THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG MÁY TRỘN BÊ TÔNG
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG MÁY TRỘN BÊ TÔNG, thuyết minh thiết kế máy, động học máy, kết cấu máy, nguyên lý máy, quy trình sản xuất, NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY
1.1. KHÁI NIỆM: Máy trộn bê tông dùng để tạo ra bê tông đồng nhất từ hỗn hợp các cốt liệu khác nhau khi trộn chúng với nước.
Tác dụng của việc trộn bê tông được coi là hiệu quả nếu các cốt liệu được trộn đều và hàm lượng không khí trong hỗn hợp chiếm tỉ lệ nhỏ.
Bêtông có ưu điểm là độ bền cao, có khả năng chống cháy và tạo ra các kết cấu có tính mỹ quan nên đang được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng vĩnh cửu như nhà ở, cầu cống, bến cảng, đường sân bay…
Nếu khối lượng bêtông yêu cầu lớn thì có thể sản xuất từ các nhà máy sản xuất bê tông, các trạm trộn liên hợp, còn nếu khối lượng yêu cầu không lớn thì có thể sản xuất trực tiếp từ công trường bằng các máy trộn độc lập. Các máy trộn bê tông hiện nay cũng rất phong phú về chủng loại và đa dạng về kết cấu. Trong số các máy trộn bê tông, chúng ta chỉ đề cập đến những loại máy trộn đang được sử dụng rộng rãi với số lượng lớn nhất.
1.2. PHÂN LOẠI
Việc phân loại các máy và thiết bị trộn bê tông theo các quan điểm sau:
1.2.1. Căn cứ theo phương pháp trộn:
a. Nhóm máy trộn tự do
Các cánh trộn được gắn trực tiếp vào thùng trộn, khi thùng trộn quay các cánh trộn sẽ quay theo và nâng một phần các cốt liệu lên cao, sau đó để chúng rơi tự do xuống phía dưới thùng trộn đều với nhau tạo thành hỗn hợp bê tông.
Loại máy này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít nhưng thời gian trộn lâu và chất lượng hỗn hợp bêtông không tốt bằng phương pháp trộn cưỡng bức.
b. Nhóm máy trộn cưỡng bức
Là loại máy có thùng trộn cố định còn trục trộn trên có gắn các cánh trộn, khi trục quay các cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bêtông.
Loại máy này cho phép trộn nhanh, chất lượng đồng đều và tốt hơn máy trộn tự do. Nhược điểm của nó là kết cấu phức tạp hơn, năng lượng điện tiêu hao lớn hơn.Thường dùng các loại máy này để trộn các hỗn hợp bê tông khô mác cao hoặc sản phẩm yêu cầu chất lượng cao.
Trong các máy trộn cưỡng bức hiện nay đang sử dụng có hai loại: máy trộn trục đứng (còn gọi là máy trộn dạng rôto) và máy trộn trục ngang, đều là máy trộn có thùng trộn cố định.
Ngoài ra còn có các loại máy trộn cưỡng bức trục đứng thùng trộn quay hay còn gọi là máy trộn cưỡng bức kiểu hành tinh.
1.2.2. Căn cứ vào phương pháp đổ bê tông ra khỏi thùng.
- Loại đổ bê tông bằng cách lật nghiêng thùng.
- Loại đổ bê tông bằng máng dỡ liệu.
- Loại đổ bê tông qua đáy thùng (chỉ có loại máy trộn cưỡng bức).
- Loại đổ bê tông bằng cách thùng quay ngược lại.
a. Phương pháp đổ bằng cách nghiêng lật thùng.
Chỉ thích hợp với các máy trộn kiểu tự do có dung tích thùng nhỏ hơn 250 lít (đối với loại lật thùng bằng lực quay tay).
b. Phương pháp đổ bằng máng
Khi muốn lấy bê tông ra ta đưa máng vào, thùng trộn quay sẽ đổ bê tông vào máng để chảy ra ngoài. Phương pháp này đổ chậm và không triệt để , thường áp dụng vơí các máy trộn kiểu tự do hình trụ có dung tích thùng từ 450 lít đến 1000 lít.
c. Phương pháp dỡ bê tông ra đáy thùng.
Dưới đáy thùng có cửa dỡ liệu. Khi lấy bê tông ra ta quay tấm cửa dỡ liệu, bê tông sẽ tự chảy ra. Việc đóng mở các cửa dỡ liệu thường do các xi lanh thủy lực hoặc khí nén điều khiển. Phương pháp này thường áp dụng cho các máy trộn chu kỳ kiểu cưỡng bức.
d. Phương pháp dỡ bê tông nhờ quay thùng ngược lại vơí chiều quay ban đầu.
Cánh trộn sẽ đẩy bê tông ra khỏi thùng. Phương pháp này thường áp dụng ở các xe vận chuyển bê tông chuyên dùng.
1.2 3. Căn cứ vào chế độ làm việc của máy.
a. Máy trộn bê tông chu kỳ.
Quá trình đưa cốt liệu vào thùng trộn và dỡ sản phẩm ra theo từng mẻ. Do vậy có thể khống chế thời gian trộn nên chất lượng trộn bê tông tốt.
b. Máy trộn bê tông liên tục.
Đây là các loại máy trộn mà qúa trình đưa vật liệu vào thùng, trộn và dỡ sản phẩm bê tông ra khỏi thùng được tiến hành liên tục, do vậy mà máy có năng suất trộn cao. Nhược điểm chủ yếu của loại máy trộn này là khó kiểm tra thành phần cốt liệu và chất lượng trộn, nên chất sản phẩm có thể không đồng đều. Chiều dài của thùng trộn lớn hơn, loại này ít được sử dụng.
1.2.4. Căn cứ vào hình dạng và dung tích thùng trộn
a. Theo hình dạng
- Máy trộn bê tông hình nón cụt
- Máy trộn bê tông hình trụ
- Máy trộn bê tông hình quả trám
b. Theo dung tích chia thành các loại máy trộn khác nhau :
- Máy trộn bê tông hình nón cụt thường dung tích thùng nhỏ: có loại 50 lít; 100 lít; 150 lít; 175 lít; 250 lít…
- Máy trộn bê tông hình quả trám thường dung tích khoảng 250 ¸ 750 lít và đổ theo phương pháp nghiêng thùng nhờ các xi lanh thủy lực hoạt hơi ép.
- Máy trộn bê tông hình trụ đứng: dung tích lớn hơn 450¸2000 lít và hình trụ ngang dung tích 450¸1000 lít.
2.2.5. Dựa vào khả năng di chuyển của máy
Chia thành loại cố định (như trạm trộn lớn ở nhà máy) và loại di động(máy trộn độc lập).
Hiện nay trong xây dựng hay dùng các loại máy trộn bê tông có dung tích hữu ích100 lít;150 lít; 250 lít; 425 lit; 750 lít; 1200 lít… và người ta thường gọi tên máy trộn bằng dung tích hữu ích của thùng trộn.
1.3. CẤU TẠO.
1.3.1. Sơ đồ động học
Hình 1.2
1: Thùng trộn ở vị trí ban đầu
2: Thùng trộn ở vị trí tháo liệu
3: Máng rót vật liệu
4: Tang dẫn động
5: Băng tải
6: Thiết bị an toàn
7: Con lăn tăng góc ôm
8: Các con lăn đỡ
9: Thùng chứa
10: Thùng chứa cát
11: Thùng chứa đá
12: Tang bị động
13: Thiết bị căng băng
14: Khung đỡ băng tải
15: Thiết bị làm sạch
16: Động cơ dẫn động cho băng tải
17: Con lăn đỡ chặn
18: Động cơ dẫn động cho thùng trộn
19: Khung đỡ thùng trộn.
1.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Thùng trộn có dạng hình quả trám bên trong có gắn các cánh trộn. Thùng trộn được đặt trên một giá cong và quay trên trục có ổ đỡ. Trong quá trình làm việc động cơ điện dẫn động qua hộp giảm tốc đến cặp bánh răng trụ răng thẳng ( vành răng được gắn cố định trên thùng trộn ) làm cho thùng trộn quay.
Các phối liệu cát, đá, qua hệ thống đinh lượng và đưa và thùng trộn nhờ vào băng tải và máng rót. Sau khi thùng trộn quay được một khoảng thời gian (1/3 chu kỳ ) thì ta cấp nước đã được định lượng trước vào thùng và tiếp tục trộn.
Sau khi bê tông đã được trộn đồng đều thì ta gạt tay đòn để điều khiển van phân phối của hệ thống thủy lực làm cho thùng trộn nghiên đi một góc cho bê tông rơi ra khỏi thùng trộn.
Hệ thống lật thùng làm việc độc lập với hệ thông quay thùng nên trong qúa trình lật thùng thì thùng trộn vẫn quay bình thường và nhờ như thế việc tháo bê tông tương đối sạch.
MỤC LỤC
Bảng nhiệm vụ luận
Lời cảm ơn
Mục lục
Lời nói đầu
Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1
1.1 KHÁI NIỆM 1
1.2. PHÂN LOẠI 2
1.2.1. Căn cứ theo phương pháp trộn 2
1.2.2. Căn cứ vào phương pháp đổ bê tông ra khỏi thùng 2
1.2.3. Căn cứ vào chế độ làm việc của máy 3
1.2.4. Căn cứ theo hình dạng và dung tích thùng 4
1.2.5. Dựa vào khả năng di chuyển của máy 4
1.3. CẤU TẠO 5
1.3.1. Sơ đồ động học 5
1.3.2. Cấu tạo 6
1.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 7
Chương 2 : TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
CỦA MÁY TRỘN BÊ TÔNG 8
2.1. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THÙNG TRỘN 8
2.2. XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT VÀ CÔNG SUẤT
CỦA MÁY TRỘN BÊ TÔNG 12
2.2.1. Xác định năng suất 12
2.2.2. Xác định công suất của máy trộn 14
2.3 CHUYỂN ĐỘNG HỖN HỢP TRONG THÙNG TRỘN 19
2.4 ĐÁNH GÍA CHẤT LƯỢNG TRỘN BÊ TÔNG 20
Chương 3 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN 22
3.1. CHỌN ĐỘNG CƠ 22
3.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN 23
3.2.1. Sơ đồ động 23
3.2.2. Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng có tỷ số truyền i = 9,4 25
3.2.2.1. Xác định lực tác dụng 25
3.2.2.2 Chọn vật liệu 26
3.3.2.3 Xác định ứng suất cho phép 26
3.2.2.4 Kiểm nghiệm độ bền bánh răng 30
Chương 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG NGHIÊN THÙNG THÁO LIỆU. 35
4.1. GIỚI THIỆU 35
4.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 36
4.2.1. Phương án 1 36
4.2.2. Phương án 2 37
4.3. TÍNH LỰC NGHIÊNG THÙNG VÀ ÁP SUẤT CUNG CẤP
CHO HỆ THỐNG 39
4.4. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ THUỶ LỰC 45
4.4.1. Sơ đồ thuỷ lực 45
4.4.2. Nguyên lý hoạt động 46
4.4.3. Chọn bơm và động cơ dẫn động 47
4.4.3.1. Chọn bơm 47
4.4.3.2. Chọn động cơ 47
4.4.3.3. Tính áp suất dầu cài đặt cho van an toàn 48
Chương 5 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP LIỆU VÀ ĐỊNH LƯỢNG 49
5.1. GIỚI THIỆU VỀ BÊ TÔNG 49
5.1.1 Khái niệm 49
5.1.2. Phân loại 50
5.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính công tác của bê tông 51
5.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỊNH LƯỢNG 56
5.2.1. Hệ thống thùng chứa 56
5.2.2. Hệ thống cân định lượng 56
5.2.3. Sơ đồ treo cân đối với một mẽ cân 63
5.3. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 65
5.3.1. Thiết kế hệ thống xylanh – khí nén 65
5.3.2. Thiết kế mạch điều khiển 67
Chương 6 : THIẾT KẾ BĂNG TẢI DẪN LIỆU 73
6.1. GIỚI THIỆU 73
6.2 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH BĂNG TẢI ĐAI HÌNH LÒNG MÁNG 74
6.2.1. Con lăn đỡ 75
6.2.2. Trạm dẫn động 76
6.2.3. Thiết bị kéo căng và uốn cong 78
6.2.4. Thiết bị nạp và dở liệu 78
6.2.5. Thiết bị làm sạch băng 78
6.2.6. Thiết bị an toàn 79
6.3. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BĂNG TẢI 80
6.3.1. Các thông số cơ bản 80
6.3.2. Xác định chiều rộng băng 81
6.3.3. Xác định công suất trạm dẫn động 81
6.3.4. Kiểm tra độ bền của băng 83
Chương 7 : KẾT LUẬN 84
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nền công nghiệp hiện đại và xu thế toàn cầu hoá hiện nay, tiêu chuẩn chất lượng đựơc đặt lên hàng đầu. Bên cạnh đó thời gian cũng chiếm một vị trí rất quan trọng trong việc sản xuất kinh doanh. Còn trong nền công nghiệp xây dựng bê tông cũng được yêu cầu rất nghiêm ngặt về chất lượng và thời gian. Trước tình hình đó việc Thiết Kế Máy Trộn Bê Tông là một việc làm tất yếu.
Quá trình trộn bê tông được phân ra thành 4 khâu chính: định lượng, vận chuyển và cấp liệu, trộn và tháo liệu. Để máy trộn làm việc có hiệu quả cao cần tính toán các thông số và lựa chọn các phương án hợp lí. Cần đưa thêm vào phần tự động hoá trong khâu định lượng và cấp liệu. Nó sẽ gốp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm rất nhiều thời gian phụ.
Trong quá trình thực hiện đề tài, em sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót trong thiết kế và trong diễn đạt, trình bày. Em rất mong được sự góp ý và chỉ dẫn thêm của quý thầy cô.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Nguyễn Hồng Ngân, Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng, Trường Đại Học Kỹ Thuật Tp. HCM, 1996.
- Trần Quang Quý (chủ biên), Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng,
- Đoàn Tài Ngọ (chủ biên), Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng, Nhà xuất bản Hà Nội, 2000.
- Nguyễn Hữu Lộc (chủ biên), Cơ sở thiết kế máy phần 1, Trường Đại Học Kỹ Thuật Tp. HCM, 1997.
- Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập một, Nhà xuất bản Giáo Dục.
- Thái Thị Thu Hà (chủ biên), Kỹ thuật đo lường tập 2, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp.HCM.
- Nguyễn Văn Hợp ( chủ biên), Máy trục vận chuyển, Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải Hà Nội, 2000.
- Phùng Văn Lự (chủ biên), Vật liệu xây dựng, Nhà xuất bản giáo dục, 1999.
- Trần Hữu Quế (chủ biên), Vẽ kỹ thuật cơ khí tập hai, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2000.
- Vũ Tiến Đạt, vẽ cơ khí, Trường Đại Học Bách Khoa Tp. HCM, 1994.
- Phan Đình Huấn (dịch), Kỹ thuật khí nén tập 1+2+3, Trung tâm Bảo Dưỡng Công Nghiệp, 1997.
- Bộ Môn Cơ Điện Tử, năng lượng thuỷ lực, Tp.HCM, tháng 2 năm 2002.
- Bộ Xây Dựng, Giáo trình kỹ thuật nề theo phương pháp môđun, Nhà xuất bản Xây Dựng Hà Nội, 2000.
- Michael J.pinches - John G.Ashby, power hydraulics.
