Đề tài: Tính toán thiết kế trạm trộn bê tông xi măng năng suất 45 m3/ h

Tính toán thiết kế trạm trộn bê tông xi măng năng suất 45 m3/h
Sinh viên Trần Nguyên Minh Lớp Máy xây dựng A – K421
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu……………………………………………………………… 4
CHƯƠNG I. ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ……………. 5
1.1. Phương án I: Cấp liệu bằng máy bốc xúc………………………... 5
1.2. Phương án II: Cấp liệu bằng băng tải cao su…………………….. 8
1.3. Phương án III: Cấp liệu bằng băng gạt……………………………11
1.4. Phương án IV: Cấp liệu bằng gầu cào……………………………14
1.5. Kết luận lựa chọn phương án…………………………………….. 17
CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỔNG THỂ…………………………... 18
2.1. Bố trí mặt bằng trạm trộn…………………………………………. 18
2.2. Tính toán thiết kế khu vực đặt buồng trộn…………………………19
2.2.1. Buồng trộn…………………………………………………….. 19
2.2.2. Cabin điều khiển trạm trộn……………………………………. 22
2.2.3. Khung chính…………………………………………………... 23
2.3. Tính toán thiết kế hệ thống cấp vật liệu…………………………... 25
2.3.1. Hệ thống băng vít cấp xi măng………………………………... 25
2.3.2. Hệ thống xe skip cấp liệu……………………………………... 26
2.4. Tính toán thiết kế khu vực đặt xyclo chứa xi măng………………. 29
2.4.1. Xyclo chứa xi măng…………………………………………… 29
2.4.2. Khung thép đỡ xyclo chứa xi măng…………………………… 30
2.5. Tính toán thiết kế khu vựa đặt phễu chứa cốt liệu………………… 31
CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ MÁY TRỘN…………………….. 33
3.1. Lựa chọn bộ máy trộn…………………………………………….. 33
3.1.1. Máy trộn trục đứng kiểu rôto………………………………….. 33
3.1.2. Máy trộn trục đứng kiểu hành tinh……………………………. 34
3.1.3 Máy trộn trục đứng có thùng trộn quay………………………... 36
3.1.4. Máy trộn trục ngang…………………………………………... 38
3.1.5. Kết luận lựa chọn bộ máy trộn………………………………... 39

3.2. Xác định các kích thước hình học của buồng trộn……………….. 39
3.2.1. Xác định dung tích buồng trộn………………………………... 39
3.2.2. Xác định các kích thước cơ bản của buồng trộn………………. 40
3.3. Tính toán thiết kế sơ bộ các cánh trộn……………………………. 41
3.3.1. Bố trí cánh trộn………………………………………………... 41
3.3.2. Xác định các kích thước của bàn tay trộn……………………... 43
3.4. Xác định công suát cần thiết của máy trộn……………………….. 45
3.4.1. Xác định số vòng quay của cánh trộn………………………… 45
3.4.2. Xác định hệ số cản trộn riêng…………………………………. 45
3.4.2.1. Hệ số cản trộn riêng của cánh trộn rôto…………………… 45
3.4.2.2. Hệ số cản trộn riêng của cánh trộn làm sạch bê tông……... 46
3.4.2.3. Hệ số cản trộn riêng của cánh trộn hành tinh……….…….. 48
3.4.3. Xác định công suất của máy trộn……………………………... 48
3.4.3.1. Công suất dẫn động cánh trộn rôto………………………... 49
3.4.3.2. Công suất dẫn động cánh trộn làm sạch bê tông………….. 50
3.4.3.3. Công suất dẫn động cánh trộn hành tinh..………………….51
3.4.3.4. Công suất dẫn động toàn bộ máy trộn…………………….. 52
3.5. Chọn động cơ điện và hộp giảm tốc……………………………… 52
3.6. Tính toán thiết kế bộ truyền hành tinh……………………………. 53
3.7. Tính toán thiết kế một số chi tiết của buồng trộn………………….56
3.7.1. Tính toán bàn tay trộn………………………………………… 56
3.7.2. Tính toán cánh tay trộn………………………………………...58
3.7.3. Tính toán vỏ buồng trộn………………………………………. 58
CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP LIỆU………………. 61
4.1. Lựa chọn hệ thống cấp liệu……………………………………….. 61
4.1.1. Phương pháp dùng băng gạt để vận chuyển cốt liệu………….. 61
4.1.2. Phương pháp dùng băng gầu để vận chuyển cốt liệu…………..62
4.1.3. Phương pháp dùng xe skip để vận chuyển cốt liệu…………….63
4.1.4. Kết luận lựa chọn hệ thống cấp liệu……………………………64

4.2. Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động…………………………….. 64
4.2.1. Xác định công suất dẫn động xe skip…………………………. 64
4.2.2. Chọn động cơ điện và hộp giảm tốc…………………………...66
4.2.3. Tính chọn cáp thép và ròng rọc………………………………..66
4.2.4. Tính toán thiết kế tang tời……………………………………..68
4.2.5. Tính toán thiết kế trục tang……………………………………71
4.3. Tính toán thiết kế xe skip…………………………………………73
4.3.1. Xác định hình dáng và kích thước xe skip…………………….73
4.3.2. Tính bền vỏ xe skip……………………………………………74
4.3.3. Tính chọn bánh xe của xe skip………………………………...77
4.3.4. Tính trục bánh xe skip…………………………………………80
4.4. Tính toán thiết kế đường chạy của xe skip……………………….. 81
CHƯƠNG V. QUY TRÌNH VẬN HÀNH TRẠM TRỘN BTXM……………….. 84
5.1. Điều kiện để vận hành trạm trộn BTXM…………………………. 84
5.1.1. Yêu cầu đối với người vận hành trạm………………………….84
5.1.2. Yêu cầu đối với máy móc thiết bị của trạm……………………85
5.1.3. Yêu cầu đối với nguyên vật liệu cung cấp cho trạm…………...85
5.2. Bảo dưỡng trạm trộn bê tông xi măng……………………………..86
5.2.1. Bảo dưỡng ca………………………………………………….. 86
5.2.2. Bảo dưỡng định kỳ……………………………………………. 87
5.3. Quy định an toàn trong vận hành trạm…………………………… 88
5.3.1. Trước khi vận hành……………………………………………. 88
5.3.2. Trong khi vận hành…………………………………………….88
5.3.3. Sau khi vận hành………………………………………………. 89
5.4. Quy trình vận hành trạm………………………………………….. 89
5.4.1. Chuẩn bị nguyên vật liệu……………………………………… 89
5.4.2. Quy trình khởi động trạm……………………………………... 89
5.4.3. Quy trình dừng trạm…………………………………………... 90
Kết luận…………………………………………………………………. 91

Tài liệu tham khảo………………………………………………………. 92
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, đất nước ta đang trong giai đoạn phát triển mạnh, đặc biệt là
về xây dựng. Rất nhiều các công trình có quy mô lớn đã và đang được thi
công. Điều đó đòi hỏi một số lượng lớn các trang thiết bị phục vụ cho việc
xây dựng công trình, trong đó có trạm trộn bê tông xi măng. Các trạm trộn
BTXM đang được sử dụng ở nước ta hiện nay rất đa dạng và phong phú cả về
chủng loại, kích cỡ và xuất sứ, trong đó có rất nhiều trạm do Việt Nam chế
tạo. Do vậy “Tính toán thiết kế trạm trộn BTXM năng suất 45 m3/h” là một
đề tài tốt nghiệp hay, có tính thực tế cao và vừa sức dành cho sinh viên
chuyên ngành Máy xây dựng - Xếp dỡ Trường Đại học Giao thông Vận tải.
Đề tài này do hai sinh viên Trần Nguyên Minh và Nguyễn Xuân Quảng
lớp Máy xây dựng A – K42 thực hiện, trong đó nhiệm vụ cụ thể của mỗi
người như sau:
1. Trần Nguyên Minh: Đề xuất và lựa chọn phương án thiết kế, tính
toán thiết kế tổng thể, tính toán bộ máy trộn, tính toán hệ thống cấp liệu và
quy trình vận hành trạm.
2. Nguyễn Xuân Quảng: Tính toán thiết kế vít tải cấp xi măng, tính
toán thiết kế xyclo chứa xi măng, tính toán thiết kế hệ thống cấp nước, tính
toán phễu cấp liệu, xây dựng sơ đồ điện trạm và quy trình lắp dựng trạm.
Đồ án tốt nghiệp này trình bày lần lượt các nội dung em đã thực hiện
theo nhiệm vụ được giao. Do thời gian thực hiện có hạn và hiểu biết còn ít
nên chắc chắn đồ án này có nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo
của các thầy trong bộ môn và sự góp ý của các bạn sinh viên.

Em xin trân trọng cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Văn Vịnh và thầy giáo
KS. Đoàn Văn Tú đã nhiệt tình hướng dẫn để em có thể hoàn thành tốt đồ án
tốt nghiệp này.
Sinh viên thực hiện
Trần Nguyên Minh
CHƯƠNG I
ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Các trạm trộn bê tông xi măng đang được sử dụng ở nước ta hiện nay
rất đa dạng và phong phú cả về kích cỡ đến xuất sứ, chủng loại…Tuy nhiên,
có thể phân biệt được các trạm trộn thông qua những kết cấu cơ bản như cách
bố trí mặt bằng, kết cấu buồng trộn…và đặc biệt là phương pháp cấp liệu.
Trên thực tế hiện nay, ở các trạm trộn bê tông xi măng, có rất nhiều phương
pháp cấp liệu được sử dụng như cấp liệu bằng máy bốc xúc, cấp liệu bằng
băng tải, cấp liệu bằng băng gầu…Mỗi phương án đều có những ưu nhược
điểm riêng và phù hợp với từng điều kiện hoàn cảnh cụ thể. Sau đây là một số
phương án đang được sử dụng nhiều trên thực tế hiện nay và các ưu nhược
điểm của nó, từ đó rút ra kết luận để lựa chọn ra phương án thiết kế tối ưu
nhất.
1.1. Phương án I: Cấp liệu bằng máy bốc xúc
Mô hình trạm trộn sử dụng máy bốc xúc để cấp liệu được thể hiện trên
hình 1.1 và hình 1.2.
- Nguyên lý làm việc:
Máy bốc xúc sẽ xúc vật liệu (đá, cát…) đi lên đường dốc (1) và đổ vào
phễu chứa cốt liệu (2). Phễu chứa (2) gồm có ba ngăn chứa đá lớn, đá nhỏ và
cát. Phần dưới của phễu chứa (2) có bộ phận cân định lượng cốt liệu. Cốt liệu
sau khi đã được cân định lượng chính xác theo yêu cầu của mác bê tông sẽ
được xả vào xe skip (3). Sau đó xe skip (3) sẽ được kéo lên cao bằng cáp theo

đường chạy số (4) nhờ hệ thống động cơ điện (10) dẫn động hộp giảm tốc,
tang tời quấn cáp. Khi lên đến vị trí cửa nạp cốt liệu của buồng trộn (7), xe
skip (3) sẽ được lật nghiêng và cửa xe skip ở phía đáy xe sẽ tự mở ra, nhờ
trọng lượng bản thân mà cốt liệu sẽ rơi vào buồng trộn (7). Sau khi đã đổ cốt
liệu vào buồng trộn, xe skip lại được hạ xuống mặt đất và tiếp tục chu kì cấp
liệu mới. Lượng cốt liệu trong một lần vận chuyển của xe skip sẽ phục vụ cho
một mẻ trộn của buồng trộn.
Hình 1.1: Trạm trộn BTXM sử dụng máy bốc xúc để cấp liệu
- Chú thích:
1- Đường lên của máy bốc xúc, 2- Phễu chứa vật liệu, 3- xe skip, 4- Đường chạy
của xe skip, 5- Cabin điều khiển, 6- Xe vận chuyển bê tông, 7- Buồng trộn, 8- Bộ phận cân
nước, 9- Động cơ điện dẫn động trục trộn, 10- Động cơ điện dẫn động xe skip, 11- Bộ
phận cân xi măng, 12- Bộ phận thông khí của xyclo, 13- Xyclo chứa xi măng, 14- Vít tải
cấp xi măng, 15- ống bơm xi măng vào xyclo, 16- Hộp giảm tốc, 17- Động cơ điện dẫn
động vít tải.

Bộ phận cân nước (7) sẽ cân đúng lượng nước theo yêu cầu rồi xả vào
buồng trộn. Nước được máy bơm nước bơm lên từ bể nước đặt ở dưới.
Xi măng được chứa trong xyclo (13). Khi trạm hoạt động, vít tải (14)
sẽ vận chuyển xi măng từ xyclo chứa (13) lên thùng cân xi măng (11). Tại
đây xi măng sẽ được cân định lượng chính xác theo yêu cầu của mác bê tông
rồi sau đó được đổ vào buồng trộn. Vít tải (14) được dẫn động nhờ động cơ
điện (16), hộp giảm tốc (17). Để đưa xi măng vào xyclo chứa, người ta sẽ
bơm xi măng vào xyclo thông qua đường ống số (15) bằng luồng khí nén áp
lực cao. Đường ống (15) được thông từ dưới lên đến đỉnhcủa xyclo. Phía trên
xyclo có lắp bộ phận thông khí (12), gồm có các màng vải lọc chỉ cho phép
không khí đi qua và ngăn nước cũng như hơi ẩm để tránh làm hỏng xi măng.
Buồng trộn (7) có dạng hình trụ tròn, có một trục trộn được bố trí đặt
thẳng đứng và dẫn động nhờ động cơ điện (9), hộp giảm tốc. Quá trình trộn
gồm có hai giai đoạn: giai đoạn trộn khô (khi chưa có nước) và giai đoạn trộn
ướt (sau khi đã bơm nước). Sau khi đã trộn xong, bê tông sẽ được xả xuống
xe vận chuyển (6) qua cửa xả ở dưới thùng trộn (7).
Các cửa xả ở các bộ phận của trạm trộn như: cửa xả cốt liệu từ phễu
chứa (2) vào xe skip (3), cửa xả bê tông sau khi trộn từ buồng trộn (7) xuống
xe vận chuyển (6) đều được đóng mở bằng các xy lanh khí nén. Do vậy ở
trạm trộn còn được trang bị thêm máy nén khí.
Toàn bộ việc cân định lượng nước, xi măng, cốt liệu, đặt chế độ trộn,
thời gian trộn…đều được điều khiển một cách tự động nhờ máy tính điện tử ở
cabin (5). Do vậy việc vận hành trạm trộn đơn giản và chỉ cần một người
ngồi điều khiển trên cabin.
- Phương án cấp liệu bằng máy bốc xúc này có những ưu nhược điểm
sau:
+ Ưu điểm:
Việc cấp liệu được thực hiện bằng máy bốc xúc trực tiếp đến phễu
chứa cốt liệu mà không cần có các thiết bị khác như băng tải, băng gầu… nên

kết cấu của trạm đơn giản, thuận tiện cho việc lắp đặt, tháo dỡ di chuyển
trạm.
Kết cấu của trạm gồm ít các bộ phận nên mặt bằng trạm nhỏ gọn và
thường được lắp dựng trên diện tích hình vuông.
Ngoài việc cấp liệu, có thể sử dụng máy bốc xúc vào các công việc
khác của trạm như vận chuyển, thu dọn mặt bằng…mà không cần điều máy
từ nơi khác đến.
+ Nhược điểm:
Trong quá trình vận hành trạm, phải luôn có máy bốc xúc và người
điều khiển thường trực làm việc, do vậy sẽ tốn thêm chi phí. Nếu không có
máy bốc xúc làm việc liên tục ở trạm thì dung tích phễu chứa cốt liệu phải
lớn, tuy nhiên lúc đó kích thước phễu sẽ lớn, kồng kềnh. Hiện nay ở các trạm
trộn cấp liệu theo cách này thường dùng phễu chứa cốt liệu gồm ba ngăn, mỗi
ngăn có dung tích không quá 10 m3.
Máy bốc xúc chạy bằng dầu diezel có giá thành đắt hơn nếu như so
sánh với các phương án cấp liệu chạy bằng điện như dùng băng tải, gầu
cào…

Hình 1.2: Trạm trộn BTXM năng suất 45 m3
/h do Việt Nam chế tạo, sử dụng máy bốc xúc để cấp
liệu
1.2. Phương án II: Cấp liệu bằng băng tải cao su
Mô hình trạm trộn sử dụng băng tải cao su để cấp liệu được thể hiện
trên hình 1.3 và hình 1.4.

Hình 1.3: Trạm trộn BTXM sử dụng băng tải cao su để cấp liệu
- Chú thích:
1- Động cơ điện dẫn động vít tải, 2- Hộp giảm tốc, 3- ống bơm xi măng vào xyclo,
4- Xe vận chuyển bê tông, 5- Vít tải cấp xi măng, 6- Xyclo chứa xi măng, 7- Bộ phận
thông khí của xyclo, 8- Bộ phận cân xi măng, 9- Động cơ điện dẫn động trục trộn, 10-
Động cơ điện dẫn động xe skip, 11- Bộ phận cân nuớc, 12- Buồng trộn, 13- Cabin điều
khiển, 14- Đường chạy của xe skip, 15- Phễu chứa cốt liệu, 16-Xe skip, 17- Băng tải cao
su, 18- Phễu chứa cốt liệu.
Cốt liệu ban đầu được chứa riêng ở các phễu chứa (18) (gồm có hai
hoặc ba phễu (18) chứa từng loại đá lớn, đá nhỏ và cát). Phía dưới các phễu
chứa (18) có đặt bộ phận cân định lượng, cốt liệu sau khi được cân định
lượng xong sẽ được băng tải cao su (17) vận chuyển đến phễu chứa (15) rồi
xả xuống xe skip (16). Xe skip (16) sẽ vận chuyển cốt liệu theo đường chạy

số (14) lên buồng trộn (12). Xe skip được kéo bằng cáp và dẫn động nhờ
động cơ điện (10).
Nguyên lý hoạt động của các bộ phận khác như xyclo (6), vít tải (5),
buồng trộn (12)…tương tự như trạm trộn dùng máy bốc xúc để cấp liệu đã
trình bày ở trên.
- Phương án cấp liệu bằng băng tải cao su này có những ưu nhược
điểm sau:
+ Ưu điểm:
Băng tải cao su là loại thiết bị vận chuyển vật liệu liên tục nên khi
sử dụng băng tải, năng suất cấp liệu sẽ cao. Phương pháp cấp liệu này có thể
phù hợp với các trạm có năng suất cao.
Trong quá trình vận hành, băng tải làm việc tự động, do đó không
cần có người trực tiếp để điều khiển băng tải như là dùng máy bốc xúc hay
dùng gầu cào để cấp liệu.
Băng tải chạy bằng năng lượng điện có giá thành rẻ, dễ kiếm, đồng
thời cùng loại năng lượng được sử dụng của cả trạm nên việc cung cấp năng
lượng đơn giản hơn.
+ Nhược điểm:
Kết cấu của trạm phức tạp, phải dùng hai hoặc ba băng tải cao su
để vận chuyển các loại cốt liệu khác nhau (đá lớn, đá nhỏ, cát), do vậy việc
lắp đặt tháo dỡ trạm khó khăn. Giá thành của trạm trộn cũng đắt hơn do phải
trang bị nhiều bộ phận.
Việc bố trí các băng tải tốn diện tích nên kích thước mặt bằng của
trạm trộn lớn, không phù hợp để lắp đặt ở những nơi chật hẹp.
Mặc dù dùng băng tải để cấp liệu nhưng trên thực tế vẫn phải dùng
thêm máy bốc xúc trong công đoạn đưa vật liệu vào các phễu chứa cốt liệu
ban đầu. Có thể khắc phục bằng cách đào hố và đặt phễu chứa cốt liệu ban
đầu ở dưới, sau đó dùng ô tô trực tiếp đổ vào phễu. Tuy nhiên lúc đó kết cấu
của trạm rất phức tạp, gây khó khăn cho việc lắp dựng.

/h do Việt Nam chế tạo, sử dụng băng tải cao su để
cấp liệu
1.3. Phương án III: Cấp liệu bằng băng gạt
Mô hình trạm trộn sử dụng băng gạt để cấp liệu được thể hiện như hình
1.5 và hình 1.6.
Cốt liệu gồm đá lớn, đá nhỏ, cát được chứa riêng biệt và lần lượt trong
ba ngăn phễu chứa số (14). Phía dưới mỗi phễu chứa (14) đều có bộ phận cân
định lượng cốt liệu. Đá, cát sau khi được cân định lượng chính xác theo yêu
cầu của từng mác bê tông sẽ được xả xuống băng tải cao su (15). Cửa xả cốt
liệu của các phễu chứa được đóng mở bằng các xy lanh khí nén. Băng tải cao
su (15) sau khi nhận cốt liệu từ phễu chứa sẽ vận chuyển chúng và đổ vào đầu
phía dưới của băng gạt (13). Cốt liệu tiếp tục được vận chuyển theo băng gạt
lên trên và cung cấp cho buồng trộn (10).

Hình 1.5: Trạm trộn BTXM sử dụng băng gạt để cấp liệu
- Chú thích:
1- Động cơ điện dẫn động vít tải, 2- Hộp giảm tốc, 3- ống bơm xi măng vào xyclo,
4- Xe vận chuyển bê tông, 5- Vít tải cấp xi măng, 6- Bộ phận cân xi măng, 7- Xyclo chứa
xi măng, 8- Bộ phận thông khí của xyclo, 9- Bộ phận cân nuớc, 10- Buồng trộn, 11- Động
cơ điện dẫn động trục trộn, 12- Cầu thang, 13- Băng gạt, 14- Phễu chứa cốt liệu, 15- Băng
tải cao su.
Buồng trộn của trạm này là loại buồng trộn cưỡng bức hai trục đặt nằm
ngang, hai trục trộn được dẫn động riêng biệt nhờ hai động cơ điện số (11)
đặt ở hai bên.
Cabin của trạm trộn loại này được đặt ở dưới mặt đất, do vậy khi lắp
dựng cần phải có thêm phần móng nền cho cabin.

/h do Hàn Quốc và Trung Quốc chế tạo, sử dụng băng
gạt để cấp liệu
- Phương án cấp liệu bằng băng gạt này có những ưu nhược điểm sau:
+ Ưu điểm:
Khác với các phương án cấp liệu khác có dùng xe skip cấp liệu
mang tính chu kì, ở phương án này việc cấp liệu diễn ra hoàn toàn liên tục từ
băng tải cao su đến băng gạt. Do vậy năng suất cấp liệu của phương án này
cao hơn hẳn so với các phương án khác. Phương án này áp dụng thích hợp
cho các trạm trộn lớn có năng suất cao.
Các bộ phận tham gia vận chuyển cốt liệu gồm băng tải cao su,
băng gạt đều sử dụng nguồn năng lượng điện giá thành rẻ, dễ kiếm và cùng
loại năng lượng được sử dụng của cả trạm trộn.
+ Nhược điểm:

DOWNLOAD ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ NỘI DUNG
MÃ TÀI LIỆU: 51570
DOWNLOAD: + Link tải: Xem bình luận
Hoặc : + ZALO: 0932091562

Đề tài: Tính toán thiết kế trạm trộn bê tông xi măng năng suất 45 m3/ h

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Đề tài: Tính toán thiết kế trạm trộn bê tông xi măng năng suất 45 m3/ h

Similar to Đề tài: Tính toán thiết kế trạm trộn bê tông xi măng năng suất 45 m3/ h (20)

More from Dịch Vụ Viết Thuê Khóa Luận Zalo/Telegram 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Thuê Khóa Luận Zalo/Telegram 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

Đề tài: Tính toán thiết kế trạm trộn bê tông xi măng năng suất 45 m3/ h