Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng trộn và mức tiêu thụ năng lượng của máy trộn hai trục cưỡng bức với các loại vật liệu xây dựng.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - GIÁP HUY TƯỜNG “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHẤT LƯỢNG TRỘN VÀ MỨC TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY TRỘN HAI TRỤC CƯỠNG BỨC VỚI VÁC VẬT LIỆU XÂY DỰNG” LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TháI Nguyên- năm 2011 -1- LỜI CAM ĐOAN Tôi Giáp Huy Tƣờng, học viên lớp Cao học K12 – CN CTM Sau hai năm học tập nghiên cứu, đƣợc giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt giúp đỡ GS.TSKH Phạm Văn Lang, thầy giáo hƣớng dẫn tốt nghiệp tôi, thầy cô phòng thí nghiệm trƣờng Giao thông vận tải, đến cuối chặng đƣờng để kết thúc khoá học Tôi định chọn đề tài tốt nghiệp là: “Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến chất lượng trộn mức tiêu thụ lượng máy trộn hai trục cưỡng với loại vật liệu xây dựng” Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân dƣới hƣớng dẫn GS.TSKH Phạm Văn Lang tham khảo tài liệu đƣợc liệt kê Tôi không chép công trình cá nhân khác dƣới hình thức Nếu có xin hoàn toàn chịu trách nhiệm NGƢỜI CAM ĐOAN Giáp Huy Tƣờng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -2- LỜI CẢM ƠN Lời xin đƣợc cảm ơn GS.TSKH Phạm Văn Lang - Thầy hƣớng dẫn khoa học định hƣớng đề tài, hƣớng dẫn thầy việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo nhƣ bảo trình viết luận văn Tôi xin cảm ơn cán công nhân viên phòng thí nghiệm công trình trƣờng ĐH Giao thông vận tải tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ trình làm thí nghiệm thực nghiệm để hoàn thành luận văn Tôi muốn cảm ơn thày cô khoa sau đại học trƣờng ĐH KTCN Thái Nguyên giúp đỡ hoàn thành khóa học Cuối muốn bày tỏ lòng cảm ơn gia đình tôi, thầy cô giáo, bạn đồng nghiệp ủng hộ động viên suốt trình làm luận văn Tác giả Giáp Huy Tường Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -3- MỤC LỤC Lời cam đoan 01 Lời cảm ơn 02 Danh mục ký hiệu chữ viết tắt 06 Danh mục bảng biểu 07 Danh mục đồ thị, hình vẽ 08 PHẦN MỞ ĐẦU 09 I Tính cấp thiết đề tài 09 II Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 09 III Tổng quan nội dung nghiên cứu đề tài 10 IV Mục đích nghiên cứu, đối tƣợng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu 10 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI Chƣơng TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRỘN HỖN HỢP VẬT LIỆU XÂY DỰNG (Ở DẠNG HẠT RỜI) TRONG NƢỚC VÀ TRÊN 12 THẾ GIỚI 1.1 Khái quát sản phẩm VLXD đƣợc sản xuất từ công nghệ trộn khô hỗn hợp vật liệu xây dựng 12 1.1.1 Sản phẩm vữa khô 12 1.1.2 Sản phẩm hỗn hợp cấp phối dải đƣờng theo tiêu chuẩn AASHTO 16 1.1.3 Các sản phẩm vật liệu xây dựng khác trộn dạng hạt rời 19 1.2 Tình hình nghiên cứu khoa học máy trộn vật liệu rời 20 1.2.1Giới thiệu chung trạm trộn vật liệu rời, cấu tạo nguyên lý hoạt động trạm 1.2.2 Tình hình kết nghiên cứu khoa học máy trộn vật liệu rời giới 1.2.3 Tình hình kết nghiên cứu khoa học máy trộn vật liệu rời Việt Nam Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 20 25 32 http://www.lrc-tnu.edu.vn -4- Kết luận chƣơng I 36 Chƣơng NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRỘN HỖN HỢP VẬT LIỆU RỜI TRONG MÁY TRỘN HAI TRỤC CƢỠNG BỨC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LÝ 37 THUYẾT ĐỒNG DẠNG - MÔ HÌNH - THỨ NGUYÊN 2.1 Nghiên cứu quy luật chuyển động hỗn hợp vật liệu rời 37 2.1.1 Quy trình trộn 37 2.1.2 Nguyên lý cấu tạo máy trộn cƣỡng hai trục 38 2.1.3 Chuyển động hạt vật liệu buồng trộn CBCK trục 38 2.2 Nghiên cứu ứng dụng sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm 49 2.2.1 Ứng dụng phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 2.2.2 Ứng dụng phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 2.3 Cơ sở lý thuyết đồng dạng - mô hình - phép phân tích thứ nguyên 2.3.1.Ứng dụng lý thuyết đồng dạng mô hình phƣơng pháp nghiên cứu máy móc điện 49 53 64 64 2.3.2 Mô hình, chất dạng mô hình 65 2.3.3.Chuẩn số đồng dạng 67 2.3.4 Lý thuyết thứ nguyên 68 2.3.5.Nguyên lý lý thuyết đồng dạng - Định lý đồng dạng 70 2.3.6 Phƣơng pháp xác định chuẩn số đồng dạng 71 Kết luận chƣơng II 74 Chƣơng NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHẤT LƢỢNG TRỘN VÀ MỨC TIÊU THỤ NĂNG LƢỢNG CỦA MÁY TRỘN HAI TRỤC CƢỠNG BỨC VỚI CÁC LOẠI VẬT LIỆU 75 RỜI 3.1 Một số tính chất lý vật liệu rời Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 75 http://www.lrc-tnu.edu.vn -5- 3.2 Phƣơng pháp xác định độ trộn chi phí lƣợng riêng 79 3.3 Giới thiệu mô hình thí nghiệm 82 3.3.1 Các thông số mô hình máy trộn hai trục cƣỡng 83 3.3.2 Thiết bị đo 85 3.4 Các bƣớc thực thí nghiệm 86 3.4.1 Chọn giá trị thông số đầu vào 86 3.4.2 Mục đích thí nghiệm 86 3.4.3 Các bƣớc thí nghiệm 86 3.5 Nghiên cứu ảnh hƣởng số thông số đến chất lƣợng trộn 87 3.6 Nghiên cứu ảnh hƣởng số thông số đến mức tiêu thụ lƣợng Kết luận chƣơng III 103 Chƣơng ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỒNG DẠNG – MÔ HÌNH – PHÉP PHÂN TÍCH THỨ NGUYÊN ĐỂ TÌM DÃY MÁY TRỘN HỢP LÝ 4.1 Lực tác động nên cấu khuấy trộn Kết luận chƣơng IV KẾT LUẬN CHUNG hƣớng phát triểncủa đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN 104 104 4.2 Tính toán tiêu thụ lƣợng đơn vị thể tích vật liệu máy trộn (kiểu trục nằm ngang) đề xuất dòng máy trộn 90 108 110 111 112 http://www.lrc-tnu.edu.vn -6- DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT f : Hệ số ma sát N : Lực tác dụng vật liện lên mặt tiếp xúc (N) S: Độ rỗng (xốp) vật liệu γ: Khối lƣợng riêng vật liệu (kg/m3) ρ: Độ chặt vật liệu (g/m3) a: Khoảng cách hai trục (mm) R: bán kính dáy thùng (mm) B: chiều rộng thùng (mm) L: chiều dài thùng (mm) h1: Chiều cao từ tâm lên (mm) M: khối lƣợng máy (kg) Z: Số đĩa xích β: Hệ số điền đầy thùng α: Góc nghiêng bàn tay trộn (độ) m: khối lƣợng mẻ trộn (Kg) n: tốc độ quay trụ trộn (vg/ph) tn: thí nghiệm tn 1-1: thí nghiệm lần thứ với số liệu tn 1-2 : thí nghiệm lần thứ lặp lần số liệu T: thời gian trộn (Giây) UA: Hiệu điện tức thời pha A (V) IA: Dòng điện tức thời phai A (A) CosA: Góc lệch pha pha A (Rad) QA : Công suất phản kháng tức thời pha A (VAR) Hữu công : Năng lƣợng tiêu thụ động (Wh) Vô công: công suất phản kháng động (VAR/h) Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -7- X1: biến thí nghiệm đặc trƣng cho tốc độ trục trộn (vg/ph) X2: biến thí nghiệm đặc trƣng cho góc nghiêng bàn tay trộn (độ) YN: Chi phí lƣợng riêng cho thí nghiệm g: Gia tốc trọng trƣờng (g/s2) Yk: độ trộn (%) s: bƣớc cánh trộn (mm) DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Vị trí bàn tay trộn lẻ trục A buồng trộn thời điểm Bảng 2.2 Vị trí bàn tay trộn chẵn trục A buồng trộn thời điểm Bảng 2.3 Vị trí bàn tay trộn lẻ trục B buồng trộn thời điểm Bảng 2.4 Vị trí bàn tay trộn chẵn trục B buồng trộn thời điểm Bảng 2.5 kế hoạch toàn phần n=2 Bảng 3.1 Khối lƣợng riêng số vật liệu thể rắn Bảng 3.2 Khối lƣợng riêng số hỗn hợp vật liệu Bảng 3.3 Kết thí nghiệm loại Bảng 3.4 Kết thí nghiệm loại Bảng 3.5 Số vòng quay trục trộn để hỗn hợp đạt yêu cầu Bảng 3.6 Danh sánh thí nghiệm thực Bảng 3.7 Tổng hợp số liệu thí nghiệm Bảng 3.8 Ma trận thí nghiệm ảnh hƣởng vận tốc góc nghiêng bàn tay trộn đến chi phí lƣợng riêng Bảng 4.1 Thứ nguyên yếu tố trục trộn Bảng 4.2 Dùng máy trộn dự báo loại nhỏ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -8- DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ mô tả cấu tạo lớp áo đƣờng Hình 1.2 Thi công đập BTĐL xe lu rung Hình 1.3 Thi công sân bãi công nghệ BTĐL Hình 1.4 Trạm trộn dây chuyền sản xuất VLXD Hình 1.5 Trạm trộn VLXD Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động trạm Hình 2.1 Bố trí cánh tay trộn bàn tay trộn trục trộn Hình 2.1 Đánh số vị trí bàn tay trộn buồng trộn Hình 2.3 Quy ƣớc chiều quay vị trí bàn tay trộn Hình 2.4 Quan hệ sai lệch bình phƣơng trung bình thời gian trộn Hình 3.1 Sơ đồ dàn thí nghiệm Hình 3.2 Hình vẽ tổng thể mô hình máy trộn Hình 3.3 công tơ điện pha có tích hợp truyền dẫn thông tin vào máy tính Hình 3.4 Mối quan hệ thời gian hữu công Hình 3.5 Nhập số liệu vào Minitab Hình 3.6 Phân tích tìm hệ số hồi quy Hình 3.7 Đồ thị phƣơng trình hồi quy Hình 3.8 Điểm tối ƣu Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn -9- PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Chúng ta tiến hành nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nƣớc Để đạt đƣợc kết nhƣ mong muốn sở hạ tầng phải trƣớc bƣớc Cơ sở hạ tầng đƣợc nâng cao bền vững đồng nghĩa với việc nâng cao chất lƣợng sở vật chất Đối với ngành xây dựng muốn làm đƣợc điều sản phẩm vật liệu xây dựng phải có chất lƣợng cao sản lƣợng lớn để đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội với yêu cầu kỹ thuật đại đạt tiêu chuẩn quốc tế Vật liệu trộn khô sản phẩm đa dạng chủng loại phổ biến xây dựng nhƣ vữa khô, bê tông trộn khô, hỗn hợp bêtông asphalt, hỗn hợp cấp phối dải đƣờng, bêtông đầm lăn….Việc nghiên cứu thông số ảnh hƣởng đến chất lƣợng nhƣ chi phí lƣợng riêng máy trộn sản phẩn việc làm cần thiết nhằm nâng cao chất lƣợng sản phẩm hiệu kinh tế vấn đề cấp thiết Vì đề tài đƣợc lựa chọn là: “ Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến chất lượng trộn mức tiêu thụ lượng máy trộn hai trục cưỡng với loại vật xây dựng” II Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài *Ý nghĩa khoa học: - Xác định đƣợc quy luật chuyển động vật liệu rời máy trộn hai trục cƣỡng - Xác định đƣợc yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng trộn, tiêu thụ lƣợng trình trộn - Xây dựng mô hình vật lý hệ thống trộn cƣỡng vật liệu rời Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... tốt nghiệp là: Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến chất lượng trộn mức tiêu thụ lượng máy trộn hai trục cưỡng với loại vật liệu xây dựng” Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu cá nhân dƣới... chuẩn số đồng dạng 71 Kết luận chƣơng II 74 Chƣơng NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHẤT LƢỢNG TRỘN VÀ MỨC TIÊU THỤ NĂNG LƢỢNG CỦA MÁY TRỘN HAI TRỤC CƢỠNG BỨC VỚI... đề cấp thiết Vì đề tài đƣợc lựa chọn là: “ Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến chất lượng trộn mức tiêu thụ lượng máy trộn hai trục cưỡng với loại vật xây dựng” II Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực