Luận văn thạc sĩ tính toán, thiết kế hệ thống thiết bị trong dây chuyền sản xuất gạch không nung

“Tính toán, thiết kế hệ thống thiết bị trong dây chuyền sản xuất gạch không nung” Đến nay tôi đã hoàn thành đề tài nghiên cứu, có được kết quả trên ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

“Tính toán, thiết kế hệ thống thiết bị trong dây chuyền sản xuất gạch không nung”

Đến nay tôi đã hoàn thành đề tài nghiên cứu, có được kết quả trên ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của các Thầy Cô Trường Đại học Lâm nghiệp, sự động viên chia sẻ của bạn

bè và đồng nghiệp

Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

- Ban giám hiệu Trường Cao đẳng Cơ điện và Nông nghiệp Nam Bộ

- Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp

- Các Thầy Cô khoa đào tạo sau đại học Trường Đại học Lâm nghiệp

- Thầy giáo PGS.TS Phạm Văn Nghệ đã trực tiếp hướng dẫn và giúp

đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, các trích dẫn trong luận văn có xuất sứ cụ thể và có cơ sở khoa học

Cần Thơ, tháng 10 năm 2011

Học viên

Trần Văn Kiểu

ii

MỤC LỤC

TRANG PHỤ BÌA

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1.Giới thiệu gạch Block và các thông số kỹ thuật 3

1.1.1 Ứng dụng của gạch Block 3

1.1.2 Những ưu điểm nổi bật của gạch Block 5

1.1.3 Thông số kỹ thuật và các loại gạch Block chủ yếu 6

1.1.3.1 Thông số kỹ thuật: 6

1.1.3.2 Giới thiệu về gạch terrazzo 8

1.2 Các loại máy ép gạch và thông số kỹ thuật 9

1.2.1 Máy ép gạch block tự động QT 5-15 10

1.2.2 Máy ép gạch 2 trạm tls-100 tấn bán tự động 12

1.3 Quy trình công nghệ 14

1.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất gạch block 14

1.3.2 Một số dây chuyền sản xuất 15

1.4 Nguyên lý sản xuất gạch 16

1.4.1 Trộn vật liệu 16

1.4.2 Nguyên tắc trộn vật liệu 16

1.4.3 Các bước trộn nguyên liệu 16

1.4.4 Máy trộn kiểu nằm ngang 18

1.4.5 Quá trình cấp nguyên liệu cho máy ép 18

iii

1.4.6 Công đoạn ép 19

1.4.7 Hoàn thiện sản phẩm 20

1.4.8 Kết luận 22

Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 23

2.2 Đối tượng nghiên cứu 23

2.3 Phạm vi nghiên cứu 23

2.4 Nội dung nghiên cứu 23

2.4.1 Nghiên cứu lý thuyết 23

2.4.2 Nghiên cứu thực nghiệm 24

2.5 Phương pháp nghiên cứu 24

2.5.1 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu 24

2.5.2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 26

2.5.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 26

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP GẠCH 28

3.1 Các phương án động học 28

3.1.1 Phương án 1 28

3.1.2 Phương án 2 29

3.1.3 Phương án 3 30

3.1.4 Lựa chọn phương án 32

3.2 Tính toán, thiết kế hệ thống thủy lực 33

3.2.1 Sơ đồ thủy lực 33

3.2.2 Tính toán lực ép 34

3.2.3 Lựa chọn một số thiết bị cho hệ thống thủy lực 37

3.3 Tính toán, thiết kế hệ thống khí nén 47

3.3.1 Tính toán, thiết kế hệ thống khí nén cho máy ép gạch 47

iv

3.3.2 Xây dựng sơ đồ hệ thống khí nén 47

3.3.3 Tính, chọn các phần tử khí nén 49

3.4 Tính toán, thiết kế kiểm nghiệm phần khung thân 57

3.4.1 Thiết kế khung thân theo phương pháp hàn 57

3.4.2 Chuẩn bị phôi trước khi hàn 57

3.4.3 Một số công nghệ hàn hiện nay 58

3.4.4 Kết cấu khung thân 58

3.4.5 Bệ máy nằm ngang 59

3.4.6 Thân máy đứng 61

3.4.7 Kiểm nghiệm độ bền mối hàn chịu lực 62

Chương 4: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ MÁY TRỘN NGUYÊN LIỆU 67

4.1 Sơ đồ nguyên lý máy 67

4.2 Xác định năng suất 67

4.3 Xác định công suất cần thiết: 68

4.3.1 Tính cho cánh nằm ngang 68

4.3.2 Tính cho cánh hướng tâm 70

4.4 Chọn động cơ 74

4.4.1 Xác định công suất động cơ: 74

4.4.2 Công suất yêu cầu từ động cơ điện 74

4.4.3 Phân phối tỉ số truyền động: 74

4.4.4 Lập bảng thông số kỹ thuật của hệ thống: 75

4.5 Tính toán hệ truyền động: 76

4.5.1 Tính toán các thông số kỹ thuật của hệ truyền động: 76

4.5.2 Chọn sơ đồ động: 76

4.5.3 Thiết kế truyền động đai: 77

4.5.4 Xác định đường kính bánh đai: 78

4.5.5 Thiết kế truyền động bánh răng: 81

v

4.5.6 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng tiêu chuẩn: 83

4.6 Thiết kế trục 91

4.6.1 Chọn vật liệu 91

4.6.3 Tính kiểm nghiệm trục 96

4.6.4 Thiết kế gối đỡ trục : 99

4.6.5 Thiết kế trục lắp cánh khuấy: 102

4.6.6 Thiết kế khớp nối : 102

4.6.7 Thiết kế một số chi tiết khác 103

4.6.8 Qúa trình xây dựng máy ép gạch 104

4.6.9 Dây chuyền sản xuất gạch 106

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.4 Sản lượng dự kiến của máy ép gạch QT 5-15 11 1.5 Đặc tính kỹ thuật máy ép gạch 2 trạm tls-100 tấn bán tự động 13 1.6 Đặc tính kỹ thuật máy ép gạch ngói màu rls 300-automatic 13

3.1 Nguyên lý làm việc của máy ép trục khuỷu thân hở 28

3.3 Sơ đồ máy ép sử dụng khí nén và thuỷ lực 31

viii

Để sản xuất ra lượng gạch đất nung phải tốn diện tích khoảng 30.000ha đất canh tác, tương đương diện tích của một xã Không những thế, gạch đất nung còn tiêu tốn nhiều năng lượng than, củi, đồng thời gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng Do vậy, sử dụng gạch không nung được coi

là giải pháp hữu hiệu cả về mặt kinh tế, tài nguyên và môi trường

Trong khi đó, thị trường chuyển giao công nghệ sản xuất gạch không nung tại Việt Nam đang ở trong thời kỳ khá sôi động, nhiều loại công nghệ sản xuất vật liệu xây không nung đã và đang được chào bán tại thị trường Việt Nam

Để gạch không nung phát triển bền vững và mang lại những lợi ích thiết thực về kinh tế cũng như môi trường, việc sử dụng sản phẩm gạch không nung, không những tiết kiệm được tài nguyên đất, nhất là đất canh tác mà còn góp phần bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng Theo đánh giá của các chuyên gia tiết kiệm năng lượng thì không một lĩnh vực sản xuất nào có thể tiết kiệm được tỷ lệ năng lượng cao như vậy, chưa kể đến các yếu tố tiết kiệm tài nguyên đất, tận thu nguồn phế thải trong xây dựng và sản xuất công nghiệp cũng như lợi ích về môi trường và sức khỏe cho người lao động mà nó mang lại

Ngoài ra, với những ưu điểm vượt trội như nhẹ, chống ẩm, chống âm tốt, bề mặt nhẵn mịn, gạch không nung còn giúp tiết kiệm thời gian và vật liệu

2

để hoàn thiện bề mặt công trình, do đó đã và đang được nhiều doanh nghiệp đầu tư công nghệ để sản xuất

Vớ i nhiệm vụ luâ ̣n văn tốt nghiệp là: Tính toán, Thiết kế hệ thống thiết

bị trong dây chuyền sản xuất gạch không nung sử dụng hệ thống khí nén chuyển khuôn tự động, dùng hệ thống thủy lực ép gạch Trong quá trình tính toán, thiết kế, em sẽ không tránh khỏi những sai sót do kiến thức còn hạn chế,

em mong nhận được sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy trong hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp

Qua đây em xin chân thành gửi lời cám ơn tới Nhà trường các thầy đã giúp đỡ chúng em trong quá trình làm tố t nghiê ̣p Cuối cùng em xin kính chúc các thầy và gia đình luôn luôn mạnh khỏe, hạnh phúc

3

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.Giới thiệu gạch Block và các thông số kỹ thuật

Trên phạm vi toàn thế giới, bên cạnh thép thì bê tông là loa ̣i vật liệu được

sử dụng nhiều nhất, và ngày nay nó trở thành một phần không thể thiếu được trong kỹ thuật xây dựng hiện đa ̣i Gạch block được sản xuất từ xi măng, cát và chất độn như sỏi, đá dăm, v.v…(các thành phần kết cấu mềm như đất sét và các hợp chất hữu cơ là không thích hợp), gạch block chính là bê tông với tỷ lệ nước thấp và cốt liệu nhỏ được lèn chặt trong khuôn thép thành các sản phẩm có hình dạng theo khuôn mẫu, và sau đó dưỡng hộ cho tới khi đạt các yêu cầu kỹ thuật

- Các cấu kiện khác như bó vỉa hè, gạch kẻ bờ hồ, sông, biển…

Gạch Block được sử dụng hết sức rộng rãi ở khắp nơi:

- Xây nhà và xây công trình

- Nơi trọng tải giao thông (lát đường, hè phố, sân bãi, nhà kho, sàn và đường đi trong nhà máy, …)

- Những nơi mật độ giao thông cao (đường và vỉa hè, chợ, bãi đỗ xe, nhà

ga, bến xe,…)

- Nơi điều kiện đất không tốt, nơi dốc đứng cần bảo vệ

- Nơi có những công trình ngầm dưới đất

- Nơi vỉa hè cần trang trí có thẩm mỹ cao, nơi cần thay đổi bề mặt vỉa hè một cách nhanh chóng

Những ứng dụng khác của gạch block:

- Gạch block bó gốc cây (kerb bordering tree root)

4

- Gạch kè bờ hồ, bờ sông (river bank)

- Gạch trải thảm cỏ (Grass paving block)

Hình1.1 Một số ứng dụng của gạch block

5

1.1.2 Những ưu điểm nổi bật của gạch Block

Những ưu điểm của gạch block so với gạch đất nung:

- Quá trình sản xuất gạch block không sử dụng quá trình nung Nên không dùng đến than củi, nhiên liê ̣u đốt nên tiết kiệm được nhiên liệu, tránh được tình trạng phá rừng tràn lan và không gây ô nhiễm môi trường

- Nguyên vật liệu để sản xuất gạch block hết sức phong phú và có sẵn trong nước như mạt đá, cát vàng, xi măng…, sản phẩm đa dạng

- Vốn đầu tư cho một dây chuyền sản xuất gạch block thấp Tuỳ theo yêu cầu về sản lượng và mức độ tự động hoá từ thấp đến cao giá một dây chuyền sản xuất gạch block từ 50.000 USD đến hơn 1 triệu USD Nếu so sánh việc đầu tư một nhà máy gạch nung và một nhà máy gạch block cùng công suất thì đầu tư của một nhà máy gạch block chỉ bằng 1/4 so với nhà máy gạch nung Hơn nữa diện tích nhà xưởng và kho chứa nguyên liệu và thành phẩm không lớn Chỉ với

1500 - 2000 m2 mặt bằng là có thể sản xuất gạch block

- Dây chuyền sản xuất gạch block sử dụng ít công nhân, do các khâu hầu hết được tự động hoá Trong điều kiện Việt Nam hiện nay, nhân lực thủ công nhiều nên có thể chỉ cần tự động hoá một số khâu quyết định chất lượng sản phẩm, còn một số khâu có thể sử dụng nhân công thủ công để giảm mức đầu tư

Những ưu điểm của gạch block trong việc xây dựng so với gạch nung

- Cường độ chịu lực có thể đáp ứng theo nhu cầu sử dụng Đối với những

vị trí yêu cầu cường độ rất cao (300 – 400 kG/cm2) thì gạch nung không đáp ứng được Đối với những vị trí yêu cầu cường độ thấp thì cho phép giảm lượng xi măng phối liệu để đảm bảo giá thành thấp hợp lý

- Khả năng cách âm, cách nhiệt, chống thấm cao Điều này hoàn toàn phù hợp vào kết cấu của viên gạch

- Kích thước viên gạch lớn hơn nhiều so với gạch nung (gấp từ 5 đến 11 lần thể tích viên gạch nung) Điều này cho phép giảm chi phí nhân công, tiến độ

- Đa dạng chủng loại, màu sắc, kích thước đồng đều và tính thẩm mỹ cao

Những ưu điểm của gạch block khi dùng lát đường

- Đường, vỉa hè sau khi lát xong có thể sử dụng được ngay

- Trong quá trình thi công, gạch lát block không cần trát mạch, do vậy tiết kiệm vật liệu, nhân công, giảm thời gian thi công Khi cần thiết có thể dễ dàng thay đổi kiểu dáng và kích thước đường hoặc vỉa hè, trong quá trình sử dụng có thể dễ dàng tháo dỡ các viên gạch lát cũ để thay thế bằng các viên gạch lát mới một cách nhanh chóng

- Hình dáng hình học và màu sắc các viên gạch rất đa dạng để tăng tính thẩm mỹ

- Do đặc điểm của gạch block là gạch bê tông tự đông cứng nên trong quá trình thi công không phụ thuộc vào thời tiết nắng mưa

1.1.3 Thông số kỹ thuật và các loa ̣i gạch Block chủ yếu

1.1.3.1.Thông số kỹ thuật:

Gạch terrazzo và gạch nghệ thuật Acem đã được kiểm nghiệm ta ̣i các phòng thí nghiệm chuyên dụng đạt tiêu chuẩn Việt Nam và phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu và Quốc tế Hiện gạch terrazzo và gạch nghệ thuật Acem đang được áp dụng theo hệ thống quản lý chất lượng Quốc tế ISO 9001:2000

Sai số (mm)

Kích thước (mm)

Sai số (mm)

Khối lượng (kg)

Sai số (kg)

8

1.1.3.2 Giới thiệu về gạch terrazzo

- Gạch terrazzo được sản xuất bằng cách ép thuỷ lực 2 thành phần vữa riêng biệt lại với nhau: lớp thứ nhất - hay "lớp bề mặt" - và lớp thứ hai - hay "lớp dưới" Sự khác nhau giữa các viên gạch lát chủ yếu là ở hình dạng, kích thước và

độ dày cũng như thành phần nguyên liệu tạo nên lớp thứ nhất Thành phần nguyên liệu đó là yếu tố quyết định chất lượng và mỹ thuâ ̣t bề mặt của ga ̣ch (lớp thứ nhất)

- Gạch lát có mài làm từ đá cẩm thạch và xi măng, gọi là "gạch terrazzo", thành phần có nhiều bột đá cẩm thạch, mảnh vụn đá cẩm thạch hoặc granite, bột màu, xi măng trắng hoặc đen Loa ̣i này bao gồm gạch lát có mài được đánh bóng như gương và có thể vát cạnh dành cho sàn nhà có chất lượng cao, gạch trang trí (với 2 - 5 màu khác nhau), gạch lát chịu mài mòn cao, gạch lát với lớp thứ nhất

là những lát đá cẩm thạch lớn và cuối cùng là gạch có mài, đánh bóng, vát cạnh

và gạch mỏng dùng lát sàn nhà và ốp tường đòi hỏi chất lượng cao

Hình 1.2 Một số loại gạch terrazzo

9

- Gạch nhám lát ngoài trời, còn gọi là "pietrino": lớp thứ nhất được tạo thành bởi cát và xi măng, cũng có cả mảnh vụn đá cẩm thạch, xi măng đen hoặc hiếm khi trắng và bột màu Loại gạch lát này dùng để lát vỉa hè, khu dành cho người đi bộ, sân chơi, quảng trường, bãi đỗ xe, Cấu trúc bề mặt với những hoa văn đa dạng hay mặt thô (giả đá, kiểu đá pocfia) có được là nhờ các đế cao su tạo hoa văn đặc biệt được đặt ở dưới đáy khuôn

- Gạch lát ngoài trời mài hoặc bắn hạt (hoàn toàn hay một phần), loa ̣i này được tạo ra nhờ quá trình mài hoặc bắn hạt hoặc cả hai quá trình liên tục Với các thiết bị đặc biệt có thể mài hoặc bắn hạt một phần viên gạch Có thể có cách làm khác nữa là dùng búa gõ, bề mặt trên của viên gạch sẽ được đập bằng một loạt búa gõ chạy bằng khí nén thay cho việc bắn các hạt kim loại hình cầu

- Gạch bê tông rửa: trên bề mặt của viên gạch, với số lượng lớn các hạt có kích thước tuỳ thuộc vào mức độ thẩm mỹ về hình dạng và màu sắc của hạt mà

ta mong muốn

- Gạch lát hè (gạch tự chèn): với công nghệ ép kín hơi của OCEM, có thể sản xuất ra loại gạch này với nhiều hình thức bề mặt khác nhau (mặt nhám, có mài, bắn hạt hoặc rửa) Thông thường loa ̣i gạch này có kích thước nhỏ (15x15, 15x30, 13x13, 18x24, 20x20, 25x25 cm, ) và có độ dày lớn (từ

5 cm đến 10 cm)

1.2 Các loại máy ép gạch và thông số kỹ thuật

Hiện nay nhu cầu sử dụng Gạch block là rất lớn, sử dụng cho các công trình xây dựng như nhà, xưởng, các công trình công cộng v.v Do đó nhu cầu sử dụng máy ép gạch cũng là rất lớn Hầu hết các loại máy ép gạch tại Việt Nam đều nhập khẩu từ 1số nước như Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc……với các mẫu mã và kiểu dáng như sau:

- Hệ thuỷ lực: Áp dụng công nghệ điều khiển tỷ lệ áp lực kép, điều tiết áp

lực của ống dẫn dầu nhánh rời và khối lượng dầu, do đó có thể dùng vật liệu thô khác nhau để tạo ra sản phẩm cao cấp như nhau

- Hệ thống điều khiển điện: Toàn bộ quá trình điều khiển thông minh PLC

cung cấp dữ liệu cho thiết bị đầu ra, với giao tiếp người - máy lý tưởng Hệ điều khiển cũng bao gồm hệ điều khiển logic an toàn và chẩn đoán lỗi

- Hệ thống vật liệu bông: Tổ chức nguyên liệu kiểu cưỡng bức cũng như

áp dụng thay đổi không gian khuôn, cọc nguyên liệu vòm chuyên dụng, tạo lực tác động hiệu quả, khuấy đảo hai lần, đảm bảo trộn đều nguyên liệu bông xỉ than

Bảng 1.4 Sản lượng dự kiến của máy ép gạch QT 5-15

- Diện tích kho nguyên liệu và buồng lưu hoá gạch

- Nhà kho và khu vực xây dựng liên quan khác

+ Tiêu hao nước và điện năng sử dụng:

- Công suất điện: 380v

- Tổng công suất điện lắp đặt: 50 kW

- Tiêu hao điện trung bình: 45 kW/h

- Tiêu hao nước trung bình: 8t/ ngày

+Công nhân: 9 người

+Lực rung tạo hình: 60 – 65 kN

1.2.2 Máy ép gạch 2 trạm tls-100 tấn bán tự động

(CÔNG NGHỆ OCEM-CASSANI, ITALY)

Hình 1.4 Máy ép gạch 2 trạm tls-100 tấn bán tự động + Đặc tính kỹ thuật :

+ Nguyên lý hoạt động:

- Cấp vật liệu lớp mặt (Xi măng màu, cát, đá màu) vào khuôn, rung dàn đều vật liệu

- Cấp vật liệu thô (cát, đá mi bụi, xi măng, nước) vào khuôn, gạt bằng mặt

- Xe con chạy vào vị trí ép gạch, ép gạch, nâng thành khuôn lên

- Công nhân lấy gạch xếp lên Ballet

- Xe con chạy ra tiếp tục chu kỳ mới

- (2 công nhân làm việc 2 bên, tương tự và xen kẽ nhau)

14

+ Nguyên lý hoạt động

- Công nhân cấp vật liệu (Xi măng, cát, phụ gia) vào gầu tải

- Gầu tải cấp liệu vào máy trộn, cấp nước, máy trộn vừa trộn vừa nghiền

- Máy cấp phôi vào khuôn, ép, dùng ngói ra tấm thép đỡ

- Công nhân xếp lên giá đi bảo dưỡng

- Tiếp tục chu kỳ mới

1.3 Quy trình công nghệ

1.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất gạch block

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất gạch block

NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO (xi măng, cát, phụ gia….)

MÁY TRỘN NGUYÊN LIỆU

MÁY ÉP TẠO HÌNH

DƯỠNG HỘ

SẢN PHẨM

③ Máy tạo khối

④ Máy băng tải sản phẩm ẩm

⑤ Máy nâng xếp di động

⑥ Bãi sắp xếp gạch

γα: Khối lượng riêng của nguyên vật liệu (g/cm3)

1.4.3 Các bước trộn nguyên liệu

Nguyên liệu sản xuất gạch block gồm xi măng, cát, các chất phụ gia được định lượng theo tỉ lệ rồi được đưa vào máy trộn Máy trộn sẽ trộn đều hỗn hợp đó Ngoài

ra việc trộn nguyên liệu cho gạch terazzo phức tạp hơn và cụ thể như sau:

17

+ Trộn vật liệu bằng hệ thống trộn liệu tự động: cho lớp thứ nhất

Như đã nêu trên, gạch lát terrazzo gồm có 2 lớp được ép la ̣i với nhau, do

đó cần hai hệ thống trộn riêng biệt Lớp thứ nhất, lớp cao cấp, được trộn bằng máy trộn hành tinh với nguyên liệu là mảnh vụn đá cẩm thạch, bột đá, cát, xi măng, bột màu và nước với một lượng để tạo thành một hỗn hợp bán lỏng (vữa

xi măng)

Vật liệu dạng hạt và bột được cấp vào 2 phễu nạp liệu 1 - 2 lần/ ngày bằng xe

đổ và từ 2 phễu đó, nguyên liệu được tự động đưa vào nhờ các hệ thống nạp rung và nạp kiểu vít trên một băng tải cân, qua đó được chuyển tới máy trộn hành tinh Mỗi thành phần vật liệu cấp vào máy trộn đều được cân 1 cách chính xác

Thường người ta hay sử dụng 4 phễu chứa liệu, nhờ đó người sản xuất không phải đổ hết các hạt đá ra khỏi phễu mỗi khi chuyển sang sản xuất các loa ̣i gạch khác nhau

Xi măng được cấp vào máy trộn nhờ một vít tải nhận xi măng từ sinô sau khi đã được xe tải nạp vào Trước khi cấp vào máy trộn, xi măng được cân chính xác để xác định đúng lượng xi măng cần thiết

Ở các dây chuyền hiện đa ̣i nhất, bột đá cũng được cung cấp từ xe tải trực tiếp vào các silô và sau đó qua vít tải chuyển tới máy trộn Việc này làm giảm được các chất bụi bẩn, giúp cho việc định lượng được chính xác hơn và chất lượng sản phẩm ra tốt hơn

Các thành phần vật liệu được cấp vào máy trộn và được trộn khô trước, sau đó thêm nước vào với một lượng đã được định sẵn và cuối cùng toàn bộ hỗn hợp đó được trộn lại và xả ra khỏi máy trộn Toàn bộ chu kỳ này thường được thực hiện trong khoảng từ 4 - 8 phút

+ Trộn vật liệu bằng hệ thống trộn liệu tự động: cho lớp thứ hai

Việc trộn liệu cho lớp thứ hai cũng tương tự như lớp thứ nhất nhưng vữa cho lớp thứ hai là vữa thông thường và ít thành phần hơn (xi măng xám loại 32,5 hặc 42,5, cát và một ít nước) Lượng nước trong lớp thứ hai rất ít bởi vì quá trình

18

ép kín hơi sẽ làm cho lớp thứ hai hút luôn nước của lớp thứ nhất Hệ thống trộn cho lớp thứ hai được kết thúc thì sẽ chuyển qua băng tải đến phễu của máy ép

1.4.4 Máy trộn kiểu nằm ngang

Máy trộn nguyên liệu đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất gạch Giúp tạo ra hộn hợp nguyên liệu đạt tiêu chuẩn cho máy ép

Hình 1.7 Máy trộn nằm ngang

+ Sơ đồ nguyên lý trộn

1.4.5 Quá trình cấp nguyên liệu cho máy ép

Sau khi đã trộn nguyên liệu tại máy trộn chúng ta cần đưa nguyên liệu vào khuôn.Việc này có thể dùng công nhân hay thiết kế hệ thống tự động cấp phôi là tùy vào yêu cầu của khách hàng và điều kiện thực tế

19

Nguyên liệu được nạp vào máy trộn và máy trộn sẽ trộn đều hỗn hợp đó Nguyên liệu sau khi trộn sẽ được cấp vào khuôn của máy ép dựa vào các cơ cấu cấp phôi Nguyên liệu cần được cấp 1 cách liên tục và đúng khối lượng cần thiết

1.4.6 Công đoạn ép

+ Thiết kế khuôn theo yêu cầu của của khách hàng:

Dựa vào nhu cầu sử dụng và yêu cầu của khách hàng chúng ta sẽ thiết kế khuôn đẽ tạo ra các mẫu mã phù hợp

+ Trộn Màu:

Dựa trên những màu cơ bản mà ta tạo ra được những màu mà khách hàng mong muốn

+ Đưa vào Máy ép:

Hình 1.8 Nguyên liệu đã trộn được đưa vào máy ép

Tất cả các lớp này sẽ được đưa vào máy ép thủy lực Nước của lớp thứ nhất sẽ được ngấm ngược trở lại các lớp nguyên liệu khô, quá trình này sẽ tạo ra phản ứng hóa học giữa nguyên vật liệu ở các lớp làm viên gạch trở nên cứng

Hình 1.10 Gạch được đánh bóng

21

+ Gạch sẽ trải qua các quá trình kiểm tra chất lượng gắt gao từng viên một và sẽ được lựa chọn một cách cẩn thận các viên đạt tiêu chuẩn đề ra

Hình 1.11 Quá trình kiểm tra chất lượng viên gạch

+ Các viên gạch đạt tiêu chuẩn này sẽ được đóng gói và đóng pallet xuất khẩu cho khách hàng theo đúng tiêu chuẩn đóng gói quốc tế

Hình 1.12 Gạch được đóng gói xuất khẩu

ta chưa đáp ứng được nhu cầu của thị trường và các thiết bị sản xuất đều phải nhập khẩu từ các nước như Trung quốc, Đài Loan-Trung quốc, Nhật Bản, Italia…Yêu cầu đặt ra đối với thực trạng nói trên là cần nhanh chóng chế tạo, sản xuất các thiết bị sản xuất gạch block trong nước để chủ động sản xuất, giảm nhập khẩu, giảm giá thành sản phẩm

23

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU,

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Nguồn nguyên liệu sản xuất gạch block ở nước ta rất phong phú và dễ kiếm Do đó gạch block được sử dụng trong rất nhiều các công trình xây dựng Nhu cầu sử dụng vật liệu xây dựng là rất lớn và càng ngày càng tăng cao Từ những nhu cầu cấp thiết của thực tế, luận văn tập trung vào nghiên cứu tính toán, thiết kế hệ thống thiết bị trong dây chuyền sản xuất gạch không nung Để đáp ứng được một nhu cầu trong ngành xây dựng, đem lại hiệu quá kinh tế cao, góp phần bảo vệ môi trường

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Máy ép gạch block không nung đang được ứng dụng lớn trong ngành sản xuất vật liệu xây dựng, cho năng xuất cao, tận dụng được nguồn nguyên liệu có sẵn và trong tự nhiên Hệ thống máy ép, trộn nguyên liệu trong dây truyền sản xuất gạch block

2.3 Phạm vi nghiên cứu

Gạch block được sản xuất từ xi măng, cát và chất độn như sỏi, đá dăm, v.v… Phạm vi nghiên cứu của đề tại tập trung thiết kế hệ thống điều khiển thủy lực, kết cấu khung thân trục của máy ép, máy trộn gạch block không nung

2.4 Nội dung nghiên cứu

2.4.1 Nghiên cứu lý thuyết

- Tính toán toán, thiết kế hệ thống điều khiển thủy lực theo hành trình và

chế độ ép gạch

- Tính toán, hệ thống điều khiển máy nén của máy ép

- Tính toán vận tốc, thiết kế trục cho máy trộn nguyên liệu ảnh hưởng tới

độ nhỏ của hạt và chất kết dính giữa các hạt của gạch

24

2.4.2 Nghiên cứu thực nghiệm

a Nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố

- Xác định quy luật và mức độ ảnh hưởng độc lập của từng yếu tố thuộc

về cấu tạo của máy đến công suất tiêu hao khi ép gạch block không nung

- Xác định ảnh hưởng của chất lượng gạch tới tốc độ chuyển động của đầu trượt

- Ảnh hưởng của lực ép đến chất lượng của gạch

- Ảnh hưởng của tốc độ quay của trục vít tới độ mịn, khả năng kết dính của hạt nguyên liệu trước khi ép

b Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố

- Xác định sự ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố tới công suất tiêu hao khi ép gạch block

- Xác định lực tác dụng tạo hình lên sản phẩm, sự ảnh hưởng khi tác dụng lực lên khung thân máy trong quá trình ép gạch

- Xác định các yếu tố ảnh hưởng tới độ bền mỏi của cánh vít xoắn trong quá trình nghiền bột nguyên liệu

2.5 Phương pháp nghiên cứu

2.5.1 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu

Sau khi xác định được mục tiêu nghiên cứu, điều quan trọng sau đó là chọn được phương pháp nghiên cứu phù hợp để tập trung nghiên cứu đạt hiệu quá tốt nhất vấn đề đặt ra Theo phương pháp nghiên cứu khoa học được chia ra:

Nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng ; nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm

Theo đó, nghiên cứu cơ bản có mục đích phát triển ra tính qui luật mà đến trước khi nghiên cứu chưa biết đến trong tự nhiên Nghiên cứu ứng dụng là pha tiếp theo của nghiên cứu cơ bản Thông qua chúng để thu nhận các hiểu biết mới hoặc vận dụng kiến thức đã có vào thực tế sản xuất

Hiện nay, nghiên cứu ứng dụng là phần đáng kể hơn trong quá trình chung của việc sáng tạo ra kỹ thuật mới Nó là cơ sở để tiếp nhận số liệu, tư tưởng, mẫu

Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm là tiếp nhận những sự kiện mới, kiến thức khoa học và số liệu khoa học thông qua tổ chức thực nghiệm bằng cách quan sát đối tượng của nhà nghiên cứu Khi nghiên cứu các hệ thống phức tạp mà trong đó diễn ra các hiện tượng và quá trình với bản chất khác nhau thì thích hợp hơn là dùng phương pháp thực nghiệm với lý thuyết tương ứng

Từ những phân tích ở trên cho thấy rằng nếu sử dụng phương pháp lý thuyết để xác định sự ảnh hưởng của tất cả các yếu tốt đến các chi tiêu quan tâm

là công suất tiêu hao trong quá trình ép, năng suất của máy và tới hình dạng , cơ tính độ kết dính của hạt nguyên liệu với nhau Thì phải nghiên cứu toàn diện mức độ ảnh hưởng và cơ chế tác động của từng yếu tố đến các chi tiêu chất lượng của sản phẩm, khối lượng nghiên cứu sẽ lớn Chính vì vậy, để giảm bớt khối lượng công việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm là phù hợp hơn cả Tuy nhiên, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm mà chúng tôi sử dụng không phải là thực nghiệm thuần túy mà là sự kết hợp hài hòa giữa lý thuyết và thực nghiệm, lấy lý thuyết làm cơ sở, làm định hướng ban đầu hỗ trợ giảm bớt khối lượng công việc, rút ngắn thời gian nghiên cứu thực nghiệm

Trong nghiên cứu thực nghiệm, có thể tiến hành thí nghiệm bằng phương pháp cổ điển Nhà thực nghiệm chỉ dựa vào kinh nghiệm và trực giác để chọn hướng nghiên cứu Các thí nghiệm được tiến hành lần lượt với sự thay đổi từng thông số trong khi giữ nguyên các yếu tố còn lại Phương pháp cổ điển chỉ có phép tìm kiếm cái mới phụ thuộc đơn định giữa các chi tiêu đánh giá và các yếu

26

tố ảnh hưởng một cách riêng biệt trong khi làm thực nghiệm một cách riêng rẽ sẽ theo từng yếu tố Mặc dù có trong tay một tập hợp các phương pháp thực nghiệm đơn yêu tố nhưng vì chúng chỉ là những trường hợp riêng nên không cho kết quả chặt chẽ về mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố trong mối tác động qua lại giữa chúng cũng không thể tìm kiếm phương an phối hợp tối ưu các yếu tố ảnh hưởng

Nhược điểm của phương pháp nghiên cứu cổ điển là nghiên cứu không thấy được chuyển dịch của quá trình, mà khi tìm các điều kiện tối ưu theo quan điểm này các thực nghiệm có thược loại thụ động

Vì thấy rõ những nhược điểm của phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

cổ điển chúng tôi chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm mà trong đó tiến hành khảo nghiệm máy, thu thập số liệu một cách chủ động theo một kế hoạch

và chiến lược xác định trước Đó là phương pháp quy hoạch thực nghiệm

2.5.2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Xây dựng các công thức toán học tính toán công suất tiêu hao trong quá

trình ép, năng suất của máy và tốc độ ép, lực ép trên cơ sở tham khảo, phân tích tài liệu liên quan, kết hợp với tính toán lý thuyết cũng như tham khảo các ý kiến của nhiều chuyên gia

2.5.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

a.Thực nghiệm đơn yếu tố

Nguyên tắc chung là phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố là : cố định các yếu tố khác, thay đổi một yếu tố để xác định ảnh hưởng sự biết thiên của thông số đó, mục đích tìm được khoảng nghiên cứu cho phpes của mỗi yếu tố và các ảnh hưởng tới giá trị cực trị của thông số mục tiêu

Nhiệm vụ cơ bản của thực nghiệm đơn yếu tố là xác định các thông số ảnh hưởng đã phân tích ở trên để xem thông số nào thực sự ảnh hưởng tới các chi tiêu đánh giá, xác định mức độ và quy luật ảnh hưởng của chúng đến chỉ tiêu quan tâm, từ đó tìm được giá trị tối ưu làm để làm chuẩn xác định các thông số khác

27

b Quy hoạch hóa thực nghiệm đa yếu tố

Trong lĩnh vực cơ khí nông nghiệp như thiết kế, chế tạo, sử dụng hay thử nghiệm, phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm đa yếu tố đóng vai trò hết sức quan trọng Nhờ có phương pháp này ta giảm bớt được khôi lượng thí nghiệm, xác định được mức độ ảnh hưởng đầy đủ các yếu tố, để từ đó tìm ra lời giải tối

ưu cho quá trình nghiên cứu

=> Vì vậy dựa vào điều kiện thực tế sản xuất, cơ sở tính toán lý thuyết, ta tính toán thiết kế máy ép gạch bloch không nung theo phương pháp thực nghiệm

đa yếu tố để xác định các yếu tố ảnh hưởng tới điều kiện làm việc, chất lượng sản phẩm

28

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP GẠCH

Hình 3.1 Nguyên lý làm việc của máy ép trục khuỷu thân hở

+ Ưu và nhược điểm:

29

a) Ưu điểm:

- Bền, chắc chắn, tạo lực áp riêng lớn, năng suất cao

- Giá thành thiết kế, chế tạo rẻ

- Làm việcở chế độ cho trước hoàn toàn chính xác

b) Nhược điểm:

- Chưa có tính tự động hoá cao

- Tốc độ không đều, gây ra lực quán tính lớn, do đó gây ra rung động nên khó đạt được độ chính xác

+ Ưu và nhược điểm

- Khi ép gây ra sự rung động lớn, kém chính xác

- Chưa có tính tự động hoá cao

3.1.3 Phương án 3

Máy ép thủy lực

+ Sơ đồ nguyên lý