đ ợcphép hạ gầu xuống Việc ấn định thời gian xả ximăng, n ớc, phụ gia làtheo công nghệ vật liệu Khi trộn mới đ ợc mở cửa nồi trộn xả bêtông để

đảm bảo chất l ợng bêtông Khi xả hết bêtông thì mới đ ợc đóng cửa nồitrộn Khi đã đủ số mẻ trộn( nhánh đúng) thì hệ thống tự động dừng việc

định l ợng lại, thực hiện trộn và xả bêtông của mẻ cuối cùng in hoá đơn.Tất cả các điều kiện của l u đồ điều khiển liên quan chặt chẽ với nhau,không thể thiếu một điều kiện nào trên l u đồ đó

Đổ xong

Dừng để đổ cốt liệu 10s

Gầu

ở trên

Kéo gầu lên tiếp

số mẻ trộn

Đã đủ Đúng Sai

Dừng gầu ở dứơi Dừng hệ cân

In hoá đơn

Trộn Xong mẻ Tính

Hạ gầu xuống điểm cuối Vào hoặc chọn số liệu

Q TK

.Trong đó: Qtk=45(m3/h)- là năng suất trạm trộn trong một giờ

m- là số mẻ trộn trong một giờ, m=

CK T

3600 =77

3600 =47 (mẻ)

Vậy VSX= 0,745.47 = 1,38 (m3)

Do đó mnmax = 400.0,7.1,38 =386,4(kg)

Suy ra Vnmax = 0,386(m3)

Hình 3.1 Thùng chứa nớc

Ta chọn sơ bộ các kích thớc của thùng chứa nớc nh (hình 3.1), với chiều dày thép

3mm Do đó ta có khối lợng của thùng là mth= 27(kg), lấy tròn với các thiết bị khác

là 30kg

Ta tính toán đợc Vth= 0,394m3

Vậy khối lợng thùng cộng với nớc mth+n=416kg

Do đó ta chọn thiết bị định lợng nớc là một đầu cân địên tử loại ngàm công xônZ6

Ký hiệu Z6 /500của hãng HBM có trọng lợng cân tối đa 500KG

3.1.2 Tính toán chọn thiết bị định lợng ximăng

Lợng ximăng lớn nhất của một mẻ trộn

mXmax= 700.f.VSX =700.0,7 1,38 = 676(kg)

Suy ra VXmax =

1400

676 = 0,482 (m3), ta chän thïng c©n xim¨ng cã kÝch thíc

VËy ta chän ®Çu c©n ®iÖn tö lo¹i ngµm c«ngx«n Z6 cña h·ng HBM víi ký hiÖu

Z6/500, cã t¶i träng c©n tèi ®a 500KG

loại ngàm côngxôn Z6 có ký hiệu Z6/1000 của hãng HBM, với tải trọng cân tối đa

là 1000KG

Nh vậy tải trọng mà mỗi đầu cân phải cân là 2494/3 = 831 (kG)

3.2 Tính toán chọn máy bơm ximăng

Máy bơm ximăng là thiết bị vận chuyển ximăng từ kho chứa lên silô chứa ximăngNăng suất của máy bơm ximăng đợc xác định từ điều kiện sau:

QB  QXimăng

Trong đó:

QXimăng- là lợng ximăng cần dùng cho trạm trộn ximăng trong 1h

QXimăng = 700.Qtk= 700 45 =31500 KG/h = 31,5(T/h)

Với Qtk – là năng suất thiết kế của trạm trộn, Qtk = 45m3/h

Chọn máy bơm ximăng trong tài liệu  1

Với các thông số kỹ thuật của máy nh sau:

- Năng suất QB(t/h) : 36

- Cự ly vận chuyển theo phơng đứng(m) : 35

- Cự ly vận chuyển theo phơng ngang (m) : 200

- áp suất làm việc (Mpa) : 0,12

3.3 Xác định dung tích của bunke chứa các thành phần cốt liệu

Việc tính toán dung tích của bun ke dựa trên số mẻ trộn cần thiết kế Kết cấu củabunke phảI hợp lý dựa trên nguyên tắc đảm bảo xả cốt liệu không bị tắc ngẽn trong

quá trình cân cốt liệu Trong mục này tacó các kích thớc sơ bộ của bunke nh (hình

3.3)

3.3.1 Dung tích của bunke chứa đá dăm

Khối lợng đá dăm lớn nhất dùng cho một mẻ trộn là:

Mđmax = 1500 f.VSX =1500.0,7 1,38 =1449(kg)Thể tích của bunke chứa đá đợc xác định theo công thức:

VBke = VVL.KdTrong đó:

VBke = VVL.Kd = 24,15.0,4 = 9,66(m3)

Chọn VBke = 10(m3)

Chọn bunke chứa đá gồm có hai ngăn với hai cửa xả, mỗi ngăn có thể tích 5 m3

3.3.2 Tính toán dung tích của bunke chứa cát

Dung tích của bunke chứa cát xác định theo công thức:

Chọn VBke = 5(m3)

Các bunke chứa cát và đá đợc gắn liền và đợc ngăn đều ra làm 3 ngăn

Chọn sơ bộ kích thớc của bunke chứa cốt liệu là đá và cát nh (hình 3.3)

Coi các mặt bên của bunke là hình thang cân, thế thì thể tích tổng cộng của bunke:

2

) 5 , 2 45 , 0 ( 2

) 6 , 1 5

Hình 3.3 Dung tích của bunke chứa cát

3.4 Tính toán chọn vít tải

3.4.1 Giới thiệu chung, đặc điểm sử dụng vít tải.

Vít tải thuộc nhóm máy vận chuyển không có bộ phận kéo, dùng

để vận chuyển vật liệu ở dạng bột, hạt nhỏ theo ph ơng ngang, hơi

nghiêng hoặc thẳng đứng Chiều dài vận chuyển của vít tải có thể đạt

đến 40m, năng suất đến 380 m3/h Vít tải dạng di động hoặc dạng treo

có chiều dài vận chuyển th ờng nhỏ hơn 12m

Ưu điểm của vít tải là khoảng không gian chiếm chỗ nhỏ, giáthành thấp, dễ bảo d ỡng sửa chữa, cho phép cấp và dỡ tải ở vị trí bất kỳtrên tuyến vận chuyển

Nhợc điểm của vít tải là công suất tiêu hao lớn do ma sát giữa vậtliệu chuyển với cánh vít và máng khi làm việc Vít tải không phù hợpcho vận chuyển vật liệu dễ bị vỡ nát hoặc cứng

Trục mang cánh xoắn dạng vít chuyển động trong máng nhờ cơ cấu dẫn

động thông qua khớp nối Trục đ ợc đỡ bởi các gối đỡ gắn trên máng vànắp đậy của máng Khoảng cách giữa các gối đỡ khoảng 3m

16 00

450

75 00

2500

75

70

Khi trục quay, cánh xoắn đẩy vật liệu di chuyển trong máng Vật liệuchuển không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng l ợng của nó và lực ma sát giữa vật liệu và máng Chất tải cho vít tải qua lỗ trên nắp máng, dỡtải qua lỗ ở phía d ơí của máng

Theo dạng của cánh xoắn phân ra loại vít tải có cánh xoắn liên

tục liền trục ( hình 3.5.a), cánh xoắn liên tục không liền trục( hình 3.5b)

và cánh xoắn dạng lá và cánh xoắn dạng lá( hình 3.5.c)

Vít tải cánh xoắn liên tục dùng để vận chuyển vật liệu dạng bộtkhô, vật liệu dạng hạt nhỏ và trung bình Vít tải cánh xoắn liên tụckhông liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt cỡ lớn hoặc dính.Loại này còn dùng để vận chuyển vật liệu dạng dính kết hoặc dùng đểnhào trộn kết hợp với quá trình vận chuyển Khi thay đổi chiều quaycủa trục mang cánh vít, chiều chuyển động của dòng vật liệu cũng thay

đổi, ngoài ra trên một trục bố trí cánh vít theo hai chiều trái và phải thì

cũng có đợc chiều phơng án vận chuyển khác nhau( hình 3.6)

3.4.2 Tính toán động cơ và năng suất của vít tải

Các thông số cơ bản về vít tải :

- Vít tải có chiều dài 9(m), đ ợc chia làm 3 đoạn mỗi đoạn 3(m)

- Đờng kính bao ngoài của vít tải

Dv = 280(mm).

- Chọn đờng kính cánh xoắn

D = 250(mm)

- Góc nghiêng của trục vít so với ph ơng ngang 20 0

- Đờng kính trục mang cánh xoắn

d= (0,14  0,0,33 )D

Chọn d = 0,24D = 0,24 0250 = 60(mm)

-Bớc vít S =(0,5 1,0)D

Chọn S = D = 250(mm)

a) Năng suất của vít tải

Dạng cánh xoắn của vít tải là cánh xoắn liên tục liền trục nên theocông thức(4.9) trang 238 TL[2] ta có:

Đặc tính của vật liệu chuyển 

K _ Hệ số kể đến sự giảm năng suất khi vận chuyển nghiêng,

K 1,0 0,9 0,8 0,7 0,65Vậy K = 0,65

- Trọng lợng riêng của vật liệu,  = 1,4(T/m3)

Qx m _ Là lợng ximăng dùng trong một giờ,với mỗi mẻ trộn cần

676 (kg) ximăng, số mẻ trộn cần dùng trong một giờ là m =47(mẻ)

Qx m = 676 47 = 31772(KG/h) = 31,77(T/h)

Vậy Qv t ả i = 60

4

1 4 , 1 65 , 0 4 , 0 90 25 , 0 25 ,

Công suất của động cơ dẫn động

Nđ / c = 5 , 4

8 , 0

3 , 4

(KW)Với  - Hiệu suất truyền động,  = 0,8

Chọn động cơ có ký hiệu 211_ 6 có công suất 7,5 KW, tốc độ quay nđ / c

-Năng suất của máytrộn Q = 45(m3/h)

-Dung tích chứa liệu của thùng trộn (m3), V0 =1,5(m3)

+ - Là hiệu quả nhào trộn,  = 0,5 0,6(s- 1)

+Vt b – Vận tốc chuyển động trung bình của các cánh trộn

+Fa -Tổng diện tích hứng vữa của các cánh trộn

+Vb –Dung tích hỗn hợp bêtông trộn đ ợc(m 3)

* Nêú trong một giờ mà máy trộn làm việc liên tục thì năng suất màmáy đạt đợc là 45(m3/h) Còn nếu kể đến hệ số sử dụng thời gian là Kt g

= 0,82  0,85 thì năng suất của trạm trộn sẽ đạt Qt g = 36,9  38,25(m3/h)

-Đờng kính thành trong của thùng xác định theo công thức:

Trong đó :

Thể tích hỗn hợp bêtông trộn đ ợc trong một mẻ ,Vb = 1(m 3)

Hình 4.1 Sự phụ thuộc của chiều cao hỗn hợp bêtông

trong thùng vào thể tích của thùng

h- là chiều cao của hỗn hợp bêtông trong thùng trộn, đ ợc lấy theo đồ

thị (hình4.1)

Với thể tích chứa của thùng là 1,5(m3), h =0,19(m)

D =

19 , 0 14 , 3

1 4





= 2,56(m)Bán kính trung bình của thùng trộn:

Rt b  d = 0,33.D = 0,845(m)

d- là đờng kính của cốc cố định trung tâm

* Vận tốc quay của các cánh trộn đ ợc xác định từ điều kiện sao cho các

phối liệu không bị văng ra khỏi bề mặt cánh trộn nh (hình 4.2)

100 125 150 175 200

h, mm

P LT

 

R

f f

g ( 1  ) = gh (4.6)Trong đó:

f- Là hệ số ma sát giữa hỗn hợp bêtông và bề mặt cánh trộn, f

= 0,4  0,5 chọn f= 0,5

g – gia tốc trọng tr ờng, g =9,81(m/s2) R_ bán kính quay xa nhất của cánh trộn

Coi R = D/2 = 1,28(m)

 

28 , 1

5 , 1 5 , 0 81 , 9

= 2,4(rad/s) Hay gh = 23(v/ph)

Chọn  = 22 (v/ph) là vận tốc góc của rôto mang cánh trộn

* Vận tốc chuyển động trung bình của các cánh trộn theo Kôrôlép:

Fi – Diện tích bề mặt của từng cánh trộn,(m)

 i – Góc nghiêng cánh trộn so với mặt phẳng ngang