Nhiệm vụ của môn học
Môn học “Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng” là nền tảng quan trọng trong ngành vật liệu xây dựng, giúp sinh viên nắm vững kiến thức về nguyên lý, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị Đồ án môn học này không chỉ củng cố kiến thức mà còn cho phép sinh viên tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất tại các nhà máy, đặc biệt là trạm trộn bê tông Qua việc tổ chức và thiết lập quy trình công nghệ vận hành, sinh viên có cơ hội áp dụng kiến thức để tối ưu hóa các phương án kinh tế và kỹ thuật Thực hiện đồ án cũng mang lại những bài học quý giá cho luận văn tốt nghiệp, khẳng định tầm quan trọng của môn học này đối với sinh viên chuyên ngành vật liệu xây dựng.
Sơ lược về bê tông và nhà máy sản xuất bê tông…….………………………… … : 4 I.4/ Tầm quan trọng của đề tài
a Sơ lược về bê tông:
Bêtông là vật liệu thiết yếu trong công nghệ xây dựng hiện đại, được sử dụng với khối lượng lớn nhất Mỗi năm, toàn cầu tiêu thụ khoảng hơn 2 tỷ m³ bêtông các loại, khẳng định vai trò quan trọng của nó trong ngành xây dựng.
Bêtông được sử dụng trong các điều kiện khác nhau sao cho kết hợp hài hòa về kiến trúc với môi trường xung quanh.
Bêtông là vật liệu lý tưởng để thể hiện hình dáng kiến trúc với tính thẩm mỹ cao Công nghệ chế tạo bêtông không phức tạp và dễ thực hiện, đồng thời có nguồn nguyên liệu dồi dào và dễ dàng tận dụng phế liệu từ quá trình sản xuất Bêtông cũng có nhu cầu năng lượng thấp, an toàn cho môi trường và đáng tin cậy trong sử dụng.
Ngày nay, khoa học vật liệu đã nâng cao hiểu biết của chúng ta về cấu trúc và tính chất của bêtông, cho phép dự đoán và điều chỉnh các đặc tính của vật liệu Từ đó, thiết kế bêtông trên máy tính điện tử và tự động hóa quy trình sản xuất đã được phát triển, dẫn đến sự ra đời của nhiều loại bêtông mới Điều này mở rộng đáng kể chủng loại vật liệu xây dựng, từ bêtông cách nhiệt siêu nhẹ (tỷ trọng dưới 100 kg/m³) đến bêtông có cường độ cao (R b ≈ 800 MPa).
Trong ngành xây dựng hiện nay, chất lượng công trình và tiến độ thi công là yếu tố quan trọng hàng đầu, dẫn đến nhu cầu về số lượng và chất lượng bêtông tươi ngày càng cao cho các công trình lớn Để đáp ứng nhu cầu này, các trạm trộn bêtông cơ động thường được xây dựng gần các cụm công trình, nhằm cung cấp bêtông kịp thời Việc xác định chính xác năng suất của trạm trộn là cần thiết để bố trí thiết bị làm việc liên tục và quyết định mức độ tự động hóa trong sản xuất bêtông Đối với các trạm có năng suất nhỏ và trung bình, thường xây dựng trạm trộn cơ động hoặc dễ tháo lắp, trong khi các trạm trộn cố định được xây dựng cho năng suất lớn.
Dựa theo năng suất người ta chia trạm trộn bêtông thành 3 loại cơ bản sau :
► Trạm trộn bêtông năng suất nhỏ :(10 – 30) m³/h.
► Trạm trộn bêtông năng suất trung bình :(30 - 60) m³/h.
► Trạm trộn bêtông năng suất lớn :(60 - 120) m³/h.
I.4/ TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Theo kết quả điều tra thị trường, sau giai đoạn đóng băng do khủng hoảng kinh tế Đông Nam Á năm 1997, hiện nay Việt Nam đang trong thời kỳ hội nhập và phát triển mạnh mẽ, đặc biệt sau khi gia nhập WTO Điều này đã thu hút vốn đầu tư nước ngoài, dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng trong hoạt động xây dựng Tại thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu về bê tông và vật liệu xây dựng đang tăng cao, yêu cầu cung cấp phải được đáp ứng kịp thời để phục vụ cho sự phát triển này.
Từ kết quả điều tra và phân tích thị trường, cùng với các điều kiện khách quan, việc đầu tư và xây dựng các trạm trộn bêtông tươi là cần thiết và mang lại lợi ích.
Yêu cầu của đề tài
Thiết lập quy trình công nghệ vận hành cho một trạm trộn cung cấp bê tông tươi b Các số liệu cho trước:
- Naêng suaát : (F3) 250.000 m³ (Beâ toâng/naêm).
- Nguyên liệu tự chọn và đạt các yêu cầu kỹ thuật.
- Hao hụt trong quá trình trộn: 0.5%.
- Sử dụng máy trộn cưỡng bức cho trạm trộn bê tông. c Nhiệm vụ của đồ án:
2 Thiết lập sơ đồ và thuyết minh dây chuyền công nghệ.
3 Tính cân bằng vật chất và chọn lựa các thiết bị thích hợp.
4 Tính kiểm tra các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị.
5 Vẽ sơ đồ cấu tạo chính của thiết bị (được trình bày trong bản vẽ A1).
THIẾT LẬP SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ……………………………………………………………….: 9 II.2/ Thuyeỏt minh daõy chuyeàn coõng ngheọ
MÁY TRỘN BÊTÔNG CƯỠNG BỨC TRUẽC NGANG
THÙNG ĐONG NƯỚC CÓ THIẾT BỊ ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC
BUNKE CHỨA CỐT LIỆU LỚN VÀ NHỎ
HỆ THỐNG VÍT TẢI SẼ ĐỊNH LƯỢNG VÀ VẬN CHUYỂN TRỰC TIẾP XIMĂNG VÀ PHỤ GIA VÀO MÁY TRỘN
NHỜ CƠ CẤU ĐÓNG MỞ ĐÁY NGĂN
HEÄ THOÁNG VÍT TẢI ĐỊNH LƯỢNG ĐÃ SÀNG SƠ BỘ LOẠI BỎ TẠP CHẤT
HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN BĂNG TẢI
PHEÃU TIEÁP LIEÄU CỦA MÁY
PHỄU RÓT BÊTÔNG ĐÃ TRỘN XONG
PHÒNG ĐIỀU KHIỂN ĐẶT NGAY TRÊN MÁY TRỘN PHUN TRỰC TIẾP NƯỚC VÀOTRONG QUÁ TRÌNH TRỘN
XICLO CHỨA PHỤ GIA DẠNG BỘT
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊTÔNG TƯƠI
SILO CHỨA PHỤ GIA DẠNG BỘT
HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN BĂNG TẢI
MÔ HÌNH TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊTÔNG TƯƠI
Đá và cát được vận chuyển từ nơi khai thác đến kho chứa của trạm trộn bê tông bằng xe ben, sau khi đã qua sàng sơ bộ để loại bỏ tạp chất Hệ thống băng tải đảm bảo việc cấp liệu liên tục và đồng đều, với đá và cát được đổ vào thùng chứa cốt liệu lớn và nhỏ Tùy thuộc vào năng suất của trạm trộn, thùng chứa cốt liệu được chia thành nhiều ngăn, xác định tỷ lệ cát và đá cần thiết cho quá trình trộn Sau đó, nguyên liệu được chuyển vào băng tải định lượng, gầu nâng và cuối cùng được đưa vào máy trộn bê tông cưỡng bức trục ngang hai trục.
Nước được bơm từ nguồn cấp nước đến thùng đong, nơi được đặt trên máy trộn để kiểm soát chính xác lượng nước cần thiết thông qua hệ thống định lượng Sau đó, nước được phun trực tiếp vào quá trình trộn, đảm bảo độ đồng nhất và tính công tác của bê tông.
Ximăng được chuyển từ nhà máy đến silo của trạm trộn bằng xe chuyên dụng với hệ thống bơm vật liệu khí nén Hệ thống vít tải đảm bảo vận chuyển và định lượng chính xác lượng ximăng từ silo cho mỗi mẻ trộn trước khi đưa vào máy trộn.
Ngày nay, việc sử dụng phụ gia trong sản phẩm bêtông đã trở thành phổ biến, đặc biệt là phụ gia dạng khoáng (bột) Sử dụng phụ gia giúp cải thiện tính công tác của bêtông, giảm lượng nước nhào trộn, hạ thấp tỷ lệ N/X và nâng cao cường độ bêtông Ngoài ra, nó còn cho phép giảm lượng ximăng mà không ảnh hưởng đến cường độ thiết kế Phụ gia dạng khoáng được vận chuyển từ nhà máy đến silo của trạm trộn bằng xe chuyên dụng với hệ thống bơm vật liệu khí nén, và hệ thống vít tải sẽ định lượng chính xác lượng phụ gia cần thiết cho mỗi mẻ trộn trước khi đưa vào máy trộn.
Bêtông tươi sau khi nhào trộn đồng nhất thông qua phễu rót từ máy trộn được xe bồn vận chuyển đến nơi sử dụng (công trình).
Trạm trộn bêtông hiện đại này hoạt động hoàn toàn tự động, được điều khiển bởi hệ thống máy tính với độ chính xác cao thông qua buồng điều khiển Nhờ đó, trạm trộn đạt năng suất và chất lượng vượt trội trong việc cung cấp bêtông tươi.
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ THÍCH HỢP
Naêng suaát daây chuyeàn
- Trạm trộn có năng suất :Q= 250000 m³ (Bê tông/năm)
- Hao hụt trong quá trình trộn:P= 0.5%
- Sử dụng máy trộn cưỡng bức hai trục ngang cho trạm trộn bê tông
III.2/ CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Biện luận theo thiết bị chính của trạm trộn
- Chế độ làm việc của trạm trộn : một năm làm việc 365 ngày trong đó :
Thiết bị chính ngừng trong 3 trường hợp:
Trong một năm trạm trộn làm việc thực sự :300 ngày.
Trong một năm trạm trộn làm việc 12 tháng.
Trong một ngày trạm trộn làm việc :2 ca.
Trong một ca trạm trộn làm việc :8h
Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo năm khi kể đến hao hụt:
Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo tháng khi kể đến hao hụt:
Năng suất thực sự của trạm trộn tính ngày khi kể đến hao hụt:
Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo ca khi kể đến hao hụt:
Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo giờ khi kể đến hao hụt:
BẢNG TÓM TẮT TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
(theo theồ tớch m³beõtoõng/naờm)
III.3/ LỰU CHỌN THIẾT BỊ DÂY CHUYỀN
Giả sử phân phối hao hụt trong dây chuyền của trạm trộn như sau:
- Hao hụt trong khâu trước khi nhào trộn : 0,15%
- Hao hụt trong quá trình trộn : 0,2%
Hao hụt sau quá trình trộn là 0,15% Để tính toán và lựa chọn thiết bị phù hợp với năng suất của trạm trộn, có thể sử dụng các giá trị tương đối.
-Cát sử dụng có : c o =1.35 g/cm³ =1.35T/m³
-Đá sử dụng có : d o =1.44 g/cm³=1.44T/m³
-Ximăng sử dụng có : o x =1.1 g/cm³=1.1T/m³
-Bêtông nặng có : bt o =2.5 g/cm³=2.5T/m³
-Phụ gia dạng bột có : o pg =1.6 g/cm³=1.6T/m³
-Phụ gia khoáng sử dụng khoảng 20% khối lượng ximăng.
Năng suất của nhà máy tính theo khối lượng:
1.Lựa chọn thiết bị chính:
Dựa trên năng suất của trạm trộn tính theo giờ là 52.34 m³ (Bê tông/giờ)
Năng suất của máy trộn cưỡng bức hai trục ngang được tính lại do trừ đi lượng hao hụt trong các giai đoạn trước khi nhào trộn:
Năng suất yêu cầu của máy trộn ≥ 52.26 m³ (Bê tông/giờ)
Chọn máy trộn cưỡng bức trục ngang 2 trục làm việc liên tục loại 2250/1500 (ISO
9001) do CERTIFIED COMPANY (O.M.S GROUP) sản xuất, năng suất 60 m³/h.
(Phuù luùc 1) a./ Sơ lược về máy:
Máy trộn cưỡng bức trục ngang hai trục là thiết bị có thùng trộn cố định và hai trục trộn được trang bị cánh trộn đặc biệt Khi trục quay, các cánh trộn sẽ khuấy đều hỗn hợp bê tông, giúp phối liệu được trộn đồng nhất và di chuyển dần về phía cửa xả sản phẩm Thiết kế cánh trộn theo các hướng và vị trí hợp lý đảm bảo hiệu quả trộn tối ưu.
Khoảng giữa thùng trộn nằm trong vùng ảnh hưởng của cả hai trục trộn, vì vậy cần phân bố cánh trộn trên trục theo khoảng chia khác nhau để tránh va đập Hộp giảm tốc nhiều cấp giúp giảm số vòng quay của các trục trộn xuống khoảng 20-60 vòng/phút Để đảm bảo sự đồng tốc giữa hai trục trộn, sử dụng cấp bánh răng có tỷ số truyền 1:1 hoặc truyền động xích Ưu điểm của loại máy này là cho phép trộn nhanh, đạt năng suất cao và chất lượng đồng đều, vượt trội hơn so với các loại máy trộn tự do.
Máy trộn bêtông có kết cấu phức tạp và tiêu hao năng lượng điện lớn hơn so với các loại máy khác Chúng thường được sử dụng để trộn các hỗn hợp bêtông khô với mác cao hoặc các sản phẩm yêu cầu chất lượng cao Dưới đây là một số hình ảnh minh họa về máy trộn bêtông.
MẶT HÔNG CỦA MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC
MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC 2250/1500 c Sơ bộ về cấu tạo máy
Các thông số kỹ thuật và kích thước của máy xem phụ lục 1&2
VÍT TẢI Động cơ truyền động
GIỚI THIỆU THÊM MỘT SỐ KIỂU DÁNG MÁY VÀ CÁC LOẠI CÁNH TRỘN KHÁC NHAU
HỆ THỐNG HÚT BỤI CỬA THÁO LIỆU
Các thông số kỹ thuật của máy xem phụ lục 3
2 Lựa chọn các thiết bị phụ:
Xe ben là phương tiện lý tưởng để vận chuyển đá và cát đến kho chứa của trạm trộn Để tối ưu hóa hiệu quả, trạm trộn nên được đặt gần các công trình xây dựng và nguồn cung cấp nguyên vật liệu Việc lựa chọn thiết bị vận chuyển phù hợp dựa trên năng suất của nhà máy là rất quan trọng, bao gồm số lượng xe, trọng tải xe và thời gian dự phòng cho tình huống kẹt xe, nhằm đảm bảo luôn có đủ nguyên vật liệu phục vụ sản xuất.
2.2/ Băng tải vận chuyển và định lượng:
Sử dụng băng tải cao su là giải pháp hiệu quả để vận chuyển và định lượng cốt liệu lớn và nhỏ từ kho chứa đến bunker chứa, sau đó chuyển tiếp từ bunker đến gầu nâng để đưa vào máy trộn.
Naêng suaát yeâu caàu Q yeâu caàu ≥ 52.34 m³/h hay Q yeâu caàu ≥ 130.85T/h
-Dựa vào bảng tra vận tốc của băng tải ở phụ lục 4 ta có :
Chọn băng tải có chiều rộng b@0mm=0.4m
Chiều rộng vật liệu nằm trên băng B=b-100= 300mm=0.3m
Chiều cao lớp vật liệu h=1/8xB=1/8x0.3=0.0375m
- Chọn loại băng tải 3 con lăn đỡ m=3, góc nghiêng của con lăn đỡ β º hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của vật liệu C=0550 (tra phụ lục 5)
Bunke chứa là bộ phận lưu trữ dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định, với hình dạng đa dạng tùy thuộc vào mục đích sử dụng Nó đóng vai trò quan trọng trong việc lấy vật liệu ra khỏi pully thụ động của băng tải.
4 con lăn đỡ băng kéo
Để đảm bảo vật liệu trong băng bunke chảy đều, góc nghiêng của thành bunke cần phải đủ lớn Tuy nhiên, nếu góc nghiêng quá lớn, sẽ có nguy cơ hình thành vòm vật liệu ngừng chảy Để tối ưu hóa quá trình chảy, góc nghiêng nên lớn hơn 5-10% so với góc xoải tự nhiên của vật liệu Để hỗ trợ việc rót liệu dễ dàng, nên gắn đầu rung vào thành bên của bunke Trong một số trường hợp, có thể lắp đặt các tấm có lỗ ở đáy bunke để đưa dòng khí vào, giúp làm khô vật liệu và giảm ma sát giữa vật liệu và đáy bunke, từ đó cho phép vật liệu chảy ra dễ dàng hơn.
Năng suất chảy của vật liệu từ bunke chứa được xác định theo công thức:
Trong đó: F diện tích lỗ tháo(m²) v vận tốc chảy của vật liệu(m/giây)
Thùng đong nước là thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất bêtông, giúp kiểm soát chính xác lượng nước cần thiết cho hỗn hợp Việc cấp nước là điểm nhạy cảm nhất, bởi vì cốt liệu, đặc biệt là vật liệu hạt nhỏ (d < 5mm), có thể chứa lượng nước thay đổi lớn, ảnh hưởng đến sức bền và độ sẹt của bêtông Do đó, việc định lượng chính xác nước là rất cần thiết, và thùng đong nước hiện nay có nhiều loại khác nhau để đáp ứng yêu cầu này.
Sau khi khống chế chính xác lượng nước cần thiết, nước sẽ được phun trực tiếp vào trong quá trình trộn.
(1) THÙNG CHỨA NƯỚC; (2)(3) BẢNG VAN KIM CHỈ MỰC NƯỚC;
(4) ỐNG DI ĐỘNG; (5) ỐNG NỐI THÔNG; (6) VAN; (7) NẮP THÙNG;
(8) ỐNG DẪN NƯỚC CHÍNH; (9) VAN 3 CHIỀU; (10) LỖ THÁO CẶN BẨN; (11) RUỘT VAN.
CẤU TẠO THÙNG ĐONG NƯỚC
Vít tải định lượng được sử dụng để vận chuyển và định lượng chính xác lược ximăng và phụ gia cho quá trình trộn.
Năng suất yeâu caàu Q yeâu caàu ≥ 52.34 m³/h hay Q yeâu caàu ≥ 130.85 T/h
Chọn vít tải định lượng ximăng có thể loại kích thước 500.
Chọn vít tải định lượng phụ gia có thể loại kích thước 315.
Các thông số của vít tải định lượng tra phụ lục 6
Tất cả các hoạt động của trạm trộn được tự động hóa và điều khiển bằng hệ thống máy tính, đảm bảo độ chính xác cao thông qua buồng điều khiển.
Xe bồn là phương tiện chuyên dụng để vận chuyển bêtông qua các khoảng cách từ vài km đến hàng chục km Để đảm bảo chất lượng bêtông trong suốt quá trình vận chuyển, thùng chứa bêtông được thiết kế để quay liên tục.
Xe bồn có dung tích từ 2 đến 8m³ và theo kiểu truyền động quay thùng hiện nay được sử dụng hai kiểu:
Trong dây chuyền sản xuất, xe bồn 250px-Pumi-bp được sử dụng với dung tích thùng trộn 8m³ và trang bị cần bơm bê tông Xe có hệ thống truyền động thủy lực, mang lại ưu điểm về kết cấu gọn nhẹ, tính thẩm mỹ cao, hoạt động êm ái và độ tin cậy vượt trội.
Xe boàn250px-Pumi-bp
TÍNH VÀ KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ
IV.1/ BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN VÀ ĐỊNH LƯỢNG
-F diện tích tiết diện ngang của lớp vật liệu trên tấm băng khi băng chuyển động (m²):
- Chọn vận tốc chuyển động của băng: V=1.1 m/s
Năng suất suất của băng tải:Q F V o
- Đá sử dụng có : d o =1.44 g/cm³=1.44T/m³
-Cát sử dụng có : c o =1.35 g/cm³ =1.35T/m³
Năng suất thực tế của băng tải định lượng đá đạt 410.57 T/h, gấp 3.14 lần so với yêu cầu 130.85 T/h, trong khi năng suất của cát là 384.91 T/h, gấp 2.94 lần so với yêu cầu tương tự Dù vậy, loại băng tải này vẫn là lựa chọn tối ưu nhất dựa trên bảng số liệu Nếu không tính đến yếu tố kinh tế, việc sử dụng băng tải này sẽ rất hiệu quả trong việc đáp ứng nhu cầu vận chuyển và định lượng, đồng thời hỗ trợ tốt cho việc tăng ca của trạm trộn.
Năng suất chảy của vật liệu từ bunke chứa được xác định theo công thức:
Trong đó: F diện tích lỗ tháo(m²) v vận tốc chảy của vật liệu(m/giây)
Như vậy năng suất của lỗ tháo vật liệu từ bunke sẽ bằng năng suất của băng tải định lượng vật liệu từ bunke tới gầu nâng.
IV.3/ VÍT TẢI ĐỊNH LƯỢNG
Giả sử trong dây truyền ta sử dụng vít vận chuyển và định lượng nghiêng một góc là 15º với năng suất được tính toán theo công thức sau:
D - Đường kính ngoài của cánh vít [m] s - Bước vít [m] n - Số vòng quay của trục vít [v/ph]
o - Trọng lượng thể tích của vật liệu [T/m3]
- Hệ số chứa đầy vật liệu (tra bảng dưới)
Bảng hệ số chứa đầy vật liệu
Vật liệu Dạng hạt Đã nghiền nhỏ
Bảng hệ số C-Hệ số tính tới việc giảm năng suất khi vít tải đặt nghiêng Độ dốc của vít tải(độ) 0 5 10 15 20
Giá trị C 1 0.9 0.8 0.7 0.65 n- Số vòng quay lớn nhất của trục vít có thể được xác định theo công thức thực nghieọm:
Trong đó : D - Đường kính ngoài của cánh vít [m]
+ Đối với vật liệu hạt : A060 + Đối với vật liệu mịn :A"45 Đối với ximăng:
Do chọn vít tải định lượng thể loại 500 có các thông số sau:
C = 0.8 (vít nghiêng một góc là 10º)
-Ximăng sử dụng có o x =1.1 g/cm³=1.1T/m³
Năng suất thực tế của vít tải định lượng ximăng đạt 132 T/h, vượt yêu cầu 130.85 T/h với tỷ lệ chỉ 0.9%, cho thấy việc lựa chọn vít tải này là hợp lý Đối với phụ gia khoáng ở dạng bột, điều này càng khẳng định tính hiệu quả của hệ thống.
Do chọn vít tải định lượng thể loại 315 có các thông số sau:
Năng suất của phụ gia chỉ bẳng 20% so với năng suất của ximăng
Năng suất yêu cầu của vít tải định lượng phụ gia ≥ 26.17 (T/h)
C= 0.65 (vít nghiêng một góc là 20º)
-Phụ gia dạng bột có : o pg =1.6 g/cm³=1.6T/m³
Năng suất thực tế của vít tải định lượng phụ gia là 27 T/h lớn hơn năng suất yêu cầu 26.17 chỉ vượt 3.17% lựu chọn vít tải này là hợp lý.
IV.4/ XE BỒN VẬN CHUYỂN BÊTÔNG
Sử dụng xe bồn có dung tích là 8 m³ để vận chuyển sản phẩm bêtông từ nhà máy đến công trình
Năng suất của xe bồn được tính lại do trừ đi lượng hao hụt trong các giai đoạn trước khi vận chuyển tới công trường:
Năng suất yêu cầu của xe bồn ≥ 52.16 m³ (Bê tông/giờ)
Chọn chu kì lưu động trung bình của mỗi xe là 1 giờ/chuyến
Hệ số đầy khi vận chuyển là 0.85
Vậy số xe cần chọn là: 8 52 0 16 85 7 67
Chọn 8 xe Như vậy 1 giờ sẽ có 8 chuyến xe bồn lưu hành để vận chuyển sản phẩm bê tông tươi từ trạm trộn tới các công trình.
Trong đồ án môn học, tôi không thể trình bày đầy đủ tất cả các khía cạnh kinh tế kỹ thuật của một trạm trộn bêtông tươi hoàn chỉnh Tuy nhiên, thông qua việc nghiên cứu và tính toán, cùng với sự hướng dẫn của thầy, tôi đã thiết lập thành công quy trình công nghệ cho trạm trộn bêtông tươi, một quy trình có tính khả thi cao trong xây dựng hiện nay Việc thiết lập quy trình công nghệ này đã giúp tôi làm quen với các bước tính toán và lựa chọn máy móc, trang thiết bị cho trạm trộn bêtông tươi, cũng như cho các nhà máy sản xuất và cung cấp vật liệu xây dựng Điều này không chỉ mang lại cho tôi những kinh nghiệm quý báu cho đồ án tốt nghiệp mà còn giúp tôi dần làm quen với thực tế sản xuất.
Phụ lục 1: Bảng các thông số kỹ thuật của một số loại máy trộn cưỡng bức trục ngang hai truùc (O.M.C GROUP).
`Phụ lục 2: Bảng các thông số về kích thước của một số loại máy trộn cưỡng bức trục ngang hai truùc (O.M.C GROUP).
Phụ lục 3: Bảng các thông số kỹ thuật của một số loại máy trộn cưỡng bức trục ngang hai trục giới thiệu thêm
Phụ lục 4:Bảng tra vận tốc của băng tải
Loại vật liệu Vận tốc băng(m/s) phụ thuộc vào chiều rộng của băng (mm)
Phụ lục 5: Bảng tra giá trị C của băng tải
Loại băng Hai con laên đỡ Ba con lăn đỡ Năm con lănđỡ
Góc nghiêng của con lăn đỡ β 15 20 30 36 18
Góc nghiêng tự nhiên của của vật liệu( r ) 1550 1520 1520
Phụ lục 6: Bảng các thông số kỹ thuật của vít tải định lượng
Lựu chọn thiết bị dây chuyeàn
Giả sử phân phối hao hụt trong dây chuyền của trạm trộn như sau:
- Hao hụt trong khâu trước khi nhào trộn : 0,15%
- Hao hụt trong quá trình trộn : 0,2%
Hao hụt trong quá trình trộn là 0,15% Để dễ dàng trong việc tính toán và lựa chọn thiết bị phù hợp với năng suất của trạm trộn, chúng ta có thể sử dụng các giá trị tham khảo sau đây.
-Cát sử dụng có : c o =1.35 g/cm³ =1.35T/m³
-Đá sử dụng có : d o =1.44 g/cm³=1.44T/m³
-Ximăng sử dụng có : o x =1.1 g/cm³=1.1T/m³
-Bêtông nặng có : bt o =2.5 g/cm³=2.5T/m³
-Phụ gia dạng bột có : o pg =1.6 g/cm³=1.6T/m³
-Phụ gia khoáng sử dụng khoảng 20% khối lượng ximăng.
Năng suất của nhà máy tính theo khối lượng:
1.Lựa chọn thiết bị chính:
Dựa trên năng suất của trạm trộn tính theo giờ là 52.34 m³ (Bê tông/giờ)
Năng suất của máy trộn cưỡng bức hai trục ngang được tính lại do trừ đi lượng hao hụt trong các giai đoạn trước khi nhào trộn:
Năng suất yêu cầu của máy trộn ≥ 52.26 m³ (Bê tông/giờ)
Chọn máy trộn cưỡng bức trục ngang 2 trục làm việc liên tục loại 2250/1500 (ISO
9001) do CERTIFIED COMPANY (O.M.S GROUP) sản xuất, năng suất 60 m³/h.
(Phuù luùc 1) a./ Sơ lược về máy:
Máy trộn cưỡng bức trục ngang hai trục là thiết bị có thùng trộn cố định và hai trục với cánh trộn gắn trên đó Khi trục quay, các cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bê tông, giúp phối liệu được trộn đều và di chuyển dần về phía cửa dỡ sản phẩm Cấu trúc đặc biệt của các cánh trộn được bố trí hợp lý nhằm tối ưu hóa quá trình trộn.
Khoảng giữa thùng trộn nằm trong vùng ảnh hưởng của cả hai trục trộn, vì vậy cần phân bố cánh trộn trên trục theo khoảng chia khác nhau để tránh va chạm Hệ thống hộp giảm tốc nhiều cấp giúp giảm tốc độ vòng quay của các trục trộn xuống mức tương đối thấp (n= 20-60 vòng/phút) Để đảm bảo sự đồng tốc giữa hai trục, chúng ta sử dụng cấp bánh răng có tỷ số truyền 1:1 hoặc truyền động xích Ưu điểm của loại máy này là cho phép trộn nhanh, đạt năng suất cao và chất lượng đồng đều, vượt trội hơn so với các loại máy trộn tự do.
Máy trộn bêtông có cấu trúc phức tạp và tiêu thụ năng lượng điện lớn hơn Loại máy này thường được sử dụng để trộn các hỗn hợp bêtông khô với mác cao hoặc các sản phẩm yêu cầu chất lượng cao Dưới đây là một số hình ảnh minh họa về máy trộn bêtông.
MẶT HÔNG CỦA MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC
MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC 2250/1500 c Sơ bộ về cấu tạo máy
Các thông số kỹ thuật và kích thước của máy xem phụ lục 1&2
VÍT TẢI Động cơ truyền động
GIỚI THIỆU THÊM MỘT SỐ KIỂU DÁNG MÁY VÀ CÁC LOẠI CÁNH TRỘN KHÁC NHAU
HỆ THỐNG HÚT BỤI CỬA THÁO LIỆU
Các thông số kỹ thuật của máy xem phụ lục 3
2 Lựa chọn các thiết bị phụ:
Xe ben là phương tiện hiệu quả để vận chuyển đá và cát đến kho chứa của trạm trộn Để tối ưu hóa quy trình, trạm trộn nên được đặt gần các công trình xây dựng và nguồn cung cấp nguyên vật liệu Việc lựa chọn thiết bị vận chuyển cần dựa vào năng suất của nhà máy, bao gồm số lượng xe, trọng tải và thời gian dự phòng cho kẹt xe, nhằm đảm bảo luôn có đủ nguyên vật liệu phục vụ sản xuất.
2.2/ Băng tải vận chuyển và định lượng:
Sử dụng băng tải cao su giúp vận chuyển và định lượng cốt liệu lớn và nhỏ từ kho chứa đến bunker, sau đó từ bunker đến gầu nâng để đưa vào máy trộn.
Naêng suaát yeâu caàu Q yeâu caàu ≥ 52.34 m³/h hay Q yeâu caàu ≥ 130.85T/h
-Dựa vào bảng tra vận tốc của băng tải ở phụ lục 4 ta có :
Chọn băng tải có chiều rộng b@0mm=0.4m
Chiều rộng vật liệu nằm trên băng B=b-100= 300mm=0.3m
Chiều cao lớp vật liệu h=1/8xB=1/8x0.3=0.0375m
- Chọn loại băng tải 3 con lăn đỡ m=3, góc nghiêng của con lăn đỡ β º hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của vật liệu C=0550 (tra phụ lục 5)
Bunke chứa là bộ phận quan trọng dùng để lưu trữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định, với hình dạng đa dạng tùy thuộc vào mục đích sử dụng Nó có chức năng giúp vật liệu được đưa ra khỏi pully thụ động của băng tải một cách hiệu quả.
4 con lăn đỡ băng kéo
Để đảm bảo vật liệu chảy đều trong băng bunke, góc nghiêng của thành bunke cần đủ lớn, thường từ 5-10% lớn hơn góc xoải tự nhiên của vật liệu Tuy nhiên, nếu góc nghiêng quá lớn, có thể xảy ra hiện tượng vòm vật liệu ngừng chạy Để hỗ trợ việc rót liệu dễ dàng, thành bên bunke thường được gắn đầu rung Trong một số trường hợp, để giảm ma sát và giúp vật liệu ra dễ dàng, có thể đặt các tấm có lỗ ở đáy bunke để đưa dòng khí làm khô vật liệu.
Năng suất chảy của vật liệu từ bunke chứa được xác định theo công thức:
Trong đó: F diện tích lỗ tháo(m²) v vận tốc chảy của vật liệu(m/giây)
Thùng đong nước là thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất bêtông, đặc biệt trong việc kiểm soát lượng nước cần thiết cho hỗn hợp Lượng nước trong bêtông ảnh hưởng trực tiếp đến sức bền và độ sẹt của sản phẩm, do đó việc định lượng chính xác là rất cần thiết Hiện nay, có nhiều loại thùng đong nước được sử dụng để đảm bảo yêu cầu về lượng nước trộn một cách hiệu quả.
Sau khi khống chế chính xác lượng nước cần thiết, nước sẽ được phun trực tiếp vào trong quá trình trộn.
(1) THÙNG CHỨA NƯỚC; (2)(3) BẢNG VAN KIM CHỈ MỰC NƯỚC;
(4) ỐNG DI ĐỘNG; (5) ỐNG NỐI THÔNG; (6) VAN; (7) NẮP THÙNG;
(8) ỐNG DẪN NƯỚC CHÍNH; (9) VAN 3 CHIỀU; (10) LỖ THÁO CẶN BẨN; (11) RUỘT VAN.
CẤU TẠO THÙNG ĐONG NƯỚC
Vít tải định lượng được sử dụng để vận chuyển và định lượng chính xác lược ximăng và phụ gia cho quá trình trộn.
Năng suất yeâu caàu Q yeâu caàu ≥ 52.34 m³/h hay Q yeâu caàu ≥ 130.85 T/h
Chọn vít tải định lượng ximăng có thể loại kích thước 500.
Chọn vít tải định lượng phụ gia có thể loại kích thước 315.
Các thông số của vít tải định lượng tra phụ lục 6
Tất cả hoạt động của trạm trộn được tự động hóa và điều khiển bằng hệ thống máy tính, đảm bảo độ chính xác cao thông qua buồng điều khiển.
Xe bồn là phương tiện chuyên dụng để vận chuyển bêtông qua những khoảng cách từ vài km đến hàng chục km Trong quá trình di chuyển, thùng chứa bêtông được quay liên tục nhằm bảo đảm chất lượng của bêtông không bị ảnh hưởng.
Xe bồn có dung tích từ 2 đến 8m³ và theo kiểu truyền động quay thùng hiện nay được sử dụng hai kiểu:
Trong dây chuyền, xe bồn 250px-Pumi-bp được sử dụng với dung tích thùng trộn 8m³ và trang bị cần bơm bê tông Xe có hệ thống truyền động thủy lực, mang lại ưu điểm về kết cấu gọn nhẹ, tính thẩm mỹ cao, hoạt động êm ái, độ tin cậy cao và khả năng chịu lực tốt.
Xe boàn250px-Pumi-bp
TÍNH VÀ KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ
Băng tải vận chuyển và định lượng
-F diện tích tiết diện ngang của lớp vật liệu trên tấm băng khi băng chuyển động (m²):
- Chọn vận tốc chuyển động của băng: V=1.1 m/s
Năng suất suất của băng tải:Q F V o
- Đá sử dụng có : d o =1.44 g/cm³=1.44T/m³
-Cát sử dụng có : c o =1.35 g/cm³ =1.35T/m³
Năng suất thực tế của băng tải định lượng đá đạt 410.57 T/h, gấp 3.14 lần so với yêu cầu 130.85 T/h, trong khi năng suất của cát là 384.91 T/h, gấp 2.94 lần so với yêu cầu Mặc dù vậy, loại băng tải này vẫn được lựa chọn vì đây là phương án tối ưu nhất theo bảng số liệu Nếu không tính đến yếu tố kinh tế, băng tải này sẽ đáp ứng tốt nhu cầu vận chuyển và định lượng, đồng thời mang lại hiệu quả cao, phù hợp với nhu cầu tăng ca của trạm trộn.
Bunke chứa
Năng suất chảy của vật liệu từ bunke chứa được xác định theo công thức:
Trong đó: F diện tích lỗ tháo(m²) v vận tốc chảy của vật liệu(m/giây)
Như vậy năng suất của lỗ tháo vật liệu từ bunke sẽ bằng năng suất của băng tải định lượng vật liệu từ bunke tới gầu nâng.
Vít tải định lượng………………………………… ……………………………………………………… …:24 IV.4/ Xe bồn vận chuyển bê tông
Giả sử trong dây truyền ta sử dụng vít vận chuyển và định lượng nghiêng một góc là 15º với năng suất được tính toán theo công thức sau:
D - Đường kính ngoài của cánh vít [m] s - Bước vít [m] n - Số vòng quay của trục vít [v/ph]
o - Trọng lượng thể tích của vật liệu [T/m3]
- Hệ số chứa đầy vật liệu (tra bảng dưới)
Bảng hệ số chứa đầy vật liệu
Vật liệu Dạng hạt Đã nghiền nhỏ
Bảng hệ số C-Hệ số tính tới việc giảm năng suất khi vít tải đặt nghiêng Độ dốc của vít tải(độ) 0 5 10 15 20
Giá trị C 1 0.9 0.8 0.7 0.65 n- Số vòng quay lớn nhất của trục vít có thể được xác định theo công thức thực nghieọm:
Trong đó : D - Đường kính ngoài của cánh vít [m]
+ Đối với vật liệu hạt : A060 + Đối với vật liệu mịn :A"45 Đối với ximăng:
Do chọn vít tải định lượng thể loại 500 có các thông số sau:
C = 0.8 (vít nghiêng một góc là 10º)
-Ximăng sử dụng có o x =1.1 g/cm³=1.1T/m³
Năng suất thực tế của vít tải định lượng ximăng đạt 132 T/h, vượt yêu cầu 130.85 T/h với tỷ lệ 0.9%, cho thấy việc lựa chọn vít tải này là hợp lý Đối với phụ gia khoáng dạng bột, việc sử dụng vít tải này sẽ đảm bảo hiệu quả trong quá trình vận chuyển và định lượng.
Do chọn vít tải định lượng thể loại 315 có các thông số sau:
Năng suất của phụ gia chỉ bẳng 20% so với năng suất của ximăng
Năng suất yêu cầu của vít tải định lượng phụ gia ≥ 26.17 (T/h)
C= 0.65 (vít nghiêng một góc là 20º)
-Phụ gia dạng bột có : o pg =1.6 g/cm³=1.6T/m³
Năng suất thực tế của vít tải định lượng phụ gia là 27 T/h lớn hơn năng suất yêu cầu 26.17 chỉ vượt 3.17% lựu chọn vít tải này là hợp lý.
IV.4/ XE BỒN VẬN CHUYỂN BÊTÔNG
Sử dụng xe bồn có dung tích là 8 m³ để vận chuyển sản phẩm bêtông từ nhà máy đến công trình
Năng suất của xe bồn được tính lại do trừ đi lượng hao hụt trong các giai đoạn trước khi vận chuyển tới công trường:
Năng suất yêu cầu của xe bồn ≥ 52.16 m³ (Bê tông/giờ)
Chọn chu kì lưu động trung bình của mỗi xe là 1 giờ/chuyến
Hệ số đầy khi vận chuyển là 0.85
Vậy số xe cần chọn là: 8 52 0 16 85 7 67
Chọn 8 xe Như vậy 1 giờ sẽ có 8 chuyến xe bồn lưu hành để vận chuyển sản phẩm bê tông tươi từ trạm trộn tới các công trình.
Trong đồ án môn học, em không thể trình bày đầy đủ các khía cạnh kinh tế kỹ thuật của trạm trộn bêtông tươi, nhưng nhờ nghiên cứu và sự hướng dẫn của thầy, em đã thiết lập thành công quy trình công nghệ cho trạm trộn này Quy trình công nghệ này có tính khả thi cao, đóng góp vào công cuộc xây dựng đất nước Qua việc xây dựng quy trình vận hành, em đã làm quen với các bước tính toán và lựa chọn máy móc thiết bị cho trạm trộn bêtông tươi, cũng như cho các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng Điều này không chỉ mang lại cho chúng em kinh nghiệm quý báu cho đồ án tốt nghiệp mà còn giúp chúng em dần tiếp cận thực tế sản xuất.
Phụ lục 1: Bảng các thông số kỹ thuật của một số loại máy trộn cưỡng bức trục ngang hai truùc (O.M.C GROUP).
`Phụ lục 2: Bảng các thông số về kích thước của một số loại máy trộn cưỡng bức trục ngang hai truùc (O.M.C GROUP).
Phụ lục 3: Bảng các thông số kỹ thuật của một số loại máy trộn cưỡng bức trục ngang hai trục giới thiệu thêm
Phụ lục 4:Bảng tra vận tốc của băng tải
Loại vật liệu Vận tốc băng(m/s) phụ thuộc vào chiều rộng của băng (mm)
Phụ lục 5: Bảng tra giá trị C của băng tải
Loại băng Hai con laên đỡ Ba con lăn đỡ Năm con lănđỡ
Góc nghiêng của con lăn đỡ β 15 20 30 36 18
Góc nghiêng tự nhiên của của vật liệu( r ) 1550 1520 1520
Phụ lục 6: Bảng các thông số kỹ thuật của vít tải định lượng
