Thiết kế trạm trộn BTXM năng suất 45m3h (thuyết minh+bản vẽ)

1.Tổng quan về công tác sản xuất BTXM và công nghệ trộn 2. Đề xuất và luqạ chọn phương án thiết kế 3.tính toán, thiết kế tổng thể trạm trộn BTXM 4. Tính toán thiết kế bộ máy trộn 5.Tính toán hệ thống cấp liệu(đá,cát) 6. Quy trình lắp dựng, vận hành trạm. 7.Tính toán viét tải cấp xi măng 8. Tính toán xiclô chứa xi măng 9. Tính toán hệ thống nước 10. Tính toán một số chi tiết và kết cuấ thép theo chỉ định 11.Xây dựng sơ đồ điện cho trạm

Lời nói đầu

Hiện nay, nớc ta đang trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá

đất nớc, nhằm đa nớc ta bớc kịp với các nớc khác trong khu vực và trên thế giới

Do vậy mà việc phát triển cơ sở hạ tầng về giao thông đờng xá, cầu cống hay cácnhà ga, sân bay, bến cảng … là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đ là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đa

đất nớc ta đi lên Điều đó đòi hỏi một số lợng lớn các trang thiết bị phục vụ choviệc xây dựng công trình,trong đó có trạm trộn bê tông xi măng.Các trạm trộnBTXM đang đợc sử dụng ở nớc ta hiện nay rất đa dạng và phong phú cả vềchủng loại, kích cỡ xuất xứ, trong đó có rất nhiều trạm do Việt Nam chế tạo.Dovậy tính toán thiết kế trạm trộn BTXM năng suất 45m3/h’’là một đề tài tốtnghiệp hay,có tính thực tế cao và vừa sức dành cho sinh viên chuyên nghànhMáy xây dựng_Xếp dỡ Trờng Đại Học Giao thông Vận Tải

Đề tài này do hai sinh viên Nguyễn Văn Biển và Phan Quỳnh Đức lớp máyxây dựng _K45 thực hiện , trong đó nhiệm vụ cụ thể của mỗi ngời nh sau:

I.Nguyễn văn Biển:

1.Tổng quan về công tác sản xuất BTXM và công nghệ trộn

2 Đề xuất và luqạ chọn phơng án thiết kế

3.tính toán, thiết kế tổng thể trạm trộn BTXM

4 Tính toán thiết kế bộ máy trộn

5.Tính toán hệ thống cấp liệu(đá,cát)

6 Quy trình lắp dựng, vận hành trạm

II Phan Quỳnh Đức:

1Tính toán viét tải cấp xi măng

2 Tính toán xiclô chứa xi măng

3 Tính toán hệ thống nớc

4 Tính toán một số chi tiết và kết cuấ thép theo chỉ định

5.Xây dựng sơ đồ điện cho trạm

Đồ án tốt nghiệp này trình bày lần lợ các nội dung em đã thực hiện hteonhiệm vụ đợc giao.Do thời gian thực hiện có hạn va hiểu biết còn ít nên chắcchắn đồ án này có nhiều thieuú sót, rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầytrong bộ môn và sự góp ý của các bạn sinh viên

Em xin trân trọng cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Vịnh thầyNguyễn Ngọc Trung đã nhiệt itnhf hớng dẫn để em có thể hàon thành đồ án tốtnghiệp này

Hà nội: 3/2009Sinh viên thực hiện

Phan Quỳnh Đức

Chơng I:

TổNG QUAN Về TRạM TRộN BÊ TÔNG XI MĂNG

1.1 Giới thiệu chung về bê tông

Bê tông là loại đá nhân tạo đợc hình thành từ hỗn hợp gồm: Chất kết dínhvô cơ ( ximăng, thạch cao, vôi ), với cốt liệu (sỏi, cát, đá, ), và nớc trải qua quátrình đông kết tự nhiên hay nhân tạo

Ngoài thành phần kể trên trong quá trình sản xuất bê tông ngời ta con đathêm vào bê tông các chất phụ gia vô cơ hoặc hữu cơ để tăng cờng một số tínhchất của bê tông đảm bảo yêu cầu sử dụng Các chất phụ gia đợc lựa chọn theo tỉ

lệ thích hợp Trong hỗn hợp bê tông, ximăng, phụ gia và nớc là những thànhphần chúng tác dụng với nhau tạo thành hồ kết dính Cốt liệu( cát, đá, sỏi, xỉ )liên kết với nhau tạo thành bộ khung chịu lực của bêtông Cấp phối cốt liệu đợclựa chọn một cách hợp lý để đợc hỗn hợp bêtông nh ý

Hồ kết dính có nhiệm vụ bao bọc các hạt cốt liệu và lấp đầy lỗ rỗng giữacác hạt cốt liệu đồng thời hồ kết dính còn đóng vai trò là chất nhờn giúp cho hỗnhợp bê tông có độ dẻo Sau khi đông kết hồ kết dính còn có khả năng đông kếtcác hạt cốt liệu với nhau tạo thành đá nhân tạo là bêtông Bêtông là một loại vậtliệu đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành: Xây dựng dân dụng, giao thông, thuỷlợi, vì bêtông có các u điểm sau:

- Cờng độ chịu nén tơng đối cao

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

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

- Bêtông kết hợp với cốt thép tạo ra vật liệu có khả năng chịu lực rấtcao

-Theo khối lợng thể tích phân ra:

+ Bêtông đặc biệt nặng ( > 2500kg/m3), dùng cho những kết cấu đặcbiệt

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

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

+ Bêtông nhẹ  = 500 1800 (kg/m ), gồm có bêtông cốt liệu rỗng,bêtông tổ ong (bêtong khí và bêtông bọt) chế tạo từ hỗn hợp chất kết dính, nớccấu tử silíc nghiền mịn và chất tạo rỗng

+ Bêtông đặc biệt nhẹ cũng là loại bêtông tổ ong và bêtông cốt liệu rỗngnhng có < 500(kh/m3)

- Theo công dụng bêtông đợc phân ra:

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

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

+ Bêtông dùng cho mặt đờng sân bay lát vỉa hè

+ Bêtông dùng cho kết cấu bao che

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

+ Bêtông trang trí

Trạm trộn bêtông ngày nay phải đáp ứng nhu cầu của khách hàng về: Mácbêtông, thành phần cấp phối bêtông, Do đó để tính chọn thiết bị định lợng chotrạm trộn bêtông cần phải xác định khối lợng tối đa của các thành phần cốt liệucho 1m3 bêtông Theo kinh nghiệm thực tế định ra khối lợng tối đa của các thànhphần phối liệu cho một m3 hỗn hợp bêtông nh sau:

1.3 Trạm trộn bờ tụng xi măng

1.3.1 Khái niệm chung về trạm trộn bêtông

Tất cả các phối liệu vận chuyển một lần lên cao nhờ các thiết bị nâng vậnchuyển (băng tải, gàu tải, vít tải, máy bơm ximăng ) Trên đờng rơi tự do củachúng các quy trình công nghệ đợc tiến hành( định lợng, nạp vào máy trộn, nhàotrộn và nhả vào các thiết bị vận chuyển hỗn hợp bêtông)

+ Ưu điểm của trạm trộn này là có thời gian chu kỳ làm việc nhỏ nhất, cóthể bố trí nhiều máy trộn trên một tầng, tự động hoá, tiện lợi và năng suất cao( Q

 240m3/h)

+ Nhợc điểm của trạm trộn này là quá cồng kềnh, các bunke chứa cácphối liệu khô phải có sức dự trữ đảm bảo cho trạm trộn làm việc trong vòng haigiờ, vốn đầu t ban đầu rất lớn và khó khăn trong việc rời chuyển

- Trạm trộn bêtông dạng bậc:

Các thiết bị công tác đợc bố trí theo các khối chức năng độc lập trên mặtbằng riêng và đợc liên hoàn nhau bằng các thiết bị nâng- vận chuyển, bunkechứa định lợng và bunke tập kết các phối liệu khô đã định lợng Khối nhào trộngồm các thiết bị định lợng chất lỏng( nớc và phụ gia), các máy trộn bêtông vàphễu nạp hỗn hợp bêtông cho cho các thiết bị vận chuyển

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

+ Nhợc điểm của trạm trộn này là: khó khăn trong việc bố trí nhiều máytrộn, chỉ đảm bảo số lợng máy trộn tối đa là hai, thời gian chu kỳ làm việc củatrạm tơng đối lớn và khá phức tạp về việc tự động hoá trong điều khiển trạmtrộn

b) Theo nguyên lý làm việc của trạm trộn

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

- Trạm trộn bê tông làm việc liên tục: Loại trạm trộn này làm việc có hiệu quảkhi nhu cầu về hỗn hợp bêtông cùng mác có khối lợng lớn nh phục vụ cho cáccông trình thuỷ điện, các công trình giao thông

c) Theo khả năng di động của trạm trộn

-Trạm trộn cố định: phục vụ cho công tác xây lắp của một vùng lãnh thổ, đồngthời cung cấp bêtông thơng phẩm cho một vùng bán kính hiệu quả Thiết bị củatrạm trộn cố định thờng đợc bố trí theo dạng tháp

- Trạm trộn dạng tháo lắp nhanh: Đợc trang bị cho công trình có thời hạn khaithác trạm trộn tại mỗi nơi ngắn (từ một năm tới vài năm).Để khai thac có hiệuquả trạm trộn này thì trạm trộn phải có thời gian tháo lắp nhanh với chi phí cho

tháo lắp và vận chuyển là nhỏ nhất Các thiết bị của trạm trộn đợc bố trí theodạng bậc với các mô đun vận chuyển tiện lợi

- Trạm trộn di động: thờng đợc thiết kế theo dạng bậc, các khối chức năng củatrạm trộn thờng đợc bố trí trên các hệ thống di chuyển Loại trạm trộn này thờng

đợc thiết kế với năng suất nhỏ( Q 30m3/h) để phục vụ cho các công trình giaothông, thuỷ lợi và các công trìng xây dựng cần khối lợng bê tông nhỏ và khôngtập trung

d) Theo năng suất của trạm trộn.

- Loại nhỏ: Q 30 m3/h

- Loại vừa : Q  60 m3 /h

- Loại lớn : 70 m3/h Q 120 m3/h

e) Theo phơng pháp điều khiển trạm trộn ta có

Hệ thống điều khiển bằng tay, hệ thống điều khiển bán tự động và hệthống điều khiển tự động Trạm trộn hiện đại ngày nay thờng đợc trang bị thiết

bị điều khiển có khả năng làm việc ở cả ba chế độ điều khiển nh trên

Chơng II:

đề xuất và lựa chọn phơng án thiết kế

Các trạm trộn bê tông xi măng đang đợc sử dụng ở nớc ta hiện nay rất đadạng và phong phú cả về kích cỡ đến xuất sứ, chủng loại… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đTuy nhiên, có thể

phân biệt đợc các trạm trộn thông qua những kết cấu cơ bản nh cách bố trí mặtbằng, kết cấu buồng trộn… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đvà đặc biệt là phơng pháp cấp liệu Trên thực tế hiệnnay, ở các trạm trộn bê tông xi măng, có rất nhiều phơng pháp cấp liệu đợc sửdụng nh cấp liệu bằng máy bốc xúc, cấp liệu bằng băng tải, cấp liệu bằng bănggầu… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đMỗi phơng án đều có những u nhợc điểm riêng và phù hợp với từng điềukiện hoàn cảnh cụ thể Sau đây là một số phơng án đang đợc sử dụng nhiều trênthực tế hiện nay và các u nhợc điểm của nó, từ đó rút ra kết luận để lựa chọn raphơng án thiết kế tối u nhất.

1.1 Phơng án I: Cấp liệu bằng máy bốc xúc

Mô hình trạm trộn sử dụng máy bốc xúc để cấp liệu đợc thể hiện trên hình 1.1 và

hình 1.2

- Nguyên lý làm việc:

Máy bốc xúc sẽ xúc vật liệu (đá, cát… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đ) đi lên đờng dốc (1) và đổ vàophễu chứa cốt liệu (2) Phễu chứa (2) gồm có ba ngăn chứa đá lớn, đá nhỏ và cát.Phần dới của phễu chứa (2) có bộ phận cân định lợng cốt liệu Cốt liệu sau khi đã

đợc cân định lợng chính xác theo yêu cầu của mác bê tông sẽ đợc xả vào xe skip(3) Sau đó xe skip (3) sẽ đợc kéo lên cao bằng cáp theo đờng chạy số (4) nhờ hệthống động cơ điện (10) dẫn động hộp giảm tốc, tang tời quấn cáp Khi lên đến

vị trí cửa nạp cốt liệu của buồng trộn (7), xe skip (3) sẽ đợc lật nghiêng và cửa xeskip ở phía đáy xe sẽ tự mở ra, nhờ trọng lợng bản thân mà cốt liệu sẽ rơi vàobuồng trộn (7) Sau khi đã đổ cốt liệu vào buồng trộn, xe skip lại đợc hạ xuốngmặt đất và tiếp tục chu kì cấp liệu mới Lợng cốt liệu trong một lần vận chuyểncủa xe skip sẽ phục vụ cho một mẻ trộn của buồng trộn

Hình 1.1: Trạm trộn BTXM sử dụng máy bốc xúc để cấp liệu

măng, 12- Bộ phận thông khí của xyclo, 13- Xyclo chứa xi măng, 14- Vít tải cấp xi măng, ống bơm xi măng vào xyclo, 16- Hộp giảm tốc, 17- Động cơ điện dẫn động vít tải.

15-Bộ phận cân nớc (7) sẽ cân đúng lợng nớc theo yêu cầu rồi xả vào buồngtrộn Nớc đợc máy bơm nớc bơm lên từ bể nớc đặt ở dới

Xi măng đợc chứa trong xyclo (13) Khi trạm hoạt động, vít tải (14) sẽ vậnchuyển xi măng từ xyclo chứa (13) lên thùng cân xi măng (11) Tại đây xi măng

sẽ đợc cân định lợng chính xác theo yêu cầu của mác bê tông rồi sau đó đợc đổvào buồng trộn Vít tải (14) đợc dẫn động nhờ động cơ điện (16), hộp giảm tốc(17) Để đa xi măng vào xyclo chứa, ngời ta sẽ bơm xi măng vào xyclo thôngqua đờng ống số (15) bằng luồng khí nén áp lực cao Đờng ống (15) đợc thông từdới lên đến đỉnh của xyclo Phía trên xyclo có lắp bộ phận thông khí (12), gồm

có các màng vải lọc chỉ cho phép không khí đi qua và ngăn nớc cũng nh hơi ẩm

để tránh làm hỏng xi măng

Buồng trộn (7) có dạng hình trụ tròn, có một trục trộn đợc bố trí đặtthẳng đứng và dẫn động nhờ động cơ điện (9), hộp giảm tốc Quá trình trộngồm có hai giai đoạn: giai đoạn trộn khô (khi cha có nớc) và giai đoạn trộn ớt(sau khi đã bơm nớc) Sau khi đã trộn xong, bê tông sẽ đợc xả xuống xe vậnchuyển (6) qua cửa xả ở dới thùng trộn (7)

Các cửa xả ở các bộ phận của trạm trộn nh: cửa xả cốt liệu từ phễu chứa(2) vào xe skip (3), cửa xả bê tông sau khi trộn từ buồng trộn (7) xuống xe vậnchuyển (6) đều đợc đóng mở bằng các xy lanh khí nén Do vậy ở trạm trộn còn

đợc trang bị thêm máy nén khí

Toàn bộ việc cân định lợng nớc, xi măng, cốt liệu, đặt chế độ trộn, thờigian trộn… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đđều đợc điều khiển một cách tự động nhờ máy tính điện tử ở cabin(5) Do vậy việc vận hành trạm trộn đơn giản và chỉ cần một ngời ngồi điềukhiển trên cabin

- Phơng án cấp liệu bằng máy bốc xúc này có những u nhợc điểm sau:+ Ưu điểm:

Việc cấp liệu đợc thực hiện bằng máy bốc xúc trực tiếp đến phễu chứacốt liệu mà không cần có các thiết bị khác nh băng tải, băng gầu… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đ nên kết cấucủa trạm đơn giản, thuận tiện cho việc lắp đặt, tháo dỡ di chuyển trạm

Kết cấu của trạm gồm ít các bộ phận nên mặt bằng trạm nhỏ gọn và ờng đợc lắp dựng trên diện tích hình vuông

th-Ngoài việc cấp liệu, có thể sử dụng máy bốc xúc vào các công việc kháccủa trạm nh vận chuyển, thu dọn mặt bằng… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đmà không cần điều máy từ nơi khác

đến

+ Nhợc điểm:

Trong quá trình vận hành trạm, phải luôn có máy bốc xúc và ngời điềukhiển thờng trực làm việc, do vậy sẽ tốn thêm chi phí Nếu không có máy bốcxúc làm việc liên tục ở trạm thì dung tích phễu chứa cốt liệu phải lớn, tuy nhiênlúc đó kích thớc phễu sẽ lớn, kồng kềnh Hiện nay ở các trạm trộn cấp liệu theocách này thờng dùng phễu chứa cốt liệu gồm ba ngăn, mỗi ngăn có dung tíchkhông quá 10 m3

Máy bốc xúc chạy bằng dầu diezel có giá thành đắt hơn nếu nh so sánhvới các phơng án cấp liệu chạy bằng điện nh dùng băng tải, gầu cào… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đ

Hình 1.2: Trạm trộn BTXM năng suất 45 m 3 /h do Việt Nam chế tạo, sử dụng

máy bốc xúc để cấp liệu

1.2 Phơng án II: Cấp liệu bằng băng tải cao su

Mô hình trạm trộn sử dụng băng tải cao su để cấp liệu đợc thể hiện trên hình 1.3

và hình 1.4

Hình 1.3: Trạm trộn BTXM sử dụng băng tải cao su để cấp liệu

- Chú thích:

1- Động cơ điện dẫn động vít tải, 2- Hộp giảm tốc, 3- ống bơm xi măngvào xyclo, 4- Xe vận chuyển bê tông, 5- Vít tải cấp xi măng, 6- Xyclo chứa ximăng, 7- Bộ phận thông khí của xyclo, 8- Bộ phận cân xi măng, 9- Động cơ

điện dẫn động trục trộn, 10- Động cơ điện dẫn động xe skip, 11- Bộ phận cânnuớc, 12- Buồng trộn, 13- Cabin điều khiển, 14- Đờng chạy của xe skip, 15-Phễu chứa cốt liệu, 16-Xe skip, 17- Băng tải cao su, 18- Phễu chứa cốt liệu

Nguyên lý hoạt động của các bộ phận khác nh xyclo (6), vít tải (5), buồngtrộn (12)… là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách để có thể đ ơng tự nh trạm trộn dùng máy bốc xúc để cấp liệu đã trình bày ởttrên

- Phơng án cấp liệu bằng băng tải cao su này có những u nhợc điểm sau:

+ Ưu điểm:

Băng tải cao su là loại thiết bị vận chuyển vật liệu liên tục nên khi sửdụng băng tải, năng suất cấp liệu sẽ cao Phơng pháp cấp liệu này có thể phù hợpvới các trạm có năng suất cao.

Trong quá trình vận hành, băng tải làm việc tự động, do đó không cần

có ngời trực tiếp để điều khiển băng tải nh là dùng máy bốc xúc hay dùng gầucào để cấp liệu

Băng tải chạy bằng năng lợng điện có giá thành rẻ, dễ kiếm, đồng thờicùng loại năng lợng đợc sử dụng của cả trạm nên việc cung cấp năng lợng đơngiản hơn

Hình 1.4: Trạm trộn BTXM năng suất 45 m 3 /h do Việt Nam chế tạo, sử dụng

băng tải cao su để cấp liệu

1.3 Phơng án III: Cấp liệu bằng băng gạt

Mô hình trạm trộn sử dụng băng gạt để cấp liệu đợc thể hiện nh hình 1.5 và hình

1.6

- Nguyên lý làm việc:

Cốt liệu gồm đá lớn, đá nhỏ, cát đợc chứa riêng biệt và lần lợt trong bangăn phễu chứa số (14) Phía dới mỗi phễu chứa (14) đều có bộ phận cân định l-ợng cốt liệu Đá, cát sau khi đợc cân định lợng chính xác theo yêu cầu của từngmác bê tông sẽ đợc xả xuống băng tải cao su (15) Cửa xả cốt liệu của các phễuchứa đợc đóng mở bằng các xy lanh khí nén Băng tải cao su (15) sau khi nhậncốt liệu từ phễu chứa sẽ vận chuyển chúng và đổ vào đầu phía dới của băng gạt(13) Cốt liệu tiếp tục đợc vận chuyển theo băng gạt lên trên và cung cấp chobuồng trộn (10)

Hình 1.5: Trạm trộn BTXM sử dụng băng gạt để cấp liệu

- Chú thích:

1- Động cơ điện dẫn động vít tải, 2- Hộp giảm tốc, 3- ống bơm xi măng vào xyclo,

4-Xe vận chuyển bê tông, 5- Vít tải cấp xi măng, 6- Bộ phận cân xi măng, 7- Xyclo chứa xi măng, 8- Bộ phận thông khí của xyclo, 9- Bộ phận cân nuớc, 10- Buồng trộn, 11- Động cơ

điện dẫn động trục trộn, 12- Cầu thang, 13- Băng gạt, 14- Phễu chứa cốt liệu, 15- Băng tải cao su.

Buồng trộn của trạm này là loại buồng trộn cỡng bức hai trục đặt nằmngang, hai trục trộn đợc dẫn động riêng biệt nhờ hai động cơ điện số (11) đặt ởhai bên

Cabin của trạm trộn loại này đợc đặt ở dới mặt đất, do vậy khi lắp dựngcần phải có thêm phần móng nền cho cabin

Hình 1.6: Trạm trộn BTXM năng suất 60 m 3 /h do Hàn Quốc và Trung Quốc

chế tạo, sử dụng băng gạt để cấp liệu

- Phơng án cấp liệu bằng băng gạt này có những u nhợc điểm sau:

+ Ưu điểm:

Khác với các phơng án cấp liệu khác có dùng xe skip cấp liệu mangtính chu kì, ở phơng án này việc cấp liệu diễn ra hoàn toàn liên tục từ băng tảicao su đến băng gạt Do vậy năng suất cấp liệu của phơng án này cao hơn hẳn sovới các phơng án khác Phơng án này áp dụng thích hợp cho các trạm trộn lớn cónăng suất cao

Các bộ phận tham gia vận chuyển cốt liệu gồm băng tải cao su, bănggạt đều sử dụng nguồn năng lợng điện giá thành rẻ, dễ kiếm và cùng loại năng l-ợng đợc sử dụng của cả trạm trộn

+ Nhợc điểm:

Kết cấu của trạm khá phức tạp, gồm nhiều hệ thống nh băng tải, bănggạt Do đó việc lắp đặt, tháo dỡ trạm khó khăn hơn so với các loại khác Đồngthời giá thành của trạm cũng đắt hơn do phải trang bị nhiều bộ phận

Hệ thống băng tải cao su, băng gạt phải đợc bố trí thẳng hàng với nhau,không thể bố trí vuông góc do vậy mặt bằng trạm lớn, tốn diện tích và trải dàitheo một hớng.

Việc cấp liệu ở phơng án này vẫn phải dùng máy bốc xúc để đổ vật liệuvào các phễu chứa

1.4 Kết luận lựa chọn phơng án

Các phơng án cấp liệu trên đều có những u nhợc điểm riêng và phù hợp với từng

điều kiện nhất định.Nghiên cứu nhung giải pháp kỹ thuat đểkhắc phục nhựoc điểm của trạm trộn cho phù hợp với yêu cầucủa công việc.Hạn chế đến mức tối thiểu các thiết bị cần nhập

từ nớc ngoài nhằm tiết kiệm tối đa nguồn ngoại tệ mạnh choquốc gia.Mặt khác tận dụng đợc đội ngũ cán bộ kỹ thuật côngnhân lành nghề có trình độ kỹ thuật,sẽ tạo ra sản phẩm với giácả phảI chănggóp phần phát triển cho sự nghiệp Công NgiệpHoá Hiện đại hoá đất nớc.Từ những phân tích trên, ta chọn ph-

ơng án thiết kế cho trạm trộn năng suất 45 m3/h là phơng án I:cấp liệu bằng máy bốc xúc, vì đây phơng án tối u hơn cả vớicác u điểm nổi bật sau:

Kết cấu đơn giản, thuận tiện cho việc lắp đặt, tháo dỡ

Giá thành thấp vì có ít các trang thiết bị

Diện tích mặt bằng của trạm trộn nhỏ gọn

Hơn nữa, các phơng án cấp liệu khác dù ít hay nhiều đều phải có sự trợgiúp của máy bốc xúc

Tham khảo trên thực tế hiện nay, do có nhiều u điểm đã trình bày ở trên mà

ph-ơng án cấp liệu dùng máy bốc xúc đang đợc sử dung rộng rãi,

đặc biệt là đối với các trạm trộn có năng suất trung bình (từ 30

đến 60 m3/h) Do đó việc lựa chọn phơng án thiết kế dùng máybốc xúc là hợp lý, phù hợp với thực tế

Vít tải thường có năng suất từ 20 – 40 m3/h Năng suất cũng có thể đạt 100m3/hnếu ta tăng kích thước vít tải lên.

Vít tải cấu tạo gọn, đơn giản: có thể vận chuyển các loại vật liệu dính ướt, vậtliệu được vận chuyển trong ống kín nên không bị bẩn và hao hụt khi vậnchuyển Nó có thể cấp liệu và dỡ liệu ở bất kỳ vị trí nào trên băng Nhưng trongquá trình hoạt động thị cánh vít và vỏ vít bị mài mòn một cách nhanh chóng,năng lượng bị tiêu hao lớn hơn các loại băng khác Yêu cầu đối với băng vít làphải cấp liệu đều đặn, nhược điểm của băng vít là trong quá trình vận chuyển vậtliệu dễ bị vỡ

1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vít tải

a) Cấu tạo

Hình 1.1 - Sơ đồ nguyên lý vít tải

1 - Động cơ liền hôpk giảm tốc; 2 - Khớp nối; 3 - Cửa nạp liệu

4 - Vỏ vít; 5 – Cánh vít; 6 - Cưả dỡ liệu; 7 – Con lăn đỡ trục; 8 - Trục vít

b) Nguyên lý hoạt động

Nguồn động lực từ động từ động cơ (1) thông qua hộp giảm tốc (2) sẽ dẫnđộng trục vít (8) quay, do cánh vít hàn trên trục vít và chiềy nghiêng củacánh vít mà vật liệu được vận chuyển từ cửa nạp (3) ra cửa dỡ liệu(6)

1.3Phân loại vít tải

Phân loại theo cách liên kết giữa cánh vít và trục vít

1.3.1 Trục vít có cánh liền trục

Hình 1.2 – Cánh vít liền trục

Loại này được sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu tới xốp dạng bột mịn như

xi măng, cát khô bột thạch cao, bột phấn tro, v…v các loại vật liệu được băngvít vận chuyển với hệ số đền đầy máng ε = 0,3 – 0,45 và số vòng quay trục vít là

50 – 120 v/p

1.3.2 Trục vít có cánh vít không liền trục

Hình 1.3 – Trục vít không liền cánh

Loại trục vít này dùng để vận chuỷên các loại vật liệu dạng cục như đá cuội lớn,

đá vôi xỉ cục với hệ số điền đày máng ε = 0,25 -0,4 và số vòng quay của trục vít

1.4.1 Tính năng suất vít tải

Tuỳ vào mác bê tông xi măng mà tỷ lệ xi măng từ 0,2 – 0,48 T/m3 Như vậy,lượng xi măng cung cấp cho thùng trộn trong 1h là :

Vxm = 0,48 Vbt = 0,48 45 = 21,6 T/h

Trong đó

Vbt là năng suất của trạm trộn

Vxm là lượng xi măng cung cấp cho trạm trong 1h

để đảm bảo đủ lượng xi măng cung cấp cho buồng trộn trong 1h thì năng suấtcủa vít tải phải >= 21,6 T/h

Xi măng được sử dụng trong trạm là xi măng pooclăng có khối lượng riêng

γxm = 1,1 -1,6 g/cm3 = 1,1 -1,6 T/m3 Chọn γ = 1,3 T/m3

1.4.2 Tính toán thông số hình học của vít tải

Hình 1.6 – Sơ đồ tính kích thước cơ bản của vít

- Sơ bộ chọn chiều dài vít tải là 7.8 m

- chọn kích thước như sau:

chọn góc nghiêng của băng vít là 45 độ

ta tính lại năng suất của vít taỉ theo công thức:

Q =3 6 F V γ , { T/h} ( 10.65) tài liệu {1}

Trong đó:

F = 2

2

785 0 4

.

B B

γ =1,3 T/m3 = 1300 KG/m3 - trọng lượng riêng xi măng

Vậy năng suất vít tải là:

1.4.3 Tính công suất động cơ dẫn động vít tải

Tính công suất động cơ ta có 3 phương pháp tính:

- Theo kinh nghiệm

- Theo lực cản

- Theo năng suất

Sau đây trình bày cách tính theo năng suất

Sơ đồ tính như sau:

L

Hình 1.7 - Sơ đồ tính năng suất vít tải.

Công suất xác định theo công thức:

Ndc = .( 

.

367Q H L n , { Kw} tài liệu { 2 }

Trong đó:

Q - năng suất vít tải , T/h

H - chiều cao nâng , m

Ln - chiều dài vít theo phương ngang, m

ω - hệ số cản di chuyển phụ thuộc vào ma sát giữa:

- Giữa vật liệu và vật liệu

- Giữa vật liệu và thành ống

- Giữa vật liệu và cánh vít

- Giữa trục và ổ trục

ω tra bảng như sau:

chọn hệ số cản di chuyển ω = 4

N dc = 7 , 8 sin 45 7 , 8 4 cos 45

8 , 0 367

8 , 34

công suất động cơ N = 5,5 kw

mô men xoắn trên trục vít Mx = 552 N.m

1.4.4 Tính chọn mặt cắt trục vít

Trong quá trình làm việc trục vít chịu các thành phần lực sau đây:

+ mô men xoắn

+ mô men uốn

+ lực dọc

kết cấu thực của trục vít tải (3 đoạn vít), mỗi đoạn vít dài 2,6m và tại các đầu

đỡ đều có gối đỡ trục, ta có thể tính toán trục vít cho một đoạn vít hoặc tínhtoán cho toàn trục vít Sơ đồ tính như sau:

γxm = 1,3 T/m3 - trọng lượng riêng của xi măng

Vxm - thể tích xi măng chứa trong vít tải

φ = 0,4 - hệ số điền đầy xi măng

Thay số ta có:

q1 = 0 ,4

4

26 , 0 14 , 3 3 ,

γ tv = 7,8 T/m3 trọng lượng riêng của thép chế tạo trục vít

= 0,0054 T/m3 = 54 N/mbiểu đồ lực tác dụng lên trục như sau:

45

Hình 1.9 - Biểu đồ nội lực tác dụng lên trục



= 1150 N.mGiá trị mô men xoắn Mx = 552 N.m

Theo điều kiện bền

Sơ bộ chọn D = 66; d = 60 thay vào công thức ta có:

6) = 9,11 cm3

Wx = 0,2 6,63 ( 1- 4

4

6 , 6

6) =18,22 cm3

Thay vào công thức ta có :

11 , 9

115000 93

Hình 1.11 - Mặt cắt sau khi tính toán

*) Kiểm tra độ biến dạng xoắn của trục

* Điều kiện cứng của trục khi chịu xoắn là :

Với Js = mô men quán tính cuả tiết diện trục

1 32 )

t

D

d D

6 , 6

6 1

L M

.

.

= 8 10 10 59 10 8

8 , 7 552

 = 0,0912 (rad)

 kết luận : θmax <   Trục đảm bảo đủ điều kiện chịu xoắn ( thoả mãn điềukiện cứng)

*) Kiểm tra trục vít theo điều kiện độ võng:

Độ võng của trục vít trong quá trình làm việc được xác định theo công thức:

4

45 sin 10 6 10 1 , 2 384

6 , 2 ) 5 , 53 255 (

5





= 0,00035 m = 0,35 mm < 5 mmTrục vít thoả mãn điều kiện về độ võng

+ Mômen uốn

Ta tính cho trường hợp nguy hiểm nhát là khi trục vít bị kẹt, khi đó toàn bộ

mô men xoắn từ động cơ được truyền đến cánh vít

Sơ đồ tính cánh vít như sau ( tính trên một bước vít):

, 0

552 2 2

q1 - Trọng lượng cánh vít : q1 = 

4

.

4

V - thể tích đoạn vít tải ( tính một bước vít)

γcv = 7,8 T/m3 - trọng lượng riêng thép chế tạo cánh vít

L - chiều dài tính toán cánh vít

m N m

T

4

25 , 0 14 , 3 8 , 7 4 ,

190 45 cos ).

4

25 , 0 488 2

25 , 0 2265 ( cos 4

2 sin

2 2

19000

vỏ vít chủ yếu chịu tác dụng của các lực :

+ Lực dọc

+ Mô mên uốn

Vỏ vít tải được làm bằng thép 45 thường hoá, thép ống có:

- Đường kính troòn dv =260 (mm)

- đường kính ngoài Dv = 268( mm)

Vỏ băng vít chịu các thành phần lực : Chịu uốn và lực dọc trục do toàn bộtrọng lượng của băng vít khi làm việc :

M = Mt + Mc+ Mv +Mxm ; ( Kg)

Trong đó:

Mt - Khối lượng trục vít tải

Mc - Khối lượng cánh vít taỉ

Mv - Khối lượng vỏ vít tải

Mxm - Khối lượng xi măng đầy trong vít tải

a) Khối lượng trục vít tải

2 2

Cánh vít được làm bằng thép tấm hợp kim Mn dày 3 mm

Kích thước cánh vít khai triển

b = 2 92( )

66 250 2

D D d

cos cos

cos

D

D

D

D b

Hình 1.15 – Sơ đồ khai triển cánh vít

Trong đó: Dv - Đường kính của cánh vít

t



Thay các giá trị trên vào công thức

) ( 306 18

cos

33 , 50 cos 66

250

18 cos

33 , 50 cos 66

250 92

.

2

0 0 0 0

 d’

b = Db’ - 2B = 306 – 2.92 = 122 (mm)

Góc cắt δ của cánh vít khai triển xác định theo:

) ( 9 , 0 2 / 1 14 , 3

14 , 3 18 cos 306

250 2

/ 1

cos

Thực tế để tính kích thước khai triển và khối lượng của cánh vít chọn δ = 0

 Diện tích của cánh vít khai triển là ( 1 bước vít )

Sc = ( 0 , 306 0 , 122 ) 0 , 0378 ( )

4

14 , 3 ) (

4

2 2

2 2

' 2 '

m d

W

M F

P =Mg sinα = Mg sin 45 = 469,3 10 sin 45 = 5440 (N)

P: là thành phần lực dọc trục ( coi như tải trọng phân bố đều trên vỏ vít tải)G: là thành phần lực tác dụng gây ra mômen uốn

G = Mg cosα = Mg cos 450 = 769,3 cos 450 = 5440 ( N)

Vậy lực phân bố : q = 7 , 8 697( / )

5440

m N L

G





Biểu đồ mômen uốn và lực dọc trục do trọng lượng bản thân vít tải gây ra

Hình 1.16b - Biểu đồ mômen uốn và lực dọc trục

*) Kiểm tra vỏ vít tải tại mặt cắt nguy hiểm nhất, mặt cắt giữa vỏ vít tải

Theo lý thuyết bền:

 

u max

N M

M u  max  5300  530000

Wu- Mô men chống uốn

  2

4 3

4 3

8 , 26

26 1 1 , 0 1

1

26 1

5440

cm N

/ 16000 W

¦ W

M M F

Hình 1.18- Mặt cắt trục lắp ổ lăn.

; 4

.d2

F 

u 0 , 1 W

x 0 , 2 W

, 33

55200 6

, 16

115000 7

,

23

1687

cm N cm

Vậy chọn đường kính ổ lăn d=55 mm

1.4.7.2 Tính chọn ổ lăn theo khă năng tải:

Các thông số dựa vào để xác định khả năng tải của ổ

Ta xác định lực hướng tâm tác dụng lên các ổ

c

s c L

M L q q s

c L

M L q

q

r

a

x x

3257 45

sin 8 , 7

552 2

8 , 7 5 , 53 255

3257 45

8 , 7

552 2

8 , 7 5 , 55 255

2

2

Ta chọn ổ bi đỡ lòng cầu một dãy và vòng trong quay

Tải trọng quy ước Q= (X V.Fr+ Y.Fa) Kt.Kd

Trong đó:

X,Y- Hệ số tải hướng tâm và dọc trục

X,Y Tra bảng (11.4) T45 tai liệu (2)

m = 3 Bậc của đường cong mỏi

Vậy ta chọn ổ lăn cỡ vừa có các thông só sau:

hoặc cơ cấu Khâu yếu nhất của khớp nối đã chọn cần được tính toán kiểmnghiệm, khớp nối được tính toán kiểm nghiệm theo momen tính

Mt = K.Mx (N.m)

Trong đó: Mt – momen xoắn tính

Mx- Momen xoắn danh nghĩa

K- Hệ số tải trọng động ( tra bảng 9-1 tài liệu (4)

Nối trục vòng đàn hồi là một trong những loại của nối trục đàn hồi, có cócấu tạo tương đối đơn gỉan, dễ chế tạo và quá rẻ, do đó được dùng khá phổbiến

Vật liệu làm nối trục : Thép rèn 35, vật liệu chế tạo chất, thép 45 thườnghoá, vòng đàn hồi bằng cao su Theo trị số mô men tính và đường kính trụcchọn kích thước nối trục như sau:

Tra bảng ( 9-11) tài liệu (4) ta có

Với trục d = 50 mm tra được trục nối

x

M K



.

.

2

0 Trang 69 tài liệu (4) Trong đó: Z- là số chốt