Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Mục lục Trang Lời mở đầu 2 Chơng I : Giới thiệu chung 3 Chơng II : Lựa chọn phơng án thiết kế máy trộn BTXM 11 I.Tầm quan trọng của bê tông xi măng 11 II.Phơng án thiết kế máy trộn BTXM 11 III. Giới thiệu về thành phần chính của bê tông xi măng 15 Chơng III : Tính toán thiết kế 17 I.Xác định dung tích hình học thùng trộn 17 II.Xác định các kích thớc hình học của thùng trộn 18 Chơng IV.Tính toán thiết kế cơ cấu dẫn động thùng trộn và nâng máng tiếp liệu 20 I.Xác định tốc độ quay và công suất dẫn động thùng trộn 20 II.Chọn động cơ điện 29 III.Tỷ số truyền chung 29 IV.Chọn hộp giảmm tốc 30 V.Thiết kế bộ truyền đai 30 VI.Thiết kế cặp bánh răng trụ dẫn động thùng trộn 33 VII.Tính chọn cơ cấu nâng hạ phễu tiếp liệu 37 Chơng V.Tính toán thiết kế kết cấu thép 56 I.Tính kết cấu thép giá đỡ tang nâng hạ phễu cấp liệu 56 II.Tính toán thiết kế thùng trộn 60 III.Tính toán thiết kế cánh trộn 63 IV.Tính, chọn chân đỡ thùng trộn 69 V.Tính toán liên kết 72 Tài liệu tham khảo 76 SV: Phạm Trọng Cơng - 1 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Lời mở đầu Những năm gần đây,đất nớc ta đã có những bớc phát triển vợt bậc cả về kinh tế khoa học kỹ thuật và đời sống văn hoá tinh thần.Để đạt đợc những thành quả to lớn đó phải có sự đóng góp của tất cả các ngành,các cấp vào mọi lĩnh vực nh kinh tế,chính trị,văn hoá,khoa học kỹ thuật. Nền tảng cho sự phát triển đó có sự đóng góp to lớn của sự phát triển kinh tế và kỹ thuật.N- ớc ta đang đẩy mạnh phát triển công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc. Để thực hiện công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc, trớc tiên chúng ta phải xây dựng một cơ sở hạ tầng vững mạnh nh: đờng xá,cầu cống,nhà kho,bến cảng,sân bay .Để phục vụ cho công việc xây dựng các công trình đó chúng ta cần rất nhiều loại máy móc nh: máy đào,máy đầm lèn,cần trục,trạm trộn bê tông xi măng,trạm trộn bê tông nhựa nóng,máy trộn bêtông xi măng Đối với các công trình xây dựng nh cầu cống,đờng xá,nhà ở .thì chất lợng bê tông xi măng góp phần quan trọng vào chất lợng các công trình đó.Để sản phẩm bê tông xi măng có chất lợng tốt chúng ta cần phải có những thiết bị máy móc hiện đại mà chủ yếu lại là các loại máy trộn và các loại trạm trộn bê tông xi măng. Trong những năm gần đây do điều kiện cạnh tranh gay gắt của thị trờng xây dựng hầu hết các đơn vị trong và ngoài ngành xây lắp đều tìm mọi biện pháp đầu t,đổi mới thiết bị công nghệ.Trong đó có các máy trộn bê tông xi măng vừa và nhỏ,điển hình là các máy trộn của các nớc nh Đức, Hungary,Trung Quốc.v.v. Trong đề tài tốt nghiệp này nhiệm vụ của em là tính toán thiết kế máy trộn bê tông xi măng năng suất 6(m 3 /h). Trong đó nhiệm vụ cụ thể của em là: -Tìm hiểu thực tế dạng máy thiết kế. -Lựa chọn phơng án thiết kế. -Thiết kế tổng thể. -Thiết kế chi tiết: + Thiết kế thùng trộn. + Thiết kế cánh trộn. + Tính, chọn cơ cấu dẫn động thùng trộn và nâng hạ phễu cấp liệu + Tính toán kết cấu thép. Trong quá trình thực hiện đề tài em không thể tránh khỏi những thiếu sót.Rất mong đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo trong bộ môn Máy xây dựng - Xếp dỡ để em hoàn thiện hơn cho những thiết kế sau này. Xin trân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn Máy xây dựng - Xếp dỡ,cô giáo Phạm Thị Nghĩa đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. SV: Phạm Trọng Cơng - 2 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Chơng I giới thiệu chung Máy trộn hỗn hợp bê tông dùng để tạo ra hỗn hợp bê tông xi măng nhằm đáp ứng đợc yêu cầu đề ra. Hiện nay trong các công trình xây dựng đang sử dụng hai dạng bê tông: -Hỗn hợp bê tông xi măng do các cốt liệu cứng dạng hạt nh đá (sỏi) đợc trộn với cát, xi măng, chất phụ gia và nớc. Các sản phẩm bê tông này đợc gọi là bê tông xi măng. - Bê tông xi măng do các cốt liệu dạng bột nh cát, xi măng hoặc vôi đợc trộn với nớc tạo thành các sản phẩm này đợc gọi là hỗn hợp vữa bê tông. Tác dụng của việc trộn bê tông đợc coi là hiệu quả nếu các cốt liệu đợc trộn đều và hàm l- ợng không khí trong hỗn hợp chiếm tỷ lệ nhỏ. Bê tông xi măng có u điểm là độ bền cao, có khả năng chống cháy và tạo ra các kết cấu có tính mỹ quan nên đang đợc sử dụng rộng rãi các công trình xây dựng vĩnh cửu nh nhà ở, cầu cống, bến cảng, đờng sân bay . Nếu khối lợng bê tông xi măng yêu cầu lớn thì có thể sản xuất từ các nhà máy sản xuất bê tông, các trạm trộn liên hợp, còn nếu khối lợng yêu cầu không lớn thì có thể sản xuất trực tiếp từ công trờng bằng các máy trộn độc lập. Các máy trộn bê tông hiện nay cũng rất phong phú về chủng loại và đa dạng về kết cấu. Trong số các máy trộn bê tông chúng ta chỉ đề cập đến những loại máy trộn đang đợc sử dụng rộng rãi với số lợng lớn nhất. Phân loại các máy và thiết bị trộn bê tông xi măng theo các quan điểm sau: I. Căn cứ theo ph ơng pháp trộn: đợc phân thành hai nhóm là nhóm máy trộn tự do và nhóm máy trộn cỡng bức. 1. Nhóm máy trộn tự do (Hình 1.1): Các trộn đợc gắn trực tiếp vào thùng trộn, khi thùng trộn quay các cánh trộn sẽ quay theo và nâng một phần các cốt liệu lên cao, sau đó để chúng rơi tự do xuống phía dới thùng trộn đều với nhau tạo thành hỗn hợp bê tông. SV: Phạm Trọng Cơng - 3 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Loại máy này có cấu tạo đơn giản tiêu hao năng lợng ít nhng thời gian trộn lâu và chất lợng hỗn hợp bê tông không tốt bằng phơng pháp trộn cỡng bức. Hình 1.1: Máy trộn hình nón cụt trộn tự do 2. Nhóm máy trộn c ỡng bức (Hình 1.2): Là loại máy có thùng trộn cố định còn trục trộn trên có gắn các cánh trộn khi trục quay các cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bê tông. Loại máy này cho phép trộn nhanh, chất lợng đồng đều và tốt hơn máy trộn tự do. Nhợc điểm của nó là kết cấu phức tạp, năng lợng điện tiêu hao lớn hơn. Thờng dùng các loại máy này để trộn các hỗn hợp bê tông khô, mác cao hoặc các sản phẩm yêu cầu chất lợng cao. Trong các máy trộn cỡng bức hiện nay đang sử dụng có hai loại: máy trộn trục đứng và máy trộn trục ngang đều là máy trộn có thùng trộn cố định. Ngoài ra còn có các loại máy trộn cỡng bức trục đứng thùng trộn quay gọi là máy trộn cỡng bức kiểu hành tinh . SV: Phạm Trọng Cơng - 4 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Hình 1.2: Máy trộn hình trụ trộn cỡng bức II. Căn cứ vào ph ơng pháp đổ bê tông xi măng ra khỏi thùng chia thành bốn loại: - Loại đổ bê tông bằng cách lật nghiêng thùng - Loại đổ bê tông bằng máng dỡ liệu - Loại đổ bê tổng qua đáy thùng - Loại đổ bê tông bằng cách thùng quay ngợc lại. 1. Ph ơng pháp đổ bằng cách lật nghiêng thùng (hình 1.3): Chỉ thích hợp với các máy trộn kiểu tự do có dung tích thùng nhỏ hơn 250 lít (đối với loại lật thùng bằng lực quay tay) và nhỏ hơn 350 lít (loại lật thùng nhờ lực cỡng bức) SV: Phạm Trọng Cơng - 5 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Hình 1.3: Máy trộn dỡ liệu bằng cách lật thùng 2. Ph ơng pháp đổ bằng máng Khi muốn lấy bê tông xi măng ra ta đa máng vào, thùng trộn quay sẽ đổ bê tông vào máng để chảy ra ngoài. Phơng pháp này đổ chậm và không triệt để. Thờng áp dụng với các máy trộn kiểu tự do hình trụ có dung tích thùng từ 450 lít đến 1000 lít. 3. Ph ơng pháp dỡ bê tông xi măng qua đáy thùng (hình 1.4): Dới đáy thùng có cửa dỡ liệu khi lấy bê tông xi măng ra ta quay tấm cửa dỡ liệu, bê tông sẽ tự chảy ra. Việc đóng mở các cửa sổ dỡ liệu thờng do các xi lanh thủy lực hoặc hơi ép điều khiển. Phơng pháp này thờng áp dụng cho các máy trộn chu kỳ kiểu cỡng bức. SV: Phạm Trọng Cơng - 6 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Hinh1.4: Máy trộn dỡ liệu qua đáy thùng 4. Ph ơng pháp dỡ bê tông xi măng bằng cách quay thùng ng ợc lại với chiều quay ban đầu (hình1.5): Cánh trộn sẽ đẩy bê tông ra khỏi thùng. Phơng pháp này thờng áp dụng cho các xe vận chuyển bê tông xi măng. Hình 1.5: Máy trộn dỡ liệu bằng cách quay ngợc chiều III. Căn cứ vào chế độ làm việc của máy chia làm 2 loại. 1. Máy trộn bê tông xi măng chu kỳ: Quá trình đa cốt liệu vào thùng trộn và dỡ sản phẩm ra theo từng mẻ. Do vậy có thể khống chế đợc thời gian trộn nên chất lợng bê tông tốt. 2. Máy trộn bê tông xi măng liên tục: Đây là các loại máy trộn mà quá trình đa vật liệu vào thùng, trộn và dỡ sản phẩm bê tông xi măng ra khỏi thùng đợc tiến hành liên tục do vậy mà máy có năng suất trộn cao. Nhợc điểm chủ yếu của loại máy trộn này là khó kiểm tra thành phần cốt liệu và chất lợng trộn, nên chất lợng sản phẩm có thể không đồng đều. Chiều dài của thùng trộn lớn hơn, loại này ít đợc sử dụng. SV: Phạm Trọng Cơng - 7 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng IV. Phân loại theo hình dạng và dung tích thùng: 1. Theo hình dạng có thể chia thành: - Máy trộn bê tông hình trụ (Hình 1.6): Hình 1.6: Máy trộn bê tông hình trụ - Máy trộn bê tông hình nó cụt (Hình 1.7): - Máy trộn bê tông hình quả trám (Hình 1.8): SV: Phạm Trọng Cơng - 8 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Hình 1.7: Máy trộn bê tông hình nón cụt Hình 1.8: Máy trộn bê tông hình quả trám 2. Theo dung tích thùng có: - Máy trộn bê tông xi măng hình nón cụt thờng dung tích thùng nhỏ có loại 50 lít; 100 lít; 150 lít; 175 lít; 250 lít - Máy trộn bê tông bình quả trám thờng dung tích khoảng 250 - 750 lít và đổ theo phơng pháp nghiên thùng nhờ xi lanh thủy lực hoặc hơi ép. - Máy trộn bê tông xi măng hình trụ đứng dung tích lớn 450 - 2000 lít và hình trụ nang dung tích 450 - 1000 lít. V. Dựa vào khả năng di chuyển của máy chia thành các loại: - Loại cố định . - Loại di động. VI. Đặc tính kỹ thuật của một số loại máy trộn: SV: Phạm Trọng Cơng - 9 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40 Đ ồ án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Trộn Bêtông Xi Măng Đặc tính kỹ thuật JZC-200 JZR-200 FR-750 JG-150 Dme7tm Nớc sản xuất Trung Quốc Trung Quốc Nga Trung Quốc Malaysia Dung tích thùng, lít 320 320 750 250 300 Dung tích sản xuất, lít 200 200 550 150 210 Năng suất trộn, m 3 /h 8 6 ữ 8 10.5 4 10.5 Tốc độ trộn, vg/ph 17 17 20 17 24 Công suất động cơ, kw 4 12HP(Diesel) 18.5 8HP(Diesel) 5.5 Tốc độ di chuyển, km/h 20 20 20 20 20 Kích thớc, mm: + Dài + Rộng + Cao 2180 3200 4560 2280 2261 2140 2075 2000 2200 914 2150 2400 3500 2400 1600 Trọng lợng, kg 1360 1510 1800 1400 622 SV: Phạm Trọng Cơng - 10 - Lớp: Máy Xây Dựng K-40