Luận văn Trạm trộn bê tông

Nguyên lý điều khiển của cân cộng dồn : Máy tính sẽ ra lệnh cho PLC điều khiển van khí nén mở cửa xả đá loại 1, cùng lúc đó cảm biến sẽ đo trọng lượng đá được xả vào cân để báo về cho P

1 tổng quan về trạm trộn bê tông

1.1 các trang thiết bị của trạm trộn bê tông

1.1.1 Bê tông và tính chất của bê tông

Hiện nay Việt nam chúng ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện

đại hoá đá nước, đồng thời đẩy mạnh việc xây dựng cơ sở hạ tầng, chính vì vậy nhu cầu về bê tông cũng như các sản phẩm bê tông đúc sẵn là rất lớn Nhiệm vụ đặt ra là nghiên cứu được những trạm trộn bê tông hiện đại, có tính năng tương đương thiết bị nhập ngoại, tiến tới giảm giá thành mà vẫn đảm bao chất lượng bê tông theo yêu cầu Để có được một sản phẩm bê tông đạt chất lượng theo yêu cầu thì phải làn được hai việc đó là: chọn đúng và định lượng chính xác các thành phần cốt liệu và xi măng Ngoài ra do đặc điểm của sản phẩm bê tông trộn săn là phải vận chuyển đi xa, nên ta phải chọn được loại phụ gia phù hợp để bê tông đóng cứng trong khoảng thời gian khá dài Sau

đây chúng ta tìm hiểu về thành phần của bê tông và các tính chất của nó

1.1.1.1 Khái niệm chung về bê tông

được gọi là bê tông Bê tông có cốt thép gọi là bê tông cốt thép

1

Chất kết dính có thể là xi măng các loại, thạch cao, vôi và cũng có thể

là chất kết dính hữu cơ (polime)

Trong bê tông xi măng cốt liệu thường chiếm 80 ữ 85%, còn xi măng chiếm 8 ữ 15% khối lượng

Bê tông và bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng hiện

đại vì chúng có những ưu điểm sau: cường độ tương đối cao, có thể chế tạo

được những loại bê tông có cường độ, hình dạng và tính chất khác nhau, giá thành rẻ, bền vững và ổn định đối với mưa nắng, nhiệt độ, độ ẩm Tuy vậy chúng còn tồn tại những nhược điểm : nặng ( γ0 = 2.200 ữ 2.400 kg/m3 ), cách âm cách nhiệt kém: ( λ = 1.05 ữ 1.5 Kcal/m 0 C.h), khả năng chống ăn mòn yếu

* Phân loại

Việc phân loại bê tông dựa vào những đặc điểm sau:

Theo dạng chất kết dính phân ra : bê tông xi măng; bê tông solicat

(chất kết dính là vôi); bê tông thạch cao; bê tông chất kết dính hỗn hợp; bê tông polime; bê tông dùng chất kết dính đặc biệt

Theo dạng cốt liệu phân ra : bê tông cốt liệu đặc; bê tông cốt liệu

rỗng; bê tông cốt liệu đặc biệt (chống phóng xạ ,chịu nhiệt ,chịu axit)

rỗng ( nhân tạo hay thiên nhiên) Bê tông tổ ong (bê tông khí và bê tông bọt) chế tạo từ hỗn hợp chất kết dính, nước, cấu tử silic nghiền mịn và chất tạo rỗng Bê tông hốc lớn (không có cốt liệu nhỏ)

- Bê tông đặc biệt nhẹ cũng là loại bê tông tổ ong và bê tông cốt liệu rỗng nhưng có γ0 < 500 kg/m3

Theo công dụng phân ra:

- Bê tông thường, dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép (móng ,cọc dầm, sàn)

- Bê tông thuỷ công, dùng để xây đập cầu thuyền, phủ lớp mái kênh, các công trình dẫn nước

- Bê tông dùng cho mặt đường, sân bay, lát vỉa hè

- Bê tông dùng cho kết cấu bao che (thường là bê tông nhẹ)

- Bê tông có công dụng đặc biệt như bê tông chịu nhiệt, chịu axit, bê tông chống phóng xạ

1.1.1.2 Vật liệu để chế tạo bê tông nặng

* Ximăng

Người ta có thể dùng xi măng pooclăng, ximăng pooclăng bền sunfat, ximăng pooclăng xỉ, ximăng pooclăng puzolan và các chất kết dính khác thoả mãn các yêu cầu quy phạm Trong đó việc chọn mác xi măng là đặc biệt quan trọng, nó vừa đảm bảo đạt mác bê tông thiết kế vừa đảm bảo yêu cầu kinh tế

Để thoả mãn các yêu cầu trên cần tránh dùng xi măng mác thấp để chế tạo bê tông mác cao và ngược lại, dùng xi măng mác cao để chế tạo ximăng mác

3

* Cốt liệu nhỏ - cát

Cát dùng để chế tạo bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo

có cỡ hạt từ: (0,14 ữ 5) mm Chất lượng của cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần hạt và lượng tạp chất

Thành phần hạt và độ lớn của cát Cát có thành phần hạt hợp lý thì độ

rỗng của nó nhỏ, lượng dùng xi măng sẽ ít, cường độ bê tông sẽ cao Thành phần hạt của cát được xác định bằng cách sàng 100g cát khô trên bộ sàng tiêu chuẩn: 2,5; 1,2; 0,63; 0,315 và 0,14 mm

Dựa vào các chỉ tiêu về độ lớn người ta phân cát ra các loại như sau:

ximăng nhỏ nên cường độ bê tông thấp hơn đá dăm Cốt liệu lớn có độ lớn của

hạt từ: (5ữ 70) mm, trong kết cấu lớn có thể đến 150 mm

Chất lượng của cốt liệu lớn được đặc trưng bởi các chỉ tiêu sau: cường

độ thành phần hạt và độ lớn, lượng tạp chất

Cường độ của đá dăm được xác định thông qua thí nghiệm nén mẫu đá

gốc, còn của sỏi (kể cả đá dăm) được xác định thông qua thí nghiệm nén trong

xi lanh bằng thép và được gọi là độ nén giập

Theo độ nén giập đá dăm được chia làm 7 mác:

Độ nén giập ở trạng thái bão hoà nước, % Mác của đă dăm

Đá trầm tích Đá macma xâm

nhập và đá biến chất

Đá phút xuất (phun trào)

Lượng ngậm tạp chất có hại trong sỏi và đá dăm chủ yếu là đất sét,

bụi, bùn, tạp chất hữu cơ, muối, đá silic vô định hình và đá diệp thạch silic

* Phụ gia

Phụ gia sử dụng thường có hai loại: loại rắn nhanh và loại hoạt động bề

mặt

Phụ gia rắn nhanh: thường là các loại muối gốc cho hoặc là hỗn hợp

của chúng Do làm tăng nhanh quá trình thuỷ hoá mà phụ gia rắn nhanh có

5

khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên, cũng như nâng cao cường độ bê tông ngay sau khi bảo dưỡng nhiệt và ở tuổi

28 ngày

Phụ gia hoạt động bề mặt: mặc dù sử dụng một lượng nhỏ nhưng có

khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường nhiều tính chất khác của bê tông

Đối với bê tông sau khi trộn được vận chuyển đi xa ,cần phải có phụ gia chứa chất sunphat canxi (thạch cao) giúp khống chế thời gian ninh kết

* Nước

Nước để chế tạo bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn và bảo dưỡng bê tông) phải có đủ phẩm chất để không ảnh hưởng xấu thời gian ninh kết và rắn chắc của xi măng và không gây ăn mòn cốt thép Nước sinh hoạt có thể dùng được còn các loại nước không nên dùng là :nước đám ,ao ,hồ ,nước cống rãnh nước chứa dầu mỡ, đường, nước có độ ph < 4, nước có chứa muối sunfat lớn hơn 0,27% ( tính theo lượng ion SO4- - )

Nước biển có thể dùng để chế tạo bê tông cho những kết cấu làm việc trong nước biển, nếu tổng các loại muối trong nước không vượt quá 35g trong

1 lít nước

1.1.1.3 Tính chất hỗn hợp của bê tông

* Tính lưu biến

Hỗn hợp bê tông là một thể vật lý đồng nhất của xi măng, nước, cốt liệu

và phụ gia Chúng tương tác với nhau bằng liên kết vật lý và hoá học Hồ xi măng (xi măng và nước) là thành phần tạo thành cấu trúc chủ yếu Khi tăng quá trình thuỷ hoá của xi măng, độ phân tán của pha rắn tăng lên, làm cho độ nhớt và khả năng dính kết của hồ tăng lên, trong hỗn hợp bê tông bắt đầu xuất hiện biến dạng đàn hồi và cường độ cấu trúc Mặt khác nó cũng có thể chảy nhão ra giống như chất lỏng quánh Vì vậy hỗn hợp bê tông có thể coi là vật

6

thể đàn hồi - dẻo quánh Nó vừa mang tính chất của chất rắn vừa có tính chất của chất lỏng lý tưởng Bản chất lưu biến của hỗn hợp bê tông được biểu diễn bằng phương trình sau:

η

τσσ

+ Ε

Dưới sự tác dụng của chấn động, lực tương tác giữa các cấu tử vật chất

bị phá huỷ, làm mất cường độ cấu trúc của hỗn hợp bê tông, có nghĩa là τ0 tiến tới không và khi đó hỗn hợp bê tông sẽ tồn tại như là một chất lỏng nặng và quánh, dễ dàng lấp đầy khuôn

đầm chắc)

Độ lưu động: là chỉ tiêu- tính chất quan trọng nhất của hỗn hợp bê tông

nó đánh giá khả năng dễ chảy của hỗn hợp bê tông dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hoặc dung động Độ lưu động được đánh giá bằng cách đo độ sụt của bê tông

7

Độ cứng của hỗn hỗn hợp bê tông được xác định bằng thời gian dung

cần thiết để san bằng và lèn chặt hỗn hợp bê tông trong nhớt kế kỹ thuật

Độ giữ nước được đặc trưng bằng khả năng giữ nước để đảm bảo độ

đồng nhất của hỗn hợp trong quá trình vận chuyển, đổ khuôn và đầm nén Khi

đầm nén hỗn hợp bê tông dẻo, các hạt cốt liệu có khuynh hướng chìm xuống

và xích lại gần nhau, nước bị ép tách ra khỏi cất liệu và cất thép, nổi lên phía trên hoặc cùng với xi măng chìm qua kẽ hở của côpfa ra ngoài, tạo phần nước thừa đọng lại bên trong hỗn hợp tạo thành những hốc rỗng, ảnh hưởng xấu đến cấu trúc và tính chất bê tông Việc giảm lượng nước nhào trộn và nâng cao khả năng giữ nước của hỗn hợp bê tông có thể thực hiện bằng sử dụng phụ gia hoạt

động bề mặt và lựa chọn thành phần hạt của cốt liệu một cách hợp lý

* Những yếu tố ảnh hưởng đến tính công tác của hỗn hợp bê tông

Lượng nước nhào trộn: là yếu tố quan trọng quyết định tính công tác

của hỗn hợp bê tông Lượng nước nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ ximăng và lượng nước dùng cho cốt liệu (độ cần nước) Lượng nước trong hồ ximăng xác định độ lưu biến của hồ và do đó xác định tính chất của hỗn hợp

bê tông - độ lưu động và độ cứng Việc xác định lượng nước nhào trộn phải thông qua các chỉ tiêu tính công tác có tính đến loại và độ lớn cốt liệu Mà tính công tác lại phụ thuộc vào độ nhớt và thể tích của hồ xi măng Khi lượng nước còn quá ít, dưới tác dụng của lực hút phân tử, nước chỉ đủ để hấp thụ trên

bề mặt vật mà chưa tạo ra độ lưu động của hỗn hợp Lượng nước tăng lên đến một giới hạn nào đó sẽ xuất hiện nước tự do, màng nước trên bề mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát giữa chúng giảm xuống, độ lưu động tăng lên Lượng nước ứng với lúc hỗn hợp bê tông có độ lưu động tốt nhất mà không bị phân tầng gọi là khả năng giữ nước của hỗn hợp Đối với hỗn hợp bê tông dùng xi măng pooclăng lượng nước đó khoảng 1,65Ntc (Ntc - lượng nước tiêu chuẩn của xi măng)

8

Loại và lượng xi măng Nếu hỗn hợp bê tông có đủ xi măng để cùng với

nước lấp đầy lỗ rỗng của cốt liệu, bọc và bôi trơn bề mặt của chúng thì độ lưu

động sẽ tăng Tuy nhiên vì lý do giá thành nên lượng xi măng không thể quá nhiều Độ lưu động còn phụ thuộc loại xi măng và phụ gia vô cơ nghiền mịn, vì bản thân mỗi loại xi măng sẽ có đặc tính riêng về các chỉ tiêu tính chất như

Ntc, độ mịn, thời gian ninh kết và rắn chắc

Phụ gia hoạt động bề mặt chỉ cần dùng với một lượng nhỏ (0.050.3%

khối lượng xi măng) nhưng độ lưu động của hỗn hợp cũng tăng lên đáng kể Cơ chế tăng dẻo của phụ gia được giải thích bằng tác dụng làm giảm sức căng mặt ngoài ở mặt phân cách (ví dụ giữa pha nước và rắn, giữa khí và nước) Các loại phụ gia hoạt động bề mặt thường dùng là phụ gia ưa nước phụ gia kỵ nước

và phụ gia tạo bọt

1.1.2 Giới thiệu chung về công nghệ Trạm trộn Bê tông

Hiện nay trên thế giới đã có các trạm trộn bê tông hiện đại được tự động hoá với các cân điện tử, hệ xử lý và điều khiển ghép nối trực tiếp với các máy

vi tính chuyên dụng để điều khiển và quản lý số liệu, các hệ thống quản lý và

điều khiển nhiều trạm trộn từ xa bằng máy tính, v.v Nhưng với điều kiện nước ta hiện nay thì việc nhập mới các thiết bị trên nhiều khi là quá lãng phí,

do giá thành thiết bị cao, khả năng ngoại tệ của các cơ sở sản xuất thì còn nhiều hạn chế Một vấn đề khác là khả năng làm chủ các thiết bị nhập ngoại

để tự sửa chữa khi có sự cố cũng gặp nhiều khó khăn Trong khi chúng ta lại

có một đội ngũ đông đảo các kỹ sư chế tạo, kỹ sư điều khiển, và nếu nhìn nhận vấn đề một cách nghiêm túc, thì hoàn toàn có thể nghiên cứu chế tạo ra các hệ thống điều khiển trạm trộn đáp ứng được nhu cầu một phần nào trong nước Do vậys việc tự chế tạo và nâng cấp nhằm nâng cao tính năng kỹ thuật của các trạm trộn bê tông là một việc làm cấp thiết, nó có một ý nghĩa to lớn

9

trong việc đem lại hiệu quả kinh tế cao, nhất là trong thời kỳ kinh doanh cạnh tranh với nước ngoài hiện nay

Nhưng để có thể nâng cấp và xây dựng được các hệ thống điều khiển trạm trộn thì điều trước tiên là phải tìm hiểu về công nghệ của trạm trộn

băng tải

I - Gầu nâng

hình 1 : sơ đồ công nghệ của trạm trộn

I - Cân n −ớc và phụ gia III - Cân xi măng

• Hệ thống cân cộng dồn cát và đá

Cân cát đá đ−ợc cấu tạo có thể cân tối đa là 3000kg, nó bao gồm 4 cảm biến lực đ−ợc gắn vào 4 đầu cân, một động cơ xoay chiều 3 pha và một băng tải

-Băng tải đ−ợc gắn ngay trên cân dùng để đ−a phối liệu sau khi cân vào gầu nâng

-Động cơ xoay chiều 3 pha có công suất 15kw/30A dùng để quay băng tải trên cân (Hình 1.7)

12

Để phục vụ cấp đá cho cân cộng dồn là một hệ thống gầu cào luôn luôn cào cát đá vào 4 silô đặt ở trên bàn cân, trong đó có 3 silô đựng 3 loại đá khác nhau và một silô cát, trong silô cát được lắp một động cơ ( Hình 1.8),

động cơ này có tác dụng làm đầm rung tránh cho cát không dính vào thành silô, dưới 4 silô được lắp 4 van khí nén để cấp liệu cho cân

Nguyên lý điều khiển của cân cộng dồn : Máy tính sẽ ra lệnh cho PLC

điều khiển van khí nén mở cửa xả đá loại 1, cùng lúc đó cảm biến sẽ đo trọng lượng đá được xả vào cân để báo về cho PLC và PLC sẽ so sánh lượng thực tế

ở trên cân với một lượng đặt trước SP1, khi hai lượng này bằng nhau thì PLC

sẽ ra lệnh cho van khí nén đóng cửa xả (I), mở cửa xả đá (II) và cảm biến lại tiếp tục làm việc nhưng lúc này nó sẽ cộng lượng đá loại 1 đã được cân với lượng đá loại 2 đang được xả vào cân để so sánh với lượng đặt trước SP2, khi trọng lượng đá ở trong cân bằng SP2 thì PLC tiếp tục ra lệnh cho van khí nén

đóng cửa xả II và mở cửa xả III để cân loại đá 3, khi ba loại đá bằng định mức yêu cầu thì cửa III được đóng lại và mở cửa IV để cân cát, cảm biến tiếp tục cộng thêm lượng cát được xả vào cân để so sánh với lượng đặt trước SP4, khi trọng lượng cát đá ở trên cân bằng định mức yêu cầu thì cửa IV cũng được

đóng lại kết thúc một mẻ cân Như vậy cân hỗn hợp làm việc theo nguyên tắc cộng dồn, các lượng đặt trước: SP2 = SP1 + ∆SP2; SP3 = SP2 + ∆SP3;

SP4 = SP3 + ∆SP4 Trong đó SP1, ∆SP2, ∆SP3 là lượng đá loại 1, đá loại 2,

đá loại 3 và ∆SP4 là lượng cát định mức cho một mẻ cân Tuy nhiên có một

điều cần lưu ý là các mẻ cân có sai số, lý do là khi PLC ra lệnh cho các van khí nén đóng các cửa xả thì vẫn có ruột lượng liệu rơi thêm, lượng rơi thêm này một phần do các van khí nén có độ trễ, thứ hai là do áp lực khí nén không

ổn định, và còn các sai số về cơ Vì thế ta cần bù các sai số của các mẻ cân bằng cách quan sát lượng rơi thêm của một số mẻ trộn, giả sử ta cần cân là Q

kg và lượng rơi thêm trong các mẻ cân là ∆Q thì ta phải điều chỉnh lượng đặt trước là Q - ∆Q để đảm bảo lượng rơi thực tế là Q

13

• Hệ thống cân xi măng

Trước tiên xi măng được đưa vào 2 xi lô chứa Hai xi lô này được lắp

đặt ở trên cao và chia ra thành 4 khoang có khả năng chứa tối đa 120 tấn

Để đưa xi măng từ dưới lên 2 xi lô người ta sử dụng phương pháp cấp bằng khí động học ( hình1.3)

Ximăng được đưa qua phễu qua vít tải vào một buồng trộn khí để làm tơi lúc này xi măng ở dưới dạng bụi Bụi xi măng lại được thổi lên 2 xi lô bằng

áp xuất khí nén 2ữ2,5kg/cm2, trên 2 silô có bộ phận lọc bụi làm xi măng rơi xuống và khí thì được thoát ra ngoài

14

Ximăng từ các silô này sau đó mới được đưa vào thùng cân nhờ 4 vít tải, 4 vít tải này hoạt động độc lập nhờ 4 động cơ có công suất 4kw (Hình 1.9)

Cân ximăng cũng sử dụng 3 cảm biến lực treo ở 3 góc của thùng cân Dưới đáy cân được lắp một cửa xả để xi măng sau khi cân vào thùng trộn, của xả này được đồng mở nhờ một van khí nén

Để tránh cho xi măng bám vào thành thùng do độ ẩm người ta sử dụng một đầm rung, thực chất là một động cơ quay con văng có công suất 0,2kw gắn vào thành thùng (Hình 1.10)

Hình dưới mô tả nguyên lý điều khiển của cân ximăng

15

Nguyên lý điều khiển của cân xi măng

Để cân xi măng dùng công tắc S chọn 1 trong 4 vít tải, và máy tính sẽ ra lệnh cho PLC điều khiển cuộn hút khởi động vít tải được chọn để đưa xi măng vào cân, cảm biến sẽ làm nhiệm vụ báo cho PLC biết lượng xi măng đã được

đưa vào cân, và so sánh với lượng đặt trước SP, khi nào bằng nhau thì PLC sẽ

ra lệnh cắt động cơ vít tải Cũng như cân cát đá, cân xi măng có sai số do khi cắt động cơ vẫn còn quán tính nên vít tải vẫn đưa một lượng xi măng rơi thêm vào cân, ta cần điều chỉnh lượng rơi thêm này

• Hệ thống cân nước và phụ gia

16

Thùng cân nước được cấu tạo có thể cân tối đa là 500kg, và cũng sử dụng cảm biến lực để cân, cảm biến được đặt ngay ở đầu cân, và dưới đáy cân

là một van khí nén dùng để đóng mở cửa xả nước vào thùng trộn Nước được lấy từ đài nước, qua một van sau đố vào thùng cân

Phụ gia thì được định lượng riêng sau đó bơm vào cân chung với nước, việc định lượng chính xác số lít phụ gia cần thiết cho mỗi mẻ trộn được thực hiện nhờ voà một cảm biến vị trí

Nguyên lý điều khiển cân là: PLC sẽ ra lệnh cho bơm bơm phụ gia vào

thùng cân và giảm biến 2 sẽ so sánh vị trí của phao với giá trị đặt trước SP1 để

ra lệnh cho bơm phụ gia dừng lại Tiếp đó cuộn hút 5 sẽ hút để xả nước vào cân, cảm biến 3 sẽ có nhiệm vụ báo cho PLC biết khi nào lượng nước trong cân

• Gầu nâng

Do thùng trộn của trạm trộn được thiết kế ở trên cao để khi xả trộn ô tô

có thể đứng ngay ở dưới cho bê tông được xả trực tiếp vào thùng xe Vì thế gầu nâng có nhiệm vụ đưa phối liệu từ cân cát đá vào thùng trộn, nó được nâng lên và hạ xuống theo nguyên lý dòng dọc động nhờ động cơ xoay chiều

ba pha có công suất 1 lkw/22A Hình 1.11 trên sơ đồ Q2a và Q2b là các rơ le bảo vệ, K2b là khởi động từ để đảo chiều động cơ đưa gầu xuống, K2a là khởi

động từ đưa gầu lên, gầu ở đây sẽ được dừng ở 3 vị trí, vị trí dưới, vị trí trên và

vị trí giữa, để động cơ dừng ở giữa động cơ gầu được thiết kế thêm phanh BR1, K2c là khởi động từ để cấp nguồn cho phanh

* Thùng Trộn

Thùng trộn có đường kính 2 m , gồm 3 cửa nạp : 1 cửa nạp xi măng , 1 cửa nạp nước và phụ gia, 1 cửa nạp cát đá , và 1 cửa xả bê tông Cửa xả bê tông được đóng mở bằng van thuỷ lực, và có 2 chế độ mở là mở 1/2 và mở toàn phần

17

Thùng trộn gồm 9 cánh : 2 cánh vét sườn, 2 cánh lửng , 5 cánh vét đáy Các cánh này được bố trí đều trên trục quay để phối liệu được trộn đều, chống dính khi thùng trộn làm việc và đảm bảo chất lượng của một mẻ bê tông

Cơ cấu các cánh của thùng trộn được truyền động quay nhờ một động cơ không đồng bộ có công suất 37kw, có hai phương pháp quay trục quay của thùng trộn :

1 - Dùng động cơ quay dây đai

2 - Truyền lực trực tiếp, trục của động cơ sẽ được gắn với trục quay của thùng trộn qua cơ cấu trục vít hoặc bánh răng côn Phương pháp này có nhược

điểm là khi thùng trộn có sự cố như các cánh bị kẹt thì động cơ trộn sẽ dễ bị cháy, hỏng

Trên hình1.6 là sơ đồ đấu dây của động cơ trộn, nguồn cấp cho động cơ

trộn là nguồn xoay chiều 3 pha 380v / 50 : 60 Hz , Automat Q1 dùng để bảo

vệ an toàn cho động cơ khi quá tải

Vì động cơ trộn là động cơ không đồng bộ 3 pha có công suất 37kw/72A nên nếu sử dụng phương pháp mở máy trực tiếp thì dòng điện mở máy sẽ lớn, bằng 5 ữ 7 lần dòng điện định mức, như vậy sẽ làm cho điện áp mạng điện tụt xuống, và nếu quán tính của máy lớn, thời gian mở máy sẽ rất lâu có thể làm chảy cầu chì bảo vệ, ảnh hưởng đến sự làm việc của các thiết

bị khác Để giảm dòng mở máy ở đây động cơ trộn được đấu theo phương

pháp đổi nối sao - tam giác Phương pháp này khi mở máy động cơ được nối

hình sao để điện áp đặt vào mỗi pha giảm đi 3 lần, sau khi mở máy ta nối lại

thành hình tam giác [theo TLTK 5]

- Dòng điện dây khi nối hình tam giác là:

n d

dY

Z

U I

3

=Trong đó U là điện áp pha lưới điện còn là tổng trở động cơ lúc mở máy Như vậy ta thấy mở máy kiểu đổi nối sao tam giác dòng điện dây của mạng điện giảm đi 3 lần, có thể tránh được sự cố sụt áp điện lưới Nhưng cũng với phương pháp này mô men lại bị giảm đi

n

Z

( )3 2 = 3 lần, vì mô men tỷ lệ với bình phương điện áp Tuy nhiên việc mô men mở máy của động cơ bị giảm cũng không đáng ngại do lúc đầu động cơ khởi động ở chế độ tải nhỏ, so với công suất của động cơ Tải chỉ là cơ cấu cánh quay chứ chưa có liệu trong thùng trộn

1.1.2.2 Hệ thống động lực của trạm

Hệ thống động lực của trạm trộn bao gồm các động cơ trộn, động cơ gầu, động cơ băng tải, động cơ vít tải, đầm rung silô cát, đầm rung cân xi măng và các bơm phụ gia, tất cả các động cơ này đều có rơ le bảo vệ khi quá tải ở trên sơ đồ nối dây các Rơ le bảo vệ được kí hiệu là Q, các khởi động từ

được kí hiệu là K, và các chân , là các đầu nối dây trong cầu nối dây

của tủ điều khiển.[theo TLTK 2]

1

X X2

Ngoài ra để phục vụ cho các cân còn có hệ thống các van khí nén van thuỷ lực, trên Hình 1.13 là sơ đồ nối dây của máy nén khí dùng để cung cấp khí nén đóng mở các van Động cơ của máy nén khí có công suất là 2,2 Kw/5A

Toàn bộ hệ thống động lực được cung cấp một nguồn điện xoay chiều

ba pha 3x380V/ 50-60 Hz

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

1.1.3 Hệ THốNG CáC MạCH ĐIềU KHIểN CủA TRạM TRộN

Để có thể điều khiển được toàn bộ hệ thống trạm trộn với các quá trình cân, xả, kéo gầu , quay trộn, ta cần phải tích hợp được các mạch điều khiển tự

động đóng cắt động cơ, đóng cắt các van điện khí, vít tải, sao cho phù hợp với quá trình cân xả và đảm bảo an toàn cho hệ thống khi gặp sự cố

Do các thiết bị như Rơ le đóng cắt, khởi động từ, cuộn hút van điện khí, thường làm việc với nguồn điện một pha xoay chiều hoặc một chiều do đó từ nguồn cấp chính 3x380V/50 - 60 Hz ta phải đưa qua các bộ chuyển đổi để có

được các mức điện áp mong muốn cấp vào cho các mạch điều khiển

Trên Hình 1.14 là sơ đồ đấu dây của bộ chuyển đổi điện áp, trong đó Q27 là rơ le bảo vệ, Koa, Kob, Koc là các cuộn hút, T1 là bộ chuyển đổi điện

áp xoay chiều 3 pha sang điện áp xoay chiều một pha, còn T2 là bộ chuyển

đổi điện áp xoay chiều 3 pha sang điện áp một chiều

1.1.3.1 Các mạch điều khiển của cân cộng dồn

Trên H1.15 là sơ đồ mạch điều khiển cân cát đá ở cả hai chế độ tự động

và bằng tay, S20, S21, S23, S24 là các công tắc điều khiển bằng tay, D4, D5, D6 là các rơ le cho phép hệ thống cân ở chế độ tự động, công tắc thường đóng K3 là điều kiện cho phép cân cát đá chỉ được làm việc khi băng tải cửa cân

đứng im, rơ le Dl06 chỉ làm việc khi máy nén khí đã làm việc và có đủ áp lực Như vậy điều kiện để cho cân hỗn hợp làm việc là băng tải của cân phải đứng

im và máy nén khí đã có đủ áp lực Công tắc DA1 cho phép chuyển chế độ

29

điều khiển tự động và bằng tay, giả sử DA1 đang ở chân số 4 ta bật công tắc

S20, cuộn hút Dl09 sẽ hút và rơ le Dl09 trong Hình 1.16 sẽ chuyển sang vị trí

đóng cho phép van khí nén Y6 làm việc để xả cát từ silô xuống thùng cân, và

đồng thời đèn H15 trong sơ đồ Hình 1.17 sẽ được bật báo hiệu rằng cát đang

được cân Đối với quá trình cân đá 1, đá2 và đá3 cũng diễn ra tương tự

Trên Hình 1.18 là sơ đồ mạch điều khiển máy nén khí và đầm rung

cát,công tắc S63 là công tắc cấp nguồn để khởi động máy nén khí, khi S63

được bật thì cuộn hút D105 sẽ hút, công tắc thường mở D105 sẽ đóng lại cấp

điện cho cuộn hút K14 để đóng mạch cho phép máy nén khí làm việc, đồng thời lúc đó đèn H56 sẽ sáng để báo rằng máy nén khí đã chạy, Khi máy nén khí đã đủ áp lực công tắc hành trình E2 sẽ đóng lại cho cuộn hút Dl06 làm việc đồng thời công tắc thường mở Dl06 (6 10) sẽ đóng lại đèn H20 sáng báo hiệu khí nén đã đủ áp lực cho phép cân cát đá làm việc Đối với đầm rung cát tuỳ theo cát sẽ được đựng ở trong xi lô nào mà đầm rung sẽ được nối với các rơ le tương ứng Dl09 hay Dllo ữ Dl12, ở đây cát được đựng ở trong silô 1 nên

đầm rung cát được nối với rơ le D109 Đầm rung cát sẽ được khởi động ngay khi van khí nén mở cửa si lô để cân cát, hoặc cũng có thể được điều khiển bằng tay bằng cách bật công tắc S26 lúc đó cuộn hút K19 sẽ làm việc để đóng mạch cho động cơ đầm rung

Khi khối lượng cát đá đã được cân xong thì các van khí nén sẽ đóng lại

và nhiệm vụ còn lại của cân cộng dồn là xả cát đá vào gầu nâng Trên

Hình1.19 là sơ đồ mạch điều khiển xả cát đá Công tắc S17 và S18 là các

công dừng và khởi động xả ở chế độ bằng tay, D8 là Rơ le thời gian cho phép xả ở chế độ tự động, DA1 là công tắc chuyển chế độ tự động- tay Giả sử ở chế độ điều khiển bằng tay khi ta bật công tắc S18 thì cuộn hút Dl13 sẽ đóng công tắc thường mở D113 và khởi động cuộn hút K3 đóng mạch cho động cơ băng tải đưa cốt liệu từ thùng cân sang gầu nâng, lúc này trên bảng điều khiển H13 sẽ sáng để báo cân cộng dồn đang xả liệu Công tắc thường đóng D119 là

30

điều kiện cho cân cộng dồn chỉ xả liệu khi gầu ở dưới, E10 và E11 là các công tắc hành trình sự cố, bình thường nó ở trạng thái thường đóng để các cuộn hút Dl07 và D108 làm việc, khi gặp sự cố các công tắc hành trình này sẽ mở ra để ngắt mạch và dừng hệ thống

1.1.3.2 Các mạch điều khiển của cân xi măng

Để điều khiển cân xi măng ta cần điều khiển đóng cắt các động cơ vít tải sao cho hợp lý và chính xác để đưa xi măng từ hai Si lô xuống thùng cân

Trên Hình 1.20 là sơ đồ mạch điều khiển cân xi măng ở cả chế độ bằng tay và

tự động, S42 là công tắc điều khiển bằng tay, D10 là rơ le cho phép hệ thống cân làm việc ở chế độ tự động, DA3 là công tắc chuyển chế độ tự động- bằng lay Công tắc S41 cho phép người điều hành chọn một trong 4 vít tải vào làm việc, khi các vít tải tương ứng được chọn thì một trong bốn cuộn hút K5, K6, K7, K8 sẽ hút đóng mạch cho vít tải tương ứng làm việc đưa xi măng vào thùng cân và cùng lúc đó các công tắc thường mở K5, K6, K7, hoặc K8 sẽ

đóng lại đèn H40 sáng báo cân xi măng đang làm việc và đèn báo chọn loại xi măng sẽ báo vít tải nào đang được làm việc

Một điều rất quan trọng cần đảm bảo khi hệ thống cân xi măng làm việc đó là lượng xi măng từ các Si lô phải đưa xuống vít tải một cách đều đặn, ránh tắc nghẽn và tránh dính trên thành Silô, để làm được điều này thì trên các Si lô sẽ được lắp thêm các van khí nén để làm tơi xi măng, các van khí nén này sẽ được khởi động cùng với các vít tải cân Trên Hình 1.21 là sơ đồ mạch

điều khiển các van khí làm tơi xi măng, khi các cuộn hút K5, K6, K7, K8 hút

để khởi động các vít tải thì đồng thời một trong các công tắc thường mở K5, K6, K7, K8 cũng được đóng lại để các van khí tương ứng Y12, Y13, Y14 hoặc Y15 làm việc

Khi cân xong khối lượng xi măng cho một mẻ trộn thì các vít tải sẽ

dừng lại để cho cân xả xi măng xuống thùng trộn ở trên Hình 1.22 ta thấy

Y11 là van khí nén để mở cửa xả cân xi măng, khi công tắc S39 được bật cuộn

31

hút D127 sẽ đóng rơ le D127 để van Y11 mở cửa xả ra, và khi cửa xả mở thì

sẽ tác động vào công tắc hành trình E13 cấp điện cho cuộn hút D126, tiếp

điểm của rơ le, D126 lúc này sẽ đóng lại cấp điện cho cuộn hút K15 khởi

động động cơ đầm rung Nh− vậy ngay khi xả cân thì đầm rung phải đ−ợc hoạt động để đảm bảo cho xi măng ở trong cân xuống hết thùng trộn

32

33

34

35

36

37

1.1.3.3 Mạch điều khiển cân – xả phụ gia và n ước

Trên Hình 1.23 là sơ đồ mạch điều khiển cân – xả phụ gia và nước,

S55, S56 là công tắc điều khiển cân phụ gia và cân nước ở chế độ bàng tay,

S52 là công tắc xả bằng tay, S52 là công tắc xả bằng tay, S54 là công tắc chọn

một trong hai bơm phụ gia vào làm việc, do mỗi loại bê tông có thể yêu cầu

các loại phụ gia khác nhau Y21 là van khí nén dùng để xả nước từ đài nước

xuống cân, còn Y20 là van xả nước và phụ gia từ cân xuống thùng trộn, D11

và D12 là các rơ le cho phép hệ cân cân ở chế độ tự động, D13 cho phép xả ở

chế độ tự động, DA2 cho phép chuyển chế độ tự động- tay

Nguyên lý làm viêc của mạch: ở chế độ điều khiển bằng tay, giả sử S54

chọn cân PG1, khi công tắc S55 được tác động cuộn hút K23 sẽ làm việc và

cấp điện cho bơm PG1 bơmphụ gia lên cân, cùng lúc đó thì công tắc thường

mở K23 cũng được đóng lại, dèn H48 sẽ báo PG1 đang được cân, còn D122

thì có nhiệm vụ gửi tín hiệu về cho hộp điều khiển Khi công tắc S56 được tác

động, ở chế độ cân cuộn hút K25 sẽ hút để mở van Y21 đưa nước từ đài nước

xuống cân, lúc này ở trên bàn điều khiển H49 sẽ sáng để báo nước đang được

cân, còn D123 thì gửi tín hiệu về cho hộp điều khiển Khi nước và phụ gia đã được cân xong, công tắc S25 được báo động cuộn hút

D124 sẽ làm viêc mở van Y20 để xả nước và phụ gia xuống thùng trộn kết

thúc quá trình cân

38

39

40