Thiết kế trạm trộn bê tông thương phẩm làm việc chu kỳ, năng suất 60m3/h
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 2
CHƯƠNG 1GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM TRỘN THIẾT KẾ.. 3
1.1 Khái niệm chung và phân loại về trạm trộn bêtông.3
1.1.1 Khái niệm.3
1.1.2 Phân loại trạm trộn bêtông.3
1.2. Lựa chọn phương án thiết kế.4
1.2.1 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ dùng gầu skíp cân cốt liệu.5
1.2.2 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ dùng băng tải cân cốt liệu.6
1.2.3 Trạm trộn bê tông dạng tháp làm việc chu kì.7
1.3. Sơ đồ trạm trộn lựa chọn thiết kế.9
1.4 Thiết lập lưu đồ công nghệ trạm trộn bê tông loại dùng băng tải cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn và dùng gầu skip nạp cốt liệu máy trộn.10
1.4.1 Sơ đồ công nghệ của trạm trộn.10
1.4.2 Lưu đồ công nghệ của trạm trộn.11
CHƯƠNG 2TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢNCỦA THIẾT BỊ TRONG TRẠM TRỘN.. 14
2.1. Tính chọn máy trộn bê tông làm việc chu kỳ.14
2.2. Tính chọn thiết bị định lượng vật liệu.15
2.2.1. Cơ sở lựa chọn thiết bị định lượng vật liệu.15
2.2.2. Tính chọn thiết bị định lượng vật liệu đối với trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ.16
2.3. Xác định dung tích của các bunke chứa của các thành phần phối liệu của trạm trộn bê tông xi măng.18
2.3.1 Tính toán thể tích Bunke chứa đá.18
2.3.2 Tính toán thể tích bunke chứa cát.18
2.3.3 Tính toán thể tích các si lô chứa xi măng.18
2.3.4 Tính chọn máy bơm xi măng.19
2.3.5 Tính vít tải.19
2.3.6 Tính chọn băng tải.21
CHƯƠNG 3TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY TRỘN BÊTÔNG.. 23
3.1 Giới thiệu máy thiết kế.23
3.1.1 Mô tả máy thiết kế.23
3.1.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy trộn. 23
3.2 Tính toán một số thông số của máy trộn.24
3.2.1 Xác định các thông số hình học.24
3.2.2 Xác định các thông số động học.26
3.3 Xác định công suất động cơ.26
3.4 Chọn hộp giảm tốc.27
3.5 Tính toán cánh tay trộn.29
P = (N);29
3.6 Tính toán trục trộn.29
KẾT LUẬN.. 32
Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Chúng ta đang trong giai đoạn đầu của hội nhập nền kinh tế thế giới nên cần thiết phải có sự hợp tác đầu tư lớn mạnh các công ty nước ngoài cũng như các công ty trong nước về khắp các vùng miền trên đất nước. Để thực hiện được điều này thì việc xây dựng cơ sở hạ tầng là rất cấp bách, đòi hỏi ngành xây dựng cơ bản phải làm việc liên tục, mà cốt yếu trong ngành xây dựng cơ bản chính là “bêtông”. Bê tông đặc biệt là bê tông cốt thép trong thời gian vừa qua cũng như trong tương lai vẫn giữ vai trò chủ đạo trong nghành xây dựng nước ta cũng như trên thế giới bởi tính năng ưu việt của nó. Để bê tông đạt chất lượng cao năng suất lớn không còn cách nào khác chúng ta phải áp dụng quá trình trộn bê tông bằng máy trên các trạm trộn chuyên dùng. Hiện nay một số nhà máy đã mạnh dạn đầu tư nhập các trạm trộn bê tông của nước ngoài để đưa vào sản xuất. Nhưng các trạm trộn của nước ngoài có giá thành khá cao, mặt khác khả năng làm chủ các thiết bị nhập ngoại để tự sửa chữa khi có sự cố cũng gặp khá nhiều khó khăn. Do vậy việc tự chế tạo cung cấp các trạm trộn có ý nghĩa to lớn, đem lại hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệm nguồn ngoại tệ lớn cho đất nước.
Xuất phát từ yêu cầu đó Đồ án môn học “máy sản xuất vật liệu xây dưng” tập trung vào việc nghiên cứu tính toán thiết kế phần cơ khí của trạm trộn trên cơ sở tiếp thu các công nghệ của các trạm trộn của nước ngoài. Tên đề tài thiết kế của trạm trộn là: Thiết kế trạm trộn bê tông thương phẩm làm việc chu kỳ, năng suất 60m3/h.
Được sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Thiệu Xuân-Bộ môn Máy Xây Dựng – Trường Đại hoc Xây Dựng cùng với sự cố gắng của bản thân, tôi đã hoàn thành đồ án theo đúng kế hoạch. Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên trong đồ án này không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý của thầy cô và các bạn sinh viên để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Thiệu Xuân dựng đã giúp tôi hoàn thành Đồ án này.
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM TRỘN THIẾT KẾ
1.1 Khái niệm chung và phân loại về trạm trộn bêtông.
1.1.1 Khái niệm.
Trạm trộn bêtông dùng để sản sản xuất hỗn hợp bêtông (dạng khô hoặc ướt) để cung cấp cho các phân xưởng tạo hình hoặc cho các công trình xây dựng cơ bản, trạm trộn bêtông thường gồm ba bộ phận chính: Kho chứa nguyên liệu cát, đá...Các thiết bị định lượng và các máy trộn bêtông. Giữa các bộ phận này có các thiết bị nâng- vận chuyển và các phễu chứa trung gian.
1.1.2 Phân loại trạm trộn bêtông.
a) Theo phương pháp bố trí thiết bị trạm trộn.
- Trạm trộn bêtông dạng tháp
Tất cả các phối liệu vận chuyển một lần lên cao nhờ các thiết bị nâng vận chuyển (băng tải, gàu tải, vít tải, máy bơm ximăng...). Trên đường rơi tự do của chúng các quy trình công nghệ được tiến hành (định lượng, nạp vào máy trộn, nhào trộn và nhả vào các thiết bị vận chuyển hỗn hợp bêtông).
+ Ưu điểm của trạm trộn này là có thời gian chu kỳ làm việc nhỏ nhất, có thể bố trí nhiều máy trộn trên một tầng, tự động hoá, tiện lợi và năng suất cao (Q 240m3/h).
+ Nhược điểm của trạm trộn này là quá cồng kềnh, các bunke chứa các phối liệu khô phải có sức dự trữ đảm bảo cho trạm trộn làm việc trong vòng hai giờ, vốn đầu tư ban đầu rất lớn và khó khăn trong việc rời chuyển.
- Trạm trộn bêtông dạng bậc
Các thiết bị công tác được bố trí theo các khối chức năng độc lập trên mặt bằng riêng và được liên hoàn nhau bằng các thiết bị nâng - vận chuyển, bunke chứa định lượng và bunke tập kết các phối liệu khô đã định lượng. Khối nhào trộn gồm các thiết bị định lượng chất lỏng (nước và phụ gia), các máy trộn bêtông và phễu nạp hỗn hợp bêtông cho cho các thiết bị vận chuyển.
+ Ưu điểm của trạm trộn này là: vốn đầu tư ban đầu không cao, tháo lắp di chuyển dễ dàng, gọn nhẹ và năng suất tương đối cao, Q 120m3/h.
+ Nhược điểm của trạm trộn này là: khó khăn trong việc bố trí nhiều máy trộn, chỉ đảm bảo số lượng máy trộn tối đa là hai, thời gian chu kỳ làm việc của trạm tương đối lớn và khá phức tạp về việc tự động hoá trong điều khiển trạm trộn.
b) Theo nguyên lý làm việc của trạm trộn.
Trạm trộn bêtông làm việc chu kỳ: Có khả năng dễ thay đổi mác bêtông và thành phần cấp phối cũng như đáp ứng đầy đủ nhu cầu của moị đối tượng phục vụ.
Trạm trộn bê tông làm việc liên tục: Loại trạm trộn này làm việc có hiệu quả khi nhu cầu về hỗn hợp bêtông cùng mác có khối lượng lớn như phục vụ cho các công trình thuỷ điện, các công trình giao thông...
c) Theo khả năng di động của trạm trộn.
Trạm trộn cố định: phục vụ cho công tác xây lắp của một vùng lãnh thổ, đồng thời cung cấp bêtông thương phẩm cho một vùng bán kính hiệu quả. Thiết bị của trạm trộn cố định thường được bố trí theo dạng tháp.
Trạm trộn dạng tháo lắp nhanh: Được trang bị cho công trình có thời hạn khai thác trạm trộn tại mỗi nơi ngắn (từ một năm tới vài năm). Để khai thac có hiệu quả trạm trộn này thì trạm trộn phải có thời gian tháo lắp nhanh với chi phí cho tháo lắp và vận chuyển là nhỏ nhất. Các thiết bị của trạm trộn được bố trí theo dạng bậc với các mô đun vận chuyển tiện lợi.
Trạm trộn di động: thường được thiết kế theo dạng bậc, các khối chức năng của trạm trộn thường được bố trí trên các hệ thống dichuyển. Loại trạm trộn này thường được thiết kế với năng suất nhỏ (Q 30m3/h)đểphục vụ cho các công trình giao thông, thuỷ lợi và các công trìng xây dựng cần khối lượng bêtông nhỏ và không tập trung.
d) Theo năng suất của trạm trộn
- Loại nhỏ: Q 30 m3/h.
- Loại vừa: Q 60 m3/h.
- Loại lớn : Q ³ 70m3/h.
e) Theo phương pháp điều khiển trạm trộn.
- Hệ thống điều khiển bằng tay.
- Hệ thống điều khiển bán tự động.
- Hệ thống điều khiển tự động.
Trạm trộn hiện đại ngày nay thường được trang bị thiết bị điều khiển có khả năng làm việc ở cả 3 chế độ điều khiển như trên.
1.2. Lựa chọn phương án thiết kế.
Trạm trộn bêtông phải có khả năng sản xuất được bêtông hỗn hợp có nhiều mác bêtông với các thành phần cấp phối khác nhau với thời gian điều chỉnh là nhỏ nhất. Trạm trộn bêtông phải được trang bị hệ thống điều khiển có thể làm việc ở cả ba chế độ điều khiển: Bằng tay, bán tự động và tự động. Trạm trộn phải đảm bảo xả hỗn hợp bêtông dễ dàng, tiện lợi cho các phương tiện vận chuyển khác. Việc vận chuyển bêtông phải khoa học tiện lợi và dễ dàng để tránh hiện tượng dồn ứ ách tắc giao thông.
Với nhiệm vụ thiết kế được giao là: Thiết kế trạm trộn bê tông thương phẩm làm việc chu kỳ năng suất 60 m3/ h, vì vậy ta cần bố trí trạm trộn bê tông theo dạng bậc.
Trong phương án bố trí trạm trộn bê tông theo dạng bậc cũng có rất nhiều phương án bố trí.
1.2.1 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ dùng gầu skíp cân cốt liệu.
Cốt liệu (đá, cát) từ cá kho chứa cốt liệu được băng tải 1 vận chuyển lên phễu nạp quay 2 để nạp vào các bun ke chứa tương ứng (1 khoang chứa cát và 3 khoang chứa đá, giữa các khoang có các vách ngăng bằng các tấm bê tông đúc sẵn). Các cửa xả được bố trí tại vùng trung tâm xả liệu 3. Các cốt liêu được thiết bị định lượng, định lượng theo nguyên lý cộng dồn sễ được nạp vào gầu nạp cốt liệu. Cốt liệu được vận chuyển và nạp vào máy trộn nhờ tời kéo gầu nạp 12 bố trí trên đỉnh ray dẫn hướng cho gầu nạp. Xi măng từ các kho chứa được vận chuyển vào các silô chứa xi măng 8 nhờ vít tải. Xi măng được vận chuyển vào các thiết bị định lượng xi măng 6 nhờ vít tải 7 bố trí dưới dáy các silô và được nạp vào máy trộn. Nước được bơm từ nguồn và được nạp vào thiết bị định lượng nước băng đường ống bơm nước từ nguồn đến thiết bị định lượng nước 11 và được nạp vào máy trộn. Hỗn hợp bê tông sau khi trộn được nạp vào phễu nạp 10 để rót vào các thiết bị vận chuyển. Hệ thống điều khiển trạm trộn và các thiết bị phụ trợ được bố trí trong cabin điều khiển 8.
Hình 1.1 Trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc chu kỳ loại dùng gầu Skíp cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn.
1: Buồng máy trộn; 2: Các khoang chứa cốt liệu; 3: Máy trộn bê tông; 4: Cabin điều khiển; 5: Thiết bị định lượng cốt liệu làm việc theo nguyên lý cộng dồn; 6: Thiết bị định lượng xi măng; 7: Thiết bị định lượng nước; 8: Khung sàn buồng trộn; 9: Silô chứa xi măng; 10: Vít tải; 11: Thiết bị lọc bụi;
12: Gầu cào; 13: Tời kéo gầu nạp cốt liệu; 14: Gầu nạp cốt liệu.
1.2.2 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ dùng băng tải cân cốt liệu.
a) Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ loại dùng băng tải cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn và dùng gầu skíp vận chuyển để nạp cho máy trộn.
Hình 1.2 Trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc chu kỳ loại dùng băng tải cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn và dùng gầu Skíp vận chuyển để lạp cho nồi trộn.
1: Bunke chứa đá; 2: Bun ke chứa cát; 3: Máy trộn; 4: Máy cân nước; 5: Máy cân xi măng; 6: Vít tải vận chuyển xi măng; 7: Silô chứa xi măng; 8: Thiết bị lọc bụi tay áo; 9: Gầu skíp; 10: Băng tải cân.
Trạm trộn bêtông dạng này có bố cục các bộ phận chức năng chính tương tự như các loại trạm trộn bê tông làm việc chu kỳ như đã chình bày ở trên, chỉ khác biệt ở bộ phận định lượng cốt liệu. Cốt liệu được lạp vào các bunke chứa 1, 2 có cửa xả bố trí tại vùng máng nạp cho băng tải cân 10 làm việc theo nguyên lý cộng dồn. Sau khi cân xong, cốt liệu được nạp vào gầu Skíp 9 và được tời kéo gầu Skíp lên vị trí nạp cho máy trộn 3. Trạm trộn bê tông dạng này thường được lựa chọn cho các trạm trộn bê tông có năng suất lớn: Q = 60m3/h đến 120m3/h.
b) Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ loại dùng băng tải cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn và dùng băng tải vận chuyển để nạp cho máy trộn.
Cốt liệu được nạp vào các bunke chứa 7 có cửa xả bố trí tại vùng máng nạp cho băng tải cân 8 làm việc theo nguyên lý cộng dồn. Sau khi cân xong, cốt liệu được nạp vào băng tải 5 và được vận chuyển nạp cho máy trộn 1. Trạm trộn bê tông dạng này thường được lựa chọn cho các trạm trộn bê tông có năng suất lớn: Q ³ 60m3/h.
Hình 1.3 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ loại dùng băng tải cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn và dùng băng tải vận chuyển để nạp cho máy trộn.
1: Máy trộn; 2: Thiết bị định lượng xi măng; 3: Phễu nạp cốt liệu; 4: Thiết bị định lượng nước; 5: Băng tải vận chuyển; 6: Cabin điều khiển; 7: Bunke chứa cốt liệu; 8: Băng tải cân;
9: Silô chứa xi măng.
1.2.3 Trạm trộn bê tông dạng tháp làm việc chu kì.
Hình 1.4 Trạm trộn bê tông dạng tháp làm việc chu kì.
1: Băng tải vận chuyển cốt liệu (đá dăm và cát) nạp cho các bun ke chứa; 2: Phễu quay; 3: Thiết bị phá vòm cát; 4: Máng chuyển; 5: Thiết bị báo mức dưới; 6: Các máng chuyển tới các thiết bị định lượng cốt liệu; 7: Các thiết bị định lượng cốt liệu; 8: Máng rót; 9: Phễu tiếp nhận có đáy xả lật phân phối; 10: Thiết bị phân phối nước; 11: Máy trộn bê tông cưỡng bức làm việc chu kỳ; 12: Bunke nạp hỗn hợp bê tông vào các thiết bị vận chuyển; 13: Thiết bị lọc bụi; 14: Palăng điện; 15: Siclôn; 16: Máng hứng; 17: Vít tải; 18: Thiết bị báo mức trên; 19: Máng chuyển tới thiết bị định lượng xi măng; 20: Thiết bị định lượng xi măng; 20: Các máng nạp xi măng vào các thùng trộn; 22: Máy hút bụi;
23: Thiết bị báo tín hiệu; 24: Thùng chứa phụ gia lỏng; 25: Thiết bị định lượng chất lỏng;
26: Ống dẫn khí nén; 27: Thùng chứa nước.
Quá trình làm việc của trạm trộn được tiến hành như sau:
Cốt liệu (đá dăm, cát) từ các kho chứa nhờ băng tải (1) vận chuyển lên phễu nạp quay (2) để đưa vào các bunke chứa cốt liệu tương ứng. Xi măng từ kho chứa được bơm lên siclon (15) để phân tách ra khỏi khí nén. Khí bụi từ siclon được đưa vào thiết bị lọc bụi (13). Sau khi được làm sạch không khí thoát ra ngoài còn xi măng lọc tách được vít tải (17) vận chuyển vào bunke chứa. Để đảm bảo chế độ làm việc tự động của trạm trộn, tất cả các bunke chứa cốt liệu và xi măng đều phải được trang bị các thiết bị báo mức trên (18) và thiết bị báo mức dưới (5) của vật liệu. Phía dưới các bunke chứa có bố trí ba thiết bị định lượng cốt liệu (7) và 1 thiết bị định lượng xi măng (20). Cốt liệu và xi măng sau khi định lượng xong được xả vào phễu tiếp nhận có đáy xả lật phân phối (9) để nạp vào từng máy trộn bê tông (11) tương ứng theo chương trình làm việc của máy trộn. Nước và phụ gia sau khi định lượng xong bởi thiết bị định lượng (25) đặt dưới các thùng chứa nước (27) và thùng chứa phụ gia (24) được đưa vào máy trộn bê tông tương ứng nhờ thiết bị phân phối chất lỏng (10) làm việc đồng thời với đáy lật phân phối các cốt liệu khô (9). Sau khi trộn xong, hỗn hợp bê tông được xả vào các bun ke chứa (12) để nạp cho các thiết bị vận chuyển. Các bun ke chứa cốt liệu và xi măng phải chứa đủ lượng vật liệu để đảm bảo cho trạm trộn làm việc liên tục trong thời gian từ 2 ÷ 2,5 giờ.
Qua những nghiên cứu ở trên ta nhận thấy mỗi loại trạm trộn đều có những ưu nhược điểm riêng. Để thiết kế trạm trộn có những thông số phù hợp với những yêu cầu mà đồ án nêu ra thì ta phải thiết kế, lựa chọn những mặt tích cực của các trạm trộn nêu trên để tạo ra một sản phẩm như ý.
Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để khắc phục nhược điểm của trạm trộn cho phù hợp với yêu cầu của công việc. Hạn chế đến mức tối thiểu các thiết bị cần nhập từ nước ngoài nhằm tiết kiệm tối đa nguồn ngoại tệ mạnh cho quốc gia. Mặt khác tận dụng được đội ngũ cán bộ kỹ thuật công nhân lành nghề có trình độ kỹ thuật, sẽ tạo ra sản phẩm với giá cả phải chăng góp phần phát triển cho sự nghiệp Công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.
Trạm trộn bê tông ximăng thương phẩm làm việc chu kỳ dạng bậc hiện đại phổ biến hai loại sau:
+ Các cốt liệu cân cộng dồn trực tiếp trên gầu Skíp (Q ≤ 50m3/h).
+ Các cốt liệu cân cộng dồn trên băng tải cân, sau đó hoặc dùng băng tải hoặc gầu Skíp để vận chuyển nạp vào thùng trộn ( Q ≥ 60m3/h).
Với yêu cầu thiết kế trạm trộn bê tông làm viêc chu kỳ với năng xuất 60m3/h chọn trạm trộn dạng bậc với hệ thống định lượng sử dụng băng tải cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn và dùng gầu skip để nạp cốt liệu cho máy trộn là phù hợp hơn cả.
1.3. Sơ đồ trạm trộn lựa chọn thiết kế.
Hình 1.5 Trạm trộn bêtông dạng bậc làm việc chu kỳ loại dùng băng tải cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn và dùng gầu Skíp vận chuyển để lạp cho nồi trộn.
1. Bunke chứa đá; 2. Bun ke chứa cát; 3. Máy trộn; 4. Máy cân nước; 5. Máy cân xi măng; 6. Vít tải vận chuyển xi măng; 7. Silô chứa xi măng; 8. Thiết bị lọc bụi tay áo; 9. Gầu skíp; 10. Băng tải cân.
Trạm trộn bêtông dạng này có bố cục các bộ phận chức năng chính tương tự như các loại trạm trộn bê tông làm việc chu kỳ như đã chình bày ở trên, chỉ khác biệt ở bộ phận định lượng cốt liệu. Cốt liệu được lạp vào các bunke chứa 1, 2 có cửa xả bố trí tại vùng máng nạp cho băng tải cân 10 làm việc theo nguyên lý cộng dồn. Sau khi cân xong, cốt liệu được nạp vào gầu Skíp 9 và được tời kéo gầu Skíp lên vị trí nạp cho máy trộn 3.
1.4 Thiết lập lưu đồ công nghệ trạm trộn bê tông loại dùng băng tải cân cốt liệu theo phương pháp cộng dồn và dùng gầu skip nạp cốt liệu máy trộn.
1.4.1 Sơ đồ công nghệ của trạm trộn.
Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ trạm trộn.
1.4.2 Lưu đồ công nghệ của trạm trộn.
Hình 1.7 Sơ đồ tính chu kỳ trạm trộn
Chu kỳ làm việc của trạm trộn là khoảng thời gian (Tck) giữa hai mẻ trộn liên tiếp. Chọn sơ bộ thời gian thực hiện mỗi bước trong trình tự công nghệ như sau:
- Cân đá 1 : 8s.
- Cân đá 2 : 9s.
- Cân cát : 10s.
- Sau khi cân xong cốt liệu, ta xả cốt liệu vào gầu Skip thời gian xả là 20s.
- Kéo gầu lên vị trí xả hết 20s.
Khi bắt đầu cân cốt liệu cũng là lúc quá trình cân ximăng, cân nước, cân phụ gia được bắt đầu và diễn ra đồng thời với thời gian như sau :
- Cân xi măng : 20s.
- Cân phụ gia : 20s.
- Cân nước : 20s.
Thời gian làm việc của máy trộn như sau:
- Nạp liệu : Xi măng, cốt liệu thô được xả vào máy trộn đồng thời trong vòng 10s. Nước, phụ gia được xả vào nồi chậm sau cốt liệu 3s.
- Trộn: 50s.
- Xả bê tông: 25s.
Từ lưu đồ công nghệ của trạm trộn ta xác định được.
- Mẻ trộn đầu: To = 152s.
- Các mẻ trộn tiếp theo: T2 = const = 85s.
Do vậy ta được phép chọn thời gian T2 của trạm trộn bê tông là: T2 = 85s.
Hình 1.8 Sơ đồ khối điều khiển trạm trộn bêtông.
Trên cơ sở công hức cấp phối do người sử dụng đặt sẵn, hệ thống điều khiển sẽ điều khiển các van cấp liệu một cách thích hợp sao cho các thành phần được đưa vào cối trộn theo đúng khối lượng và thứ tự theo yêu cầu công nghệ. Việc thay đổi công thức cấp phối phải được thực hiện một cách dễ dàng và nhanh chóng. Hệ thống phải có hiển thị để giúp người vận hành dễ dàng theo dõi sự hoạt động và khả năng can thiệp khi cần thiết. Ngoài ra do nhu cầu sử dụng ngoài trời, hệ thống điều khiển phải có khả năng hoạt động ổn định trong môi trường có nhiệt độ và độ ẩm tương đối lớn, nhiều bụi. Hơn nữa trong quá trình định lượng những sai sót trong quá trình mở sớm, hoặc chậm của cơ cấu chấp hành là không thể tránh khỏi, do vậy các trạm trộn hiện đại còn có thêm bộ so sánh.
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
CỦA THIẾT BỊ TRONG TRẠM TRỘN
2.1. Tính chọn máy trộn bê tông làm việc chu kỳ.
Dung tích sản xuất hỗn hợp bê tông của mẻ trộn được xác định như sau:
Trong đó: f- hệ số suất liệu, ta chọn f = 0.7; - dung tích sản xuất (dung tích nạp liệu) của máy trộn bê tông của trạm trộn, ; m- số mẻ trộn bê tông trong 1 giờ, mẻ/h;
, mẻ/h.
- Thời gian một chu kỳ làm việc của trạm trộn bê tông = 85 s;
- Năng suất thiết kế của trạm trộn bê tông, .
,
Từ dung tích sản suất yêu cầu của máy trộn ta chọn sơ bộ các thông số của máy rộn bê tông cưỡng bức loại hai trục nằm ngang làm việc chu kỳ kí hiệu 2000 có các thông số kỹ thuật sau:
+ Dung tích nạp liệu : 2000 l;
+ Dung tích bê tông tươi: 1660 l;
+ Thời gian trộn và xả: 75 s;
+ Năng suất bê tông tươi: 75
+Công suất động cơ : 230 m.l;
+ Số cánh trộn : 16 chiếc;
+ Khối lượng không kể thùng nâng : 4500 kg;
+ Nước sản suất : Italia.
Dung tích hình học của máy trộn là : , .
Số lượng máy trộn bê tông cần trang bị cho trạm trộn được xác định từ điều kiện sau:
cái.
Trong đó: n – Số lượng máy trộn bê tông làm việc chu kỳ; - Dung tích nạp của máy trộn bê tông, ;
Chọn n=1 máy.
2.2. Tính chọn thiết bị định lượng vật liệu.
2.2.1. Cơ sở lựa chọn thiết bị định lượng vật liệu.
Thiết bị định lượng vật liệu phải có chế độ làm việc phù hợp với chế độ làm việc của máy trộn bê tông và đảm bảo năng suất làm việc của máy trộn bê tông.
Thiết bị định lượng vật liệu phải phù hợp với đặc điểm, độ chính xác định lượng và tính chất cơ – lý của lạo vật liệu định lượng.
Trạm trộn bê tông cần đảm bảo đáp ứng các yêu cầu: mác bê tông, độ linh động của hỗn hợp bê tông, thành phần cấp phối bê tông…Do đó, để tính chọn được thiết bị định lượng vật liệu cho trạm trộn bê tông cần phải xác định khối lượng tối đa của thành phần cốt liệu cho
Tính chọn được thiết bị định lượng cho trạm trộn bê tông cần phải xác định khối lượng tối đa của các thành phần phối liệu cho 1m3 trong tất cả các mác bê tông từ 200 đến 400. Theo kinh nghiệm thực tế, có thể định ra khối lượng tối đa của các thành phần phối liệu cho 1m3 hỗn hợp bêtông như sau:
Bảng 1: Tỷ lệ pha trộn các thành phần trong hỗn hợp bê tông tính cho 1 .
|
Thành phần vật liệu |
Đơn vị |
Mác bê tông |
|||||
|
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
||
|
Xi măng |
kg |
211 |
266 |
309 |
354 |
398 |
455 |
|
Cát |
0,511 |
0,496 |
0,479 |
0,464 |
0.358 |
0,414 |
|
|
Đá 1x2 |
0,902 |
0,891 |
0,882 |
0,870 |
0,864 |
0,851 |
|
|
Nước |
lít |
175 |
175 |
175 |
175 |
175 |
180 |
Dùng xi măng PCB30.
Đá = 40 mm; (40 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 ÷ 30) cỡ 2 x 4 cm;
+ Khối lượng đá dăm 1 hoặc 2 thành phần: (đ= 1600kg/m3)
mđmax = 1360kg ; Vđmax=0,85 m3;
+ Khối lượng cát: (c= 1400 kg/m3).
mcmax = 640kg ; Vcmax=0,46 m3 ;
+ Khối lượng ximăng PC – 30: (xm=1400 kg/m3).
mxmmax = 354kg ; Vxmmax=0,25m3 ;
+Khối lượng nước: (n= 1000 kg/m3).
mnmax = 175kg ; Vnmax=0,175m3 .
2.2.2. Tính chọn thiết bị định lượng vật liệu đối với trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ.
a, Định lượng nước.
Thiết bị định lượng nước đối với trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ được tính chọn như trạm trộn dạng tháp làm việc chu kỳ, khối lượng nước lớn nhất của hỗn hợp bê tông trong một mẻ trộn.
, kg.
Thể tích nước: .
Ta chọn thùng cân nước có kích thước như sau: ; ; ;; .
Hình 2.1 Thùng cân nước
Thể tích của thùng chứa là .
Nên, thùng chứa thiết kế đảm bảo dung tích chứa.
Chọn sơ bộ thùng cân nước là 40kg, vậy tổng khối lượng của thùng là : , do đó chọn 1 đầu cân điện tử loại treo của hãng HBM ký hiệu có tải trọng cân tối đa là 300kg.
b, Định lượng xi măng.
Thiết bị định lượng xi măng đối với trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ được tính chọn như trạm trộn dạng tháp làm việc chu kỳ, khối lượng xi măng lớn nhất của hỗn hợp bê tông trong một mẻ trộn.
, kg
Thể tích xi măng là: .
Thiết kế sơ bộ thùng cân, chọn thùng cân xi măng có kích thước: ; ;; ; .
Hình 2.1 Thùng cân ximăng
Thể tích của thùng là :
Do đó, thùng cân lựa chọn thỏa mãn dung tích sử dụng.
Chọn sơ bộ khối lượng thùng cân là 60kg, khối lượng thùng là :, thùng cân xi măng được gắn trên các đầu cân điện tử, do đó ta chọn 3 đầu cân treo điện tử của hãng HBM loại có tải trọng cân lớn nhất là 200kg.
c, Định lượng cốt liệu.
Tổng khối lượng lớn nhất của các thành phần cốt liệu ( đá 1, đá 2, và cát ) cho hỗn hợp bê tông được định lượng bởi thiết bị định lượng cốt liệu làm việc chu lỳ theo nguyên lý cộng dồn được xác định:
.
Do đó, khối lượng vật liệu lớn nhất mà thiết bị định lượng cốt liệu làm việc chu kỳ đáp ứng là :
, kg.
Chọn sơ bộ khối lượng khung và băng tải là 600kg, tổng khối lượng khung gầu là . Do đó, ta chọn đầu 3 cân điện tử loại ngàm công xôn loại của hãng HBM, mỗi đầu cân chịu tải trọng cân tối đa là 1200 kg.
2.3. Xác định dung tích của các bunke chứa của các thành phần phối liệu của trạm trộn bê tông xi măng.
2.3.1 Tính toán thể tích Bunke chứa đá.
Ta chọn số lượng Bunke là 2, kích thước hình học như nhau, ta tính thể tích cho 1 Bunke:
, ;
Trong đó: - Lượng đá lớn nhất cần sử dụng trong 1 giờ, - Hệ số dự trữ vật liệu, chọn .
Ta có: , ;
- Dung tích sản xuất; - Thể tích lớn nhất của đá; m=42- Số mẻ trộn.
;
Thể tích bunke là: , chọn thể tích 2 bunke chứa đều như nhau:
.
2.3.2 Tính toán thể tích bunke chứa cát.
Ta chọn 1 bunke chứa cát có thể tích là:
;
Trong đó: - Lượng cát lớn nhất cần sử dụng trong 1 giờ; - Hệ số dự trữ vật liệu, chọn .
;
Thể tích bunke chứa cát: .
2.3.3 Tính toán thể tích các si lô chứa xi măng.
Dung tích các si lô chứa xi măng của trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ được xác định như trong trường hợp trạm trộn bê tông dạng tháp.
Dung tích bunke: ;
Trong đó: - Lượng xi măng lớn nhất cần sử dụng trong 1 giờ, - Hệ số dự trữ vật liệu, chọn .
;
Thể tích bun ke: .
2.3.4 Tính chọn máy bơm xi măng.
Máy bơm xi măng dung để vận chuyển xi măng lên các si lô chứa xi măng trong các trạm trộn bê tông. Năng suất của máy bơm xi măng được xác định theo điều kiện sau:
.
Trong đó: - Lượng xi măng cần sử dụng cho trạm trộn bê tông trong 1 giờ,Ta có:
- Năng suất thiết kế của trạm trộn.
Chọn máy bơm xi măng:
Tên máy ;
Năng suất: 36T/h
Cự ly vận chuyển theo phương thẳng, đứng: 35m;
Cự ly vận chuyển theo phương ngang: 200m;
Công suất động cơ: 17KW;
Kích thước bao máy: chiều dài: 2150mm, chiều rộng: 710mm, chiều cao: 935mm;
Khối lượng máy: 670kg.
2.3.5 Tính vít tải.
Vít tải dung để vận chuyển xi măng lên các silo chứa xi măng (vít tải thẳng đứng ), hoặc dùng để vận chuyển xi măng từ các si lô chứa đên thiết bị định lượng xi măng ( vít tải nằm ngang hoặc đặt nghiêng ). Với 1 mẻ trộn cần 0,354 xi măng, số mẻ trộn là 42 mẻ.
Theo lưu đồ công nghệ ta chọn thời gian vít tải hoạt động để bơm xi măng trong 1 mẻ trộn chĩnh bằng thời gian cân, vận chuyển xi măng là , tức trong 20s này phải bơm tối thiểu lượng xi măng là . Để tăng khả năng dự phòng và tăng năng suất thì thời gian vít tải nạp, cân cốt liệu phải nhỏ hơn thời gian yêu cầu từ 5 – 10s. Ta sử dụng 2 vít tải để bơm xi măng cùng 1 lúc.
Năng suất tối thiểu của vít tải là :
Năng suất của vít tải được xác định từ điều kiện sau:
Trong đó:
D- đường kính ngoài của vít
.........................
KẾT LUẬN
Đồ án môn học với đề tài thiết kế “ thiết kế trạm trộn bê tông thương phẩm làm việc chu kỳ, năng suất 60 m3/h ”. Với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Thiệu Xuân. Em đã hoàn thành đồ án này.
Làm đồ án giúp bản thân em hiểu sâu hơn về trạm trộn bê tông, nguyên lý cấu tạo, và hoạt động của nó. Quá trình làm đò án do kiến thức còn hạn chế nên đồ án còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của thầy và các bạn để đồ án đươc hoàn thiện hơn.
Em xin trân thành cảm ơn thầy TS. Nguyễn Thiệu Xuân đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này!
