Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định các thông số kỹ thuật hợp lý cho máy trộn bê tông xi măng kiểu cưỡng bức, chu kỳ hai trục ngang do Việt Nam chế tạo

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây công tác xây dựng các công trình giao thông, thủy
lợi, thủy điện, nhà cao tầng... đang phát triển hết sức mạnh mẽ. Một trong những loại
vật liệu không thể thiếu được trong quá trình thi công các công trình đó là hỗn hợp
bê tông, có nhiều loại bê tông khác nhau và chúng có thể được phân loại theo các tiêu
chí sau [11]: Theo cường độ bê tông có: Bê tông thường, bê tông chất lượng cao, bê
tông chất lượng rất cao; theo loại chất kết dính có: Bê tông xi măng (BTXM), bê tông
silicat, bê tông polime, bê tông đặc biệt...; theo loại cốt liệu có: Bê tông cốt liệu đặc,
rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt; theo khối lượng thể tích có: Bê tông đặc biệt nặng, bê
tông nặng, bê tông nhẹ...Trong các loại bê tông kể trên, thì bê tông có chất kết dính
là xi măng hay còn gọi là BTXM được sử dụng nhiều hơn cả.
Để tạo ra hỗn hợp BTXM, người ta sử dụng các loại máy trộn khác nhau, trong
đó loại máy trộn cưỡng bức kiểu hai trục ngang được sử dụng phổ biến hơn cả, vì
chúng có những ưu điểm sau: Chất lượng trộn đồng đều, thời gian trộn nhanh, năng
suất cao có thể đạt đến 250 m3/h, rất thích hợp với những trạm trộn yêu cầu khối
lượng cung cấp hỗn hợp bê tông lớn và liên tục.
Để có được các loại máy trộn nêu trên, các đơn vị chế tạo trạm trộn trong nước
chủ yếu nhập ngoại chúng với giá thành đắt, thời gian chờ đợi lâu, do đó làm tăng
đáng kể giá thành của cả trạm trộn. Để giảm bớt giá thành chế tạo trạm trộn, giảm bớt
thời gian chế tạo sản phẩm, tăng tỉ lệ nội địa hóa sản phẩm trong nước, các đơn vị chế
tạo cơ khí trong nước đang tìm cách nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy trộn nhằm
tiến tới thay thế hoàn toàn các thiết bị ngoại nhập.
Tuy nhiên đây là một trong những máy quan trọng nhất của mỗi trạm trộn, nó
quyết định đến chất lượng sản phẩm, thời gian trộn, độ tin cậy của toàn trạm, do đó
đòi hỏi phải có các nghiên cứu cơ bản, có cơ sở khoa học trong việc thiết kế, chế tạo
sản phẩm cơ khí phù hợp với trình độ công nghệ của nước ta hiện nay.
Xuất phát từ yêu cầu của thực tế sản xuất đã nêu ở trên, một số đơn vị chế tạo
cơ khí trong nước đã chế tạo các máy trộn nêu trên để cung cấp ra thị trường trong
nước. Tuy nhiên việc nghiên cứu, chế tạo sản phẩm của các đơn vị cơ khí chủ yếu

theo kiểu chép mẫu và theo kinh nghiệm thực tế, chưa có những nghiên cứu cơ bản.
Chính vì vậy, luận án có tên: “Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định các thông số kỹ


2
thuật hợp lý cho máy trộn BTXM kiểu cưỡng bức, chu kỳ, hai trục ngang do Việt
Nam chế tạo” nhằm giải quyết các khó khăn trong việc thiết kế, chế tạo máy trộn
trong nước và tiến tới làm chủ công nghệ chế tạo máy, thay thế hoàn toàn máy trộn
ngoại nhập. Vì vậy đề tài có tính thời sự và tính cấp thiết cao.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu xây dựng được công thức xác đinh
̣ công suấ t của đô ̣ng cơ dẫn
đô ̣ng máy trô ̣n, đồng thời nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của máy
trộn nhằm đạt công suất tiêu thụ riêng là nhỏ nhất.
3. Đối tượng và pha ̣m vi nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu
Một số thông số kỹ thuật hợp lý của máy trộn BTXM hai trục ngang do Việt
Nam chế tạo.
b) Phạm vi nghiên cứu
- Máy trộn BTXM kiểu cưỡng bức chu kỳ hai trục ngang, dung tích thùng trộn 1m3
do Việt Nam chế tạo. Sơ đồ cấu tạo và thông số kỹ thuật chính của máy được thể hiện
như hình I và bảng I dưới đây:
A
7

9

8

10

A-A

11

A

1

2

3

4

5

6

Hình I. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang,
dung tích thùng trộn 1m3 do Việt Nam chế tạo
1- Ổ đỡ; 2- Trục trộn; 3- Vỏ thùng trộn; 4- Bánh răng dẫn động; 5- Hộp giảm tốc;
6- Động cơ điện; 7- Cặp bánh răng ăn khớp ngoài; 8- Bộ truyền đai; 9- Bàn tay trộn;
10- Cánh tay trộn; 11- Cửa xả hỗn hợp bê tông.


3
Bảng I. Bảng thông số kỹ thuật chính của máy trộn BTXM hai trục ngang,
dung tích thùng trộn 1m3 do Việt Nam chế tạo
Thông số

TT

Giá trị

1

Công suất động cơ điện dẫn động máy trộn, (kW)

2

Số cánh tay trộn, (chiếc)

14

3

Tốc độ quay của trục trộn, (vòng/phút)

38

4

Chiều dài thùng trộn, (m)

1,25

5

Bước vít, (m)

0,785

6

Bán kính cong của thùng trộn, (m)

0,4

7

Dung tích thùng trộn, (m3)

1,0

8

Thể tích nạp liệu tối đa, (m3)

0,8

9

Thể tích một mẻ trộn, (m3)

0,5

18,5

- Mác bê tông để tính toán lý thuyết và làm thí nghiệm: C30/38,5 có cường độ

chịu nén ở 28 ngày tuổi Cbt = 38,5 (MPa), độ sụt của bê tông tươi Sbt = 18±2 (cm);
thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông: Xi măng Bút Sơn PC40: 397 (kg), cát vàng
Sông Lô: 897 (kg), đá Cao Dương (4,7519) mm: 920 (kg), nước sạch Hà Nội: 165
(lít), phụ gia siêu dẻo Hàn Quốc SR300S: 3,57 (lít); khối lượng riêng của hỗn hợp bê
tông: 2433 (kg/m3). Mác bê tông được thiết kế phục vụ thi công cọc khoan nhồi tuyến
đường sắt trên cao Ga Hà Nội - Nhổn. Đơn vị thi công: Công ty TNHH công nghiệp
DAELIM (Hàn Quốc).
4. Nô ̣i dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm các phần sau:
- Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
- Xác đinh
̣ khố i lươ ̣ng vâ ̣t liê ̣u chuyể n đô ̣ng theo các phương trong quá trình
làm viê ̣c của máy trô ̣n và nghiên cứu xây dựng công thức tiń h công suấ t của
đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n.
- Nghiên cứu xác đinh
̣ mă ̣t cắ t hơ ̣p lý của cánh tay trô ̣n theo tiêu chí tiế t kiê ̣m
năng lươ ̣ng trô ̣n.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước hiǹ h ho ̣c của thùng trô ̣n đế n công suấ t
đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n.


4
- Nghiên cứu thực nghiệm xác định hệ số cản chuyển động của bàn tay trộn
trong cấp phối vật liệu.
- Nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của máy trộn bằng tính
toán tối ưu.
- So sánh kết quả nghiên cứu lý thuyết và kết quả thực nghiệm.
- Xác định dãy máy trộn trong điều kiện thực tế.
- Kết luận và kiến nghị.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

a/ Ý nghĩa khoa học
- Kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có ở trong nước và trên thế giới, tác giả
đã tiến hành xác định quy luật và khố i lươ ̣ng vâ ̣t liê ̣u chuyển động theo các phương
trong quá triǹ h làm viê ̣c của máy trô ̣n, làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất công thức
tính toán công suất của đô ̣ng cơ dẫn động máy trô ̣n BTXM hai tru ̣c ngang do Viê ̣t
Nam chế ta ̣o.
- Tác giả sử dụng công thức xác định công suất của động cơ dẫn động máy
trộn luận án đã xây dựng được để xác đinh
̣ mă ̣t cắ t hơ ̣p lý của cánh tay trô ̣n và kić h
thước hình ho ̣c của thùng trô ̣n theo tiêu chí tiế t kiê ̣m năng lươ ̣ng trô ̣n, từ đó làm cơ
sở khoa học cho việc tính toán, thiết kế hợp lý máy trộn BTXM hai trục ngang do
Viê ̣t Nam chế ta ̣o.
- Tác giả đã đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến tiêu thụ năng lượng
riêng của động cơ dẫn động máy trộn và xác định giá trị tối ưu của các yếu tố này
theo mục tiêu giảm chi phí công suất riêng, từ đó làm cơ sở khoa học cho việc xác
định dãy máy trộn trong điều kiện thực tế.
b/ Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của luận án có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo có ích
cho các đơn vị thiế t kế , chế tạo máy trô ̣n BTXM hai tru ̣c ngang; các đơn vi ̣thiế t kế ,
chế ta ̣o tra ̣m trô ̣n BTXM trong nước khi chế ta ̣o các sản phẩ m cùng loa ̣i có dung tić h
thùng trô ̣n và năng suấ t khác nhau.
6. Bố cục của luận án
Nội dung của luận án gồm:
- Mở đầu
- Chương 1: Tổ ng quan về nghiên cứu máy trộn BTXM hai trục ngang ở Viê ̣t
Nam và trên thế giới.


5
- Chương 2: Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng công thức tính công suất

của động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang.
- Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kế t cấ u và thông số
làm việc của máy trộn đế n công suấ t tiêu thụ riêng của động cơ dẫn động máy
trộn BTXM hai trục ngang do Viê ̣t Nam chế tạo.
- Chương 4: Nghiên cứu thực nghiê ̣m xác đi ̣nh một số thông số ảnh hưởng
đế n công suấ t của động cơ dẫn động máy trộn và xác định dãy máy trộn
trong điều kiện thực tế.
- Kết luận và kiến nghị
- Danh mục các công trình đã công bố kết quả nghiên cứu của đề tài Luận
án
- Danh mục tài liệu tham khảo
- Phụ lục
7. Điểm mới của Luận án
- Luâ ̣n án đã xác đinh
̣ đươ ̣c tỉ lê ̣ % khố i lươ ̣ng vâ ̣t liê ̣u chuyể n đô ̣ng theo các
phương, từ đó làm cơ sở khoa ho ̣c cho viê ̣c đề xuấ t mô ̣t công thức tính công suấ t đô ̣ng
cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n ở giai đoa ̣n trô ̣n khô, trô ̣n ướt và công suấ t tiêu hao trung bình
của quá trình trô ̣n trên cơ sở kế thừa và phát triể n những công thức, hê ̣ số của các tác
giả trước đó. Kế t quả tính toán theo công thức do tác giả đề xuấ t tương đố i sát với giá
tri ̣thực tế .
- Luâ ̣n án đã nghiên cứu ảnh hưởng của hình da ̣ng mă ̣t cắ t cánh tay trô ̣n và
kích thước hình ho ̣c của thùng trô ̣n đế n công suấ t tiêu thu ̣ của đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy
trô ̣n BTXM hai tru ̣c ngang do Viê ̣t Nam chế ta ̣o.
- Luâ ̣n án đã nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của mô ̣t số thông kế t cấ u và
thông số làm viê ̣c đế n công suấ t tiêu thu ̣ của đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n BTXM hai
tru ̣c ngang, dung tić h thùng trô ̣n 1m3 do Viê ̣t Nam chế ta ̣o; xác định được các giá trị
thông số kỹ thuật hợp lý cho máy trộn.
- Thông qua nghiên cứu thực nghiệm và ứng dụng lý thuyết mô hình đồng
dạng, phân tích thứ nguyên; luận án đã xác định được các thông số kỹ thuật của các
máy trộn có dung tích thùng trộn 2, 3, 4 (m3). Từ đó làm cơ sở khoa học cho việc tính

toán, thiết kế các máy trộn BTXM hai trục ngang sản xuất tại Việt Nam.


6
Trong quá trình thực hiện luận án, tác giả đã hết sức cố gắng để hoàn thành
những nội dung đã đặt ra. Tuy nhiên, bản luận án khó tránh khỏi những sai sót nhất
định. Rất mong nhận được các ý kiến góp ý của các nhà khoa học, các đồng nghiệp
để bản luận án hoàn chỉnh hơn.
Trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm 2016
Tác giả


7
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG
HAI TRỤC NGANG Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.1. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG HAI
TRỤC NGANG TRÊN THẾ GIỚI

1.1.1. Các công trình nghiên cứu về kết cấu của máy trộn
Có nhiều công trình của các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu về kết
cấu máy trộn BTXM như dưới đây:
Các tác giả [49] đã nghiên cứu máy trộn kiểu cưỡng bức hai trục ngang, hoạt
động chu kỳ và liên tục. Để giảm thời gian xả hỗn hợp và xả sạch hỗn hợp bên trong
thùng trộn, các tác giả đề xuất sử dụng cửa xả mở rộng về hai phía theo phương hướng
kính (phương vuông góc với trục trộn) và để nâng cao năng suất của máy trộn, nên
bố trí các cửa cấp vật liệu đầu vào kể cả dạng chất lỏng dọc theo trục trộn. Sơ đồ cấu
tạo của máy trộn thử nghiệm được thể hiện trên hình 1.1.

Hình 1. 1. Sơ đồ cấu tạo tổng thể và mặt cắt ngang của máy trộn
BTXM hai trục ngang, các tác giả [49] đã thử nghiệm


8

Cấu tạo:
1- Vỏ thùng trộn; 2- Cửa xả chính; 3- Cửa xả phụ; 4- Trục trộn; 5- Tấm ốp cánh
tay trộn; 6- Cánh tay trộn; 7- Hộp giảm tốc; 8- Gối đỡ; 9- Cơ cấu mở cửa xả phụ;
10- Cơ cấu mở cửa xả chính; 11- Tấm ngăn phụ; 12,13- Vách ngăn chính; 14-Cánh
tay trộn; 15- Bàn tay trộn; 16- Cánh tay trộn vét thành thùng; 17- Bàn tay trộn vét
thành thùng; 18- Tấm ngăn tùy chỉnh; 19- Nắp đậy thùng; 20, 21- Ống cấp vật liệu
dạng hạt, bột; 22,23- Ống cấp chất lỏng; 24- Vòi phun chất lỏng; 25,26- Các chỗ
nối và chân liên kết với thùng trộn; 27- Đường ống cấp chất lỏng vào.

Qua nghiên cứu, thấy rằng: Công trình của các tác giả chủ yếu tập trung vào
nghiên cứu kết cấu hợp lý của cửa cấp vật liệu vào thùng trộn và cửa xả hỗn hợp sau
khi trộn, nhằm nâng cao năng suất của máy trộn. Các tác giả chưa quan tâm nghiên
cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu và thông số làm việc khác của máy trộn như:
Tốc độ quay của trục trộn, góc nghiêng của bàn tay trộn so với trục trộn, khe hở giữa
bàn tay trộn với vỏ thùng trộn, bề rộng của bàn tay trộn... đến công suất tiêu thụ riêng
của động cơ dẫn động máy trộn.
Tác giả [41] đã nghiên cứu hình dạng của cánh tay trộn nhằm mục đích: Giảm
bớt trọng lượng và nâng cao tuổi thọ cho cánh tay trộn, đồng thời nâng cao hiệu quả
nhào trộn các hỗn hợp. Tác giả đã thử nghiệm trên máy trộn có công suất động cơ
Nđc = 30 (kW), năng suất Q = 50 (m3/h), thời gian trộn 1,86 (phút), số bàn tay trộn 16
(chiếc), hệ số điền đầy thùng  = 0,6; bán kính thùng trộn Rt = 0,55 (m). Cánh tay
trộn nghiên cứu và thử nghiệm có mặt cắt ngang là hình e líp đứng, kích thước lớn
nhất của e líp (đầu to - liên kết với trục trộn) có bán trục lớn Ra = 0,066 (m), bán trục
nhỏ Rb = 0,032 (m), chiều dài cánh tay trộn a = 400 (mm), trong điều kiện góc nghiêng

của bàn tay trộn  = 450 (không đổi). Sơ đồ cấu tạo của máy trộn nghiên cứu được
thể hiện trên hình 1.2. Sau khi nghiên cứu, tác giả đã đề xuất mô hình cánh tay trộn
như dưới đây (Hình 1.3) và thấy rằng, trọng lượng của các cánh tay trộn giảm được
11% so với các loại cánh tay trộn có mặt cắt hình e líp đứng thông thường.


9

Hình 1. 2. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang,
tác giả [41] đã nghiên cứu và thử nghiệm
1- Tai liên kết với nắp thùng, 2- Vỏ thùng trộn, 3- Hệ thống truyền động,
4- Trục trộn có gắn các cánh tay trộn, 5- Bàn tay trộn, 6- Cửa xả.

Hình 1. 3. Sơ đồ cấu tạo của cánh tay trộn có mặt cắt ngang là hình e líp đứng,
tác giả [41] đã nghiên cứu và thử nghiệm. a) Hình dạng cánh tay trộn ban đầu;
b) Hình dạng cánh tay trộn đã được tính toán thiết kế tối ưu.
Từ kết quả nghiên cứu ở trên, thấy rằng: Tác giả chỉ nghiên cứu hình dạng của
cánh tay trộn có mặt cắt ngang là hình e líp đứng theo tiêu chí giảm trọng lượng và
nâng cao tuổi thọ cho cánh tay trộn. Tác giả chưa quan tâm nghiên cứu ảnh hưởng
của các loại cánh tay trộn có mặt cắt ngang kiểu: Hình tròn, hình e líp, hình tam giác,
hình chữ nhật đến công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn động máy trộn.
Tác giả [64] đã sử dụng phần mềm Ansys để thiết kế và mô phỏng máy trộn
BTXM hai trục ngang, dung tích thùng trộn 2m3 theo hướng làm giảm ảnh hưởng của


10
vùng trộn không hiệu quả, từ đó nâng cao chất lượng trộn. Thông qua phần mềm
Ansys, tác giả đã kiểm tra, đánh giá tình hình chịu lực của các cánh tay trộn và bàn
tay trộn; nghiên cứu thay đổi số lượng cánh trộn, góc nghiêng của cánh trộn nhằm
giảm mức độ rung động đến trục trộn và máy trộn. Trên hình 1.4 thể hiện một số kết

quả tính toán thiết kế của tác giả.

Hình 1. 4. Kết quả tính toán thiết kế cánh tay trộn, bàn tay trộn và trục trộn
bằng phần mềm Ansys của tác giả [64]
Qua nghiên cứu, thấy rằng: Tác giả mới dừng lại ở việc, ứng dụng phần mềm
Ansys để thiết kế và mô phỏng máy trộn BTXM hai trục ngang, dung tích thùng trộn
2m3. Sử dụng phần mềm đó, tác giả đã thay đổi một số thông số kết cấu của cánh tay
trộn nhằm mục đích nâng cao chất lượng trộn và giảm rung động cho máy. Tác giả
chưa quan tâm nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu và thông số làm việc
khác của máy trộn đến công suất của động cơ dẫn động máy trộn theo tiêu chí tiết
kiệm năng lượng trộn.

1.1.2. Các công trình nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả trộn
Để nâng cao tính đồng nhất và chất lượng của sản phẩm sau khi trộn, đồng
thời giảm thời gian trộn, các tác giả [47] đã phát minh ra loại máy trộn bê tông xi
măng hai trục ngang kiểu có rung kết hợp. Theo kết quả thử nghiệm của các tác giả,
thì cường độ chịu nén của bê tông sau khi trộn tăng lên từ (10 ÷ 15)% so với những
máy trộn bê tông hai trục ngang thông thường. Sơ đồ cấu tạo máy trộn nghiên cứu
của các tác giả được thể hiện trên hình 1.5.


11

Hình 1. 5. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang,
kiểu trộn và rung kết hợp (rung ở bên ngoài trục trộn)
1- Vỏ thùng trộn; 2- Chân đế; 3,4 - Tấm lót thành thùng; 5- Vị trí cửa xả; 6,7- Tai
lắp xi lanh đóng mở cửa xả; 8- Xi lanh đóng mở cửa xả; 9- Miệng thùng trộn;
10,14,16-Cánh tay trộn; 11, 12- Ổ đỡ; 13- Trục trộn; 15- Vòng ốp cánh tay trộn;
17-Bàn tay trộn; 18-Hộp giảm tốc; 19- Bộ truyền đai; 20-Động cơ quay trục trộn;
21-Quỹ đạo chuyển động của hai trục trộn (có chồng lấn lên nhau); 22- Vỏ trục gây

rung; 30- Trục gây rung; 31, 37- Gối đỡ trục gây rung; 32- Mặt bích và bu lông;
38-Trục trung gian và khớp nối; 39- Động cơ lai bộ gây rung.
Để khắc phục các hiện tượng “ứ đọng” của vùng vật liệu ở gần với trục trộn
bằng cách cho trục trộn chuyển động quay kết hợp với rung ở bên trong trục trộn. Tác
giả [61] đã thử nghiệm trên máy trộn BTXM mô hình, dung tích thùng trộn là 100 lít;
với biên độ dao động của trục trộn là 1,0 (mm); tần số rung động 230,1 (s-1); góc
nghiêng của bàn tay trộn 450; tốc độ trộn 1,6 (m/s) và so sánh với các loại máy trộn
cưỡng bức khác, thu được: Cùng một thời gian trộn như nhau, thì cường độ của bê
tông tăng khoảng 23%. Với chất lượng của bê tông như nhau, thì thời gian trộn giảm
khoảng một nửa và tiêu thụ năng lượng cho máy trộn giảm khoảng 11%. Còn tác giả
[66] đã nghiên cứu và thử nghiệm trên máy trộn BTXM có dung tích thùng trộn là
1m3. Theo tác giả với loại bê tông C20, C35 và tốc độ quay của trục trộn là 1,6 (m/s);
tần số kích thích 29,4 (Hz); thời gian rung và khuấy là 45 (s) thì: Cường độ chịu nén
trung bình của bê tông sau 7 ngày tuổi tăng khoảng 40% và hàm lượng của xi măng
có thể giảm đến 15% so với sử dụng máy trộn hai trục ngang thông thường. Có thể
mô tả sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang kiểu trộn và rung kết hợp của
các tác giả như hình 1.6 dưới đây.


12

Hình 1. 6. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang,
kiểu trộn và rung kết hợp (rung ở bên trong trục trộn)
1- Động cơ điện dẫn động cho trục trộn; 2- Hệ thống truyền động; 3,4,7- Các ổ đỡ;
5- Trục trộn; 6- Cơ cấu mở cửa xả; 8 - Động cơ dẫn động cơ cấu gây rung.

Từ những nội dung nghiên cứu của các tác giả [47], [61] và [66], thấy rằng:
Chưa có công trình nào nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời của 4 thông số kết cấu và
thông số làm việc của máy trộn (Tốc độ quay của trục trộn, góc nghiêng của bàn tay
trộn so với trục trộn, khe hở giữa bàn tay trộn với vỏ thùng trộn, bề rộng của bàn tay

trộn) đến công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn động máy trộn. Các tác giả mới
chỉ quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng trộn và tiết kiệm vật liệu đầu vào
bằng cách trộn kết hợp với rung bên trong thùng trộn.

1.1.3. Các công trình nghiên cứu về thực nghiệm quá trình trộn
Tác giả [55] đã dùng mô hình nghiên cứu thực nghiệm quá trình trộn bê tông
xi măng, sử dụng các phần mềm mô phỏng để xác định quỹ đạo chuyển động của các
hạt cốt liệu trong máy trộn và xây dựng chương trình tính toán các thông số động học
trong quá trình trộn. Qua nghiên cứu, tác giả đưa ra đồ thị quan hệ giữa lực cản lên
bàn tay trộn theo vị trí của cánh tay trộn trong khối vật liệu; trong đó vị trí có lực cản
lớn nhất ứng với trường hợp góc nghiêng của bàn tay trộn so với trục trộn α = 00 (bàn
tay trộn song song với trục trộn). Nội dung chính của công trình nghiên cứu là xác
định công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn động máy trộn và xác định lực cản sinh
ra trên bàn tay trộn, khi thay đổi góc nghiêng của bàn tay trộn. Tác giả chưa nghiên
cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu và thông số làm việc khác của máy trộn đến
công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn động máy trộn.


13
1.2. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG HAI
TRỤC NGANG Ở VIỆT NAM

1.2.1. Tổng quan về sản xuất các máy trộn và trạm trộn bê tông xi măng ở Việt
Nam
Ở nước ta hiê ̣n nay, có nhiề u đơn vi ̣ đã nghiên cứu sản xuấ t các máy trô ̣n và
tra ̣m trô ̣n BTXM trong nước, các đơn vi ̣ này chủ yế u nằ m ở hai miề n là Miề n Nam
và Miề n Bắ c như: Công ty cổ phần công nghệ cao - Hitechco (Đồ ng Nai), Công ty
TNHH Đầ u tư máy xây dựng Viê ̣t Nam - Vinamac (TP. HCM), Công ty cổ phầ n
thương ma ̣i và cơ khí công triǹ h (Hà Nô ̣i), Công ty CP xây dựng và thiế t bi ̣ công
nghiê ̣p CIE1 (Hà Nô ̣i), Công ty CP vâ ̣t tư thiế t bi ̣ giao thông -Trasmeco (Hà Nô ̣i),

Công ty CP Cơ giới lắp máy & Xây dựng – Vimeco M&T (Hà Nô ̣i), Công ty CP ô tô
1-5 (Hà Nô ̣i)... chuyên sản xuấ t các máy trô ̣n BTXM, bê tông nhựa nóng và các tra ̣m
trô ̣n. Có thể liê ̣t kê các sản phẩ m chin
́ h trong liñ h vực này của các đơn vi ̣ như dưới
đây.
Bảng 1. 1. Một số đơn vị tiêu biểu về sản xuấ t trạm trộn BTXM ở Viê ̣t Nam
TT

Tên đơn vi ̣

Năng suấ t tra ̣m (m3/h)

Xuấ t sứ máy trô ̣n

1

Công ty cổ phần

25-250

Sicoma- Italia, Elba - CHLB

công nghệ cao -

2

có thể đế n 500 đố i với bê

Đức, Hàn Quốc,

Hitechco

tông la ̣nh và bê tông đầ m lăn

Trung Quốc, Việt Nam

Công ty TNHH

25-120

Sicoma- Italia,

Đầ u tư máy xây

có thể đế n 500 đố i với bê

dựng Viê ̣t Nam -

tông la ̣nh và bê tông đầ m lăn

Elba - CHLB Đức

Vinamac
3

Công ty cổ phầ n

25-120

thương ma ̣i và cơ

Sicoma- Italia, Elba - CHLB
Đức, Hàn Quốc, Trung Quốc

khí công triǹ h
4

Công ty CP xây

25-120

Sicoma- Italia,

dựng và thiế t bi ̣

có thể đế n 500 đố i với bê

Elba - CHLB Đức,

công nghiê ̣p CIE1

tông la ̣nh và bê tông đầ m

Việt Nam

lăn.


14
5

Công ty CP vâ ̣t tư

60-180

Sicoma- Italia,
Trung Quốc, Việt Nam

thiế t bi giao
thông̣
Trasmeco
6

Công ty CP

25-80

Sicoma- Italia, Elba – CHLB
Đức, Hàn Quốc, Trung Quốc,

ô tô 1-5

Việt Nam
7

Công ty CP Cơ giới

45-150

KYC - Nhâ ̣t Bản

25-180

Sicoma- Italia,

lắp máy & XD Vimeco M&T
8

Công ty CP PTCN
T.A.P Việt Nam

9

Công ty TNHH

Trung Quốc, Việt Nam
25-150

công nghệ tự động

Sicoma- Italia,
Trung Quốc, Việt Nam

Đại Nam
10

Công Ty TNHH

45-120

Sicoma- Italia, Elba - CHLB

Thiết Bị Cơ Điện

Đức, Hàn Quốc,

Xây Dựng -

Trung Quốc, Việt Nam

Vinabima

Với các tra ̣m BTXM có năng suấ t  60 m3/h đa số các đơn vị sử du ̣ng máy
trô ̣n kiể u tru ̣c đứng hoặc hai trục ngang đươ ̣c sản xuấ t ta ̣i Viê ̣t Nam theo công nghê ̣
của Nga hoă ̣c Trung Quố c, còn những tra ̣m có năng suấ t > 60 m3/h chủ yế u sử du ̣ng
máy trô ̣n kiể u hai tru ̣c ngang nhâ ̣p ngoa ̣i.
1.2.2. Các công trình nghiên cứu về kết cấu và tuổi thọ của máy trộn
Các tác giả [17] chủ yếu nghiên cứu về các dạng hư hỏng của cánh trộn như
bị mòn, bị mỏi và bị gãy trong quá trình làm việc của máy trộn BTXM hai trục ngang.
Các tác giả chưa quan tâm nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số kết cấu và thông
số làm việc khác đến công suất tiêu thụ của động cơ dẫn động máy trộn.
Qua nghiên cứu một số dạng hư hỏng của cánh trộn trong thùng trộn BTXM
hai trục ngang, các tác giả đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao tuổi thọ và giảm
hư hỏng các cánh trộn như sau:


15
- Tối ưu các thông số hình học cho cánh trộn như: Góc nâng cánh trộn, biên dạng
profin của cánh trộn, góc nghiêng của cánh trộn…
- Xác định vị trí lắp đặt các cánh trộn hợp lý, nhằm giảm các lực va đập trực tiếp lên

bề mặt cánh trộn.
- Sử dụng các vật liệu làm cánh trộn có tính chịu mài mòn và chịu va đập cao hơn.

Tác giả [1] đã nghiên cứu thiết kế máy trộn vật liệu rời kiểu hai trục ngang
(Hình 1.7) cho các trạm trộn bê tông cỡ lớn 80200 (m3/h). Nội dung chính của công
trình nghiên cứu chủ yếu là tính bền cho các chi tiết trên cơ sở các máy trộn của nước
ngoài để chế tạo trong nước, chứ chưa quan tâm đến các thông số hợp lý của máy
trộn như góc nghiêng của bàn tay trộn, tốc độ trộn, khe hở giữa bàn tay trộn với vỏ
thùng trộn...
b

b-B

b

Hình 1. 7. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM 2500M2T (2,5m3)
1- Vỏ thùng trộn; 2- Trục trộn; 3- Cụm cửa xả; 4- Cụm ổ đỡ; 5- Động cơ điện
1.3. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG
CƠ DẪN ĐỘNG MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG HAI TRỤC NGANG

1.3.1. Các tác giả [56]
Các tác giả đã sử dụng tiêu chuẩn Ơle, tiêu chuẩn Râynôn và tiêu chuẩn Fruit
để xây dựng phương trình chuyển động của hỗn hợp trong quá trình trộn. Sau đó, các
tác giả đã giải phương trình chuyển động và tiến hành làm thực nghiệm để xác định
các hệ số trong phương trình. Từ kết quả nghiên cứu đó các tác giả đã xây dựng được
công thức xác định công suất cần thiết của động cơ dẫn động máy trộn như dưới đây.


16
t

b
N đc  C.( ) 0,5 .( ) 0, 7 .z. cos .n.d 2 . 0,33 .10,33 .g 0,3 ., ( kW )
d
d

(1. 1)

Trong đó:
C- Hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào hệ đo lường được chọn (đối với hệ đo lường SI
thì C = 0,0152);
t - Bước vít của các cánh trộn, (m);
d- Đường kính của cánh trộn, (m);
b- Bề rộng của bàn tay trộn, (m);
z- Số lượng các cánh trộn, (chiếc);
α - Góc nghiêng của bàn tay trộn so với trục trộn, (độ);
n - Tốc độ quay của trục trộn, (v/ph);
- Khối lượng riêng của hỗn hợp trộn, (kg/m3);
0- Hiệu ứng kết dính động, (N.s/m2);
g- Gia tốc trọng trường, (m/s2);
- Hệ số đầy thùng trộn.

Các thông số trong công thức (1.1) có thể mô tả như hình 1.8 dưới đây.
t

Trục trộn

b




d



Hình 1. 8. Sơ đồ giải thích các thông số trong công thức tính công suất động cơ dẫn
động máy trộn BTXM hai trục ngang được tính theo [56]
Từ công thức (1.1), thấy rằng: Về hình thức thì công thức không quá phức tạp,
tuy nhiên có rất nhiều hệ số trong công thức được xác định bằng thực nghiệm. Do đó,
công thức có thể chỉ đúng với một số loại máy trộn cụ thể và có thể chỉ đúng với một
số loại vật liệu cấp phối đem vào trộn. Mặt khác công thức mới chỉ xác định công
suất của động cơ dẫn động máy trộn ở giai đoạn trộn ướt, chưa xét đến ở giai đoạn


17
trộn khô, điều đó được thể hiện sự có mặt của thông số "0" trong công thức. Trong
thực tế sử dụng, công suất của động cơ dẫn động máy trộn ở giai đoạn trộn khô có
thể lớn hơn giai đoạn trộn ướt. Chính vì vậy công thức (1.1) chưa bao trùm hết các
giai đoạn làm việc của máy trộn.

1.3.2. Các tác giả [20]
Theo công thức của Szevrov, các tác giả đã triển khai công thức tính toán công
suất của động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang dựa trên việc xác định các
thành phần lực cản chủ yếu như lực ma sát của hỗn hợp trên cánh trộn, lực ma sát của
hỗn hợp trên vỏ thùng trộn, lực nâng vật liệu và các lực cản xuất hiện khi cánh trộn
cắt vật liệu. Sau khi tính toán và biến đổi, các tác giả đã thu được công thức xác định
công suất trung bình của động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang như dưới
đây.

N đc



r2
2 r 3  a 3
]
C1 .C 3 ..r.b.[(cos 3  cos 1 ).  (3  1 ). .

2
g
3


 2

2
 Z1 .. a (b  c).(C 2 ... sin   C 3 .. cos 1 .a )  .C 2 .C 3 . sin 1 .[b.(r 3  a 3 )  c.a 3 , ( W )
3


 2 3

 3 .r ..



(1. 2)

Trong đó:
Nđc - Công suất tiêu thụ của động cơ quay trục trộn, (W);

Z1 - Số cánh trộn đồng thời trong hỗn hợp BTXM, (chiếc);
ω - Tốc độ góc của cánh trộn (rad/giây);
C1 = 1 + μ.cotgα; C3 = ρ.g.sinα; C 2  1  .

sin 2
;
2

α- Góc nghiêng bàn tay trộn so với trục trộn, (độ);
ρ - Khối lượng riêng của hỗn hợp bê tông, (kg/m3);
g - Gia tốc trọng trường, (m/s2);
μ - Hệ số ma sát giữa hỗn hợp bê tông và thành thùng trộn;
r - Khoảng cách từ tâm của trục trộn đến mép ngoài của bàn tay trộn, (m);


18
b - Bề rộng của bàn tay trộn, (m);
φ1 - Góc ma sát trong của vật liệu, (rad);
φ3 - Góc giữa mặt phẳng ngang và tiếp tuyến cánh trộn, (rad);
a - Khoảng cách từ tâm của trục trộn đến mép trong của bàn tay trộn, (m);
c - Bề rộng của cánh tay trộn, (m);
τ - Ứng suất cắt của hỗn hợp bê tông, (N/m2).

a

r

Các thông số trong công thức (1.2) có thể mô tả như hình 1.9 dưới đây.

A

b

c.sin

r

a

1

0

Trục trộn






3

b.sin



Hình 1. 9. Sơ đồ giải thích các thông số trong công thức tính công suất động cơ dẫn
động máy trộn BTXM hai trục ngang được tính theo [20]
Trong công thức (1.2), đã kể đến đầy đủ các thành phần lực cản và lực ma sát
giữa bàn tay trộn, cánh tay trộn, thành thùng trộn với vật liệu trộn. Do đó, kết quả

tính toán phản ánh tương đối chính xác tình trạng làm việc của máy trộn BTXM hai
trục ngang. Tuy nhiên cũng như công thức (1.1), công thức (1.2) mới chỉ xác định
công suất của động cơ dẫn động máy trộn ở giai đoạn trộn ướt, chưa xét đến ở giai
đoạn trộn khô, điều đó được thể hiện sự có mặt của thông số "" trong công thức. Mặt
khác trong công thức (1.2) chưa đề cập đến hệ số điền đầy thùng trộn, đây cũng là
một nhược điểm nữa của công thức này.

1.3.3. Các tác giả [2]
Xuất phát từ công thức của M.K Morozov, các tác giả đã triển khai công thức
tính toán công suất của động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang, bao gồm
4 thành phần sau đây:
N1- Công suất tiêu hao để vận chuyển hỗn hợp bê tông dọc trục, (W);


19
N2- Công suất tiêu hao do ma sát giữa hỗn hợp bê tông và bề mặt bàn tay trộn, (W);
N3- Công suất tiêu hao để quay các bàn tay trộn, (W);
N4- Công suất tiêu hao để quay các cánh tay trộn, (W).
Biểu thức để xác định công suất tiêu thụ của động cơ dẫn động máy trộn được
thể hiện như dưới đây:

.( N1  N 2  N 3  N 4 )
, (kW ).
1000.

(1. 3)

c...z.k đ .3 .S3 .(R 2  r 2 )
N1 
, ( W ).

8. 2

(1. 4)

c...z.k đ .3 .S3 .f .(R 3  r 3 )
N2 
, ( W ).
6.

(1. 5)

N đc 

N3 

2.c...z.k đ .3 .(R 5  r 5 ).tg
, ( W ).
5

c..z.k đ .b1.3 .(r 4  r04 )
N4 
, ( W ).
4

(1. 6)
(1. 7)

Trong đó:

 = 1,11,3 - Hệ số kể tới các tổn thất năng lượng dùng để nâng một phần hỗn hợp

bê tông khi quay các cánh trộn, tổn thất trong của hỗn hợp bê tông...
c- Hệ số cản của hỗn hợp bê tông khi trộn, c = 56;

 - Khối lượng riêng của hỗn hợp bê tông,  = 1730  2220 (kg/m3);



- Hệ số độ dài của bàn tay trộn theo vòng tròn;
360

 - Góc trung tâm bao chiếu bề rộng mép ngoài bàn tay trộn lên mặt phẳng vuông

góc với trục trộn trên một bước vít, (độ);
z- Số bàn tay trộn của máy trộn;
kđ- Hệ số đầy thùng trộn, kđ = 0,550,6;
- Vận tốc góc của trục trộn, (rad/giây);
S - Bước vít, (m);
R- Bán kính mép ngoài của bàn tay trộn, (m);
r- Bán kính mép trong của bàn tay trộn, (m);

 - Hiệu suất truyền động,  = 0,850,9;


20
f- Hệ số ma sát giữa hỗn hợp bê tông và bàn tay trộn, f = 0,40,5;
α- Góc nghiêng của bàn tay trộn so với trục trộn, α = 450;
b1- Bề rộng của cánh tay trộn (m);
r0- Bán kính của trục trộn (m).
Các thông số trong công thức (1.3) ÷ (1.7) có thể mô tả như hình 1.10 dưới đây.
t

Trục trộn

ro

i


r



R

Hình 1. 10. Sơ đồ giải thích các thông số trong công thức tính công suất động cơ
dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang được tính theo [2]
Trong công thức (1.3), đã kể đến đầy đủ các thành phần công suất tiêu hao do
quay các bàn tay trộn, cánh tay trộn trong hỗn hợp bê tông; công suất tiêu hao để vận
chuyển hỗn hợp bê tông dọc trục trộn; công suất tiêu hao do ma sát giữa bàn tay trộn
và hỗn hợp bê tông. Do đó, kết quả tính toán phản ánh tương đối chính xác tình trạng
làm việc của máy trộn BTXM hai trục ngang. Tuy nhiên cũng như công thức (1.1) và
(1.2), công thức (1.3) mới chỉ xác định công suất của động cơ dẫn động máy trộn ở
giai đoạn trộn ướt, chưa xét đến ở giai đoạn trộn khô, điều đó được thể hiện sự có mặt
của hệ số "c" trong các công thức tính công suất thành phần (1.4 ÷ 1.7). Mặt khác
công thức (1.3) được xây dựng trên cơ sở máy trộn BTXM trục ngang kiểu có cánh
liên tục (chỉ có một bàn tay trộn trên suốt chiều dài trục trộn). Do đó, khi áp dụng
công thức (1.3) để tính công suất của động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục
ngang có cánh không liên tục có thể cho kết quả chưa sát với thực tế sử dụng.

21
1.3.4. So sánh kết quả xác định công suất của động cơ dẫn động máy trộn
BTXM hai trục ngang của các tác giả [2], [20], [56]
Để so sánh kết quả xác định công suất của động cơ dẫn động máy trộn BTXM
hai trục ngang của các tác giả khác nhau, luận án đã sử dụng mác bê tông C30/38,5,
thành phần cấp phối của vật liệu được trình bày trong phần "Đối tượng và phạm vi
nghiên cứu của luận án" để đưa vào tính theo các công thức (1.1), (1.2) và (1.3). Sau
khi tính toán thu được kết quả như bảng 1.5 dưới đây. Các máy trộn dùng để so sánh
về công suất có dung tích thùng trộn là: 1, 2, 3, 4 (m3) chế tạo tại Việt Nam. Giá trị
các thông số đưa vào tính toán được thể hiện trên các bảng 1.2, 1.3, 1.4 dưới đây.
Bảng 1. 2. Giá trị các thông số đưa vào công thức [56] để tính toán
TT

Tên thông số

1
2

Hệ số tỉ lệ
Bước vít của các
cánh trộn
Đường kính của
cánh trộn
Bề rộng của bàn
tay trộn
Số lượng cánh
trộn
Góc nghiêng của
bàn tay trộn so
với trục trộn

Tốc độ quay của
trục trộn
Khối lượng riêng
của hỗn hợp trộn
Hiệu ứng kết
dính động
Gia tốc trọng
trường
Hệ số đầy thùng
trộn

3
4
5
6

7
8
9
10
11

Ký
hiệu
C

Đơn
vị
-

Dung tích của thùng trộn (m3)
1,0
2,0
3,0
4,0
0,0152 0,0152 0,0152 0,0152

t

m

0,785

0,785

1,0

1,5

d

m

0,8

1,04

1,16

1,2

b

m

0,16

0,18

0,18

0,22

z

chiếc

14

14

18

20

α

độ

45

45

45

45

n

v/ph

38

32

27

23



kg/m3

2433

2433

2433

2433

0

N.s/m2

31

31

31

31

g

m/s2

9,81

9,81

9,81

9,81



-

0,5

0,5

0,5

0,5


22
Bảng 1. 3. Giá trị các thông số đưa vào công thức [20] để tính toán
TT
1

Tên thông số
Số cánh trộn đồng
thời nằm trong

Ký
hiệu

Đơn
vị

Dung tích của thùng trộn (m3)
1,0

2,0

3,0

4,0

Z1

chiếc

7

7

9

10

ω

rad/s

3,979

3,351

2,827

2,408

α

độ

45

45

45

45

ρ

kg/m3

2433

2433

2433

2433

g

m/s2

9,81

9,81

9,81

9,81

μ

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

r

m

0,4

0,52

0,58

0,6

b

m

0,23

0,25

0,25

0,315

hỗn hợp BTXM
2

Tốc độ góc của
cánh trộn

3

Góc nghiêng bàn
tay trộn so với
trục trộn

4

Khối lượng riêng
của hỗn hợp bê
tông

5

Gia tốc trọng
trường

6

Hệ số ma sát giữa
hỗn hợp bê tông
và thành thùng
trộn

7

Khoảng cách từ
tâm của trục trộn
đến mép ngoài
của bàn tay trộn

8

Bề rộng của bàn
tay trộn

9

Góc ma sát trong
của vật liệu

φ1

rad

0,471

0,471

0,471

0,471

10

Góc giữa mặt
phẳng ngang và
tiếp tuyến cánh
trộn

φ3

rad

2,355

2,355

2,355

2,355

a

m

0,26

0,37

0,43

0,40

11

Khoảng cách từ
tâm của trục trộn
đến mép trong của
bàn tay trộn


23
12

Bề rộng của cánh
tay trộn

13

Ứng suất cắt của
hỗn hợp bê tông

c

m

0,05

0,05

0,08

0,10

τ

N/m2

1600

1600

1600

1600

Bảng 1. 4. Giá trị các thông số đưa vào công thức [2] để tính toán
Ký
hiệu

Đơn
vị

1,0

2,0

3,0

4,0



-

1,1

1,1

1,1

1,1

c

-

6

6

6

6

Khối lượng riêng
của hỗn hợp bê
tông



kg/m3

2433

2433

2433

2433

Hệ số độ dài của
bàn tay trộn theo
vòng tròn



-

0,064

0,055

0,050

0,058

5

Góc trung tâm
bao chiếu



độ

23

20

18

21

6

Số bàn tay trộn
của máy trộn

z

chiếc

14

14

18

20

7

Hệ số đầy thùng

kđ

-

0,5

0,5

0,5

0,5

TT
1

Tên thông số

Dung tích của thùng trộn (m3)

Hệ số kể tới các

tổn thất năng
lượng

2

Hệ số cản của hỗn
hợp bê tông khi
trộn

3

4

trộn
8

Vận tốc góc của
trục trộn



rad/s

3,979

3,351

2,827

2,408

9

Bước vít

S

m

0,785

0,785

1,0

1,5

10

Bán kính mép
ngoài của bàn tay
trộn

R

m

0,4

0,52

0,58

0,6

Bán kính mép
trong của bàn tay
trộn

r

m

0,26

0,37

0,43

0,40

11


24
12

Hiệu suất truyền



-

0,85

0,85

0,85

0,85

Hệ số ma sát giữa
hỗn hợp bê tông
và bàn tay trộn

f

-

0,5

0,5

0,5

0,5

Góc nghiêng của
bàn tay trộn so
với trục trộn

α

độ

45

45

45

45

b1

m

0,05

0,05

0,08

0,10

r0

m

0,1

0,15

0,15

0,175

động
13

14

15

Bề rộng của cánh
tay trộn

16

Bán kính trục trộn

Bảng 1. 5. Bảng so sánh kết quả xác định công suất của động cơ dẫn động máy trộn
theo [2], [20], [56] và các máy trộn đang sử dụng phổ biến ở Việt Nam
T
T

Dung
tích

Công suất tính theo

[2], [20] và [56]

Công suất của một số máy trộn lắp trên các
trạm trộn đang sử dụng phổ biến ở

của
thùng

(kW)

Việt Nam (kW)

trộn
(m3)

Công Công Công
suất suất suất
theo theo theo
[2]
[20] [56]

Việt Nam
sản xuất

Trung Quốc
sản xuất

Italia
sản xuất

1

1,0

7,12

7,42

8,67

18,5

18,5

-

2

2,0

12,44 13,60

9,54

37

37

37

3

3,0

15,81 18,72 12,75

60

60

60

4

4,0

18,06 20,33 17,86

74

74

74

Nhâ ̣n xét:
- So sánh công thức tính công suấ t của các tác giả khác nhau, thì cho kế t quả cũng
khác nhau. Nguyên nhân của sự sai khác này là do: Cách thành lâ ̣p công thức và cách
xác đinh
̣ các hê ̣ số thực nghiê ̣m cũng khác nhau.
- Công suất của động cơ dẫn động máy trộn được tính bằng lý thuyết nhỏ hơn so với

công suất thực tế của động cơ lắp trên các máy trộn hiện nay.


25

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Qua phân tích tình hình nghiên cứu những vấn đề liên quan đến đề tài luận án
trên thế giới và trong nước cho thấy một số điểm còn tồn tại mà đề tài cần quan tâm
giải quyết là:
- Việc tính toán thiết kế các máy trộn và các trạm trộn BTXM chế tạo trong
nước chủ yếu dựa trên các tài liệu của nước ngoài, lựa chọn các tham số theo kinh
nghiệm, theo hình thức chép mẫu, trong đó có nhiều tham số có giá trị trong phạm vi
rộng, gây khó khăn cho người thiết kế. Nếu xác định được miền giá trị hợp lý của các
tham số này thì sẽ thiết kế được các trạm trộn có chất lượng tốt, tiết kiệm được chi
phí năng lượng, tăng tuổi thọ và hạ giá thành sản phẩm của trạm.
Đối với máy trộn của các trạm trộn BTXM do Việt Nam chế tạo đều là kiểu
cánh gạt, hoạt động cưỡng bức, chu kỳ, có trục ngang hoặc trục thẳng đứng.
Việc tính toán công suất dẫn động máy trộn của trạm trộn BTXM hiện nay có
nhiều phương pháp được nhiều nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam đưa ra với
nhiều quan điểm khác nhau và phụ thuộc nhiều yếu tố; giá trị công suất tính toán có
sự chênh lệch đáng kể (bảng 1.5). Do đó cần thiết phải xây dựng một công thức tính
công suất động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang sát với thực tế sản xuất
hơn. Mặt khác, các công thức tính toán đều là những công thức lý thuyết nên có tính
gần đúng. Vì vậy cần thông qua thực nghiệm để đánh giá, kiểm chứng sự đúng đắn
của các công thức này.
- Việc nghiên cứu về ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật (kết cấu, khai
thác…) đến công suất của động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang chưa
được xem xét đầy đủ trong các tài liệu ở trong và ngoài nước. Vì vậy, việc xem xét,
đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến công suất của động cơ dẫn động máy trộn

là cần thiết.
- Luận án sẽ đề xuất công thức tính toán công suất dẫn động máy trộn; nghiên
cứu ảnh hưởng của một số thông số đến công suất động cơ dẫn động máy trộn, xác
định các giá trị hợp lý của các thông số đó theo mục tiêu chi phí năng lượng riêng
cho quá trình trộn là nhỏ nhất và đảm bảo chất lượng của bê tông sau khi trộn.
Các thông số kỹ thuật của máy trộn và mác bê tông để nghiên cứu tính toán lý
thuyết và làm thí nghiệm được thể hiện trong mục: "Đối tượng và phạm vi nghiên
cứu" phần Mở Đầu của luận án này.