Thiết kế trạm trộn bê tông nhựa nóng (kèm bản vẽ)

Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính Mục lục Trang Lời nói đầu. 1 Chơng I: Tổng quan về trạm trộn bê tông nhựa nóng và phơng án I. Trạm trộn bê tông nhựa nóng. 4 II. Các phơng án thiết kế chế tạo. 14 Chơng II: Tính toán thiết kế bồn chứa- xả Bê tông nhựa nóng. 21 1. Xác định các thông số chính 21 2. Tính vỏ bồn chứa. 24 3. Tính cấp nhiệt (Sấy vật liệu Bê tông nhựa nóng). 40 Chơng III: Tính chọn cửa xả và hệ thống thuỷ lực đóng mở cửa xả. 84 1. Cấu tạo cửa xả. 84 2. Tính chọn hệ thống xi lanh thuỷ lực đóng mở cửa xả. 85 Chơng IV: Tính toán kết cấu thép của tháp trộn. 89 1. Tải trọng tĩnh tác dụng lên kết cấu chân đỡ. 90 2. Tổng hợp lực tác dụng lên kết cấu thép chân đỡ: 94 3. Phân tích lực và tính toán. 94 Chơng V: Quy trình lắp giáp vận hành. 96 I. Quy trình lắp dựng. 96 II. Quy trình vận hành và bảo dỡng sửa chữa. 99 Chơng VI: Tính toán sơ bộ giá thành. 100 SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 1 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính Lời nói đầu Trong sự nghiệp Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá đất nớc ta hiện nay, việc xây dựng và cải tạo hệ thống đờng giao thông là một nhiệm vụ rất quan trọng. Trong đó nhu cầu sử dụng Bê tông nhựa nóng làm lớp mặt đờng ngày càng lớn, cho nên đòi hỏi số lợng trạm trộn Bê tông nhựa nóng ngày càng tăng. Để giảm vốn đầu t khi mua thiết bị của nớc ngoài và phát huy năng lực sản xuất trong nớc chúng ta đã tự thiết kế, chế tạo đợc trạm Bê tông nhựa nóng từ loại có công suất nhỏ, đến loại có công suất vừa và lớn. Trong trạm Bê tông nhựa nóng, thùng chứa bảo ôn sản phẩm là một hệ thống quan trọng trong dây chuyền tổng thể của trạm Bê tông nhựa nóng. Nó góp phần giải quyết vấn đề tồn tại của trạm trộn Bê tông nhựa nóng là phải ngừng hoạt động trong một số trờng hợp do điều kiện thời tiết không cho phép hay do phơng tiện vận chuyển không đáp ứng đợc công suất ,chính vì vậy có thể nói thùng chứa đã gián tiếp góp phần nâng cao năng suất thực tế của trạm. Mặt khác thùng chứa còn góp phần làm tăng chất lợng của sản phẩm thảm nóng Đồ án của em đợc hoàn thành nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy, cô giáo trong Bộ môn Máy Xây Dựng và Xếp Dỡ, đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Bính và các cô chú cán bộ cuả công ty 810. Do kinh nghiệm và thời gian có hạn chế nên bài làm của chúng em khó tránh khỏi một vài thiếu sót, em rất mong nhận đợc SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 2 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính những ý kiến dạy bảo của thầy cô và các bạn để bài làm của em đợc hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên: Nguyễn Hoàng Minh. SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 3 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính Chơng I: Tổng quan về trạm trộn Bê tông nhựa nóng và phơng án. I. Trạm trộn Bê tông nhựa nóng. 1. Khái niệm chung. - Trạm trộn Bê tông nhựa nóng là một tổng thành gồm nhiều thiết bị và cụm thiết bị mà mỗi cụm thiết bị đều phối hợp làm việc nhịp nhàng với nhau để trộn câc hạt cát đá nóng, phụ gia với nhựa đờng nóng đã đợc định lợng theo tỷ lệ quy định để tạo ra sản phẩm là Bê tông nhựa nóng. - Tính chất và chất lợng của Bê tông nhựa nóng phụ thuộc vào thành phần cấp phối, cỡ hạt, cờng độ hạt và tỷ lệ nhựa đờng đồng thời chịu ảnh hởng trực tiếp của nhiệt độ, chế độ trộn. 2. Phân loại trạm trộn. - Có rất nhiều cách để phân loại trạm trộn Bê tông nhựa nóng, sau đây là một số cách mà trên thực tế ngời ta hay sử dụng: + Dựa vào tính cơ động của trạm chia ra: Trạm trộn di động. Trạm trộn cố định. Trạm trộn có tính cơ động cao ( trên móng nổi) SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 4 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính + Dựa vào nguyên tắc làm việc chia ra: Trạm trộn theo chu kỳ. Trạm trộn liên tục. + Dựa vào năng suất của trạm chia ra 3 loại nh sau: Trạm trộn có năng suất lớn: 80 đến 150 T/h. Trạm trộn có năng suất vừa: 40 đến 60 T/h. Trạm trộn có năng suất nhỏ: dới 30 T/h. Ngoài ra còn có loại trạm có năng suất rất lớn 200 đến 400 T/H (ít dùng). + Dựa vào luồng di chuyển của vật liệu chia trạm thành: Trạm trộn nằm ngang. Trạm trộn bố trí theo kiểu hình tháp. - Để đảm bảo đợc chất lợng của sản phẩm Bê tông nhựa nóng , các trạm trộn phải đáp ứng đợc các yêu cầu cơ bản nh sau: + Nhiệt độ trộn đều mà năng suất cao. + Nhiệt độ trong các bộ phận gia nhiệt nh sấy nóng vật liệu, nấu nhựa đều đ ợc khống chế tự động có điều khiển từ xa. + Hệ thống cân đong đợc tự động hóa hoàn toàn có hiện số bằng các thiết bị điện tử đảm bảo độ chính xác cao về thành phần cốt liệu trộn. + Kết cấu trạm trộn : gọn nhẹ, cơ động, tiêu hao nhiên liệu ít. + Ngoài ra trạm trộn Bê tông nhựa nóng hiện đại còn cần đảm bảo các yêu cầu về phòng tránh gây ô nhiễm môi trờng xung quanh, khả năng thu hút bụi đạt đợc trên 95% đối với những hạt bụi có kích thớc nhỏ hơn 8 micrômet. 3. Ưu nhợc điểm của trạm trộn Bê tông nhựa nóng . SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 5 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính - Trạm trộn Bê tông nhựa nóng cố định đợc bố trí trên nền móng bê tông cố định có mặt bằng tơng đối rộng, để sản xuất với một khối l- ợng bê tông nhựa lớn. Do trạm phải đặt trên nền móng bê tông tơng đối kiên cố cho nên mỗi lần di chuyển trạm thờng rất khó khăn, tốn kém đáng kể (bởi vậy loại trạm này ít khi nghĩ tới việc di chuyển nó, chính vì vậy đây có thể là nguyên nhân chính khiến ngời ta gọi nó là trạm trộn Bê tông nhựa nóng cố định). Đây là loại trạm thờng cho năng suất rất cao. - Trạm Bê tông nhựa nóng kiểu cơ động thờng đợc bố trí trên một số kết cấu kiểu rơmoóc, có thể kéo đi đợc. Loại trạm này thờng chỉ phù hợp với các trạm có năng suất nhỏ dới 30(T/h). Tuy là loại cơ động nhng ở Việt Nam tính cơ động này trở nên rất kém vì quá trình di chuyển thực ra rất cồng kềnh vì phải dùng đầu kéo, hơn nữa điều kiện công trờng cũng nh đờng xá ở Việt Nam không cho phép. Chính vì vậy, đây là loại trạm rất hiếm thấy ở Việt Nam. - Trạm Bê tông nhựa nóng kiểu đặt trên nền móng nổi, loại này thích hợp cho tất cả các trạm có năng suất từ 30 đến 120 (T/h) có thể tới 150( T/h). Loại này có tính cơ động rất cao, vận chuyển dễ dàng, hiệu quả kinh tế lớn vì phần móng cũng đợc vận chuyển theo. ở Việt Nam loại này đợc sử dụng phổ biến, hơn thế nữa các trạm do Việt Nam chế tạo đều sử dụng loại móng nổi này. - Trạm trộn Bê tông nhựa nóng làm việc theo chu kỳ: tức là vật liệu đa vào trộn và sản phẩm lấy ra khỏi thùng trộn theo từng mẻ trong một khoảng thời gian nhất định. Thông thờng thùng trộn của loại trạm này có kết cấu gồm các cánh trộn khuấy lắp trên 2 trục trộn quay ngợc chiều nhau. Vật liệu đa vào thùng trộn gồm có cát, đá nóng và chất phụ gia, sau khi đã đợc định lợng chính xác theo yêu cầu của mỗi mác thảm nóng sẽ đợc xả vào thùng trộn để trộn đều với nhựa đờng SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 6 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính nóng. Nhựa đờng đợc phun vào thùng trộn nhờ bơm nhựa và các ống phun. Nhựa đờng đợc phun dới dạng sơng mù bao bọc lấy các hạt vật liệu. Sau một khoảng thời gian hòa trộn nhất định, hỗn hợp đợc xả một lần qua cửa mở dới đáy thùng trộn trực tiếp vào phơng tiện vận chuyển hoặc vào thùng chứa. Ưu điểm nổi bật của trạm trộn loại này là khả năng khuấy trộn đều vật liệu với phụ gia và nhựa đờng, ngoài ra loại trạm này còn dễ dàng thay đổi đợc thành phần phần trăm của các loại vật liệu đem trộn, khả năng định lợng chính xác. Tuy nhiên loại trạm này còn tồn tại một nhợc điểm đó là tổn hao năng lợng chi phí cho việc trộn khá lớn. - Trạm trộn Bê tông nhựa nóng liên tục: sản phẩm sau khi trộn cũng nh vật liệu đem vào trộn đợc đa liên tục ra, vào thùng trộn. Thùng trộn của loại trạm này gồm có 2 cửa. Một cửa dùng để cấp liên tục vật liệu gồm: cát, đá nóng và chất phụ gia. Một cửa nằm ở đối diện với cửa trên, ở đầu kia của thùng đợc mở thờng xuyên để sản phẩm sau khi trộn đợc liên tục xả vào phơng tiện vận chuyển hoặc thùng chứa. Trong thùng trộn liên tục, vòi phun nhựa đợc bố trí trong đó làm việc liên tục. Ưu điểm của trạm trộn Bê tông nhựa nóng kiểu liên tục là cho năng suất rất cao, năng lợng chi phí cho việc trộn một khối thảm nóng tơng đối nhỏ. Tuy nhiên nhợc điểm nổi bật của loại này là sản phẩm trộn không đồng đều và khả năng định lợng cốt liệu không chính xác bằng phơng pháp trộn cỡng bức, do đó dẫn đến chất lợng của thảm nóng không cao. - Trạm trộn bê tông nhựa bố trí trên cùng một mặt bằng: loại trạm này có các cụm máy và thiết bị đợc bố trí trên cùng một mặt bằng không có cụm nào nằm trên cụm nào. Ưu điểm của loại trạm này là việc lắp ráp dễ dàng, chiều cao của trạm thấp, việc sửa chữa điều SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 7 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính chỉnh trạm thuận lợi. Tuy nhiên, yêu cầu mặt bằng rộng, không thích hợp với các công trờng không cố định. - Trạm trộn Bê tông nhựa nóng bố trí theo kiểu tháp: loại trạm này có một số cụm máy hoặc thiết bị đợc bố trí chồng lên nhau theo kiểu tháp, nh cụm thiết bị sàng và chứa vật liệu nóng bố trí trên thiết bị cân, thiết bị cân lại đợc đặt trên thùng trộn. Ưu điểm nổi bật của ph- ơng pháp bố trí này là mặt bằng thu gọn, máy làm việc liên hoàn từ trên xuống dới. Tuy nhiên nhợc điểm tồn tại là: chiều cao trạm khá lớn, công tác tháo dỡ và lắp đặt gặp nhiều phức tạp, sửa chữa bảo d- ỡng khó, nền móng cho khối tháp phải đảm bảo độ ổn định cho cả khối khi làm việc cũng nh khi có gió, bão. SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 8 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính Hình 1-1 Sơ đồ công nghệ SX BTNN loại trộn cỡng bức chu kỳ. SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 9 Phễu phụ gia Bãi đá cát Nhựa đường Vít tải Thùng nấu nhựa Máy xúc Phễu đá 3Phễu cát Phễu đá 1 Phễu đá 2 Thùng nấu môi chất Bơm nhựa nóng Cân nhựa nóng Máng rung Máng rung Máng rung Máng rung Tháp tách nước & ống khói Tháp tưới nước Bể tái sinh nước Bơm Băng tải dài Bơm Băng gầu nguội Tang sấy Băng gầu nóng Sàng phân loại Phễu cân đá cát Buồng trộn Ôtô chở thảm nóng Cân phụ gia Vít tải Phễu trung gian Băng gầu phụ gia Bụi lớn Bụi khói Xiclô lắng bụi Quạt gió hút Thùng chứa Ra môi trư ờng Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính Hình 1.2: sơ đồ công nghệ Sản xuất Bê tông nhựa nóng loại trộn cỡng bức chu kỳ Bỏ để cho sơ đồ vào SV Nguyễn Hoàng Minh Máy Xây Dựng B K39 ĐH Giao Thông Vận Tải HN. 10 [...]... Minh ĐH Giao Thông Vận Tải HN Máy Xây Dựng B K39 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính Chơng II: Tính toán thiết kế bồn chứa - xả bê tông nhựa nóng 1 Xác định các thông số chính - Bồn chứa (còn gọi là thùng bảo ôn) là một thiết bị của trạm trộn bê tông Nó đợc sử dụng để chứa đựng, bảo quản và sấy nóng sản phẩm Bê tông nhựa nóng sau khi trộn xong mà vẫn cha sử dụng tới vì nhiều nguyên nhân... phẩm thảm nóng tăng cao, trạm của Trung Quốc cho chất lợng thảm nóng rất thấp Về mặt kết cấu các trạm ngoại nhập trừ một vài trạm có công suất nhỏ có thể cơ động trên xe đợc, còn các trạm có công suất vừa và lớn đều đặt trên hệ thống móng bê tông cố định, dời trạm đi rất khó khăn, tính cơ động kém Về mặt giá thành các trạm ngoại nhập rất đắt nh trạm của Nhật và của Đức Các trạm Bê tông nhựa nóng do Việt... nóng tới giữa thùng, lúc này lực tác dụng lên vỏ bồn bao gồm: trọng lợng Bê tông nhựa nóng trong thùng và lực động của lợng Bê tông nhựa nóng do xe kíp đổ xuống P2 = P + P Với: P: Trọng lợng Bê tông nhựa nóng trong thùng (0,8 + 3,4).1,8 2,5 + 0,9.3,4.4,6 9,8 2 P= .V.g = 1900 = = 438 (KN) P: lực động của lợng Bê tông nhựa nóng do xe kíp đổ xuống P = PBT.kđ2 = 12740.(1+ 1+ 2.2,7 1 1+ 12740 ) =... Các phơng án thiết kế chế tạo - Một trong các yêu cầu rất quan trọng của sản phẩm Bê tông nhựa nóng là nhiệt độ khi trộn cũng nh nhiệt độ dải thảm và lu lèn Tuy nhiên, việc dải thảm lại không thể thực hiện đợc trong điều kiện trời ma Để giải quyết vấn đề nêu trên tôi xin đa ra một phơng án đó là thiết kế và lắp đặt thêm cho trạm Bê tông nhựa nóng hệ thống bồn chứa xe skíp - Bồn chứa là thiết bị đợc... Bê tông nhựa nóng sau khi trộn xong mà cha sử dụng tới do nhiều nguyên nhân khác nhau nh: Xe vận chuyển cha về tới trạm, điều kiện thời tiết không cho phép thi công Sau đây là một số phơng án thiết kế chế tạo bồn chứa Bê tông nhựa nóng: 1.Phơng án 1: - Trên cơ sở hệ thống trạm trộn hiện có lắp thêm hệ thống xe skíp và thùng chứa Ưu điểm của phơng pháp: + Xe kíp đặt trực tiếp trên mặt bằng do đó kết... rơ-moóc bánh lốp Các trạm có công suất lớn hơn thết kế chế tạo thành từng khối lắp ghép với nhau, đồng thời sử dụng móng thép thay cho móng bê tông tạo điều kiện cơ động hoá cho việc chuyển dời trạm 11 SV Nguyễn Hoàng Minh ĐH Giao Thông Vận Tải HN Máy Xây Dựng B K39 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính Bảng 1-1: Thông số kỹ thuật chủ yếu của các trạm Bê tông nhựa nóng loại trộn cỡng bức chu... nguyên nhân khác nhau nh: do điều kiện trời ma, do xe cha về lấy kịp - Bồn chứa là một thiết bị nằm trong hoặc ngoài hệ thống trạm trộn Với phơng án tính toán ở đây, bồn chứa là một thiết bị nằm tách riêng khỏi hệ thống trạm trộn, đợc liên hệ với hệ thống trạm trộn bởi hệ thống xe skíp chở vật liệu Bê tông nhựa nóng - Bồn chứa có nhiều hình dáng cũng nh kích cỡ khác nhau tùy thuộc vào điều kiện cũng... Dựng B K39 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính yêu cầu của ngời sử dụng cũng nh điều kiện và vị trí lắp đặt, phạm vi hoạt động của trạm - Gọi thời gian giữa hai lần xả Bê tông nhựa nóng là t Kết hợp với kết cấu tham khảo thực tế tại trạm Teltomat (Văn Điển) chọn loại bồn chứa hình hộp chắp và thời gian giữa hai lần xả t =1(h) tức là tính cho trờng hợp bàn kính hoạt động của trạm là 25 30... Ưu điểm của phơng pháp: + Phơng pháp này không phải thiết kế xe skíp, giảm đáng kể chi phí đầu t ban đầu dẫn đến giá thành hạ + Tổn thất nhiệt trong quá trình xả sản phẩm Bê tông nhựa nóng sau khi trộn xuống thùng chứa coi nh bằng không + Không tốn diện tích mặt bằng để xây dựng trạm Nhợc điểm của phơng pháp: + Trạm trộn theo phơng pháp này có kết cấu rất cao + Nhợc điểm trên kéo theo một số nhợc... Thông Vận Tải HN Máy Xây Dựng B K39 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính PHƯƠNG áN 3 18 SV Nguyễn Hoàng Minh ĐH Giao Thông Vận Tải HN Máy Xây Dựng B K39 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính 4 Phơng án 4 - Xây dựng trạm mới, hệ thống xe skíp và thùng chứa đợc thiết kế chế tạo riêng Ưu điểm của phơng pháp: + Kết cấu của trạm cũng nh kết cấu của thùng chứa đợc hạ xuống độ cao . HN. 3 Đồ án thiết kế tốt nghiệp GV HD: TS Nguyễn Bính Chơng I: Tổng quan về trạm trộn Bê tông nhựa nóng và phơng án. I. Trạm trộn Bê tông nhựa nóng. 1. Khái. chúng ta đã tự thiết kế, chế tạo đợc trạm Bê tông nhựa nóng từ loại có công suất nhỏ, đến loại có công suất vừa và lớn. Trong trạm Bê tông nhựa nóng, thùng