Chuong 5_May va thiet bi SX BT

Máy và thiết bị tham gia vào công tác bê tông có rất nhiều chủng loại khác nhau, theo công dụng người ta chia thành các nhóm máy chính sau: - Nhóm máy trộn bê tông - Nhóm máy vận chuyển

MÁY XÂY DỰNG CHƯƠNG 5: MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT BÊTÔNG

Ngày nay các công trình xây dựng dân dụng, các công trình xây dựng công nghiệp thường được xây dựng bằng bê tông và bê tông cốt thép vì vật liệu này có tính bền vững, mỹ quan và phòng chống cháy nổ tốt Máy và thiết bị tham gia vào công tác bê tông có rất nhiều chủng loại khác nhau, theo công dụng người ta chia thành các nhóm máy chính sau:

- Nhóm máy trộn bê tông

- Nhóm máy vận chuyển bê tông

- Nhóm máy đầm lèn

- Nhóm máy gia công cốt thép

1 MÁY VÀ THIẾT BỊ TRỘN BÊTÔNG XI MĂNG

1.1 Công dụng và phân loại

*) Công dụng: máy trộn bêtông dùng để tạo ra bêtông đồng nhất từ hỗn hợp các cốt liệu được định

lượng theo hàm lượng cấp phối xác định Tác dụng của việc trộn bêtông được coi là hiệu quả nếu các cốt liệu được trộn đều và hàm lượng không khí trong hỗn hợp chiếm tỷ trọng nhỏ

*) Phân loại:

- Theo phương pháp trộn

+ Máy trộn tự do (Hình 5-1.a): các cánh trộn được gắn trực tiếp vào thùng trộn, khi thùng trộn quay các cánh trộn sẽ quay theo để trộn các cốt liệu tạo thành hỗn hợp bêtông Loại này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít, nhưng thời gian trộn lâu, chất lượng hỗn hợp không tốt

+ Máy trộn cưỡng bức (Hình 5-1.b, c, d): loại máy này có thùng trộn cố định còn trục trộn trên

có gắn các cánh trộn, khi trục quay cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bêtông Hỗn hợp bêtông có chất lượng tốt và đồng đều nhưng loại náy có kết cấu phức tạp, năng lượng tiêu hao lớn

Hình 5-1 Các phương pháp trộn bê tông

1- Thùng trộn; 2- Cánh trộn

- Theo phương pháp đổ bêtông ra khỏi thùng người ta chia thành:

Hình 5-2 Các phương pháp đổ bê tông ra khỏi thùng

1- Thùng trộn; 2- Máng đổ; 3- Nắp thùng + Đổ bằng cách lật thùng (Hình 5-2.a): thường được lật úp xuống, bêtông tự chảy ra Chỉ thích hợp cho loại có dung tích thùng nhỏ hơn 250 lít

+ Đổ bằng máng hứng (Hình 5-2.b): khi muốn lấy BTXM ra ta đưa máng vào, thùng trộn sẽ

đổ bêtông vào máng Phương pháp này đổ chậm và không triệt để, thường dùng với loại thùng

có dung tích 450- 1000 lít

+ Đổ bằng cách nghiêng và quay thùng (Hình 5-2.c): khi thùng được nghiêng và quay bêtông

sẽ được chảy ra ngoài Loại này thường có dung tích thùng >1000lít

+ Đổ bằng cách quay thùng ngược với chiều quay ban đầu: các cánh trộn sẽ đẩy bêtông ra khỏi thùng khi thùng quay ngược, thường áp dụng với các xe vận chuyển BTXM

- Theo chế độ làm việc:

+ Máy trộn chu kỳ: quá trình đưa cốt liệu và dỡ sản phẩm theo từng mẻ Khống chế được thời gian trộn, hỗn hợp bêtông tốt

+ Máy trộn liên tục: quá trình đưa cốt liệu và dỡ sản phẩm được tiến hành liên tục Năng suất trộn cao nhưng khó kiểm tra được chất lượng trộn, ít sử dụng

- Theo hình dáng thùng:

+ Máy trộn bêtông hình nón cụt

+ Máy trộn bêtông hình trụ

+ Máy trộn bêtông hình quả trám

- Theo khả năng di chuyển của máy

+ Máy trộn bêtông cố định

+ Máy trộn bêtông di động

1.2 Máy trộn bêtông kiểu tự do:

- Dùng để sản xuất ra hỗn hợp bê tông ướt, có tính linh động với độ sụt khoảng (6-15 cm)

- Đặc trưng kỹ thuật chủ yếu của các máy trộn là dung tích sản xuất của thùng hay còn gọi là dung tích nạp phối liệu 1 lần trộn Dung tích hình học của thùng thường lấy bằng (1,25-2) lần dung tích sản xuất

1.2.1 Máy trộn hình nón cụt

*) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 5-3 Sơ đồ cấu tạo máy trộn hình nón cụt

*) Nguyên lý làm việc:

- Trong quá trình trộn thùng trộn được quay nghiêng một góc từ 38o ÷45o so với phương đứng, khi lấy sản phẩm thùng trộn được nghiêng một góc 135o

- Khi đóng ly hợp (12) và nhả phanh (9) động lực từ động cơ (1) qua bộ truyền xích (13) làm quay trục (10), puly (11) sẽ cuốn cáp và kéo phễu (5) lên tới miệng thùng trộn và bị chặn lại, gầu bị lật ngược và đổ vật liệu và thùng Khi nhả ly hợp nguồn động lực từ động cơ (1) qua hộp giảm tốc (2) làm quay bộ truyền bánh răng côn (14) làm thùng trộn quay để trộn bêtông trong thùng

- Khi trộn xong, cần đổ bêtông ra ngoài ta xoay vô lăng (6) thông qua bộ truyền bánh răng (7), giá lật thùng (3) quay làm thùng úp xuống, đổ bêtông ra ngoài

- Quá trình dỡ sản phẩm ra khỏi thùng bằng phương pháp lật thùng nên đổ tương đối sạch, nhưng quá trình nghiêng thùng cần lực lớn Vì vậy chỉ dùng cho máy trộn có dung tích thùng nhỏ

1- Động cơ;

2- Hộp giảm tốc;

3- Khung lật thùng;

4- Cáp thép;

5- Phễu cấp liệu;

6- Vô lăng quay thùng;

7- Bộ truyền bánh răng;

8- Thùng trộn;

9- Phanh ma sát;

10- Trục;

11- Puly;

12- Ly hợp

13-Bộ truyền xích

14- Bộ truyền bánh răng côn

15- Khung máy

13- Bộ truyền xích;

14- Bộ truyền bánh răng côn

14 13

9

8

7

6

5

4 3 2

1

15

1.2.2 Máy trộn hình quả trám

*) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 5-4 Sơ đồ của máy trộn bêtông hình quả trám điều khiển nghiêng lật thùng bằng

truyền động thủy lực

*) Nguyên lý làm việc:

- Loại máy trộn này thường có dung tích thùng tương đối lớn

- Thành phần cốt liệu được nạp vào thùng nhờ cơ cấu kéo nâng gầu tiếp liệu như trong máy trộn nón cụt

- Các cánh trộn được bố trí trong thùng trộn có góc nghiêng 30÷60o

- Các cơ cấu dẫn động quay thùng trộn, cấp liệu và quay nghiêng thùng để dỡ sản phẩm hoạt động độc lập và do từng động cơ đảm nhiệm

- Công suất được truyền từ động cơ (1) qua hộp giảm tốc (2) làm quay vành răng dẫn động thùng trộn (5) Khi vành răng quay sẽ làm cho thùng trộn có gắn các cánh quay sẽ trộn đều cốt liệu trong thùng

- Cơ cấu nghiêng để dỡ sản phẩm có thể dùng hệ thống thủy lực hoặc hệ thống hơi ép

1- Động cơ;

2- Hộp giảm tốc;

3- Cửa nạp vật liệu;

4- Thùng trộn;

5- Vành răng dẫn động thùng trộn;

6- Cửa xả;

7- Xylanh nghiêng thùng

1.2.3 Máy trộn hình trụ

*) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 5-5 Sơ đồ cấu tạo máy trộn hình trụ

1- Động cơ; 2- Khớp nối; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bánh răng nhỏ; 5- Ổ đỡ; 6- Vành răng lớn;

7- Thùng trộn; 8- Vành đỡ; 9- Máng dỡ liệu;10- Con lăn đỡ

*) Nguyên lý làm việc:

- Động cơ (1) quay truyền chuyển động qua hộp giảm tốc làm quay bánh răng nhỏ (4) Bánh răng

nhỏ (4) ăn khớp với vành răng lớn (6) nên thùng trộn có gắn các cánh quay sẽ trộn vật liệu Để dỡ

vật liệu ra ta hạ máng dỡ liệu (9) xuống, khi đó các cánh trộn sẽ múc vật liệu vào máng để đưa ra

ngoài Do dỡ liệu bằng máng nên quá trình dỡ liệu chậm và không triệt để

1.3 Máy trộn bêtông kiểu cưỡng bức

- Dùng để sản xuất bê tông có cốt liệu nhỏ (nhỏ hơn 40 mm), hỗn hợp có tính linh động ít,

thường là bê tông cứng, khô, độ sụt gần như không có

- Thường lắp tại các xưởng hoặc nhà máy Bê tông đúc sẵn

1.3.1 Máy trộn cưỡng bức trục thẳng đứng

*) Sơ đồ cấu tạo:

9

8

7

6 5

4 3 2 1

12

9

8

7

6 5

4 3

2 1

5

4

3

2

1

10

Hình 5-6 Sơ đồ cấu tạo máy trộn cưỡng bức trục thẳng đứng

1- Cửa nạp vật liệu; 2- Ống dẫn nước; 3- Cánh tay trộn; 4- Thùng trộn; 5- Bàn tay trộn;

6- Động cơ; 7- Hộp giảm tốc; 8- Bộ truyền đai; 9- Bộ truyền bánh răng;

10- Trục trộn; 11- Cửa xả; 12- Xy lanh đóng mở của xả

*) Nguyên lý làm việc:

- Đổ vật liệu qua cửa nạp (1), nước được bơm qua đường ống (2) xuyên thành thùng trộn Nguồn

động lực từ động cơ (6) qua hộp giảm tốc (7) và bộ truyền đai (8) Bộ truyền bánh răng (9) làm quay trục trộn (10) và các bàn tay trộn (5) được quay trong thùng Để hỗn hợp được trộn đều người

ta bố trí các cánh trộn nghiêng một góc sao cho một số cánh trộn đẩy vật liệu ra ngoài và các cánh trộn còn lại đẩy vật liệu vào trong Tại các cánh trộn có bố trí cơ cấu chống kẹt vật liệu

- Sau khi vật liệu đã được trộn đều, hỗn hợp được đưa ra ngoài qua cửa xả (11) (hình quạt), đóng

mở cửa xả được thực hiện bằng xy lanh khí nén

1.3.2 Máy trộn cưỡng bức trục nằm ngang

*) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 5-7 Sơ đồ cấu tạo máy trộn cưỡng bức trục nằm ngang

1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Hộp giảm tốc; 4- Khớp nối; 5- Bộ truyền bánh răng;

6- Cửa nạp cốt liệu; 7; 8- Cánh trộn; 9, 10- Trục trộn; 11- Ổ đỡ

*) Nguyên lý làm việc:

- Động cơ (1) quay thông qua các bộ truyền động làm quay cặp bánh răng đồng tốc (5) Khi đó các cánh trộn (8) được gắn trên trục trộn (9) nhờ sự dẫn động của cặp bánh răng (5) sẽ quay để trộn hỗn hợp vật liệu trong thùng trộn

- Các cánh trộn (8) được đặt nghiêng để vừa thực hiện quá trình trộn vừa di chuyển vật liệu về phía cửa dỡ liệu Chiều dài thùng trộn vật liệu được tính toán sao cho thời gian vật liệu di chuyển từ cửa nạp tới cửa dỡ liệu bằng với thời gian cần thiết để trộn vật liệu

- Để dỡ liệu người ta quay cửa dỡ liệu ở đáy thùng trộn nhờ xylanh thủy lực

1.4 Năng suất máy trộn bêtông làm việc theo chu kỳ

Q=VTR KXL Kt n [m3/h]

Trong đó:

VTR - dung lượng của hỗn hợp vật liệu được cấp vào thùng [m3]

KXL - hệ số xuất liệu

KXL= Vb

VTR

Vb- dung tích hỗn hợp bê tông sau khi được trộn xong được dỡ ra khỏi thùng [m3] + khi trộn bêtông: KXL=0,65 ÷ 0,7

+ khi trộn vữa: KXL=0,75 ÷ 0,85

Kt - hệ số sử dụng thời gian

n - số mẻ bêtông trộn được trong một giờ

n =3600

TCK

TCK - thời gian một chu kỳ trộn [s]

t1 - thời gian cấp liệu [s]

t2 - thời gian trộn [s]

t3 - thời gian dỡ liệu [s]

t4 - thời gian quay thùng về vị trí ban đầu [s]

2 THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN BÊTÔNG

2.1.

*) Công dụng:

- Thiết bị vận chuyển bê tông dùng để vận chuyển hỗn hợp bê tông trong phạm vi nhà máy, công

trường, từ nơi trộn (nơi nhận bêtông) tới nơi đổ để tạo hình cấu kiện như bơm bêtông, vít tải hay các thùng chứa

- Để vận chuyển hỗn hợp bêtông từ các trạm trộn đến công trình thi công có thể dùng các loại máy

và thiết bị như: xe ôtô trộn và vận chuyển hoặc bơm bêtông

*) Phân loại:

- Theo phạm vi làm việc:

• Loại vận chuyển cự ly ngắn như vít tải, bơm bê tông

• Loại vận chuyển cự ly xa: ôtô vận chuyển

- Theo dạng truyền động:

• Máy vận chuyển truyền động cơ học

• Máy vận chuyển truyền động thủy lực

- Theo nguyên lý làm việc:

• Máy vận chuyển liên tục

• Máy vận chuyển chu kỳ

- Theo khả năng di chuyển:

• Thiết bị vận chuyển cố định

• Thiết bị vận chuyển di động

2.2 Xe ôtô trộn và vận chuyển

*) Công dụng:

- Ôtô chở bêtông dùng để trộn và vận chuyển bêtông với cự ly vài km tới vài chục km từ trạm trộn bêtông thương phẩm tới nơi tiêu thụ

- Khi vận chuyển ở cự ly ngắn người ta đổ bêtông đã trộn vào thùng trộn (75%-80% dung tích của thùng) và cho quay với vận tốc chậm (3- 4 vòng/phút) để đảm bảo bêtông không bị phân tầng và đông kết Trong trường hợp này ôtô chỉ làm nhiệm vụ vận chuyển

- Khi vận chuyển xa người ta đổ cốt liệu khô chưa trộn vào thùng (60%-70% dung tích của thùng), khi gần tới nơi tiêu thụ mới tiến hành trộn đều cốt liệu với nước thành bêtông đồng nhất (10-12 vòng/phút)

*) Sơ đồ cấu tạo:

10

9

8 7

6 5

4

3 2

1

Hình 5-8 Sơ đồ cấu tạo xe ôtô trộn và vận chuyển

1- Cabin; 2- Thùng nước; 3- Thùng trộn; 4- Con lăn đỡ; 5- Khung đỡ; 6- Phễu cấp liệu; 7- Máng dẫn bêtông; 8- Phễu xả bêtông; 9- Nắp thùng trộn; 10- Bộ truyền động quay thùng

*) Nguyên lý làm việc:

- Thực chất nó là một máy trộn có thùng trộn hình quả trám đặt trên khung bệ của ô tô Bên trong thùng có đặt các cánh trộn hình xoắn ốc 2 mối ren

- Bộ truyền động quay thùng (10) bao gồm động cơ, cơ cấu đảo chiều, hộp giảm tốc và các cặp bánh răng ăn khớp sẽ làm thùng trộn quay Khi quay thuận chiều các cánh trộn được gắn chặt trong thùng trộn sẽ trộn đều vật liệu trong thùng Khi cần dỡ liệu, thùng trộn được quay ngược lại, các cánh trộn sẽ múc vật liệu đổ vào máng dẫn liệu (7) và phễu xả bêtông (8)

- Nước được cung cấp vào thùng trộn (3) nhờ một bơm nước được hút từ thùng chứa nước (2) Khi cần làm sạch thùng trộn ta bơm nước vào và mở nắp thùng trộn (9) để xả chất bẩn

ra ngoài

2.3 Máy bơm bêtông

* Công dụng:

- Máy bơm bêtông dùng để vận chuyển bêtông theo một đường ống dẫn bằng thép hoặc bằng vật liệu cao su đến vị trí thi công

- Máy có thể vận chuyển xa tới 500m hoặc lên đến độ cao tới 70 m

- Nếu muốn vận chuyển với cự ly xa hơn, cao hơn chúng ta có thể dùng nhiều bơm mắc nối tiếp

*) Sơ đồ cấu tạo:

1- Máy bơm bêtông kiểu tay quay - thanh truyền

a) vị trí hút bêtông vào xylanh b) vị trí đẩy bêtông ra ống dẫn

Hình 5-9 Sơ đồ nguyên lý máy bơm bêtông kiểu tay quay - thanh truyền

1- Van đẩy; 2- Xylanh; 3- Piston; 4- Thành truyền; 5- Tay quay; 6- Van hút;

7- Thiết bị dẫn vật liệu; 8- Phễu chứa; 9- Cánh trộn; 10- Ống dẫn bêtông

*) Nguyên lý làm việc:

- Thông qua hệ thống dẫn động cơ cấu tay quay (5) và thanh truyền (4) kéo hoặc đẩy piston (3) Nửa hành trình đầu của tay quay khi piston (3) được kéo ra, van hút (6) mở, van đẩy (1) đóng, bêtông được hút từ thùng chứa liệu vào trong xylanh (2) Nửa hành trình sau của tay quay, piston (3) bị đẩy vào, van hút (6) đóng, van đẩy (1) mở, bêtông được đẩy ra ống dẫn (10)

- Van hút và van đẩy thuộc loại van xoay, hai van làm việc nhờ cơ cấu liên động để đảm bảo hai van hoạt động ngược nhau

- Hệ thống truyền động gồm 2 động cơ: 1 động cơ dùng để quay cánh trộn, 1 động cơ dùng để kéo đẩy piston đóng mở van và quay cơ cấu dẫn liệu

- Xylanh (2) gồm 2 lớp, lớp trong tiếp xúc với piston gọi là áo xylanh Để chống mài mòn áo xylanh được làm bằng hợp kim rất tốt và được tôi luyện kỹ

- Để giảm ma sát và tránh vữa ximăng ăn mòn áo xylanh, trong khi piston làm việc luôn có nước tưới để làm sạch phần áo xylanh phía sau piston

8

10

9

7

6

5

4 3

2

1

2- Bơm piston dẫn động bằng thủy lực

Hình 5-10 Sơ đồ nguyên lý bơm piston dẫn động bằng thủy lực

1- Van an toàn; 2- Bơm dầu; 3- Bầu lọc dầu; 4- Thùng dầu; 5- Van phân phối;

6, 12- Piston thủy lực; 7, 11- Xylanh thủy lực; 8, 14- Piston công tác;

9, 13- Xylanh công tác; 10- Phễu chứa bêtông; 15- Ống cong; 16- Ống dẫn bêtông

*) Nguyên lý làm việc:

- Piston công tác (14) và (8) được điều khiển bởi piston thủy lực (12) và (6) và hoạt động ngược chiều nhau

- Van chữ S (15) nằm trong khoang nạp (10) tâm quay trùng với tâm của đường ống (16), trong quá trình làm việc van lắc 1 góc nhất định làm che kín đường ra của xylanh bơm, tại thời điểm này thì xylanh ở hành trình đẩy sẽ được nối với khoang nạp (10), khi xylanh này đẩy bêtông vào đường ống thì cụm xylanh kia nạp hỗn hợp bêtông vào trong xylanh, Van chữ S hoạt động liên động trùng với hành trình bơm và hút, nhờ quá trình này mà hỗn hợp bêtông sẽ được vận chuyển trong đường ống tương đối đều đặn

*) Năng suất của bơm bêtông:

Q = 60 F S n Kn Kt [m3/h]

Trong đó:

F - tiết diện piston [m2]

S - hành trình piston [m]

n - số lần bơm trong một phút của piston

Kn - hệ số điền đầy hỗn hợp bêtông của xylanh (Kn = 0,8 ÷ 0,9)

Kt - hệ số sử dụng thời gian

16

15 14

13 12 11

10

9 8 7 6

5

4

3

2

1

16

15 14

13 12 11

10

9 8 7 6

5

4

3 2

1

16

15 14

13 12 11

10

9 8 7 6

5

4

3

2

1

3 MÁY ĐẦM BÊTÔNG

3.1 Công dụng và phân loại

*) Công dụng

- Máy đầm bêtông để đầm chặt các hạt cát, đá, ximăng trong khối bêtông làm tăng sức bền của bêtông, làm cho khối bêtông chóng đông kết, bảo đảm chất lượng công trình

- Máy đầm bêtông hoạt động theo nguyên lý gây chấn động để giảm ma sát và lực dính kết giữa các hạt vật liệu

- Phương pháp để gây chấn động thường dùng 2 cách sau:

+ Dùng khối lệch tâm quay với vận tốc cao

+ Dùng vật nặng cho dao động với tần số lớn

*) Phân loại

Căn cứ vào vị trí đặt máy đầm tác dụng vào khối bêtông có thể chia máy đầm bêtông làm 4 loại sau:

+ Đầm mặt khối bêtông (Hình 5-11.a)

+ Đầm dưới khối bêtông (Hình 5-11.b)

+ Đầm cạnh khối bêtông (Hình 5-11.c)

+ Đầm trong khối bêtông (Hình 5-11.d)

Hình 5-11 Các phương pháp đầm bê tông 3.2 Đầm mặt

Đầm mặt thường được sử dụng 3 loại: đầm bàn, đầm thước và đầm điện tử (ít dùng vì hiệu quả thấp)

3.2.1 Đầm bàn

*) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 5-12 Sơ đồ cấu tạo đầm bàn

1- Quai xách

2- Bàn đầm

3- Vỏ máy

4- Khối lệch tâm

5- Rôto

6- Dây điện

7- Trục quay

8- Ổ đỡ

1

2

3

4

5

6

7

8