Thiết kế máy trộn bê tông cưỡng bức 2 trục (thuyết minh + bản vẽ)

Sơ lược về bê tông và nhà máy sản xuất bê tông Thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ Thuyết minh dây chuyền công nghệ Tính toán cân bằng vật chất Tính toán lựa chọn thiết bị Kiểm tra các thông số thiết bị Bản vẽ thiết kế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG



ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN

THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VẬN HÀNH CHO MỘT TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊ TÔNG TƯƠI

SVTH:TRẦN VĂN MẠNH MSSV:80401500

NHÓM :01 LỚP:XD04BVL1 GVHD:TH.S- NGUYỄN NGỌC THÀNH

MỤC LỤC

Trang Phần một : Biện luận đề tài……….……… …:

4 I.1/ Tên đề tài……….……….……: 4

I.2/ Nhiệm vụ của môn học…….……….: 4

I.3/ Sơ lược về bê tông và nhà máy sản xuất bê tông…….……… … :

4 I.4/ Tầm quan trọng của đề tài……….……: 8

I.5/ Yêu cầu của đề tài……….… : 8

Phần hai : Thiết lập sơ đồ và thuyết minh dây chuyền công nghệ……….…: 9

II.1/ Thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ……….:

9 II.2/ Thuyết minh dây chuyền công nghệ……….……….……….:10

Phần ba : Tính cân bằng vật chất và chọn lựa các thiết bị thích hợp……… :12

III.1/ Năng suất dây chuyền……….…….:12

III.2/ Tính cân bằng vật chất……… :12

III.3/ Lựu chọn thiết bị dây chuyền………:13

Phần bốn : Tính và kiểm tra các thông số cơ bản của thiết bị……… :23

IV.1/ Băng tải vận chuyển và định lượng.……….…:23

IV.2/ Bunke chứa……… ……….…:24

IV.3/ Vít tải định lượng……… ……….

…:24 IV.4/ Xe bồn vận chuyển bê tông……… ……….…:25

Phần năm : Kết luận……….

………… :26

Phụ lục……….………:27

Tài liệu tham khảo……….:30

LỜI 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 2020 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 vận hành cho một trạm trộn cung cấp bê tông tươi”.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 thầy hướng dẫn Nguyễn Ngọc Thành đã chỉ dẫn chúng em hoàn thành đồ án này !

TP Hồ Chí Minh: Ngày 23 tháng 5 năm 2007

Sinh viên thực hiện:

TRẦN VĂN MẠNH

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 ngành vật liệu xây dựng Vì vậy việc nắm bắt được những kiến thức của môn học 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 hóa lại toàn bộ kiến thức về môn học Cụ thể 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 sảnxuất 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 mộtnhà máy (trạm trộn)

Đồ án môn học cũng sẽ tạo điều kiện cho chúng em tìm hiểu, tổ chức thiết lậphoàn chỉnh một quy trình công nghệ vận hành cho một trạm trộn cung cấp bêtông tươitrong thực tế, từ đó chúng em có thể vận dụng những kiến thức đã học để chọn lựa vàgiải quyết các phương án một cách tối ưu về kinh tế cũng như kỹ thuật Qua quá trìnhthực

hiện đồ án chúng em sẽ rút ra được những bài học kinh nghiệm hết sức quan trọngtrong việc thực hiện luận văn tốt nghiệp sau này Với mục đích và nhiệm vụ nhưtrên, đồ án môn học “Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng” là một môn họckhông thể thiếu của sinh viên 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 Làmột trong những loại vật liệu xây dựng sử dụng với khối lượng lớn nhất Hiện nay,hàng năm trên 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 vềkiến trúc với môi trường xung quanh

Sử dụng bêtông dễ thể hiện hình dáng kiến trúc xây dựng, có tính thẩm mỹ cao Công nghệ chế tạo không quá phức tạp và cũng không khó thực hiện Có nguồnnguyên liệu chế tạo dồi dào Có khả năng sử dụng rộng rãi nguồn nguyên liệu tại chỗvà tận dụng hầu hết phế liệu của quá trình chế tạo Có nhu cầu năng lượng thấp, antoàn cho môi trường và độ tin cậy cao

Ngày nay khoa học vật liệu đã làm giàu thêm kiến thức của chúng ta về cấu trúcvà các tính chất của bêtông, về quá trình hình thành cấu trúc của chúng ,cho chúng takhả năng dự đoán được các tính chất và điều khiển tích cực các đặc tính của vật liệu Trên cơ sở đó phát triển thiết kế bêtông trên máy tính điện tử và điều khiển tựđộng các quá trình công nghệ chế tạo và sản xuất Tạo ra các dạng bêtông mới và mởrộng đáng kể chủng loại vật liệu sử dụng trong xây dựng :Từ cách nhiệt siêu nhẹ (tỷtrọng dưới 100 kg/m³) đến kết cấu có cường độ cao ( Rb ≈ 800 MPa)

b Sơ lược về trạm trộn bê tông:

Trong lĩnh vực xây dựng hiện nay, chất lượng công trình và tiến độ thi công luôn làyếu tố quan trọng nhất Chính vì vậy mà yêu cầu về số lượng và chất lượng bêtôngtươi của những công trình lớn ngày một cao hơn Để đáp ứng cho nhu cầu của thực tế ,ngày nay người ta thường xây dựng những trạm trộn bêtông cơ động gắn các cụm côngtrình xây dựng nhằm cung cấp đủ lượng bêtông cho các công trình trong thời giannhanh nhất

Để xây dựng các trạm trộn bêtông, bố trí các thiết bị làm việc liên tục và quyếtđịnh mức độ tự động hóa sản xuất bêtông thì cần phải xác định chính xác năng suấtcủa trạm trộn Đối với các trạm có năng suất nhỏ và trung bình , người ta xây dựng cáctrạm trộn cơ động hoặc là loại dễ tháo lắp di chuyển từ nơi này đến nơi khác Khi cầnnăng suất lớn thì người ta xây dựng các trạm trộn cố định

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

► Trạm trộn bêtông năng suất nhỏ :(10 – 30) m³/h

► Trạm trộn bêtông năng suất trung bình :(30 - 60) m³/h

► Trạm trộn bêtông năng suất lớn :(60 - 120) m³/h

I.4/ TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI

Theo kết quả điều tra phân tích thị trường, sau thời kỳ đóng băng 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 vàphát triển mạnh mẽ đặc biệt là trong năm vừa rồi đã gia nhập WTO do đó thu hút đượcvốn đầu tư của nước ngoài, kéo theo tốc độ xây dựng có chiều hướng gia tăng mộtcách mạnh mẽ, do đó nhu cầu về bê tông ngày càng cao Ngay ở thành phố Hồ ChíMinh chúng ta thì việc xây dựng cũng gia tăng một cách chóng mặt và đương nhiênsong song với nó thì việc cung cấp vật liệu xây dựng nói chung và việc cung cấp bêtông 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 bêtôngtươi 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 vận hành cho một trạm trộn cung cấp bê tông tươi

b Các số liệu cho trước:

- Năng suất : (F3) 250.000 m³ (Bê tông/năm)

- Nguyên liệu tự chọn và đạt các yêu cầu kỹ thuật

- Hao hụt trong quá trình trộn: 0.5%

- Sử dụng máy trộn cưỡng bức 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:

THIẾT LẬP SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

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

2 TRỤC

THÙNG ĐONG NƯỚC CÓ THIẾT BỊ ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC

BUNKE CHỨA CỐT LIỆU LỚN VÀ NHỎ

XICLO CHỨA XIMĂNG

BĂNG TẢI ĐỊNH LƯỢNG

HỆ THỐNG VÍT TẢI SẼ ĐỊNH LƯỢNG VÀ VẬN CHUYỂN TRỰC TIẾP XIMĂNG VÀ PHỤ GIA VÀO MÁY TRỘN

NHỜ CƠ CẤU ĐÓNG MỞ ĐÁY NGĂN

HỆ THỐNG VÍT TẢI ĐỊNH LƯỢNG

ĐÃ SÀNG SƠ BỘ LOẠI BỎ TẠP CHẤT

HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN BĂNG TẢI

PHỄU TIẾP LIỆU CỦA MÁY

PHỄU RÓT BÊTÔNG ĐÃ TRỘN XONG

XE BỒN CÔNG TRÌNH

PHÒNG ĐIỀU KHIỂN

ĐẶT NGAY TRÊN MÁY TRỘN PHUN TRỰC TIẾP NƯỚC VÀOTRONG QUÁ TRÌNH TRỘN

HỆ THỐNG

VẬN CHUYỂN BĂNG TẢI

XE VẬN

CHUYỂN PHỤ GIA

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊTÔNG TƯƠI

SILO CHỨA PHỤ GIA DẠNG BỘT

VÍT TẢI

HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN BĂNG TẢI

KHO CHỨA

ĐÁ & CÁT

MƠ HÌNH TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊTƠNG TƯƠI

II.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 nhàmáy gia công đá đến kho chứa của trạm trộn.Đá này đã qua sàng sơ bộ để loại bỏ tạpchất được hệ thống vận chuyển bằng băng tải đổ vào thùng chứa cốt liệu lớn và nhỏ(việc dùng hệ thống vận chuyển bằng băng tải sẽ đảm bảo được tính cấp liệu liên tụcvà đều đặn mang tính dây chuyền cao) Sau đó được đưa vào băng tải định lượngchuyễn vào gầu nâng và được đổ vào 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 chứacủa trạm trộn, cũng qua sàng sơ bộ để loại bỏ tạp chất, được hệ thống vận chuyểnbằng băng tải đổ vào thùng chứa cốt liệu lớn và nhỏ Sau đó được đưa vào băng tảiđịnh lượng chuyễn vào gầu nâng và được đổ vào máy trộn bê tông cưỡng bức trụcngang 2 trục Thùng chứa cốt liệu được phân thành nhiều ngăn Tùy theo năng suấtcủa trạm trộn  tỷ lệ của cát & đá mà có bao nhiêu ngăn chứa cát, bao nhiêu ngănchứa đá

Nước từ nguồn cấp nước được vận chuyển bằng bơm đến thùng đong nước.Thùngnày được đặt trực tiếp trên máy trộn sẽ khống chế chính xác lượng nước cần thiết bằnghệ thống định lượng nước, sau đó phun trực tiếp nước vào trong quá trình trộn.Việcphun trực tiếp nước trong quá trình trộn sẽ đảm bảo được độ đồng nhất và tính công táctốt của bê tông

VÍT TẢI ĐỊNH LƯỢNG

VÍT TẢI

GÀU NÂNG

VÍT TẢI

PHỄU TIẾP LIỆU

THÙNG ĐONG NƯỚC

LIỆU

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 thờikết hợp định lượng chính xác lượng ximăng từ silo cho mẻ trộn trước khi đổ vào máytrộn

Ngày nay, các sản phẩm bêtông đều có sử dụng phụ gia Trong quy trình công nghệtrên chúng ta sử dụng phụ gia dạng khoáng (bột).Việc dùng phụ gia sẽ cải thiện rõ rệttính công tác của bêtông, cho phép giảm lượng dùng nước nhào trộn, hạ thấp tỷ lệN/X, nâng cao cường độ bêtông-hoặc có thể giảm lượng dùng ximăng mà không làmgiảm cường độ thiết kế của bêtông Tương tự như Ximăng, phụ gia dạng khoáng (bột)cũng được vận chuyển từ nhà máy sản xuất đến silo của trạm trộn bằng xe chuyêndụng, xe có hệ thống bơm vật liệu bằng khí nén Hệ thống vít tải sẽ vận chuyển đồngthời kết hợp định lượng chính xác lượng phụ gia từ silo cho mẻ trộn trước khi đổ vàomáy trộn

Bêtông tươi sau khi nhào trộn đồng nhất thông qua phễu rót từ máy trộn được xebồn vận chuyển đến nơi sử dụng (công trình)

Tất cả các hoạt động của trạm trộn đều được tự động hóa và được điều khiển bằnghệ thống máy tính với độ chính xác cao thông qua buồng điều khiển Do vậy trạm trộncó năng suất và chất lượng cao.Đây là mô hình của một trạm trộn cung cấp bêtông tươikhá hiện đại

PHẦN BA

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ THÍCH HỢP

III.1/ NĂNG SUẤT DÂY CHUYỀN:

- Trạm trộn có năng suất :Q= 250000 m³ (Bê tông/năm)

- Hao hụt trong quá trình trộn:P= 0.5%

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

III.2/ CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Biện luận theo thiết bị chính của trạm trộn

- Chế độ làm việc của trạm trộn : một năm làm việc 365 ngày trong đó :

Thiết bị chính ngừng trong 3 trường hợp:

Tiểu tu : 15 ngày

Trùng tu :20 ngày

Đại tu : 30 ngày

 Trong một năm trạm trộn làm việc thực sự :300 ngày

Trong một năm trạm trộn làm việc 12 tháng

Trong một ngày trạm trộn làm việc :2 ca

Trong một ca trạm trộn làm việc :8h

 Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo năm khi kể đến hao hụt:

251250

%)5.01(250000

%)1

v m³ (Bê tông/tháng)

 Năng suất thực sự của trạm trộn tính ngày khi kể đến hao hụt:

5.837300

v m³ (Bê tông/ngày)

 Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo ca khi kể đến hao hụt:

75.4182

5.837

Q

ng v c

v m³ (Bê tông/ca)

 Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo giờ khi kể đến hao hụt:

75.418

Q

c v g

v m³ (Bê tông/giờ)

BẢNG TÓM TẮT TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Thời gian Năng suất

(theo thể tích m³bêtông/năm)

III.3/ LỰU CHỌN THIẾT BỊ DÂY CHUYỀN

Giả sử phân phối hao hụt trong dây chuyền của trạm trộn như sau:

- Hao hụt trong khâu trước khi nhào trộn : 0,15%

- Hao hụt trong quá trình trộn : 0,2%

- Hao hụt sau quá trình trộn :0,15%

Để thuận tiện cho việc tính toán và chọn lựa thiết bị một cách tương đối đáp ứngđược năng suất của trạm trộn ta có thể lấy các giá trị sau:

-Cát sử dụng có :c o=1.35 g/cm³ =1.35T/m³

-Đá sử dụng có :d o =1.44 g/cm³=1.44T/m³

-Ximăng sử dụng có : o x=1.1 g/cm³=1.1T/m³

-Bêtông nặng có :bt o =2.5 g/cm³=2.5T/m³

-Phụ gia dạng bột có :o pg=1.6 g/cm³=1.6T/m³

-Phụ gia khoáng sử dụng khoảng 20% khối lượng ximăng

Năng suất của nhà máy tính theo khối lượng:

Qg

kl =Qg

v1xbt o =52.34x2.5=130.85 (T/h)

1.Lựa chọn thiết bị chính:

Dựa trên năng suất của trạm trộn tính theo giờ là 52.34 m³ (Bê tông/giờ)

Năng suất của máy trộn cưỡng bức hai trục ngang được tính lại do trừ đi lượng haohụt trong các giai đoạn trước khi nhào trộn:

15.01(34.52)100

15.01(

Năng suất yêu cầu của máy trộn ≥ 52.26 m³ (Bê tông/giờ)

 Chọn máy trộn cưỡng bức trục ngang 2 trục làm việc liên tục loại 2250/1500 (ISO9001) do CERTIFIED COMPANY (O.M.S GROUP) sản xuất, năng suất 60 m³/h

(Phụ lục 1)

a./ Sơ lược về máy:

Máy trộn cưỡng bức trục ngang hai trục là loại máy có thùng trộn cố định còn haitrục trộn thì trên có gắn các cánh trộn, khi trục quay cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bêtông Các cánh trộn có cấu tạo đặc biệt được bố trí theo các hướng và vị trí thích hợplàm cho phối liệu được trộn đều vận chuyển dần về phía cửa dở sản phẩm

Khoảng giữa của thùng trộn thuộc về vùng ảnh hưởng của cả hai trục trộn ,vì vậy

ta sử dụng cách phân bố cánh trộn trên trục theo khoảng chia khác nhau để tránh vađập giữa chúng.Hộp giảm tốc nhiều cấp để làm cho số vòng quay của các trục trộntương đối nhỏ (n= 20-60 vòng/phút).Để đảm bảo sự đồng tốc của hai trục trộn tadùng cấp bánh răng có tỷ số truyền 1:1 hoặc truyền động xích

Ưu điểm: Loại máy này cho phép trộn nhanh, năng suất cao, chất lượng đồng đềuvà tốt hơn các loại máy trộn tự do

Nhược điểm : Là loại máy có kết cấu phức tạp hơn, năng lương điện tiêu hao lớnhơn.Thường dùng các loại máy này để trộn các hỗn hộp bêtông khô, mác cao hoặccác sản phẩm yêu cầu chất lượng cao

b Dưới đây là một số hình ảnh về máy :

MẶT HÔNG CỦA MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC

2250/1500

MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC 2250/1500

CÁNH CỦA MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC

2250/1500