Đồ án tốt nghiệp cơ khí chế tạo máy Thiết kế kỹ thuật nhóm thiết bị phục vụ khâu đổ bê tông trong xây dựng nhà dân dụng

Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................... 5
Chương I: TỔNG QUAN VỀ NHÓM THIẾT BỊ PHỤC VỤ KHÂU ĐỔ
BÊ TÔNG TRONG XÂY DỰNG NHÀ DÂN DỤNG..............................6
1.1. Tổng quan.................................................................................................6
1.2. Công tác và cơ giới trong xây dựng dân dụng.........................................7
1.2.1. Công tác bê tông và bê tông cốt thép toàn khối....................................7
1.2.2. Phương tiện vận chuyển........................................................................8
1.2.3. Máy nâng...............................................................................................9
1.2.4. Đầm bê tông ( đầm chấn động )...........................................................10
1.2.5. Máy trộn bê tông...................................................................................10
Chương II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ...............................12
2.1. Phương án thiết kế...................................................................................12
2.1.1. Máy trộn bê tông...................................................................................13
2.1.2. Thiết bị nâng.........................................................................................16
2.2. Chọn phương án.......................................................................................19
Chương III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ.....................................20
3.1. Bài toán động lực học cho thiết bị...........................................................20
3.1.1. Tính toán năng suất.............................................................................20
3.1.2. Tính toán cơ bản cho máy trộn bê tông tự do......................................22
3.1.3. Phân phối tỷ số truyền..........................................................................27
3.1.4. Lập bảng thông số kỹ thuật của hệ thống............................................27
3.2. Thiết bị nâng............................................................................................28
3.2.1. Tính chọn phanh đai ( phanh đai đơn giản )........................................32
3.2.2. Thiết bị dừng.........................................................................................37
3.3. Tính toán bền các thiết bị........................................................................39

3.3.1. Tính sức bền tang.................................................................................39
3.3.2. Hộp giảm tốc máy trộn bê tông............................................................42
SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 1

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

3.3.2.1. Thiết kế bộ truyền đai thang..............................................................42
3.3.2.2. Chọn loại đai......................................................................................43
3.3.2.3. Xác định đường kính bánh đai..........................................................43
3.3.2.4. Tính đường kính bánh đai lớn...........................................................44
3.3.2.5. Chọn sơ bộ khoảng cách trục (Asb)...................................................44
3.3.2.6. Xác định chính xác chiều dài L và khoảng cách trục A...................44
3.3.2.7. Kiểm nghiệm góc ôm bánh đai.........................................................45
3.3.2.8. Xác định số đai cần thiết...................................................................45
3.3.2.9. Xác định kích thước bánh đai............................................................46
3.3.2.10. Xác định lực tác dụng lên trục........................................................46
3.3.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh..............................................46
3.3.3.1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng........................................................46
3.3.3.2. Xác định ứng suất cho phép..............................................................47
3.3.3.3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng.................................................................49
3.3.3.4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng......................................................49
3.3.3.5. Xác định khoảng cách trục A............................................................49
3.3.3.6. Chọn vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng..........49

3.3.3.7. Xác định chính xác khoảng cách trục A...........................................49
3.3.3.8. Xác định môđun, số răng, chiều rộng bánh răng..............................50
3.3.3.9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng..................................................50
3.3.3.10. Định các thông số hình học bộ truyền............................................51
3.3.3.11. Tính lực tác dụng lên trục................................................................51
3.3.4. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm...............................................51
3.3.5. Thiết kế bộ truyền bánh răng hở..........................................................57
3.4. Thiết kế trục.............................................................................................63
3.4.1. Chọn vật liệu trục.................................................................................64
3.4.2. Tính sơ bộ trục......................................................................................64
3.4.3. Tính gần đúng.......................................................................................64
3.4.4. Xây dựng sơ đồ tính toán trục..............................................................65
SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 2

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

3.4.5. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn...................................................71
3.4.6. Thiết kế cấu tạo hộp giảm tốc..............................................................81
3.4.6.1. Thiết kế cấu tạo các chi tiết truyền động..........................................81
3.4.6.2. Thiết kế cấu tạo hộp giảm tốc...........................................................81
3.4.6.3. Một số kích thước cơ bản của vỏ hộp...............................................81
3.4.6.4. Bôi trơn hộp giảm tốc........................................................................82
3.4.6.5. Cố định ổ trên trục và trong vỏ hộp..................................................83

Chương IV: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BÁNH RĂNG
TRUYỀN ĐỘNG............................................................................................84
4.1. Quy trình công nghệ gia công bánh răng truyền động............................84
4.1.1. Yêu cầu kỹ thuật...................................................................................84
4.1.2. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng...........................................................84
4.1.3. Tính công nghệ trong kết cấu...............................................................84
4.1.4. Xác định dạng sản xuất........................................................................85
4.1.5. Xác định phương pháp chế tạo phôi và tính lượng chi tiết gia công và
chuẩn bị phôi...................................................................................................87
4.1.6. Xác định lượng dư gia công.................................................................87
4.1.7. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết....................................93
4.1.8. Thiết kế nguyên công...........................................................................95
4.1.8.1. Nguyên công 1...................................................................................95
4.1.8.2. Nguyên công 2...................................................................................97
4.1.8.3. Nguyên công 3 ..................................................................................98
4.1.8.4. Nguyên công 4...................................................................................99
4.1.8.5. Nguyên công 5...................................................................................99
4.1.8.6. Nguyên công 6..................................................................................100
5.1.8.7. Nguyên công 7..................................................................................101
4.1.8.8. Nguyên công 8..................................................................................103
5.1.8.9. Nguyên công 9..................................................................................104
4.2. Xác định chế độ cắt...............................................................................104
SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 3

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

4.2.1. Chế độ cắt nguyên công 1...................................................................105
4.2.1.1. Chế độ cắt tiện mặt đầu....................................................................105
4.2.1.2. Chế độ cắt khi khoan lỗ....................................................................107
4.2.1.3. Chế độ cắt khi khoét.........................................................................109
4.2.1.4. Chế độ cắt khi doa............................................................................111
4.2.2. Chế độ cắt nguyên công 2...................................................................112
4.2.3. Chế độ cắt nguyên công 3...................................................................112
4.2.4.Chế độ cắt nguyên công 4....................................................................115
4.2.5.Chế độ cắt nguyên công 5....................................................................115
4.2.6.Chế độ cắt nguyên công 6....................................................................115
4.2.7.Chế độ nguyên công khi mài lỗ răng...................................................117
Chương V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN.....................................118
5.1.Kết luận....................................................................................................118
5.2. Đề xuất ý kiến.........................................................................................118
Tài liệu tham khảo.........................................................................................120

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 4

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

LỜI NÓI ĐẦU
Nhà ở luôn là vấn đề hàng đầu và là nhu cầu của mọi tầng lớp trong xã hội.
Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật ngày càng nhiều máy móc hiện đại
ra đời mục đích giảm bớt sức lao động, nâng cao năng suất chất lượng và hiệu quả. Sự
phát triển trên mọi lĩnh vực đã đem lại thành tựu đáng kể cho con người, trong đó
không thể không kể đến ngành chế tạo máy xây dựng.
Để chủ động trong sản xuất và từng bước nội địa hóa các sản phẩm cơ khí, vấn đề
đặt ra cho ngành chế tạo máy nước ta là nghiên cứu tìm ra các phương pháp chế tạo
các sản phẩm cơ khí có chất lượng cao, giá thành hạ để phục vụ tốt cho công cuộc
công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế của xã hội, là một kỹ sư chế tạo máy tương lai, tôi
được ban chủ nhiệm khoa cơ khí trường ĐHNT giao cho đề tài “ Thiết kế kỹ thuật
nhóm thiết bị phục vụ khâu đổ bê tông trong xây dựng nhà dân dụng ”. Với nội dung
thực hiên sau:
Chương 1: Tổng quan về thiết bị phục vụ xây dựng.
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế.
Chương 3: Thiết kế kỹ thuật thiết bị.
Chương 4: Lập quy trình chế tạo chi tiết điển hình.
Chương 5: Kết luận và đề xuất ý kiến.
Sau hơn ba tháng thực hiện đề tài đến nay tôi đã hoàn thành. Tuy nhiên trong quá
trình thực hiện do tiếp cận với vấn đề mới nên còn gặp nhiều khó khăn và thiếu sót rất
mong sự đóng góp của quý thầy và các bạn sinh viên để đề tài được hoàn thành hơn.
Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn thầy GS. Nguyễn Văn Ba đã tận tình giúp đỡ,
hướng dẫn tôi để hoàn thành đồ án này.
Nha trang, tháng 11 – 2007
SVTH: Lê Văn Hợi

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 5

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

CHƯƠNG I :

TỔNG QUAN
VỀ NHÓM THIẾT BỊ PHỤC VỤ KHÂU ĐỔ BÊ TÔNG TRONG
XÂY DỰNG NHÀ DÂN DỤNG
1.1. TỔNG QUAN.
Xây dựng và phát triển các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp cơ sở hạ
tầng… Đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội nhất là các nước
đang phát triển như nước ta hiện nay. Vì vậy bên cạnh việc tăng cường về đầu tư về tài
chính thì việc áp dụng những công nghệ mới nhằm nâng cao chất lượng, hạ giá thành
cũng như đảm bảo tiến độ thi công là việc làm hết sức cần thiết. Với việc ứng dụng các
công nghệ mới tiên tiến thì việc sử dụng các máy và thiết bị là điều tất yếu. Khi đó máy
và thiết bị xây dựng không những chỉ tăng năng suất lao động, tăng nhịp độ thi công mà
còn là yếu tố không thể thiếu được để đảm bảo chất lượng và giảm giá thành công trình
và thậm trí trở thành nhân tố quyết định đến sự hình thành một công trình hiện đại.
Thực tế xây dựng ở các nước tiên tiến cũng như ở nước ta đã chỉ ra rằng việc xây
dựng các nhà cao tầng không thể thiếu được các nhóm thiết bị phục vụ hỗ trợ trong xây
dựng phục vụ khâu đổ bê tông để liên kết với nhau, đầm bê tông, giáo chống ván
khuôn, giáo trong, máy trộn đổ bê tông, phương tiện vận chuyển, các máy bơm bê tông
hiện đại cũng như nhiều thiết bị phục vụ khác…Việc xây dựng các công trình thủy
điện, bến cảng, cầu đường, nhà dân dụng…không thể hoàn thành và đảm bảo chất
lượng nếu không sử dụng máy làm đất, các thiết bị gia cố nền móng, các thiết bị sản

xuất vật liệu và nhiều thiết bị khác có tính năng kỹ thuật phù hợp v.v…chính vì những
lý do nêu trên, máy xây dựng và các thiết bị cơ khí phục vụ trong ngành xây dựng dân
dụng ngày càng có ý nghĩa và vai trò lớn trong công tác xây dựng cơ bản nói riêng và
nền kinh tế nói chung.
Bê tông là loại vật liệu xây dựng thu được từ hỗn hợp các chất kết dính xi măng với
các cốt liệu đá dăm, sỏi và cát. Nhờ phản ứng từ hỗn hợp các chất kết dính với nước mà
tạo nên đá xi măng, lấp đầy khoảng trống giữa đá và cát. Nhằm tiết kiệm xi măng và

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 6

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

thu được bê tông có cường độ chịu lực cao, cần phải chọn các cốt liệu sao cho khoảng
trống giữa chúng là nhỏ nhất. Để tạo ra các bê tông nhẹ, người ta thường sử dụng các
vật liệu nhẹ: xỉ lò, đá bột…thay cho cốt liệu bê tông.
Khối lượng chất kết dính và nước về cơ bản tạo nên độ linh động và khả năng làm
đầy khuôn của hỗn hợp, ngoài ra khối kượng này còn ảnh hưởng lớn tới công nghệ sản
xuất bê tông và việc tạo hình chúng. Các thành phần này cũng tạo nên độ bền của bê
tông. Giới hạn độ bền nén cho bê tông sau 28 ngày được kết dính được gọi là mác của
bê tông.
Độ đồng nhất của hỗn hợp ảnh hưởng tới độ bền của bê tông, mà độ đồng nhất này
lại phụ thuộc vào chất lượng nhào trộn của bê tông.
Việc sản xuất vữa bê tông được thực hiện ở trong các máy trộn bê tông. Các cụm

chủ yếu trong các máy trộn là các bộ phận công tác, các thiết bị và các cơ cấu dùng để
nạp liệu và xả hỗn hợp, động cơ và hệ thống truyền động.
Các công đoạn phụ trợ không thể thiếu được cho công việc nhào trộn là việc định
lượng, nạp các phối liệu và xả hỗn hợp thành phẩm. Các thiết bị để thực hiện các công
việc phụ trợ này có thể thiết kế như bộ phận không thể tách rời của máy trộn cũng có
thể thiết kế như các loại máy làm việc độc lập cùng tham gia với máy trộn trong các
trạm trộn.
Trong xây dựng nhà ở dân dụng thiết bị cơ khí phục vụ gồm nhiều bộ phận phục vụ
chuyên dùng để hoàn thành. Ta phân ra những công tác sau :
+ Công tác thủ công bằng tay, sức người.
+ Công tác cơ giới trong xây dựng.
1.2. CÔNG TÁC VÀ CƠ GIỚI TRONG XÂY DỰNG NHÀ DÂN DỤNG.
1.2.1. Công tác bê tông và bê tông cốt thép toàn khối :
Để tạo nên những kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối có hình dạng và
kích thước như thiết kế cần phải làm ba việc chính sau :
+ Thi công ván khuôn và đà giáo .
+ Thi công cốt thép.
+ Thi công bê tông .
SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 7

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

- Thi công ván khuôn:

Ván khuôn tạo cho bê tông sau khi đông cứng có hình dạng và kích thước theo yêu
cầu.Ván khuôn cùng với hệ thống chống đỡ giữ cho kết cấu bê tông va bê tông cốt thép
mới thi công ở vị trí thiết kế cho tới khi nó đạt cường độ nhất định theo quy phạm kỹ
thuật thì tháo đỡ.
- Phân loại ván khuôn.
+ Phân loại theo vật liệu: có ba loại thường dùng.
- Ván khuôn bằng gỗ.
- Ván khuôn bằng kim loại.
- Ván khuôn bằng bê tông.
+ Phân loại theo cách sử dụng : theo cách sử dụng có thể phân loại ván khuôn làm
2 loại : - Ván khuôn cố định
- Ván khuôn di động.
- Giàn giáo trong công tác ván khuôn.
Giàn giáo có chức năng chống đỡ ván khuôn tạo nên các sàn thao tác để làm ván
khuôn và làm công việc khác (buộc cốt thép, đỡ bê tông…).
+ Giáo chống khi chiều cao nhỏ hơn 6 m : Qua các tầng khác nhau cột giáo phải
đặt trên một trục thẳng đứng để tải trọng ở các cột tầng trên truyền trực tiếp xuống cột
tầng dưới mà không truyền trực tiếp xuống sàn bê tông.
- Thi công cốt thép.
Cốt thép có thể được gia công trong xưởng tập trung hoặc ở những lán đặt ngay địa
điểm xây dựng.
+ Gia công cốt thép: sửa nắn thẳng cốt thép, cắt cốt thép, uốn cốt thép, nối cốt thép,
buộc khung, lưới cốt thép.
- Đổ bê tông.
Trước khi đổ bê tông cần tiến hành kiểm tra lần cuối cùng ván khuôn và cốt thép,
kiểm tra giàn giáo và hệ thống sàn công tác.
1.2.2. Phương tiện vận chuyển :

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 8

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

Trong công tác vận chuyển, nhân lực và phương tiện tập chung khá cao, giá thành
vận chuyển chiếm tỷ lệ đáng kể. Ô tô là phương tiện vận chuyển rất thông dụng, tùy
theo loại vật liệu mà sử dụng loại xe thích hợp. Tiện nhất là loại ô tô tự đổ có thùng đổ
bên hoặc đổ sau, vật liệu đổ ra từ thùng xe rất nhanh, loại này dùng để trở các loại vật
liệu rời rạc như cát, sỏi, đá, bê tông.
Loại xe đẩy bằng tay để trở vật liệu bê tông đến nơi xây dựng .
1.2.3. Máy nâng :
Trong công tác xây dựng nhà dân dụng tời được sử dụng vào công việc nâng hạ vật
nặng, bốc dỡ hàng hóa, tính chất đặc trưng của tời là khả năng kéo ( tải trọng), khả năng
chứa cát của trống tời, tốc độ quấn cáp và đường kính của dây cáp.
Tời xây dựng được dùng trong lắp ráp thiết bị và kết cấu xây dựng, dùng để vận
chuyển các hàng nặng trên công trường cây dựng hoặc là một bộ phận của cần trục,
thang nâng và các máy xây dựng khác.
Theo công dụng có các loại tời nâng (dùng để nâng vật) và tời kéo (dùng để vận
chuyển vật theo phương ngang).
Theo nguồn dẫn động có tời dẫn động bằng tay và tời dẫn động bằng máy. Theo số
tang có tời một tang, tời nhiều tang và tời với puli dẫn cáp bằng ma sát.
- Tời tay: tời tay bao gồm tời gắn tường hoặc tời có khung bệ gắn trên nền.
Tời có khung bệ đặt trên nền dùng để lắp dựng, kéo dây ứng lực trước. Để điều
khiển tốc độ hạ vật, sử dụng tay quay an toàn hoặc phanh đai.
- Tời điện: tời điện làm việc theo hai chiều nhờ đảo chiều động cơ, tời điện bao

gồm động cơ dẫn động, khớp nối, hộp giảm tốc hoặc các cặp bánh răng để hở, tang
cuốn cáp.
Tời điện đảo chiều thường được chế tạo với lực kéo của cáp 3,2 – 125 KN, tốc độ
cáp trên tang 80 – 800m. Khi kết hợp với palăng cáp, chúng có thể nâng hàng nặng và
dùng trong công việc lắp ráp. Tời điện thuận nghịch cũng thường được sử dụng làm cơ
cấu dẫn động của cần trục, thang nâng và các máy xây dựng khác.
Động cơ điện thường dùng loại động cơ điện xoay chiều với rôto dây cuốn

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 9

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

Hoặc lồng sóc; việc đảo chiều quay của tang được thực hiện bằng cách đảo chiều
động cơ điện. Tời điện đảo chiều được trang bị phanh hai má loại thường đóng. Bánh
phanh là nửa khớp nối đàn hồi và đặt trên trục vào của hộp giảm tốc. Lực đóng phanh là
lực nén lò xo còn mở phanh do nam châm điện từ hoặc cần đẩy thủy lực ( phanh mở
đồng thời với động cơ và đóng khi tắt động cơ hoặc mất điện ). Để tăng tốc độ khi ta hạ
vật nhẹ, một số tời sử dụng phanh hai má có thêm bộ phận phanh bằng bàn đạp. Khi
đạp chân lên bàn đạp, phanh mở và vật hạ xuống do trọng lượng của nó.
1.2.4. Đầm bê tông ( đầm chấn động).
Vữa xi măng có độ quánh lớn nên những hạt cốt liệu khó di chuyển trong đó. Khi
chấn động, vữa bê tông bị rung, lực ma sát giữa các hạt cốt liệu giảm đi, do đó độ chẩy
vữa tăng lên, các hạt cốt liệu dần dần lắng xuống xít lại gần nhau đẩy không khí ra

ngoài làm cho bê tông rắn chắc.
- Phân loại đầm bê tông : Căn cứ vào vị trí đặt máy đầm tác dụng vào khối bê tông
có thể chia ra máy đầm bê tông làm bốn nhóm máy (đó là bốn phương pháp đầm cơ
bản).
+ Đầm mặt.
+ Đầm trong (đầm chiều sâu).
+ Đầm cạnh.
+ Đầm từ phía dưới.
Thời gian đầm tại chỗ của đầm bàn từ 15 đến 20 giây; chiều sâu tác dụng của đầm
khoảng 20 ÷ 25 cm.
Đầm có thể tự di chuyển trong quá trình làm việc và thanh 3 để điều khiển hướng
di chuyển của đầm.
Đầm dùi có ưu điểm là truyển xung lực ngang trong lòng hỗn hợp bê tông cho nên
hiệu quả đầm lèn cao, kết cấu máy gọn nhẹ có thể xách tay di chuyển trong quá trình
đầm vào mọi vị trí. Do vậy máy đầm dùi hiện nay sử dụng tương đối phổ biến rộng rãi
trong công nghệ đầm lèn bê tông.

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 10

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

1.2.5. Máy trộn bê tông :
Nhà ở thường được xây dựng bằng bê tông và bê tông cốt thép vì các vật liệu này

có tính chất bền vững, mỹ quan và phòng cháy tốt, các loại máy được sử dụng trong
dây chuyền công nghệ sản xuất bê tông xi măng, thi công công trình bê tông và bê tông
cốt thép có rất nhiều chủng loại chủ yếu là máy trộn bê tông, máy đầm bê tông, bơm bê
tông.
Phân loại máy trộn bê tông: theo phương pháp nhào trộn có thể phân thành hai
nhóm máy; máy nhào trộn cưỡng bức và loại máy nhào trộn tự do (máy trộn tự do). Ở
máy trộn cưỡng bức, các cánh trộn được bố trí trên các trục chính, khi trục trộn quay,
các cánh trộn sẽ nhào trộn hỗn hợp. Ở máy trộn tự do, các cánh trộn được bố trí ở thành
trong các thùng trộn. Khi thùng trộn quay các cánh trộn sẽ múc hỗn hợp lên cao rồi đổ
xuống để nhào trộn. Máy trộn tự do có kết cấu đơn giản hơn và có khả năng trộn các
vữa bê tông có kết liệu lớn hơn.
Theo nguyên lý làm việc có các loại máy trộn làm việc theo chu kỳ, các máy trộn
làm việc liên tục. Máy trộn làm việc theo chu kì có các công đoạn phân tách rõ ràng
trong một chu kì làm việc: nạp phối liệu nhào trộn hỗn hợp và xả hỗn hợp thành phần.
Thông số chính của máy trộn là dung tích hỗn hợp bê tông sau đã trộn sau một mẻ trộn.
Ở Liên Xô (cũ) chế tạo các máy trộn làm việc theo chu kì có dung tích hỗn hợp bê tông
là : 65, 100, 165, 250, 330,425, 880, 1600 và 3000 lít. Trong máy trộn làm việc liên tục,
quá trình nạp phối liệu và xả hỗn hợp thành phần tiến hành liên tục. Các loại máy trộn
này có năng suất tương đối cao. Thông số chính của máy trộn làm việc liên tục là năng
suất của chúng.

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 11

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

CHƯƠNG II:

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ :
Trong nhóm thiết bị phục vụ khâu đổ bê tông trong xây dựng nhà dân dụng các
thiết bị phục vụ khâu trộn đổ bê tông rất quan trọng trong sự hình thành nên cấu trúc. Ở
đây ta đưa ra phương án thiết kế là máy trộn bê tông và tời để nâng vật liệu xây dựng.
Trong đó nhiệm vụ thiết kế và yêu cầu của máy thiết kế phải là :
Nhiệm vụ của máy trộn bê tông là tạo ra vữa bê tông từ hỗn hợp các chất kết dính
như: Xi măng, đá dăm, sỏi, cát và nước ( bằng cánh nhào trộn chúng trong thùng trộn
của máy trộn ). Sau đó bê tông được đưa đến các công trình xây dựng như: Thủy lợi,
nhà cao tầng hoặc cầu đường…
Nhiệm vụ của tời nâng hạ vật liệu là phải đưa vật liệu xây dựng đúng yêu cầu đề ra,
nơi đặt vật liệu thích hợp, dễ dàng với công việc trộn đổ, đảm bảo được độ cao xây
dựng, đưa đúng nơi công nhân cần, chu kỳ nâng hạ đúng thời gian quy định theo từng
ca…
Yêu cầu của máy trộn bê tông và tời nâng là :
- Tuyệt đối bảo đảm tỷ lệ của thành phần hỗn hợp bê tông, trộn đúng thời gian và
trộn đều.
- Khối lượng sắt thép tiêu hao đơn vị dùng để chế tạo máy cần phải nhỏ tới mức tối
thiểu bằng cách thiết kế máy hợp lý và chọn kim loại có chất lượng cao.
- Tiêu hao ít năng lượng đơn vị chẳng hạn bằng cách chọn kết cấu hợp lý của các
cơ cấu làm việc của máy.
- Đi lại cơ động, tốc độ làm việc cao để đạt năng suất cao.
- An toàn trong thi công và các chi tiết máy lâu mòn ( yêu cầu này đạt được nhờ sử
dụng các vật liệu đảm bảo cho độ kín các chi tiết ).
- Kết cấu máy đơn giản, tháo lắp dễ dàng, khi cần thay các chi tiết máy làm cho
việc sửa chữa thuận lợi.

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 12

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

Nếu các yêu cầu trên đều thỏa mãn và sử dụng máy móc đúng quy định thì các chỉ
tiêu kinh tế kỹ thuật của máy trong thi công sẽ được nâng cao.
2.1.1. MÁY TRỘN BÊ TÔNG :
Máy trộn bê tông có hai loại là máy trộn tự do và máy trộn cưỡng bức. Ở đây ta
đưa ra chọn phương án thiết kế loại máy trộn tự do.
- Phương án 1 : Máy trộn đổ bê tông kiểu rơi tự do không có gầu tiếp liệu, đổ
bằng cách lật úp thùng để bê tông tự chảy ra, có thùng trộn dạng quả táo.

Hình 2.1 : Máy trộn bê tông hình nón cụt dạng quả táo không có gầu tiếp liệu.
1- Khung máy; 2- Thùng trộn; 3- Vô lăng quay giá lật thùng; 4- Hộp giảm tốc; 5Bộ truyền đai; 6- Động cơ điện; 7- Đĩa địng vị thùng trộn; 8- Bàn đạp kéo thanh dài đĩa
định vị thùng trộn; 9- Bánh răng nón; 10- Vành răng quanh thùng trộn; 11- Giá lật
thùng trộn; 12 – Trục và ổ quay.
+ Nguyên lý hoạt động :
Để trộn vật liệu thì thùng trộn để nghiêng một góc 45o so với phương nằm ngang.
Động cơ điện (6) quay, truyền chuyển động qua bộ truyền đai và hộp giảm tốc làm
bánh răng nón (9) quay, kéo theo vành răng gắn vào thùng trộn (10) quay, làm cho vật
liệu ở trong thùng trộn được nhào trộn.
Khi xả hỗn hợp bê tông ra khỏi thùng trộn thì trước hết đạp bàn đạp (8) để kéo

thanh gài ra khỏi đĩa định vị, rồi quay vô lăng (3), nhờ chuyển động của cặp bánh răng
ăn khớp trong, giá lật (11) quay, làm thùng trộn úp xuống để đổ vật liệu đã trộn ra
ngoài. Khi đổ thì thùng trộn quay một góc 135o so với phương thẳng đứng.
SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 13

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

+ Ưu điểm :
Loại này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít, được dùng nhiều nhưng chất
lượng bê tông chưa thật tốt thường dùng để trộn bê tông nặng, bê tông cốt liệu lớn, di
chuyển dễ dàng, không đòi hỏi người sử dụng có trình độ cao, chế tạo gọn nhẹ, vật liệu
chế tạo không cao, sử dụng rộng rãi.
+ Nhược điểm :
Đòi hỏi người công nhân phải đổ vật liệu trực tiếp vào thùng trộn, với kết cấu
miệng thùng trộn cao nên người công nhân phải mất nhiều công sức và thời gian để đổ
hết vật liệu vào thùng trộn, cung cấp vật liệu bê tông xây dựng nhà cao tầng năng suất
thấp, đòi hỏi phải liên tục, tuổi bền sử dụng không cao, nên chỉ dùng cho các loại máy
trộn dung tích nhỏ.
- Phương án 2 : Máy trộn bê tông kiểu rơi tự do, có gầu tiếp liệu, đổ bằng cách lật
úp thùng để bê tông tự chảy ra, có thùng trộn dang quả táo.

Hình 2.2 : Máy trộn dơi tự do làm việc theo chu kì kiểu lật đổ.
a) Sơ đồ cấu tạo máy trộn bê tông có thùng trộn dạng quả táo.

b) Sơ đồ truyền động của máy trộn bêtông có thùng trộn dạng quả táo.
1- Giá máy; 2- Thùng trộn; 3- Gầu tiếp liệu; 4- Thùng đong nước; 5- Li hợp; 6- Động
cơ điện; 7- Phanh; 8- Cáp kéo gầu ; 9- Giá lật; 10- Xích ; 11- Tăng xích;12- Vành răng;
13- Hộp giảm tốc; 14- Bánh răng nón quay thùng trộn; 15- Trục dẫn động gầu nạp liệu;
16 - Giá dẫn; A- Đòn điều khiển kéo gầu; B- Vô lăng; C- Tay đòn giật nước; c) Hệ
thống truyền động riêng :

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 14

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

I – Cụm dẫn động gầu nạp; II – Cụm dẫn động quay thùng .
+ Nguyên lý hoạt động:
Động cơ (6) qua hộp giảm tốc (13) làm bánh răng nón (14) và xich (10) quay. Bánh
răng (14) làm quay vành răng (12) gắn trên thùng trộn làm nó quay quanh trục y-y
(nghiêng 45o so với mặt phẳng đứng ) để trộn vật liệu. Xích (10) quay làm bộ phận chủ
động b của li hợp (5) quay trơn trên trục (15). Muốn đổ vật liệu vào thùng trộn, kéo tay
đòn A, nó sẽ nới phanh hãm (7) và đóng li hợp (5) lại ; nhờ vậy lực sẽ từ b truyền sang
a làm trục (15) quay và cuốn dây cáp (8) để kéo gầu (3) trượt theo giá dẫn (16) lên dần
tới miệng thùng trộn. Khi gầu tới đỉnh giá dẫn thì bị chặn lại, gầu bị lật ngược và đổ vật
liệu đã trộn ra ngoài.
+ Ưu điểm:
Loại này đổ bê tông ra rất nhanh và tương đối sạch, năng suất cao, không mất

nhiều công sức lao động, vận chuyển vật liệu nhanh gọn, chu kỳ nhào trộn khép kín,
thùng quay đều trong thời gian cung cấp, có khả năng trộn các vữa bê tông có kết cấu
lớn hơn.
+ Nhược điểm:
Chế tạo phức tạp, giá thành cao, đòi hỏi người công nhân sử dụng phải có trình độ,
hao tốn điện năng, cồng kềnh trong sử dụng, nhưng động tác lật thùng tốn nhiều lực,
nhất là khi quay thùng ngược lại vị trí cũ, nên chỉ dùng cho các loại máy trộn dung tích
nhỏ.
- Phương án 3 : Máy trộn bê tông kiểu rơi tự do, có gầu tiếp liệu, đổ bằng cách lật
úp thùng để bê tông tự chảy ra, có thùng trộn dạng quả lê.

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 15

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba
Hình 2.3 : Máy trộn nghiêng đổ.

a) Hình chung; b) Sơ đồ động học 2. Máy trộn cưỡng bức làm việc theo chu kì.
+ Nguyên lý hoạt động :
Loại máy này thể hiện loại máy trộn có cốt liệu tới 120 mm. Máy trộn có giá đỡ
(5), thùng trộn (2) trong có lắp cánh trộn, động cơ điện (3), xi lanh khí ép nghiêng
thùng (4) và vành (1). Từ động cơ điện qua khớp nối (14) ( hình b) trục – bánh răng
(15), các bánh răng (16), (17), (18) truyền mômen xoắn tới bánh răng (13) và tới vành
răng (11) của thùng trộn. Để nghiêng thùng đổ vật liệu và đưa thùng về vị trí ban đầu

người ta dùng hệ thống khí nén gồm xi lanh (9), van phân phối (8), cái lọc khí bằng dầu
(7), khóa (6) và bộ phận đóng mở (19). Thùng trộn khi quay tì vào các con lăn đỡ. Các
con lăn này quay trong ổ (10) và (12).
+ Ưu điểm :
Loại này đổ bê tông ra rất nhanh và tương đối sạch, năng suất cao, không mất
nhiều công sức lao động, vận chuyển vật liệu nhanh gọn, chu kỳ nhào trộn khép kín,
thùng quay đều trong thời gian cung cấp, cung cấp vật liệu nhanh gọn thường sử dụng
cho xây dựng nhà cao tầng, công trình xây dựng lớn, độ đồng đều của bê tông, mỹ quan
và tiện nghi, có khả năng trộn các vữa bê tông có kết cấu lớn hơn.
+ Nhược điểm :
Chế tạo phức tạp, giá thành cao, đòi hỏi người công nhân sử dụng phải có trình độ,
hao tốn điện năng, cồng kềnh trong sử dụng, nhưng động tác lật thùng tốn nhiều lực,
nhất là khi quay thùng ngược lại vị trí cũ, hao tốn nhiên liệu, bảo dưỡng máy phải đúng
quy định, khi hư hỏng thay linh kiện khó khăn, cơ cấu truyền chuyển động phức tạp.
2.1.2. Thiết bị nâng :
+ Phương án 1 : Tời dẫn động bằng tay.
Tời dẫn động tay thường được chế tạo với lực kéo của cáp 5 – 80 kN và dùng
lượng cáp trên tang 50 – 200 m. Sơ đồ động của loại tời tay dùng trong lắp ráp cho ở
hình vẽ bên.
+ Ưu điểm :
Tời này dễ chế tạo, không tốn kém, giảm được điện năng, gọn nhẹ.
SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 16

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

+ Nhược điểm :
Tuy nhiên tời này năng suất thấp, mất nhiều năng lượng, phải mất nhân công sử
dung,…

Hình 2.4 : Tời dẫn động tay .
1 – Tang cuốn cáp.
2 – Khung tời .
3– Cặp bánh răng truyền đông.
4 – Phanh tự động.
5 – Bánh răng dọc trục.
6 – Tay quay.

- Nguyên lý hoạt động :
Để nâng hạ vật, tời gồm tang cuốn cáp (1), các cặp bánh răng truyền động (3) và
khung tời (2), được hàn từ thép tấm và thép hình. Nâng hạ vật bằng cách quay tay quay
(6). Trên trục dẫn động có hai bánh răng có thể dịch chuyển dọc trục (5) để thay đổi tỉ
số truyền. Khi nâng vật nặng thì dùng bánh răng nhỏ còn khi nâng vật nhẹ dùng bánh
răng lớn để tăng tốc độ. Để đảm bảo an toàn, tời được trang bị phanh tự động có mặt
ma sát tách rời (4) (nguyên lý hoạt động giống như phanh trong kích thanh răng). Phanh
được đặt trên trục thứ hai của bộ truyền để có thể sang số khi nâng vật. Vật nâng chỉ có
thể hạ được khi quay tay quay (6) theo chiều hạ. Tay quay được đặt ở cả hai đầu của
trục dẫn động để đảm bảo cho một, hai hoặc bốn người có thể làm việc đồng thời.
+ Phương án 2 : Tời dẫn động bằng điện.
Tời điện làm việc theo hai chiều nhờ đảo chiều động cơ, tời điện bao gồm động cơ
dẫn động, khớp nối, hộp giảm tốc hoặc các cặp bánh răng để hở, tang cuốn cáp.
+ Ưu điểm :
- Làm việc bền lâu.
- Điều khiển đơn giản, có thể điều khiển từ xa.

- Dễ khống chế tốc độ nâng hạ vật.
- Động cơ cần mômen khởi động lớn ( lớn hơn tời điện ma sát).
+ Nhược điểm :

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 17

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

- Giá thành cao, chế tạo phức tạp.
Hình 2.5: Tời điện đảo chiều (thuận
nghịch).
7 – Động cơ .
8 – Khớp nối đàn hồi.
9 – Phanh.
10 – Hộp giảm tốc.
11 – Tang cuốn cáp.

- Nguyên lý hoạt động :

Trong tời này có sự truyền lực cứng từ trục động cơ điện (7) đến trục tang tời (11)
bằng các cặp bánh răng trong hộp truyền lực (10) khi hạ vật xuống, chỉ cần cho động cơ
quay ngược chiều như vậy đảm bảo an toàn. Giữ vật ở vị trí nâng bằng bộ phận hãm
(9). Các bộ phận của tời đặt trên bệ bằng thép hàn và cố định bằng bulông.

Để nâng hỗn hợp bê tông ta nhấn công tắc mở động cơ theo chiều thuận. Tang
quay sẽ cuốn cáp lại đưa vật liệu lên. Khi cần đưa thùng đựng xuống ta chỉ việc đảo
chiều quay của động cơ; tang sẽ nhả cáp ra . Kết thúc một chu kỳ nâng hạ ngoài ra để
đảm bảo an toàn thiết bị này còn được trang bị phanh hai má loại thường đóng.
+ Phương án 3 : Tời với khớp ma sát.
Hình 2.6 :Tời với khớp ma sát.
12 – Cơ cấu cóc.
13 – Phanh đai.
14 – Khớp ma sát.

- Nguyên lý hoạt động :
Tời với khớp ma sát có thể có một hay nhiều tang dẫn động từ một động cơ (hình
vẽ ). Mỗi tang có khớp ma sát (14) và hoạt động khi đóng khớp ma sát. Động cơ không
đảo chiều quay và khi động cơ quay vật được nâng lên. Vật được hạ xuống do trọng
SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 18

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

lượng bản thân vật khi mở khớp ma sát và tốc độ hạ vật được điều chỉnh bằng phanh
đai (13) thường đóng. Để ngăn ngừa khả năng vật hạ ngẫu nhiên, trên mỗi tang còn có
cơ cấu dừng kiểu bánh cóc (12) điều khiển bằng tay gạt. Khi nâng vật, con cóc ăn khớp
răng bánh cóc. Khi hạ, dùng tay gạt điều khiển nhấc con cóc khỏi răng bánh cóc và điều
chỉnh tốc độ hạ bằng phanh đai. Khi vật ở trang thái treo, con cóc phải ăn khớp răng

bánh cóc.
+ Ưu điểm :
Đơn giản, dễ sử dụng, sự ma sát tốt trong khi nâng, hạ vật.
+ Nhược điểm :
Chế tạo phức tạp, giá thành cao,…
2.2. CHỌN PHƯƠNG ÁN .
Căn cứ vào tình hình thực tế theo đặc điểm kỹ thuật phù hợp với xây dựng nhà ở và
có sẵn trên thị trường, nhìn chung trong nhóm phục vụ khâu trộn đổ bê tông trong xây
dựng nhà dân dụng ta phân tích ra một số thiết bị cơ khí cơ bản để thiết kế. Ở đây mục
đích thiết kế chính là máy trộn đổ bê tông và thiết bị nâng.
Vậy đối với máy trộn bê tông ta chọn phương án 1 với dung tích 250 lit ( có hình
dạng quả táo: Máy trộn bê tông có thùng trộn dạng quả táo, không có gầu tiếp liệu, kết
cấu thùng trộn đơn giản, cơ cấu truyền động đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng trong công
việc nhào trộn bê tông và thao tác lật đổ bê tông phục vụ trong xây dựng nhà dân dụng,
dễ chế tạo trong thiết kế máy, …
Đối với tời nâng ta chọn phương án 2 ( tời điện thuận nghịch) vì:
Làm việc bền lâu, điều khiển đơn giản, có thể điều khiển từ xa, dễ khống chế tốc độ
nâng hạ vật, động cơ cần mômen khởi động lớn ( lớn hơn tời điện ma sát).

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 19

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

CHƯƠNG III :

THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ
3.1. BÀI TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO THIẾT BỊ :
3.1.1. TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT :
- Chọn máy trộn bê tông tự do có dung tích 250 lít và tính lượng vật liệu tiêu thụ.
Chọn máy trộn bê tông mỗi ngày sản xuất (10 ÷ 20) m 3 vữa bê tông, tính khối
lượng vật liệu ( nước, xi măng, cát, đá ) tiêu thụ hàng ngày.
+ Năng suất máy trộn bê tông di động: năng suất kỹ thuật của máy trộn tính bằng
công thức :
N kt =

e.n
.K p [m3/h].
1000

Trong đó :
e – dung tích máy trộn [lít].
n – số mẻ trộn trong 1 giờ.
Kp – hệ số thành phần : Kp = 0,65.
+ Số mẻ trộn trong 1 giờ tính bằng công thức :
n=

3600
.
T

Trong đó :
T = t1 + t2 + t3, Với :

t1 – thời gian đổ vật liệu vào thùng.
t2 – thời gian trộn (S).
t3 – thời gian đổ bê tông ra.

Tra bảng 14.1 ( máy xây dựng ).
+ Máy trộn dung tích 250 l : n =

3600
= 31 .
115

Năng suất mỗi ca của máy trộn : Nca = Nsd.t
+ Năng suất mỗi ca của máy trộn 250 l.
Nca = 4.8 = 32 m3/ca.

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 20

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

- Tính toán các khối lượng vật liệu.
+ Lượng xi măng :

X =

l.L
γ x .L
hay X =
.
l+m+n
l+m+n

+ Lượng cát :

C=

m.L
l+m+n

[l].

+ Lượng đá dăm ( hoặc sỏi ) :

Đ=

n.L
l+m+n

[l].

+ Lượng nước :

N=

X .N
l +m+n

[l].

Trong đó :
l : m : n – thành phần vật liệu ( vữa bê tông có thành phần; xi măng : cát :
đá =1 : 2,2 : 4,2 ). Tra sách vật liệu và cấu kiện XD.
γx – trọng lượng thể tích xi măng [Kg/l] : γx = 1,3
X =

Vậy

250.1
= 33,8 [l],
1 + 2,2 + 4,2

C=

250.2,2
= 74
1 + 2,2 + 4,2

Đ=

250.4,2
= 142,2 [l].
1 + 2,2 + 4,2

hoặc 33,8.1,3 = 34 [Kg].

[l].

N = 34.0,60 = 20,4

[l].

Kiểm tra lại tính toán : L = X + C + Đ = 33,8 + 74 + 142,2 = 100 [l].
- Lượng vật liệu tiêu thụ hàng ngày :
+ Xi măng : 34.31.0,8.8 = 6745,6 [Kg].
+ Cát :

74.31.0,8.8 = 14681,6 [Kg].

+ Đá :

142,2.31.0,8.8 = 28172,8 [Kg].

Ở đây :

Số mẻ trộn mỗi giờ :

31.

Hệ số sử dụng thời gian : 0,8.
Giờ làm mỗi ca :

8.

Qua tính toán trên ta chọn máy trộn tự do có dung tích 250 l ta thiết kế kỹ thuật cho

máy sau.

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 21

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

Sơ đồ dộng máy trộn hình quả táo :

Hình 3.1 : Sơ đồ dẫn động thùng trộn.
a) Sơ đồ động; b) Vị trí thùng cấp liệu; c) Vị trí thùng khi trộn;
d) Vị trí thùng khi dỡ sản phẩm;
1 – thùng trộn; 2 – Cánh trộn; 3 – Bánh răng hình côn và vành răng; 4 – Bộ truyền
động đai hình thang; 5 – Động cơ; 6 – Trục và ổ trục thùng quay; 7 – Khung cong; 8 –
Khung máy; 9,11 – Cặp bánh răng quay lật thùng ( ăn khớp trong ); 10 – Vô lăng thùng
quay; 12 – Vành răng thùng; 13 – Bánh đai ( bánh đà); 14 – Phanh.
3.1.2. TÍNH TOÁN CƠ BẢN CHO MÁY TRỘN BÊ TÔNG TỰ DO :
Năng suất sử dụng máy trộn.
Nsd = Nkt . Kt
Trong đó :
Kt : Hệ số sử dụng thời gian ( Kt = 0,8 ).
Nkt: Năng suất kỹ thuật của máy trộn.
Nkt =

e.n
×Kp
1000

(m h )
3

e : Dung tích hình học máy trộn.
Kp : Hệ số thành phần ( 0,65 – 0,7 ).
n : Số mẻ trộn trong một giờ.
n =

SVTH : Lê Văn Hợi

3600
T

Trang 22

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

T : Thời gian để cốt liệu vào cối, thời gian trộn và thời gian trộn và thời
gian đổ vữa bê tông ra khỏi cối trộn . T = 115 [s]
Nkt =

( )

3
250.3600.0,65
= 5,09 m h
1000.115

Vậy năng suất máy trộn Nsd = 5,09.0,8 = 4,07 [m3/h]
Công suất động cơ dẫn động quay cho thùng trôn.
Phần lớn năng lượng truyền động cho máy trộn tự do bị tổn hao cho việc nâng hỗn
hợp trong thùng trộn khi quay thùng.

Hình 3.2 : Sơ đồ tính toán cho máy trộn bê tông tự do.
Ở dạng tổng quát công tiêu hao cho một chu kỳ di chuyển khép kín của hỗn hợp.
A = GCM.H

[J] .

Trong đó :
GCM: Trọng lượng hỗn hợp [N].
H : Chiều cao nâng hỗn hợp trong thùng trộn [m].
Trọng lượng hỗn hợp trong thùng trộn :
GCM = V.f.g [N].
V : Dung tích của hỗn hợp bê tông trong thùng trộn [m3].
V = 0,25 m3.
f : Khối lượng riêng của hỗn hợp bê tông.
f = 1800 [kg/m3]
g : Gia tốc rơi tự do [m/s2].

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 23

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba
g = 9,8 [m/s2]
GCM = 0,25.1800.9,8 = 4410 [N].

Quỹ đạo chuyển động của hỗn hợp ở trong thùng trộn rất phức tạp. Một phần hỗn
hợp được nâng lên bằng các cánh trộn, phần còn lại được nâng lên do tác dụng của lực
ma sát.
Công suất cần tiêu hao để nâng hỗn hợp:
Nkt =

(G1 .h1np .Z 1 ) + (G2 .h2 .Z 2 )
1000

(Kw).

Trong đó:
G1 : Trọng lượng hỗn hợp được nâng lên do tác dụng của lực ma sát.
G1 = 0,85. GCM = 0.85.4410 = 3748,5 [N].
G2 : Trọng lượng hỗn hợp được nâng lên bằng các cánh trộn.
G1 = 0,15. GCM = 0.15.4410 = 661,5 [N].
h1np : Chiều cao nâng của hỗn hợp do tác dụng của lực ma sát [m].
h2 : Chiều cao nâng hỗn hợp bằng cánh trộn.

Z1, Z2 : Số lượng chu kỳ khép kín của hỗn hợp sau một vòng quay của
thùng trộn được thực hiện tương ứng do lực ma sát và bằng các
cánh trộn.
n : Số vòng quay của thùng trộn.
n = 0,38 [v/s].
Ta có :

h2 = R + Rsinβ = R( 1+ sinβ)
R : Bán kính trong của thùng trộn.
R = 0,32 [m].
Góc β có thể lấy bằng góc ma sát.
Β = 45º

Khi đó: h = 0,32 . 4,07 = 1,3024 [m].
Chuyển động của hỗn hợp dưới tác dụng của lực ma sát phức tạp hơn so với trường
hợp đã xét ở trên. Xét chuyển động của phần tử hỗn hợp nằm trên thành tang trộn, khi
thùng trộn quay thì phần tử này sẽ được nâng lên, được xác định bằng góc ma sát ƒ 1
SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 24

Lớp 45CT


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:PGS.TS.Nguyễn Văn Ba

nhưng do chịu ảnh hưởng của các cánh trộn và được tỳ lên các phần tử khác, do đó góc
nâng thực ƒ2 sẽ lớn hơn ( khoảng 90º ) sau đó phần tử này sẽ bị trượt xuống theo bề mặt

của hỗn hợp.
Tiếp nhận góc chuyển dịch của hỗn hợp từ điểm A tới điểm B 1 (ƒ2 = 90º) thì
chiềucao nâng của hỗn hợp do tác dụng của lực ma sát sẽ là:
H1np = R = 0,32 [m].
- Số chu kỳ chuyển động khép kín của hỗn hợp dưới tác dụng của lực ma sát sau
một vòng quay của tang trộn (coi thời gian mà hỗn hợp trượt xuống về vị trí ban đầu
bằng thời gian nâng lên tới độ cao h1np.
360 0
=2
Z1 =
2 f2

- Thời gian nâng cánh trộn bằng hỗn hợp.
t1 =

1  90 0 + β

n  360 0





1  90 0 + 45 0

t1 =
0,38  360 0


0,375

 =
[s].
0,38


- Thời gian rơi tự do hỗn hợp từ độ cao h2.
T2 =

2h2
=
g

2.1,3024
= 0,643 [s].
9,81

Số lượng chu trình chuyển động khép kín của hỗn hợp do các cánh trộn thực hiện
được sau một vòng quay của tang trộn.
1
tv
Z2 =
= n 0,375 + 0,6 0,32  = 2
t1 + t 2
 0,38


Trong đó :
tv =

1

Thời gian thực hiện vòng quay của thùng trộn [s].
n

n : Tần số vòng quay của thùng trộn [v/s].
R : Bán kính trong của tang trộn [m].

SVTH : Lê Văn Hợi

Trang 25

Lớp 45CT