Đồ án thiết kế TRẠM TRỘN BÊ TÔNG.docx

đồ án máy xây dựng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP ĐÀ NẴNG KHOA KỸ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG



ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN

THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH THIẾT BỊ CHO MỘT TRẠM

TRỘN CUNG CẤP BÊ TÔNG

SVTH: VÕ MINH QUÂNMSSV:109190028

NHÓM :09LỚP: 19VLXDGVHD:NGUYỄN THỊ THUYẾT AN

ĐÀ NẴNG, THÁNG 12/2022

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG

MỤC LỤC

PHẦN I :BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI ……….……….………….4

1.1 Tên đề tài……….……….4

1.2 Nhiệm vụ môn học……….…… 4

1.3 Sơ lược về bê tông và nhà máy sản xuất bê tông……….4

1.4 Tầm quan trọng của đề tài………6

1.5 Yêu cầu đề tài……… ……….7

Phần II : Sơ đồ công nghệ……… ………… 8

2.1 Thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ………8

2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ……… 15

2.3 Vai trò nhiệm vụ của thiết bị được giao trong dây chuyền……….…… 15

Phần III Tính cân bằng vật chất và lựa chọn thiết bị phù hợp……… 24

3.1 Năng suất dây chuyền………24

3.2 Cân bằng vật chất……….………… 24

3.3 Lựa chọn thiết bị dây chuyền……….………25

Phần IV Tính toán thiết kế silo xi măng……… …….26

4.1 Giới thiệu chung………26

4.2 Tính toán thiết kế silo ……….…… 26

4.3 Vít tải định lượng ……… ………28

4.4 Thùng đong nước……… 32

4.5 Buồng điều khiển ……… 33

4.6 Xe bồn và vận chuyển bê tông……… 33

Phần V: Kết luận………34

MỞ ĐẦU

Trong công cuộc phát triển và đổi mới đất nước do Đảng ta lãnh đạo thì đất nước ta hiện nay đang trong quá trình hội nhập và phát triển mạnh mẽ.Để đạt được mục tiêu đến năm trong tương lai đất nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp thì đòi hỏi phải đẩy mạnh hơn nữa sự phát triển của tất cả các ngành công nghệ trong đó việc phát triển ngành công nghệ xây dựng nói chung và ngành công nghệ vật liệu xậy dựng nói riêng để tạo cơ sở vật chất cho đất nước là một nhu cầu cấp thiết Nói đến công nghệ vật liệu là nói đến thiết bị sản xuất và cung ứng vật liệu xây dựng Trong phần thuyết minh này em xin trình bày đề tài

“Thiết lập quy trình công nghệ và tính thiết bị cho một trạm trộn cung cấp bê tông”.Đây là một công đoạn quan trọng trong việc hình thành các loại bê tông tươi để cung cấp kịp thời cho các công trình xây dựng.

Do đây là đồ án làm lần đầu tiên nên không có nhiều kinh nghiệm trong tính toán thiết kế do đó trong đồ án và bản vẽ chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai xót mong thầy bỏ qua và chỉ dẫn thêm để em có thể hoàn thành tốt hơn trong những đồ án tiếp theo.

Cuối cùng em xin chân thành cám ơn cô hướng dẫnNguyễn Thị Tuyết An đã chỉ dẫn chúng em hoàn thành đồ án này !

TP Đà Nẵng, Ngày … tháng… năm 2022

PHẦN MỘT:BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI

I.1/ TÊN ĐỀ TÀI

Thiết lập quy trình công nghệ vận hành cho một trạm trộn cung cấp bê tông tươi

I.2/ NHIỆM VỤ CỦA MÔN HỌC

Môn học “Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng” là một trong những môn cơ sở chính yếu của nghành vật liệu xây dựng Vì vậy việc nắm bắt được những kiến thức của mônhọc một cách sâu sắc là rất quan trọng Đồ án môn học “Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng” sẽ giúp cho chúng em củng cố, hệ thống hoá lại toàn bộ kiến thức về môn học Cụthể là các kiến thức về toàn bộ nguyên lý thiết bị, cấu tạo và nguyên tắc làm việc, ưu khuyết điểm và phạm vi sử dụng của từng loại máy móc thiết bị trong các

nhà máy vật liệu xây dựng nói chung cũng như trong một trạm trộn bê tông mà em sẽ trình bày nói riêng, hiểu rõ hơn về các loại máy móc thiết bị của qui trình sản xuất từ đó tính toán chọn lựa được một qui trình công nghệ sản xuất và các thiết bị sản xuất cần thiết với năng suất phù hợp để phục vụ cho việc sản xuất của một nhà máy (trạm trộn)

Đồ án môn học cũng sẽ tạo điều kiện cho chúng em tìm hiểu, tổ chức thiết lập hoànchỉnh một quy trình công nghệ vận hành cho một trạm trộn cung cấp bêtông tươi trong thực

tế, từ đó chúng em có thể vận dụng những kiến thức đã học để chọn lựa và giải quyết cácphương án một cách tối ưu về kinh tế cũng như kỹ thuật Qua quá trình thực hiện đồ án chúng em sẽ rút ra được những bài học kinh nghiệm hết sức quan trọng trong việcthực hiện luận văn tốt nghiệp sau này Với mục đích và nhiệm vụ như trên, đồ án môn học

“Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng” là một môn học không thể thiếu của sinhviên chuyên ngành vật liệu xây dựng

I.3/ SƠ LƯỢC VỀ BÊ TÔNG VÀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BÊ TÔNG

a Sơ lược về bê tông:

Bêtông là vật liệu không thể thiếu được trong công nghệ xây dựng hiện đại Là mộttrong những loại vật liệu xây dựng sử dụng với khối lượng lớn nhất Hiện nay, hàng nămtrên thế giới sử dụng khoảng hơn 2 tỷ m³ bêtông các loại

Bêtông được sử dụng trong các điều kiện khác nhau sao cho kết hợp hài hòa về kiến trúcvới môi trường xung quanh

Sử dụng bêtông dễ thể hiện hình dáng kiến trúc xây dựng, có tính thẩm mỹ cao Côngnghệ chế tạo không quá phức tạp và cũng không khó thực hiện Có nguồn nguyên liệu chếtạo dồi dào Có khả năng sử dụng rộng rãi nguồn nguyên liệu tại chỗ và tận dụng hầu hết phếliệu của quá trình chế tạo Có nhu cầu năng lượng thấp, an toàn cho môi trường và độ tin cậycao

Ngày nay khoa học vật liệu đã làm giàu thêm kiến thức của chúng ta về cấu trúc và cáctính chất của bêtông, về quá trình hình thành cấu trúc của chúng ,cho chúng ta khả năng dựđoán được các tính chất và điều khiển tích cực các đặc tính của vật liệu

b Sơ lược về trạm trộn bê tông:

2.1 Giới thiệu chung.

Trạm trộn bê tông xi măng là một tổng thành nhiều cụm và thiết bị, các cụmthiết bị này phải phối hợp nhịp nhàng với nhau để hoà trộn các thành phần: cát, đá, nước,phụ gia và xi măng tạo thành hỗn hợp bê tông xi măng

* Các yêu cầu chung về trạm trộn:

 Đảm bảo trộn & cung cấp được nhiều mác bê tông với thời gian điều chỉnhnhỏ nhất

 Cho phép sản xuất được sản xuất được hai loại hỗn hợp bê tông khô hoặc ứơt

 Hỗn hợp bê tông không bị tách nước hay bị phân tầng khi vận chuyển

 Trạm làm việc êm không ồn, không gây ô nhiểm môi trường

 Lắp dựng sữa chữa đơn giản

 Có thể làm việc ở hai chế độ là tự động hoặc bằng tay

Trong lĩnh vực xây dựng hiện nay, chất lượng công trình và tiến độ thi công luôn là yếu

tố quan trọng nhất Chính vì vậy mà yêu cầu về số lượng và chất lượng bêtông tươi củanhững công trình lớn ngày một cao hơn Để đáp ứng cho nhu cầu của thực tế , ngày nayngười ta thường xây dựng những trạm trộn bêtông cơ động gắn các cụm công trình xây dựngnhằm cung cấp đủ lượng bêtông cho các công trình trong thời gian nhanh nhất

Để xây dựng các trạm trộn bêtông, bố trí các thiết bị làm việc liên tục và quyết định mức

độ tự động hóa sản xuất bêtông thì cần phải xác định chính xác năng suất của trạm trộn Đốivới các trạm có năng suất nhỏ và trung bình , người ta xây dựng các trạm trộn cơ động hoặc

là loại dễ tháo lắp di chuyển từ nơi này đến nơi khác Khi cần năng suất lớn thì người ta xâydựng các trạm trộn cố định

Dựa theo năng suất người ta chia trạm trộn bêtông thành 3 loại cơ bản s au :

► Tram tron betong nang suat nho :(10 – 30) m³/h

► Tram tron betong nang suat trung bình :(30 - 60) m³/h

► Tram tron betong nang suat lớn :(70 - 120) m³/h

MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG

Theo kết quả điều tra phân tích thị trường, sau thời kỳ đóng bang của các công trình xây dựng trên cả nước do thiếu vốn đầu tư mà nguyên nhân là cuộc khủng hoảng kinh tế ở Đông Nam Á vào năm 1997 đã khiến cho các nhà đầu tư nước ngoài rút vốn đầu tư Hiện nay đất nước ta đang trong thời kỳ hội nhập và phát triển mạnh mẽ đặc biệt là trong năm vừarồi đã gia nhập WTO do đó thu hút được vốn đầu tư của nước ngoài, kéo theo tốc độ xây dựng có chiều hướng gia tăng một cách mạnh mẽ, do đó nhu cầu về bê tông ngày càng cao Ngay ở thành phố Hồ Chí Minh chúng ta thì việc xây dựng cũng gia tăng một cách chóng mặt và đương nhiên song song với nó thì việc cung cấp vật liệu xây dựng nói chung và việc cung cấp bê tông nói riêng cần phải được đáp ứng

Tóm lại, từ kết quả điều tra và phân tích thị trường cùng các điều kiện khách quan khác,việc đầu tư và xây dựng các trạm trộn cung cấp bê tông là điều cần thiết và có lợi I.5/ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

a Đầu đề đồ án :

Thiết lập quy trình công nghệ về tính thiết bị cho một trạm trộn bê tông

b Các số liệu cho trước:

- Năng suất : (F3) 90 (m³/h)

- Nguyên liệu: CPBT: X:C:Đ:N = 350:700:1100:200

- Hao hụt trong quá trình trộn: 0.5%

- Sử dụng máy trộn cưỡng bức trục ngang cho trạm trộn bê tông

c Nhiệm vụ của đồ án:

1 Biện luận đề tài

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)

PHẦN HAI: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

II.1/ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊTÔNG

MÔ HÌNH TRẠM TRỘN CUNG CẤP BTÔNG TƯƠI

2.1 Lựa chọn nguyên lý thiết kế.

+ Dùng trong các trạm có năng suất lớn, đòi hỏi lượng bê tông nhiều

+ Ngày nay, mọi người đang có xu hướng sử dụng phương án này để thiết kếtrạm trộn, nhờ có tính thẩm mỹ cao, và khả năng đáp ứng năng suất cao của nó

SILO CHỨA Xi MĂNG

HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN BĂNG TẢI KHO CHỨA

ĐÁ & CÁT

VÍT TẢI

Gầu Nâng

PHỄU TIẾP LIỆU

THÙNG ĐONG NƯỚC

+ Sử dụng silô để chứ xi măng, vừa đáp ứng được nhu cầu xi măng trong nhiều giờ hoạt động liền, và không gây ô nhiễm môi trường.

Hình 3.1: Sơ đồ 1

 Nhược điểm

+ Kết cấu dài, do sử dụng băng tải cấp liệu, do vậy ở những nơi có diện tích lắp đặt nhỏ thì sử dụng phương án này là không phù hợp

+ Tiêu thụ điện năng cao do, băng tải cần công suất lớn để vận chuyển

+ Giá thành cao hơn một chút, so với phương án không sử dụng kết cấu băng tải cấp liệu

gian Máy trộn

Băng tải chuyển Băng tải cân liệu

Bonke gom

Bonke gom đá

Máy xúc gầu lật

Máy xúc gầu lật

Bãi chứa cát

Bãi chứa đá

Phễu cân nước

+ Tiết kiệm điện năng hơn so với phương pháp cấp liệu bằng băng tải do, động cơ dùng để kéo skip chuyển liệu có công suất thấp hơn trong trạm trộn bê tông có cùng năng suất.

+ Giá thành thấp, nhờ sử dụng tời kéo trên, do vậy phương án này có tính cạnh tranh cao về sức tiêu thụ trên thị trường

+ Rất thích hợp trong các công trình cần lượng bê tông thấp, và cho các công trình vừa và nhỏ

Xilô

Thùng cân

ximăng Thùng cân nước

Tời kéo

+ Sử dụng gầu ngoặm, có thể cấp liệu từ các xà lan dọc bờ sông, nên trong một số trường hợp sẽ tiết kiệm chi phí vận chuyển.

 Nhược điểm.

+ Cấp liệu không liên tục, do vậy không thể sử dụng trong các trạm trộn có năng suất cao, nên chủ yếu dùng trong các công trình nhỏ không phù hợp với những công trình đòi hỏi áp lực cao về năng suất trạm trộn

+ Dùng tời kéo gây tiếng ồn lớn ảnh hưởng trực tiếp đến những người vận hành và xung quanh

+ Sử dụng gầu cào cấp liệu vào các boongke, dẫn đến tính linh động không cao vì ở phương pháp sử dụng xe xúc lật có nhiều ưu điểm về khả năng linh hoạt trong di chuyển

 Lựa chọn phương án thiết kế.

Căn cứ vào tình hình thực tế nhu cầu vể sử dụng trạm trộn bê tông ở nước ta và những ưu

nhược điểm của các phương pháp mà ta vừa nêu, em chọn phương án 1 là phương án thiết

kế, vì nó phù hợp với nền công nghiệp hóa nước nhà.

Chúng ta đang tiến hành hiện đại hóa đất nước, trong đó xây dựng cơ sở hạ tầng đóng vai tròquan trọng, nên trong tương lai sẽ cần các trạm trộn bê tông có công suất lớn mới đáp ứng được nhu cầu về bê tông trên thị trường

Mặc dù so với các trạm trộn cùng năng suất có kết cấu nhỏ hơn, thì phương án này sẽ làm tốn diện tích lắp đặt, nhưng điều đó ảnh hưởng không đáng kể vì hiện nay khi lên phương ánlắp đặt trạm đa phần các nhà đầu tư đã chuẩn bị đầy đủ mặt bằng tại công trường

Tuy giá thành của phương án này có cao hơn, nhưng sự cao hơn đó là không đáng kể so với các tính năng ưu việt mà nó mang lại

Trong tương lai, nếu không bị ảnh hưởng bởi yếu tố mặt bằng, thì đây sẽ là phương án phổ biến nhất lúc đó, và nó trở thành sự lựa chọn số 1 cho các nhà đầu tư muốn phát triển ngành công nghiệp bê tông

2 2/ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Đá (1-2) thích hợp cho việc sản xuất bê tông được vận chuyển bằng xe ben từ nhà máygia công đá đến kho chứa của trạm trộn.Đá này đã qua sàng sơ bộ để loại bỏ tạp chất được

hệ thống vận chuyển bằng băng tải đổ vào thùng chứa cốt liệu lớn và nhỏ (việc dùng hệthống vận chuyển bằng băng tải sẽ đảm bảo được tính cấp liệu liên tục và đều đặn mang tínhdây chuyền cao) Sau đó được đưa vào băng tải định lượng chuyễn vào gầu nâng và được đổvào máy trộn bê tông cưỡng bức trục ngang 2 trục

Tương tự như đá, cát được vận chuyển bằng xe ben từ nơi khai thác đến kho chứa củatrạm trộn, cũng qua sàng sơ bộ để loại bỏ tạp chất, được hệ thống vận chuyển bằng băng tải

đổ vào thùng chứa cốt liệu lớn và nhỏ Sau đó được đưa vào băng tải định lượng chuyễn vàogầu nâng và được đổ vào máy trộn bê tông cưỡng bức trục ngang 2 trục Thùng chứa cốtliệu được phân thành nhiều ngăn Tùy theo năng suất của trạm trộn  tỷ lệ của cát & đá mà

có bao nhiêu ngăn chứa cát, bao nhiêu ngăn chứa đá

Nước từ nguồn cấp nước được vận chuyển bằng bơm đến thùng đong nước.Thùng nàyđược đặt trực tiếp trên máy trộn sẽ khống chế chính xác lượng nước cần thiết bằng hệ thốngđịnh lượng nước, sau đó phun trực tiếp nước vào trong quá trình trộn.Việc phun trực tiếpnước trong quá trình trộn sẽ đảm bảo được độ đồng nhất và tính công tác tốt của bê tông.Ximăng được vận chuyển từ nhà máy đến silo của trạm trộn bằng xe chuyên dụng, xe có

hệ thống bơm vật liệu bằng khí nén Hệ thống vít tải sẽ vận chuyển đồng thời kết hợp địnhlượng chính xác lượng ximăng từ silo cho mẻ trộn trước khi đổ vào máy trộn

Ngày nay, các sản phẩm bêtông đều có sử dụng phụ gia Trong quy trình công nghệ trênchúng ta sử dụng phụ gia dạng khoáng (bột).Việc dùng phụ gia sẽ cải thiện rõ rệt tính côngtác của bêtông, cho phép giảm lượng dùng nước nhào trộn, hạ thấp tỷ lệ N/X, nâng caocường độ bêtông-hoặc có thể giảm lượng dùng ximăng mà không làm giảm cường độ thiết

kế của bêtông Tương tự như Ximăng, phụ gia dạng khoáng (bột) cũng được vận chuyển từnhà máy sản xuất đến silo của trạm trộn bằng xe chuyên dụng, xe có hệ thống bơm vật liệubằng khí nén Hệ thống vít tải sẽ vận chuyển đồng thời kết hợp định lượng chính xác lượngphụ gia từ silo cho mẻ trộn trước khi đổ vào máy trộn

Bêtông tươi sau khi nhào trộn đồng nhất thông qua phễu rót từ máy trộn được xe bồn vậnchuyển đến nơi sử dụng (công trình)

Tất cả các hoạt động của trạm trộn đều được tự động hóa và được điều khiển bằng hệthống máy tính với độ chính xác cao thông qua buồng điều khiển Do vậy trạm trộn có năngsuất và chất lượng cao.Đây là mô hình của một trạm trộn cung cấp bêtông tươi khá hiện đại.2.3/ Vai trò nhiệm vụ của thiết bị được giao trong dây chuyền công nghệ

2.3.1/ Khái quát về silô xi măng

a Dùng silo

 Silô chứa xi măng là một trong những cụm rất quan trọng của hệ thốngtrạm trộn bê tông, vì nếu không sử dụng bộ phận chứa xi măng này thì ta phảidùng công nhân trực tiếp cấp xi măng bao vào vít tải chuyển lên thùng trộn,điều này ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của họ vì bụi và các chất độc hại

 Ngoài ra, với silô này ta có thể cung cấp xi măng trong nhiều giờ hoạt độngliền, tùy theo kích thước của silô, điều này đặc biệt quan trọng khi sử dụng cáctrạm trộn có năng suất lớn.

Tùy theo nhu cầu, mục đích sử dụng của từng nhà máy khác nhau mà silo xi măng có thểchứa từ 25 tấn cho đến con số 500 tấn - một con số cực kỳ lớn mà không sợ bị ảnh hưởngbởi điều kiện thời tiết như mưa hay độ ẩm không khí

b.Đặc điểm cấu tạo

 Silô có dạng hình trụ đứng đáy có dạng hình phễu dùng để chứa vật liệu rời: cát,

c.Yêu cầu silô chứa xi măng

Xi măng rời là loại vật liệu dễ bị hư hỏng khi chịu tác dụng của môi trường vì vậy mà xiclô chứa xi măng phải bảo đảm kín cách li với môi trường bên ngoài

 Chịu áp lực cao khi cấp, vỡ tải

 Kết cấu đơn giản, giá thành hạ

 Vật liệu chế tạo phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam

 Tuổi bền cao

 Ổn định với gió, bão

Hình 5.1: Các silô thực tế

d.Phân tích các phương pháp cấp và vận chuyển xi măng.

 Phân tích các phương pháp cấp và vận chuyển xi măng rời vào.

- Hiện nay có tát nhiều phương pháp cấp và vận chuyển xi măng rời vào silo Trong

điều kiện khí hậu nhiệt ẩm tương đối lớn ở Việt Nam thì không phải phương phápnào cũng cho hiệu quả tốt Nếu chúng ta lựa chọn phương án đó một cách hợp lý,

nó sẽ mang lại cho chúng ta hiệu quả tương đối lớn vì giá thành dầu tư ban đầu choviệc cấp xi măng rời không phải là nhỏ Mặt khác, việc cấp xi măng đóng góp mộtphần quan trọng trong trạm trộn Sau đây tôi sẽ phân tích mọt số ưu nhược điểmcủa một vài phương pháp và từ đó tôi lựa chọn phương pháp hợp lý

 Phương án vận chuyển xi măng rời bằng vít tải lên các silo.

- Vít tải thuộc nhóm máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo Bộ phận công tác củavít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một máng kín có tiết diện tròn (hoặc tròn

ở đáy) Khi trục vít quay, cánh xoắn đẩy xi măng di chuyển trong máng vít Xi măngchuyển động không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lượng của nó và lực ma sát giữa ximăng và máng vít, do đó, xi măng chuyển động trong máng Theo nguyên lý truyềnđọng vít đai ốc

- Để vận chuển xi măng rời lên các silo, người ta có thể dùng vít tải xiên, hoặc đứng.Nhưng thực tế người ta thường sử dụng vít tải đứng vì nó tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn víttải xiên Đường đi lên của xi măng trong vít tải thẳng đứng có được là nhờ ma sát giữa ximăng và vỏ vít Lực nầy được sinh ra khi quay các hạt xi măng được hình thành trên mộtmặt cánh xoắn Lực ma sát này làm chậm chuyển động rơi xuống của xi măng và nhờcánh xoắn đẩy nâng các hạt xi măng lên

- Ưu điểm của vít tải: độ kín khít cao, không ảnh hưởng tới môi trường, có kết cấu nhỏgọn… khả năng cơ động cao, không cần hệ thống lọc bụi, không gây tiếng ồn lớn