LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY ÉP GẠCH BLOCK NĂNG SUẤT 3,8 TRIỆU VIÊN/NĂM TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH BLOCK
MỤC LỤC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP.. 0
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG.. 8
1.1 Tổng quan về gạch không nung. 8
1.1.1. Công nghệ làm gạch nung truyền thống. 8
1.1.2. Định nghĩa gạch không nung. 9
1.1.3. Nguyên lý ứng dụng sản xuất gạch không nung. 9
1.1.4. Quy trình chế biến gạch không nung. 11
1.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài13
1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước. 14
1.4. Tính cấp thiết của nghiên cứu. 15
1.4.1. So sánh với gạch đất nung. 15
1.4.2. Lợi ích của gạch không nung. 16
1.5. Nội dung nghiên cứu. 18
1.6. Phương pháp và kỹ thuật sử dụng. 18
1.7. Nội dung nghiên cứu của luận văn. 18
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.. 20
2.1. Sơ đồ nguyên lý dây chuyền sản xuất gạch không nung. 20
2.1.1. Phân cụm chức năng của dây chuyền sản xuất gạch không nung. 20
2.1.2. Thiết kế lựa chọn phương án cho các cụm chức năng chính. 22
2.1.3. Sơ đồng động của dây chuyền sản xuất gạch không nung. 27
2.2. Thông số đầu vào của các cụm chức năng. 28
2.3. Lựa chọn phương án thiết kế cho các cụm chức năng. 29
2.3.1. Lựa chọn phương án cho máy nghiền. 29
2.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho máy sàng. 34
2.3.3. Lựa chọn phương án thiết kế cho cụm cấp liệu định lượng. 38
2.3.4. Lựa chọn phương án cho cụm máy trộn. 43
2.3.5. Lựa chọn phương án cho cụm băng tải47
2.3.6. Lựa chọn phương án cho cụm ép định hình. 50
2.3.7. Lựa chọn phương án cho cụm dỡ liệu. 55
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CHO MÁY ÉP GẠCH.. 61
3.1. Phân tích hoạt động của máy. 61
3.2. Tính toán thời gian ép của một chu kỳ. 62
3.3. Phân tích chu kỳ ép. 62
3.3.1. Hành trình chuyển động của các cơ cấu. 62
3.3.2. Phân tích thời gian và tính vận tốc của chu kỳ ép. 63
3.4. Thiết kế hệ thống thủy lực. 64
CHƯƠNG 4. ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TÍNH BỀN.. 66
4.1. Tính toán hệ thống thủy lực. 66
4.1.1. Xylanh truyền lực chính cho khuôn trên. 66
4.1.2. Tính cụm khuôn dưới73
4.1.3. Càng lùa gạch. 77
4.1.4. Tổn thất áp suất trong hệ thống. 79
4.1.5. Áp suất bơm cung cấp cho các hành trình. 79
4.1.6. Công suất bơm dầu. 80
4.1.7. Công suất động cơ điện. 80
4.1.8. Tính toán ống dẫn. 81
4.1.9. Xác định chiều dày ống dẫn. 82
4.2. Tính bền cho các chi tiết chính. 82
4.2.1. Tính bền cho khung máy. 82
4.2.2. Tính bề dày thành xylanh chính. 95
4.2.3. Tính toán bề dày thành xylanh nâng hạ khuôn dưới99
4.2.4. Tính toán bề dày thành xylanh của càng lùa. 100
4.2.5. Tính chọn vít để ghép vòng chắn khít101
4.2.6. Thiết kế khuôn ép. 104
CHƯƠNG 5. MÔ HÌNH HÓA THIẾT KẾ.. 104
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 2.1.Các bộ phận chính của máy ép gạch không nung. 21
Bảng 2.2.Thông số kỹ thuật của các cụm trong dây chuyền. 28
Bảng 2.3.Bảng đánh giá các phương án lựa chọn máy nghiền. 33
Bảng 2.4.Bảng đánh giá các phương án lựa chọn máy sàng. 37
Bảng 2.5.Bảng đánh giá các phương án lựa chọn cụm cấp liệu định lượng. 42
Bảng 2.6.Bảng đánh giá các phương án lựa chọn máy trộn. 46
Bảng 2.7.Bảng đánh giá các phương án lựa chọn cụm cấp liệu. 50
Bảng 2.8.Bảng đánh giá các phương án lựa chọn cụm ép định hình. 54
Bảng 2.9.Bảng đánh giá các phương án lựa chọn cụm băng tải59
Bảng 3.1.Bảng phối hợp chuyển động. 63
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của xy lanh công tác. 99
Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của xy lanh. 100
Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật của xy lanh. 101
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1.Sơ đồ khối thể hiện chức năng từng cụm trong máy ép gạch không nung. 11
Hình 2.1.Sơ đồ khối thể hiện chức năng từng cụm trong máy ép gạch không nung. 20
Hình 2.2.Máy ép gạch thủy lực QT5-20. 23
Hình 2.3.Máy ép gạch block tự động QTY 9-15. 24
Hình 2.4.Máy ép gạch block tự động QTY 6-15B.. 25
Hình 2.5.Sơ đồ nguyên lý dây chuyền sản xuất gạch không nung. 26
Hình 2.6.Sơ đồ động dây chuyền sản xuất gạch không nung. 27
Hình 2.7.Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bi29
Hình 2.8.Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bánh xe ướt30
Hình 2.9.Sơ đồ nguyên lý. 32
Hình 2.10.Sơ đồ nguyên lý máy sàng rung vô hướng. 34
Hình 2.11.Máy sàng rung có hướng. 35
Hình 2.12.Máy sàng với bộ gây rung điện tử. 36
Hình 2.13.Băng tải cố định. 38
Hình 2.14. Hình dạng chung của gàu tải40
Hình 2.15.Sơ đồ vít tải41
Hình 2.16.Máy trộn có 1 trục nằm ngang. 43
Hình 2.17.Máy trộn kiểu vít tải44
Hình 2.18.Máy trộn dung cánh đảo cơ khí45
Hình 2.19.Sơ đồ băng tải ống. 47
Hình 2.20.Sơ đồ băng tải lòng máng. 48
Hình 2.21.Sơ đồ băng tải gầu. 49
Hình 2.22.Máy ép vít ma sát51
Hình 2.23.Sơ đồ máy tạo hình vít ma sát51
Hình 2.24.Sơ đồ máy ép vít ma sát dẫn động trực tiếp từ động cơ. 52
Hình 2.25.Sơ đồ máy ép thủy lực song động. 53
Hình 2.26.Sơ đồ hệ thống băng tải55
Hình 2.27.Sơ đồ động của hệ thống băng tải56
Hình 2.28.Sơ đồ hệ thống xích tải57
Hình 2.29.Sơ đồ động của hệ thống xích tải57
Hình 2.30.Sơ đồ hệ thống băng tải con lăn. 58
Hình 4.1. Kết cấu Xylanh – Piston. 67
Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý hành trình xuống nhanh. 69
Hình 4.3. Sơ đồ nguyên lý hành trình ép. 71
Hình 4.4. Sơ đồ nguyên lý hành trình lên khuôn. 72
Hình 4.5. Sơ đồ nguyên lý cụm khuôn dưới74
Hình 4.6. Sơ đồ nguyên lý hành trình xuống nhanh. 76
Hình 4.7. Sơ đồ nguyên lý hành trình của càng lùa. 77
Hình 4.8. Kết cấu trụ dẫn hướng. 83
Hình 4.9. Sơ đồ Lực tác dụng lên mỗi trụ. 84
Hình 4.10.Mặt cắt ngang. 84
Hình 4.11. Kết cấu 3D của bàn trên. 85
Hình 4.12. Sơ đồ tác dụng lực lên bàn trên. 86
Hình 4.13. Ứng suất tác động lên bàn trên. 86
Hình 4.14. Sơ đồ chuyển vị của chi tiết87
Hình 4.15. Sơ đồ sự kéo căng của bàn trên. 87
Hình 4.16. Kết cấu 3D của bàn trượt88
Hình 4.17. Sơ đồ lực tác động lên bàn trượt88
Hình 4.18. Ứng suất tác động lên bàn trượt89
Hình 4.19. Chuyển vị của bàn trượt89
Hình 4.20. Sụ kéo căng của bàn trượt90
Hình 4.21. Kết cấu 3D của bàn dưới91
Hình 4.22.Sơ đồ lực tác động lên bàn dưới91
Hình 4.23. Ứng suất tác động lên bàn dưới91
Hình 4.24. Chuyển vị của bàn dưới92
Hình 4.25. Sự kéo căng của bàn dưới92
Hình 4.26. Kết cấu 3D của chân máy. 93
Hình 4.27. Sơ đồ lực tác động vào chân máy. 93
Hình 4.28. Ứng suất tác động lên chân máy. 94
Hình 4.29. Sơ đồ chuyển vị của chân máy. 94
Hình 4.30. Sơ đồ sự kéo căng của chân máy. 95
Hình 4.31. Sơ đồ chịu lực. 98
Hình 4.32.Mặt cắt ngang trụ piston khuôn trên. 98
Hình 4.33. Sơ đồ kết cấu xylanh cụm tiếp gạch. 101
Hình 4.34. Sơ đồ cấu tạo vít ghép. 102
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
Tổng quan các về nghiên cứu của luận văn về tình hình sản xuất gạch không nungtrong và ngoài nước, tình hình nghiên cứu và ứng dụng các loại máy sản xuất gạch không nung và gạch sản xuất theo phương pháp truyền thống trên thế giới và các nhà sản xuất chế tạo thiết bị trong nước hiện nay để làm rõ vấn đề cần và tính cấp thiết của các nội dung nghiên cứu.
1.1 Tổng quan về gạch không nung
1.1.1. Công nghệ làm gạch nung truyền thống
Gạch xây là một bộ phận cấu thành quan trọng của ngôi nhà hoặc 01 công trình kiến trúc dân sự. Một năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả nước ta tiêu thụ từ 20 - 22 (tỷ viên), nếu cứ với đà phát triển này, đến năm 2020 lượng gạch cần cho xây dựng là hơn 40 tỷ viên, một số lượng khổng lồ, để đạt được mức này, lượng đất sét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m3 đất sét tương đương với 30.000 ha đất canh tác.bình quân mỗi năm mất 2500 ha đất canh tác. Riêng năm 2020 mất 3150 ha đất. Không những vậy, gạch nung còn tiêu tốn rất nhiều năng lượng: Than, củi, đặc biệt là than đá, quá trình này thải vào bầu khí quyển của chúng ta cơman là khí độc không chỉ ảnh hưởng tới môi trường sức khoẻ của con người mà còn làm giảm tới năng suất của cây trồng, vật nuôi.
Với những vấn đề trên, gạch nung đang dần là một điểm yếu về công nghệ quan trọng trong công nghiệp xây dựng ởnước ta và rất cần được quan tâm. Chính vì vậy, theo quy hoạch tổng thể ngành công nghiệp vật liệu xây dựng đến 2010 và định hướng đến 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duy ệt ngày 01/08/2001, phải phát triển gạch không nung thay thế gạch đất nung từ 10% - 15% vào năm 2005 và 25% - 30% vào năm 2010, xoá bỏ hoàn toàn gạch đất nung thủ công vào năm 2010.
1.1.2. Định nghĩa gạch không nung
Gạch không nung là loại gạch xây sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học: cường độ nén, uốn, độ hút nước…mà không cần qua nhiệt độ. Có nhiều loại gạch không nung hiện nay đang sử dụng:
Gạch Papanh: Gạch không nung được sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉ than, vôi bột được sử dụng lâu đời ở nước ta. Gạch có cường độ thấp từ 30- 50 kg/cm2 chủ yếu dùng cho các loại tường ít chịu lực.
Gạch block: Gạch được hình thành từ đá vụn, cát, ximăng có cường độ chịu lực cao có thể xây nhà cao tầng. Nhược điểm loại gạch này là nặng, to, khó xây chưa được thị trường chấp nhận rộng rãi.
Gạch ximăng - cát: Gạch được tạo thành từ cát và ximăng.
Gạch không nung: Từ các biến thể và sản phẩm phong hoá của đá bazan. Loại gạch này chủ yếu sử dụng ở các vùng có nguồn puzolan tự nhiên, hình thức sản xuất tự phát, mang tính chất địa phương, quy mô nhỏ.
Như vậy, gạch không nung hiện nay có nhiều chủng loại, nhưng vẫn chưa đưa vào thực tế một cách rộng rãi do các nguyên nhân đã đưa ra ở phần trên.
Trên cơ sở những vấn đề đã đưa ra dự án: "Ứng dụng công nghệ sản xuất gạch không nung bằng công nghệ “đất hoá đá”từ nguyên liệu đất và phế thải công nghiệp, xây dựng được hình thành.
1.1.3. Nguyên lý ứng dụng sản xuất gạch không nung
Công nghệ sản xuất gạch không nung từ đất hóa đá dựa trên nguyên lý từ lực, dựa trên sự hiện diện của nguyên tố Silic (Si) làm cơ cấu và chất kết dính mạnh mẽ tạo ra hiện tượng ion hóa thành composit vô cơ, một loại vật liệu vô cùng vững chắc.
Do đặc tính vật liệu như: đất sét có tính âm (-), với vật liệu có nhiều chất (+) magie hay sét, nhờ được tiếp sức từ lực nén chúng với nhau, tạo ra một chất mới cứng như đá.
Trong thực tế, người ta đã sử dụng hỗn hợp cả 2 công nghệ vô cơ và hữu cơ để chúng bổ sung độ bền cho nhau. Dùng composit vô cơ làm nền móng cho đường giao thông (nhất là đường giao thông nông thôn). Khi nền móng đường vừa cứng dải lên mặt một lớp composit chế tạo theo công nghệ hữu cơ (Atphan) bê tông nhựa, con đường sẽ chịu tải rất tốt. Đất sét do nước mưa phong hóa từ đá tràng phong hóa ra, đá acid và trung kiềm thường tạo ra đất sét 2 lá, mà trong tính khoáng học gọi là nhóm cao lanh, đá tràng kiềm và cực kiềm tạo ra sét 3 lá. Sét 2 lá có 1 lá nhôm và 1 silic, sét 3 lá gồm 2 lá silic và 1 lá nhôm. Cảlá silic và lá nhôm đều có điện tích âm (-) . Nếu có điều kiện biến lá nhôm đổi thành dương tính (+), thì khoáng vật cao lanh sẽ có một đầu âm và một đầu dương. Nhờ sự hút vào nhau giữa hai vật chất mới tạo ra các sợi cực bé ngoằn ngoèo, gọi là Polymer. Một chất làm cứng vật liệu gọi là composit (hữu cơ) hay bê tông Polymer. Do đặc tính của nó, sét 2 lá kết dính với nhau theo nguyên lý tự lực (âm – dương). Đó là loại vật liệu kết dính với nhau bền chắc như đá.
Từ những đặc tính ưu việt của sản phẩm Polymer, người ta đã sử dụng nó làm chất kết dính, thay thế hoàn toàn xi măng chuyền thống, sản phẩm từ vật liệu Polymer.
Công nghệ vô cơ có hai cơ chế kết dính: trực tiếp và gián tiếp. Cơ chế trực tiếp là vật liệu (không có từ tính) đó là vật liệu có các hạt bé (phân tử) tự hút với nhau giữa một phân tử âm và một phân tử dương trong một hay hai nhiều chủng loại vật liệu. Các nhà khoa học Mỹ đã chứng minh bột lưu huỳnh (S) có tính âm (-) khi nung đến 140oC có một phần biến thành dương (+) tạo ra độ hút lẫn nhau.
Công nghệ vô cơ biến một hạt cao lanh cơ bản Kaolinit có Silic và lá nhôm thành hạt nam châm rất nhỏ có đầu âm (lá silic) và một đầu dương (lá nhôm) các hạt nam châm này hút nhau tạo sự hóa đá của cao lanh.
Trong thực tế Ông cha ta đã sử dụng công nghệ vô cơ gián tiếp dùng đất sét và cao lanh có kết cấu nhiều thành phần khác nhau thể hiện qua nhiều màu sắc, (loang lổ, đỏ, vàng, đen, xám…) trộn với vôi phơi khô để hóa đá, để chống nứt, họ thêm rơm rạ, cát vào đất sét sau khi phơi nắng khoảng 10 ngày đất sét trở thành bê tông.
Các nhà khoa học Nhật Bản đã khám phá ra các tấm bê tông ấy có các sợi li ti đan bện với nhau.
Đất sét – Vôi – Đất sét – Vôi – Đất sét
Dựa trên những nguyên lý cơ bản và cơ sở khoa học của việc tổng hợp từ nguyên liệu thô là đất sét và những phế thải công nghiệp xây dựng. Qua xử lý và phối trộn với phụ gia hoạt tính với tỷ lệ hợp lý tạo thành sản phẩm có độ kết dính cao, có thể thay thế hoàn toàn những vật liệu truyền thống đã sử dụng từ trước đến nay.
Cơ chế đóng rắn công nghệ vô cơ tương tự như cơ chế tổng hợp những khoáng felspat và zeolite nhân tạo. Thực chất của quá trình phản ứng trùng ngưng của các khoáng: Aluminossilicate (khoáng sét) xảy ra ở điều kiện thủy nhiệt từ 20 – 150oC trong môi trường có áp suất khí quyển cao.
Ở nhiệt độ thấp hơn 100oC sự vô cơ hóa các khoáng vật sét là phản ứng hóa học giữa các Oxit aluminosilicate cấu trúc silico – aluminosilicate theo 3 chiều trong không gian thật bền chắc.
1.1.4. Quy trình chế biến gạch không nung
Sơ đồ sản xuất - Tổ hợp được sơ hoạ theo sơ đồ sau:
Hình 1.1.Sơ đồ khối thể hiện chức năng từng cụm trong máy ép gạch không nung
1: Sân phơi khô đất tự nhiên 2: Tập kết chứa đất khô 3: Nghiền đất thô thành mịn 4: Thiết bị xi lô chứa lọc đất mịn 5: Băng tải chuyển liệu vào trộn ủ 6: Khu vực trộn ủ 7: Băng tải chuyển đất ủ và các chất độn 8: Thiết bị định lượng 9: Định lượng phụ gia lỏng 10: Máy trộn hỗn hợp 11: Máy ép sản phẩm gạch 12: Hệ thống điện điều khiển 13: Tập kết gạch 14: Bảo dưỡng sản phẩm 15: Tiêu thụ thành phẩm
Quy trình công nghệ sản xuất gạch khung nung từ đất, cát, vật liệu phế thải rắn được trình bày như sau:
Bước 1: Vật liệu đầu vào: Đất, cát, chất thải rắn và các phụ gia khác được vận chuyển vào bãi để vật liệu. Bãi để vật liệu phụ thuộc vào dự trữ nhiều, ít khác nhau. Các vật liệu này được tập trung vào 01 khu vực và phân loại: Đất, cát, chất thải rắn khác...Yêu cầu không được lẫn các chất hữu cơ.
Bước 2: Phơi khô vật liệu: là bước chuẩn bị quan trọng, vật liệu phơi hoặc sấy là đất hoặc chất thải rắn công nghiệp.
Về mùa khô: có thể phơi vật liệu đất, cát...
Về mùa mưa: Để có thể chủ động trong sản xuất, cần phải có nhà xưởng trữ vật liệu.
Bước 3: Xử lý đất theo kích thước tiêu chuẩn
Tuỳ thuộc vào độ ẩm và các loại nguyên liệu khác nhau, mà đất và chất thải được phơi khô sau đó đưa vào máy thành cốt liệu theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
Bước 4: Ủ đất khô sau khi xử lý :
Đất khô sau khi xử lý đưa qua băng tải vào máy trộn với phụ gia, nước sau đó được ủ với thời gian ít nhất là 24 giờ, tạo sự đồng đều về tổ chức hạt và thẩm thấu đều tất cả cốt liệu.
Bước 5: Trộn và phối liệu
Vật liệu trộn bao gồm:
- Đất
- Cát, đá…cốt liệu độn
- Các phụ gia khoáng khác dạng keo hoặc chất lỏng (10 - 15%)
Bước 6: Tạo hình viên gạch bằng phương pháp ép bán khô
Việc ép định hình viên gạch (bán khô) được thực hiện trên máy ép thủy lực. Máy này được ghép nối với máy trộn để tạo ra 01dây chuyền sản xuất gạch thông qua băng tải cấp liệu.
Nếu thiết lập dây chuyền khép kín tự động hoá càng cao thì sản phẩm càng tốt và hạ giá thành.
Bước 7: Phơi khô sản phẩm.
Gạch ép xong được đưa ra ngoài bằng các loại xe chở gạch hoặc băng tải. Sau đó, được xếp thành các chồng (kiện), mỗi chồng có thể từ 100- 150 viên để hong khô, thời gian hong khô khoảng 7- 10 ngày trong bóng mát, tránh nước và ánh sáng mặt trời trực tiếp.
Bước 8: Sau khi đã để trong nhà từ 7- 10 ngày, gạch được xếp ra ngoài trời để lưu hoá (thời gian phát triển cường độ). Thời gian xuất xưởng từ 18- 25 ngày
Lưu ý: Trong thời gian gạch phát tiển cường độ, nên xếp chồng gạch kiện khoảng < 20 hàng, tránh phá vỡ các liên kết đang hình thành.
1.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài
Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới hơn 70% thị phần, một số nước phát triển trên thế giới đang có xu hướng giảm gạch đất sét nung xuống chỉ còn 30% - 50% và xu hướng thay thế toàn bộ bằng gạch không nung.
Tình hình sử dụng công nghệ “đất hóa đá” ứng dụng tại các nước trên thế giới
Cách đây 5000 năm công nghệ “đất hoá đá” đã được ứng dụng vào ngành xây dựng, đó là Kim tự tháp Ai Cập nổi tiếng. Tới nay vẫn là một sản phẩm tuyệt tác của nhân loại. Ngay từ thời kỳ đó tổ tiên loài người đã biết sử dụng công nghệ “đất hoá đá” làm thành những viên gạch khổng lồ xếp lên nhau. Ở Ai Cập cổ xưa người ta dùng đất sét trộn với đá nhỏ làm chất độn và dùng H2O có hàm lượng Na+, Ca++, Mg++ và các thành phần khác phối trộn, đổ vào khuôn khô đầm chặt tạo thành các khối đá. Vậy dựa trên nghiên cứu về Kim tự tháp Ai Cập mà công nghệ “đất hoá đá” được nghiên cứu phát triển trong thế giới hiện đại ngày nay.
Trên các nước đang phát triển công nghệ “ đất hoá đá” được ứng dụng rộng rãi vào phát triển giao thông, thuỷ lợi xây dựng.
Ở Đức đã phát minh ra công nghệ gia cố nền đường bằng hoạt chất RRP. Là một hợp chất của axít sunfurơphối trộn vào đất và tạo ra một sự liên kết giữa các ion âm của đất với cation Ca++, Mg++, Fe++và các thành phần khác phối trộn. Quá trình phối trộn lu lèn đạt tới K95, K98, thay thế lớp nền móng đường đồng thời kết hợp với các vật liệu làm như bê tông asphan tạo thành con đường hoàn hảo, tốt đẹp có sự liên kết bền chắc của các ion.
Phạm vi sử dụng hoạt chất RRP trên toàn châu Âu.
Ở Mỹ đã có hợp chất SA44 –LS 40, cũng tương tự như hợp chất RRP ở Đức. Hợp chất SA 44 –SL 40 đã được đưa vào sử dụng ứng dụng làm đường ở nước ta và được Bộ giao thông vận tải cho phép ứng dụng theo QĐsố734/QĐ- BGVT ngày 25/03/2004. Vào những năm 70 của thế kỷ 20, Mỹ đã đưa hợp chất SA44 –LS 40 vào sử dụng tại miền nam Việt Nam.
Và một loạt các nước trên thế giới họ sử dụng tới 70% gạch không nung vào ngành xây dựng. Các loại gạch không nung ở ấn độ, Pháp, Mỹ , Đức, Bỉ, Nam Phi…
Đặc biệt công nghệ “đất hoá đá” đã phát triển tới tầm cao dùng làm một số bộ phận có tính chịu lực trong các thiết bị máy móc (máy bay của hãng Boing)
1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước
Ở nước ta, tỷ lệ sử dụng gạch không nung rất thấp, đến thời điểm này tỷ lệ gạch không nung mới chiếm 4% - 5% sản lượng gạch toàn quốc - mặt khác tỷ lệ gạch nung thủ công lại chiếm tới 70% - 100% tuỳ theo từng địa phương. Tỷ lệ sử dụng gạch không nung chưa cao, đa phần là gạch nung truyền thống và theo các nghiên cứu khảo sát thì có thể tập hợp được các nguyên nhân chủ yếu là do:
- Quan điểm gạch nung để xây tường nhà đã có từ ngàn đời, việc loại bỏ nó ra khỏi đời sống nhân dân là một vấn đề xã hội rất khó khăn.
- Các dây chuyền gạch không nung đưa vào nước ta phần lớn là thiết bị quá đắt, công nghệ quá phức tạp, làm cho giá thành viên gạch không nung trở thành một loại hàng "xa xỉ" trong nhân dân và như vậy gạch nung vẫn thắng thế.
- Điều quan trọng nhất là chưa có công nghệ sản xuất gạch không nung từ những vật liệu đơn giản, rẻ tiền, ít ảnh hưởng đến đất canh tác mà còn làm sạch môi trường khỏi các loại phế liệu xây dựng cùng thiết bị dây chuyền sản xuất với năng suất cao, nhưng giá thành hợp lý cho ra sản phẩm nhiều, rẻ phù hợp với nền kinh tế của ta hiện nay.
Một số loại đất ở Việt Nam và đặc điểm cơ Lý hóa:
Thông qua các kết quả nghiên cứu về địa chất thì có thể tập hợp được một số thông số tham khảo với đất tại các tỉnh phía bắc của Việt Nam. Sau khi xem xét, đánh giá có thể chia ra các loại mẫu đất đặc trưng phù hợp với sản xuất gạch không nung cho khu vực Bắc Bộ đó là:
- Đất sét pha tại Hưng Hà – Thái Bình
- Đất sét đồi tại Mộc Châu – Sơn La
- Đất sét đồi tại Lục Ngạn – Bắc Giang
- Đất đá ong (Laterit): Ba Vì – Sơn Tây
- Tràng Thạch (Felspat Kali): Lập Thạch – vĩnh Phúc
- Tràng Thạch bán phong hóa – Phú Thọ
- Cao lanh: Chí Linh – Hải Dương
- Đất Puzolan: Thanh Mỹ- Sơn Tây
Việc phân tích, lấy mẫu thực nghiệm thường sử sụng là cho 3 mẫu đất đặc trưng cho 3 vùng chính:
- Đất sét pha cát: Hưng Hà – Thái Bình (Đồng bằng)
- Đất đá ong: (Laterit): Ba Vì – Sơn Tây )Trung du)
- Đất sét đồi: Mộc Châu – Sơn La (Miền núi)
Các miền đất trên có cùng đặc điểm chung là hàm lượng cao lanh (hay tên hóa học là Al2 O3) trong đất chiếm tỷ lệ cao từ15 – 30% phù hợp với công nghệPolymer.
Các nguồn đất sẵn có địa phương ít có giá trị về nông nghiệp
Phù hợp với việc phát triển vùng vật liệu xây dựng, hạn chế vận chuyển.
1.4. Tính cấp thiết của nghiên cứu
1.4.1. So sánh với gạch đất nung
So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật sản xuất và sử dụng, sản phẩm vật liệu xây dựng không nung có nhiều tính chất vượt trội hơn vật liệu nung:
- Không dùng nguyên liệu đất sét để sản xuất. Đất sét chủ yếu khai thác từ đất nông nghiệp, làm giảm diện tích sản xuất cây lương thực, đang là mối đe dọa mang tính toàn cầu hiện nay.
- Không dùng nhiên liệu như than, củi… để đốttiết kiệm nhiên liệu năng lượng, và không thải khói bụi gây ô nhiễm môi trường.
- Sản phẩm có tính chịu lực cao, cách âm, cách nhiệt phòng hoả, chống thấm, chống nước, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn vật liệu nung. Giảm thiểu được kết cấu cốt thép, rút ngắn thời gian thi công, tích kiệm vữa xây, giá thành hạ.
- Có thể tạo đa dạng loại hình sản phẩm, nhiều màu sắc khác nhau, kích thước khác nhau, thích ứng tính đa dạng trong xây dựng, nâng cao hiệu quả kiến trúc.
- Cơ sở sản xuất có thể phát triển theo nhiều quy mô khác nhau, không bị khống chế nhiều về mặt bằng sản xuất. Suất đầu tư thấp hơn vật liệu nung…
- Được sản xuất từ công nghệ, thiết bị tiên tiến của quốc tế, nó có các giả pháp khống chế và sự đảm bảo chất lượng hoàn thiện, quy cách sản phẩm chuẩn xác. Có hiệu quả trong xây dựng rõ ràng, phù hợp với các TCVN. Các đặc điểm công nghệ gạch không nung:
- Nguyên liệu đầu vào thuận lợi không kén chọn nhiều vô tận.
- Máy móc thiết bị dây chuyền tự sản xuất chế tạo được cả trong và ngoài nước.
- Xây dựng nhà máy ở khắp mọi địa hình từ hải đảo tới đỉnh núi cao.
- Phụ gia vật tư sẵn có trên thị trường.
- Sản xuất từ thủ công tới tự động hóa hoàn toàn.
- Chất lượng viên gạch tiêu chuẩn tốt.
- Giá thành hạ hơn so với gạch nung.
1.4.2. Lợi ích của gạch không nung
Hiện nay thên thế giới đã áp dụng nhiều công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng không nung, nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường trong quá trình khai thác, sản xuất và đã mang lại nhiều kết quả tích cực như: tận dụng được nhiều nguồn nguyên liệu rẻ tiền hiện có tại các vùng miền, tạo ra được nhiều loại VLXD có giá thành thấp,... Ngoài ra vật liệu xây dựng không nung còn mang lại hiệu quả kinh tế cao cho các chủ thể trong ngành công nghiệp xây dựng như: chủ đầu tư chủ thầu thi công, nhà sản xuất vật liệu xâ dựng và cuối cùng là lợi ích của người tiêu dùng.
Hiện nay trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, các lò gạch nung truyền thống ô nhiễm môi trường nặng nề đã được thế giới cảnh báo và nhà nước lên tiếng. Nó tàn hại các sinh vật như: Cây cối, các cánh đồng đến con người và các loài động vật đều bị tổn hại. Chúng ta tuy đã có một số công nghệ gạch không nung từ nước ngoài đưa vào song vẫn còn một số hạn chế:
Dây chuyền sản xuất gạch Block bằng cát, đá, xi măng tuy đã có song chưa được phát triển mạnh mà nguyên liệu đầu vào phải kén chọn là đất, cát sạch nên còn có hạn.
Dây chuyền sản xuất gạch ép từ đá và xi măng cũng vậy, vật liệu có hạn, mẫu mã không đẹp, mịn; nơi xây dựng nhà máy có hạn vì phụ thuộc nguyên liệu.
Dây chuyền sản xuất gạch bê tông nhẹ bằng phương pháp sủi bọt hoặc khí của Đức thì có ưu thế là gạch nhẹ, song nguyên liệu đầu vào cũng phải kén chọn là cát sạch + tro bay + xi măng + phụ gia. Mà phụ gia phải ngoại nhập phụ thuộc. Dây chuyền thiết bị ngoại nhập quá đắt nên khó phù hợp để đầu tư…
Công nghệ sản xuất gạch không nung cần đạt được các tiêu chí:
- Nguyên liệu đầu vào thuận lợi không kén chọn nhiều vô tận.
- Máy móc thiết bị dây chuyền tự sản xuất chế tạo được cả trong và ngoài nước.
- Xây dựng nhà máy ở khắp mọi địa hình từ hải đảo tới đỉnh núi cao.
- Phụ gia vật tư sẵn có trên thị trường
- Sản xuất từ thủ công tới tự động hóa hoàn toàn
- Chất lượng viên gạch tiêu chuẩn tốt.
- Giá thành hạ hơn so với gạch nung.
Hai công nghệ sản xuất vật liệu không nung:
vCông nghệ sản xuất gạch không nung từ đất cát, sạn sỏi,đá… đạt các tiêu chí trên đây. Công nghệ này đã hoàn chỉnh về thiết bị máy móc dây chuyền công nghệ
vCông nghệ gạch bê tông siêu nhẹ bằng phương pháp tự sinh bọt và khí đơn giản, tiện lợi hơn nhiều các công nghệ gạch nhẹ của nước ngoài, thiết bị và phụ gia tự sản xuất trong nước giá thành rẻ tiêu chuẩn gạch tốt tương đương và có phần vượt trội về cường độ chịu nén và chịu nhiệt.
Từ các như cầu tất yếu của việc sử dụng gạch không nung, nhà nước đã đưa ra thông tư về quy định sử dụng vật liệu xây không nungtrong các công trình xây dựng, theo đó, từ năm 2015 sẽ không còn sử dụng gạch nung trong các công trình xây dựng.
Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy được vấn đề gạch không nung hiện nay làrất cần thiết, từ đó thấy được tính cấp thiết và sẽ thể hiện được ở nội dung nghiên cứu của luận văn.
1.5. Nội dung nghiên cứu
Cách tiếp cận thực hiện nghiên cứu trong đề tài:
- Trên cơ sở tiếp thu những nghiên cứu lý thuyết về công nghệ , tìm hiểu các hệ thống liên quan đến máy ép gạch không nung trong nước cũng như trên thế giới, sách, bài báo viết về máy; tìm hiểu các yêu cầu kỹ thuật của máy như kích thước của gạch khi tạo hình, nguyên liệu, lực ép… Từ đó thiết kế kết cấu máy.
- Thiết kế theo mô đun những bộ phận máy ép gạch không nung.
- Hướng tiếp cận là giải quyết từng bài toán con của thuộc từng lĩnh vực cụ thể với các kết quả thử nghiệm tại các cơ sở sản xuất, sau đó tích hợp thành hệ thống hoàn chỉnh.
1.6. Phương pháp và kỹ thuật sử dụng
Phương pháp điều tra khảo sát: thực hiện việc điều tra khảo sát các nghiên cứu trong và ngoài nước, tình hình sử dụng và sản xuất gạch không nung theo nhu cầu trong nước cùng các nghiên cứu liên quan đến vật liệu từ đó làm rõ các vấn đề cần nghiên cứu của luận văn.
Phương pháp thực nghiệm: Nghiên cứu các kết quả đã thực nghiệm của các công ty đi đầu về ngành sản suất gạch không nung từ đó có được các số liệu, kết quả tính toán.
Phương pháp thiết kế ngược: Ứng dụng phần mềm và các thiết bị tiến hành lấy mẫu các chi tiết, cụm chi tiết của máy để thực hiện việc thiết kế lại và tối ưu hóa kết cấu của máy.
1.7. Nội dung nghiên cứu của luận văn
- Nghiên cứu kỹ các tài liệu: sách, báo, patent về công nghệ và cấu tạo của các loại máy ép gạch không nung đã có;
- Nghiên cứu các phương án thiết kế về cấu hình và kết cấu máy ép gạch không nung;
- Đánh giá, lựa chọn phương án thiết kế phù hợp;
- Tính toán thiết kế máy ép gạch không nung;
- Mô hình kết cấu và mô phỏng động học máy;
- Mô phỏng hoạt động;
- Phân tích, đánh giá và hiệu chỉnh thiết kế;
- Lập qui trình công nghệ chế tạo máy ép gạch không nung;
- Chế tạo, thử nghiệm và hiệu chỉnh sản phẩm;
- Đánh giá và lập hồ sơ thiết kế cho sản phẩm.
ðKết Luận:
Thông qua chương một, ta đã nắm được tình hình sản xuất và sử dụng gạch không nung trong nước cũng như trên thế giới, từ đó thấy được tầm quan trọng của việc sản xuất gạch không nung và đưa ra được quy trình sản xuất gạch không nung.
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
Nghiên cứu thiết kế và phân tích lựa chọn các phương án cho máy là nội dung thực hiện trong chương 2 sẽ là cơ sở để hiện thực và tổng hợp các nôi dung nghiên cứu tổng quan của chương 1. Trên cơ sở đó sẽ thực hiện được các công việc thiết kế phương án cho những công đoạn trong dây chuyền gạch không nung thật cần thiết và thực hiện tổng hợp lại thành một quy trình sản xuất tinh gọn và tối ưu về năng lượng phù hợp với hiện trạng sản xuất cũng như giảm chi phí đầu tư là một bài toán cho nhà sử dụng thiết bị gạch không nung. Sau đây là các nội dung thực hiện nghiên cứu phân tích thiết kế và lựa chọn phương án thực hiện.
2.1. Sơ đồ nguyên lý dây chuyền sản xuất gạch không nung
2.1.1. Phân cụm chức năng của dây chuyền sản xuất gạch không nung
Hình 2.1.Sơ đồ khối thể hiện chức năng từng cụm trong máy ép gạch không nung
Sơ đồ khối ở hình trên cho ta thấy máy ép gạch không nung có thể phân thành 7 cụm chính sau:
- Máy nghiền: Vật liệu được đưa vào phễu, bộ phận công tác của máy sẽ nghiền nhỏ vật liệu, làm giảm kích thước của các hạt, đảm bảo vật liệu có thể phối trộn và ép định hình tốt nhất.
- Máy sàng:Sau khi nghiền nhỏ vật liệu, ta đưa vào máy sàng để tách được thành một loại vật liệu đồng nhất, không lẫn tạp chất.
- Cụm cấp liệu định lượng:Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ phận cài dặt phối liệu. Một phần được đưa xuống bàn cân theo công thức phối trộn đã cài đặt. Toàn bộ quá trình này được tiến hành hoàn toàn tự động.
- Cụm máy trộn:Nguyên liệu được cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt vàđược đưa vào máy trộn một cách hoàn toàn tự động. Sau đó trộn ngấu đều theo thời gian cài đặt. Hỗn hợp sau phối trộn được tự động đưa vào máy ép gạch nhờ hệ thống băng tải
- Cụm băng tải:Được đặt giữa máy ép và máy trộn nguyên liệu,chuyểnnguyên liệu sau khi được phối trộn tới phễu chứa liệu đặt trên máy ép.
- Cụm ép định hình: Tạo ra lực rung ép lớn từ trên xuống và từ dưới lên để hình thành các viên gạch không nung có hình dáng như khuôn ép, đạt chất lượng cao và ổn định.
- Cụm dỡ liệu: Đây là bộ phận tự động chuyển và sắp xếp từng khay vào vị trí định trước. Nhờ đó ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra khu vực lưu kho.
Bảng 2.1.Các bộ phận chính của máy ép gạch không nung
|
STT |
Cụm chức năng của máy |
Yêu cầu chức năng |
|
1 |
Máy nghiền |
Nghiền nhỏ vật liệu |
|
2 |
Máy sàng |
Tách vật liệu ra thành một loại đồng nhất |
|
4 |
Cấp liệu định lượng |
Cung cấp nguyên liệu cho máy trộn. |
|
5 |
Máy trộn |
Trộn hỗn hợp các nguyên liệu |
|
6 |
Băng tải |
Đưa nguyên liệu đã được trộn tới máy ép gạch |
|
7 |
Ép định hình |
Tạo ra các viên gạch có hình dạng mong muốn |
|
8 |
Băng tải dỡ liệu |
Đưa thành phẩm ra vị trí định sẵn |
Trong phân tích cụm, bộ phận cấp liệu định lượng, ép định hình là hai yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra sản phẩm theo như ý muốn.
2.1.2. Thiết kế lựa chọn phương án cho các cụm chức năng chính
Nguyên lý làm việc:
Bước 1: Xử lý nguyên liệu
Xỉ than được nghiền nhỏ tới độ hạt mịn (kích thước hạt nhỏ hơn 3mm). Sau khi nghiền thì được dữ trữ ở kho bãi tập kết để tiện cho việc trộn cấp phối, độẩm ≤8%.Cát đen được phân loạicỡ hạt, hạt to được nghiền nhỏ nhằm đảm bảo cỡ hạt ≤ 3mm.Nguyên liệu ( Xi măng, phụ gia, nước) dự trữ tại kho bãi chứa nguyên liệu, sau đó qua băng tải đưa vào bộ phận định lượng.
Bước 2: Cấp nguyên liệu
Định lượng phối liệu được điều chỉnh cho phù hợp. Sửdụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng,bộ phận cài đặt phối liệu. Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phễu, chỉ một phần nguyên liệu được đưa xuống ban cân theo công thức phối trộn đã cài đặt từtrước. Qua khâu này, nguyên liệu được cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt.
Bước 3: Trộn nguyên liệu
Sau khi cấp phối được pha trộn theo tỷ lệ đã được tính sẵn qua hệ thống tự động hóa, hỗn hợp nguyên liệu đưa vào máy trộn. Nguyên liêu được trộn đều theo thời gian qui định, máy sẽ tự động mở giàn phun phụ gia, nước để máy trộn đều hỗn hợp nguyên liệu với phụ gia. Hỗn hợp sau phối trộn được tự động đưa vào máy ép gạch nhờ hệ thống băng tải.
Bước 4 : Ép định hình viên gạch
Nhờ vào hệ thống truyền động, máy hoạt động tạo ra lực rung ép lớn từ trênxuống và từ dưới lên để hình thành lên các viên gạch không nung đồng đều, đạt chất lượng cao và ổn định.
Bước 5: Lưu trữ và đóng gói
Viên gạch sau khi ép sẽ được chuyển và xếp từng khay vào vị trí địnhtrước một cách tự động. Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra khu vực lư kho trước khi sử dụng.
Gạch được lưu kho tạm trong nhà xưởng có mái che, sau đó chuyển ra khu vực kho bãi thành phẩm tiếp tục dưỡng hộ một thời gian(từ 5 đến 7 ngày tùy theo yêu cầu), trong thời gian dưỡng hộ gạch sẽ được phun ẩm. Sản phẩm được xe chuyên dụng, cẩu tự hành bốc lên và đem đến vị trí kho bãi, xếp thành lô thành hàng, thành kiện hay chồng theo tiêu chuẩn và được nhập kho.
Các hệ thống liên quan đến công nghệ ép gạch không nung:
- Máy ép gạch thủy lực QT5-20
Hình 2.2.Máy ép gạch thủy lực QT5-20
Loại máy này đơn giản,có xylanh thuỷ lực nhằm tăng cường lực ép tạo viên gạch lát đường,máy làm được lớp xi măng màu trên bề mặt gạch. Ngoài ra máy còn làm được cả viên gạch xây.
Máy gạch block thủy lực loại nhỏ là máy được cải tiến mới nhất,các thông số và đặc tính của máy như sau:
- Máy sử dụng hệ thống thuỷ lực, máy vận hành đơn giản.
- Lực ép thuỷ lực và lực ép rung kết hợp, tạo khuôn hình cho viên gạch nhanh hơn, mật độ nén chặt viên cao hơn.
- Máy hoàn toàn phù hợp cho sản xuất các loại viên gạch lát vỉa hè,gạch xây tường khi thay đổi khuôn gạch.
- Máy ép gạch Block tự động QTY 9-15
Hình 2.3.Máy ép gạch block tự động QTY 9-15
- Hệ thống tiếp liệu: Phân phối nguyên liệu ổn định, rút ngắn thời gian tiếp liệu, và chu trình tạo viên của khuôn.
- Máy có thể tạo hình viên gạch xi măng đa dạng, gạch tiêu chuẩn, gạch tổ ong, gạch lát hè đường. Chất lượng cao, chịu nén tốt và kích thước chính xác. Bên cạnh đó, máy còn làm được các loại viên gạch lát nhiều màu, gạch lát thảm có có lớp bề mặt mầu, khi được lắp thêm bộ phân phối thứ cấp.
- Khung máy chính: Khung máy thiết kế rộng, thích hợp cho khuôn có kích cỡ to, tăng số lượng viên/ lần ép. Để đạt được áp lực ép đồng đều, nhà chế tạo ứng dụng 3 xi lanh thủy lực nhằm tăng lực ép và ổn định, lực ép lên tới 100 tấn. hơn thế nữa, xi lanh chính giữa nhằm tăng tốc cho hai xi lanh hai bên và năng suất máy được tăng theo.
- Hệ thống máy: Hệ thống cơ khí, hệ thống điện tử, hệ thống thủy lực... toàn bộ được điều khiển bởi bộ PLC, có chức năng tự sửa lỗi, và tự động khóa an toàn bảo đảm máy hoạt động tốt.
- Máy ép gạch block tự động QTY6-15B
Hình 2.4.Máy ép gạch block tự động QTY 6-15B
- Hệ thống điều khiển điện bao gồm các màn hình cảm ứng màu nhập ngoại, điều khiển PLC có bộ phận vào dữ liệu và kết xuất. phụ kiện điên dùng của German Schneider.
- Hệ thống thủy lực bao gồm các linh kiện nhập ngoại và được dùng các van phân phối có độ bền cao. Các hoạt động khóa xi lanh có thể điều khiển thông qua kiểm soát lưu lượng và áp lực tùy theo các điều kiện làm việc khác nhau. Các thiết bị thủy lực dùng sản phẩm của Japan Yuken.
- Khung máy làm bằng gàn đúc và thép rất chắc chắn, các mối hàn dùng công nghệ đặc biệt tạo độ cứng vững cao. Chống ăn mòn và nâng cao tuổi thọ cho máy.
- Bốn cột dẫn hướng bảo đảm các thao tác chính xác cho việc ép khuôn tạo hình viên gạch.
- Bàn rung có ép tạo viên. Bộ phận tiếp liệu có dẫn hướng tiến lùi.
- Các phần chi tiết giữ kín dùng sản phẩm của Đài Loan.
- Khuôn tạo hình viên gạch ứng dụng công nghệ thép cuộn đặc biệt.
- Làm các loại viên như viên gạch lỗ, gạch lát đường, gạch trên thảm cỏ, gạch chống trượt, …
- Gạch lát màu được làm bởi thiết bị tạo lớp bề mặt
- Máy hoạt động bền bỉ từ các chi tiết nhỏ cho đến các bước hoạt động một cách chính xác..
Trên cơ sở tham khảo các hệ thống và nguyên lý chung của dây chuyền sản xuất gạch không nung, ta xây dựng các tiêu chuẩn thiết kế và hình thành sơ đồ nguyên lý hoạt động như hình sau:
Hình 2.5.Sơ đồ nguyên lý dây chuyền sản xuất gạch không nung
2.1.3. Sơ đồng động của dây chuyền sản xuất gạch không nung
Hình 2.6.Sơ đồ động dây chuyền sản xuất gạch không nung
Quá trình sản xuất gạch không nung được thực hiện qua các bước sau:
Bước 1: Nghiền vật liệu và tách thành từng loại đồng nhất
Bước 2: Nguyên liệu được phối trộn,định lượng theo tỷ lệ đã tính sẵn,sau đócấp vào máy trộn
Bước 3:Nguyên liêu được trộn đều theo thời gian qui định, máy sẽ tự động mở giàn phun phụ gia,nước để máy trộn đều hỗn hợp nguyên liệu với phụ gia.
Bước 4:Hỗn hợp sau phối trộn được tự động đưa vào máy ép gạch nhờ hệ thống băng tải.
Bước 5:Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy hoạt động tạo ra lực rung ép lớn từ trên xuống và từ dưới lên.
Bước 6:Viên gạch sau khi ép sẽđược chuyển và xếp từng khay vào vị trí định trước một cách tự động.
Sau khi quá trình kết thúc, gạch được dưỡng hộ sơ bộ trong nhà xưởng có mái che, sau đó chuyển ra khu vực kho bãi thành phẩm tiếp tục dưỡng hộ một thời gian (từ 5 đến 7 ngày tùy theo yêu cầu), trong thời gian dưỡng hộ gạch sẽ được phun ẩm. Sản phẩm được xe chuyên dụng, cẩu tự hành bốc lên và đem đến vị trí kho bãi, xếp thành lô thành hàng, thành kiện hay chồng theo tiêu chuẩn và được nhập kho.
2.2. Thông số đầu vào của các cụm chức năng
Để có thể tính toán thiết kế các cụm chi tiết, ngoài việc xây dựng sơ đồ nguyên lý, sơ đồ động, các thông số đầu vào cũng là một yếu tố quan trọng góp phần tính toán thiết kế các chi tiết và cụm chức năng.
Bảng 2.2.Thông số kỹ thuật của các cụm trong dây chuyền
|
STT |
Tên cụm chức năng của máy |
Số lượng |
Thông số kỹ thuật |
|
1 |
Máy nghiền |
1 |
Năng suất: 15 tấn/giờ Công suất : 30 Hp |
|
2 |
Máy sàng |
1 |
Năng suất: 15 m3/giờ Công suất: 5Hp |
|
3 |
Vận chuyển cấp liệu định lượng |
3 |
Năng suất : 30 m3 /giờ Công suất : 6Hp |
|
4 |
Thùng trộn vật liệu |
1 |
Thể tích thùng trộn |
|
5 |
Băng tải vận chuyển vật liệu đến máy ép gạch |
1 |
Băng tải cao su 600x6000 mm Năng suất : 5 m3 /giờ Công suất: 1,5Hp |
|
6 |
Máy ép gạch không nung |
1 |
Công suất: 20 Hp Năng suất: 3,5 triệu viên/năm |
|
7 |
Dỡ liệu |
1 |
Băng tải 400x2000 mm Công suất động cơ: 1,5Hp |
2.3. Lựa chọn phương án thiết kế cho các cụm chức năng
2.3.1. Lựa chọn phương án cho máy nghiền
Bộ phận này có nhiệm vụ chính là nghiền nguyên liệu thành những hạt có kích thước nhỏ. Sau khi hoàn thành giai đoạn này, các hạt nguyên liệu sẽ có kích thước phù hợp cho việc sản xuất. Dựa trên các nghiên cứu tổng quan, ta sẽ có một số phương án như sau:
2.3.1.1 Phương án sử dụng máy nghiền bi
Trong thùng chứa bi đạn và vật liệu nghiền. Khi vỏ máy quay tròn, bi đạn chịu lực ly tâm và lực ma sát nên bi đucợ nâng lên một chiều cao nào đó rồi rơi xuống theo quỹ đạo parabol, một số khác lăn trượt lên nhau. Khi bi đạn rơi, nhờ động năng của nó mà vật liệu bị đập nhỏ, ngoài ra vật liệu còn bị chà xát giữa bi đạn và tấm lót, giữa bi và bi nên vật liệu được mài nhỏ ra. Như vậy nguyên tắc tác dụng lực của máy nghiền bi là đập và mài.
Hình 2.7.Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bi
1- Gối đỡ;
2- Ống nghiền;
3- Vành răng;
4- Bánh răng;
5- Gối đỡ;
6- Khớp nối;
7- Hộp giảm tốc;
8- Động cơ.
vƯu điểm:
- Có thể sấy nghiền đồng thời trong cùng một máy.
- Cấu tạo tương đối đơn giản, làm việc ổn định và tin cậy.
- Sử dụng dễ dàng, mức độ đập nghiền cao, ổn định.
- Vật liệu được trộn khá đồng nhất
vNhược điểm:
- Tốc độ chuyển động của bi đạn nhỏ, làm hạn chế số vòng quay của máy.
- Tất cả bi đạn trong máy nghiền không đồng thời tham gia làm việc.
- Kích thước lớn, làm việc ồn.
- Tiêu hao năng lượng lớn, momen mở máy lớn.
2.1.
2.2.
2.3.
2.3.1.
2.3.1.2 Phương án sử dụng máy nghiền bánh xe ướt
Hình 2.8.Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bánh xe ướt
1- Bánh xe;
2- Ổ trục khuỷu;
3- Đĩa;
4- Bánh răng;
5- Trục đứng;
6- Bánh răng hình nón;
7- Trục dẫn động
8- Dầm;
9- Ổ chặn;
10-Giá máy;
11-Cánh gạt (gạt vật liệu nghiền);
12-Cánh gạt (làm sạch thành đĩa);
13-Cánh gạt (gạt vật liệu xuống máng tháo);
14-Đĩa hứng.
Giá máy ( đế máy ) 10 gắn chặt với đĩa 3. Phía dưới có dầm 8 để đỡ ổ chặn 9, trong có trục đứng 5. Bánh răng 4 gắn liền với trục đứng 5, mặt trên của bánh răng này có thể chế tạo ở dạng đĩa hứng sản phẩm nghiền. Bánh răng 4 ăn khớp với bánh răng hình nón 6 lắp trên trục 7 được quay bởi động cơ qua hộp giảm tốc. Phần trên của trục 5 có các ổ trục khuỷu 2. Bánh xe 1 treo vào ổ trục này vì vậy chúng có thể nâng lên hay hạ xuống khi bề dày lớp vật liệu nghiền thay đổi hoặc khi gặp vật cứng rơi vào. Kiểu liên kết đó chống được sự hư hại các chi tiết máy, đảm bảo được an toàn không bị uốn.
Máy còn có 4 cánh gạt: 2 cánh gạt 11 để gạt vật liệu nghiền vào đường lăn của bánh xe tháo liệu ra ngoài. Cánh gạt 11 có thể nâng, hạ và quay được. Cánh gạt 12 để làm sạch thành đĩa, 1 cánh gạt nữa để làm sạch phần lồi giữa đĩa để tránh đất sét bám dính vào những chỗ này. Vật liệu nghiền xong lọt qua lỗ thủng của tấm lót đĩa rơi xuống đĩa hứng 14 và được cánh gạt 13 gạt xuống máng tháo.
Các bánh xe 1 thường được bố trí trên những khoảng cách khác nhau r1 và r2 kể từ trục đứng để có thể nghiền được một diện tích lớn hơn trên mặt đĩa. Bánh xe quay từ 10÷20 vòng/phút.
vƯu điểm:
- Làm việc đáng tin cậy.
- Thay thế các thiết bị hỏng nhanh.
- Có thể nghiền vật liệu kích thước khá lớn.
- Mức độ đập nghiền lớn, dễ điều chỉnh độ mịn trong một khoảng khá rộng.
- Có thể nghiền vật liệu dẻo ẩm được, đồng thời cải thiện tính chất của chúng khi nghiền trộn
vNhược điểm:
- Cấu tạo cồng kềnh, nặng nề, sửa chữa máy phức tạp.
- Năng lượng tiêu hao lớn.
- Năng suất thấp so với trọng lượng và giá thành.
2.3.1.3. Phương án sử dụng máy nghiền va đập
2.1.1.1.
Nguyên lý làm việc: Khi máy nghiền làm việc, vật liệu được nghiền bị tác động cơ học bằng va đập của đầu búa. Lúc va đập, một phần hoặc toàn bộ cơ năng của búa chuyển thành năng lượng làm biến dạng và phá hủy vật liệu.
Hình 2.9.Sơ đồ nguyên lý
1- Thân máy
2- Khoang máy
3- Tấm lót
4- Quả búa
5- Đãi treo búa
6- Lò xo giảm chấn
7- Ghi
8- Lưới ghi
9- Trục máy
10-Trục treo dầm ghi
Vật liệu rơi vào khoang máy 2 được búa đập nhỏ văng vào tấm lót với tốc độ lớn. Khi va đập vào đó, vật liệu sẽ bị đập nhỏ hơn, sau đó còn bị đập giữa búa và tấm lót rồi mới rơi xuống dưới lưới ghi. Vật liệu nằm trên lưới ghi được búa chà sát cho tới khi đạt kích thước nhỏ hơn khe ghi thì lọt ra khỏi máy.
v Ưu điểm:
- Có độ nghiền lớn (tới 50). Có tỉ trọng năng suất riêng cao (là tỷ số năng suất với trọng lượng máy).
- Kết cấu đơn giản, thuận tiện trong khia thác, làm việc chắc chắn, tin cậy và liên tục.
- Năng suất cao.
v Nhược điểm:
- Mòn búa và đầu búa nhanh, khi độ ẩm vật liệu >15% thì búa bị dính, khi nghiền vật liệu quá cứng sẽ không mang lại hiệu quả.
- Máy không sử dụng để dập vật liệu dẻo và mài mòn mạnh.
2.3.1.4. Đánh giá và lựa chọn phương án cho máy nghiền
Để đánh giá các phương án trên và lựa chọn phương án tối ưu ta dựa trên các tiêu chí sau:
ü Năng suất của hệ thống;
ü Vật liệu nghiền đa dạng;
ü Giá thành;
ü Tính đơn giản của kết cấu;
ü Chất lượng sản phẩm.
Bảng 2.3.Bảng đánh giá các phương án lựa chọn máy nghiền
|
STT |
Phương án |
Năng suất |
Vật liệu nghiền đa dạng |
Giá thành |
Tính đơn giản của hệ thống |
Chất lượng sản phẩm |
|
1 |
Phương án sử dụng máy nghiền bi |
√ |
√ |
Trung bình |
√ |
√ |
|
2 |
Phương án sử dụng máy nghiền bánh xe ướt |
x |
x |
Cao |
x |
√ |
|
3 |
Phương án sử dụng máy nghiền va đập |
√ |
x |
Cao |
√ |
x |
Dựa trên các yếu tố đánh giá trong bảng 2.3 ta nhận thấy rằng phương án sử dụng máy nghiền bi có chi phí đầu tư rẻ, chất lượng sản phẩm cao và đem lại năng suất tương đương máy nghiền va đập, do đó ta chọn phương án sử dụng máy nghiền bi.
2.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho máy sàng
2.3.2.1. Phương án sử dụng máy sàng rung vô hướng
Hình 2.10.Sơ đồ nguyên lý máy sàng rung vô hướng
1- Hộp sàng;
2- Động cơ điện;
3- Bộ truyền đai;
4- Cửa xả liệu;
5- Lò xo giảm chấn;
6- Bánh lệch tâm.
Chuyển động quay từ động cơ điện qua bộ truyền đai làm quay bánh lệch tâm. Bánh lệch tâm quay gây rung làm cho hộp sàng rung theo và vật liệu được sàng.Do kết cấu tạo ra lực li tâm vô hướng nên để vật liệu có thể di chuyển được thì cần phải đạt nghiêng sáng một góc từ 0 đến 300.
vƯu điểm:
- Kết cấu của máy sàng rung ô hướng đơn giản.
vNhược điểm:
- Do mặt sàng phải đặt nghiêng một góc nên xác suất vật liệu lọt sàng sẽ giảm và làm tăng chiều cao kết cấu.
2.3.2.2. Phương án sử dụng máy sàng rung có hướng
...............................................................................
