CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP LIỆU ĐÁ CÁT TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHỄU CẤP LIỆU TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XE KIP TÍNH TOÁN XE KÍP VÀ ĐƯỜNG RAY DẪN HƯỚNG CHƯƠNG III TÍNH TOÁN VÍT TẢI XIÊN TÍNH TOÁN SƠ BỘ VÍT TẢI TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA VÍT TẢI CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XICLÔ TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA XICLO VÀ CỘT ĐỠ
CHƯƠNG II TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP LIỆU ĐÁ CÁT *) Hệ thống cấp liệu đá cát gồm có: +) Phễu chứa cốt liệu đá cát ( hay cịn gọi Bunke) +) Xe skip, có nhiệm vụ chứa chở cốt liệu lên thùng trôn +) Hệ thống cân định lương +) Hệ thống dẫn động xe skip gồm (Động cơ, hộp giảm tốc, tang cáp cáp kéo) +) Đường chạy xe skip 2.1 ĐỊNH MỨC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI VÀ THỜI GIAN CHO MỘT MẺ TRỘN 2.1.1 ĐỊNH MỨC THÀNH PHẦN CẤP CHO MỘT MẺ TRỘN Trong xây dựng có nhiều mác bê tôn khác nhau, tuỳ thuộc vào thành phần cấp phối đặc tính thành phần cấp phối Ta chọn mác bê tông M300, mác bê tông phổ biến thị trường Việt Nam nay, với thành phần cấp phối sau: Đá ( – ) : 1571,3 (kg) Cát ( 0,05 ) : 756,2 (kg) Xi măng : 410 (kg) Nước + phụ gia 246 (kg) Vậy ta tính tốn hệ thống cấp liệu sở nhứng thông số mác bê tông M300 2.1.2 THỜI GIAN CHU KỲ CHO MỘT MẺ TRỘN Theo tính tốn, thời gian chu kỳ cho trộn : Tck = 64 (s) 2.1.3 TÍNH SỐ MẺ TRỘN VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA MỘT MẺ TRỘN +) Số mẻ trộn (giờ) 3600 3600 N = T 64 56.25 , lấy số mẻ 56 mẻ ck +) Dung tích của mẻ trộn : G= 60 60 1,07 , lấy G = 1,1 (m3) N 56 2.1.4 TÍNH KHỐI LƯỢNG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO MÁC BÊ TễNG M300 ỏ ( 1ữ2 ) 1571,3 ì 1,1 = 1728 (kg) Cát ( < 0,05 ) 756,2 × 1,1 = 832 (kg) 410 × 1,1 = 451 (kg) Xi măng Nước + phụ gia 246,1 × 1,1 = 271 (kg) 2.2.TÍNH TỐN THIẾT KẾ PHỄU CẤP LIỆU 2.2.1 CHỌN HÌNH DÁNG VÀ KÍCH THƯỚC CỦA PHỄU – Trọng lượng đá cát mẻ cấp liệu là: Mđc = 1728 + 832 = 2560 (kg) – Thể tích đá cát la: Vđc = 1728 832 1,52 1600 1400 (m3) Tham khảo trạm trộn bê tông xi măng có xuất 60 m3/h, phễu tích xấp xỉ 20 m3 Hình dáng kích thước phễu sau: 7960 2655 e c 1600 Hình 2.1- Trong đó: a = 7960 mm b = 2655 mm a1 = 1600 mm 6° ° 72 62 ° 2670 d 400 hình dáng kích thước phễu b1 = 400 mm α1 (góc nghiêng phễu ngắn, qua tham khảo thực tế trạm có suất α1 = 400) từ ta tính chiều cao phễu H = 2670 (mm) Các phễu thực tế có nghiêng góc so với phương thẳng đứng để thận lợi cho việc cấp đá cát, gọi α1, α2 góc nghiêng phễu dài (hình vẽ) Tính α1, α2 vỏ phễu sau: Từ hình vẽ ta có: c = H × tg60 = 2670 ×tg60 = 280 (mm) b b1 2655 400 d c 280 1407 (mm) b b1 2655 400 e c 280 847 (mm) Vậy có: tgα1 = 2670 3 847 tgα2 = 2670 1,897 α2 = 62,210 ≈ 620 1407 α1 = 72,40 ≈ 740 Thể tích phễu tính sau: V= h a.b (a b)(a1 b1 ) a1.b1 Thay số vào công thức ta tính thể tích phễu có giá trị : V= 2,67 7,96.2,655 (7,96 2,655)(1,6 0,4) 1,6.0,4 19 (m3) Thực tế miệng phễu người ta đặt thêm chắn miệng phễu để chứa nhiều vật liệu Do ta phải nhân thêm hệ số điền đầy k = 1,1 ÷ 1,2 lấy k = 1,1 thể tích thực phễu là: V = 19 × 1,1 = 20,9 m 2.2.2 TÍNH TỐN PHỄU: – Cấu tạo phần phễu CHƯƠNG IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ XICLƠ 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG Xiclo loại bunke chứa vật liệu (xi măng), có nhiệm vụ chứa bảo quan xi măng thời gian ngắn để phục vụ cho trình sản xuất bê tơng trạm trơn BTXM Xiclo có dạng hình trụ trịn, phần có đoạn vát để xi măng rơi xuống đầu vào vít tải Hình dạng xiclo thể hình vẽ: 10 11 Hình 2.35- xiclơ Cấu tạo: 1- Chân đỡ, 2- Chóp xiclo, 3- Thân xiclo, 4- Gân tăng cứng, 5- Chóp xiclơ, 6- Đầm rung, 7- Túi lọc bụi, 8- Thanh rung, 9- Bộ phận chống tạo vòm, 10- Nón che, 11- Cửa xả Xiclơ chế tạo thép cắt kích thước uốn cong hàn với liên kết bu lơng Trên thân xiclơ có hàn đường gân để tăng độ chịu tải Trong xiclơ có phận phá vịm, dùng khí nén thổi để phá vịm Để đảm bảo cấp ximăng liên tục, việc phá vòm khống chế cơng tắc khống chế khí nén buồng điều khiển Trên xiclơ có van điều tiết ximăng xả để vít tải vào u cầu trộn mà vận chuyển ximăng cách xác Trên xiclo có lắp phận thị vị trí, thị nối với điều khiển thơng qua tín hiệu điện biểu thị xác, kịp thời tình trạng đầy, hết xi măng xiclo Xi măng khí nén trực tiếp từ xe vận chuyển xi măng rời vào xiclơ Đỉnh xiclơ có lắp lọc bụi bao dệt ni lông Khi sử dụng cần thường xuyên kiểm tra có bị tắc khơng, có rung đập để đảm bảo thông suốt Thường vải lọc bụi phải thay sau tháng sử dụng (Viện IMI) - Xiclô dùng cho trạm trộn Bê tông xi măng cần phải đảm bảo yêu cầu sau: +) Cần đảm bảo dung tích chứa dựng xi măng theo yêu cầu thiết kế +) Xiclơ có khả bảo quản xi măng thời gian định, xi măng khơng bị ẩm, khơng bị tượng tạo vịm(vì xi măng vật liệu dễ hút ẩm) Kết cấu ổn định, gọn nhẹ động (dễ tháo lắp) - Trong q trình sản xuất bê tơng trạm, nên dùng xiclo để chứa xi măng trongg ngày, không nên lưu lại xi măng sang ngày sau để tránh tượng vón cục ảnh hưởng thời tiết làm chất lượng xi măng giảm, dựa vào ta tính tốn dung tích xiclo để chứa xi măng ngày đáp ứng suất bê tông 60 (m3/h), phục vụ trình sản xuất bê tơng trạm trộn 4.2 TÍNH CHỌN CÁC THƠNG SỐ CỦA XICLO VÀCỘT ĐỠ 4.2.1 Tính chọn thơng số xiclo - Trạm trộn thiết kế có suất 60 (m3), tương ứng với số mẻ trộn 56 (mẻ), khối lượng xi măng mẻ trộn là: 451 (kg) Khối lượng xi măng cần thiết để cung cấp cho trạm trộn là: Mxm = N × mxm (kg) - Trong đó: N - Số mẻ trộn 1(giờ) tương ứng với suất trạm 60 (m3/h), N = 56 mxm - Khối lượng xi măng mẻ trộn, mxm = 451 (kg) Mxm = 56 × 451 = 25256 (kg) - Số làm việc ngày trạm trộn giờ, khối lượng xi măng cung cấp cho trạm làm việc ngày là: Mxm = 25256 × = 101024 (kg) = 101 (T) Vậy chọn số xiclo để chứa xi măng *) Các thông số xiclo bao gồm: +) Bề dày thùng; +) Chiều cao thân xiclo H1 +) Đường kính thân xiclo D +) Chiều cao phần chóp H2 +) Đường kính cửa xả d +) Góc nghiêng chóp α a H2 H1 D d Hình 3.3 4.2.1.1.Tính diện tích F đường kính d cửa xả xi măng - Ta có: diện tích nhỏ cửa xả liệu là: F = 6,25.(dtb + 0,08)2.tg2φ0 (m2) Trong đó: dtb - Đường kính trung bình vật liệu, với xi măng ta coi dtb = 0; φ0 – Góc ma sát vật liệu, với xi măng chọn tgφ0 = 0,9; Thay số vào cơng thức ta có: F = 6,25.(0 +0,08)2.0,92 = 0,0324 (m2) Vì xi măng vật liệu dạng bột nên diện tích cửa xả khơng nhỏ 0,09 (m2), ta chọn diện tích cửa xả xi măng F = 0,1 (m2) - Gọi d đường kính cửa xả xiclo, từ công thức: F= d d 4.F = 0,1 0,35 (m) 3,14 - Gọi φ góc nghiêng cửa xả xiclo so với phương ngang Dể đảm bảo vật liệu chảy dễ dàng đảm bảo điều kiện: +) Thứ nhất: tgφ ≥ f, với f = 0,65,là hệ số góc ma sát xi măng thành xiclo Suy ra: tgφ ≥ 0,65 φ ≥ 330 +) Thứ hai: góc φ phải lớn góc thoải tự nhiên xi măng trạng thái tĩnh từ (50 ÷ 100 ) Theo tính chất lý xi măng góc thoải tự nhiên xi măng trạng thái tĩnh 430 Suy ra: φ ≥ 43 + (50 +100) = 480 ÷ 530, chọn φ = 600 +) Thứ 3: d >> dtb (Với γxm = 1,4 (T/m3) khối lượng riêng xi măng - Qua tham khảo xiclo trạm thực tế ta chọn: Đường kính ngồi xiclo D = 2600 mm; Chiều dài phía xiclo H1 = 6000 mm gồm đoạn xiclo đoạn có chiều dài 1500 mm;Đường kính trung bình xi măng) Vậy từ điều kiện ta chọn góc nghiêng cửa xả φ = 600 4.2.1.2 Xác định đường kính thân D, chiều cao H1, H2 xiclo - Theo tính tốn xiclo xi măng chứa M1 = 101 50.5 (T) xi măng thể tích xi măng chứa xiclo là: M 50.5 Vxm = 1,4 36 xm (m3) +) Chiều dài phía H2 = Vậy thể tích xiclo là: D d 2,6 0,35 tg = tg 60 1,95 (m) 2 D D d d D H H Vxl = 4 Thay số ta có: 3,14 2,6 3,14 2,6 0,35 0,35 2,6 1,95 35,8 6 Vxl = 4 Vậy thể tích xiclo 35,8 m3, chênh lệch khơng đáng kể so vơi thê tích xi măng 36 m3, xiclô thoả mãn dung tích để chứa xi măng 4.2.1.3.Tính chọn bề dày thành thùng - Trong tính tốn xiclơ ta áp dụng lý thuyết tính tốn vỏ mỏng Do chiều dày vỏ nhỏ so với bán kính cong, độ cong kinh tuyến khơng có thay đổi đột ngột vỏ không chịu tác dụng lực tập trung mặt phẳng kinh tuyến ứng suất pháp uốn gây không đáng kể nên sử dụng lý thuyết khơng mơ men +) Theo thuyết ta có phương trình Laplaxơ (Tài liệu [7]): k v p rk rv Trong đó: k, v- ứng suất kinh tuyến ứng suất vịng rk, rv- Bán kính cong kinh tuyến bán kính cong cung trịn vng góc với kinh tuyến phần tử xét p- Độ lớn áp lực tác dụng vào thành thùng - Độ dày thành thùng Hình 4.3 *) Xét phần xiclơ hình trụ (h2 z h1) Hình 4.4 Kinh tuyến hình trụ trịn đường thẳng nên rk = Phương trình (3-2) cho ta: v p.R Để tính k ta cắt hình trụ trịn mặt cắt vng góc với trục xiclơ, xét cân phần bình theo phương trục bình Ta có: k.2..R.- p..R2 = Suy ra: k p.R 2 áp suất p= x.z (x- Trọng lượng riêng xi măng) Tại mặt cắt đỉnh xiclo (z = H = H1 + H2) k, v đạt giá trị lớn nhất: v x (h1 h2 ) R k x (h1 h2 ) R 2 Với x= 1500 kg/m3, H1= m, H2 =1,95 m , R= 1,3 m Suyra: 1400.(6 1,95).1,3 14469 v kg / m 14,469 v N / cm 1400.(6 1,95).1,3 7234,5 k kg / m 2 7,2345 k , N / cm *) Xét phần xiclơ hình nón (0 z h2) - Kinh tuyến đường thẳng nên rk = , rv hàm độ cao z Xét mặt cắt m- n cách dỉnh hình nón cụt đoạn z (0 z h2) Từ hình vẽ ta thấy: rv z.tg cos - Thay vào phương trình ta có: hình 4.5 v cos p p z.tg v z.tg cos - Để tính k, ta xét cân phần bình phía mặt cắt m-n cách lấy tổng lực lên phương thẳng đứng Ta có: k 2 ( z.tg ). cos p. ( ztg ) p z.tg k 2 cos áp suất p= x.z (x- Trọng lượng riêng xi măng) Tại mặt cắt (z=h2) k, v đạt giá trị lớn nhất: p H tg p.R v cos cos k Ta có: p = x.z = x.h2 p H 2tg p.R 2 cos 2 cos cos Suy : v R r ( R r ) h22 x h2 R ( R r ) h22 ( R r ) k x h2 R ( R r ) h22 2 ( R r ) Với: x=1400 kg/m3, h2 =1,8 m, R =1,5m,.r = 0,1m Khi đó: 1400.1,95.1,3 (1,3 0,175) 1,95 (1,3 0,175) 7102 7,1 v kg / m N / cm v 1400.1,95.1,3 (1,3 0,175) 1,95 2 (1,3 0,175) 3551 3,55 v kg / m N / cm k - Xét tồn xiclơ mặt cắt đỉnh xiclo nguy hiểm Ta xác định bề dày xiclo theo mặt cắt Theo lý thuyết bền thứ 3, ta có: [] hay v = 14,469 14,469 - Xiclô làm thép mỏng CT3, có [] =160N/cm2 Khi đó: 14,469 0,09cm 160 - Tham khảo tài liệu thực tế chọn =(57) hợp lý Ở chọn = mm, sau dùng thêm gân tăng cưịng để ổn định kết cấu - Kết luận: Các thơng số kích thước xoclo là: Đường kính thân xiclo: D = 2600 mm Đường kính cửa xả: d = 350 mm Chiều cao phần thân trên: H1 = 6000 mm Chiều cao phần thân dưới: H2 = 1950 mm Chiều dày xiclo δ = mm 4.3 TÍNH TỐN CỘT ĐỠ XICLO 4.3.1 Xác định kích thước chân cột - Xiclo đỡ bốn cột, tham khảo thực tế cột có chiều cao L L H2 L/2 Xác định chiều cao chân cột (L) sau: h2 L/2 h1 40° axa Ta có: L ≥ H2 + h1 +h2 Trong đó: H2 = 1950 mm, h1 = 390 mm, h2 = (10800 – 9680 + 360).sin400 = 1100 mm Suy L = 1950 + 390 + 1100 = 3440 mm Tham khảo thực tế, ta lấy L = 3800 mm - Xác định khoảng cách cột a: a R1300 a Hình 4.3 - Bốn chân cột đặt bốn góc hình vng hình vẽ Ta có: a = 2.R 2.1300 1838 (mm) 4.3.2 Tính bền chân cột - Lực tác dụng lên chân cột chủ yếu trọng lượng xi măng, với tổng trọng lượng là: Q = 50,5 (T) = 505 (kN), - Để đơn giản ta tính lực Q tác dụng lên cột mối cột chịu tác dụng Q 505 126,25 (kN) 4 - Chân cột chủ yếu chịu lực dọc trục Sử dụng SAP2000 để tính lực dọc trục, ta có: *) Sơ đồ đặt lực *) Biểu đồ lực dọc trục hình 4.3.2.1.Chọn mặt cắt chân cột: - Mặt cắt cột chọn theo điều tồng thể, diện tích cột tính theo cơng thức (4.4 - [3]) ta có: Fct N + Trong đó: N – Nội lực, N = 126,25 kN F – Diện tích mặt cắt chân cột (cần xác định) [σ] - Ứng suất nén cho phép vật liệu làm chân cột, chọn vật liệu làm chân cột thép CT3, suy [σ] = 21 kN/cm2 φ – Hệ số uốn dọc Giả thiết độ mảnh cột λ = 60, theo phụ lục (2 [3]) ta có φ = 0,86 Thay sơ có: Fct N 126,25 7 cm2 0,86 21 ... thơng số mác bê tông M300 2.1.2 THỜI GIAN CHU KỲ CHO MỘT MẺ TRỘN Theo tính tốn, thời gian chu kỳ cho trộn : Tck = 64 (s) 2.1.3 TÍNH SỐ MẺ TRỘN VÀ KHỐI LƯỢNG CỦA MỘT MẺ TRỘN +) Số mẻ trộn (giờ)... TRỘN 2.1.1 ĐỊNH MỨC THÀNH PHẦN CẤP CHO MỘT MẺ TRỘN Trong xây dựng có nhiều mác bê tôn khác nhau, tuỳ thuộc vào thành phần cấp phối đặc tính thành phần cấp phối Ta chọn mác bê tông M300, mác bê. .. 832 = 2560 (kg) – Thể tích đá cát la: Vđc = 1728 832 1,52 1600 1400 (m3) Tham khảo trạm trộn bê tông xi măng có xuất 60 m3/h, phễu tích xấp xỉ 20 m3 Hình dáng kích thước phễu sau: 7960 2655