Phần II
MÁY TRỘN HỖN HỢP Chương 1
MAY TRON HON HOP HUYEN PHU VA NHU TUONG
I - MAY TRON NƯỚC BUN TRONG SAN XUAT XI MANG
Loai may tron nay ding dé tan min, nhào trộn, điều phối và duy tri trang thái lơ lửng trong nước của các hạt đất sét, phấn và phối liệu khác của hỗn hợp nguyên liệu để sản xuất lanhke xi măng
Hàm lượng nước của bùn cho các loại nguyên liệu khác nhau thường trong khoảng 40 + 60% Công việc tán mịn và nhào trộn các phối liệu của nước bùn được thực hiện trong các máy trộn cố định có tên gọi là máy nhào khuấy đất sét
1 Máy nhào khuấy dất sét
Gồm máy nhào khuấy đất sét (hình 3.1) gồm có bể khuấy bằng thép (7), được đặt trong bể chứa bằng bê tông, mà trên đơ có bố trắ cầu đỡ (1), Chất cặn lắng được nhào trộn ở trong bể khuấy nhờ cụm răng bừa (8), cụm này được treo vào dầm ngang (5) nhờ các xắch treo (6), dầm ngang được quay xung quanh trục tâm (3) nhờ động cơ điện (4) truyền chuyển động qua hộp giảm tốc hành tỉnh (2) tới bánh răng nối cứng với dầm ngang
Hình 3.1 Máy nhào khuấy đốt sét:
1 Cầu đõ ; 2 Hộp giảm tốc hành tỉnh ; 3 Trục tam ; 4 Động cơ diện ; 5 Dam ngang ; 6 Xắch treo ; 7 Bề khuấy ; 8 Cụm răng bừa
Trang 2Vật liệu được tán mịn, hòa trộn với nước và thoát ra qua lưới sang của cửa xả được bố trắ ở phần
dưới thành bên của bể khuấy
Máy nhào khuấy đất sét cai
tiến (hình 3.2) có cụm dẫn động
trung tâm cho dầm ngang mang các cụm răng bừa Trong kết cấu
của loại này không còn cầu đỡ, bệ truyền bánh răng hở
Hình 3.2 Móy nhào khuấy dất sét cdi tién :
1 Dâm ngàng ; 2 Động cơ diện ; 3 : Cổ góp điện ;
4 Hộp giảm tốc hành tắnh ; đ Núp đây bể khuấy Dầm ngang (1) quay được nhờ
cụm dẫn động (động cơ điện (2)
và hộp giảm tốc hành tỉnh (4) bố
trắ ở trên nó) Bể khuấy được che kắn nhờ nắp đậy bể khuấy (đ), trên đó có bố trắ cổ góp điện
(3) để cung cấp điện cho động cơ điện cùng quay với dầm ngang Kết cấu của loại cải tiến ưu việt hơn loại thông thường (hình 3.1) nhờ có kết cấu gọn chắc, độ tin cậy cao và tiết kiệm
được nhiều vật liệu chế tạo
Năng suất của các loại máy nhào khuấy đất sét có thể đạt được 100 + 150/h (tắnh theo vật liệu khơ)
Cơ sở tắnh tốn các loại máy nhào khuấy đất sét : khi di chuyển các bộ phận công tác của
máy nhào khuấy đất sét trong nước bùn, các lực tác dụng lên chúng như sau : trọng lượng
G của cụm răng bừa ; lực quán tắnh li lam Q va lực vòng P sinh ra đo lực cân chuyển động của nước bùn (hình 3.3) Luc can di chuyển cụm răng bừa (N) có thể xác định được nhờ phương trình Niutơn - Karman : P =cpFv2 (3.1) ẹ) x | L2 ry as of aa P 6ẨẬ \Ì6cosỦ G
Hình 3.3 Sơ đồ tắnh toón máy nhào khuấy dốt sét :
Trang 3C- Hệ số lực cản thủy động, phụ thuộc vào hình dạng của cánh trộn và chế độ dòng chảy của chất lỏng;
f ~ Mat độ của nước bùn, (Kg/m?) ; F - Diện tắch của cánh trộn, (m?) ;
v - Vận tốc chuyển động các cánh trộn, (m/s)
Cần thấy rõ là vận tốc vòng của các cánh trộn ở các bán kắnh quay khác nhau cũng sẽ khác nhau, tắnh chất dòng chảy xung quanh các cánh trộn bố trắ ở các bán kắnh quay khác nhau cũng sẽ thay đổi, cho nên rất khó xác định được hệ số C Vì lẽ đó, tiện lợi hơn cả là lực cân vòng tác dụng lên từng cụm răng bừa nêp xác định theo công suất động cơ, được định ra theo thực nghiệm
M 1000N.Ấ
"Ry 2 Ry Zo 0U 62)
P
Trong đó: M Ở Mémen quay của trục dẫn động, (N.m) ; N - Công suất động cơ, (KW) ;
RƯƯ - Bán kắnh xắch đặt lực cân chuyển động, (m) ; Z - Số cụm răng bừa ;
1 Ở Hiệu suất truyền động ;
Ủ Ở Vận tốc góc của dầm ngang, (Rad/s),
Bán kắnh đặt tổng lực cân chuyến động có thể xác định từ các suy luận sau : Khi quay cánh trộn nào đó trong chất lỏng thì trên mỗi vi phân diện tắch cánh trộn sẽ tác dụng một vi phân lực cản chuyển động (hình 3.3b) Mô men quay tương đương của tổng lực cản sẽ bằng tổng tắch phân các mô men của tất cả vi phân lực cân : P.RẤ= lam (3.3) ry T f đP.r T Do đó : Ry = ỘpO (3.4) Mặt khác từ biểu thức (3.1) co thé viét dp = Cp.dP.v? = Cp.bwrdr T1 nên : P= fCp.be2 ar 5 fc.pbo? Sar far " ny suy ra: Rg =Ở = r (3.5) fc.p.b.o?.:2.dr fear 4 tị Sau khi lấy tắch phân ta có: = Ry= 3-4) (3.6) 403-7)
Trang 4Lực cân chuyển động của các cánh trộn P cớ thể làm nghiêng cụm răng bừa ra khỏi vị
trắ thẳng đứng Thành phần trọng lượng của cụm răng bừa G.sinz sẽ chống lại xu thế trên Để đảm bảo cho máy làm việc bỉnh thường cần thỏa mãn điều kiện :
P < Gsina (3.7)
Trong thực tế, vì khối lượng của cụm răng bừa rất lớn, do đó điều kiện trên luôn luôn
dam bao
Sơ đồ lực tác dụng lên cụm treo trong mặt phẳng xuyên tâm được minh hoa ở hình 3.3,d
Ngoài trọng lượng G ra, khi quay cụm răng bừa còn sinh ra lực quán tắnh lắ tâm Q, lực này có xu thế làm nghiêng cụm răng bừa ra ngoài biên Khi treo chéo thì đầu ngoài của cụm răng bừa chỉ có thể dịch chuyển theo cung tròn, bán kắnh OB, có nghĩa là đầu ngoài này được
nâng lên và cụm răng bừa sẽ ở vị trÍ nằm nghiêng Nếu hiện tượng trên tổn tại thì xắch chằng
thẳng đứng phắa ngoài sẽ được đỡ tải, còn xắch chằng chéo sẽ chịu tải lớn nhất
Để xác định sức căng trong xắch chằng chéo, ta dịch chuyển lực quán tắnh Q từ trong tâm của hệ (điểm A) sang điểm cố định xắch chằng chéo (điểm B), sau khi bổ sung vào hệ momen phu M, = Q.e
Theo so đồ tắnh toán ở hình 3.3 d thì lực căng trong xắch chang chéo tinh theo cong thtic : G
Trax = Q.cosB + ssin8 Ỉ (3.8) Trong dé:Q = Ởw? r, - Lye quan tinh li tam, (N) ;
ma
|@
G - Trọng lượng cụm răng bừa, (N) ; w Ở Vận tốc góc của dầm ngang, (Rad/s) ;
rọ Ở Khoảng cách từ tâm quay tới trọng tâm của cụm răng bừa, (m) ; 8 - Góc giữa dầm ngang và xắch chang chéo
Khi phân tắch sơ đồ đã tắnh toán ta thấy rằng muốn đâm bảo cho cụm răng bừa ở vị trắ nằm ngang thỉ cần phải đâm bảo điều kiện :
Q.sin <>.cos , to|@ (3.9)
` m
hay là : mw?rsin B < 2: g.cosi,
có nghĩa là vận tốc góc của dầm ngang (Rad/s) không được vượt quá : et o < 1 gy ce (3.10) oO Xắch treo thẳng đứng phắa trong chịu tác dụng của trọng lượng cụm răng bừa và lực từ mémen M.,
Lực căng trong xắch treo thẳng đứng phắa trong cớ thể xác định từ phương trình mômen
của các lực tác dụng đối với điểm B
G
M,+g-a-S.a = 0 10)
Trang 5
5 = ặ422 (3.12)
2 a
, G
Khi góc nghiêng cum răng bừa quá nhỏ e Ở 0 ; và thực tế thiS = s Thanh đầm ngang chịu ứng suất uốn (hỉnh 3.3,e)
Mômen lớn nhất sẽ ở điểm nối cố định dầm ngang với cụm truyền động
G G
=> > A 3.13
My=s(+b)+zb+Th (3.18)
2 Máy trộn cần trục khắ nén ~ cơ học
Máy dùng để đồng nhất hóa nhũ tương dự trữ trong bể chứa nhũ tương
Ở hình 3.4 thể hiện sơ đồ loại máy trộn phổ biến với 2 cầu ở 2 phắa, được đặt ở trong bể chứa nhũ tương hình trụ (1) Máy trộn cần trục có 2 cầu : cầu chắnh (1đ) và nối với nó là cầu phụ (14) nhờ khớp nối (8) Một đầu của các cầu được nối với gối đỡ trung tâm, còn đầu kia nối với xe con đi chuyển (13), cụm xe con này di chuyển trên đường ray vòng tròn (16) nhờ cụm truyền động (12) Đường ray vòng tròn được bố trắ ở trên tường thành của bể nhũ tương Trên mỗi cầu bố trắ đ máy trộn cánh được dẫn động riêng Phắa sau các máy trộn cánh (theo chiều chuyển động) bố trắ các khung có gắn các bàn cào (11) Nhũ tương được nhào trộn nhờ các bàn cào khi các cầu đi chuyển vòng tròn và các cánh trộn quay xung quanh trục của mình Ngoài ta, nhũ tương còn được nhào trộn bởi khắ nén phun ra từ các vòi phun bố trắ trên các máy trộn cánh và các bàn cào Khắ nén được cung cấp theo đường ống (đ) tới thiết bị thu góp khắ nén (6) và từ đó được đưa tới các vòi phun
Nhũ tương được đưa vào bể chứa từ tháp treo (7) qua các đường ống dẫn (10) theo dòng chảy thẳng đứng sao cho nhũ tương phân bố đều trong bể chứa Nhũ tương đưa ra khỏi bể chứa nhờ hệ thống máy bơm nhũ tương bố trắ ở cửa tiếp nhận tại vùng trung tâm bể chứa
Máy trộn được trang bị cần trục 4) với palăng điện Một đầu cần trục được gối lên trục trung tâm, còn đầu kia được đi chuyển trên đường ray vòng tròn (3) Máy trộn cần trục được bố trắ ở trong bể chứa nhũ tương có đường kắnh 35m, dung tắch 8000m3
Ở hình 3.5 thể hiện loại máy trộn cẩn trục có các dầm khuấy đặt chỉm trong nhũ tương Máy trộn được đặt ở trong bể chứa bê tông cốt thép hinh trụ (1) đường kắnh 30 m, chiều cao 8,5m,
Sự nhào trộn được thực hiện nhờ khắ nén cung cấp theo đường ống dẫn (4) bố trắ ở trên cầu (2) Khắ nén được đưa vào thiết bị thu góp (6) và sau đó theo đường ống dẫn (7) tới các vòi phun (12) phân bố đều ở trên dầm khuấy dạng giàn (13) Các đẩm khuấy quay được là nhờ được cung cấp chuyển động từ vỏ trụ dẫn động trung tâm (8) đặt trên gối tựa dạng cầu Dam cầu chủ động (9) một đầu được nối với vỏ trụ quay (8), còn đầu kia được tựa trên bánh xe hơi (11) ; bánh xe được truyền động từ động cơ (10) Bánh xe lăn trên đường bê tông vòng quanh bể khuấy và truyền chuyển động cho hệ thống : dầm cầu chủ động - vỏ trụ trung tâm - đầm khuấy dạng giàn Nhũ tương được đưa vào bể chứa theo ống dẫn (3) và qua bể treo (5) Loại máy trộn trên cố ưu điểm là kết cấu đơn giản, tiết kiệm được vật liệu chế tạo và năng lượng, độ tin cậy cao hơn loại máy trộn cẩn trục khắ nén - cơ học
Trang 7Ộ sa EP RES G PRESS LPNS \ \ \
Hình 3.5 Máy trộn cần trục có các dầm khuấy dặt chìm trong nhũ tương
Cơ sở tắnh toán máy trộn cần trực khắ nén Ở cơ học : Công suất của máy trộn cần trục khắ nén - cơ học dùng để tiêu hao cho việc quay các cánh trộn của các máy trộn cánh và tiêu hao cho việc di chuyển toàn bộ giàn cầu của máy trộn
Bảng 3.1 Các thông số kĩ thụât của máy trộn cẩn trục chế tao tai CHLB Nga
Các thông số AY-B15 |HH - 16|T[H - 17|KM-1 | KM-9
Đường kắnh bể chứa, (m) 25 35 25 35 35
Chiều cao chứa trong bể, (m) 5,4 6,6 5,4 5,95 8,85 Dung tắch hữu ắch của bể, (m3) 2500 5700 2500 6000 8000 Tần s6 quay, (v/s) :
- trục cánh trộn 0,08 0,08 0,08 0,08 -
- giàn cầu máy trộn 0,004 0,004 0,008 0,004 0,008
Năng suất giả định, (mỶ/h) - - - 400 600
Tổng công suất động cơ, (KW) 28 42 47 98 104
Khối lượng, (t) 50,0 65,3 71,5 119,2 53,0
Công suất của từng máy trộn cánh cẩn tiêu hao để khác phục lực cản quay của các cánh trộn trong nhũ tương có thể xác định theo phương pháp tắnh toán sau :
Chúng ta xét riêng một vi phân diện tắch của cánh trộn bất kì (hình 3.6, a) Công suất
tiêu hao để khác phục lực cản môi trường làm việc khi chuyển động vi phan điện tắch đớ :
dN = dMw, = dPrw, (3.14)
Theo phương trình Niutơn - Karman thì lực cản thủy động của vi phân diện tắch đớ là:
dP = CpdFv? = C/beoser2ụƯ,2dr, (3.15)
Trang 8
Hình 3.6 Sơ đồ tắnh toán cho máy trộn cần trục:
a, Các lực tác dụng lên cánh trộn ; b Sơ dồ chung
Công suất tiêu hao để quay được Z cánh trộn, (KW) : 3 L Z Ỉ Z.C.p bw, cosa Ỉ = ra =n d 5 N, 1000 J dP r.w, 1000 ) Pdr 1 1 r2 Ởrị N, = Z.C./.b.ụậ cosz 4000 ; (3.16)
r, va r, - Ban kắnh mép trong và mép ngoài của cánh trộn, (m)
Trong các tắnh toán chắnh xác cần phải kể đến chất lượng của các cánh trộn và tay đòn mang cánh trộn cũng như các chỉ tiết lắp ghép cánh trộn
Đối với các tắnh toán sơ bộ, kết quả tắnh được N, có thể phụ thêm bằng cách nhân thêm hệ số an toàn Ra = 1,3 Khi đó công suất động cơ của máy trộn : 1,3N, 1 Ấ+ = Hiệu suất truyền động của cơ cấu dẫn động Ny = , (KW) (3.17)
Công suất truyền động các cầu đỡ máy trộn dùng để khác phục các lực cản trong chuyển
động kéo theo các máy trộn cánh và hệ dầm giàn trong bể trộn và khác phục các lực cần
trong khi đi chuyển các bánh xe trên ray (hình 3.6b) Mômen quay ở dạng tổng quát cần phải khắc phục được các lực cản trong chuyển động kéo theo của tất cả các thiết bị nhào trộn trong bể chứa (N.m) M, = DPR, , (3.18) R, - Khoảng cách từ tâm quay của trục trung tâm tới trục quay của từng máy trộn cánh,(m) Lực cản chuyển động kéo theo của từng máy trộn, (N) : Pị = CPEMĐjỢ, (3.19)
vị = Ủ-R¡ - Vận tốc vòng của chuyển động mang theo máy trộn cánh, (mắ/s) ;
@y,- Vận tốc góc của cầu đỡ, (Rad/ậ)
Trang 9Tổng diện tắch bề mặt hứng (hình chiếu của tất cả các cánh trộn trên mật phẳng vuông góc với hướng chuyển động) của các cánh trộn máy trộn cánh, (m2): 1 Fy = > F,cosacosy, , (3.20) 1 F, - Diện tắch của chỉ tiết (cánh trộn, tay đòn mang cánh trộn v.v.), (m2) ; Ủ - Góc đặt cánh trộn ; rị - Góc giữa mặt phẳng hình chiếu m - m và bán kắnh tương ứng phân bố cánh trộn (hình 3,6,b)
Vắ dụ : Bề mặt hứng của cánh trộn, theo sơ đồ hình 3.6 có 8 cánh trộn với bề rộng của cánh là b, bề đài là 7 = rạ -r, và bề dày là ó, được đặt nghiêng so với trục trộn một goc a = 45ồ, tinh theo m? : Đối với các cánh l và 5 : F, = 2b (r, - r,) cosa + dry ; Đối với các cánh 2, 4, 6 va 8: F, = 4 [bứ; ~ rị) cosỦcosy + drị cosy] d - Đường kắnh của tay đòn mang cánh trộn, (m) Đối với các cánh 3 và 7 : F, = 2b.6 Bề mặt hứng của ống trung tam (m2) : F, = DH, D - Đường kắnh ống trên trung tâm, (m) ;
H - Chiều cao ống trộn ngập trong nhũ tương, (m)
Ngoài các máy trộn cánh ra, các cầu đỡ còn phải quay cả hệ thống dầm giàn có gắn các bàn cào Mômen quay cần thiết để quay chúng :
My = Pnứu Ấ (mỳ (3.21)
R,, Ở- Bán kắnh trung bình của hệ dầm dàn đối với tâm quay, (m) Lực căn chuyển động hệ dầm giàn :
Py = CPF,g v4, (3.22)
Diện tắch tương đương của hệ dầm dan :
Fig = LhK,, (m?) (3.23)
L và h - Chiều dài và chiều cao của hệ dầm dàn, (m);
Trang 10Công suất tiêu hao để di chuyển các bánh xe trên ray : N;=N +Nr, (kW) (3.26) Công suất tiêu hao cho lực cản lăn : Q.vy, Ky Np = ỘT800 ' (kW) (3.27) Q - Ấp lực lên bánh xe, (N); v, Ở Vận tốc vòng di chuyển bánh xe, (m/s);
K,, Ở Hé s6 luc cdn chuyển động của banh xe trén ray (K, ~ 0,02 + 0,03) Công suất tiêu hao do ma sát khi bánh xe quay vòng trên ray :
q.v
Ny = F000! Ừ (KW) (3.28)
Wy - by
vạ = TT Vận tốc trượt trung bình của bánh xe trên ray khi quay vòng, (m/8);
wy Ở Vận tốc góc của cầu đỡ , (Rad/s) ; bẤ - Bề rộng bánh xe, (m) ;
Ộ8 - Hệ số ma sát trượt của bánh xe trên ray ( = 0,1 + 0,18)
Công suất tiêu hao do ma sát ở ngỗng trục trung tâm thường rất nhỏ và có thể kể tới trong hiệu suất truyền động r
Tổng công suất động cơ truyền động cầu đỡ : N, +N,
7 (3.29)
Nục = 1I- MẤY TRỘN TRONG SẢN XUẤT GỐM SỨ
1 Máy trộn cánh gắn trên trục nằm ngang
Để phá vỡ cấu trúc ban đầu của đất sét, cao lanh và các loại vật liệu khác, người ta sử
dụng các loại máy trộn cánh gắn trên trục nằm ngang làm việc chu ki (hinh 3.7) 1 2 3 4
Hình 3.7 Máy trộn cứnh gắn trên trục nằm ngang
Máy trộn có cấu tạo từ vỏ máy (1), thành phắa trong được ốp lát bằng gạch gốm hoặc ván gỗ sổi, trục (2) được dẫn động từ động cơ qua hộp giảm tốc (4) Các cánh trộn (3) thường được làm từ thép hoặc bằng gỗ sổi (trong trường hợp cẩn tránh các mạt sắt do bị mài mòn ở trong hỗn hợp
trộn) và được gắn vào trục trộn nhờ các tay đòn cánh trộn Bùn siêu mịn thành phẩm được rót ra
Trang 11và thời gian cần thiết để phá vỡ cấu trúc của đất sét và nhào trộn bùn siêu mịn Thời gian này phụ thuộc vào thể loại đất sét và có thể kéo dài tới vài giờ
Nhằm tránh sự láng đọng của các hạt đất sét hoặc men sứ trong bùn siêu mịn cần phải kắch động chúng thường xuyên Để đạt được mục đắch đó, người ta sử dụng loại máy trộn hành tỉnh và máy trộn cánh quạt
2 Máy trộn hành tỉnh
Máy trộn hành tỉnh (hỉnh 3.8) được đặt trong bể trộn tròn hoặc bể trộn vuông Nguyên liệu được nhào trộn bởi các khung lược (1), dẫn động bởi các trục đặt ở các ổ của giá treo (3) Trên các trục có mang khung lược, lắp cố định các bánh răng (2) ; các bánh răng này ăn khớp với bánh răng cố định (4) đặt ở trung tâm
Khi giá treo quay, nhờ được dẫn động từ bộ truyền đai (6) qua hộp giảm tốc (5) thì các bánh răng hành tỉnh (2) sẽ quay xung quanh trục của mỉnh và đồng thời cũng tham gia quay theo xung quanh trụ đỡ trung tâm Nhờ vậy các bộ phận công tác của máy trộn thực hiện được chuyển động hành tỉnh phức tạp
3 Máy trộn cánh quạt
Máy trộn cánh quạt trộn hiệu quả hơn và tốc độ trộn cao hơn máy trộn hành tỉnh Có thể đặt máy trộn ở nhiều vị trắ khác nhau trong bể trộn Việc nhào lộn các phối liệu được thực hiện bởi các cánh trộn quay nhanh - cánh quạt (1) được lắp ở trục đứng (2), trục này được dẫn động từ động cơ (3) qua hộp giảm tốc (4)
(hình 3.9 a, b) 5
Khi cánh quạt quay, hỗn hợp sẽ chuyển động luân hồi theo chiếu chắnh (vòng quanh trục trộn) và theo phương thẳng đứng : ở vùng trung tâm dòng vật liệu hướng xuống đưới, ở vùng ngoại vi - hướng lên trên (hình 3.9 a) Các cục đất sét được các dòng nước cuốn theo, bị va đập vào đáy
nồi trộn, luôn luôn ở trong chuyển Hình 3.8 Máy trộn hành tắnh
động khốc liệt, bị phân tán cho ỞỞỞ
tới khi trở thành bùn lỏng siêu 1
min Dé han ché chuyén déng |
xoay tròn của nước bùn, các bể chứa thường được chế tạo theo
đạng lục giác hoặc bát giác Thông i big pia
thường đường kắnh của bể chứa ⁄ T } `
được chế tạo lớn gấp 1,5 lần chiều \ } \ A 2 cao của nó `
Máy trộn cánh quạt có đường
kắnh bao của quạt tới 300mm a) b)
thường được chế tạo có hộp
giảm tốc dat trong vỏ của động Hình 3.9 Máy trộn cánh quợt -
Trang 12Các chỉ số kĩ thuật của các loại máy trộn cách quạt chế tạo tại CHLB Nga được thể hiện trong bảng 3.2
Bảng 3.2 Các chỉ số kỳ thuật của máy trộn cánh quạt với góc nghiêng
của đường xoắn vắt của các cánh trộn 22530 Các thông số CM-247 | CM-243b | CM-244 | CM-489A Đường kắnh bao các cánh trộn, (m) 0,3 0,5 0,75 0,9 Chiều sâu của bể chứa, (m) 1,3 2,1 2,5 2,5 Tần số quay của các cánh trộn, (v/s) 5 42 3,3 2,7 Công suất động cơ, (KW) 1,0 28 4,5 10,0 Khối lượng, (kg) 190 550 725 1220
Nguyên lắ làm việc của máy trộn cánh quạt tương tự như của máy bơm xoắn vắt Do đó, cơ sở tắnh toán bơm xoắn vắt có thể áp đụng để tắnh toán cho máy trộn cánh quạt
Lượng chất lỏng mà máy trộn vận chuyển được (năng suất ước lệ) :
H = K,K,zRÊvƯẤ, Gm'/s) (3.30)
K; - Hệ số kể tới lượng chất lỏng quay trở lại hoặc trượt lướt qua, lấy bằng 0,7 + 0,8; K; - Hệ số co hẹp tiết diện dòng chảy do các cánh trộn xoắn vắt, lấy bằng 0,7 + 0,75, R - Bán kắnh mép ngoài cùng của cánh quạt, (m);
Voc Ở Van tốc dọc trục của dòng chảy, (m8)
Công suất cần thiết để quay các cánh trộn được xác định bởi lưu lượng (năng suất) và áp lực mà máy trộn tạo nên
Công hoặc năng lượng tiêu hao để đi chuyển một khối lượng m :
2
E = Se > (Nm) (3.31)
Khối lượng chất lỏng mà may tr6n van chuyén duge trong 1 don vi thdi gian :
m = K,-K, pFv, , (3.32)
Trong dé p - Độ đậm dac ctia hén hgp, (kg/m3)
Công tiêu hao trong 1 gidy hay là công suất : K,.K,.p-F.v, v?
N=ỞỞỞgỞ'W (3.38)
Các phần tử chất lỏng được đi chuyển bằng cánh quạt có chuyển động phức tạp theo các phương dọc trục, quay tròn và hướng tâm Trong các tắnh toán chắnh xác để xác định áp lực do máy trộn tạo nên cần phải có vận tốc tuyệt đối của các phần tử chuyển động Nhưng trong các tắnh toán thiết kế vận tốc cần xác định có thể lấy bằng vận tốc dọc trục cũng đảm bảo được độ chắnh xác cần thiết Khi đó công suất (W) sẽ bằng
K, K,.p.F v3,
=?
Biết rằng F = xR? và Voc =R w.tga ; trong dé w - Van tốc góc của cảnh quat, (Rad/s) ;
Trang 13ụ - Góc nâng của đường xoán vắt của cánh trộn Ta thu được công suất của động cơ : K, Ky pr Ro tga ác = 2000 Ừ (KW) (3.35) Trong đớ ụ - Hiệu suất truyền động Vận tốc góc của cánh quạt : 6+8 Ủ@ = TR) (Rad/s)
Công suất truyền động của máy trộn cánh trục nằm ngang và máy trộn hành tắnh cố thể tắnh theo phương pháp tắnh cho máy trộn cần trục khắ nén - cơ học
Trang 14Chương 2
MAY TRON HON HOP BOT KHO VA DEO DINH
I MAY TRON CANH CO TRUC TRON NAM NGANG
1 Cấu tạo và nguyên lắ làm việc
Để nhào trộn đất sét trong việc tạo hình khô hoặc đéo các sản phẩm gốm, cũng như trong việc chuẩn bị vật liệu hỗn hợp để sản xuất thủy tỉnh silicát v.v , người ta sử dụng phổ biến
loại máy trộn cánh một trục và hai trục nằm ngang làm việc liên tục hoặc chu kì Các loại
máy trộn nay có thể tạo nên vật liệu hỗn hợp từ nhiều thành phần, cũng như tạo ra nguyên
liệu đồng nhất ở thể khô hoặc thé déo Việc tạo ẩm có thể tiến hành bằng nước hoặc hơi nước
có áp lực thấp Có thể nâng cao chất lượng sản phẩm khi dùng hơi nước có áp lực thấp, bởi lẽ hơi nước sẽ làm nóng nguyên liệu và khi được ngưng tụ sẽ làm ẩm nó Năng suất của máy trộn được coi như là thông số chắnh của nó Các loại máy trộn cánh có trục nằm ngang của
Liên Xô (cũ) cố năng suất (dùng cho đất sét) : 3, 5, 7, 18 và 35 mỶ/h với đường kắnh tương ứng của cánh trộn 350, 600 và 750mm
Ở hình 3.10 thể hiện cấu tạo loại máy trộn cánh hai trục nằm ngang làm việc liên tục
Máy trộn bao gồm : thùng trộn có dạng hỉnh máng (2) ; nắp thùng trộn (1) Trong thùng
trộn bố trắ các trục trộn (3), các cánh trộn (đ) được lắp trên các trục trộn Hai trục trộn quay ngược chiều nhau và được dẫn động từ động cơ (10), thông qua khớp nối ma sát (9), hộp giảm
tốc (8) va cap bánh răng truyền động (7)
Các cánh trộn được đặt dưới các góc nghiêng, sao cho khi đó đạt được sự tương quan hợp
lắ nhất giữa vận tốc chuyển động vòng và vận tốc dì chuyển dọc trục của các hạt vật liệu, để
đảm bảo được thời gian cần thiết cho các phối liệu di chuyển từ cửa nạp (6) đến cửa xâ (15) và đã đạt được chất lượng nhào trộn cần thiết
Trang 15Nhằm đạt được chất lượng nhào trộn cao, người ta dùng loại máy trộn cánh hai trục trộn tạo dòng ngược chiều nhau Loại máy này có kết cấu tương tự như loại máy trộn ở hỉnh 3.10, chỉ khác ở chỗ là các góc nghiêng của các cánh trộn được bố trắ trên các trục trộn sao cho chúng ngược chiều nhau về dấu Sơ đồ lấp đặt cánh trộn như vậy (Hình 3.11), sẽ tạo ra các đòng chuyển động ngược chiều của các hạt vật liệu nhưng vẫn duy trì được hướng chuyển động chung của dòng hỗn hợp về phắa cửa xả, bởi vì vận tốc góc của trục (1) lớn hơn vận tốc góc của trục (2) Hình 3.11 Máy trộn cánh uới hai trục trộn nồm ngưng, tqo dòng chuyển động ngược chiều nhau Các góc nghiêng của các cánh trộn và sự tương quan về vận tốc góc của các trục trộn sẽ được xác định bằng thực nghiệm trong từng điều kiện cụ thể
Để nhào trộn sơ bộ các hỗn hợp khô, người ta sử dụng các loại máy trộn cánh một trục nằm ngang Loại máy trộn này thực hiện hai chức năng : nhào trộn và vận chuyển hỗn hợp Khi phải vận chuyển hỗn hợp từ các phễu chứa tới các máy khác Về cấu tạo loại máy này cũng tương tự như loại máy trộn đã nêu ở trên, chỉ khác là chúng chỉ có một trục trộn
Để nhào trộn đặc biệt kỳ càng (loại hỗn hợp rất khó đạt được sự đồng nhất) người ta sử dụng loại máy trộn làm việc chu kì (vắ dụ, loại máy trộn cánh hai trục trộn có các cánh trộn dạng chữ Z Tùy thuộc vào mức độ đồng nhất của hỗn hợp cần phải đạt được, thời gian nhào trộn trong các loại máy trộn này có thể kéo dài trong khoảng từ 20 + 30 phút
Loại máy trộn cánh hai trục nằm ngang làm việc liên tục cũng cố thể chuyển đổi sang làm việc chu kÌ nếu trang bị thêm cửa chắn ở miệng xả hỗn hợp và thay đổi sơ đồ lắp đặt các cánh trộn
% Các tắnh toán cơ bản cho máy trộn cánh có trục trộn nằm ngang Năng suất của máy trộn cánh trục trộn nằm ngang làm việc chu ki : T= V.Z, (mh) (3.36) V - Dung tắch hỗn hợp trộn được trong một mé tr6n, (m3); Z - ậố mẻ trộn trong một giờ Năng suất của máy trộn cánh trục trộn nằm ngang làm việc liên tục : Tl = 3600.F.v,., (mh) (3.37)
F - Dién tich tiét dién dong vat liéu & trong thùng trộn, (m2); - Vận tốc di chuyển dọc trục của vAt liéu, (m/s)
Trang 16v = wR - V4n tốc vòng của các cánh trộn, (m/s); Ủ Ở Van tốc góc của trục trộn, (Rad/s); R - Bán kắnh vành ngoài cánh trộn, (m) 8 - Góc nêng ren của xoắn vắt, được tạo lên bởi các cánh trộn: t8 = OTR + - Bước vắt của các cánh trộn
Hệ số kỊ đặc trưng cho tỉ số giữa diện tắch hình chiếu của các cánh trộn trên bề mặt xoắn vắt và diện tắch bể mặt xoắn vắt trong phạm vi một bước vắt Khi vẽ các cánh trộn gần như hình chữ nhật thì tỉ số giữa các diện tắch có thể thay bằng tÌ số giữa hình chiếu của bề rộng các cánh trộn trên bề mật xoắn vắt với độ dài của đường xoắn vắt (hỉnh 3.12), khi đó : b cosa (Z, ~2y ky = Ở aR Ợ (3.39) cos8 Thay giá trị của km, vào công thức (3.37) ta thu được : 3600 R2 Kạ.Ủ b cosơ (2¡ Ở Zy sinB Ky 5 Ỉ Tl = (3.39) b ~ Bề rộng của cánh trộn, (m); Z¡ và 2; - Số lượng cánh trộn trong phạm vi một bước vÍt tương ứng với các góc dương và góc âm lắp đặt các cánh trộn; Ủ Ở Góc nghiêng của cánh trộn đối với bề mặt xoắn vắt; K;;¡ - Hệ số làm day thùng trộn, thông thường lấy bằng 0,5 + 0,6
Với sự gia tăng vận tốc góc thì năng suất cũng được nâng cao Nhưng khi gia tăng vận tốc chuyển dịch hốn hợp, thì đồng thời cũng làm giảm thời gian mà hỗn hợp được nhào trộn ở trong máy trộn, dẫn tới chất lượng nhào trộn cd thể bị Anh hưởng xấu
Hình 3.12 Sơ đồ tắnh toán công suất máy
trộn cớnh có trục trộn nằm ngưng
DE dam bảo chất lượng nhào trộn ổn định khi thay đổi vận tốc góc của các trục trộn, cần phải tăng chiều dài của máy trộn hoặc là thay đổi sơ đồ bố trắ các cánh trộn
Công suất dẫn động máy trộn cánh có trục trộn nằm ngang dùng để tiêu hao trong việc khác phục lực cản biến dạng và lực cán cắt của hốn hợp do các cách trộn tạo nên và dùng để chuyển dịch hỗn hợp trong thùng trộn, cũng chắnh là dùng để vận chuyển hỗn hợp Khi nhào trộn các hỗn hợp gốm có độ ẩm không cao, các cánh trộn chủ yếu là cất chúng Khi đưa các cánh trộn vào hỗn hợp đất sét thì ban đầu hỗn hợp bị lèn chặt từ từ cho tới khi áp lực riêng lên cánh trộn cân bằng với lực cản cắt riêng của hỗn hợp K,, thi mới bắt đầu quá trình cát và đời chuyển hỗn hợp
Vi phân lực cản chuyển động, mà môi trường tạo ra trên vi phân diện tắch dF (Hình 3.12)
của cánh trộn sẽ là :
Trang 17dP = K,.dF = K,.b.cosy.dr Ừ (N) (3.40) Mômen cần thiết để quay cánh trộn : R K, b cosy (RF, Ở RY M = Xẹ.b.eog[rodt =ỞỞỞỞỞỞỞỞỞ Ỉ (Nm) (3.41) B Công suất tiêu hao dùng để quay trục trộn có Z cánh trộn : K,,.b cosy (RỂ Ở RỆ) Ủ Z Ku Ợ 2.1000 K, - Hệ số lực cân cất riêng (đối với hỗn hợp đất sét có độ ẩm 15 + 20% thì lấy bằng: K, = (2+ 8).102 N/mẺ ; b - Bề rộng cánh trộn, (m); y - Góc giữa bề mặt cánh trộn và trục trộn; N, > (KW) (3.42) Ry va Rg - Ban kắnh mép ngoài và mép trong của cánh trộn, (m); Ủ - Vận tốc góc của trục trộn, (Rad/s); Z - Số tượng cánh trộn trên trục trộn; Ku - Hệ số làm đầy vật liệu của thùng trộn
Công suất tiêu hao để vận chuyển hỗn hợp, được xác định theo phương pháp tắnh toán
vit tai:
N.p.L.w.g
No = "36.108
H Ở Nang su&t m4y tron, (m3/h)
- Khối lượng riêng của hỗn hợp, (kg/m)
L - Chiều dài lòng máng thùng trộn, (m)
Ủ Ở Hệ số lực cân chuyển động (đối với dat sét ldy bing w = 4 + 5,5) Công suất động cơ máy trộn :
Ừ (KW) (3.43)
N,+ N,
Noe = ỞqỞ? (KW) (3.44)
7 Ở Hiệu suất truyền động Il MAY TRON CON LAN
Máy trộn con lăn dùng để sản xuất hỗn hợp gốm ở dạng khô, cũng như kết hợp với việc tạo ẩm cho hốn hợp khi sản xuất các sản phẩm sành vệ sinh, gạch ốp lát v.v
Trang 18Nhằm tạo ra quỹ đạo chuyển động phức tạp cho hỗn hợp và đảm bảo nhào trộn khốc liệt, trục quay của chạc chữ thập được bố trắ lệch tâm so với trục quay của thùng trộn (hình 3.14, bì
Trên hình 3.15 thể hiện sơ đồ kết cấu loại máy trộn
con lăn có hai cụm bộ phận công tác Loại kết cấu này
thường dùng trong các loại máy trộn có thể tắch hỗn hợp lớn hơn B00 lắt Các trục thẳng đứng, mà trên đó bố tri
các chạc chữ thập cùng với các con lăn và các bàn cào,
được truyền chuyển động quay từ động cơ qua bộ phận truyền đai (1) va các cặp bánh răng nón (3) Thùng trộn
đặt trên các con lăn đỡ (7) và được truyền chuyển động
quay từ trục truyền (2) qua cặp bánh răng nón (4) và cặp bánh răng trụ (6) Hỗn hợp thành phẩm được xả qua cửa xả, cửa này được đóng mở bằng nắp đáy (8) nhờ tay đòn
điều khiển (B) Công việc nhào trộn loại hỗn hợp khô thường inh 312 Cum bộ phận công
kéo dài từ 2 + 3 phút, loại hỗn hợp ẩm là 6 + 8 phút tác của máy trộn con lăn,
Trang 19
Chương 3
MAY TRON HON HOP BE TONG
XI MANG VA VUA XAY DUNG
1 KHÁI NIỆM CHUNG VA PHAN LOAI
Bê tông và vữa xây dựng là loại vật liệu xây dựng thu được từ hỗn hợp các chất kết đắnh (xi măng, vôi) với các cốt liệu (đá dăm, sỏi và cát) Nhờ phản ứng hóa học giữa các chất kết dắnh với nước mà tạo nên đá xi măng (vôi), lấp đẩy khoảng trống giữa đá và cát Nhằm tiết kiệm xi mang va thu được bê tông có cường độ chịu lực cao, cần phải chọn các cốt liệu sao cho khoảng trống giữa chúng là nhỏ nhất Để tạo ra các bê tông nhẹ, người ta thường sử dụng các loại vật liệu nhẹ : xỉ lò, đá bọt thay cho cốt liệu bê tông
Khối lượng chất kết dắnh và nước về cơ bản tạo nên độ linh động và khả năng làm đầy khuôn của hỗn hợp, ngoài ra khối lượng này còn ánh hưởng lớn tới công nghệ sản xuất bê tông và việc tao hình chúng Các thành phần này cũng tạo lên độ bền của bê tông Giới hạn độ bền nén của mẫu bê tông sau 28 ngày đông kết được coi là mác của bê tông
Độ đồng nhất của hỗn hợp ảnh hưởng tới độ bền của bê tông, mà độ đồng nhất nay lai phụ thuộc vào chất lượng nhào trộn
Việc sản xuất (nhào trộn) vừa bê tông và vữa xây dựng được thực hiện ở trong các máy trên bê tông và các máy trộn vữa xây dựng Các cụm chủ yếu trong các máy trộn là các bộ phận công tác, các thiết bị và các cơ cấu dùng để nạp liệu và xả hỗn hợp, động cơ và hệ thống truyền động
Các công đoạn phụ trợ không thể thiếu được cho công việc nhào trộn là việc định lượng, nạp các phối liệu và xà hỗn hợp thành phẩm Các thiết bị để thực biện các công việc phụ trợ này có thể thiết kế như các bộ phận không thể tách rời của máy trộn, cũng có thể được thiết kế như các loại máy làm việc độc lập cùng tham gia với máy trộn trong các trạm trộn
Theo phương pháp nhào trộn có thể phân biệt được loại máy nhào trộn cưỡng bức (máy trộn cưỡng bức) và loại máy trộn nhào trộn tự do (máy trộn tự do) Ỏ máy trộn cưỡng bức, các cánh trộn được bố trắ trên các trục trộn, khi trục trộn quay, các cánh trộn sẽ nhào trộn hỗn hợp 6 máy trộn tự do, các cánh trộn được bố trắ ở thành trong của thùng trộn ; khi thùng trộn quay các cánh trộn sẽ múc hỗn hợp lên cao rồi đổ cho rơi xuống để nhào trộn Máy trộn tự do có kết cấu đơn giản hơn và có khả năng trộn các loại vữa bê tông có cốt liệu lớn hơn
Trang 20tiến hành liên tục Các loại máy trộn này có năng suất tương đối cao Thông số chắnh của loại máy trộn làm việc liên tục là năng suất của chúng
Theo khả năng di động, các máy trộn được phân ra thành loại cố định và loại đi động
Loại máy trộn di động thường dùng trên các công trường có khối lượng công việc không lớn, loại máy trộn cố định - ở các nhà máy bê tông, được thiết kế để khai thác lâu dài
Il - MAY TRON KIEU ROI TU DO (MAY TRON TU DO)
1 Khái niệm chung và phân loại
Việc nhào trộn các phối liệu trong máy trộn tự do được tiến hành trong các thùng trộn, ở thành trong của thùng trộn có lắp cố định các cánh trộn Khi thùng trộn quay, hỗn hợp
được nâng lên nhờ các cánh trộn và nhờ lực raa sát tới độ cao cần thiết rồi đổ hỗn hợp
xuống Độ đồng nhất của hỗn hợp được đảm bảo sau 30 + 40 chu trỉnh nâng và đổ
Để hỗn hợp được nhào trộn tự do trong thùng trộn, dung tắch hình học của thùng trộn phải lớn hơn khoảng 2,đ + 3 lần dung tắch hỗn hợp Tốc độ quay của thùng trộn khơng lớn, bởi vÌ nếu quá lớn thì lực quán tắnh li tâm của hỗn hợp sẽ cân trở quá trình nhào trộn tự do Theo phương pháp đổ bê tông ra, có các loại máy trộn tự do : có thùng lật úp để đổ bê tông, có thùng nghiêng để đổ bê tông và có máng đổ bê tông ra Theo hình dáng của thùng
trộn cớ các loại máy trộn tự do : cd thùng dạng quả táo, có thùng dạng quả trám và cớ thùng dạng hình trụ
Các loại máy trộn tự do di động được sử dụng ở các công trình xây dựng không lớn, thể tắch bê tông của thùng trộn thường là 65, 165 và 330 lắt Các loại máy trộn tự do di động thường có các cụm máy chắnh như là : cụm nhào trộn, cụm nạp phối liệu và hệ thống cung
cấp nước 2 Cấu tạo
Trang 21Hệ thống cung cấp nước gồm có : đồng hồ đo nước, van điều khiển bằng tay và thiết bị thắch hợp
Thùng trộn được lấp đặt bằng then với đầu ra của trục cơ cấu dẫn động quay (8), cơ cấu này được cố định ở trên giá treo lật thùng, giá treo được treo ở giá máy thông qua các ổ đỡ Khi giá treo quay thì trục quay của thùng trộn sẽ bị nghiêng đi so với phương nằm ngang ở vị trắ nạp là 35ồ, ở vị trắ trộn là 79, ở vị trắ xả 4đồ Cơ cấu dẫn động bằng tay để làm nghiêng thùng trộn bao gồm : Vô lãng quay, hộp giảm tốc (7) và cơ cấu định vị ma sát DĨĩa định vị được phanh dừng nhờ thanh kéo lò so (11), thanh kéo này có bàn đạp điều khiển (9) Thùng trộn được truyền chuyển động quay nhờ được nối trục tiếp với động cơ -hộp giảm tốc (hỉnh 3.17)
Cặp bánh răng truyền động cuối cùng của hộp giảm tốc được chế tạo ở dạng "ản khớp Nôvikôv", nhờ vậy làm tăng tuổi thọ cho cơ cấu
Các loại máy trộn tự do cố định được sử dụng ở các nhà máy và các trạm trộn bê tông, thùng trộn thường có thể tắch bê tông 330 + 3000 lắt
Máy trộn bé tong (hinh 3.18) gồm có giá máy (9), trên giá cớ lắp cố định các trụ đỡ (7), giá treo (8) có mang theo cơ cấu dẫn động và thùng trộn (4) được lấp vào các ổ đỡ của các trụ đỡ Thùng trộn được tựa tự do trên các con lăn đỡ (5, 10) và được ngăn chặn tránh chuyển dịch dọc trục thùng nhờ các con lăn chặn (6) Thùng trộn được truyền chuyển động quay từ động cơ điện qua hộp giảm tốc tới vành bánh răng (3) cố định trên thùng trộn
Trang 22
Các phối liệu được nạp vào thùng trộn thông qua phéu nap (2) Vữa thành phẩm được xả ra khi thùng trộn nghiêng đi một góc đ5ồ so với phương nằm ngang Để nghiêng thùng trộn thì giá treo phải quay nhờ xilanh khắ nén (1) Hỗn hợp được nhào trộn ở trong thùng trộn hình quả trám (hình 3.19), có cấu tạo gồm vỏ thùng (ệ, ở thành trong của vỏ được ốp lát bằng các tấm ốp thay đổi (6) Trong thùng trộn có bố trắ các cánh trộn (5) dùng để nâng và vận chuyển hỗn hợp Ỏ phần hình trụ của thùng trộn (3) được lắp cố định vành đai (2) phần
hình trụ của vành dùng để tựa lên các con lăn đỡ, vành răng truyền động (1) dùng để ăn
khớp với bánh răng dẫn động lắp cố định ở đầu trục ra của hộp giảm tốc
Gần đây người ta chế tạo máy trộn có thể tắch 330 và 880 lắt theo sơ đồ thiết kế tiên tiến
hơn, có cụm dẫn động trung tâm cho thùng trộn
Hình 3.20 Máy trộn bê tông Hị do có dung tắch sản xuốt 880 lắt uới cụm dẫn dộng thùng trộn trung tâm
Trang 23mà thùng trộn được nằm nghiêng ở các vị trắ tương ứng : nạp, trộn và xả hỗn hợp bê tông Máy trộn bê tông được trang bị cụm đẫn động thủy lực riêng bao gồm bộ phận bơm (8) và van phân phối (7) được điều khiển bằng điện Ưu điểm của loại máy trộn này là : vÌ được dẫn động trung tâm nên không còn sử dụng cặp bánh răng truyền động hở, hinh dáng của thùng trộn và hệ thống cánh trộn được thiết kế hợp lắ hơn, do vậy đâm bảo chất lượng trộn tốt hơn trong khoảng thời gian trộn không kéo dài quá 60 giây VÌ các cụm máy được chế tạo gọn chắc, nên các kắch thước bao máy cũng được thu gọn hơn
3 Các tắnh toán cơ bản cho máy trộn bê tông tự do Năng suất máy trộn (mỶ⁄h) được tắnh theo công thức :
N= Vy.f.m.Ky , (3.45)
V,, ~ Dung tắch sản xuất của thùng trộn, hay là khả năng chứa các phối liệu cần trộn của thùng tron, (m3);
ặ - Hệ số xuất liệu, bằng tỉ số giữa dung tắch bê tông đã trộn xong và dung tắch sản xuất của thùng trộu:
Vụ
f= Ả- - (3.46)
SX
Đối với vừa bê tông f = 0,65 + 0,70 ; đối với vữa xây dựng f = 0,85 + 0,95; m - 8ố mẻ vữa trộn được trong 1 giờ: 3600 ty tt +t, Ỗ (3.47) t¡ - Thời gian nạp các phối liệu vào thùng trộn, (s); tạ - Thời gian trộn hỗn hợp, (s);
tạ - Thời gian xả bé tong (s); Kip - Hệ số sử dụng thời gian
Công suất động cơ dẫn động quay cho thùng trộn :
Phần lớn năng lượng truyền động cho máy trộn tự do bị tiêu hao cho việc nâng hỗn hợp trong thùng trộn khi quay thùng
ỷ dạng tổng quát, công tiêu hao cho một chu kì đi chuyển khép kắn của hỗn hợp :
A =GƯẤ.H, @) (3.48)
Gv Ở Trọng lượng của hễn hợp, (N) ;
H - Chiều cao nâng hỗn hợp ở trong thùng trộn, (mì) Trọng lượng của hỗn hợp bê tông ở trong thùng trộn :
Gay = V.P.g, (N) (3.49)
V - Dung tắch của hỗn hợp bê tông ở trong thing tron, (m3) ; - Khối lượng riêng của hỗn hợp bê tông, (kg/m)) ;
g -Gia tốc rơi tự do, (m/s2)
Trang 24Trong loại máy trộn bê tông dang qua trám, tại mỗi thời điểm các cánh trộn nâng được khoảng 15% hỗn hợp Công suất cần tiêu hao để nâng hỗn hợp : Z,+G,.h,.2,)n (G, ` hịnp = 1000 , (KW) (3.50) G¡ - Trọng lượng hỗn hợp được nâng lên do tác dụng của lực ma sát (G¡ = 0,85 Gay), ứ);
GƯ - Trọng lượng hỗn hợp được nâng lên bằng các cánh trộn (G;=~ 0,15 Geyy), ÔN);
inp - Chiéu cao nAng cua hén hop do tac dung cua luc ma sat , (m) ;
h, Ở Chiéu cao nâng của hỗn hợp bằng cánh trộn, (m) ;
Z¡ và Z; - Số lượng chu trinh khép kắn của hỗn hợp sau một vòng quay của thùng trộn, được thực hiện tương ứng do lực ma sát và bằng các cánh trộn ; n - Tần số quay của thùng trộn, (v/8) Theo sơ đồ tắnh toán thể hiện trên hình 3.21: hạ =R+R.sin/@ = R(1+sin ử8), - (3.51) R - Bán kắnh trong của thùng trộn Góc ử có thể lấy bằng góc ma sát, có nghĩa là 8 = 459, khi do hy = 1,7R
Chuyển động của hỗn hợp dưới tác dụng của lực ma sát phức tạp hơn so với trường hợp đã xét ở trên Xét chuyển động của phần tử hỗn hợp nằm trên thành tang trộn tại điểm A khi thùng trộn quay thì phần tử này sẽ được nâng lên tới điểm B, được xác định bằng góc ma sát ụ¡, nhưng do chịu ảnh hưởng của các cánh trộn và được tì lên các phần tử khác, do đó góc nâng thực ụ; sẽ lớn
hơn (khoảng 90ồ), sau đó phần tử này sẽ bị trượt xuống theo bề mặt của hỗn hợp
Tiếp nhận góc chuyển dịch của hỗn hợp từ điểm A tới điểm Bị (ụ; = 90ồ), thi chiéu cao nang cia hỗn hợp do
tác dụng của lực ma sát sẽ là :
Hình 3.21 Sơ đồ tắnh toón cho máy trộn bê tông tự do
Dimp = R (3.51a)
Trang 25Ộa2 2.1,7R
= = 2 = 3.54
ty \ 5 \ 9,81 0,6VR , (s) ( )
Số lượng chu trình chuyển động khép kắn của hỗn hợp do các cánh trộn thực hiện được sau một vòng quay của tang trộn : ty 1 tị+ty 0,374 , Zy = ỞỞ n( n +0,6 VR ) (3.55) 1
Trong dé t, = 2 Thời gian thực hiện 1 vòng quay của thùng trộn, (s) ; n - Tần số quay của tang trộn, (v/8);
R - Bán kắnh của tang trên, (m)
Các kết quả tắnh tốn theo cơng thức (3.55) cho thấy rằng đối với các loại máy trộn có thể tắch bê tông 330, 880 và 1600 lắt, số lượng chu trình chuyển động khép kắn của hỗn hợp do các cánh trộn thực hiện được sau một vòng quay của tang trộn là ZƯ = 2 Điều đó cho thấy rằng : số lượng chu trình khép kắn của hỗn hợp cho cả 2 trường hợp đã xét ở trên có thể coi là bằng nhau Có nghĩa là Z = Z¡ = 2Ư = 2
Do vậy cho nên công suất tiêu hao để nâng hỗn hợp : (G,.hịẤ +GƯ.h2).2Z.n N, = ỞỞ" aw , (KW) (3.56) Thay các giá trị Gị, GƯ, inp và h; vào công thức (3.56) ta được : 2,264 Rn N, =Ở 000? (KW) (3.57)
Bán kắnh của thùng trộn với độ chắnh xác cần thiết có thể lấy bằng bán kắnh phần hinh trụ của nềi trộn, bởi lẽ phần lớn hỗn hợp được tập trung ở đoạn này
Ngoài công để nâng hỗn hợp, động cơ còn phải tiêu hao năng lượng để khắc phục lực ma sát ở các gỗồi đỡ thùng trộn Thành phần công suất tiêu hao này có thể được xác định theo các công thức sau :
Trang 26rạ - Bán kắnh của ngổng trục, (m)
Công suất của động cơ truyền chuyển động quay cho thùng trộn : N, +N,
Ngo = _Ởg 2 (KW) (3.60) n Ở Hiệu suất truyền động
II - MAY TRON CUONG BUC
1 Máy trộn bê tông cưỡng bức
a) May tron bê tông cưỡng búc làm uiệc chu kỳ
Loại máy này dùng để sản xuất hỗn hợp bê tông có độ lớn của cốt liệu không quá 70mm và cũng dùng để sản xuất vữa xây dựng, sản xuất hỗn hợp trong lĩnh vực sản xuất vật liệu thủy tỉnh và gốm xây dựng
Phổ biến nhất là loại máy trộn rôto, bởi vì các bộ phận công tác của nó có thể làm việc
với vận tốc cao Trong các loại máy trộn này, hỗn hợp được nhào trộn trong khoảng không
gian vành đai tròn của vỏ thùng cố định bởi hệ thống các cánh trộn, được lap đật với các bán kắnh khác nhau và đưới các góc khác nhau Kết cấu loại máy trộn như vậy hợp lý hơn nhiều
so với loại máy trộn tạo các dòng ngược nhau có thùng trộn quay
Trang 27Trén hinh 3.22 thé hiện sơ đồ cấu tạo của máy trộn rôto với chuyển động vòng tròn của các cánh trộn Được chế tạo theo sơ đồ này là các máy trộn loại 165 và 330 lắt (chỉ số dung tắch này là thể tắch bê tông trộn được sau một mẻ trộn)
Hỗn hợp được nhào trộn bởi cơ cấu (2) trong vùng không gian vành đai tròn, được tạo bởi vỏ thùng trộn (1) và cốc trụ úp ngược trung tâm (10) Các cánh trộn (12) lắp cố định vào công xôn (13), di chuyển trong vùng không gian vành đai tròn khi rôto (9) quay nhờ được dẫn động từ động cơ - hộp giảm tốc (6) thông qua cắp bánh răng truyền động (5)
Các phối liệu được nạp vào thùng trộn qua phễu nạp liệu (3) Hỗn hợp trộn xong được xả qua đáy xả (8), được điều khiển đóng, mở bằng xilanh khắ nén (7) Các cánh trộn được nối truyền động với rôto nhờ cơ cấu giảm xóc, bao gồm lò xo (14) và đòn bẩy (15) Kết cấu như vậy đảm bảo cho các cánh trộn không bị gẫy trong trường hợp chúng bị mắc kẹt do đá dam Vi tri cha các cánh trộn được điều chỉnh bằng vắt (16) Nước được đưa vào thùng trộn theo đường ống nước cong tròn, có nhiều lỗ khoan để nước được tưới đều Đáy và các thành trong của thùng trộn được lát bằng các tấm ốp mạ thép thay đổi (11)
Sơ đồ cấu tạo cụm công tác của máy trộn rôto được thể hiện ở hình 3.23 Các cánh trộn (1) được ghép chặt vào các kẹp (2) thuộc các tay dẫn (3) Các tay dẫn được lắp ghép vào rôto nhờ các giảm xóc (5đ) có trang bị các vắt điều chỉnh (6) Cánh trộn (7) dùng để làm sạch thành thùng trộn, còn cánh trộn (4) - làm sạch thành cốc trụ úp ngược trung tâm Theo sơ đồ cấu tạo thấy rất rõ là, các cánh trên được lắp đặt nhằm tạo góc với các bán kắnh và với mặt phẳng thẳng đứng; điều này đảm bảo sự tuần hoàn mạnh mẽ của hỗn hợp theo các hướng : vòng tròn, hướng tâm và thẳng đứng
Hình 3.23 Cụm công tác của máy Hiện rôio
Trang 28Các cánh trộn của máy trộn, (được thể hiện trên hình 3.24), thực hiện chuyển động phức
tạp xung quanh các trục quay hành tỉnh của chúng đồng thời tham gia chuyển động mang theo trên đường tròn thuộc khoảng không gian vành đai tròn của buồng trộn ; điều này tạo nên các dòng vật liệu chuyển động đan chéo nhau mãnh liệt Máy trộn bao gồm giá máy (1) ở trên đó có lắp đặt thùng trộn
(2) được ốp bằng các tấm thay đổi (3) Trên miệng thùng trộn có bố trắ nắp đậy thùng trộn (10) Trên nắp đậy thùng trộn dat phéu nap
liệu (5) và động cơ - hộp giảm tốc
(7) Truc ra (8) của hộp giảm tốc thông qua khớp nối cân bằng (9) làm quay giá treo (6), giá treo này đồng thời cũng là vỏ của hộp giảm tốc hành tỉnh Bánh răng trung tâm (11) được lắp cố định vào trục đỡ nằm ở trong cốc trung tâm
(20) Khi trục hành tỉnh tham gia
chuyển động mang theo quay xung quanh trục trung tâm, thỉ thông qua các bánh răng trung gian (12) trục (13) cũng bắt đầu quay xung quanh trục của mình Ở đầu dưới của trục (13) có ghép ` \ chặt tấm chạc (15), ở tấm chạc A-A 20 19 17 18 này có ghép chặt các thanh trụ
(16), trên mỗi thanh trụ có hàn hai đãy cánh trộn (17) Được lắp cố định vào giá treo là cánh trộn (21) dùng để đảo hỗn hợp phắa
dưới các cánh trộn, cũng như là các cánh trộn (24) và (23) dùng
để làm sạch các thành bên trong
buồng trộn Nước được đưa vào
buồng trộn theo đường ống nước
hình cong tròn, có nhiều lỗ khoan
để tưới nước đều trong buồng
trộn Hỗn hợp trộn xong được xả
qua lỗ xả ở đáy buồng trộn, đóng mở bằng náp đáy (19), nắp đáy
được lắp đặt trên trục (18) Nắp
đáy được điều khiển bằng xilanh
khắ nén (22) Theo sơ đồ cấu tạo vừa nêu trên người ta chế tạo máy
trộn loại 880 lắt
Để sản xuất hỗn hợp bê tông
đẻo (tỉ lệ nước trên xi măng cao ` -
hơn loại bê tông khô) với độ hạt Hình 3.24 Máy trên rô to uói chuyển dộng
hành tắnh của các cứnh trộn
Trang 29
\ +1 10
Hinh 3.25 May tr6n tua bin
của cốt liệu nhỏ hơn 40mm và vữa xây dựng, người ta sử dụng loại máy trộn tốc độ cao (hỉnh 3.25) Tần số quay của các bộ phận công tác trong loại máy trộn này vào khoảng 8 + 9 vòng/s Hỗn hợp được nhào trộn ở trong thùng trộn (7), phắa trong thùng trộn cớ bố trắ rôto quay bao gồm đỉa rôto (1), trên đĩa rôto có lắp cố định các cánh trộn (2) Đỉnh trên của các cánh trộn được liên kết cố định bằng vành tròn (đ) Khi quay rôto, hỗn hợp được văng ra, va vào thành đáy hình non, tao ra các dòng hốn hợp chuyển động theo phương vòng tròn và phương thắng đứng nhờ vậy mà hỗn hợp được nâng lên theo đường xoắn ốc vượt quá vành tròn (đ) rồi lại tiếp tục rơi xuống rôto Chuyển động của hốn hợp mạnh mẽ như vậy cho nên hỗn hợp vữa đạt được độ đồng nhất rất nhanh
Trục (11) của rôto được dẫn động quay từ động cơ (9) qua bộ truyền đai (10), Các phối liệu của hỗn hợp được nạp vào thùng trộn qua phễu nạp (6) Hỗn hợp trộn xong được xả ra qua cửa xả ở đáy thùng trộn, cửa xả này được đóng mở bằng cửa chán (3) Cửa chấn được điểu khiển bang xilanh thủy lực (4), dẫn động bằng động cơ thủy lực (8)
b) Máy trộn cưỡng búc làm uiệc liên tục
Loại máy trộn này được sử dụng rất rộng rãi để sản xuất vữa bê tông và vữa xây dựng, trang bị cho các trạm trộn làm việc liên tục với năng suất 5,10 và 30mỢ/h Hiện nay được dùng phổ biến là loại máy trộn cánh hai trục nằm ngang (hình 3.26)
Thông qua các thiết bị định lượng tương ứng, các phối liệu được nạp theo dòng liên tục vào thùng trộn dạng máng (8), bên trong thùng trộn có bố trắ 2 trục trộn (6) có gắn các cánh trộn (7) quay ngược chiều nhau Các cánh trộn được lắp đặt nghiêng so với trục trộn, sao cho hỗn hợp được tuần hoàn mạnh mẽ theo phương hướng tâm và từ từ di chuyển về phắa cửa xả (đ) Các trục trộn được truyền chuyển động quay từ dộng cơ (1) qua bộ truyền đai (2), hộp giảm tốc (3) và cặp bánh răng truyền động (4)
Trang 30Hình 3.26 Máy trộn làm uiệc liên tục c6 hai truc tron nam ngang:
ụ Hình chung ; b Sơ đồ truyền dộng cho các trục trộn
Chất lượng nhào trộn của hỗn hợp ở chế độ làm việc liên tục của máy trộn chỉ đảm bảo được nếu như hỗn hợp được lưu giữ ở trong thùng trộn một khoảng thời gian cần thiết, Điều này chỉ đạt được khi đảm bảo sự tương quan hợp lắ giữa chiều dài của máy trộn, vận tốc góc của các trục
trộn và sơ đồ láp đặt các cánh trộn Trên mỗi trục trộn có lắp đặt 30 + 60 cánh trộn, được bố trắ nghiêng một góc 40 + 4đ so với trục trộn Một số cánh trộn được bố trắ dưới các góc nghiêng, sao cho hình thành eác dòng hỗn hợp chuyển động đan chéo nhau ; do vậy làm giảm tốc độ di chuyển dọc trục của hỗn hợp và tạo ra các vùng nhào trộn mạnh mẽ
Các thông số ki thuật của các loại máy trộn bê tông chế tại CHLB Nga được thể hiện
trong bảng 3.3 `
Trang 312 Máy trộn vữa xây dựng
Để sân xuất vữa xây dựng, người ta sử dụng các loại máy trộn cưỡng bức làm việc chu ki va lam việc liên tục 6 CHLB Nga chế tạo các loại máy trộn vữa xây dựng lầm việc chu kì cố dung tắch sản xuất 80, 150, 325, 1000 và 1500 lắt Các loại có dung tÍch sản xuất 80 và 150 lit được chế tạo để làm việc lưu động, còn các loại có dung tắch sản xuất 32đ và lớn hơn - để làm việc cố định tại các trạm trộn và các nhà máy
Loại máy trộn vữa 325 lắt (hình 3.27) gồm có bệ máy (l), trên bệ bố trắ thùng trộn (7) Các phối liệu được nhào trộn bởi hai cánh trộn dạng xoắn vắt (12), bố trắ trên trục trộn (11) đặt trên các ổ đỡ (13) Cụm dẫn động được bố trắ ở trên công ~ xơn (2) bao gồm động cơ (6) truyền chuyển động qua bộ truyền đai (5), bánh đà (4) và hộp giảm tốc (3) tới trục trộn Nhằm tránh bụi và bắn vữa ra ngoài, thùng trộn được bố trắ nấp đây (8) Vữa trộn xong được xả qua cửa xả, cửa này được đóng mở bằng cánh cửa xả (10) nhờ xilanh khắ nén (9) Thời gian nhào trộn trong các loại máy trộn này kéo đài khoảng 40 + 60 giây, số mẻ trộn trung bình đạt được khoảng 40 mẻ/giờ mãn - Ty L = N42 43
Hinh 3.27 May tron vita xây dung lam uiệc chu kì uới dung tắch sản xudt 325 lit Trên hình 3.28 thể hiện loại máy trộn vữa xây dựng có trang bị gầu nạp Trên giá máy ngoài các thiết bị công tác và cụm dẫn động còn bố
trắ trục truyền động để nâng gầu nạp Trục trộn và gầu nạp đều được dẫn động từ động cơ (9) Để dẫn động cho nửa li hợp nón ma sát (3) quay trơn trên trục dẫn động cho gầu nạp, người ta bố trắ bộ truyền xắch (2) trên trực truyền động trung gian của hộp giảm tốc (1) Khi sử dụng tay quay (8) qua cơ cấu ép đẩy (5) nửa li hợp nón ma sát (3) được di chuyển về phắa trái để đóng li hợp nón ma sát ; vì nửa li hợp nón ma sát (4) được lắp cố định trên trục cho nên khi li hợp nón ma sát được đóng thì trục dẫn động cho gầu nạp cũng bắt đầu quay Chiều quay của trục khi được truyền động từ động cơ tới cũng chắnh là chiều quay của tang cuốn cáp (6) dùng để kéo gầu nạp lên cao Gầu nạp được hạ xuống đất nhờ tác dụng của trọng lượng gầu nạp khi nhả
phanh đai (7) cùng đồng thời với việc mở li hợp nón Hình 3.28 So dé động học
ma sat (4) của máy trộn uữa Cb - 97
Trang 32
Trên hình 3.29 thể hiện loại máy trộn vữa xây dựng làm việc theo chu ki co dung tắch sản xuất 1000 lắt Trên giá máy (1) có láp thùng trộn (3) và cụm dẫn động, bao gồm động cơ (8) đặt trên giá điều chỉnh (13), bộ truyền đai (14) và cặp bánh răng truyền động (18, 20) Trục trộn (17) được lấp vào hai 6 truc (5) và (19), các ổ trục này được bố trắ ở trên các công xôn (4) Các cánh trộn đạng xoắn vắt (15) thông qua các công xôn (16) được cố định vào trục truyền động Bánh đai bị dẫn (6) quay trơn trên trục trung gian (10) lắp đặt trên các ổ trục (11) Trục trung gian chỉ được truyển chuyển động quay khi mà li hop ma sat (7) được đóng nhờ cánh tay đòn (12) Thành trong của thùng trộn được ốp các tấm lót thay đổi
(9) Vữa trộn xong được xả qua đáy xa (2) le pos ` ự
Hình 3.29 Máy trộn uữa cưỡng bức lam uiệc chu kì có dụng tắch sản xuốt 1000 lắt 3 Công suất động cơ dẫn động cho máy trộn cướng bức dùng để trộn bê tông và vữa xây dựng
Hỗn hợp bê tông và vữa xây dựng trong mối phụ thuộc vào trạng thái của chúng, có đồng thời các tắnh chất của các cốt liệu rời và chất lỏng dắnh Trạng thái thay đổi của chúng được đặc trưng bởi phương trình Niu tơn dùng cho việc xác định sức cản dòng chảy của chất lỏng dắnh :
Trang 33dv
= :ỞỞ 3.61
tT tT +H dy ; ( )
Trong đó 7 Ở Ứng suất của các lực ma sát trên các bể mặt bị tiếp xúc với nhau ; Tạ Ở Ứng xuất chuyển vị giới hạn, đặc trưng cho sự liên kết cấu trúc ; Ấ ~ Hệ số thủy động học của chất kết dắnh ;
di `
i -Gradien vận tốc đòng chảy trong tiết diện vuông góc với hướng chuyển động
y
Trong giai đoạn đầu của quá trình nhào trộn, các hỗn hợp nêu trên phải cần tới một lực tác đông khá lớn Khi các liên kết cấu trúc bị phá vỡ thì các lực cân chuyển động các cánh trộn bị giảm đi và càng giảm nhiều thì tốc độ biến dạng càng lớn Khi các liên kết cấu trúc bị phá hủy hoàn toàn thi cdc hỗn hợp nêu trên có thể được coi là chất lỏng thuần túy với độ dắnh kết xác định nào đó
Vì các dòng chuyển động của hỗn hợp trong quá trinh trộn rất phức tạp và sự biến đổi nhanh các tắnh chất cơ - lắ của hỗn hợp trong quá trình trộn, do vậy phương trình chuyển động của hỗn hợp phải được giải ở dạng tiêu chuẩn theo lắ thuyết đồng dạng Ảnh hưởng lớn nhất tới quá trình trộn là : áp lực chắnh diện, lực ma sát và trọng lực của hỗn hợp Biểu diễn các lực đó ở dạng tiêu chuẩn có nghĩa là thể hiện sự tương quan của chúng đối với các lực quán tắnh, quá trình đó có thể được mô tả ở dạng hàm số mũ của các tiêu chuẩn quyết định :
E, = (RX (F)Ợ , (3.62)
Ey - Tiêu chuẩn Ơle, thể hiện sự tương quan giữa áp lực chắnh diện đối với các lực quán tắnh ;
Re - Tiêu chuẩn Reinolt, thể hiện sự tương quan giữa lực ma sát trong của hỗn hợp đối với các lực quán tinh ;
F, - Tiêu chuẩn Fruss, thể hiện sự tương quan giữa trọng lực đối với các lực quán tắnh Đối với các máy trộn, phương trình chuyển động của hỗn hợp có thể viết dưới dạng biến đổi như sau : 2\* 2 y N ụ.n.d nỘ.d ỞỞỞỞỞỞ=C|ẹỞỞ| p.m ds Bo | | g | , (3.63) ~ Khối lượng riêng của hỗn hợp, (kg/m?) ; n - Tần số quay của trục trộn, (v/ph) Pe d- Đường kắnh của cánh trộn, (m) ; C- Hé sé ti lệ, phụ thuộc vào hệ đo lường được chọn (đối với hệ đo lường SĨ thì C = 0,0152) ; Hu, Ở Hiệu ứng kết dắnh động, (N.8/m)?) ; g - Gia tốc rơi tự do, (m/s?) : Sau khi giải phương trình (3.63) ta thu được :
Trang 34Dựa trên các kết quả nghiên cứu thực nghiệm của Viện nghiên cứu máy xây dựng và
máy làm đường của Liên Xô (cũ), thì đối với máy trộn bê tông có hai trục trộn nằm ngang
làm việc liên tục, công suất động cơ thay đổi tỈ lệ với n ồ và Ấ07
Két hgp kết qua nghiên cứu trên với độ sai số cho phép thì công suất động cơ của máy
trộn có hai trục trộn nằm ngang làm việc liên tục có thể xác định theo công thức :
L
N = (28+80) > n3.d?3, (KW) (3.65)
L ~ Chiéu dai long máng máy trộn, (m)
Đối với loại máy trộn làm việc chu kÌ thì cơng suất cần thiết để quay cánh trộn là : t N = C45 B07, 2 cosa md? 27043, Ấ133, g02,ụ , (KW) (3.65) t - Bước xoắn vắt của các các cánh trộn, (m) ; b- Bề rộng của cánh trộn, (m) ; : Z - 8ố lượng cánh trộn; a Ở Góc đặt cánh trộn (so với trục trộn), (độ) ; gy - Hệ số làm đầy thùng trộn
Giá trị khối lượng riêng, hiệu ứng kết dắnh động của một số loại vữa được đưa vào bảng 3.4
Bảng 3.4 Các tắnh chất cơ lắ của bê tông, vữa xây dựng
Vữa bê tông có độ sụt Vữa xi măng có độ sụt
Các thông số của nón tiêu chuẩn, em của nón tiêu chuẩn, em 0+2/)/3+5/6+81'2+4/5+7)]8+9 |10+ 12 Khối lượng riêng ; (kg/m3) 1730 | 1880 | 2020 | 1730 | 1840 | 2000 | 2220 Hiệu ứng kết đắnh động 170 143 105 135 126 82 32 (Ns/m?)
Để tiện lợi cho việc tắnh toán, người ta sử dụng phương pháp tắnh toán đơn giản hơn Phương pháp này dựa trên cơ sở thay thế tất cả các dạng lực cân chuyển động của các cánh trộn trong hỗn hợp bằng lực cản riêng được xác định bằng thực nghiệm
Theo sơ đồ tắnh toán (hinh 3.30) thì mômen cần thiết để quay cánh trộn : " K.b.(rả ~ r2) M = [k.b.rar =ỞỞỞỞỞỞ, (N.m) (3 66) tp Công suất động cơ, tương ứng : K.b.Ủ(rả - 2)Z.9 N= a ỞỞỞỞ?(EWM) (3.67)
K - Hệ số lực cân riêng khi cánh trộn chuyển động trong hỗn hợp , (N/m?) ; b- Chiếu của bể rộng cánh trộn trên mặt phẳng vuông góc với hướng quay, (m) ; Ủ - Vận tốc góc của trực trộn, (Rad/s) ;
tr, và rạ Ở Bán kắnh ngoài và bán kắnh trong của cánh trộn, (m);
Trang 357 Ở Hiệu suất truyền động của máy trộn, = 0,65 + 0,7 Các giá trị của hệ số lực cản chuyển động riêng được đưa vào bảng 3.5
Hình 3.30 Sơ dồ tắnh toón công suất cho máy trộn cưỡng Đúc Bảng 3.5 Hệ số lực cản chuyển động riêng của các loại vữa
K (Nim?) ota các loại vữa có độ sụt của nón
Loại vữa Thành tiêu chuẩn, cm ồ phan 2+4 5+7 8+9 10 + 12 Vữa vôi 1:2 14000 12000 11000 6000 Vita voi 1:5 18000 16000 14000 6000 Vita xi mang 1:3 43000 24000 17000 7000 Vita véi-xi mang 1:16:65 35500 22000 16000 7000 Công suất động cơ của loại máy trộn rôto cũng có thể xác định theo công thức (3.67)
Theo kết quả nghiên cứu của KM Korôlôv thi gia trị hệ số lực cản chuyển động của các loại bê tông sẽ là :
- Đối với vữa bê tông dẻo : K = 3.104N/m? ; ể Đối với vữa bê tông khô : K = 5,5.10 N/m2
Vắ dụ : Xác định công suất động cơ của máy trộn rôto loại Cb - 85 Sơ đồ tắnh toán được thể biện trên hình 3.31
Máy trộn gồm có năm cánh trộn ngập hẳn trong hỗn hợp bê tông (chiều cao của chiếu các cánh trộn đơ lên mặt phẳng thẳng đứng hị = 60mm) và hai cánh tron làm sạch (3 và 4) ; độ ngập của chúng trong hỗn hợp bê tông h; = 200mm Vận tốc góc của rôto
Trang 36Phan IV
THIET BI NAP LIEU, BUNKE
VA CWA XA LIEU, THIET BI DINH LUQNG
Chuong I
THIET BI NAP LIEU
I CONG DUNG VA PHAN LOẠI
Thiết bị nạp liệu được dùng để cung cấp vật liệu đều và liên tục từ bun ke đến các máy vận chuyển, thiết bị định lượng và các thiết bị khác trong dây chuyền công nghệ sản xuất Thiết bị nạp liệu ổn định quá trình công nghệ và sự làm việc bình thường của các thiết bị, cho phép cơ giới hóa và tự động hóa quá trình sản xuất
Theo đặc tắnh chuyển động của bộ phận công tác, thiết bị nạp liệu được phân thành các loại : thiết bị nạp liệu chuyển động liên tục theo vòng khép kắn (băng tải nạp liệu, bản nạp liệu) ; thiết bị nạp liệu chuyển động dao động (máng nạp liệu dao động lắc đọc, máng nạp liệu rung động, thiết bị nạp liệu lắc tròn) ; thiết bị nạp liệu chuyển động quay tròn (vắt nạp liệu, đĩa nạp liệu, tang nạp liệu) Giải pháp kết cấu của các thiết bị nạp liệu rất khác nhau Dưới đây sẽ giới thiệu một số loại thiết bị nạp liệu chắnh
II THIẾT BỊ NẠP LIỆU DẠNG BẢN (BẢN NẠP LIỆU)
Bản nạp liệu được dùng để cung cấp vật liệu có kắch thước lớn cho các máy nghiền, hoặc
cấp liệu đến các thiết bị vận chuyển sau khi ra khỏi lò nung Bản nạp liệu có loại nặng -
dùng cho vật liệu có kắch thước tới 1300mm, và loại thường - dùng cho vật liệu có kắch thước
tới 400 + 500mm
Bản nạp liệu (hình 4.1) có bộ phận làm việc là một dải xắch liên tục, được cấu tạo từ các mắt xắch - các tấm thép (1) - có thành (2) ở hai bên, nối với nhau bằng các chốt (3) Ở hai đầu của các chốt có lắp các con lan (4) - ăn khớp với răng của các bánh sao dẫn động (5) và bị động (6) Dai xắch được căng nhờ hai vắt (7) và được đỡ bằng các con lăn đỡ trên (8)
và dưới (9)
Cơ cấu dẫn động của bản nạp liệu gồm có động cơ, bộ truyền động đai, hộp giảm tốc, bộ truyền động xắch Từ đĩa xắch bị dẫn (10) chuyển động được truyền qua bộ truyền bánh răng
Trang 37Ban nạp liệu được đặt nghiêng một góc 159 Các kắch thước chủ yếu của bản nạp liệu là chiều rộng ban và chiều cao của thành bên Tắnh chọn kắch thước của bản nạp liệu dựa vào năng suất yêu cẩu, tốc độ làm việc của bản và kắch thước cục vật liệu
Tốc độ nạp liệu của bản nạp liệu loại nặng thường từ 0,đ + 0,2ỏm/s, loại thường từ 0,025 + 0,15m/s Năng suất của bản nạp liệu được tắnh theo công thức : Q = 3600Bhyvp_, (m3/h) (4.1) B - Chiều rộng ban, (m) ; h - Chiều cao thành bên, (m) ; v Ở Tốc độ chuyển động của bản, (m/ậ) ; ụ - Hệ số chứa đây, p = 0,75 + 0,8
Khi chọn chiều rộng bản, cần tắnh đến kắch thước lớn nhất của vật liệu Chiều rộng của bản phải lấy từ 1,8 + 2,đ kắch thước lớn nhất của vật liệu
Chiều cao thành bên cớ thể nhận bằng 0,06 + 0,09 chiều rộng bản Công suất động cơ của bản nạp liệu được tắnh theo công thức :
Wg.v
100 ?
W,, - Luc kéo ban nap liéu, (N) ;
v ể Tốc độ chuyển động của bân, (m/8) ;
n Ở Hiệu suất của cơ cấu dẫn động
N= (KW) (4.2)
Lực kéo của bản nạp liệu :
Wẹ = kụ,(đ¡ +2q;) L(cosổ + sinổ) kụ, (N) 43)
k, - Hệ số tắnh đến lực cản tại các đầu uốn vòng của bản (k, = 1,15) ; q¡ - Trọng lượng của vật liệu trên 1 mét chiều đài bản, (N/m) ; : qạ - Trọng lượng của 1 mét chiéu dai ban, (N/m) ;
L Ở Chiéu dai ban nap liệu, (m) (tắnh từ tâm của các bánh sao) ; ỏ - Góc nghiêng của bản nạp liệu ; kựẤ - Hệ số sức cản chuyển động: fd + 2u ky = ko k ~ Hé sé tinh dén lực cản chuyển động do ma sát của con lăn với các bánh sao, k = 1,5;
f - Hệ số ma sát trượt giữa con lăn và truc cha no, f = 0,25 ; w Ở Hệ số ma sát lăn giữa con lăn và bánh sao, # = 0,001m ; d - Đường kắnh trong của con lăn, (m) ;
D - Đường kắnh ngoài của con lăn, (m)
Trang 39
Hình 4.2 Máy cấp liêu dang hộp
Máy gồm : Bản (1) trên có khung hình hộp (2), trục dẫn động (3), trục bị dẫn (4) và trục (5), cling với các búa (6) lắp trên trục Mặt bên trong khung (2) có lót các tấm thép Trong các thanh dẫn hướng thẳng đứng của khung máy có đặt các tấm ngăn (7), chia hộp nạp liệu thành ba ngăn Như vậy trong máy cấp liệu dạng hộp có thể định lượng sơ bộ các loại vật liệu khác nhau (đất sét, cát, mạt cưa) ; từng loại vật liệu được đưa vào các ngăn phắa trên bản nạp liệu, được tạo bởi mặt bản, thành bên và các tấm ngăn Định lượng các loại vật liệu bằng cách thay đổi khoáng cách giữa mép dưới của tấm ngăn với mặt bản
Bản nạp liệu gồm hai dải xắch kéo kiểu bản Ở ống con lăn, Giữa hai di xắch được hàn các tấm thép ngang (8) Mép của các tấm này hơi lõm xuống để tấm nọ phủ lên mép tấm
kia, tránh cho vật liệu lọt qua khe hở giữa các tấm Trên hai trục dẫn động và bị dẫn có lấp
các bánh sao của hai đải xắch kéo Các búa lắp trên trục () dùng để nghiền vỡ các mảnh đất sét lớn và trộn đều các thành phần vật liệu
Cơ cấu dẫn động của máy gồm có động cơ điện, hộp giâm tốc, bộ truyền đai (9), bộ truyền bánh răng (10) và cơ cấu truyền động thanh trượt - bánh cóc (11) Máy cấp liệu đạng hộp thường được chế tạo có chiều dai 3,õđm và đm (khoảng cách giữa các trục dẫn động và bi dan của bản nạp liêu)
Năng suất của máy cấp liệu dạng hộp :
Q = 3600.B.hy, (m3/h) (4.4)
Trang 40h - Khoang cach tit ban nap liéu d&én mép vách ngăn cuối cùng, (m) ; v - Téc d6 chuyển động của ban, (m/s)
Luc kéo ban trong máy cấp liệu dạng hộp được tắnh theo công thức : /
W, = W,+W,+W3+W, , (N) (4.5)
W, - Luc cản chuyển động của bản, (N);
WƯ - Lực cản do ma sát giữa vật liệu và thành bên của bản, (N) ; WƯ - Lực cản do các tấm ngăn, (N) ;
WƯ - Lực cản quay của búa, (N)
Luc can chuyển động của bản được tắnh như ở bản nạp liệu :
W, = k,(q; + 2q,).Lk, , (N) (4.6)
Ý nghĩa và giá trị của các đại lượng kụ, qụ dạ L, k, nhu đã nói trên Nhận áp lực của vật liệu lên thành bên hộp nạp liệu được phân bố theo định luật thủy tắnh, khi đó :
h2
W, = 2h L.fy.g , W) (4.7)
h - Khoảng cách từ mặt bản đến mép tấm ngăn cuối cùng, (m) ;
y - Khối lượng riêng của vật liệu, (kg/m)) ;
L Ở Chiều dài máy (bản nạp liệu), (m) ;
f, - Hệ số ma sát giữa vật liệu và thành bên hộp nạp liệu ; g - Gia tốc rơi tự do, g = 9,81 m/s? ;
Luc can W, - Để cho mỗi tấm ngăn ; và lực cán quay của búa WƯ được tắnh là:
W, = 0,2(q, + 24,).Lk, (4.8) W, = 0,2(q, + 2q,)Lk, (4.9)
1H BẰNG TAI NAP LIEU
Băng tải nap liệu dùng để nạp các loại vật liệu hạt nhỏ và hạt bụi
Băng tải nạp liệu còn là một trong những bộ phận chắnh của thiết bị định lượng và của
máy rải hỗn hợp bê tông Theo nguyên lắ làm việc và cấu tạo, băng tải nạp liệu giống như một băng tải vận chuyển ngắn, có thành hai bên, chiều rộng băng từ 400 + 1200mm, tốc độ chuyển động của băng 0,05 ~ 0,ỗ m/ụ Trên hình 4.3 giới thiệu cấu tạo chung của băng tai nạp liệu Trên khung (1) có treo băng tải ngắn (2) Phắa trên khung (1) đặt bun ke tiếp nhận vật liệu (3) Băng tải bằng cao su có tang dẫn động (4) và tang căng băng (đ) Do yêu cầu tốc độ chuyển động của băng nhỏ và phải điều chỉnh được nên trong cơ cấu dẫn động có bố trắ cơ cấu cóc, gồm có bánh cóc (6) và cánh tay đòn (7) cùng với hai cóc (8) Cánh tay đòn dao động nhờ hệ thanh truyền (cơ cấu trục khuỷu - biên) (10), nhận chuyển động từ trục dẫn động (9), độ dài của trục khuỷu có thể điều chỉnh bằng cách quay vòng (11) quanh
trụ (12)
Khi trục dẫn động (9) quay, đòn (7) sẽ dao động Khi đòn dao động về một phắa, cóc sẽ vào khớp với răng bánh cóc và làm quay bánh cóc ; Cùng với bánh cóc, tang dẫn động cũng