BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MÔ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NHỰA NÓNG ASPHALT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
====o0o====

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MƠ HÌNH TRẠM TRỘN BÊ TƠNG NHỰA NĨNG
ASPHALT

Giảng viên hướng dẫn : TS.Lê Thị Thúy Nga
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Minh Tú

Lớp

: TĐH3-K59

MSSV

:181603042

Hà nội, 06/2022


MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG BIỂU.................................................................................... iv
DANH MỤC LƯU ĐỒ ........................................................................................... v
LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................... 1

Tổng quan về trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt ................... 2
1.1. Các khái niệm chung về công nghệ sản xuất bê tơng nhựa nóng .................. 2
1.1.1 Bê tơng nhựa nóng .................................................................................... 2
1.1.2. Trạm trộn bê tơng nhựa nóng .................................................................. 3
1.2. Ngun lí hoạt động của trạm trộn bê tơng nhựa nóng ................................. 6
1.3. Cấu tạo, ngun lí hoạt động từng cụm cấu thành của Trạm trộn ................ 8
Thiết kế mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt ........... 19
2.1. Mục tiêu đề tài .............................................................................................. 19
2.2. Lựa chọn các thiết bị sử dụng trong mơ hình .............................................. 21
2.2.1. Van điện nước ........................................................................................ 21
2.2.2. Đầu cân (loadcell) .................................................................................. 21
2.2.3. PLC S7 1200 .......................................................................................... 25
2.2.4. Động cơ khuấy trộn ............................................................................... 28
2.2.5. Tính chọn động cơ băng tải ................................................................... 29
Xây dựng hệ thống điều khiển mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa
nóng ................................................................................................ 43
3.1. Lưu đồ điều khiển ......................................................................................... 43
3.2. Mạch lực điều khiển ..................................................................................... 44
3.3. Cấu hình phần cứng cho PLC S7-1200 1212C AC/DC/RLY ....................... 50
3.4. Lập trình chương trình điều khiển ............................................................... 54
3.4.1. Các chế độ điều khiển mơ hình Trạm trộn bê tơng nhựa nóng.............. 54
3.4.2. Các tín hiệu vào ra trên module PLC .................................................... 55
3.4.3. Danh sách và ý nghĩa các ơ nhớ dùng trong chương trình .................... 59
3.4.4. Các khối chương trình trong project ...................................................... 62
3.5. Thiết kế giao diện người dùng HMI ............................................................. 63


3.5.1. Giới thiệu phần mềm ............................................................................. 63
3.5.2. Thiết kế giao diện HMI cho Hệ thống điều khiển mơ hình Trạm trộn .. 63
: Vận hành kiểm nghiệm và đánh giá hệ thống ............................ 67

4.1. Vận hành thực tế để kiểm nghiệm mơ hình .................................................. 67
4.2. Đánh giá kết quả đạt được ........................................................................... 80
KẾT LUẬN............................................................................................................ 80
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 81
1.1. Khối OB1 .................................................................................................. 81
1.2. Khối OB100 .............................................................................................. 82
1.3. Khối hàm FC_AUTO ............................................................................... 82
1.4. Khối hàm FC_DOC_VE_LOADCELL .................................................... 85
1.5. Khối hàm FC_MANU .............................................................................. 85
1.6. Khối hàm FC_OUTPUT ........................................................................... 87
1.7. Khối hàm FC_SIMULATION .................................................................. 89


Lời nói đầu

LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, cùng với các cuộc cách mạng công nghệ, các hệ thống điều khiển tự động
ngày càng phổ biến. Nhờ được tự động hoá làm giảm sức lao động của con người, các
hệ thống máy móc tự động đã đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt, nâng cao chất lượng sản
phẩm, tăng năng suất lao động, hạ giá thành, sử dụng nguyên liệu tiết kiệm v.v..
Trong lĩnh vực cầu đường, việc ứng dụng tự động hóa trong q trình sản xuất Bê
tơng Asphalt tại các trạm trộn bê tơng nhựa nóng thực sự đã mang lại hiệu quả về năng
suất, chất lượng rất lớn cho quá trình sản xuất. Nhận thấy đây là một công nghệ thiết
thực vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, em đã chọn đề tài: “Thiết kế Mơ
hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt”. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài,
em đã được củng cố và học hỏi thêm được rất nhiều kiến thức về điện tử.
Dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của cô Lê Thị Thúy Nga cùng với sự cố
gắng của bản thân, em đã hoàn thành đề tài đúng thời gian cho phép.
Do trong một thời gian ngắn, hiểu biết cịn hạn chế nên đề tài của em khơng tránh

khỏi những sai sót, nhầm lẫn, vì vậy em rất mong có thêm sự chỉ bảo, hướng dẫn của
các thầy cơ để em có thể phát triển và hồn thiện thêm đề tài.

1


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt

Tổng quan về trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt
1.1. Các khái niệm chung về công nghệ sản xuất bê tơng nhựa nóng
1.1.1 Bê tơng nhựa nóng
a. Bê tơng nhựa nóng
Bê tơng nhựa nóng (BTNN) là hỗn hợp cấp phối gồm: đá, cát, bột khoáng (phụ gia)
và nhựa đường, được sử dụng chủ yếu làm kết cấu mặt đường mềm.Tính chất và chất
lượng của BTNN phụ thuộc vào thành phần cấp phối, cỡ hạt, cường độ hạt và tỷ lệ nhựa
đường; đồng thời chịu ảnh hưởng trực tiếp của nhiệt độ, chế độ trộn.
b. Phân loại Bê tông nhựa nóng
Bê tơng nhựa có nhiều loại và có thể phân loại như sau:
• Căn cứ vào loại nhựa và nhiệt độ lúc rải có thể chia thành loại rải nóng khi
dùng nhựa đặc có độ kim lún 60/90, 40/60 và rải ở nhiệt độ 1200 C-1400 C,
đây chính là BTNN. Loại rải ấm khi dùng nhựa có độ kim lún 200/300,
130/200, loại rải nguội khi dùng nhựa lỏng nguội hay nhũ tương.
• Căn cứ vào độ chặt khi lu lèn chia thành loại có độ chặt lớn – có độ rỗng 35% khi rải thảm lớp bề mặt; loại có độ chặt nhỏ có độ rỗng 5-10% dùng cho
lớp dưới.
• Theo hàm lượng đá dăm có cỡ hạt >5 (mm), có thể chia thành loại nhiều đá
dam (50%-60%), loại vừa ( 30-50%), loại ít ( 20-25%).
• Theo kích cỡ lớn nhất của viên đá chia thành:
▪ Loại hạt thô dùng cho lớp lót hoặc lớp bù vênh có dmax hạt < 40(mm)
▪ Loại hạt vừa (hạt trung) có dmax < 20 (25) (mm)
▪ Loại bê tông hạt mịn dung cho lớp mặt khi có cỡ hạt lớp nhất là

5(mm).

2


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
1.1.2. Trạm trộn bê tơng nhựa nóng
a. Trạm bê tơng nhựa nóng
Trạm trộn bê tơng nhựa nóng(TTBTNN) là một tổng thành gồm nhiều thiết bị và
cụm thiết bị mà mỗi cụm thiết bị đều phối hợp làm việc nhịp nhàng với nhau để trộn các
hạt cát đá nóng, phụ gia với nhựa đường nóng đã được định lượng theo tỷ lệ quy định
để tạo thành sản phẩm là bê tơng nhựa nóng.
b. Phân loại Trạm trộn bê tơng nhựa nóng
Có nhiều cách phân loại trạm trộn bê tơng nhựa nóng, trên thực tế thường phân
loại như sau:
• Dựa vào tính cơ động của trạm chia ra: Trạm trộn di động, trạm trộn cố
định, và trạm có tính cơ động cao (trên móng nổi).
• Dựa vào ngun tắc làm việc chia ra: Trộn theo chu kỳ và trộn liên tục.
• Dựa theo năng suất thường dùng của trạm trộn, chia làm 3 loại: Loại trạm
trộn năng suất lớn (từ 80 - 150 (tấn/giờ)); Loại trạm trộn năng suất vừa (40 60 (tấn/ giờ)) và loại trạm trộn có năng suất nhỏ (dưới 30 (tấn/ giờ)). Loại rất
lớn từ 200- 400 (tấn/ giờ) ít dùng.
• Dựa theo đường di chuyển của luồng vật liệu, chia thành: Trạm trộn nằm
ngang, và trạm bố trí theo kiểu hình tháp.
c. Ưu nhược điểm các loại trạm trộn bê tơng nhựa nóng
• Trạm trộn BTNN cố định: được bố trí trên nền móng bê tơng cố định có mặt
bằng tương đơi rộng, để sản xuất với một khối lượng bê tông nhựa lớn. Do trạm
phải đặt trên nền móng bê tơng tương đối kiên cố, cho nên mỗi lần di chuyển
trạm thường rất khó khăn, tốn kém đáng kể (cho nên ít khi nghĩ tới di chuyển
trạm). Trạm loại này thưịng có năng suất lớn và rất lớn.
• Trạm BTNN kiểu cơ động: thường được bố trí trên một số kết cấu kiểu rơmc,

có thể kéo đi được. Loại này chỉ phù hợp với trạm có năng suất nhỏ dưới 30
(T/h). Tuy là loại cơ động nhưng ở Việt Nam, tính cơ động này trở nên rất kém
vì quá trình di chuyển thực ra rất cồng kềnh vì phải dùng đầu kéo.

3


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
• Trạm BTNN kiểu đặt trên móng nổi: thích hợp cho tất cả các trạm có năng suất
từ 30 đến 120 (T/h) có thể lên tới 150 (T/h). Loại này có tính cơ động cao, hiệu
quả kinh tế lớn và lần đầu tiên được Việt Nam đưa vào sử dụng năm 1993.
• Trạm trộn BTNN làm việc theo chu kỳ: tức là vật liệu đưa vào trộn và lấy sản
phẩm ra khỏi thùng trộn theo từng mẻ một. Thông thường thùng trộn của trạm
này có kết cấu gồm các cánh trộn khuấy lắp trên 2 trục quay ngược chiều nhau.
Vật liệu đưa vào trộn gồm có cát, đá nóng và chất phụ gia,sau khi đã được định
lượng chính xác theo yêu cầu mỗi mác thảm được xả vào thùng trộn để trộn với
nhựa đường nóng. Nhựa đường phun vào thùng trộn nhờ bơm nhựa và các ống
phun. Nhựa được phun dưới dạng sương bao bọc lấy các hạt vật liệu. Sau một
thời gian hoà trộn, hỗn hợp được xả xuống một lần qua cửa mở dưới đáy thùng
trộn đưa vào phương tiện vận chuyển. Ưu điểm của loại trạm trộn này là khả
năng khuấy trộn đều, dễ dàng thay đổi được thành phần % của các loại vật liệu
đem trộn, khả năng định lượng chính xác hơn. Nhược điểm là, năng lượng chi
phí cho việc trộn tổn hao khá lớn.
• Trạm trộn BTNN liên tục: sản phẩm sau khi trộn được đưa ra liên tục qua cửa
thùng trộn. Thùng trộn cua loại trạm này có 2 cửa. Một cửa vật liệu được cấp
vào liên tục gồm cát. đá nóng và chất phụ gia. Ống phun nhựa đường bố trí trong
thùng trộn phun liên tục. Một cửa đầu kia của thùng trộn được mở thường xuyên
để sản phẩm liên tục đổ ra phương tiện vận chuyển. Ưu điểm của trạm trộn
BTNN liên tục là năng suất cao. Năng lượng chi phí cho việc trộn một khối thảm
nhỏ. Nhược điểm là: hỗn hợp trộn không thể đồng đều và khả nâng định lượng

cốt liệu khơng chính xác bằng trộn chu kỷ: do đó chất lượng sản phẩm khơng
cao.
•

Trạm trộn bê tơng nhựa bố trí trên cùng một mặt bằng: với loại trạm trộn này
thì các cụm máy được bố trí trên một mặt bằng, khơng có cụm nào nằm trên cụm
máy nào. Ưu điểm: việc lắp ráp dễ dàng, chiều cao trạm thấp, việc sửa chữa,
điều chỉnh thuận lợi. Nhược điểm: mặt bằng quá rộng và cồng kềnh.

• Trạm trộn BTNN bố trí theo kiểu tháp: với loại trạm trộn này, một số các cụm
máy được bố trí chồng lên nhau theo kiểu tháp như cụm thiết bị sàng và chứa
vật liệu nóng bố trí trên thiết bị cân, thiết bị cân trên thiết bị trộn. Ưu điểm của
4


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
cách bố trí này là: mặt băng được thu gọn máy làm việc liên hoàn từ trên xuống
dưới. Nhược điểm: chiều cao trạm khá lớn công việc lắp đặt phức tạp, sửa chữa
bảo dưỡng khó, nền móng cho khối tháp phải đảm bảo độ ổn định khi làm việc
và khi có gió bão.
d. Các yêu cầu đặt ra cho trạm trộn
• Độ trộn đều mà năng suất cao.
• Nhiệt độ trong các bộ phận gia nhiệt như sấy vật liệu, nấu nhựa đều được khống
chê tự động có điều khiển từ xa.
• Hệ thống cân đong được tự động hố hồn tồn có hiện số bằng các thiết bị điện
tử đảm bảo độ chính xác cao về thành phần cốt liệu trộn.
• Kết cấu trạm gọn, nhẹ, cơ động, tiêu hao nhiên liệu ít.
• Ngồi ra, trạm trộn BTNN hiện đại cịn bảo đảm tránh gây ơ nhiễm mơi trường
xung quanh. Khả năng thu bụi đạt được> 95% những hạt bụi có kích thước nhỏ
hơn 8 micrơmet.

5


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt

1.2. Ngun lí hoạt động của trạm trộn bê tơng nhựa nóng
Sau khi tìm hiểu các loại trạm trộn phổ biến ở Việt Nam của các nhà sản xuất như
SPECO (Hàn Quốc), Vinabima (Việt Nam), Nhà máy Cơ khí Cơng trình (Việt Nam),
chúng em thấy Trạm trộn bê tơng nhựa nóng làm việc theo chu kì là loại trạm được dùng
chính ở trên các cơng trình khắp nước ta hiện nay. Vì vậy đồ án này chúng em quyết
định sẽ tìm hiểu, xây dựng bản mơ phỏng theo cơng nghệ của loại trạm này.
• Sơ đồ cơng nghệ của trạm BTNN kiểu chu kỳ

Kho phụ
gia

Bãi cát đá

Nhựa đường

Máy xúc

Thùng nấu
thơ

Băng gầu

Tháp tách +
ống khói

Phễu cát

Phễu đá lớn

Phễu đá
một

Phễu đá
nhỏ
Bơm
dầu

Băng tải tiếp
liệu

Bể nước

Băng tải tiếp
liệu

Băng tải tiếp
liệu

Băng tải tiếp
liệu
Thùng nấu
dầu mơi chất

Bồn chứa

Vít tải

Bơm

Băng tải dài

Tháp tưới
nước

Băng gầu phụ
gia

Băng gầu
nguội

Phễu trung
gian

Tang sấy
Bụi lớn

Vít tải

Cân phụ gia

Quạt
gió
hút

Xi lơ
lắng
bụi

Bơm nhựa
nóng

Cân nhựa
nóng

Băng gầu
nóng
Sàng phân
loại

Tưới nhựa

Các ơ chứa
vật liệu nóng
Phễu cân cát
đá
Buồng trộn
Xả thảm

Biểu đồ 1.1 Sơ đồ công nghệ trạm trộn BTNN kiểu chu kỳ

6


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt

• Ngun lí hoạt động của trạm BTNN kiểu chu kỳ
Cát đá từ kho bãi được máy bốc xúc đưa vào các ngăn phễu cấp vật liệu, mỗi ngăn
chứa một loại vật liệu riêng biệt. Phía dưới mỗi phễu có gắn thiết bị định lượng sơ bộ
vật liệu, vật liệu sẽ rơi xuống máng cấp liệu trước khi đưa vào băng chuyền rồi đưa lên
thùng sấy vật liệu. ở đây vật liệu cát, đá dăm được rang sấy đến nhiệt độ 200 - 220°c
nhờ ngọn lửa (nguồn nhiệt) ở buồng đốt. Hơi nóng sau khi đã đi từ đầu này sang đầu
kia của thùng sây sẽ đi vào các thiết bị thu bụi và các xilo trước khi được thải ra ngồi
khơng khí. Bụi được thu lại nếu khơng chứa hạt sét và có tính cơ lý thích hợp sẽ được
đưa về thùng chứa bột đá để sử dụng lại. Vật liệu đá dăm các cỡ và cát sau khi được
rang nóng đến nhiệt độ 200 - 220°C sẽ theo bằng gầu nóng đưa vào máy sàng. Tại đây,
máy sàng sẽ phân ra các cỡ hạt: 0 - 5(mm);5 – 15(mm) và 15 - 35(mm). Mỗi cỡ hạt sẽ
rơi xuống một ngăn tương ứng của thùng chứa. Bột đá được chuyển từ kho chứa phụ gia
đến một ngăn riêng của thùng chứa nhờ băng gầu. Dưới các ngăn của thùng chứa là thiết
bị cân đong. Tại đây, các hỗn hợp vật liệu lại được cân đong theo đúng tỷ lệ quy định
của hỗn hợp bê tông nhựa (sai số cho phép < ± 1% trọng lượng) và rồi được đưa vào
thùng trộn.
Nhựa sau khi đã được đun nóng đến nhiệt độ (160° - 165°C) ở thiết bị nấu nhựa,
qua ống dẫn và bơm, nhựa được bơm và định lượng tại thiết bị định lượng rồi bơm vào
thùng trộn (sai sô cho phép ± 1,5%). Hỗn hợp đá, cát, bột đá (hoặc có thêm chất phụ
gia) được trộn đều trong thùng trộn với thời gian từ 10 - 25 (giây). Sau đó, nhựa sẽ phun
vào và nhào trộn tiếp từ 10 - 20 (giây) rồi mới mở cửa xả để sản phẩm đổ vào xe vận
chuyển chở tới công trường hoặc chứa sẵn vào xilo có vỏ bọc cách nhiệt. Nhiệt độ của
hỗn hợp bê tông sau khi trộn phải đạt được từ 150° - 160° (C), có thể tới 170° (C) tuỳ
cự ly chuyên chở.

7


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt

1.3. Cấu tạo, ngun lí hoạt động từng cụm cấu thành của Trạm trộn

Hình 1.1 Tổng quan Trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt
1.3.1. Phễu cấp liệu nguội:
Phễu cấp liệu dùng để chứa vật liệu (Cát, đá các loại) và cung cấp cát, đá xuống
băng tải cao su nằm ngang ở phía dưới nhờ hệ thống băng tải định lượng sơ bộ tại các
phễu. Phễu cấp liệu được lắp ráp trên khung cứng, kết cấu chia làm 2 tầng. Phía trên 4
phễu có bố trí các lưới chắn sơ bộ nhằm giữ lại các viên đá quá cỡ, cành cây và tất cả
các vật lạ có kích thước lớn hơn mắt lưới 100x100. Phía đáy phễu có bố trí các băng tải
định lượng sơ bộ kết hợp với hệ thống biến tần.

Hình 1.2 Phễu cấp liệu nguội

8


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
Vật liệu được định lượng sơ bộ bằng cách kết hợp điều chỉnh cao độ của cửa mở
(Điều chỉnh thô) làm cho khe hở giữa băng tải với cánh cửa thay đổi, tạo ra tiết diện
dòng chảy vật liệu phù hợp với thành phần cấp phối yêu cầu. Trong quá trình làm việc
độ cao cửa mở được giữ nguyên và việc điều chỉnh vật liệu được thực hiện bằng cách
điều chỉnh tần số động cơ thông qua biến tần, làm thay đổi tốc độ băng tải cấp liệu.
1.3.2. Băng tải cao su nằm ngang:

Hình 1.3 Băng tải cao su nằm ngang
Băng tải cao su có nhiệm vụ vận chuyển vật liệu từ các phễu chứa vật liệu sau khi
đã định lượng sơ bộ đưa vào máng đón của băng tải nghiêng.
1.3.3. Băng tải cao su nghiêng:
Có nhiệm vụ cung cấp vật liệu đều đặn vào tang sấy. Cấu tạo chủ yếu của băng
tương tự như băng tải cao su nằm ngang nhưng băng tải này nghiêng 1 góc 16 O so với

phương nằm ngang. Máng đón vật liệu của băng tải nghiêng kết hợp sàng sơ bộ dạng
thanh để loại bỏ tiếp đá quá cỡ >= 80mm.

Hình 1.4 Băng tải cao su nghiêng
9


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
1.3.4. Tang sấy vật liệu:
Tang sấy vật liệu có nhiệm vụ là sấy khô vật liệu từ trạng thái mơi trường (Nguội
và ẩm) lên trạng thái khơ và nóng với nhiệt độ là: 150OC ~ 200OC.

Hình 1.5 Tang sấy vật liệu
Cấu tạo chính của tang sấy bao gồm:
-

Thân tang sấy: Có cấu tạo dạng hình trụ nằm ngang, phía trong được hàn các
cánh nâng bố trí xen kẽ nhau làm tăng hiệu quả sấy vật liệu. Phía ngồi thân
tang sấy được bọc bảo ơn và được bố trí 2 vành lăn ma sát làm cơ sở tỳ cho
thân tang sấy vào 4 con lăn đỡ. 4 con lăn đỡ có nhiệm vụ dẫn động để quay
thân tang sấy.

-

Phễu nhập vật liệu (Đầu vào tang sấy): Là để tiếp nhận vật liệu từ băng tải
nghiêng đổ vào thân tang sấy.

-

Phễu xuất vật liệu (Đầu ra tang sấy): Là để chuyển vật liệu sau khi đã sấy đạt

nhiệt độ công tác 150OC ~ 200OC từ thân tang sấy vào băng gầu nóng. Băng
gầu nóng và phễu xuất có góc dốc tự do đảm bảo vật liệu chạy thơng thốt
vào băng gầu nóng.

-

Khung dầm và chân tang sấy: Là cơ sở để đặt thân tang sấy ở trên. Trên
khung dẫn tang sấy có lắp ráp 4 bộ con lăn ma sát, 02 bộ con lăn tỳ khống
chế sự dịch chuyển dọc của thân tang sấy.Toàn bộ hệ thống tang sấy đặt trên

10


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
4 chân trụ và góc nghiêng đều của tồn hệ thống là 4O theo chiều xi của
dịng vật liệu.
-

Hệ thống dẫn động tang sấy: Là động lực xuất phát từ 4 động cơ, thông qua
4 hệ thông truyền động puly và dây đai đến hộp giảm tốc treo gắn vào trục
con lăn ma sát, làm cho thân tang sấy quay đều trong quá trình làm việc.

-

Hệ thống gia nhiệt tang sấy: Sử dụng đầu đốt.Toàn bộ hoạt động của tang sấy
đều được điều khiển tự động hố hồn tồn q trình đốt.

-

Buồng đốt tang sấy có cấu tạo hình trụ đặt trên giá đỡ, góc nghiêng của buồng

đốt trùng với góc nghiêng của tang sấy đảm bảo ngọn lửa đốt được đúng tâm
tang sấy và tận dụng 100% nhiệt lượng của đầu đốt.

-

Vỏ buồng đốt có cấu tạo 3 lớp: Lớp trong xây gạch chịu lửa, lớp giữa là bìa
Amiăng cách nhiệt và lớp ngồi là vỏ tơn.

1.3.5. Băng gầu nóng:
Băng gầu nóng có nhiệm vụ vận chuyển vật liệu sau khi đã sấy đạt nhiệt độ làm việc
(150OC ~ 200 O C) từ tang sấy lên sàng phân loại. Được thiết kế kiểu thang thẳng đứng,
băng gầu nóng được lắp ráp với khung tháp phễu qua supo phía trên có bu lơng xiết chặt.
Phía dưới băng gầu nóng có phễu nhập vật liệu nghiêng dốc vào phía gầu múc. Ngồi
ra băng gầu nóng cịn được trang bị 02 bộ lò xo kép giúp cho giảm chấn chống quá tải
cho động cơ và tăng tuổi thọ cho xích tải. Băng gầu nóng vận chuyển vật liệu khơ và
nóng do vậy nó có vỏ che phía ngồi để trán bụi và thất thốt nhiệt của vật liệu.

Hình 1.6 Băng gầu nóng
11


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
1.3.6. Băng gầu vận chuyển phụ gia:
Băng gầu phụ gia có nhiệm vụ vận chuyển phụ gia từ vít xoắn cấp phụ gia đưa lên
tháp phễu. Trên tháp phễu có bố trí phễu chứa phụ gia và xít xoắn cân phụ gia để đưa
phụ gia vào phễu cân phụ gia riêng. Nguyên lý cấu tạo của băng gầu nóng và băng gầu
phụ gia giống nhau. Gầu múc của băng gầu phụ gia nông hơn, đảm bảo vật liệu bột dễ
thốt hơn.
1.3.7. Vít xoắn vận chuyển phụ gia:
Trong trạm trộn có bố trí 2 vít xoắn để vận chuyển phụ gia. Vít xoắn cấp phụ gia có

nhiệm vụ vận chuyển phụ gia ở phía dưới phễu chứa phụ gia hoặc Cyclo đưa vào băng
gầu phụ gia. Vít xoắn cân phụ gia ở trên tháp phễu là để vận chuyển phụ gia từ phễu lưu
phụ gia vào phễu cân phụ gia. Cả 2 vít xoắn có cấu tạo giống nhau. Cấu tạo chính của
vít gồm có vỏ vít, trục cánh xoắn và ổ đỡ 2 đầu. Khi động cơ dẫn động qua hộp giảm
tốc và bộ truyền trung gian làm việc sẽ truyền chuyển động quay cho trục xoắn. Do cấu
tạo có dạng xoắn mà vật liệu được đẩy ra đầu kia của vít.
1.3.8. Sàng rung:
Sàng rung có nhiệm vụ phân loại thành phần cấp phối ra từng loại kích cỡ theo yêu
cầu của tiêu chuẩn AASHTO. Sàng rung có kết cấu kiểu bộ rung 02 trục lệch tâm, rung
định hướng do vậy nâng cao được hiệu quả sàng do lực rung khơng đổi hướng trong
suốt q trình làm việc.
Cấu tạo chủ yếu của sàng rung gồm 2 phần là: phần sàng rung và phần vỏ sàng rung.
Trong quá trình sàng rung làm việc vật liệu sẽ được phân loại trên các lớp lưới của sàng.
Khi trục lệch tâm quay do cấu tạo của trục làm cho khung sàng rung và các lớp lưới
sàng rung đó chính là nguồn gốc để tạo rung và vật liệu được phân loại.
Thông thường 4 kích cỡ thường dùng của lưới sàng là: 4,75 mm, 12,7 mm, 19 mm
và 25,4 mm. Lớp trên cùng là lớp lưới có kích cỡ lớn nhất. Lớp dưới là nhỏ nhất. Các
cỡ hạt này được chứa vào các ngăn riêng biệt của phễu nóng. Các lị xo phía trong hỗ
trợ cho khung sàng khi làm việc và giảm chấn cho lực rung ảnh hưởng ít xuống hệ tháp
trộn. Tồn bộ sàng có vỏ che kín phía ngồi chống bụi và thất thoát nhiệt, khi bụi xuất
12


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
hiện trong q trình sàng sẽ được hút qua ống riêng về xyclô, vỏ che chia làm nhiều tấm
đảm bảo cho việc sửa chữa và thay thế lưới sàng được thuận lợi.
1.3.9. Khối tháp phễu phía trên:

Hình 1.7 Phễu nóng
Khối tháp trên gồm có: hệ thống khung trên có lắp ráp phễu nóng, phễu chứa phụ

gia và các cửa cân vật liệu dưới đáy phễu nóng.
Phễu nóng có 4 ngăn chính:
+ Ngăn cát: Kích thước cốt liệu 0 - 4,75 mm.
+ Ngăn đá 1: Kích thước cốt liệu 4,75 - 12,7 mm.
+ Ngăn đá 2: Kích thước cốt liệu 12,7 - 19 mm.
+ Ngăn đá 3: Kích thước cốt liệu 19 - 25,4 mm.
Phễu cân phụ gia và phễu lưu phụ gia theo đường riêng.
1.3.10. Khối tháp trộn phía dưới:
Khối tháp trộn phía dưới chủ yếu cấu tạo gồm: khung chính, khung cân các phễu
cân vật liệu, cân phụ gia, bình cân nhựa, thùng trộn. Phía trên thùng trộn bố trí các phễu
cân, đáy các phễu cân có xi lanh mở cửa.
Thùng trộn kiểu cưỡng bức hoạt động theo chu kỳ, dạng 2 trục quay là trục phải và
trục trái. Bốn ổ gối đỡ lắp ráp ổ bi đũa lòng cầu 2 dãy đảm bảo 2 trục quay nhẹ nhàng.
Trên 2 trục trộn quay ngược chiều có lắp ráp các bàn tay trộn và cánh tay trộn. Góc
13


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
nghiêng của bàn tay trộn với trục là 45O, các cánh tay trộn trên 2 trục được lắp ráp tạo
thành 3 vùng đặc trưng của thùng trộn theo chiều dài trục.

Hình 1.8 Khối tháp trộn phía dưới
Hỗn hợp cốt liệu dịch chuyển từ giữa thùng trộn ra được đảo quay vòng vào giữa do
cánh tay nghịch của trục bên kia. Vùng giữa thùng trộn đảm bảo cho vật liệu từ trái qua
phải và từ phải qua trái. Do cấu tạo như vậy nên vật liệu được trộn một cách đồng đều
và khi xả thảm được nhanh, gọn. Nhựa đường lỏng được tưới áp lực cao vào vật liệu
trong thùng trộn qua ống phun nhựa và bơm nhựa khiến cho thảm BTNN được trộn đều
nhanh chóng.
Phần động lực dẫn động thùng trộn là phần động cơ, qua hộp giảm tốc, hệ thống
xích đến trục trộn chủ động và cặp bánh răng ngược chiều đảm bảo chiều quay của 2

trục ngược nhau.
Để mở cửa thùng trộn xả thảm nóng xuống xe ô tô vận chuyển, phía dưới đáy bố trí
01 cửa lật nhanh, đóng mở bằng xi lanh khí. Cửa mở thùng trộn ln đóng trong suốt
q trình trộn và mở khi xả bê tơng nhựa nóng.

14


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
1.3.11. Hệ thống lọc bụi ướt:

Hình 1.9 Hệ thống lọc bụi ướt
Hệ thống lọc bụi ướt có nhiệm vụ lọc bụi và khói thốt ra từ tang sấy, thùng trộn
và sàng vật liệu với mục đích là thu giữ và xử lý các hạt bụi cịn khói và hơi nước mới
xả ra môi trường đảm bảo tiêu chuẩn quốc gia về vệ sinh môi trường. Các bộ phận chủ
yếu của hệ thống lọc bụi ẩm: ống dẫn, xiclô thu bụi, quạt gió, bồn dập bụi, bình tách
nước, ống khói, bể lắng và bơm nước.
Nguyên lý của hệ thống là: Bụi, khói, hơi nước phát sinh ở tang sấy trong quá trình
sấy vật liệu, bụi ở thùng trộn trong quá trình cân trộn và bụi ở sàng trong quá trình sàng
vật liệu được thu bụi qua ống dẫn, nhờ lực hút của quạt hút, tại xiclô những hạt bụi cỡ
lớn được lắng đọng và sau đó đưa vào sử dụng lại ở băng gầu nóng. Cịn các hạt bụi nhỏ
hơn (cỡ hạt vào khoảng nhỏ hơn 0,1 mm) tiếp tục đi qua quạt hút gió đẩy vào bồn dập
bụi. Khi bụi đi qua bồn này nhờ có bố trí ống phun nước làm cho các hạt bụi khơ, nóng
bị ướt và chuyển sang bình lắng rồi chảy ra bể, cịn khói và hơi nước được thốt lên ống
khói. Tại đây chỉ cịn hơi nước thốt ra ngồi. Tại bể lắng, bùn được lắng đọng qua các
ngăn bể và nước sạch được sử dụng lại luân chuyển.

15

Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
1.3.12. Hệ thống khí nén:

Hình 1.10 Hệ thống khí nén
Hệ thống khí nén có nhiệm vụ hỗ trợ trực tiếp việc điều khiển các cửa mở cân của
phễu nóng, các phễu cân, xả đáy thùng trộn .v.v. . Cấu tạo chủ yếu của hệ thống gồm:
Máy nén khí, bình tích khí, các bầu lọc nước và chứa dầu bơi trơn, đồng hồ đo áp suất,
van phân phối khí, xi lanh cơng tác và hệ thống ống dẫn.
Bình tích khí được bố trí trên tầng tháp trộn và tầng phễu nóng đảm bảo lưu lượng
khí tức thời cấp đủ cho các xy lanh khí làm việc. Xi lanh cơng tác nối với van phân phối
khí qua đường ống. Khi khơng có dịng điện điều khiển, cuộn dây điện từ của van khơng
có tác dụng. Khi có dịng điện van sẽ đóng hoặc mở xi lanh của các cửa phễu. Áp lực
làm việc thơng thường của hệ thống khí nén là 7 - 8 KG/cm2. Sau mỗi ca làm việc phải
xả nước ở bầu lọc và bình tích, bình chứa của máy nén khí.
1.3.13. Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ: cung cấp dầu FO, DO cho đầu đốt tang sấy .
Các bộ phận chủ yếu của hệ thống bao gồm: Bồn chứa dầu FO, bồn chứa dầu DO.
Bồn chứa dầu FO gồm có 2 bồn: Bồn sấy lắp ráp bộ sấy gián tiếp bằng dầu nóng và bồn
chứa phụ, khi bắt đầu sấy dầu chỉ sấy ở bồn sấy đảm bảo thời gian sấy dầu tức thời
nhanh. Dầu FO được sấy ở trong thùng dầu từ 60 - 80OC cung cấp vào đường ống cho
đầu đốt tang sấy

16


Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt
1.3.14. Hệ thống nấu nhựa gián tiếp:

Hình 1.11 Hệ thống nấu nhựa gián tiếp
Gồm có các cụm thiết bị chính như sau:

-

Thiết bị nấu dầu truyền nhiệt có nhiệm vụ nấu và cấp dầu nóng (Chạy trong
đường ống tuần hồn) để sấy nóng nhựa đường trong bồn nấu thơ và bồn nấu
tinh. Thiết bị dùng đầu đốt nhỏ để gia nhiệt. Nhiệt độ dầu được nấu lên 2200C
và áp lực P = 2at.

-

Thiết bị nấu tinh gồm có bồn nấu 2 lớp vỏ hình trụ, bên trong ghép hệ đường
ống chứa dầu nóng để đun nấu nhựa đường từ 90OC lên đến 145 - 165OC
(nhiệt độ làm việc của nhựa nóng).

-

Hệ thống bơm dầu nóng có nhiệm vụ bơm dầu đã được đun nóng ở thùng
nấu dầu chảy trong đường ống tuần hoàn để truyền nhiệt cho nhựa đường.
Nhiệt độ nhựa đường tăng lên trong quá trình nhận nhiệt từ dầu truyền nhiệt,
còn dầu truyền nhiệt bị giảm dần nhiệt độ sẽ được bơm đẩy về thùng nấu, ở
đây dầu truyền nhiệt tiếp tục thu nhiệt, rồi lại được bơm đi tuần hồn trong
đường ống dẫn dầu nóng...

-

Hệ thống bơm nhựa nóng có nhiệm vụ: Bơm cấp nhựa nóng từ bồn chứa
nhựa tinh lên thùng cân nhựa trên tháp trộn. Sau khi cân xong đến chu kỳ
tưới nhựa trong mẻ trộn, nhựa được bơm phun vào thùng trộn để trộn với
phối liệu, cho ra bê tơng nhựa nóng (thảm nóng).

17

Chương 1: Tổng quan về Trạm trộn bê tông nhựa nóng Asphalt

1.3.15. Hệ thống điều khiển tự động:
Hệ thống tự động sử dụng các cảm biến để thu thập thông tin rồi xử lý và điều khiển
toàn bộ hoạt động của trạm trộn thơng qua bộ điều khiển khả trình (PLC), bao gồm tất
cả các nguyên công: Cân đong vật liệu theo nguyên tắc cân cộng dồn, cân đong nhựa,
nạp vật liệu, trộn vật liệu, xả thảm nóng xuống xe ô tô.
1.3.16. Hệ thống chống sét:
Trạm được bố trí cột thu sét tại điểm thu cao nhất. Với kim thu sét có khả năng tạo
tia tiên đạo, bán kính thu sét 60m kể từ tâm kim thu sét.

18


Chương 2: Thiết kế Mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt

Thiết kế mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt
1.1. Cấu tạo mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng asphalt
Như đã tìm hiểu ở chương trước, Trạm trộn bê tơng nhựa nóng là một dây chuyền
bao gồm rất nhiều thiết bị, em xác định việc làm mơ hình hoạt động từ khâu cấp liệu
đầu vào cho đến ra thành phẩm như trạm thật là hết sức khó khăn trong một khoảng
thời gian ngắn. Vì vậy em sẽ thiết kế tập trung vào phần cần điều khiển chính của trạm
trộn đó là khu vực Tháp chính, nơi diễn ra q trình cân chính xác các thành phần đầu
vào để đưa vào thùng trộn theo các mẻ nối tiếp nhau.
Như vậy, mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng được em lên ý tưởng sẽ bao gồm
các thiết bị như sau:
• Phễu cấp đá cốt liệu.
• Băng tải ngang vận chuyển đá cốt liệu vào tang sấy.

• Băng gầu nóng vận chuyển đá cốt liệu nóng lên các phễu nóng.
• Phễu nóng chứa 2 loại đá cốt liệu, Phễu chứa phụ gia và Phễu chứa nhựa Asphalt.
• Phễu cân cốt liệu, Phễu cân phụ gia và Phễu cân nhựa.
• Thùng trộn.
• Hệ thống cân sử dụng các đầu cân tì.
• Hệ thống điều khiển.

19


Chương 2: Thiết kế Mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt
Ta có thể thấy sơ đồ hoạt động của mơ hình sẽ như sau:

Phễu cấp
đá 1

Phễu cấp
đá 2

Băng tải dài

Tang sấy
Băng gầu
nóng

Phễu chứa
phụ gia

Phễu chứa
Đá 1

Phễu chứa
Đá 2

Bình chứa
Nhựa Asphalt

Phễu cân
phụ gia

Phễu cân
Đá 1

Phễu cân
Đá 2

Bình cân
Nhựa Asphalt

Buồng trộn

Xả thảm

Biểu đồ 2.1 Lưu đồ hoạt động của mô hình
Hai loại đá cốt liệu được trữ trong các phễu cấp sau đó được xả xuống băng tải phía
dưới. Tồn bộ đá cốt liệu sau đó được cho vào trong tang sấy để sấy khơ. Cốt liệu nóng
sau khi ra khỏi tang sấy được băng gầu đưa lên khu vực tháp chính.
Sau đó, ta coi như đá cốt liệu đã được đưa lên khu vực tháp chính, đi qua các mắt
sàng và phân thành hai loại đá cốt liệu được chứa trong hai phễu chứa nóng. Cùng với
bột khống và nhựa nóng, các thành phần này sẽ được xả vào các phễu cân tương ứng

và cân định lượng theo tỷ lệ quy định trong cơng thức trộn, sau đó xả từ phễu cân xuống
thùng trộn.

20


Chương 2: Thiết kế Mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt
Tại thùng trộn hỗn hợp cốt liệu nóng và nhựa nóng sẽ được trộn trong một khoảng
thời gian thích hợp (bao gồm hai giai đoạn trộn khơ và trộn ướt) để thành hỗn hợp bê
tơng nhựa nóng. Hỗn hợp bê tơng nhựa nóng sẽ được xả trực tiếp xuống khay đựng.
Do nhựa nóng Asphalt khơng thể dùng trong mơ hình thực tế nên chúng em sẽ thay
thế bằng nước.

1.2. Lựa chọn các thiết bị sử dụng trong mô hình
2.2.1.Van điện nước
Để thay thế cho thành phần nguyên liệu nhựa trong thực tế thì trong mơ hình này sử
dụng nước nên để đóng cắt sẽ sử dụng van điện từ nước 24V.

Hình 2.11 Van điện từ nước 24V.
2.2.2.Đầu cân (loadcell)
Loadcell là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lực thành tín hiệu
điện. Đầu ra của loadcell thường nằm trong khoảng từ 1 đến 3mV/V. Giá trị đầu ra
loadcell thường được đưa qua bộ khuếch đại tín hiệu rồi qua bộ chuyển đổi tương tự số
ADC sau đó mới được các bộ xử lý tín hiệu tính tốn hoặc hiển thị.
2.4.1.1. Cấu tạo loadcell :
Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là Strain gage và
thành phần thứ hai là Load. Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng móng tay
có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định
được dán chết trên Load. Load là một thanh kim loại chịu tải có tính đàn hồi.

21


Chương 2: Thiết kế Mơ hình trạm trộn bê tơng nhựa nóng Asphalt

Hình 2.12 Các loại đầu cân.
2.4.1.2. Ngun lý hoạt động :
Hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực tác dụng
tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở và do đó trả về tín hiệu điện áp
tỉ lệ.
2.4.1.3. Phân loại loadcell :
Phân loại theo lực tác động :
•

Loadcell chịu kéo.

•

Loadcell chịu nén.

•

Loadcell chịu xoắn.

•

Loadcell chịu uốn.

Phân loại theo hình dạng :
•

Loadcell dạng đĩa.

•

Loadcell dạng thanh.

•

Loadcell dạng trụ.

•

Loadcell dạng cầu.

•

Loadcell dạng chữ S.

Phân loại theo kích thước và khả năng chịu tải :
•

Loadcell loại bé.

•

Loadcell vừa.

•

Loadcell lớn.
22