THIẾT kế PHÂN XƯỞNG sản XUẤT GẠCH 4 lỗ

ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG GỐM XÂY DỰNG
ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT GẠCH 4 LỖ
Mục lục :
Lời mở đầu:…………………………………………………………………
Phần I : Giới thiệu về dây chuyền sản xuất gạch đỏ xây dựng……………..
I. Mô tả dây chuyền dung để sản xuất gạch xây dựng…………………
1. Nguyên liệu dung để sản xuất gạch xây dựng………………
2. Mô tả quá trình sản xuất gạch…………………………………
3. Cách bố trí máy trong dây chuyền công nghệ…………………
4. Sơ đồ khối dây chuyền cộng nghệ sản xuất gạch………………
5. Tính năng suất của dây chuyền………………………………………
II. Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất gạch………………………………
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Thiết bị cấp liệu………………………………………………
Máy nghiền thô đất sét……………………………………….
Máy nhào trộn…………………………………………………
Máy nghiền tinh đất sét……………………………………….
Máy tạo hình gạch……………………………………………
Máy tách đá……………………………………………………
Tính chọn băng tải……………………………………………..

Phần II. Tính toán thiết kế máy tạo hình…………………………
1.
2.

3.
4.
5.
6.

Tính toán các thông số cơ bản của máy……………………
Xác định công suất động cơ dẫn động……………………
Thiết bị cấp liệu……………………………………………
Kiểm tra năng suất của máy thiết kế………………………
Tính toán thiết kế bộ truyền………………………………
Tính toán ………………………………


“ LỜI NÓI ĐẦU”
Nền kinh tế phát triển nhanh nhu cầu về cơ sở hạ tầng càng ngày càng cấp thiết,để đáp ứng
yêu cầu này của nền kinh tế thì công nghệ xây dựng càng ngày càng phát triển. Trong đó một điều
không thể thiếu chính là sự phát triển của ngành vật liệu xây dựng
Hiện nay ngành vậy liệu xây dựng ở nước ta đã đạt được nhiều thành tựu nhất định đáp ứng
được yêu cầu của nền kinh tế. Sản phẩm đa dạng về chủng loại và mẫu mã, chất lượng càng ngày
càng được nâng cao. Gạch ngói là loại vật liệu không thể thiếu trong các công trình xây dựng.
Công nghệ sản xuất gạch ngói ở nước ta đã có từ lâu và phát triển nhanh, từ sản xuất thủ công
riểng lẻ đến nay một phần đã chuyển sang sản xuất theo phương pháp công nghiệp với việc sử
dụng lò sấy tuylen cho năng suất cao và giảm thiểu ô nhiểm môi trường. Gạch đỏ xây dựng được
sản xuất từ đất sét, đất sét là nguồn nguyên liệu dồi dào nên gạch đỏ có giá thành rẻ nhất trong các
loại vật liệu
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy HÀ HẢI SƠN và các thầy cô trong bộ môn đã
giúp đỡ chúng em trong quá trình hoàn thành đồ án môn học “ Đồ án gốm xây dựng” với đề tài “
thiết kế phân xưởng gia công tạo hình gạch 4 lỗ, công suất 22.000.000 viên/năm”
Em xin chân thành cảm ơn!
Nhóm sinh viên thực hiện.

1.
2.
3.
4.
5.

Đỗ Xuân Tuấn
Trần Văn Tuấn
Nguyễn Hoàng Tuấn
Trần Vũ Tiến Huy
Nguyễn Đức Hùng

Phần I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH
XÂY DỰNG
I.

MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CỘNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH

I.1 Nguyên liệu dung để sản xuất gạch cây dựng.

Nguyên liệu chính để sản xuất gạch xây dựng là đất sét. Khi cần thiết hoặc đất không đạt tiêu
chuẩn có thể cho them một số phụ gia.
Gốm sứ xây dựng thường được sản xuất theo hai phương pháp: phương pháp dẻo và phương
pháp bán khô.


Theo phương pháp bán khô thì bột đất sét có độ ẩm từ 6 - 8%, theo phương pháp này gạch
mộc có kích thước và hình dạng chính xác, cường độ cao, độ co ngót khi sấy và khi nung nhỏ
vì sau khi ép thì lượng nước và không khí còn lại trong gạch ít.Trong khi đó phương pháp dẻo
yêu cầu độ ẩm cẩu đât sét cao hơn từ 15 20 %. Tùy thuộc vào điều kiện và loại sản phẩm mà

lựa chọn phương pháp cho hợp lý. Do điều kiện của nước ta nguyên liệu khai thác được
thường có độ ẩm cao cho nên việc sản xuất gốm sứ xây dựng nói chung thường được tạo hình
theo phương pháp dẻo.
I.2. Mô tả quá trình công nghệ sản xuất gạch đỏ:
Quá trình sản xuất gạch theo phương pháp dẻo bao gồm các công đoạn sau:
•
•
•
•

Khai thác nguyên liệu
Gia công nguyên liệu
Giai đoạn tạo hình
Giai đoạn sấy và nung

Dây chuyền cộng nghệ sản xuất gạch được bố trí theo sơ đồ sau:
• Cấp liệu  nghiền thô  nhào trộn,lọc tạp chất  trộn ép,cắt thành viên nhỏ để hút chân
không  đùn ép  cắt thành sản phẩm.
Đất sét được khai thác đưa về kho bãi của nhà máy và được ủ một thời gian( thường là 3 tháng)
để chúng phong hóa và đạt độ đồng nhất cao. Sau đó , dung ccác máy đào ,máy xúc chuyền vào
máy cấp liệutại đây đất sét được đánh tơi và định lượng sơ bộ. Sau đó đất sét được băng tải đưa
vào máy đập đá để loại bỏ bớt đá, và vào máy nghièn xa luận để nghiền thô. Sau đó được làm ẩm
ở máy nhào trộn 2 trục.Tiếp theo đất sét được nghiền mịn bằng máy nghiền trục lăn trước khi
đưa vào máy nghiền ép để tạo hình sản phẩm, các chất phụ gia và than sẽ được nghiền nhỏ và
định lượng trước khi cho vào máy nhào trộn đều với đất sét. Từ máy đùn ép, đất sét được ép
thành từng dải liên tục và được một máy cắt ở ngay miệng đùn cắt ra thành từng viên có kích
thước đã định sẵn. Sau đó đất sét được vào buồng sấy nhờ các máy xếp tự động ( thủ công) rồi
được đưa vào lò nung tuynel nhờ các kích thủy lực,ở đây gạch mộc được nung với nhiệt độ
khoảng 10500 c sau khi ra khỏi lò ta thu được gạch.
I.3 Cách bố trí máy trong dây chuyền công nghệ.

Các máy móc thiết bị phải được bố trí hợp lý trong nhà xưởng phụ thuộc vào từng dây chuyền
công nghệ và mặt bằng nhà xưởng.
Máy và thiết bị dây chuyền có thể bố trí theo các sơ đồ sau:
• Bố trí theo đường thẳng.
Máy cấp liệu  nghiền  trộn  ép


• Bố trí theo sơ đồ chữ L:

Máy cấp liệu
↓
Nghiền  trộn  ép

• Bố trí theo sơ đồ chữ Z
Máy cấp liệu  nghiền  trộn
↓
Ép
Vậy ta chọn bố trí theo sơ đồ bố trí theo đường thẳng do có điều kiện thuận lợi về vị trí đặt
nhà xưởng

I.4 Sơ đồ dây chuyền công nghiệp sản xuất gạch.

Phương pháp sản xuất gạch đỏ mà nhà máy sử dụng là phương pháp tạo hình dẻo. Theo lí
thuyết người ta có thể sản xuất gạch đỏ theo 2 phương pháp: tạo h́nh dẻo và ộp bỏn khụ. Theo
phương pháp ộp bỏn khụ thỡ sản phẩm đầu ra có nhiều phế phẩm do hiện tượng quỏ nộn. Mặt
khác, dây chuyền để sản xuất gạch đỏ theo phương pháp này rất phức tạp, phải thờm cỏc khơu
như: sấy đất sột,nghiến , sàng… rồi mới trộn, cỏc khơu này th́ theo phương pháp dẻo là không
có. Hơn nữa thiết bị để sấy đất sét là máy sấy thùng quay có cơ chế hoạt động phức tạp, yêu
cầu cao. Do đó , em lựa chọn phương pháp dẻo là hợp lí hơn cả.

I.5 Tính năng suất dây chuyền
* Chế độ làm việc của dây chuyền
+ Số ngày nghỉ trong năm:
 Số ngày nghỉ lễ tết : 8 ngày.
 Số ngày nghỉ chủ nhật: 52 ngày.
 Số ngày nghỉ bảo dưởng,sữa chữa: 15 ngày.
• Số ngày làm việc trong năm:
T=

365 - 8 - 52 - 15 =

290 ( ngày)

* Số ca làm việc trong 1 ngày : m = 2 ( ca)


* Số giờ làm việc trong một ca : h = 8 ( giờ)
=> Số giờ làm việc trong năm : hn = T . m . h = 290 . 2 . 8 = 4640 ( giờ)
Năng suất dây chuyền của nhà máy cần thiết kế là
Q0 = 22 ( triệu viên/ năm).
• Xác định năng suất theo giờ cho dây chuyền:

Trong đó: Qo : năng suất của dây chuyền ( triệu viên/ năm).
V : thể tích gạch tiêu chuẩn sau khi nung. ( m3)
Gạch tiêu chuẩn có kịch thước như sau : 210 x 110 x 65 (mm)
→ V = 210.110.65.10-9 = 0.0015 (m3).

a: hệ số lèn chặt từ đất tự nhiên thành gạch mộc.
Độ ẩm tạo hình là 19% , tra biểu đồ áp lực ép ta được lực ép là 0.8 MPa.

Từ đó tra bảng 6.1(Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng- TS Nguyễn Thiệu Xuân.)
ta được hệ số nèn chặt là a = 0.2208

Ktg : hệ số sử dụng thời gian.
→ Ktg = 0,60


• Xác định năng suất tính theo : ( số viên/ giờ).

II.

MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH

Để lựa chọn thiết bị cho dây chuyền ta dựa vào năng suất yêu cầu Qyc = 18.4 (m3/h).
Để đơn giản trong việc lựa chọn máy ta coi như năng suất của dây chuyền không bị tổn hao
qua các công đoạn.
II.1. Thiết bị cấp liệu
Chọn máy cấp liệu thùng ( băng xích).

H1. Cấp liệu thùng.
Chú thích :
1 . Bản nạp liệu ; 2 . Khung hình hộp ; 3. Trục bị dẫn. ; 4. Cơ cấu căng
xích ; 5. Các tấm ngăn ; 6. Búa ; 7 Động cơ ; 8 Bộ truyền đai ;9 Bộ truyền bánh răng ; 10.
Trục mang dao thái.


• Nguyên lý làm việc
Máy gồm : bản 1, trên có khung hôp 2, trục dẫn 11 , trục bi dẫn 3, mặt bên trong 2 co lót váv
tấm thép. Trong các thanh dẫn hướng của khung có đặt các tấm ngăn 5, chia hôp nạp liêu thành 3
ngăn, vì vậy máy cấp liệu có thể định lượng sơ bộ các loại vật liệu, tạo bởi các bản, thành bên và

các tấm ngăn.Vật liệu được định lượng bằng cách thay đổi khoảng cách giữa mép dưới của ngăn
với mặt bản.
Bản nạp liệu gồm 2 dải xích kéo kiểu bản - ống con lăn giữa 2 dài xích được hàn các tấm thép.
Các deo nắp trên trục 10 để cắt nhưng khối đất lớn và trộn đều các thành phần vật liệu.
Cơ cấu dẫn động của máy gồm có động cơ điện 7 , hộp giảm tốc, bộ truyền đai 8, bộ truyền bánh
răng 9.
* Chọn máy : CM - 664

→ các thông số của máy

- Năng suất ( Q ) :

15

(m3/h)

- Thể tích thùng :

2,2

(m3)

- Số khoang :
- Vận tốc băng :

3
1,8 – 2

(m/ph)

- Số vòng quay của trục dao thái : 12,6
- Cống suất động cơ :

5,5

(v/ph)

(KW)

- Kích thước bao :
Dài

5930

(mm)

Rộng

2070

(mm)

Cao

1200

(mm)

2,5

( tấn)

- Khối lượng máy :

II.2 Máy nghiền thô đất sét :


H2 : Máy nghiền xa luân.
1,4: Các bánh nghiền ; 2: Trục mang bánh nghiền ; 3: Trục chính ; 5: Mâm nghiền ; 6: Hộp giảm
tốc ; 7 : Khớp nối ; 8: Động cơ ; 9 : trục dẫn động cặp bánh răng nón ; 10: Bôk truyền bánh răng
non.
* Sau khi ra khỏi máy cấp liệu, đất sét được băng tải đưa đến máy nghiền thô. Tại đây đất sét
được nghiền để có kích thước dmax = 20 (mm). Do trong đất sét có nhiều thành phần đá, sỏi ruồi....
nên ta chọn máy nghiền thô là máy nghiền xa luân.
* Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nghiền xa luân. Bộ phận công tác chính của máy là 2
con lăn nghiền, lăn trên mặt phẳng nào đó, nhờ sức nặng của con lăn để nghiền vật liệu, Sơ đồ
nguyên lý của máy được thể hiện trên hình H2. Khi trục 3 quay làm các con lăn lăn trên mâm
nghiền 5, đồng thời chúng cũng tự quay quanh trục 2,.Trục 2 được gắn khớp với trục 1 nên các
con lăn dễ dàng được nâng lên hạ xuống, khi gặp cục vật liệu quá cúng không nghiền nhỏ được,
sẽ tránh làm gấy trục 2. Các khối nghiền có thể nâng lên hạ xuống nhờ hệ cánh tay đòn, nhằm
đảm bảo chiều dày cần thiết của vật liệu trên mâm.
Trục 3 được đẫn động nhờ động cơ 8 thông qua khớp nối 7 và hộp giảm tốc độ 6 tới bộ truyền
bánh răng non 10. Ngoài ra trên trục 3 còn lắp các cánh gạt sạch vật liệu dính bám ở thhhh bên và
đáy mâm.
* Chọn máy : CM - 568 → Các thông số của máy :
- Năng suất ( Q ) :

12

(m3/h)

- Đừng kính bánh lu : 1600 (mm)
- Chiều rộng bánh lu :

450 (mm)


- Khối lượng bánh lu : 3,4 ( tấn)
- Áp lực tại bánh lu : 5000
- Cống suất động cơ :

( kG)
52,7 (KW)

- Kích thước bao :
Dài

5880

Rộng

4350 (mm)

Cao

3700

- Khối lượng máy :

28,8

(mm)

(mm)
( tấn)

3. Máy nhào trộn 2 trục có lưới lọc
Máy nhào trộn 2 trục có tác dụng đồng nhất nguyên liệu và tạo cho nguyên liệu có độ ẩm nhất
định theo yêu cầu.

• Cấu tạo của máy nhào trộn 2 trục:
Máy trộn bao gồm: thung trộn 10, nắp thùng trộn 2, trong thùng trộn bố trí các trục trộn 4 trên có
lắp đặt các cánh trộn 3. Hai trục trộn quay qua khớp nối ma sát 8, hộp giảm tốc độ 7 và cặp bánh
răng truyền động 5.
• Nguyên lý làm việc:


Phối liệu được nạp qua của nạp, cánh trôn được bố trí nghiêng, sao cho đạt được sự tương quan
hợp lí nhất giữa vận tốc chuyển động vòng và được sự tương quan hợp lí nhất giữa vận tốc
chuyển động vòng và vận tốc di chuyển dọc trục của các hạt vật liệu,để đảm bảo uược thời gian
cần thiết cho các phối liệu di chuyển động vòng và vận tốc đi chuyển dọc trục của các hạt vật
liệu, để đảm bảo được thời gian cần thiết cho các phối liệu di chuyển từ của nạp đến của xả và đã
đạt được chất lượng nhào trộn cần thiết. Ngoài ra còn có hệ thống phun nước để đảm bảo được
độ ẩm cần thiết cho phối liệu.
* Chọn máy : CM – 117A → Các thông số của máy :
- Năng suất :

(m3/h).

18

- Kích thước thùng trộn:
Dài :

3000 (mm)

Rộng:

-

- Đường kính quét của cánh:
2R:

600 (mm)

- Số vòng quay của trục:

31 ( v/p).

- Khe hở giữa cánh và vỏ:

25 (mm)

- Công suất động cơ:

22 (KW).

- Kích thước bao:
Dài :

5340 (mm)

Rộng :

1420 (mm)

Cao:

915 (mm)

- Khối lượng :

2,7 ( tấn)

4. Máy nghiền tinh đất sét.
Trước lúc đưa vào ép thành gạch mộc,đất sét phải được nghiền tinh ( nghiền nhỏ). Để thực hiện
công đoạn này, ta chọn máy nghiền trục lăn có bề mặt nhẵn.


• Cấu tạo máy nghiền trục lăn :
Máy gồm 2 trục nghiền (3),trong đó một trục cố định một trục đi động, 2 trục được dẫn động
chung bởi động cơ (2) thông qua hộp giảm tốc (1), bộ truyền đai (6) và cặp bánh răng đặc biệt
(5). Cặp bánh răng này có răng kéo dài mục đích để điều chỉnh khe hở giữa 2 trục nghiền cùng
với bộ phận điều chỉnh (4).
• Nguyên lý làm việc của máy:
Hai trục nghiền quay ngược chiều nhau, vật liệu được nghiền nhờ lực ép giữa 2 trục nghiền.
Kích sản phẩm được xác định bởi khe hở (e). Ta có thể điều chỉnh khe hở này nhờ bộ phận điều
chỉnh (4). Ngoài ra khi có vật liệu không nghiền được lọt vào bường nghiền, trục nghiền di động
đẩy sang phải, lò so của bộ điều khiển (4) bị ép lại mở rộng của xả để vật đó lọt qua, bảo vệ máy
không bị gẫy hỏng.

• Chọn máy:

CM - 696B

→ Các thông số của máy:


5. Máy tạo hình gạch.
* Nguyên lý làm việc của máy đùn ép vít xoắn :
Đất sét được nghiền và trộn kỹ với độ ẩm thích hợp, được băng tại cho vào buồng nạp liệu, tại
đây các trục nạp liệu sẽ cuốn đất vào trục nhào để trộn tiếp, máy nhào có bộ phận cắt đất thành
từng lớp mỏng. Tại buồng hút chân không phần lớn không khí trong đất được hút ra trong quá
trình các lớp đất rơi từ máy nhào xuống máy ép.vì vậy sản phẩm thu uược có độ lèn chặt cao
hơn, kích thước chuẩn hơn do độ dãn nở của phôi khi ra khỏi miệng đùn ít hơn, do vậy sản phẩm
có chất lượng cao hơn. Tuy nhiên năng lượng tiêu hao trên 1 đơn ví sản phẩm là lớn


Khối lượng máy:
6. Máy tách đá.

11

( tấn)


• Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy tách đá.
Máy có 2 trục nghiền có đường kính khác nhau.Trục (1) có đường kính lớn và bề mặt nhẵn.Trục
(3) đường kính nhỏ có gân và quay với tốc độ lớn 500 (v/ph). Vật liệu được rót vào phễu (2), rơi
vòa trục (1) bị biến dạnh và được gân đảy qua khe hở giũa 2 trục nghiền.Những tạp chất rắn sẽ
được gân phóng ra xa và rơi vào phễu thải.Như vậy đất sét vừa được nghiền vừa được làm sạch

khỏi các tạp chất rắn.
7. Tính toán băng tải.

Tượng như các máy ở trên để chọn băng tải, ta chọn băng tải từ năng suất yêu cầu.
Năng suất yêu cầu : Qyc =

18,4 (m3/h).

Ta có : Q = 3600.F.v (m3/h).
Trong đó : F : diện tích mặt cắt dòng vật liệu (m2)
V : vận tốc của băng (m/s) → chọn V = 0,2 (m/s)