Đồ án Thiết kế máy trộn bê tông quả trám

đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Mở đầu
Vật liệu xây dựng là thành phần không thể thiếu đợc trong
các công trình xây dựng . Trớc đây , phần lớn các loại vật liệu
xây dựng đợc sản xuất theo phơng pháp thủ công . Nhng ngày
nay,với các công trình có khối lợng lớn và phức tạp,với đòi hỏi
ngày càng cao về chất lợng,số lợng , kỹ thuật và mỹ thuật thì
không thể thiếu đợc máy móc.
Đồ môn học thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông
là một đồ án chuyên ngành của sinh viên cơ giới hoá xây dựng.
Trên cơ sở nắm vững và vận dụng những kiến thức đã học
trong môn học máy và cơ giới hoá công tác bê tông và các kiến
thức về cơ khí của các môn học khác nhằm phục vụ cho công
tác học tập, nghiên cứu tìm, hiểu sâu về máy và thiết bị sản
xuất vật liệu xây dựng
Đợc sự giúp đở của thầy Nguyễn Kiếm Anh em đã làm xong
đồ án, nhng do kiến thức có hạn em làm có nhiều sai sót mong
các thầy giúp đỡ và chỉ bảo thêm cho em.
I. Khái
niệm
chung
về
trạm
trộn:
Trạm trộn bê tông dùng để sản xuất hỗn hợp bê tông (dạng
ớt hoặc khô) để cung cấp cho các phân xởng tạo hình cấu

kiện đúc sẵn hoặc các công trình xây dựng cơ bản .Trạm
trộn bê tông thờng có 3 bộ phận chính:
Kho chứa nguyên liệu
Các thiết bị định lợng
Các máy trộn bê tông
Giữa các bộ phận này có các thiết bị nâng- vận chuyển
và các phễu chứa trung gian . Trạm trộn bê tông có thể phân
loại theo các dấu hiệu:
1. Theo phơng pháp bố trí các thiết bị của trạm trộn:
#Trạm trộn bê tông dạng tháp: tất cả các phối liệu đợc vận
chuyển một lần lên cao nhờ các thiết bị nâng vận
chuyển(băng tải , vít tải ,) trên đờng rơi tự do của chúng các
quy trình công nghệ đợc tiến hành (định lợng thu gom nạp
cho máy trộn , nhào trộn , xả vào các thiết bị vận chuyển hỗn
hợp
bê
tông)
- u điểm thời gian một chu kỳ của trạm trộn là nhỏ nhất có thể
bố trí nhiều máy trộn ở tầng nhào trộn , việc tự động hoá tiện
1


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

lợi và năng suất cao có thể đạt đợc năng suất Q=240 m3/h
- nhựơc điểm cơ bản của trạm trộn này là quá cồng kềnh và

nặng nề (các bun ke chứa các phối liệu khô phải đảm bảo có
sức dự trữ đạm bảo cho trạm trộn làm việc liên tục trong 2 h)
vốn đầu t trạm này lớn và rất khó khăn khi dời chuyển.
# Trạm trộn bê tông dạng bậc: các thiết bị công tác đợc bố trí
theo dạng hình khối chức năng , độc lập trên các mặt bằng
riêng đợc liên hoàn với nhau nhờ các thiết bị nâng chuyển.
- khối phối liệu khô(đá dăm cát ximăng) gồm có các bunke
chứa,
các
thiết
bị
định
lợng
- khối nhào trộn gồm có các thiết bị định lợng chất lỏng (nớc
và phụ gia) các máy trộn bê tông, bunke hoặc phễu nạp hỗn hợp
bê tông cho các thiết bị vận chuyển nh vậy các khối phối liệu
khô cần phải vận chuyển lên cao lần 2 (lần 1 nạp vào các
bunke chứa , lần 2 nạp vào các máy trộn bê tông ) việc dùng
gầu skip hoặc băng tải vận chuyên các phối liệu lên cao để đa vào các máy trộn thờng gây ô nhiễm môi trừơng do thất
thoát xi măng. Để khắc phục nhợc điểm này thiết bị định lợng đợc bổ xung vào khối nhào trộn , xi măng đợc bảo quản
trong các silô chứa và đợc nạp vào thiết bị định lợng nhờ vít
tải làm việc kín,trạm bê tông loại này thờng là loại tháo lắp
nhanh và các khối chức năng của trạm đợc thiết kế theo các
môđun
vận
chuyển.
-u điểm : vốn đầu t ban đầu không cao , chi phí cho việc
vận chuyển tháo trạm trộn không đáng kể , tính vạn năng cao,
tơng đối gọn nhẹ và năng suất tơng đối cao năng suất có thể
đạt

Q=
120
m3
/h
-nhợc điểm : khó khăn trong việc bố trí nhiều máy trộn bê tông
(số lựơng tối đa là 2) thời gian chu kỳ làm việc tơng đối dài
và tơng đối phức tạp trong việc tự đông hoá điều khiển trạm
trộn
2. .Theo nguyên lý làm việc của trạm trộn bê tông :
#Trạm trộn bê tông làm việc theo chu kỳ: loại trạm trộn này
có khả năng thay đổi mác bê tông và thành phần cấp phối
cũng nh đáp ứng đợc những yêu cầu của mọi đối tợng phục vụ
#Trạm trộn bê tông làm việc liên tục : đợc sử dụng đặc biệt
hiệu quả khi nhu cầu loại hỗn hợp bê tông cùng mác với khối lợng
lớn và tập trung nh các công trình thuỷ điện ,giao thông.
3. Theo khả năng di động của trạm trộn :
#Trạm trộn cố định: dùng phục vụ công tác xây dung 1vùng
lãnh thổ ,đồng thời cung cấp bê tông thơng phẩm phục vụ
2


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

trong bán kính hiệu quả.Thiết bị của trạm trộn thờng đợc bố
trí theo dạng tháp
#

Trạm trộn tháo lắp nhanh : đợc trang bị cho các công
trình xây dựng cụ thể có thời gian khai thác trạm trộn tại 1
nơi ngắn (từ 1 năm đến vài năm ) để khai thác trạm trộn
hiệu quả thì trạm trộn phải có khả năng tháo lắp nhanh với chi
phí cho việc tháo lắp và di chuyển là nhỏ nhất. Các thiết bị
của trạm trộn tháo lắp nhanh đợc bố trí theo dạng bậc với các
mô đun vận chuyển tiện lợi .
# Trạm trộn di động : thờng đợc thiết kế theo dạng bậc các
khối chức năng của trạm trộn đợc bố trí trên các hệ thống di
chuyển .Loại trạm trộn này thờng đợc thiết kế với năng suất nhỏ
(Q 30 m3/ h ) để phục vụ các công trình giao thông , thuỷ lợi ,
các công trình xây dựng có khối lợng bê tông nhỏ và không
tập trung.
4. Theo năng suất trạm trộn :
# Loại lớn : Q 70 m3/ h
# Loại vừa : Q 60 m3/ h
# Loại nhỏ : Q 30 m3 / h
5. Theo phơng pháp điều khiển trạm trộn:
# Hệ thống điều khiển bằng tay
# Hệ thống điều khiển bán tự động
# Hệ thống điều khiển tự động
Hiện nay các trạm trộn hiện đại thòng đợc trang bị điều khiển
có khả năng làm việc ở cả 3 chế độ điều khiển trên.
II. Lựa chọn phơng án thiết kế trạm trộn bê tông:
1. Phải có khả năng sản xuất đợc hỗn hợp bê tông ( dạng khô
hoặc ớt ) có nhiều mác bê tông với thành phần cấp phối bê tông
khác nhau trong thời gian trong thời gian điều chỉnh là nhỏ
nhất.
2. Trang thiết bị hệ thống làm việc ở cả 3 chế độ : tay , bán tự
động , tự động.

3. Xả bê tông 1 cách dể dàng, tiện lợi cho các phơng tiện vận
chuyển khác nhau.
4. Công tác tổ chức sao cho cung cấp hỗn hợp bê tông cho các
phơng tiện vân chuyển phải khoa học, tiện lợi , dễ dàng ,
tránh
ứ
đọng
dồn
tắc
giao
thông.
Tuỳ thuộc vào mục đích , chức năng, công suất , đặc tính ,
của đối tợng tiêu thụ hỗn hợp bê tông để lựa chọn phong án
thiế kế trạm trộn bê tông sao cho phù hợp và hiện đại phơng án
3


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

thiết kế trạm trộn bê tông đợc lựa chọn dựa theo các dạng trạm
trộn đặc trng và phổ biến dới đây:
#
Trạm trộn dạng tháp làm việc theo chu kỳ:
1-miệng đổ của máy trộn ;
2-đờng ống dẫn xi măng lên
buồng

trộn
;
3-đờng ống dẫn nớc lên buồng trộn; 4-thùng chứa nớc; 5-thiết bị
định lợng nớc; 6-xe chở hỗn hợp bê tông ; 7-maý trộn ; 8-phểu
cấp liệu; 9- thiết bị định lợng xi măng; 10- thiết bị định lợng
cát; 11- thiết bị định lợng đá; 12-bunke chứa xi măng; 13bunke chứa cát;
14-bunke chứa đá; 15-thiết bị lọc bụi; 16van phân phối cốt liệu; 17-băng tải đa cốt liệu lên lầu trộn; 18động cơ ; 19-thiết bị phân phối chất lỏng; 20-thùng chứa phụ
gia
17

18
17

15

15
16

2

13

13

13

14

12

3
11

10

9

4
10

5

8

8

19
7

1
1000

6

h.1 trạm trộn dạng tháp làm việc theo chu kỳ
#
Trạm trộn dạng tháp làm việc liên tục
1-vít tải ; 2-thiết bị lọc bụi; 3-xiclon lọc bụi ; 4-trạm lọc bụi;
5-băng tải vận chuyển cốt liệu; 6-đờng ray đơn ; 7-băng tải
quay; 8-phểu nạp; 9,10- thiết bị báo mức trên và kết xi măng

và các cốt liệu; 11- thiết bị phá vòm cát; 12- thiết bị định lợng cốt liệu làm việc liên tục; 13-phễu tập; 14,16-máy trộn bê
tông;
15-bunke nạp hổn hợp bê tông vào các thiết bị vận
chuyển; 17- máy bơm định lợng làm việc liên tục

4


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

h.2 trạm trộn dạng tháp làm việc liên tục
# Trạm
trộn
dạng
bậc
làm
việc

chu

kỳ:

11
9
10 6 1 3
13

2

14

4

5

12

10 7 8

h.3 trạm trộn dạng bậc làm việc chu
kỳ
1-buồng máy trộn; 2-các khoang chứa cốt liệu; 3-máy trộn bê
tông;
4-cabin điều khiển; 5-thiết bị định lợng cốt liệu làm việc
theo nguyên lý cộng dồn; 6-thiết bị định lợng xi măng; 7-thiết
bị định lợng nớc;
8-khung sàn buồng trộn; 9-xi lô chứa xi măng; 10-vít tải;
11-thiết bị lọc bụi;12- gầu cào; 13-tời kéo gầu nạp cốt liệu;
14-gầu nạp cốt liệu
5


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

# Trạm

trộn

bê

tông

dạng

bậc

làm

việc

liên

tục:

h.4
trạm trộn dạng bậc làm việc liên tục
1-các buke chứa cốt liệu; 2-thiết bị định lợnglàm việc liê tục;
3-băng tải đón; 4-băng tải nghiêng; 5,10-cửa xả;
6-thiết bị
định lợng xi măng; 9-máy trộn; 11-cabin điều khiển; 12-thiết
bị
máy
bơm

định
lợng;
Em chọn trạm trộn dạng tháp làm việc theo chu kỳ

Năng suất kỹ thuật m3/ h
: 120

Kích thớc cốt liệu max mm :
150

Ký hiệu định lợng cốt liệu : ABAH-2400

Ký hiệu định lợng xi măng : ABAH-2400

Ký hiệu định lợng nớc : AB-2400

Ký hiệu định lợng phụ gia : RAB-2400
Nguyên
lý
hoạt
động
của
trạm:
Cốt liệu (đá dăm, cát ) từ các kho chứa cốt liệu đợc băng tải
17 vận chuyển lên đa vào các bun ke chứa cốt liệu tơng ứng.
Xi măng từ các kho chứa đợc đa lên thiết bị siclôn để lọc bụi
nhờ thiết bi lọc 15 rồi đa vào bunke chứa xi măng 12 . để
đảm bảo chế độ tự động của trạm trộn, tất cả các bunke
chứa cốt liệu và xi măng đều phải đợc trang bị các thiết bị
tự động báo mức trên và mức dới qua các thiết bị định lợng

9,10,11 sau đó đợc nạp vào phiểu cấp liệu 8 để phân phối
cho các máy trộn 7 tơng ứng theo trình tự làm việc của trạm
trộn . Nớc và phụ gia sau khi từ các thùng chứa 4,20 qua đờng
ống dẫn 3 đến các thiết bị định lợng nớc và phụ gia 5,21 sau
đó đợc đa vào máng trộn tơng ứng nhờ thiết bị phân phối
chất lỏng 19 làm việc đồng bộ với các thiết bị phểu cấp liệu
6


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

8 .Sau khi trộn xong , hổn hợp bê tông đợc xả vào các bunke
chứa 6 để nạp cho các phơng tiện vận chuyển. Các bunke
chứa cốt liệu và xi măng phải đủ vật liệu để đảm bảo trạm
trộn làm việc liên tục trong thời gian 22,5h.
III. Tính chọn máy và thiết bị cho trạm trộn bê tông:
Máy trộn bê tông:
10

A

5

4

3

7
2
1

9
A

8

12
SƠ Đ ồ Đ ộNG KHI Dù NG THUỷ LựC

Đ Ư ờNG CHấM Gạ CH THể HIệN Cá C ốNG DẫN
KHI Hệ THốNG BịNGắT

TAY Đ IềU KHIểN

11

M

h.5 máy trộn hình quả trám
Nguyên lý hoạt động :
động cơ 1 chạy làm cho hộp giảm tốc2 làm bộ truyền bánh
răng 3 hoạt động làm thùng quay các cánh trộn mang hỗn hợp
bê tông lên cao rồi rơi xuống cứ nh thế hỗn hợp bê tông đợc
trộn.
Xả: dùng cơ cấu thuỷ lực 11 làm nghiêng dầm cong 8 và làm
nồi trộn nghiêng và quay ngợc thùng trộn lại hỗn hợp bê tông sẻ

đổ ra qua cửa 7 đến các phơng tiên vận chuyển
Nạp liệu: các phối liệu sau khi định lợng xong qua các ống đổ
vào cửa 7
Dung tích sản xuất của thùng trộn(dung tích nạp liệu
hay dung tích danh nghĩa của máy trộn ):

Vsx =

Qtk
m.

m3

trong đó :
Vsx là dung tích sản xuất (dung tích nạp liệu) của mỗi mẻ trộn
của trạm trộn (m3);

=0,7

là hệ số xúât liệu thờng 0,65 ữ 0,7;
7


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

m là số mẻ trộn bê tông trong 1 giờ mẻ/h:

m=

3600
Tck

Tck =Tn+Tt+Tx=15+120+33=168 (s) thời gian một chu kỳ làm
việc của trạm trộn

3600
= 21,43
lấy m= 21 mẻ/h
168
Qtk=30m3/h năng suất thiết kế của trạm trộn bê tông,
m=

Vsx =

30
= 2,041
21.0,7

(m3)

Dung tích hình học của máy trộn :

Vsx =

Vhh
=> Vhh =Vsx .3 = 2,041.3 = 6,123 (m3)

2,5 ữ3

Thành phần phối liệu của hỗn hợp bê tông:
Ta có các phối liệu theo tỷ lệ x:n:c:d=1:0,8:1,24:1,66 theo
sách vật liệu xây dựng và bài tập vật liệu xây dựng ta có
thành phần phối liệu hỗn hợp bê tông cho 1 m3 bê tông:

V x + V n + Vc + V d = 1

(m3)=>

4,7.V x = 1 V x =

1
= 0,213 (m3)
4,7

=>

Vn=0,8.Vx=0,8.0,213=0,17
(m3)
;
3
3
Vc=1,24.Vx=1,24.0,213=0,26(m ) =>Vd=0,357 (m ) ta có khối lợng riêng của đá, cát, xi măng, nớc lần lợt là : 1800 (kg/m3) ,
1600 (kg/m3) , 1400 (kg/m3) , 1000 (kg/m3) , vậy ta có khối lợng các phối liệu:
md = Vd . d = 0,357.1800 = 642.6 (kg)
mc = Vc . c = 0,26.1600 = 416 (kg)
m x = V x . x = 0,213.1400 = 298,2 (kg)
mn = Vn . n = 0,17.1000 = 170 (kg)

Vậy phối liệu cho 2,041 m3 là :
Vox=2,041.Vx=2,041.0,213=0,435
(m3)=>
mox = Vox . x = 0,435.1400 = 609 (kg)
Voc=2,041.Vc=2,041.0,26=0,531 (m3)=> moc = Voc . c = 0,531.1600 = 849,6
(kg)
Von=2,041.Vn=2,041.0,17=0,347 (m3)=> mon = Von . n = 0,347.1000 = 347
(kg)
Vod=0,728 (m3)=> mod = Vod . d = 0,728.1800 = 1310,4 (kg)
8


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Ta chọn 1 máy trộn
Ta chọn kích thớc nồi trộn là :dài 2522 mm
đờng kính trong nồi trộn :
Vhh = V1 + V2 + V3

Trong đó :
L2 . .D 2
thể tích phần hình trụ
4
L
D 2 D 2 D.D1
V1 = 1 . .( 1 +

+
) thể tích phần nón cụt 1
3
4
4
4
L
D 2 D 2 D.D2
V3 = 3 . .( 2 +
+
) thể tích phần nón cụt 2
3
4
4
4
V2 =

Ta chọn D1=0,21.D và D2=0,24.D
L1=1055 mm
L2 = 400 mm
L3 = 1067 mm

2
L1
D 2 D 2 D.D1
1055 ( 0,21.D )
D 2 0,21.D 2
= 346,205.D 2
. .( 1 +
+

)=
. .
+
+

3
4
4
4
3
4
4
4



Vậy : V1 =

L2 . .D 2 400. .D 2
=
= 100. .D 2 = 314.D 2
4
4
2
L3
D22 D 2 D.D2
1067 ( 0,24.D )
D 2 0,24.D 2

V3 = . .(

+
+
)=
. .
+
+
3
4
4
4
3
4
4
4


V2 =


= 362,3.D 2


2
2
2
2
2
Vhh = (346,205 + 362,3).D + 314.D = 314.D + 708,505.D = 1022,505.D = 6,123.10 9

=> D=2450 mm

L3

D2

L2

D

D1

L1

1

2

h.6 sơ đồ tính đờng kính
kích thớc bao máy trộn mm:
Dài : 2920
9


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Rộng : 4358

Cao : 3464
các kích thớc khác xem trên hình vẽ
1. Tính
chọn
các
thiết
bị
định
lợng:
Vì phải vận chuyển các phối liệu của hỗn hợp bê tông lên cao
và phải duy trì lợng vật liệu dự trữ cho trạm trộn hoạt động
liên tục trong thời gian 2 ữ2,5 h do đó mỗi thành phần phối
liệu phải chứa trong 2 bunke chứa trở lên .Vì vậy cho nên mỗi
thiết bị định lợng làm việc chu kỳ chỉ định lợng cho một
thành phần phối liệu
a. Thiết bị định lợng cho các thành phần cốt liệu (thành
phần đá 1, thành phần đá 2 và cát ) ta chọn thiết bị định lợng ABAH-2400 có các thông số kỹ thuật sau:
Tải trọng cân giới hạn kg: 1300
Dải cân định lợng kg: 250 ữ 1300
Độ chính xác %: +-2
áp lực khí nén các xi lanh chấp hành Mpa: 0,6
Chu kỳ định lợng s: 45
Dung tích thùng cân m3: 0,87
Kích thớc bao thiết bị định lợng:mm
dài : 1555
rộng: 1130
cao: 2660
Khối lợng kg: 560
Nớc sản xuất : Nga
b. Thiết bị định lợng xi măng:ta chọn thíêt bi ABAH-2400 có

các thông số kỹ thuật là :
Tải trọng cân giới hạn kg: 700
Dải cân định lợng kg: 300 ữ 700
Độ chính xác %: +-1
Giá trị mỗi vạch chia kg: 2
áp lực khí nén các xi lanh chấp hành Mpa: 0,6
Chu kỳ định lợng s: 45
Dung tích thùng cân m3: 0,94
Kích thớc bao thiết bị định lợng:mm
dài : 2670
rộng: 1120
cao: 2690
10


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Khối lợng kg: 1070
Nớc sản xuất : Nga
c. Thiết bị định lợng nớc và phụ gia: ta chọn
Thiết bị định lợng nớc: AB-2400 có các thông số kỹ thuật:
Tải trọng cân giới hạn kg: 500
Dải cân định lợng kg: 50 ữ 500
Độ chính xác %: +-1
Giá trị mỗi vạch chia kg: 0,5
áp lực khí nén các xi lanh chấp hành Mpa: 0,6

Chu kỳ định lợng s: 45
Dung tích thùng cân m3: 0,54
Kích thớc bao thiết bị định lợng:mm
dài : 1560
rộng: 1100
cao: 2600
Khối lợng kg: 540
Nớc sản xuất : Nga
Thiết bị định lợng phụ gia:RAB-2400 có các thông số kỹ
thuật:
Tải trọng cân giới hạn kg: 12
Dải cân định lợng kg: 2 ữ 12
Độ chính xác %: +-1
Giá trị mỗi vạch chia kg: 0,05
áp lực khí nén các xi lanh chấp hành Mpa: 0,6
Chu kỳ định lợng s: 35
Dung tích thùng cân m3: 0,015
kích thớc bao thiết bị định lợng:mm
dài : 830
rộng: 1150
cao: 2510
Khối lợng kg: 440
Nớc sản xuất : Nga
2. Xác định dung tích của các bunke chứa các thành
phần phối liệu của trạm trộn:
a. Tính bunke chứa:
Trong trạm trộn dạng tháp thờng sử dụng các thành phần phối
liệu nh sau :
3 thành phần cỡ hạt đá dăm theo tỷ lệ 2:1:1 cho cỡ hạt lớn, cỡ đá
vừa và cỡ đá nhỏ; cát ; xi măng; nớc và phụ gia.Mỗi thành phần

phối liệu khô đợc chứa trong 2 bunke chứa và phải đảm bảo l11


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

ợng vật liệu cho trạm trộn làm việc liên tục trong thời gian 2 ữ
2,5 h.
Do đó thể tích của bunke chứa thành phần phối liệu khô
đợc xác định nh sau:

Vbunke =

Qvl .K d
2

(m3)

Kd=0,7 là hệ số đầy bunke
Qvl là lợng cốt liệu và xi măng cần sử dụng cho trạm trộn bê tông
trong 1h
đối với đá dăm : Qvl1 = Vod .30 = 0,728.30 = 21,84 (m3)
đối với cát Qvl 2 = Voc .30 = 0,531.30 = 15,93 (m3)
đối với xi măng Qvl 3 = Vox .30 = 0,435.30 = 13,05 (m3)
Ta chọn Qvl1 để tính vậy:

Vbunke =

21,84.0,7
= 7,644 (m3)
2

Ta chọn bun ke có hình dạng :

3m



2m

1m

2m

0,5m
0,5m

Hình 7. Hình dạng và kích thớc của Bunke chứa
phối liệu.
b. Tính chọn băng tải:
Ta lựa chọn sơ bộ băng tải có bề rộng : b1= 400 mm
Năng suất băng tải:

Q = b22 .v. f 2 (245 + 840tg )
12

đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Trong đó:
b2=0,9.b1-0,05=0,9.0,4-0,05=0,31 (m ) là chiều rông lớp vật
liệu trên băng tải
v=2,5 m/s vận tốc chuyển đông của băng tải
f2=0,82 hệ số kể đến sự giảm năng suất khi vận chuyển
theo phơng nghiêng ( = 20 0 là góc nghiêng của con lăn lòng
máng )
theo bảng 3.52 sổ tay máy xây dựng ta chọn = 25 0 cho tất
cả các vật liệu

Q = 0,312.2,5.0,82.( 245 + 840tg 25 0 ) = 125 (m3/h)
Tính lại bề rộng băng tải:
b = 1,1(

Q
+ 0,05) (m)
c.v.K

Trong đó :
c=470 hệ số kể đến loại tiết diện của dòng vật liệu vận
chuyển (dạng băng tải ở nhánh vận chuyển là lòng máng 3
con lăn với góc đặt con lăn tạo lòng máng là 200)
K = 0,85 là hệ số kể tới góc nghiêng làm việc của băng tải (
= 20 0 )

b = 1,1(

125
+ 0,05) = 0,44 (m)=440(mm)
470.2,5.0,85

Ta chọn bề rộng băng tải theo tiêu chuẩn btc=500 (mm)>b
Vậy ta chọn băng tải :
Kiểu máy: T391
Khoảng cách giữa 2 trục tang mm: 6000
Góc nghiêng vận chuyển lớn nhất: 40
Chiều rộng băng tải mm: 500
Tốc độ chuyển động của băng m/s : 0,8
Công suất động cơ kw: 1,1
Khối lợng máy kể cả khung di chuyển kg : 380
Năng suất t/h : 40
Thay đổi độ cao : tay
3. Tính toán, thiết kế máy trộn:
a. Xác định năng suất:

Q = Vsx . f .m.K tg

(m3/h)

Trong đó :

Vsx = 2,041 : dung tích sản xuất của thùng trộn(dung tích

nạp liệu hay dung tích danh nghĩa của máy trộn ) m 3;
13

đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

V

bt
f =
Vsx

là hệ suất liệu , đối với hỗn hợp bê tông f=

0,65.0,7
f .Vsx =
0,7.2,041 =
1, 43 (m3)
=> Vbt =
tích hỗn hợp bê tông đã trộn xong
m=21 mẻ/h
Ktg=0,85 là hệ số xử dụng thời gian Ktg=0,820,85
Vậy
Q=2,041.0,7.21.0,85=26 m3/h

dung

b. Xác định vận tốc quay hợp lý của thùng trộn:

1,9. R

(s-1)

R=1225(mm) là bán kính trong phần hình trụ của nồi trộn

1,9. 1225 = 66,5( s 1 )

chọn

= 66( s 1 )

c. Xác định công suất động cơ:

N dc =

N1 + N 2
, KW
1000.

N1 = 2,2.Gbt .R.n

(w) là công suất tiêu hao để nâng hỗn hợp bê

tông lên khi nhào trộn,
Trong đó:
Gbt = V ..g (N) là trọng lợng hỗn hợp bê tông ,
V=2,041m3 dung tích hỗn hợp bê tông

= 2020kg / m3

khối lợng riêng của hỗn hợp bê tông

g = 10 m/s2 gia tốc rơi tự do

Gbt = 2,041.2020.10 = 41230 (N)

n=17 (v/ph) =0,28( v/s) tốc độ quay của thùng trộn
N1=2,2.41230.1,225.0,28=31112,2(w)
Công suất tiêu hao do ma sát ở các gối đỡ thùng trộn:

N 2 = ( Gbt + Gt ).( Rb + rp ).k f . cos .r p

Trong đó:
Gt trọng lợng bản thân thùng trộn
Gt=G1+G2+G3+G4
G1 = (Vn1 Vt1 ).7850.10 9 với
Vn1 =

L1
( D + 1000) 2 ( D + 1000) 2 ( D + 1000).( D1 + 1000)
. .( 1
+
+
) = Vt1 + V1'
3
4
4
4

14


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

V1' =

L1
. .(3000.[ D + D1 + 1000])
12
G1 = (Vn1 Vt1 ).7850.10 9 = V1' .7850.10 9 = 2,6.10 5 ( N )

Vậy:

G2 = (Vn 2 Vt 2 ).7850.10 9 = 314.([ D + 1000] D 2 ).7850.10 9 = 1,5.10 5 ( N )
2

G3 tơng tự G1 nhng thay D1 bằng D2 và L1 bằng L3 ta có:
G3 = 2,7.10 5 ( N )
G4 = (Vn 4 Vt 4 ).7850.10 9

Vt4 = Vn2= 314.(D+1000)2
Vn4 = 314.(D+1000+600)2=314.(D+1600)2
Vậy G4 = 314.7850.10 9.[1200( D + 1000) + 600 2 ] = 1,11 .10 5 ( N )
Gt = (2,6 +1,5+ 2,7+1,11).105 =7,91.105 (N)
Kf =0,0002 là cánh tay đòn ma sát lăn

=66 (s-1) vận tốc quay thùng trộn
=30 0 Là góc lắp đặt con lăn đỡ thùng trộn
rp =
0,287 m là bán kính con lăn đỡ

(

)

N 2 = 41230 + 7,91.105 .(1,225 + 0,287).0,0002. 0, 28766
= 62828 (w)
. cos 30 0
= 0,98 là hiệu suất truyền động

N dc =

31112 ,2 + 62828
= 96 (kw)
1000.0,98

Ta chọn động cơ kiểu A0 2-91-4 có các thông số:
Công suất N= 100 (KW)
Số vòng quay n= 1480(v/ph)
Khối lợng = 610(kg)
Số lợng: 1 Động cơ
IV. Tính Bộ truyền bánh răng:
1.

Chọn vật liệu làm bánh chủ động là thép 45 tôi cải
thiện,độ rắn

HB1=

283HB, b = 580 ( MPa) , ch = 850 ( MPa); bánh lớn thép 45

thờng hoá,

độ rắn HB 2=

215HB, b = 600 ( MPa) , ch = 340

( MPa);
2. Xác định ứng suất cho phép:
15


đạ i h ọ c

x ây dựng

a.

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

ứng suất tiếp xúc cho phép:
(công thức (5.19) và công thức (5.18) sách cơ sở thiết kế
máy & chi tiết máy)
N H 01 = 30.HB12, 4 = 30.283 2, 4 = 2,3.10 7
N HE1 = 60.10.365.8.

Vậy

1480
= 27,6.10 7
9,4
K HL1 = 1 .Tơng tự tính ra K HL 2 = 1

NHE1>NHO1 nên

Theo bảng 5.8 sách cơ sở thiết kế máy & chi tiết máy ta có :
H0 lim = 2.HB + 70 do đó
H0 lim1 = 2.283 + 70 = 636 (MPa)
H0 lim 2 = 2.215 + 70 = 500 (MPa)

ứng suất tiếp xúc cho phép của mỗi bánh răng đợc tính theo
công thức (10-65) sách chi tiết máy lấy Z R.ZV.KL.KxH=1 và hệ
số an toàn SH=1,1 từ 5.16 sách cơ sở thiết kế máy & chi tiết
máy ta có

[ H 1 ] = 636 .1 = 578,2 (MPa)
1,1

và [ H 2 ] =

500
.1 = 454,5 (MPa) do đó ứng
1,1

suất tiếp xúc cho phép [ H ] =454,5 MPa
b.

NF0=4.106

ứng suất uốn cho phép:

Theo công thức (5.26) sách cơ sở thiết kế máy & chi tiết máy
ta có:
N FE1 = 60.10.365.8.

720
= 13,42.10 7 vì NFE1>NFO1 nên
9,4

K FL1 = 1 .Tơng tự ta

có KFL2=1 .Theo bảng 5.8 sách cơ sở thiết kế máy & chi tiết
máy ta có :
SF=1,75; F0 lim = 1,8.HB nên F0 lim1 = 1,8.283 = 509,4( MPa ) ,
F0 lim 2 = 1,8.215 = 387( MPa ) ; bộ truyền quay 2 chiều KFC=0,7

tạm thời lấyYS=1;KxF=1;YR=1dođó theo (5.24):
16


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

[ F1 ] = 509,4 .0,7 = 203,8 (MPa)
1,75

[ F 2 ] = 387 .0,7 = 154.8 (MPa)
1,75
c.

ứng suất cho phép khi quá tải: theo công thức 5.28 sách cơ
sở thiết kế máy & chi tiết máy ta có:

d.

[ H ] qt

= 2,8. ch 2 = 2,8.340 = 952MPa

[ F1 ] qt

= 0,8. ch1 = 0,8.580 = 464 MPa

[ F 2 ] qt

= 0,8. ch 2 = 0,8.340 = 272MPa

Xác định thông số bộ truyền:
tính sơ bộ khoảng cách trục:

a = 49,5.( u + 1) 3

T1 .K H

ba .[ H ] .u
2

= 49,5.(9,4 + 1).3

645270.1,13
= 576mm
0,3.( 454,5) 2 .9,4

Trong đó :
T1 = 9,55.10 6.

N
100
= 9,55.10 6.
= 645270 Nmm và ba = 0,3 ; KH =1,13=>
n
1480

Môđun m=(0,01ữ 0,02) a =5,76ữ 11,52 mm theo bảng 5.1
chọn m=12 mm
Số răng Z 1 =

2.a
2.576
=
= 9.23 lấy Z1=10 do đó
m.(u + 1) 12.(9,4 + 1)

Z2=u.Z1=10.9,4=94 lấy Z2=94 nh vậy tỷ số truyền thực
u=

Z 2 94
m.( Z1 + Z 2 ) 12.(94 + 10)
=
= 9,4 do đó a =
=
= 624mm
Z 1 10
2
2

và
bd =

d =

2.a 2.624
=
= 120mm ; b = a .a = 624.0,3 = 187 mm
u + 1 9,4 + 1

ba
0,3
(u + 1) =
(9,4 + 1) = 1,6
2
2

17


đạ i h ọ c

x ây dựng

e.

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: theo công thức
5.36 sách cơ sở thiết kế máy & chi tiết máy ta có:

H =

Z H .Z M .Z 2.T1.K H .K Hv (u + 1)
.
d
b .u

ZM=274 (MPa)1/2( các bánh răng bằng thép)
0
ZH=1,76 (khi x2 x1=0 ta có = 20 )

v=

.d .n .120.1480
=
= 9,3m / s theo bảng 5.3 sách cơ sở thiết kế

60000
60000

máy & chi tiết máy ta có cấp chính xác 7 theo hình 5.11 và v
= 9,3 m/s ta có KH =1.06;theo 5.9 sách cơ sở thiết kế máy &
chi tiết máyta có:
v H = H .g 0 .v.

a
624
= 0,004.53.9,3.
= 16,1m / s trong đó theo bảng 5.5
u
9,4

và 5.6 và 5.4 sách cơ sở thiết kế máy & chi tiết máy ta có
H = 0,004 và g0=53 ; KH =1,13do đó theo công thức 5.7 sách

cơ sở thiết kế máy & chi tiết máy:
K Hv =1 +

vH .b.d
16,1.120.187
=1 +
=1,234
2.T1.K H .K H
2.645270.1,13.1,06

1
1

1
1
= 1,88 3,2 + = 1,53
= 1,88 3,2. +
94 10
Z1 Z 2

Z =

H =

4
=
3

4 1,53
= 0,91
3

274.1,76.0,91 2.645270.1,13.1,234.(9,4 + 1)
.
= 380( MPa)
120
187.9,4

Ta thấy H = 380MPa < [ H ] = 454,5MPa đạt yêu cầu về độ bền tiếp
xúc
18

đạ i h ọ c

x ây dựng

f.

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Kiểm nghiệm răng về quá tải : theo 5.30 với

K qt =

Tmax
= 2,2
T

ta có:
H max = H . K qt = 168. 2,2 = 249,2( MPa) < [ H ] qt = 952( MPa)

Theo 5.31 ta có:
F 1 max = F 1 . K qt = 36,1. 2,2 = 54( MPa) < [ F ! ] qt = 464( MPa)
F 1 max = F 1 . K qt = 30,51. 2,2 = 45,3( MPa) < [ F ! ] qt = 272( MPa)

Vậy thoả mãn
V. Tính trục con lăn đỡ:
1.

Vật liệu làm trục: Chọn thép làm trục là thép 45 tôi
có b=850 N/mm2

cải thiện

và ch=580 N/mm2

[] = 15

(MPa)
Tải trọng tác dụng lên trục:

30

F F

Gbt +Gt
Hình 6. Hình tính lực tác dụng lên trục.
Gồm có trọng lợng bê tông trong thùng trộn và thùng trộn: vì 2
con lăn đỡ chịu tải nh nhau nên
F=

Gbt + Gt 41230 + 791000
=
= 480490( N )
2. cos
2. cos 30 0
19


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Lực vòng tác dụng lên trục gây mô men xoán cho trục
Ftv .
Fv =Fi .f
Trong đó:
f : hệ số ma sát giữa con lăn đỡ và thùng trộn .
f = 0,03;
Fv= 480490.0,03 = 14415(N)
Mô men xoắn do lực Ft gây ra trên trục :
T=

d cl .Fv 574.14415
=
= 44137105( Nmm)
2
2

M= M u2 + 0,75.T 2 = 81,6.10 6 ( Nmm)
Xác định đờng kính sơ bộ của trục :
d

3

T
44137105
=3
= 245 (mm);
0,2.[ ]

0,2.15

Chọn đờng kính sơ bộ của trục là 250(mm)
2. Kiểm tra bền cho trục:
Sơ đồ tính toán:

F
95

150

150

95

72073500 Nmm

71593010 Nmm

a. Kiểm tra độ bền mỏi
S=

s .s
s2 + s2

[S]

s Hệ số an toàn chỉ tính ứng suất pháp
s =

1
K a + m
20


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

n Hệ số an toàn chỉ tính ứng suất pháp
s =

1
K a + m

-1 giới hạn mỏi uốn -1=0,436b=370,6 (N/mm2)
-1 Giới hạn mỏi xoắn -1=0,58-1=228,3 (N/mm2)
a Trị số trung bình ứng suất pháp:
82,6.10 6
M
a =
=
= 53( N / mm 2 )
W 0,1.( 250) 3

m =0
a Trị số trung bình ứng suất tiếp

44137105

2
m =0, a = W o = 0,2.( 250) 3 = 14.124( N / mm )

Hệ số ảnh hởng đến độ bền mỏi
=0,1
=0,05
K=1,85
K=1,4
s=3.8
s=11.55
s=

3,8.11,55
3,8 2 + 11,55 2

= 3,6 [s] =1,5ữ 2,5

Vậy trục đảm bảo độ bền mỏi

Kết luận
Trong quá trình làm đồ án đã giúp em thực sự hình dung đợc
công việc của một kỹ s , nó đã giúp em ứng dụng những kiến
thức đã đợc học đợc khi còn ngồi trên giảng đờng đại học. Với sự
21


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

nỗ lực của bản thân cùng sự chỉ bảo tận tình chu đáo của giáo
viên hớng dẫn em là thầy Nguyễn Kiếm Anh
Em đã hoàn thành khối lợng công việc đợc giao tuy nhiên kiến
thức có hạn và thời gian ngắn nên không thể tránh đợc sai sót
mong các thầy chỉ bảo thêm

22


đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

Tài liệu tham khảo:
1. Sổ tay chọn máy thi công xây dựng Nguyễn Tiến Thụ NXB
xây dựng
2. Bản vẽ máy xây dựng Hoàng Công Thơng; Đoàn Tài Ngọ-trờng đại học xây dựng-1977
3. Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng-Đoàn Tài
Ngọ(chủ biên); Nguyễn Thiệu Xuân; Trần Văn Tuấn; Nguyễn
Thị Thanh Mai; Nguyễn Kiếm Anh-NXB Xây dựng 2000
4. Bài giảng môn học thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê
tông
5. Dung sai và lắp ghép-Ninh Đức Tốn- NXB Giáo dục

6. Hớng dẫn làm bài tập dung sai- Ninh Đức Tốn ; Đỗ Trọng Hùng-Trờng đại học Bách Khoa Hà Nội 2001
7. Thiết kế chi tiết máy-Nguyễn Trọng Hiệp; Nguyễn Văn LẫmNXB Giáo dục
8. Chi tiết máy tập 1,2 Nguyễn Trọng Hiệp- NXB Giáo dục
9. Bản vẽ máy nâng-chuyển Đặng Thế Hiển; Phạm Quang
Dũng; Hoa Văn Ngũ-trờng đại học xây dựng-1985
10.

Tài liệu đồ án môn học cơ giới hoá công tác lắp

ghép bê tông (phần nghiền đá và trộn bê tông) Trờng đại
học xây dựng , Bộ môn máy xây dựng 20/9/2006
11.

Sổ tay máy xây dựng- Vũ Liêm Chính; Đỗ Xuân Đinh;

Nguyễn Xuân Hùng; Hoa Văn Ngũ; Trơng Quốc Thành; Trần
Văn Tuấn-NXB Khoa học kỹ thuật 2000
12.

Cơ sở thiết kế máy & chi tiết máy Trịnh Chất NXB

khoa học kỹ thuật 2005
13.

Sách vật liệu xây dựng Phùng văn lự; Phạm duy hữu;

Phan khắc trí-NXB giáo dục
23

đạ i h ọ c

x ây dựng

Đồ án thiết bị và công nghệ phục vụ công tác bê tông

14.

Bài tập vaatj liệu xây dựng Phùng văn lự ; Nguyễn

anh đức; Phạm hữu hạnh ; Trịnh hồng tùng NXB giáo dục

24