Thiết kế máy trộn bê tông hình quả trám (thuyết minh+bản vẽ)

Thiết kế máy trộn bê tông hình quả trám: Khái niệm chung của trạm trộn Phương pháp bố trí các thiết bị của trạm trộn Lựa chọn phương án thiết kế Nguyên lý hoạt động trạm trộn Tính toán thiết bị Tính toán cấp phối Bản vẽ thiết bị

Mở đầu

Vật liệu xây dựng là thành phần không thể thiếu đợc trong các công trình xây dựng Trớc đây , phần lớn các loại vật liệu xây dựng đợc sản xuất theo phơng pháp thủ công Nhng ngày nay,với các công trình có khối lợng lớn và phức tạp,với đòi hỏi ngày càng cao về chất lợng,số lợng , kỹ thuật và mỹ thuật thì không thể thiếu đợc máy móc

Đồ môn học thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông là một đồ án chuyên ngành của sinh viên cơ giới hoá xây dựng Trên cơ sở nắm vững và vận dụng những kiến thức đã học trong môn học máy và cơ giới hoá công tác bê tông

và các kiến thức về cơ khí của các môn học khác nhằm phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu tìm, hiểu sâu về máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng

Đợc sự giúp đở của thầy Nguyễn Kiếm Anh em đã làm xong đồ án, nhng do kiến thức có hạn em làm có nhiều sai sót mong các thầy giúp đỡ và chỉ bảo thêm cho em

I Khái niệm chung về trạm trộn:

Trạm trộn bê tông dùng để sản xuất hỗn hợp bê tông (dạng ớt hoặc khô) để

cung cấp cho các phân xởng tạo hình cấu kiện đúc sẵn hoặc các công trình xây dựng cơ bản Trạm trộn bê tông thờng có 3 bộ phận chính:

Kho chứa nguyên liệu Các thiết bị định lợng Các máy trộn bê tông Giữa các bộ phận này có các thiết bị nâng- vận chuyển và các phễu chứa

trung gian Trạm trộn bê tông có thể phân loại theo các dấu hiệu:

Theo phơng pháp bố trí các thiết bị của trạm trộn:

Trạm trộn bê tông dạng tháp: tất cả các phối liệu đợc vận chuyển một lần lên

cao nhờ các thiết bị nâng – vận chuyển(băng tải , vít tải ,…) trên đờng rơi tự do của chúng các quy trình công nghệ đợc tiến hành (định lợng thu gom nạp cho máy trộn , nhào trộn , xả vào các thiết bị vận chuyển hỗn hợp bê tông)

- u điểm thời gian một chu kỳ của trạm trộn là nhỏ nhất có thể bố trí nhiều máy

trộn ở tầng nhào trộn , việc tự động hoá tiện lợi và năng suất cao có thể đạt đợc năng suất Q=240 m3/h

- nhựơc điểm cơ bản của trạm trộn này là quá cồng kềnh và nặng nề (các bun ke chứa các phối liệu khô phải đảm bảo có sức dự trữ đạm bảo cho trạm trộn làm việc liên tục trong 2 h) vốn đầu t trạm này lớn và rất khó khăn khi dời chuyển

 Trạm trộn bê tông dạng bậc: các thiết bị công tác đợc bố trí theo dạng hình

khối chức năng , độc lập trên các mặt bằng riêng đợc liên hoàn với nhau nhờ các thiết bị nâng chuyển

- khối phối liệu khô(đá dăm cát ximăng) gồm có các bunke chứa, các thiết bị

định lợng

- khối nhào trộn gồm có các thiết bị định lợng chất lỏng (nớc và phụ gia) các máy trộn bê tông, bunke hoặc phễu nạp hỗn hợp bê tông cho các thiết bị vận chuyển nh vậy các khối phối liệu khô cần phải vận chuyển lên cao lần 2 (lần 1 nạp vào các bunke chứa , lần 2 nạp vào các máy trộn bê tông ) việc dùng gầu skip hoặc băng tải vận chuyên các phối liệu lên cao để đa vào các máy trộn th-ờng gây ô nhiễm môi trừơng do thất thoát xi măng Để khắc phục nhợc điểm này thiết bị định lợng đợc bổ xung vào khối nhào trộn , xi măng đợc bảo quản

trong các silô chứa và đợc nạp vào thiết bị định lợng nhờ vít tải làm việc

kín,trạm bê tông loại này thờng là loại tháo lắp nhanh và các khối chức năng của trạm đợc thiết kế theo các môđun vận chuyển

-u điểm : vốn đầu t ban đầu không cao , chi phí cho việc vận chuyển tháo trạm trộn không đáng kể , tính vạn năng cao, tơng đối gọn nhẹ và năng suất tơng đối cao năng suất có thể đạt Q= 120 m3/h

-nhợc điểm : khó khăn trong việc bố trí nhiều máy trộn bê tông (số lựơng tối đa

là 2) thời gian chu kỳ làm việc tơng đối dài và tơng đối phức tạp trong việc tự

đông hoá điều khiển trạm trộn

1 .Theo nguyên lý làm việc của trạm trộn bê tông :

Trạm trộn bê tông làm việc theo chu kỳ: loại trạm trộn này có khả năng thay

đổi mác bê tông và thành phần cấp phối cũng nh đáp ứng đợc những yêu cầu của mọi đối tợng phục vụ

Trạm trộn bê tông làm việc liên tục : đợc sử dụng đặc biệt hiệu quả khi nhu

cầu loại hỗn hợp bê tông cùng mác với khối lợng lớn và tập trung nh các công trình thuỷ điện ,giao thông…

2 Theo khả năng di động của trạm trộn :

Trạm trộn cố định: dùng phục vụ công tác xây dung 1vùng lãnh thổ ,đồng thời

cung cấp bê tông thơng phẩm phục vụ trong bán kính hiệu quả.Thiết bị của trạm trộn thờng đợc bố trí theo dạng tháp

 Trạm trộn tháo lắp nhanh : đợc trang bị cho các công trình xây dựng cụ

thể có thời gian khai thác trạm trộn tại 1 nơi ngắn (từ 1 năm đến vài năm ) để khai thác trạm trộn hiệu quả thì trạm trộn phải có khả năng tháo lắp nhanh với chi phí cho việc tháo lắp và di chuyển là nhỏ nhất Các thiết bị của trạm trộn

tháo lắp nhanh đợc bố trí theo dạng bậc với các mô đun vận chuyển tiện lợi

 Trạm trộn di động : thờng đợc thiết kế theo dạng bậc các khối chức năng của

trạm trộn đợc bố trí trên các hệ thống di chuyển Loại trạm trộn này thờng đợc thiết kế với năng suất nhỏ (Q 30 m3

/ h ) để phục vụ các công trình giao thông , thuỷ lợi , các công trình xây dựng có khối lợng bê tông nhỏ và không tập trung

4 Theo năng suất trạm trộn :

 Loại lớn : Q 70 m3/ h

 Loại vừa : Q 60 m3/ h

 Loại nhỏ : Q 30 m3 / h

5 Theo phơng pháp điều khiển trạm trộn:

 Hệ thống điều khiển bằng tay

 Hệ thống điều khiển bán tự động

 Hệ thống điều khiển tự động

Hiện nay các trạm trộn hiện đại thòng đợc trang bị điều khiển có khả năng làm việc ở cả 3 chế độ điều khiển trên

II Lựa chọn phơng án thiết kế trạm trộn bê tông:

1 Phải có khả năng sản xuất đợc hỗn hợp bê tông ( dạng khô hoặc ớt ) có nhiều mác bê tông với thành phần cấp phối bê tông khác nhau trong thời gian trong thời gian điều chỉnh là nhỏ nhất

2 Trang thiết bị hệ thống làm việc ở cả 3 chế độ : tay , bán tự động , tự động

3 Xả bê tông 1 cách dể dàng, tiện lợi cho các phơng tiện vận chuyển khác nhau

4 Công tác tổ chức sao cho cung cấp hỗn hợp bê tông cho các phơng tiện vân chuyển phải khoa học, tiện lợi , dễ dàng , tránh ứ đọng dồn tắc giao thông

Tuỳ thuộc vào mục đích , chức năng, công suất , đặc tính , của đối tợng tiêu thụ hỗn hợp bê tông để lựa chọn phong án thiế kế trạm trộn bê tông sao cho phù hợp

và hiện đại phơng án thiết kế trạm trộn bê tông đợc lựa chọn dựa theo các dạng trạm trộn đặc trng và phổ biến dới đây:

# Trạm trộn dạng tháp làm việc theo chu kỳ:

1-miệng đổ của máy trộn ; 2-đờng ống dẫn xi măng lên buồng trộn ;

3-đờng ống dẫn nớc lên buồng trộn; 4-thùng chứa nớc; 5-thiết bị định lợng nớc; 6-xe chở hỗn hợp bê tông ; 7-maý trộn ; 8-phểu cấp liệu; 9- thiết bị định lợng xi măng; 10- thiết bị định lợng cát; 11- thiết bị định lợng đá; 12-bunke chứa xi măng; 13-bunke chứa cát; 14-bunke chứa đá; 15-thiết bị lọc bụi; 16-van phân phối cốt liệu; 17-băng tải đa cốt liệu lên lầu trộn; 18- động cơ ; 19-thiết bị phân phối chất lỏng; 20-thùng chứa phụ gia

h.1 trạm trộn dạng tháp làm việc theo chu kỳ

#Trạm trộn dạng tháp làm việc liên tục

1-vít tải ; 2-thiết bị lọc bụi; 3-xiclon lọc bụi ; 4-trạm lọc bụi; 5-băng tải vận chuyển cốt liệu; 6-đờng ray đơn ; 7-băng tải quay; 8-phểu nạp; 9,10- thiết bị báo mức trên và kết xi măng và các cốt liệu; 11- thiết bị phá vòm cát; 12- thiết

bị định lợng cốt liệu làm việc liên tục; 13-phễu tập; 14,16-máy trộn bê tông; 15-bunke nạp hổn hợp bê tông vào các thiết bị vận chuyển; 17- máy bơm định lợng làm việc liên tục

h.2 trạm trộn dạng tháp làm việc liên tục

# Trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ:

h.3 trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ

1-buồng máy trộn; 2-các khoang chứa cốt liệu; 3-máy trộn bê tông;

4-cabin điều khiển; 5-thiết bị định lợng cốt liệu làm việc theo nguyên lý cộng

dồn; 6-thiết bị định lợng xi măng; 7-thiết bị định lợng nớc;

8-khung sàn buồng trộn; 9-xi lô 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

# Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc liên tục:

h.4 trạm trộn dạng bậc làm việc liên tục

1-các buke chứa cốt liệu; 2-thiết bị định lợnglàm việc liê tục; 3-băng tải đón; 4-băng tải nghiêng; 5,10-cửa xả; 6-thiết bị định lợng xi măng; 9-máy trộn;

11-cabin điều khiển; 12-thiết bị máy bơm định lợng;

Em chọn trạm trộn dạng tháp làm việc theo chu kỳ

 Năng suất kỹ thuật m3/ h : 120

 Kích thớc cốt liệu max mm : 150

 Ký hiệu định lợng cốt liệu : ABAH-2400

 Ký hiệu định lợng xi măng : ABAH-2400

 Ký hiệu định lợng nớc : AB-2400

 Ký hiệu định lợng phụ gia : RAB-2400

 Nguyên lý hoạt động của trạm:

Cốt liệu (đá dăm, cát ) từ các kho chứa cốt liệu đợc băng tải 17 vận chuyển lên đa vào các bun ke chứa cốt liệu tơng ứng Xi măng từ các kho chứa đợc đa lên thiết bị siclôn để lọc bụi nhờ thiết bi lọc 15 rồi đa vào bunke chứa xi măng

12 để đảm bảo chế độ tự động của trạm trộn, tất cả các bunke chứa cốt liệu

và xi măng đều phải đợc trang bị các thiết bị tự động báo mức trên và mức dới qua các thiết bị định lợng 9,10,11 sau đó đợc nạp vào phiểu cấp liệu 8 để phân phối cho các máy trộn 7 tơng ứng theo trình tự làm việc của trạm trộn Nớc và phụ gia sau khi từ các thùng chứa 4,20 qua đờng ống dẫn 3 đến các thiết bị

định lợng nớc và phụ gia 5,21 sau đó đợc đa vào máng trộn tơng ứng nhờ thiết

bị phân phối chất lỏng 19 làm việc đồng bộ với các thiết bị phểu cấp liệu

8 Sau khi trộn xong , hổn hợp bê tông đợc xả vào các bunke chứa 6 để nạp cho các phơng tiện vận chuyển Các bunke chứa cốt liệu và xi măng phải đủ vật liệu để đảm bảo trạm trộn làm việc liên tục trong thời gian 2…2,5h.2,5h

III Tính chọn máy và thiết bị cho trạm trộn bê tông:

 Máy trộn bê tông:

h.5 máy trộn hình quả trám Nguyên lý hoạt động :

động cơ 1 chạy làm cho hộp giảm tốc2 làm bộ truyền bánh răng 3 hoạt động làm thùng quay các cánh trộn mang hỗn hợp bê tông lên cao rồi rơi xuống cứ

nh thế hỗn hợp bê tông đợc trộn

Xả: dùng cơ cấu thuỷ lực 11 làm nghiêng dầm cong 8 và làm nồi trộn nghiêng và

quay ngợc thùng trộn lại hỗn hợp bê tông sẻ đổ ra qua cửa 7 đến các phơng tiên vận chuyển

Nạp liệu: các phối liệu sau khi định lợng xong qua các ống đổ vào cửa 7

Dung tích sản xuất của thùng trộn(dung tích nạp liệu hay dung tích danh nghĩa của máy trộn ):

m3

trong đó :

Vsx là dung tích sản xuất (dung tích nạp liệu) của mỗi mẻ trộn của trạm trộn (m3);

 =0,7 là hệ số xúât liệu thờng 0,650,7;

m là số mẻ trộn bê tông trong 1 giờ mẻ/h:

ck T

m3600

Tck =Tn+Tt+Tx=15+120+33=168 (s) thời gian một chu kỳ làm việc của trạm trộn

43 , 21

168

3600





m lấy m= 21 mẻ/h

Qtk=30m3/h năng suất thiết kế của trạm trộn bê tông,

(m3)

Dung tích hình học của máy trộn :



.

m

Q

V tk

sx 

041 , 2 7 , 0 21

30





sx

V

3 5

,

2 

sx

V

V =>V hh V sx 3  2 , 041 3  6 , 123(m3)

Thành phần phối liệu của hỗn hợp bê tông:

Ta có các phối liệu theo tỷ lệ x:n:c:d=1:0,8:1,24:1,66 theo sách vật liệu xây

dựng và bài tập vật liệu xây dựng ta có thành phần phối liệu hỗn hợp bê tông cho

1 m3 bê tông:

1







x V V V

7 , 4

1 1

7 ,

4 V x   V x   (m3) =>

Vn=0,8.Vx=0,8.0,213=0,17 (m3) ; Vc=1,24.Vx=1,24.0,213=0,26(m3) =>Vd=0,357 (m3) ta có khối lợng riêng  của đá, cát, xi măng, nớc lần lợt là : 1800 (kg/m3) ,

1600 (kg/m3) , 1400 (kg/m3) , 1000 (kg/m3) , vậy ta có khối lợng các phối liệu:

6 642 1800 357 , 0

d V

m c V c c  0 , 26 1600  416 (kg)

2 , 298 1400 213 , 0

x V

m n V n n  0 , 17 1000  170 (kg)

Vậy phối liệu cho 2,041 m3 là :

Vox=2,041.Vx=2,041.0,213=0,435 (m3)=> m ox V ox x  0 , 435 1400  609 (kg)

Voc=2,041.Vc=2,041.0,26=0,531 (m3)=> m oc V oc c  0 , 531 1600  849 , 6 (kg)

Von=2,041.Vn=2,041.0,17=0,347 (m3)=> m on V on n  0 , 347 1000  347 (kg)

Vod=0,728 (m3)=> m od V od d  0 , 728 1800  1310 , 4 (kg)

Ta chọn 1 máy trộn

Ta chọn kích thớc nồi trộn là :dài 2522 mm

đờng kính trong nồi trộn :

V hh V1 V2 V3

Trong đó :

4

.

2

2

D

L

V   thể tích phần hình trụ

) 4

4 4

.(

.

3

1 2

2 1 1

1

D D D D

L

V     thể tích phần nón cụt 1

) 4

4 4

.(

.

3

2 2

2 2 3

3

D D D D

L

V     thể tích phần nón cụt 2

Ta chọn D1=0,21.D và D2=0,24.D

L1=1055 mm

L2 = 400 mm

L3 = 1067 mm

2 1

2 2 1 1

4

21 , 0 4 4

21 , 0 3

1055 )

4

4 4 (

.

D D

D D

D D D L























4

400 4

.

D D

D D

L

2 2

2 2 2 3

4

24 , 0 4 4

24 , 0 3

1067 )

4

4 4 (

.

D D

D D

D D D L





















9 2

2 2

2

2 314 314 708 , 505 1022 , 505 6 , 123 10 ).

3 , 362 205

,

346

V hh

=> D=2450 mm

3 2

h.6 sơ đồ tính đờng kính kích thớc bao máy trộn mm:

Dài : 2920

Rộng : 4358

Cao : 3464

các kích thớc khác xem trên hình vẽ

1 Tính chọn các thiết bị định lợng:

Vì phải vận chuyển các phối liệu của hỗn hợp bê tông lên cao và phải duy trì lợng vật liệu dự trữ cho trạm trộn hoạt động liên tục trong thời gian 22,5 h do

đó mỗi thành phần phối liệu phải chứa trong 2 bunke chứa trở lên Vì vậy cho nên mỗi thiết bị định lợng làm việc chu kỳ chỉ định lợng cho một thành phần phối liệu

a Thiết bị định lợng cho các thành phần cốt liệu (thành phần đá 1, thành phần

đá 2 và cát ) ta chọn thiết bị định lợng ABAH-2400 có các thông số kỹ thuật sau:

 Tải trọng cân giới hạn kg: 1300

 Dải cân định lợng kg: 2501300

 Độ chính xác %: +-2

 áp lực khí nén các xi lanh chấp hành Mpa: 0,6

 Chu kỳ định lợng s: 45

 Dung tích thùng cân m3: 0,87

 Kích thớc bao thiết bị định lợng:mm

 dài : 1555

 rộng: 1130

 cao: 2660

 Khối lợng kg: 560

 Nớc sản xuất : Nga

b Thiết bị định lợng xi măng:ta chọn thíêt bi ABAH-2400 có các thông số kỹ

thuật là :

 Tải trọng cân giới hạn kg: 700

 Dải cân định lợng kg: 300 700

 Độ chính xác %: +-1

 Giá trị mỗi vạch chia kg: 2

 áp lực khí nén các xi lanh chấp hành Mpa: 0,6

 Chu kỳ định lợng s: 45

 Dung tích thùng cân m3: 0,94

 Kích thớc bao thiết bị định lợng:mm

 dài : 2670

 rộng: 1120

 cao: 2690

 Khối lợng kg: 1070

 Nớc sản xuất : Nga

c Thiết bị định lợng nớc và phụ gia: ta chọn

Thiết bị định lợng nớc: AB-2400 có các thông số kỹ thuật:

 Tải trọng cân giới hạn kg: 500

 Dải cân định lợng kg: 50 500

 Độ chính xác %: +-1

 Giá trị mỗi vạch chia kg: 0,5

 áp lực khí nén các xi lanh chấp hành Mpa: 0,6

 Chu kỳ định lợng s: 45

 Dung tích thùng cân m3: 0,54

 Kích thớc bao thiết bị định lợng:mm

 dài : 1560

 rộng: 1100

 cao: 2600

 Khối lợng kg: 540

 Nớc sản xuất : Nga

Thiết bị định lợng phụ gia:RAB-2400 có các thông số kỹ thuật:

 Tải trọng cân giới hạn kg: 12

 Dải cân định lợng kg: 2 12

 Độ chính xác %: +-1

 Giá trị mỗi vạch chia kg: 0,05

 áp lực khí nén các xi lanh chấp hành Mpa: 0,6

 Chu kỳ định lợng s: 35

 Dung tích thùng cân m3: 0,015

 kích thớc bao thiết bị định lợng:mm

 dài : 830

 rộng: 1150

 cao: 2510

 Khối lợng kg: 440

 Nớc sản xuất : Nga

2 Xác định dung tích của các bunke chứa các thành phần phối liệu của trạm trộn:

a Tính bunke chứa:

Trong trạm trộn dạng tháp thờng sử dụng các thành phần phối liệu nh sau :

3 thành phần cỡ hạt đá dăm theo tỷ lệ 2:1:1 cho cỡ hạt lớn, cỡ đá vừa và cỡ đá nhỏ; cát ; xi măng; nớc và phụ gia.Mỗi thành phần phối liệu khô đợc chứa trong 2 bunke chứa và phải đảm bảo lợng vật liệu cho trạm trộn làm việc liên tục trong thời gian 22,5 h

Do đó thể tích của bunke chứa thành phần phối liệu khô đợc xác định nh sau:

2

vl bunke

K Q

V  (m3)

Kd=0,7 là hệ số đầy bunke

Qvl là lợng cốt liệu và xi măng cần sử dụng cho trạm trộn bê tông trong 1h

đối với đá dăm : Q vl1 V od 30  0 , 728 30  21 , 84(m3)

đối với cát Q vl2 V oc 30  0 , 531 30  15 , 93(m3)

đối với xi măng Q vl3 V ox 30  0 , 435 30  13 , 05(m3)

Ta chọn Qvl1 để tính vậy:

7 , 644

2

7 , 0 84 , 21





bunke

Ta chọn bun ke có hình dạng :

Hình 7 Hình dạng và kích thớc của Bunke chứa phối liệu.

b Tính chọn băng tải:

Ta lựa chọn sơ bộ băng tải có bề rộng : b1= 400 mm

Năng suất băng tải: 2 2( 245 840 )

b

Trong đó:

b2=0,9.b1-0,05=0,9.0,4-0,05=0,31 (m ) là chiều rông lớp vật liệu trên băng tải

v=2,5 m/s vận tốc chuyển đông của băng tải

f2=0,82 hệ số kể đến sự giảm năng suất khi vận chuyển theo phơng nghiêng (

0

20



 là góc nghiêng của con lăn lòng máng )

theo bảng 3.52 sổ tay máy xây dựng ta chọn   25 0 cho tất cả các vật liệu

0 , 31 2 2 , 5 0 , 82 ( 245 840 25 0 ) 125





Tính lại bề rộng băng tải:

0 , 05 )

( 1 ,





K v c

Q

Trong đó :

c=470 hệ số kể đến loại tiết diện của dòng vật liệu vận chuyển (dạng băng tải

ở nhánh vận chuyển là lòng máng 3 con lăn với góc đặt con lăn tạo lòng máng

là 200)