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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGUYỄN VĂN THUYÊN

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

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2016


i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGUYỄN VĂN THUYÊN

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

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị xây dựng, nâng chuyển
Mã số: 62.52.01.16.01

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS-TS. Nguyễn Văn Vịnh
2. PGS-TS. Nguyễn Đăng Điệm

HÀ NỘI - 2016


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận án này là công trình nghiên cứu của tôi. Các số
liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công
trình nào khác./.

Nguyễn Văn Thuyên


iii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin được trân trọng cảm ơn PGS-TS-NGƯT Nguyễn Văn Vinh,
̣ PGSTS-NGND Nguyễn Đăng Điệm, đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận án này.
Trân trọng cảm ơn các Thầ y cô giáo, các ba ̣n đồng nghiệp tại Bộ môn Máy
Xây dựng- Xếp dỡ, Khoa Cơ khí Trường Đại học Giao thông vận tải; các Thầ y cô
giáo, các nhà khoa học của Trường Đại học Giao thông vận tải, Trường Đại học
Xây dựng, Ho ̣c viê ̣n Nông nghiệp Việt Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Viện
Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải… đã góp ý, giúp đỡ tôi trong quá trình
hoàn thành luận án.
Xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Giao thông vận tải, lãnh

đạo và cán bộ các đơn vị chức năng của Nhà trường (Phòng Đào tạo Sau Đại học,
Phòng Khoa học- Công nghệ) đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên
cứu.
Trân trọng cảm ơn ông Trầ n Hoàng Quyề n cùng toàn thể cán bô ̣ công nhân
viên của Công ty TNHH thiế t bi ̣ và máy xây dựng QVM; trân tro ̣ng cảm ơn ông
Nguyễn Thành Tuyên cùng tâ ̣p thể ban lañ h đa ̣o và cán bô ̣ công nhân viên của Công
ty cổ phầ n Đầ u tư và Xây dựng Quố c tế Asean; trân tro ̣ng cảm ơn ban lañ h đa ̣o, cán
bô ̣ công nhân viên phòng thí nghiê ̣m xây dựng Las XD 1442 đã tận tình hỗ trợ giúp
đỡ tôi trong quá trình làm luận án.
Trân trọng cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè, đồng chí, đồng
nghiệp đã động viên, hỗ trợ tôi hoàn thành luận án./.
Hà Nội, tháng 6 năm 2016
Nguyễn Văn Thuyên


iv
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa......................................................................................................

i

Lời cam đoan......................................................................................................

ii

Lời cảm ơn..........................................................................................................

iii

Mục lục...............................................................................................................

iv

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt..............................................................

viii

Danh mục các bảng.............................................................................................

x

Danh mục các hình vẽ, đồ thị.............................................................................

xii

MỞ ĐẦU.............................................................................................................

1

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG HAI
TRỤC NGANG Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI

7

1.1. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG
HAI TRỤC NGANG TRÊN THẾ GIỚI.................................................................

7

1.1.1. Các công trình nghiên cứu về kết cấu của máy trộn.................................

7

1.1.2. Các công trình nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả trộn.........................

10

1.1.3. Các công trình nghiên cứu về thực nghiệm quá trình trộn.......................

12

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

13

1.2.1. Tổng quan về sản xuất các máy trộn và trạm trộn bê tông xi măng ở
Việt Nam.............................................................................................................

13

1.2.2. Các công trình nghiên cứu về kết cấu và tuổi thọ của máy trộn...............

14

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...............................................................................................................

15

1.3.1. Các tác giả [56] ........................................................................................

15

1.3.2. Các tác giả [20] ........................................................................................

17

1.3.3. Các tác giả [2] ..........................................................................................

18


v
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].........................................

21

KẾT LUẬN CHƯƠNG I.....................................................................................

25

CHƯƠNG II
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG CÔNG THỨC TÍNH
CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI
MĂNG HAI TRỤC NGANG

26

2.1. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG
MÁY TRỘN Ở GIAI ĐOẠN TRỘN KHÔ.............................................................

26

2.1.1. Xác định công suất N1..............................................................................

27

2.1.2. Xác định công suất N2..............................................................................

28

2.1.3. Xác định công suất N3..............................................................................

29

2.1.4. Xác định công suất N4..............................................................................

30

2.1.5. Xác định công suất N5..............................................................................

31

2.1.6. Xác định công suất N6.............................................................................

31

2.2. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG
MÁY TRỘN Ở GIAI ĐOẠN TRỘN ƯỚT..................................................................

32

2.2.1. Xác định công suất N1..............................................................................

32

2.2.2. Xác định công suất N2..............................................................................

33

2.2.3. Xác định công suất N3..............................................................................

33

2.2.4. Xác định công suất N4..............................................................................

34

2.2.5. Xác định công suất N5..............................................................................

34

2.2.6. Xác định công suất N6..............................................................................

34

2.3. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU VẬN CHUYỂN TRONG THÙNG
TRỘN CỦA MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG HAI TRỤC NGANG...................

36

2.3.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy trộn nghiên cứu................

36

2.3.2. Mô tả quá trình di chuyển của hạt vật liệu khi máy trộn làm việc...........

36

2.3.3. Xác định khối lượng vật liệu vận chuyển theo các phương trong quá
trình làm việc của máy trộn................................................................................

39


vi
2.4. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU VẬN
CHUYỂN THEO 3 PHƯƠNG TRONG THÙNG TRỘN VÀ XÁC ĐỊNH CÔNG
SUẤT ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG MÁY TRỘN BTXM HAI TRỤC NGANG,
DUNG TÍCH 1m3 DO VIỆT NAM CHẾ TẠO............................................................

45

2.5. SO SÁNH CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG MÁY TRỘN BTXM
HAI TRỤC NGANG DO VIỆT NAM CHẾ TẠO ĐƯỢC TÍNH THEO CÔNG

THỨC CỦA TÁC GIẢ ĐỀ XUẤT VÀ CÁC TÁC GIẢ KHÁC.................................

47

KẾT LUẬN CHƯƠNG II...........................................................................................

51

CHƯƠNG III
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KẾT CẤU VÀ
THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỘN ĐẾN CÔNG SUẤT TIÊU THỤ
RIÊNG CỦA ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG MÁY TRỘN BÊ TÔNG XI MĂNG
HAI TRỤC NGANG DO VIỆT NAM CHẾ TẠO

52

3.1. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KẾT CẤU CỦA
MÁY TRỘN ĐẾN CÔNG SUẤT TIÊU THỤ RIÊNG CỦA ĐỘNG CƠ DẪN
ĐỘNG MÁY.................................................................................................................

53

3.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DẠNG MẶT CẮT CÁNH TAY TRỘN
ĐẾN CÔNG SUẤT TIÊU THỤ RIÊNG CỦA ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG MÁY
TRỘN..................................................................................................................

56

3.2.1. Tính công suất tiêu thụ riêng của động cơ khi quay các cánh tay trộn.....

58

3.2.2. Các trường hợp tải trọng tác dụng lên cánh tay trộn và dạng mặt cắt
cánh tay trộn nghiên cứu.....................................................................................

60

3.2.3. Thiết kế cánh tay trộn và xác định diện tích cản chuyển động của cánh
tay trộn theo các phương.....................................................................................

60

3.2.4. Xây dựng phần mềm tính toán các cánh tay trộn và xác định công suất
tiêu thụ riêng của chúng trong quá trình làm việc..............................................

61

3.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC THÙNG TRỘN ĐẾN
CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG MÁY TRỘN....................

73

3.3.1. Xác định các thông số của thùng trộn ảnh hưởng đến công suất động cơ
dẫn động máy trộn..............................................................................................

74

3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các kích thước hình học của thùng trộn đến
công suất động cơ dẫn động máy trộn................................................................

75


vii
KẾT LUẬN CHƯƠNG III..................................................................................

79

CHƯƠNG IV
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG MÁY TRỘN VÀ
XÁC ĐỊNH DÃY MÁY TRỘN TRONG ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ

80

4.1. MỤC TIÊU VÀ CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM....................................

80

4.1.1. Mục tiêu làm thí nghiệm...........................................................................

80

4.1.2. Các sơ đồ khối khi tiến hành làm thí nghiệm...........................................

80

4.1.3. Thiết bị và đối tượng làm thí nghiệm.......................................................

81

4.1.4. Các bước tiến hành thí nghiệm.................................................................

86

4.1.5. Thí nghiệm xác định hệ số cản chuyển động (K) của bàn tay trộn trong
cấp phối vật liệu và so sánh với kết quả nghiên cứu lý thuyết...........................

88

4.1.6. Thí nghiệm ảnh hưởng đồng thời của bốn thông số kết cấu của máy
trộn đến công suất tiêu thụ của động cơ dẫn động máy trộn, chất lượng của
BTXM sau khi trộn và so sánh với kết quả nghiên cứu lý thuyết......................

90

4.2. XÁC ĐỊNH DÃY MÁY TRỘN TRONG ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ.......................

97

4.2.1. Lý thuyết cơ bản của đồng dạng...............................................................

97

4.2.2. Xác định các thông số của dãy máy trộn bằng chuẩn số đồng dạng........

100

KẾT LUẬN CHƯƠNG IV...............................................................................

106

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

107

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN
CỨU CỦA LUẬN ÁN.......................................................................................

110

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................

111

PHỤ LỤC...........................................................................................................

117


viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký
Diễn giải

TT
hiệu
1

Q

2

Nđc

3

NK

4

NU

5

N

Năng suất lý thuyết của máy trộn
Công suấ t của đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n
Công suấ t của đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n ở giai đoạn
trộn khô
Công suấ t của đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n ở giai đoạn
trộn ướt
Công suấ t riêng của đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n (lý

Đơn vi ̣
tính
m3/h
kW (W)
kW (W)

kW (W)
kWh
(Wh)/m3

thuyết)
bê tông

6

Y

Công suấ t riêng của đô ̣ng cơ dẫn đô ̣ng máy trô ̣n (thực

kWh/m3

nghiệm)

bê tông

7

m

Khố i lươ ̣ng vâ ̣t liê ̣u mang vào trô ̣n

8

z1

Số lượng cánh trộn trên hai trục trộn

chiế c

9

z

Số lượng cánh trộn chìm trong hỗn hợp trộn

chiế c

10

b

Bề rộng của bàn tay trộn

m

11

b1

Bề rộng của cánh tay trộn

m

12

α

Góc nghiêng của bàn tay trô ̣n so với tru ̣c trô ̣n

đô ̣

13

a

Chiều dài cánh tay trộn

m

14

r

Khoảng cách từ tâm tru ̣c trô ̣n đế n đầ u mút bàn tay trô ̣n

m

15

Lt

Chiề u dài thùng trô ̣n

m

16

Rt

Bán kính cong của thùng trô ̣n

m

17

Vt

Dung tích hình học của thùng trộn

m3

18

Ltr

Chiều dài của trục trộn

m

19

r1

Bán kính của trục trộn

m

20



Số trục trô ̣n trong buồng trộn

-

kg


ix
21

S

Bước vít

22

k

Khe hở giữa bàn tay trộn và vỏ thùng trộn

23



Hệ số điền đầy thùng trộn

-

24

n

Tốc độ quay của trục trộn

vòng/phút

25



Tốc độ góc của trục trộn

1/s

26

v

Vâ ̣n tố c dài của bàn tay trô ̣n theo phương hướng kính

m/s

27

vd

Vâ ̣n tố c chuyể n đô ̣ng của vâ ̣t liê ̣u do ̣c theo tru ̣c trô ̣n

m/s

28



Khối lượng riêng của hỗn hơ ̣p trô ̣n

29

dmin

30

m
mm (m)

kg/m3

Kić h thước nhỏ nhấ t của ha ̣t vâ ̣t liê ̣u thô

mm

g

Gia tốc trọng trường

m/s2

31



Góc chân nón đô ̣ng của vật liệu

32

µ1

Hệ số ma sát giữa vật liệu và vỏ thùng trộn

33

K

Hệ số cản chuyển động của bàn tay trộn trong hỗn hợp

34

µ2

Hệ số ma sát giữa bê tông và vỏ thùng trộn

-

35

c

Hệ số cản chuyển động của bê tông lên bàn tay trộn

-

36



Hiê ̣u suấ t truyề n đô ̣ng

-

37

Cbt

Cường đô ̣ chiụ nén của bê tông ở 28 ngày tuổi

MPa

38

Cbtmax

Cường đô ̣ chiụ nén lớn nhấ t của bê tông ở 28 ngày tuổi

MPa

39

Sbt

Đô ̣ su ̣t của bê tông tươi

cm

40

Sbtđ

Đô ̣ su ̣t của bê tông tươi đa ̣t yêu cầ u

cm

41

BTXM

Bê tông xi măng

đô ̣
N/m2

-


x

DANH MỤC CÁC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

1

Bảng I. Bảng thông số kỹ thuật chính của máy trộn BTXM hai trục

3

ngang, dung tích thùng trộn 1m3 do Việt Nam chế tạo
2

Bảng 1. 1. Một số đơn vị tiêu biểu về sản xuấ t tra ̣m trô ̣n BTXM ở

13

Viê ̣t Nam
3

Bảng 1. 2. Giá trị các thông số đưa vào công thức [56] để tính toán

21

4

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

22

5

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

23

6

Bảng 1. 5. Bảng so sánh kết quả xác định công suất của động cơ dẫn

24

động máy trộn theo [2], [20], [56] và các máy trộn đang sử dụng phổ
biến ở Việt Nam
7

Bảng 2. 1. Tỉ lệ % khối lượng vật liệu vận chuyển theo 3 phương

46

8

Bảng 2. 2. Công suất của động cơ dẫn động máy trộn

47

9

Bảng 2. 3. Giá trị các thông số đưa vào công thức [tác giả đề xuất]

48

để tính toán
10

Bảng 2. 4. Bảng so sánh kết quả xác định công suất của động cơ dẫn

50

động máy trộn theo các tác giả và các máy trộn đang sử dụng phổ
biến ở Việt Nam
11

Bảng 3. 1. Bảng các trường hợp tính toán và làm thí nghiệm

54

12

Bảng 3. 2. Bảng kết quả xác định công suất của động cơ dẫn động

55

máy trộn ở giai đoạn trộn khô, trộn ướt và công suất tiêu thụ riêng
13

Bảng 3. 3. Bảng thông số mặt cắt của hình chữ nhật và N

63

14

Bảng 3. 4. Bảng thông số mặt cắt của hình e líp đứng và N

65

15

Bảng 3. 5. Bảng thông số mặt cắt của hình e líp ngang và N

66

16

Bảng 3. 6. Bảng thông số mặt cắt của hình tam giác và N

68

17

Bảng 3. 7. Bảng thông số mặt cắt của hình tròn và N

69

18

Bảng 3. 8. Bảng so sánh công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn

70

động quay các cánh tay trộn, ứng với hệ số vượt tải của động cơ
Kvt = 1


xi
19

Bảng 3. 9. Bảng so sánh công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn

70

động quay các cánh tay trộn, ứng với hệ số vượt tải của động cơ
Kvt = 1,3
20

Bảng 3. 10. Bảng so sánh công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn

71

động quay các cánh tay trộn, ứng với hệ số vượt tải của động cơ
Kvt = 1,5
21

Bảng 3. 11. Bảng so sánh công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn

72

động quay các cánh tay trộn, ứng với hệ số vượt tải của động cơ
Kvt = 1,7
22

Bảng 3. 12. Bảng kết quả tính Lt và S theo Rt

76

23

Bảng 3. 13. Bảng giá trị công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn

77

động máy trộn BTXM hai trục ngang N thay đổi theo Rt và Lt
24

Bảng 4. 1. Bảng các thông số vật liệu được sử dụng làm cấp phối

84

cho bê tông
25

Bảng 4. 2. Khối lượng các thành phần cốt liệu của mác bê tông thiết

84

kế và thi công cho 1m3 bê tông thành phẩm
26

Bảng 4. 3. Khối lượng các thành phần cốt liệu của mác bê tông thiết

84

kế và thi công cho 0,5m3 bê tông thành phẩm (luận án làm thí
nghiệm)
27

Bảng 4. 4. Bảng kết quả sau khi thí nghiệm

91

28

Bảng 4. 5. Bảng phân tích phương sai cho Y (Analysis of Variance

92

for Y)
29

Bảng 4. 6. Hệ số hồi quy cho hàm Y (Estimated Regression

92

Coefficients for Y)
30

Bảng 4. 7. Bảng so sánh công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn

95

động máy trộn giữa tính toán lý thuyết và thực nghiệm
31

Bảng 4. 8. Các thông số "vào" liên quan đến quá trình trộn

98

32

Bảng 4. 9. Các thông số của dãy máy trộn được xác định thông qua

104

các chuẩn số đồng dạng


xii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
TT

Tên hin
̀ h ve,̃ đồ thị

Trang

1

Hình I. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang, dung tích

2

thùng trộn 1m3 do Việt Nam chế tạo
2

Hình 1. 1. Sơ đồ cấu tạo tổng thể và mặt cắt ngang của máy trộn

7

BTXM hai trục ngang, các tác giả [49] đã thử nghiệm
3

Hình 1. 2. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang, tác giả

9

[41] đã nghiên cứu và thử nghiệm
4

Hình 1. 3. Sơ đồ cấu tạo của cánh tay trộn có mặt cắt ngang là hình

9

e líp đứng, tác giả [41] đã nghiên cứu và thử nghiệm
5

Hình 1. 4. Kết quả tính toán thiết kế cánh tay trộn, bàn tay trộn và

10

trục trộn bằng phần mềm Ansys của tác giả [64]
6

Hình 1. 5. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang, kiểu

11

trộn và rung kết hợp (rung ở bên ngoài trục trộn)
7

Hình 1. 6. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang, kiểu

12

trộn và rung kết hợp (rung ở bên trong trục trộn)
8

Hình 1. 7. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM 2500M2T (2,5m3)

15

9

Hình 1. 8. Sơ đồ giải thích các thông số trong công thức tính công

16

suất động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang được tính

theo [56]
10

Hình 1. 9. Sơ đồ giải thích các thông số trong công thức tính công

18

suất động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang được tính
theo [20]
11

Hình 1. 10. Sơ đồ giải thích các thông số trong công thức tính công

20

suất động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang được tính
theo [2]
12

Hình 2. 1. Sơ đồ tính lực cản tác dụng lên bàn tay trộn

27

13

Hình 2. 2. Hình ảnh mô tả quá trình di chuyển của vật liệu trong

29

buồng trộn và các lực phát sinh trong quá trình máy trộn làm việc ở

giai đoạn trộn khô


xiii
14

Hình 2. 3. Sơ đồ cấu tạo của máy trộn BTXM hai trục ngang, dung

36

tích thùng trộn 1m3 do Việt Nam chế tạo
15

Hình 2. 4. Sơ đồ mô tả quá trình chuyển động của các cánh trộn và

37

vật liệu trong buồng trộn (không kể cánh vét thùng trộn)
16

Hình 2. 5. Sơ đồ mô tả quá trình chuyển động của các cánh trộn

38

trong buồng trộn (không kể cánh vét thùng trộn)
17

Hình 2. 6. Sơ đồ tính khối lượng vật liệu chuyển động vòng theo vỏ

40

thùng trộn
18

Hình 2. 7. Sơ đồ xác định khối lượng vật liệu trên một cánh trộn

43

19

Hình 2. 8. Giao diện chương trình tính khối lượng vật liệu vận

46

chuyển trong buồng trộn BTXM hai trục ngang, có dung tích thùng
trộn 1m3 do Việt Nam chế tạo
20

Hình 2. 9. Giao diện của chương trình tính công suất của động cơ dẫn

47

động máy trộn BTXM hai trục ngang, có dung tích thùng trộn 1m3 do
Việt Nam chế tạo
21

Hình 3. 1. Cấu tạo của một số loại cánh tay trộn bê tông xi măng hai

57

trục ngang đang sử dụng phổ biến ở Việt Nam. a) Cánh tay trộn có
mặt cắt là hình chữ nhật; b) Cánh tay trộn có mặt cắt hình e líp đứng
22

Hình 3. 2. Cấu tạo của một số loại cánh tay trộn bê tông xi măng hai

57

trục ngang đang sử dụng phổ biến ở Việt Nam. a) Cánh tay trộn có
mặt cắt ngang hình e líp ngang; b) Cánh tay trộn có mặt cắt ngang
hình tam giác; c) Cánh tay trộn có mặt cắt ngang hình tròn
23

Hình 3. 3. Các dạng mặt cắt của cánh tay trộn luận án nghiên cứu

60

24

Hình 3. 4. Sơ đồ thuật toán của chương trình tính toán thiết kế cánh

62

tay trộn
25

Hình 3. 5. Giao diện chương trình tính chọn mặt cắt hợp lý của cánh

63

tay trộn
26

Hình 3. 6. Đồ thị quan hệ giữa các thông số mặt cắt của cánh tay trộn
bAcn và hAcn với công suất tiêu hao N

64


xiv
27

Hình 3. 7. Ảnh hưởng của các thông số mặt cắt hình chữ nhật đến

64

công suất tiêu hao của động cơ dẫn động các cánh tay trộn
28

Hình 3. 8. Đồ thị quan hệ giữa các thông số mặt cắt của cánh tay trộn

65

bAeđ và hAeđ với công suất tiêu hao N
29

Hình 3. 9. Ảnh hưởng của các thông số mặt cắt hình e líp đứng đến

66

công suất tiêu hao của động cơ dẫn động các cánh tay trộn
30

Hình 3. 10. Đồ thị quan hệ giữa các thông số mặt cắt của cánh tay

67

trộn bAen và hAen với công suất tiêu hao N
31

Hình 3. 11. Ảnh hưởng của các thông số mặt cắt hình e líp ngang đến

67

công suất tiêu hao của động cơ dẫn động các cánh tay trộn
32

Hình 3. 12. Đồ thị quan hệ giữa các thông số mặt cắt của cánh tay

68

trộn bAtg và hAtg với công suất tiêu hao N
33

Hình 3. 13. Ảnh hưởng của các thông số mặt cắt hình tam giác đến

69

công suất tiêu hao của động cơ dẫn động các cánh tay trộn
34

Hình 3. 14. Hình ảnh một số máy trộn BTXM hai trục ngang đang sử

73

dụng phổ biến ở Việt Nam
35

Hình 3. 15. Các kích thước cơ bản của thùng trộn

75

36

Hình 3. 16. Xác định dung tích thùng trộn

76

37

Hình 3. 17. Đồ thị quan hệ giữa công suất tiêu thụ riêng của động cơ

77

dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang với các thông số hình học
của thùng trộn
38

Hình 3. 18. Đồ thị đánh giá ảnh hưởng của Rt và Lt đến công suất tiêu

78

thụ riêng của động cơ dẫn động máy trộn BTXM hai trục ngang
39

Hình 4. 1. Sơ đồ khối tiến hành làm thí nghiệm xác định hệ số cản

80

chuyển động (K) của bàn tay trộn trong cấp phối vật liệu trộn
40

Hình 4. 2. Sơ đồ khối tiến hành làm thí nghiệm ảnh hưởng đồng thời

81

của bốn thông số kết cấu của máy trộn đến công suất tiêu thụ của
động cơ dẫn động máy trộn và chất lượng của bê tông sau khi trộn
41

Hình 4. 3. Kết cấu tổng thể và kết cấu bên trong của máy trộn làm thí
nghiệm

81


xv
42

Hình 4. 4. Sơ đồ đo tiêu thụ năng lượng trộn và tốc độ quay của động

82

cơ dẫn động máy trộn
43

Hình 4. 5. Tủ đo công suất động cơ điện 3 pha có tích hợp bộ đo tốc

83

độ động cơ và bộ truyền dẫn thông tin vào máy tính
44

Hình 4. 6. Kết nối thiết bị đo với máy tính bằng cổng COM

83

45

Hình 4. 7. Chuẩn bị máy trộn làm thí nghiệm

85

46

Hình 4. 8. Chuẩn bị kết nối tủ đo công suất với máy tính

85

47

Hình 4. 9. Chuẩn bị đá, cát, xi măng

85

48

Hình 4. 10. Cân đá, cát, xi măng

85

49

Hình 4. 11. Chuẩn bị khuôn đúc mẫu, côn đo độ sụt

86

50

Hình 4. 12. Nạp vật liệu vào xe skip

86

51

Hình 4. 13. Lấy mẫu và đúc mẫu bê tông làm thí nghiệm

87

52

Hình 4. 14. Lấy mẫu và đo độ sụt của bê tông

87

53

Hình 4. 15. Bảo dưỡng mẫu bê tông và nén mẫu bê tông

87

54

Hình 4. 16. Đồ thị quan hệ giữa công suất của động cơ dẫn động máy

88

trộn với thời gian trộn
55

Hình 4. 17. Đồ thị quan hệ giữa tốc độ quay của trục trộn với thời

89

gian trộn
56

Hình 4. 18. Đồ thị quan hệ giữa mô men xoắn trên trục động cơ với

89

thời gian trộn
57

Hình 4. 19. Đồ thi ̣ đánh giá ảnh hưởng của các biế n thí nghiê ̣m đế n

94

công suấ t tiêu thu ̣ riêng Y
58

Hình 4. 20. Đồ thị so sánh công suất tiêu thụ riêng của động cơ dẫn

96

động máy trộn giữa tính toán lý thuyết với kết quả thí nghiệm
59

Hình 4. 21. Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa các thông số “đầu vào” và
“đầu ra” của thí nghiê ̣m

103


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