Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ chế tạo nâng cao chất lượng cho bộ khuôn ép gạch block bê tông cỡ 20010050 nhằm nâng cao hiệu quả đầu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Gạch đất sét nung (ĐSN) là loại vật liệu xây dựng có từ rất lâu đời. Nhiều tài liệu nghiên cứu cho rằng gạch ĐSN xuất hiện khoảng năm 7000 -7500 trước công nguyên. Hiện nay, ngay ở những nước tiên tiến như các nước châu Âu và Nhật Bản, người ta cũng vẫn sản xuất và sử dụng gạch ĐSN. Ở nước ta, gạch đất ĐSN (còn gọi là gạch đỏ) cũng có từ rất sớm. Người ta đã tìm thấy gạch đỏ trong trong những công trình cổ cách đây hàng ngàn năm. Năm 2011, cả nước sản xuất khoảng trên 22 tỷ viên gạch đỏ. Theo dự báo của Viện VLXD, nhu cầu gạch xây vào năm 2020 ở nước ta là khoảng 42 tỷ viên quy tiêu chuẩn. Ngày nay, người ta đã sáng tạo ra nhiều loại vật liệu thay thế gạch đỏ với những ưu điểm vượt trội cả về tính năng kỹ thuật, mỹ thuật và công nghệ sản xuất, đồng thời ít ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Đó là các loại vật liệu không nung khác nhau [4]. Gạch không nung có thể là gạch bê tông, có thể là bê tông nhẹ sản xuất theo phương pháp sử dụng các chất tạo bọt và cũng có loại bê tông nhẹ nhưng là loại cao cấp sử dụng chất tạo khí và được chưng hấp ở nhiệt độ và áp suất cao. Đối với các công trình cao tầng, sử dụng gạch bê tông trong các kết cấu vách ngăn và tường bao che sẽ mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật rất lớn. Gạch bê tông là một phát minh xanh trong lĩnh vực xây dựng của Châu Âu nhằm thay thế công nghệ truyền thống lạc hậu để bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên. Mặt khác công nghệ này còn mang lại rất nhiều tính năng ưu việt, do đó đã được các nước phát triển sử dụng hơn 60 năm 1 qua để thay thế hoàn toàn công nghệ cũ trên khắp thế giới. Từ những năm 60 của Thế kỷ 20, nhiều phát minh về gạch block bê tông đã được các chuyên gia Mỹ, Nhật và Châu Âu nghiên cứu, áp dụng trong thực tế. Tới nay, gạch block bê tông đã được phổ biến hầu như trên toàn Thế giới [1-3]. Bên cạnh những ưu điểm mà gạch block bê tông mang lại thì trong quá trình sản xuất gạch cũng gặp phải một số những hạn chế nhất định, trong đó đặc biệt phải kể đến những hạn chế của bộ khuôn ép. Do phải làm việc trong môi trường có cường độ mài mòn cao, lực va đập lớn, ma sát lớn …. Nên các bộ phận này có tuổi thọ rất kém, luôn phải sửa chữa và thay thế, dẫn đến năng suất sản xuất, chất lượng và hiệu quả kinh tế bị giảm đi đáng kể. Chính vì vậy, mà việc nghiên cứu để tìm ra biện pháp nâng cao chất lượng của các bộ khuôn là một sự cần thiết cho khoa học và cho thực tiễn. Vì vậy đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ chế tạo nâng cao chất lượng cho bộ khuôn ép gạch block bê tông cỡ 200*100*50 nhằm nâng cao hiệu quả đầu tư” là rất cần thiết nhằm nâng cao năng suất và hạ giá thành sản phẩm cho ngành sản xuất vật liệu xây dựng hiện nay. 2. Ý nghĩa của đề tài * Ý nghĩa khoa học : Kết quả của việc nghiên cứu sẽ góp phần bổ sung cho cơ sở lý thuyết về tương tác ma sát và mòn giữa nguyên liệu làm gạch và 2 khuôn, từ đó đưa ra các giải pháp công nghệ chế tạo khuôn, đặc biệt là bộ khuôn làm gạch block bê tông của hệ thống sản xuất gạch không nung. * Ý nghĩa thực tiễn : Thiết kế chế tạo được bộ khuôn gạch block bê tông của hệ thống sản xuất gạch không nung có chất lượng cao sẽ đáp ứng được nhu cầu rất cấp thiết về chất lượng và hiệu quả của các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng ở nước ta hiện nay. 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG VÀ BỘ KHUÔN ÉP GẠCH BLOCK BÊ TÔNG 1.1. Giới thiệu chung Ngày nay cùng với sự phát triển của đất nước ngành cơ khí nói chung và cơ khí gia công nói riêng cũng không ngừng phát triển cả về chiều sâu, chiều rộng. Cơ khí được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực từ nông nghiệp, sản xuất dân dụng, y tế, xây dựng, quốc phòng … Đối với ngành công nghiệp xây dựng, cơ khí đóng một vai trò then chốt trong việc cơ giới hóa quá trình sản xuất, từ các thiết bị vận chuyển, nâng hạ đến sản xuất vật liệu xây dựng. Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng như: khai thác cát, đá, sản xuất xi măng, gạch, ngói, đá ốp lát…ngày càng được áp dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật. Trong đó có sự góp mặt của ngành cơ khí với mức độ, quy mô ngày càng tiên tiến và đa dạng hơn. 1.2. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch block bê tông Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch (1) Cấp nguyên liệu: (2) Máy trộn nguyên liệu: (3) Đây là khu vực chứa khay (palet) :(4) Máy tạo hình: (5) Tự động ép mặt: (6) Tự động chuyển gạch: 4 1.3. Các thông số và đặc tính kỹ thuật của một số thiết bị cơ bản trong dây chuyền 1.3.1 Thùng cấp liệu 1.3.2. Máy trộn bê tông 1.3.3 Máy ép gạch block 1.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống dây chuyền Nguyên vật liệu bao gồm mạt đá, cát được đổ vào phễu chứa và được hai băng tải dẫn ra và đổ chung vào một băng tải, sau đó được đổ lên Thiết bị sàng (tự chọn). Những hạt nguyên liệu thô to quá cỡ, không thích hợp với việc sản xuất gạch block sẽ bị giữ lại trên sàng và được đổ ra máng và đưa ra ngoài. Nguyên vật liệu phù hợp sẽ qua sàng và được rơi xuống Phễu cân chất độn. Khi đủ trọng lượng cốt liệu cho 1 mẻ trộn (Trọng lượng này do người vận hành đặt trước), tín hiệu từ phễu cân sẽ phát ra và ra lệnh cho Thiết bị sàng dừng lại. Thiết bị sàng dừng thì lập tức các băng tải dẫn vật liệu cũng dừng. Khi đó phễu cân được mở ra bằng một xi lanh khí tự động, đổ cốt liệu xuống máy trộn. Xi măng được vận chuyển từ silo xi măng, qua vít tải và đổ lên phễu cân. Khi trọng lượng xi măng đủ cho một mẻ trộn, phễu cân xi măng phát tín hiệu để vít tải ngừng hoạt động và xi lanh khí mở tự động cửa phễu đổ xi măng xuống máy trộn. Khi nguyên vật liệu đã đủ cho 1 mẻ trộn, máy trộn sẽ hoạt động trộn liệu, thời gian trộn 1 mẻ sẽ do người vận hành đặt trước. 5 Nước được cấp vào máy trộn bằng một thiết bị cấp nước bên cạnh máy trộn. Lượng nước cho 1 mẻ trộn được người vận hành đặt trước. Lượng nước này có thể thay đổi thùy theo độ ẩm của nguyên vật liệu (phụ thuộc thời tiết). Sau khi quá trình trộn liệu kết thúc, cửa máy trộn sẽ được mở tự động bằng xi lanh khí, và vữa bê tông sẽ được xả xuống phễu. Vữa từ phễu này được băng tải đưa lên đổ vào phễu của máy chính. Sau khi vữa được xả hết từ máy trộn, cửa máy trộn sẽ tự động đóng lại. Một chu trình định lượng và trộn tự động lại tiếp tục. Toàn bộ quá trình được điều khiển bởi tủ điều khiển trung tâm. 1.5. Cấu tạo khuôn ép tạo hình gạch Hình 1.7. Hình ảnh thành khuôn và chầy ép gạch block 6 1.6. Nhiệm vụ và yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép Khuôn ép có nhiệm vụ tạo hình cho sản phẩm trong quá trình sản xuất gạch block của dây chuyền. Khi sản phẩm đi ra khỏi khuôn yêu cầu không bị nứt, rạn. Bề mặt của sản phẩm phải đạt độ nhẵn và quan trọng nhất là sản phẩm phải đạt độ chính xác cần thiết về hình dáng và kích thước * Chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của khuôn: - Khuôn ngoài được bắt chặt vào thành khuôn bằng 8 đai ốc M10. - Dung sai chế tạo lỗ tạo hình của khuôn ngoài theo chiều dài : ± 0,2mm. - Dung sai chế tạo lỗ tạo hình của khuôn ngoài theo chiều rộng : ± 0,1mm. Trong quá trình làm việc mặt trong của thành khuôn tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu, lực ép lớn và điều kiện làm việc liên tục lên bị mòn rất mạnh. Chính vì vậy khuôn phải có độ cứng cao mà không bị nứt (độ cứng đạt từ 40 HRC trở lên). Đôi khi kích thước khuôn không mòn đều mà nó mòn lệch dẫn đến sai lệch về hình dáng của sản phẩm thì cũng phải thay thế khuôn mới. Khi khuôn bị mòn quá giới hạn cho phép thì phải thay thế khuôn. 7 CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU VỀ MÒN VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÒN KHUÔN 2.1. Khái niệm về mòn Mòn là hiện tượng phá huỷ bề mặt hay sự tách vật liệu từ một hoặc cả hai bề mặt trong chuyển động trượt, lăn hoặc va chạm tương đối với nhau. Hay nói cách khác mòn xảy ra do sự tương tác của các nhấp nhô bề mặt. Giống như ma sát, mòn không phải là tính chất của một vật liệu mà là sự phản ứng của một hệ thống. Các điều kiện vận hành sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới mòn ở bề mặt tiếp xúc chung. Rất sai lầm đôi khi cho rằng ma sát lớn trên bề mặt tiếp xúc chung là nguyên nhân mòn với tốc độ cao. Ví dụ các cặp bề mặt tiếp xúc sử dụng chất bôi trơn rắn và chất dẻo cho ma sát tương đối thấp nhưng mòn lại tương đối cao. Thường hệ số ma sát trượt của đa số cặp vật liệu thay đổi trong phạm vi từ 0,1 đến 1 nhưng tốc độ mòn có thể thay đổi trong phạm vi rất lớn. Điều này được giải thích là do mòn liên quan đến nhiều hiện tượng đa dạng kết hợp với nhau theo kiểu không thể dự đoán trước được và thay đổi trong phạm vi rộng. 2.2. Các dạng mòn có thể xảy ra đối với chi tiết khuôn ép 2.2.1 Mòn do dính 2.2.2 Mòn do cào xước 8 2.2.3 Mòn do va chạm 2.2.4 Mòn hoá học 2.2.5 Mòn Tribochemical 2.3. Mòn vật liệu 2.3.1 Khái niệm 2.3.2 Mòn kim loại và hợp kim 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới mòn 2.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mòn ôxy hoá 2.4.2 Ảnh hưởng của điều kiện vận hành 2.4.3 Ảnh hưởng của các lớp màng bề mặt 2.4.4 Lớp màng ôxy hóa 2.4.5 Tác dụng của nhiệt độ 2.5. Thành phần nguyên liệu và ảnh hưởng của chúng tới quá trình mòn khuôn 2.5.1. Đá dăm 2.5.2. Cát 2.5.3. Xi măng 2.5.4 Nước và khí 9 2.6 Kết luận chương II Qua các nghiên cứu lý thuyết và bằng các thực nghiệm về xác định mòn khuôn trong dây chuyền sản xuất gạch block bê tông, có thể thấy rằng quá trình mài mòn của khuôn bị tác động do nhiều yếu tố và gây ra những cơ chế mòn khác nhau. Tuy nhiên những yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất tới lượng mòn của khuôn là các hạt: đá dăm, hạt cát, xi măng và các hạt cứng khác có trong hỗn hợp nguyên liệu làm gạch. Chúng gây ra mòn theo cơ chế mòn do cào xước là chủ yếu. Ngoài ra khuôn còn bị mòn do ăn mòn hoá học bởi các thành phần nước và khí có trong hỗn hợp nguyên liệu và ngoài môi trường. 10 [...]... tay trộn bê tông, xilanh đồng thời đưa ra các giải pháp công nghệ tiên tiến hơn tạo ra sự đồng bộ trong quá trình hoạt động của dây chuyền TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Trọng, Dây chuyền sản xuất gạch bê tông nhẹ theo công nghệ cắt viên trên hệ thống máy cắt tự động công suất 30m3/ca, Công ty Cổ phần Đầu tự và Xây dựng 22 [2] HODECO tháng 10 năm 2010 Nguyễn Văn Chánh (2001), Công nghệ b tông nhẹ... 3.3 Lựa chọn vật liệu làm khuôn 3.3.1 Thép chống mài mòn 12 3.3.2 Thép dụng cụ 3.4 Lựa chọn phương pháp gia công 3.4.1 Phương pháp gia công đối với thép chống mài mòn Các bước tiến hành gia công được thực hiện giống như khi gia công khuôn loại cũ, chỉ có vật liệu được thay đổi từ vật liệu thép cácbon thấp sang thép chống mài mòn Sau khi cắt thành dạng tấm ta cho phay rãnh định vị rồi đưa những tấm thép... những giải pháp nhằm nâng cao khả năng chống mài mòn cho loại khuôn này 21 - Đã chế tạo, thử nghiệm và ứng dụng thành công vào ba cơ sở sản xuất tại địa phương nơi tác giả làm thực nghiệm đề tài 4.3.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài Kết quả của đề tài chỉ dừng lại ở một chi tiết bị mài mòn của dây chuyền sản xuất gạch nung block Vì vậy cần được tiếp tục tiến hành nghiên cứu và khắc phục cho các... b tông nhẹ bọt xốp ứng dụng trong công trình xây dựng’’, Hội nghị Khoa học, Công nghệ & Môi trường vùng Nam trung bộ và Tây nguyên lần thứ VI, Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường, [3] Đà Nẵng, tr 224-229 Nguyễn Văn Chánh và cộng sự (2003), Công nghệ b tông nhẹ bọt xốp câu hỏi và trả lời’’, Tuyển tập báo cáo giải pháp ứng dụng vật liệu nhẹ chất lượng cao để giảm chi phí đầu tư xây dựng trên nền đất yếu,... bàn gá khuôn chuyên dùng và hàn chúng lại với nhau ta sẽ có được chi tiết khuôn ngoài 3.4.2 Phương pháp gia công đối với thép dụng cụ 3.5 Chế tạo khuôn 3.5.1 Vật liệu khuôn Vật liệu thép dụng cụ nhóm D được sử dụng làm vật liệu chế tạo khuôn Cụ thể đó là vật liệu thép dụng cụ X12M với tỷ lệ các thành phần hóa học chính như sau: C% Cr% Mo% 1,45 – 2,3 10 ÷ 12,5 0,4 ÷ 0,6 3.5.2 Phương pháp gia công V%... Thép 5XC 20 * Thép 9XC * Thép X12M * Việc đưa khuôn mới vào sử dụng đại trà yêu cầu các công ty phải đầu tư một lượng vốn ban đầu tương đối lớn và phải tìm các đơn vị có năng lực chế tạo phù hợp Nếu chế tạo đơn chiếc thì sẽ làm cho giá thành rất cao, thậm chí lên đên 5 lần so với hiện tại Đây cũng là vấn đề đã được đề cập đến hai công ty khi bản thân người làm luận văn thực hiện thí nghiệm tại hai công. .. nghiên cứu tiếp theo 4.3.1 Phần kết luận chung Qua nội dung đã thực hiện của luận văn, tác giả rút ra được các kết luận sau: - Đánh giá tổng quan các nghiên cứu gần đây trong lĩnh vực mòn khuôn nói chung và mòn khuôn ép gạch nói riêng trên khía các cạnh về tuổi bền, ma sát và mòn, - Phân tích, đánh giá các nguyên nhân, yếu tố gây ảnh hưởng đến mòn khuôn ép gạch block bê tông và trên cơ sở nghiên cứu. .. 3.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp thực nghiệm đóng một vai trò rất quan trọng trong nghiên cứu Chỉ có thực nghiệm mới cho ta kết quả chính xác để khẳng định chân lý khoa học Thực nghiệm được coi như một hệ thống có tác động nhằm thu nhận những thông tin chính xác về đối tượng nghiên cứu 3.6.2 Thí nghiệm về vật liệu khuôn 13 - Nghiên cứu về vật liệu được sử dụng làm khuôn cũ của... sản xuất gạch block trong việc sử dụng vật liệu làm khuôn như sau: - Nếu tiếp tục sử dụng kiểu khuôn cũ dạng kết cấu thì nên lựa chọn các loại thép tấm có khả năng chống mài mòn tốt với những mác thép sau đây: * Hadrox.400/450/500 * DILLIDUR 400 V * BISPLATE 400 * XAR 400 /500 - Nếu sử dụng khuôn kiểu mới (tương tự khuôn của tác giả chế tạo) thì nên sử dụng các vật liệu thép hợp kim có mác thép quen... thép thông thường, có độ cứng thấp không có tính năng chống mòn Do đó những yêu cầu đối với loại khuôn mới phải đáp ứng được là : - Có khả năng chống mài mòn tốt ( nâng cao tuổi thọ của khuôn) - Đạt được độ chính xác về kích thước và hình dáng hình học của lòng khuôn - Khi tạo ra sản phẩm không bị rạn, nứt, độ nhẵn bóng bề mặt cao - Chi phí làm khuôn phải hợp lý 3.2 Lựa chọn phương pháp thiết kế khuôn . đề tài: Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ chế tạo nâng cao chất lượng cho bộ khuôn ép gạch block bê tông cỡ 200*100*50 nhằm nâng cao hiệu quả đầu tư” là rất cần thiết nhằm nâng cao năng. làm gạch và 2 khuôn, từ đó đưa ra các giải pháp công nghệ chế tạo khuôn, đặc biệt là bộ khuôn làm gạch block bê tông của hệ thống sản xuất gạch không nung. * Ý nghĩa thực tiễn : Thiết kế chế tạo. sản xuất, chất lượng và hiệu quả kinh tế bị giảm đi đáng kể. Chính vì vậy, mà việc nghiên cứu để tìm ra biện pháp nâng cao chất lượng của các bộ khuôn là một sự cần thiết cho khoa học và cho thực