Thuyết minh đồ án thiết kế máy trộn roto hành tinh_file cad liên hệ namnucesgmail.com

Khối phối liệukhô các loại đá dăm, cát, xi măng gồm có các bunke chứa, các thiết bị định lượng vàbunke tập kết hoặc gầu skip các phối liệu khô đã định lượng.Khối nhào trộn gồm cóthiết bị

MỤC LỤC

Lời nói đầu 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN 4

1.1.Trạm trộn bê tông 4

1.2 Phân loại trạm trộn bê tông 4

1.2.1 Theo phương pháp bố trí các thiết bị chính của trạm trộn 4

1.2.2 Theo nguyên lý làm việc của trạm trộn 5

1.2.3 Theo khả năng di động của trạm trộn 5

1.2.4 Theo năng suất của trạm trộn 6

1.2.5 Theo phương pháp điều khiển trạm trộn 6

1.3 Giới thiệu một số dạng trạm trộn 6

1.3.1 Trạm trộn bê tông dạng tháp làm việc chu kỳ 6

1.3.2 Trạm trộn bê tông dạng tháp làm việc liên tục 8

1.3.3 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kì 9

1.3.4 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc liên tục 13

1.4 Lựa chọn phương án thiết kế 13

1.5 Lựa chọn sơ đồ công nghệ 16

1.5.1 Sơ đồ công nghệ của trạm trộn 16

1.5.2 Sơ đồ bố trí các thiết bị của trạm trộn 16

1.5.3 Lưu đồ công nghệ của trạm trộn 18

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 20

2.1 Tính , chọn loại máy trộn và số máy trộn 20

2.2 Tính toán và lựa chọn các thiết bị định lượng 21

2.2.1 Xác định khối lượng các thành phần hỗn hợp cho 1 m 3 bê tông (đá, cát, xi măng, nước …) 21

2.2.2 Thiết bị định lượng cốt liệu 21

2.2.3 Thiết bị định lượng nước và phụ gia 23

2.3 Tính toán,chọn sơ bộ thiết bị chứa các thành phần phối liệu 28

2.3.1 Tính toán thể tích Bunke chứa đá 28

2.3.2 Tính toán thể tích Bunke chứa cát 31

2.3.3 Tính toán thể tích Silo chứa xi măng 33

2.4 Tính toán và lựa chọn các thiết bị vận chuyển 37

2.4.1.Giới thiệu về gầu skip 37

2.4.2.Tính sơ bộ gầu skip 37

2.4.3.Tính chọn vít tải vận chuyển 39

2.4.4.Tính chọn và lựa chọn băng tải cân 42

2.4.6.Tính chọn bơm xi măng 44

2.4.6.Tính chọn máy bơm nước 45

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC LOẠI ROTO HÀNH TINH 48

3.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc máy thiết kế 48

3.1.1.Hình ảnh thực tế của máy 48

3.1.2.Giới thiệu máy thiết kế 49

3.2 Tính toán các thông số cơ bản của máy trộn 50

3.2.1 Thông số hình học và động học của máy trộn 50

3.2.1 Tính công suất dẫn động cho máy trộn 54

3.3 Tính toán, thiết kế cụm cánh trộn hành tinh 62

3.3.1 Chọn số răng các bánh răng trong hệ bánh răng hành tinh 62

3.3.2 Kiểm tra bền trục trộn hành tinh 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây nhờ đầu tư về chiều sâu, đổi mới công nghệ, các doanhnghiệp sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng đã có những biến đổi về chất Sản xuấtbằng cơ giới hoá và tự động hoá đã đem lại năng suất, chất lượng, hiệu quả cao trong sảnxuất và kinh doanh

Các công trình xây dựng đã thoả mãn yêu cầu ngày càng cao về chất lượng vớiviệc sử dụng hàng trăm loại vật liệu khác nhau, từ thông dụng đến cao cấp, từ vật liệuSilicat đến vật liệu vô cơ, vật liệu hữu cơ đến vật liệu tổng hợp, tổ hợp Tuy nhiên bê tôngthương phẩm trong thời gian vừa qua cũng như trong tương lai vẫn giữ vai trò chủ đạotrong ngành xây dựng nước ta cũng như trên thế giới bởi tính năng ưu việt của nó Để bêtông đạt chất lượng cao năng suất lớn không còn cách nào khác chúng ta phải áp dụng quátrình trộn bê tông bằng máy trên các trạm trộn chuyên dùng Hiện nay một số nhà máy đãmạnh dạn đầu tư nhập các trạm trộn bê tông của nước ngoài để đưa vào sản xuất Nhưngcác 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 tựchế tạo cung cấp các trạm trộn có ý nghĩa to lớn, đem lại hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệmnguồn ngoại tệ lớn cho đất nước

Xuất phát từ yêu cầu đó Đồ án môn học của em tập trung vào việc nghiên cứutính toán thiết kế phần cơ khí của trạm trộn trên cơ sở tiếp thu các công nghệ của các trạm

trộn của nước ngoài (đặc biệt là của Đức và Ý) Tên đề tài thiết kế của trạm trộn là: “Thiết

kế trạm trộn bê tông,làm việc chu kỳ, máy trộn roto hành tinh năng suất 60m 3 /h”.

Được sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của thầy GS.TS.Trần Văn Tuấn cùng với sự

cố gắng của bản thân, em 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 em được hoàn thiện hơn

Hà Nội, Ngày 8 tháng 6 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Nam

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM TRỘN 1.1.Trạm trộn bê tông.

1.1.1.Khái niệm chung.

Trạm trộn bê tông dùng để sản xuất hỗn hợp bê tông (dạng khô hoặc ướt) cung cấpcho các phân xưởng tạo hình cấu kiện bê tông đúc sẵn hoặc cho các công trình xây dựng

cơ bản

Trạm trộn bê tông thường gồm 3 bộ phận chính: Kho chứa nguyên liệu (đá, cát, ximăng, nước và phụ gia), các thiết bị định lượng và các máy trộn bê tông Giữa các bộphận chính này có các thiết bị máy nâng – vận chuyển và các phễu chứa trung gian

Kho chứa nguyên liệu có tác dụng tích trữ nguyên liệu để phục vụ cho quá trình sảnxuất được vận hành ổn định, bảo vệ nguyên liệu chống lại các tác động từ bên ngoài(thời tiết, động vật )

Các thiết bị định lượng có tác dụng định lượng chính xác khối lượng nguyên liệu đểphục vụ cho quá trình sản xuất

Máy trộn bê tông dùng để trộn đều các phối liệu của bê tông và vữa như: cát đá, ximăng, nước và phụ gia (nếu có) theo một cấp phối nhất định, đảm bảo mật độ các thànhphần này được đồng nhất, cho năng suất, chất lượng cao và tiết kiệm xi măng hơn so vớitrộn thủ công

1.2 Phân loại trạm trộn bê tông.

1.2.1 Theo phương pháp bố trí các thiết bị chính của trạm trộn.

a Trạm trộn bê tông dạng tháp

Tất cả các phối liệu được vận chuyển một lần lên cao nhờ các thiết bị nâng vậnchuyển (băng tải, gầu tải, vít tải, bơm xi măng ) trên đường rơi tự do của chúng các quátrình công nghệ được tiến hành (định lượng, thu gom nạp cho các máy trộn, nhào trộn và

xả vào các thiết bị vận chuyển)

b Trạm trộn bê tông dạng bậc.

Các thiết bị công tác được bố trí theo các khối chức năng độc lập trên các mặtbằng riêng và được liên hoàn với nhau bởi các thiết bị nâng – vận chuyển Khối phối liệukhô (các loại đá dăm, cát, xi măng) gồm có các bunke chứa, các thiết bị định lượng vàbunke tập kết (hoặc gầu skip) các phối liệu khô đã định lượng.Khối nhào trộn gồm cóthiết bị định lượng chất lỏng (nước và phụ gia), các máy trộn bê tông và bunke hoặc phễu

nạp hỗn hợp bê tông cho các thiết bị vận chuyển Như vậy các phối liệu khô được vậnchuyển lên cao hai lần : lần 1 nạp vào các bunke chứa và lần hai được nạp vào các máytrộn

Việc dùng băng tải hoặc gầu skip để vận chuyển các phối liệu khô lên cao nạp chocác máy trộn thường gây ô nhiễm môi trường dô thất thoát xi măng Để khắc phục nhượcđiểm này, thiết bị định lượng xi măng được bổ sung vào khối nhào trộn, xi măng đượcbảo quản trong các silo chứa và được nạp vào thiết bị định lượng nhờ vít tải làm việc kín Trạm trộn loại này thường là loại tháo lắp nhanh và các khối chức năng của trạm trộnđược bố trí theo các môđun vận chuyển

1.2.2 Theo nguyên lý làm việc của trạm trộn.

a Trạm trộn bê tông làm việc chu kì.

Có khả năng dễ dàng thay đổi mác bê tông và các thành phần cấp phối cũng như đápứng mọi yêu cầu của đối tượng phục vụ

b Trạm trộn làm việc liên tục.

Được sử dụng đặc biệt hiệu quả khi nhu cầu các loại hỗ hợp bê tông cùng một loạimác bê tông với khối lượng lớn và tập chung (các công trình thủy điện, thủy lợi, giaothông…)

1.2.3 Theo khả năng di động của trạm trộn.

a Trạm trộn cố định.

Phục vụ cho công tác xây lắp của một vùng lãnh thổ, cũng như cung cấp bê tôngthương phẩm cho một phạm vi bán kính làm việc có hiệu quả Thiết bị của trạm trộn nàythường được bố trí dạng tháp

b Trạm trộn tháo lắp nhanh.

Thường được trang bị cho công trình xây dựng cụ thể có thời hạn khai thác trạmtrộn tại mỗi nơi có thời hạn ngắn (từ 1 năm tới vài năm) Để khai thác có hiệu quả, loạitrạm trộn này phải có khả năng tháo lắp nhanh với chi phí cho việc tháo lắp vận chuyểnthống nhất, các thiết bị của trạm trộn tháo lắp nhanh được bố trí theo dạng bậc với các môđun vận chuyển tiện lợi

c Trạm trộn di động.

Thường được thiết kế theo dạng bậc, các khối chức năng của trạm trộn được bố trí

để phục vụ cho các công trình giao thông, thủy lợi và các công trình cây dựng có khốilượng bê tông nhỏ và không tập chung.

1.2.4 Theo năng suất của trạm trộn.

- Loại nhỏ: Q ≤ 30m3/h

- Loại vừa: 30m3/h ≤ Q ≤ 60m3/h

- Loại lớn: Q > 60m3/h

1.2.5 Theo phương pháp điều khiển trạm trộn.

- Trạm trộn điều khiển bằng tay

6

10 11

Hình 1.1 Trạm trộn bê tông dạng tháp làm việc chu kì:

1-bunke chứa bê tông; 2- xilanh đóng mở cửa xả; 3- cửa xả của máy trộn; 4- máy trộn làm việc chu kỳ; 5- xilanh đóng mở phễu cấp liệu; 6- phễu cấp liệu; 7- định lượng cát; 8-

bunke chứa cát; 9- thiết bị lọc bụi; 10- băng tải vận chuyển đá; 11- động cơ; 12- băng tải vận chuyển cát; 13- ống dẫn xi măng; 14- bunke chứa xi măng; 15- bunke chứa đá; 16- định lượng xi măng; 17- định lượng đá; 18- thùng chứa nước; 19- ống dẫn nước; 20-thiết

bị định lượng nước; 21- xe chở hỗn hợp bê tông.

Ÿ Nguyên lý làm việc : Cốt liệu (đá dăm, cát) từ các kho chứa được băng tải (10 và 12) vận

chuyển vào các bunke chứa cốt liệu tương ứng Xi măng từ kho chứa được đưa vào bunkechứa (14) nhờ ống dẫn xi măng (13) Phía dưới các bunke chứa có bố trí hai thiết bị địnhlượng cốt liệu (7 và 17) và một thiết bị định lượng ximăng (16) Cốt liệu và xi măng saukhi định lượng xong được xả vào phễu tiếp nhận có đáy lật phân phối để nạp vào từngmáy trộn bê tông (4) tương ứng theo chu trình làm việc của trạm trộn Nước và phụ giasau khi định lượng xong bằng thiết bị định lượng chất lỏng đặt dưới thùng chứa nước (18)được đưa vào máy trộn bê tông tương ứng Sau khi trộn xong, hỗn hợp bê tông được xảvào các bunke chứa (1) để nạp cho các thiết bị vận chuyển Các bunke chứa cốt liệu và ximăng chứa đủ lượng vật liệu đảm bảo cho trạm trộn làm việc liên tục trong thời gian 2h ÷2,5h

Ÿ Ưu điểm:

- Thời gian chu kỳ làm việc của trạm trộn là nhỏ nhất

- Có thể bố trí nhiều máy trộn ở tầng nhào trộn

- Tự động hóa tiện lợi

- Năng suất cao: Q ≤ 240 m3/h

Ÿ Nhược điểm:

- Quá cồng kềnh và nặng nề (các bunke chứa các phối liệu khô phải có sức chứa dự trữđảm bảo cho trạm trộn làm việc liên tục trong vòng 2 ÷ 2,5h)

- Vốn đầu tư ban đầu rất lớn

- Khó khăn khi di chuyển tới vị trí khác

1.3.2 Trạm trộn bê tông dạng tháp làm việc liên tục.

Hình 1.2 Trạm trộn bê tông dạng tháp làm việc liên tục 1-vít tải; 2-thiết bị lọc bụi; 3-xiclon lọc bụi; 4- trạm lọc bụi xiclon; 5-Băng tải vận chuyển cốt liệu(đá dăm và cát)nạp cho các bunke chứa; 6- đường ray đơn; 7-

băng tải quay; 8-phễu nạp; 9, 10-các thiết bị báo mức trên và mức dưới; 11-thiết bị phá vòm cát; 12-thiết bị định lượng cốt liệu làm việc liên tục 13-phễu tập kết xi măng và các cốt liệu; 14- các mát trộn bê tôngcưỡng bức làm việc liên tục; 15- bunke nạp hỗn hợp bê tông vào các thiết bị vận chuyển; 16-thiết bị định lượng nước

làm việc liên tục.

1.3.3 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kì.

Ÿ Ưu điểm:

- Vốn đầu tư ban đầu không quá cao, chi phí cho việc tháo lắp và rời chuyển không đáng kể

- Tương đối gọn nhẹ, tính vạn năng cao

- Năng suất tương đối cao Q≤ 120m3/h

Ÿ Nhược điểm:

- Khó khăn trong việc bố trí nhiều máy trộn bê tông (số máy trộn tối đa là hai)

- Thời gian chu kỳ làm việc tương đối lớn

- Khá phức tạp trong việc tự động hóa điều khiển trạm trộn

* Các phương án thiết kế trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ:

1

8

9 10 7

Hình 1.3 Trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ loại dùng gầu skip cân cốt liệu theo

phương pháp cộng dồn.

1- xilô chứa ximăng; 2- vít tải xiên; 3- thùng cân nước; 4- thùng cân ximăng; 5- tời kéo

Hình 1.4 Trạm trộn dạng bậc làm việc chu kỳ sử dụng băng tải cân cốt liệu theo phương

pháp cộng dồn kết hợp với băng tải nghiêng để nạp cho nồi trộn:

1- xilô chứa ximăng; 2- vít tải xiên; 3- thùng cân nước; 4- thùng cân xi măng; 5- phễu chờ; 6 - máy trộn hai trục nằm ngang làm việc chu kì; 7- phễu nạp hỗn hợp bê tông; 8-

băng tải nghiêng; 9-bunke chứa cốt liệu; 10- Băng tải cân

Hình 1.5 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ dùng băng tải cân cốt liệu theo

phương pháp cộng dồn và gầu skip:

1: máy trộn; 2: ray dẫn hướng gầu skip; 3: cụm tang tời; 4: hệ thống định lượng xi măng; 5: hệ thống định lượng nước; 6: kim thu lôi chống sét; 7: hệ thống lọc bụi xi măng; 8: xi lô chứa xi măng; 9: hệ thống cấp nước; 10: vít tải xi măng; 11: cabin điều khiển; 12: Stec nước chính; 13: cầu thang sàn công tác; 14: khung chính trạm; 15: gầu

skip; 16: băng tải cân; 17: bunke chứa cốt liệu.

+) Phương án 1 (hình 1.3 ) : Cốt liệu được xả trực tiếp xuống gầu skip, gầu skip đóng vai

trò là thùng cân và cân cốt liệu theo nguyên lí cộng dồn Sau khi được định lượng, cốt liệu

trộn có năng suất nhỏ (Q60 m3/h) vì ở những trạm trộn này thể tích bunke chứa cốt liệunhỏ do đó có thể tập trung các cửa xả bunke gần một chỗ để xả trực tiếp vào gầu skip.

+) Phương án 2 (hình 1.4) : Sử dụng băng tải cân kết hợp với băng tải nghiêng để vận

chuyển cốt liệu lên máy trộn Trạm trộn loại này do dùng băng tải nghiêng để vận chuyểncốt liệu vào thùng trộn nên diện tích sử dụng mặt bằng lớn Nhưng thời gian vận chuyểncốt liệu nhanh hơn, vận hành êm hơn khi làm việc do đó trạm trộn dạng này đạt năng suấtcao hơn khi dùng gầu skip để vận chuyển thường được ứng dụng cho các trạm trộn có :

3

Q 80m / h

+) Phương án 3 (hình 1.5 ) : Cốt liệu được vận chuyển lên máy trộn thông qua băng tải cân

và gầu skip Băng tải cân vừa có nhiệm vụ định lượng cốt liệu vừa có nhiệm vụ vậnchuyển cốt liệu vào gầu skip

Dùng gầu skip để vận chuyển cốt liệu vào thùng trộn có thể giảm được diện tích sửdụng mặt bằng của trạm trộn Đồng thời do dùng cáp để kéo gầu, gầu có kết cấu đơn giảnnên dễ bảo dưỡng sửa chữa

1.3.4 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc liên tục.

Hình 1.6 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc liên tục 1-Các bunke chứa cốt liệu (3 bunke chứa các loại đá và 1 bunke chứa cát);2-các

thiết bị định lượng cốt liệu làm việc liên tục; 3-Băng tải đón cốt liệu để nạp vào băng tải nghiêng;4- Băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu lên phễu quay;5- Bunke chứa phối liệu hỗn hợp bê tông khô;6- Thiết bị định lượng xi măng làm việc liên tục;7- Si lô xi măng;8- Thiết bị lọc bụi tay áo;9- Phễu quay nạp cốt liệu bô tông khô;10- Thùng trộn cưỡng bức làm việc liên tục;11- Ca bin điều khiển trạm trộn;12- Thiết bị bơm định lượng nước làm

9

1.4 Lựa chọn phương án thiết kế.

a Nguyên tắc lựa chọn phương án thiết kế.

Trạm trộn bê tông phải có khả năng sản xuất được hỗn hợp bê tông (dạng khô vàướt) có nhiều mác bê tông với thành phần cấp phối bê tông khác nhau với thời gian điềuchỉnh là nhỏ nhất

Trạm trộn bê tông phải được trang bị hệ thống điều khiển để có thể làm việc được ở

3 chế độ: điều khiển bằng tay, điều khiển bán tự động và tự động

Trạm trộn bê tông phải đảm bảo xả hỗn hợp bê tông dễ dàng và thuận lợi cho cácphương tiện vận chuyển khác nhau (thùng chở chuyên dùng đặt trên xe goong, ô tô, tàuhỏa…) Tổ chức việc cung cấp hỗn hợp bê tông cho các phương tiện vận chuyển phảikhoa học tiện lợi và dễ dàng để tránh hiện tượng ùn ứ và ách tắc giao thông

Tùy thuộc vào mục đích, chức năng, công suất và đặc tính của đối tượng tiêu thụ hỗn hợp

bê tông mà lựa chọn phương án thiết kế trạm trộn bê tông thương phẩm sao cho phù hợp,hiệu quả và hiện đại

b Lựa chọn phương án.

Trạm trộn bê tông dạng tháp nói chung có nhiều ưu điểm nhưng song vốn đầu tư quálớn, quá cồng kềnh, khối lượng trạm trộn lớn (tổng khối lượng kết cấu thép và thiết bịkhoảng trên dưới 1000 tấn), và phải bố trí cố định tại chỗ nên không còn phù hợp với xuhướng hiện nay Do vậy, phổ biến nhất hiện nay là các loại trạm trộn bê tông xi măngthương phẩm dạng bậc (tổng khối lượng kết cấu thép và thiết bị chỉ nằm trong khoảng 50tấn)

Trạm trộn bê tông xi măng thương phẩm làm việc liên tục chỉ thích ứng cho cáccông trình xây dựng giao thông, thủy lợi và thủy điện vì cần đáp ứng khối lượng bê tônglớn và không đòi hỏi khắt khe độ ổn định của hỗn hợp bê tông trong phương diện độ linhđộng của hỗn hợp bê tông và sự thay đổi thành phần cấp phối thường xuyên

Trạm trộn bê tông thương phẩm làm việc chu kỳ dạng bậc rất phổ biến hiện nay vìkhả năng cơ động và đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật khắt khe (độ linh động của hỗn

hợp bê tông xi măng, sự thay đổi thường xuyên thành phần cấp phối và độ chính xác địnhlượng cao).

Trạm trộn bê tông thương phẩm dạng bậc làm việc chu kỳ hiện đại phổ biến địnhlượng và vận chuyển cốt liệu theo hai cách:

1: Các cốt liệu cân cộng dồn trực tiếp trên gầu Skip (Q ≤ 60m3/giờ)

2: Các cốt liệu cân cộng dồn trên băng tải cân, sau đó hoặc dùng băng tải xiên hoặcgầu skip vận chuyển vào thùng trộn (Q ≥ 60m3/giờ)

Trên cơ sở phân tích các phương án trên,với yêu cầu thiết kế trạm trôn bê tôngthương phẩm năng suất 60m3/giờ ta lựa chọn phương án thiết kế trạm trộn theo phương án

3 phù hợp với yêu cầu đầu bài thiết kế

Sơ đồ bố trí các thiết bị được thể hiện qua hình 1.7 dưới đây :

Hình 1.7 Trạm trộn bê tông dạng bậc làm việc chu kỳ dùng băng tải cân cốt liệu theo

phương pháp cộng dồn và gầu skip:

1- máy trộn; 2- ray dẫn hướng gầu skip; 3- cụm tang tời; 4- hệ thống định lượng xi măng; 5- hệ thống định lượng nước; 6- kim thu lôi chống sét; 7- hệ thống lọc bụi xi măng; 8- xi lô chứa xi măng; 9- hệ thống cấp nước; 10- vít tải xi măng; 11- cabin điều khiển; 12- Stec nước chính; 13- cầu thang sàn công tác; 14- khung chính trạm; 15-gầu

skip; 16- băng tải cân; 17- bunke chứa cốt liệu.

1.5 Lựa chọn sơ đồ công nghệ.

1.5.1 Sơ đồ công nghệ của trạm trộn.

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của trạm trộn.

1.5.2 Sơ đồ bố trí các thiết bị của trạm trộn.

Để trạm trộn làm việc hiệu quả và tự động hóa nhanh nhất thì các thiết bị của trạmphải được bố trí một cách hợp lý Hình vẽ dưới đây mô tả sơ đồ bố trí các thiết bị chínhcủa trạm trộn

1.5.3 Lưu đồ công nghệ của trạm trộn.

Hình 1.10 Lưu đồ công nghệ trạm trộn

Chu kỳ làm việc của trạm trộn là khoảng thời gian (Tck) giữa hai mẻ trộn liên tiếp.Các thiết bị định lượng trong trạm trộn bê tông đều sử dụng máy cân điện tử, do đó ta

có thể chọn sơ bộ thời gian thực hiện mỗi bước trong trình tự công nghệ như sau:

+ Thời gian cốt liệu xả vào gầu skip: 10s.

Sau đó cốt liệu xả từ phễu và xi măng cũng được xả vào thùng trộn thời gian này là:10s

Sau đó thì đồng thời nước và phụ gia cũng bắt đầu xả vào thùng trộn thời gian này là:8s

+ Thời gian trộn bê tông: 35s

+ Thời gian xả bê tông và đóng của xả là: 15s

Do đó ta lập được lưu đồ công nghệ như hình 2.1

Từ lưu đồ công nghệ vừa lập được ta thấy:

+ Mẻ trộn đầu: Tock = 109s

+ Các mẻ trộn tiếp theo: Tck = 60s

Do vậy ta chọn thời gian chu kỳ làm việc của trạm trộn bê tông là 60s

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ.

2.1 Tính , chọn loại máy trộn và số máy trộn.

Dung tích sản xuất hỗn hợp bê tông của mỗi mẻ trộn được xác định như sau:

Vsx= Qtk

f m ,m3

Trong đó:

- f là hệ số suất liệu, đối với bê tông thương phẩm f = 0.65 ÷ 0.70 Chọn f = 0.7

- Vsx là dung tích sản xuất (dung tích nạp liệu) của máy trộn bê tông trong trạm trộn

- m là số mẻ trộn bê tông trong một giờ, mẻ/h

3600

60 = 60 mẻ/h.

- Tck là chu kỳ làm việc của máy trộn bê tông: Tck =60s

- QTK là năng suất thiết kế của trạm trộn bê tông: QTK = 60 m3/h

Ta có:

V sx= Q tk

f m=

600,7×60=1 4m

3

Dung tích sản phẩm bê tông

360

1 60

tk bt

Bảng 2.1 Thông số máy trộn dùng cho trạm trộn.

* Số lượng máy trộn trang bị cho trạm trộn là: n ¿ 1

bt

V

V ,máy Trong đó: n là số lượng máy trộn của trạm trộn;

2.2 Tính toán và lựa chọn các thiết bị định lượng.

2.2.1 Xác định khối lượng các thành phần hỗn hợp cho 1 m 3 bê tông (đá, cát, xi măng, nước …)

Do trạm trộn làm việc với năng suất cao, đòi hỏi độ chính xác và thời gian

chu kì định lượng ngắn ta cần phải trang bị các thiết bị định lượng cốt liệu (sai lệch 1%),

xi măng (sai lệch 0,5%) và nước (sai lệch 0,5%) làm việc chu kì có các đầu cân điện tử.Trạm trộn bê tông hiện đại cần phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về: mác bê tông, độ linhđộng của hỗn hợp bê tông, thành phần cấp phối bê tông… Do đó để tính chọn được thiết

bị định lượng cần phải xác định khối lượng tối đa của các thành phần phối liệu cho 1 m3

γ(kg/m3 )

m ( kg )

V ( m3 )

2.2.2 Thiết bị định lượng cốt liệu.

Định lượng cốt liệu (đá và cát) trực tiếp trên băng tải cân theo nguyên lý cộng dồn

Đá được cân trước, tiếp theo đó sẽ cân cát

Khối lượng cốt liệu lớn nhất cho 1 m3 hỗn hợp bê tông là:

- VSX = 1,4 m3 là dung tích sản xuất (dung tích nạp) của một máy trộn

bê tông của trạm trộn

Ta có: mđ = 1440.f.Vsx, kg;

= 1440.0,7.1,4 = 1411

m c = 670.f.Vsx, kg;

= 670.0,7.1,4 = 656

Chọn thiết bị định lượng là đầu cân điện tử treo, cốt liệu từ bunke chứa xả trực tiếpvào băng tải cân nằm trên khung cân, khung cân tì trên 4 đầu cân điện tử Sơ bộ chọn khốilượng khung cân: mkc = 2000kg

Như vậy tổng trọng lượng của khung cân và cốt liệu là:

Như vậy ta chọn đầu cân điện tử là loại Loadcell HBM ELC của hãng HBM Đức,

với tải trọng cân tối đa là 1200kg:

- Được làm bằng hợp kim thép mạ kẽm

- Đạt chuẩn OIML R60

- Tiêu chuẩn IP 67

2.2.3 Thiết bị định lượng nước và phụ gia.

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống định nước và phụ gia:

1- Hệ thống mở cửa thùng; 2-Thùng cân; 3- Tai móc; 4- Đầu cân; 5- Khung cân;

Hình 2.2 Kích thước hình học của thùng cân nước.

Do đó: mn = 185.0,7.1,4 = 181,3kg

Như vậy thể tích nước lớn nhất cần dùng cho 1 mẻ trộn: Vn =181,3 lít

Chọn sơ bộ kích thước của thùng chứa nước như hình vẽ:

Vthn> Vn = 0,392 m3 ⇒ Thùng cân nước có kích thước hình học thỏa mãn

+ Kiểm tra điều kiện xả:

Lượng nước xả qua đáy thùng trong 1 đơn vị thời gian được tính theo công thức:

Vậy kích thước hình học của thùng được thỏa mãn.

mth = 7860.0,004 2,67= 83,94 kg

Kể cả các thiết bị phụ trợ lấy tròn: mth =90kg

Khối lượng nước : mn = 181,3 kg

Như vậy tổng khối lượng lớn nhất của thùng và nước là:

M∑ = mth + mn = 90 + 181,3 = 271,3 kg

Thùng cân nước được gắn trên một đầu cân điện tử loại treo Ta chọn đầu cân điện tửloại treo của hãng HBM kí hiệu Z6/500kg có khối lượng cân tối đa 500kg

2.2.4 Thiết bị định lượng xi măng.

a.Thiết bị định lượng xi măng có cấu tạo như hình vẽ dưới đây:

1- Ống thông hơi; 2- Cửa xả; 3- Thiết bị chống tạo vòm; 4,6- Tai tỳ lên thùng đầu

cân;5- Cửa nạp liệu; 7- Cân điện tử.

b.Cấu tạo thùng cân:

Thể tích thùng cân V phải đảm bảo xi măng dùng cho một mẻ trộn:

m Vx

4

5

6

7

2 2 1

2 2

2 1 1

2

2 2

2

2 3

1

4

.

H D D D

D H

D V

- Kiểm tra điều kiện xả:

Thời gian xả xi măng phải thỏa mãn: txả<10s

Lượng xi măng xả qua đáy thùng trong 1 đơn vị thời gian (theo 4.29-[2])

Với: λ-Hệ số chảy, xi măng λ 0,6

- Diện tích xung quanh:

Sxq = π D1 H1+ π ((D1+ D2)/2) H2 ;

=> Sxq = 3,14 0,8 0,36 + 3,14.(( 0,8+ 0,3)/2) 0,8 = 2,28 m2

=> Khối lượng của thùng cân:

mtn =γ s Sxq =7860.0,006.2,28 = 107,52 kg

Khối lượng xi măng : mx = 686 kg

Do đó:tổng khối lượng của thùng + các thiết bị khác + xi măng:

m = 107,52 + 460 = 567,5 kg

Vậy ta dùng ba đầu cân điện tử được gắn vào thùng cân, mỗi đầu cân điện tử chịu mộtkhối lượng là 567,5 : 3 = 189,1 kg.Ta chọn loại đầu cân điện tử loại ngàm công xôn củahãng HBM với ký hiệu Z6/200 có tải trọng cân tối đa 200 kg

2.3 Tính toán,chọn sơ bộ thiết bị chứa các thành phần phối liệu

2.3.1 Tính toán thể tích Bunke chứa đá.

Ta chọn số lượng Bunke là 2, có kích thước hình học như nhau, ta tính thể tích chomột Bun ke:

Bunke chứa đá phải đảm bảo cho trạm trộn làm việc liên tục trong vòng 15÷30 phút

Vbunke = Q Kvl d (m3);

Trong đó:

Qvl: Lượng đá lớn nhất cần sử dụng trong 1 giờ;

Diện tích nhỏ nhất của cửa xả Bunke được tính theo công thức:

f: Hệ số ma sát giữa vật liệu và thành bunke f = 0.63

: Góc nghiêng giữa các mặt nghiêng, thiết kế = 900;

S1= a.b (m2); S2= d.e (m2);

V3: Thể tích khối hình tam giác: V3 = 3

1 h (e 2c).d

V3=

1

2 0,4.(0,76-2.0,25).1,76= 0,1 m3.  V=18,86m3 > Vbuke thoả mãn

Fmin là diện tích cửa xả buke nhỏ nhất

Hình 2.5.Kích thước Bun ke chứa đá.

dtb: Đường kính trung bình của đá, ta lấy dtb =30mm=0,3 m

0: Góc ma sát trong của vật liệu, chọn tg0 = 0,9

Fmin=6,25.(0,02+0,08)2.0,92= 0,062 m2

Diện tích của xả F = 0,25.1,76 = 0,44 thoả mãn điều kiện

Vậy ta chọn kích thước mỗi cửa xả là 0,25m x 1,76 m

2.3.2 Tính toán thể tích Bunke chứa cát.

Bunke chứa cát phải đảm bảo làm việc liên tục trong vòng 30 phút.Ta chọn số lượngBunke là 1, ta tính thể tích cho Bunke:

Vbunke = Q Kvl c (m3);

Trong đó:

Kc: Hệ số dự trữ thời gian, lấy Kc = 0,3;

Qvl: Lượng cát lớn nhất cần sử dụng trong 1 giờ;

m = 60 mẻ/h;

Vsx = 1,4 m3;

QVL = f.Vsx Vcmax.m (m3/h)  QVLđ = 0,7.1,4.0,45.60 = 26,46 (m3/h)

VBunke cát = 26,46.0,3 = 7,9 (m3) Vậy ta thiết kế Bunke có thể tích là: Vbke = 8,5 m3

Diện tích nhỏ nhất của cửa xả của Bun ke được tính theo công thức:

F = 6,25.( dtb+ 0,08)2.tan20 ( m2)Trong đó:

dtb: Đường kính trung bình của cát, ta lấy dtb= 1mm = 0,001 m;

0: Góc ma sát trong của vật liệu, chọn tan0 = 0,7;

Hình 2.6.Kích thước Bunke chứa cát.

2.3.3 Tính toán thể tích Silo chứa xi măng.

Silô chứa xi măng có nhiệm vụ cung cấp xi măng cho thiết bị định lượng xi măngthông qua vít tải, đồng thời là kho trung gian trong quá trình vận chuyển xi măng từ khochứa đến vị trí trộn

Lượng xi măng chứa trong một silô cần phải đảm bảo cho trạm trộn có thể hoạt độngliên tục trong khoảng từ 2 - 2,5 giờ Sau khoảng thời gian này máy bơm xi măng lại bơm ximăng lên silô

Hình 2.7: Silô chứa xi măng:

1- chân đỡ si lô; 2-cửa xả; 3- thân si lô; 4- cửa thăm; 5-thiết bị lọc bụi; 6- ống bơm

xi măng; 7-cầu thang.

a) Xác định thể tích chứa của silô:

Ta có năng suất thiết kế của trạm QTK = 60m3/h

Dung tích của silô chứa được xác định: Qsilo= Qxm.kd,m3

Trong đó:

 kd là hệ số dự trữ xi măng trong 2 ÷2,5 giờ , lấy kd=2,25

 Qxm là lượng xi măng cần dùng trong 1 giờ:

Qxm= mxm.m

γxm ,m

3/ h

mxm là khối lượng xi măng lớn nhất trong một mẻ trộn:

mxm= 460.f.Vsx , kg Với:

19, 2 / 1400

xm

Vậy dung tích silô chứa:V silo Q k xm. d 19, 2.2, 25 43,3  m3

Lựa chọn 2 silô để chứa xi măng, thể tích xi măng mà mỗi silô phải chứa là:

Vsilo = 25m3

b) Xác định các kích thước hình học của silô:

Ta có diện tích nhỏ nhất của cửa xả liệu là:

F = 6,25.(dtb + 0,08)2.tg2 ϕ o , m2

Trong đó:

- dtb là kích thước trung bình của vật liệu: đối với xi măng coi dtb = 0 m

- ϕ o là góc ma sát trong của vật liệu, chọn tg ϕo = 0,9

 F = 6,25.(0 + 0,08)2.0,92 = 0,0324m2.Mặt khác vì xi măng là vật liêu dạng bột nên diện tích cửa xả xi măng không đượcnhỏ hơn 0,09 m2 Từ đây ta chọn F = 0,09m2

Từ đây ta có thể tính được đường kính cửa xả:

D2 =√4 F π = √4.0,09π = 0,34m