Công nghệ vận hành trạm trộn bê tông xi măng (bản vẽ autocad)

THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VẬN HÀNH CHO
MỘT TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊ TÔNG TƯƠI

Trang :1


Trang :2


Trang :3


Trang :4


Trang :5


Trang :6


MỤC LỤC
Phần một
I. / Sơ lược về bê tông và nhà máy sản xuất bê tông
Phần hai : Thiết lập sơ đồ và thuyết minh dây chuyền công nghệ
II.1/ Thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ
II.2/ Thuyết minh dây chuyền công nghệ
Phần ba : Tính cân bằng vật chất và chọn lựa các thiết bị thích hợp
III.1/ Năng suất dây chuyền
III.2/ Tính cân bằng vật chất
III.3/ Lựu chọn thiết bị dây chuyền

Phần bốn : Tính và kiểm tra các thông số cơ bản của thiết bị
IV.1/ Băng tải vận chuyển và định lượng
IV.2/ Bunke chứa
IV.3/ Vít tải định lượng
IV.4/ Xe bồn vận chuyển bê tông

Trang :7


PHẦN MỘT:BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI
I.3/ SƠ LƯỢC VỀ BÊ TÔNG VÀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BÊ TÔNG
a. Sơ lược về bê tông:
Bêtông là vật liệu không thể thiếu được trong công nghệ xây dựng hiện đại. Là một
trong những loại vật liệu xây dựng sử dụng với khối lượng lớn nhất . Hiện nay, hàng năm
trên thế giới sử dụng khoảng hơn 2 tỷ m³ bêtông các loại.
Bêtông được sử dụng trong các điều kiện khác nhau sao cho kết hợp hài hòa về kiến
trúc với môi trường xung quanh.
Sử dụng bêtông dễ thể hiện hình dáng kiến trúc xây dựng, có tính thẩm mỹ cao . Công
nghệ chế tạo không quá phức tạp và cũng không khó thực hiện. Có nguồn nguyên liệu chế
tạo dồi dào. Có khả năng sử dụng rộng rãi nguồn nguyên liệu tại chỗ và tận dụng hầu hết
phế liệu của quá trình chế tạo. Có nhu cầu năng lượng thấp, an toàn cho môi trường và độ
tin cậy cao.
Ngày nay khoa học vật liệu đã làm giàu thêm kiến thức của chúng ta về cấu trúc và
các tính chất của bêtông, về quá trình hình thành cấu trúc của chúng ,cho chúng ta khả
năng dự đoán được các tính chất và điều khiển tích cực các đặc tính của vật liệu .
Trên cơ sở đó phát triển thiết kế bêtông trên máy tính điện tử và điều khiển tự động các
quá trình công nghệ chế tạo và sản xuất. Tạo ra các dạng bêtông mới và mở rộng đáng kể
chủng loại vật liệu sử dụng trong xây dựng :Từ cách nhiệt siêu nhẹ (tỷ trọng dưới 100
kg/m³) đến kết cấu có cường độ cao ( Rb ≈ 800 MPa).
b. Sơ lược về trạm trộn bê tông:

Trong lĩnh vực xây dựng hiện nay, chất lượng công trình và tiến độ thi công luôn là
yếu tố quan trọng nhất. Chính vì vậy mà yêu cầu về số lượng và chất lượng bêtông tươi
của những công trình lớn ngày một cao hơn . Để đáp ứng cho nhu cầu của thực tế , ngày
nay người ta thường xây dựng những trạm trộn bêtông cơ động gắn các cụm công trình
xây dựng nhằm cung cấp đủ lượng bêtông cho các công trình trong thời gian nhanh nhất.
Để xây dựng các trạm trộn bêtông, bố trí các thiết bị làm việc liên tục và quyết định
mức độ tự động hóa sản xuất bêtông thì cần phải xác định chính xác năng suất của trạm
trộn. Đối với các trạm có năng suất nhỏ và trung bình , người ta xây dựng các trạm trộn cơ
động hoặc là loại dễ tháo lắp di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Khi cần năng suất lớn thì
người ta xây dựng các trạm trộn cố định .
Dựa theo năng suất người ta chia trạm trộn bêtông thành 3 loại cơ bản sau :
► Trạm trộn bêtông năng suất nhỏ :(10 – 30) m³/h.
► Trạm trộn bêtông năng suất trung bình :(30 - 60) m³/h.
► Trạm trộn bêtông năng suất lớn :(60 - 120) m³/h.

Trang :8


Trang :9


I.4/ TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Theo kết quả điều tra phân tích thị trường, sau thời kỳ đóng băng của
các công trình xây dựng trên cả nước do thiếu vốn đầu tư mà nguyên nhân là
cuộc khủng hoảng kinh tế ở Đông Nam Á vào năm 1997 đã khiến cho các nhà
đầu tư nước ngoài rút vốn đầu tư. Hiện nay đất nước ta đang trong thời kỳ hội nhập và
phát triển mạnh mẽ đặc biệt là trong năm vừa rồi đã gia nhập WTO do đó thu hút được
vốn đầu tư của nước ngoài, kéo theo tốc độ xây dựng có chiều hướng gia tăng một cách
mạnh mẽ, do đó nhu cầu về bê tông ngày càng cao. Ngay ở thành phố Hồ Chí Minh chúng
ta thì việc xây dựng cũng gia tăng một cách chóng mặt và đương nhiên song song với nó

Trang :10


thì việc cung cấp vật liệu xây dựng nói chung và việc cung cấp bê tông nói riêng cần phải
được đáp ứng .
Tóm lại, từ kết quả điều tra và phân tích thị trường cùng các điều
kiện khách quan khác, việc đầu tư và xây dựng các trạm trộn cung cấp bêtông
tươi là điều cần thiết và có lợi.

Trang :11


PHẦN HAI:
THIẾT LẬP SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
II.1/ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊTÔNG TƯƠI

SILO CHỨA PHỤ GIA
DẠNG BỘT

VÍT TẢI

Trang :12

HỆ THỐNG VẬN
CHUYỂN BĂNG TẢI

KHO CHỨA
ĐÁ & CÁT

PHỄU TIẾP
LIỆU

THÙNG ĐONG
NƯỚC
LIỆU

VÍT TẢI
ĐỊNH LƯỢNG

VÍT TẢI
GU NNG

VÍT TẢI

MƠ HÌNH TRẠM TRỘN CUNG CẤP BÊTÔNG TƯƠI
II.2/ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Đá (1-2) thích hợp cho việc sản xuất bê tông được vận chuyển bằng xe ben từ nhà máy
gia công đá đến kho chứa của trạm trộn.Đá này đã qua sàng sơ bộ để loại bỏ tạp chất được
hệ thống vận chuyển bằng băng tải đổ vào thùng chứa cốt liệu lớn và nhỏ (việc dùng hệ
thống vận chuyển bằng băng tải sẽ đảm bảo được tính cấp liệu liên tục và đều đặn mang
tính dây chuyền cao). Sau đó được đưa vào băng tải định lượng chuyễn vào gầu nâng và
được đổ vào máy trộn bê tông cưỡng bức trục ngang 2 trục.
Tương tự như đá, cát được vận chuyển bằng xe ben từ nơi khai thác đến kho chứa của
trạm trộn, cũng qua sàng sơ bộ để loại bỏ tạp chất, được hệ thống vận chuyển bằng băng
tải đổ vào thùng chứa cốt liệu lớn và nhỏ .Sau đó được đưa vào băng tải định lượng
chuyễn vào gầu nâng và được đổ vào máy trộn bê tông cưỡng bức trục ngang 2 trục.
Thùng chứa cốt liệu được phân thành nhiều ngăn .Tùy theo năng suất của trạm trộn  tỷ

lệ của cát & đá mà có bao nhiêu ngăn chứa cát, bao nhiêu ngăn chứa đá.
Nước từ nguồn cấp nước được vận chuyển bằng bơm đến thùng đong nước.Thùng
này được đặt trực tiếp trên máy trộn sẽ khống chế chính xác lượng nước cần thiết bằng hệ
thống định lượng nước, sau đó phun trực tiếp nước vào trong quá trình trộn.Việc phun trực
tiếp nước trong quá trình trộn sẽ đảm bảo được độ đồng nhất và tính công tác tốt của bê
tông.
Ximăng được vận chuyển từ nhà máy đến silo của trạm trộn bằng xe chuyên dụng, xe
có hệ thống bơm vật liệu bằng khí nén. Hệ thống vít tải sẽ vận chuyển đồng thời kết hợp
định lượng chính xác lượng ximăng từ silo cho mẻ trộn trước khi đổ vào máy trộn .
Ngày nay, các sản phẩm bêtông đều có sử dụng phụ gia. Trong quy trình công nghệ
trên chúng ta sử dụng phụ gia dạng khoáng (bột).Việc dùng phụ gia sẽ cải thiện rõ rệt tính
công tác của bêtông, cho phép giảm lượng dùng nước nhào trộn, hạ thấp tỷ lệ N/X, nâng
cao cường độ bêtông-hoặc có thể giảm lượng dùng ximăng mà không làm giảm cường độ
thiết kế của bêtông. Tương tự như Ximăng, phụ gia dạng khoáng (bột) cũng được vận
chuyển từ nhà máy sản xuất đến silo của trạm trộn bằng xe chuyên dụng, xe có hệ thống

Trang :13


bơm vật liệu bằng khí nén. Hệ thống vít tải sẽ vận chuyển đồng thời kết hợp định lượng
chính xác lượng phụ gia từ silo cho mẻ trộn trước khi đổ vào máy trộn.
Bêtông tươi sau khi nhào trộn đồng nhất thông qua phễu rót từ máy trộn được xe bồn
vận chuyển đến nơi sử dụng (công trình).
Tất cả các hoạt động của trạm trộn đều được tự động hóa và được điều khiển bằng hệ
thống máy tính với độ chính xác cao thông qua buồng điều khiển. Do vậy trạm trộn có
năng suất và chất lượng cao.Đây là mô hình của một trạm trộn cung cấp bêtông tươi khá
hiện đại.

PHẦN BA
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ THÍCH HỢP

III.1/ NĂNG SUẤT DÂY CHUYỀN:
- Trạm trộn có năng suất :Q= 250000 m³ (Bê tông/năm)
- Hao hụt trong quá trình trộn:P= 0.5%
- Sử dụng máy trộn cưỡng bức hai trục ngang cho trạm trộn bê tông
III.2/ CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Biện luận theo thiết bị chính của trạm trộn
- Chế độ làm việc của trạm trộn : một năm làm việc 365 ngày trong đó :
Thiết bị chính ngừng trong 3 trường hợp:
 Tiểu tu : 15 ngày.
 Trùng tu :20 ngày.
 Đại tu : 30 ngày.
 Trong một năm trạm trộn làm việc thực sự :300 ngày.
Trong một năm trạm trộn làm việc 12 tháng.
Trong một ngày trạm trộn làm việc :2 ca.
Trang :14


Trong một ca trạm trộn làm việc :8h
 Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo năm khi kể đến hao hụt:

Q

n

Q (1  P%) 250000 (1  0.5%) 251250

v

m³ (Bê tông/năm)

 Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo tháng khi kể đến hao hụt:

Q

t
v



Q

n
v



12

251250
20937.5
12
m³ (Bê tông/tháng)

 Năng suất thực sự của trạm trộn tính ngày khi kể đến hao hụt:

Q

ng
v



Q

n
v

300



251250
837.5
300
m³ (Bê tông/ngày)

 Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo ca khi kể đến hao hụt:

Q

c
v



Q

ng
v

2



837.5
418.75
2
m³ (Bê tông/ca)

 Năng suất thực sự của trạm trộn tính theo giờ khi kể đến hao hụt:

Q

g



v

Q
8

c
v



418.75
52.34
8

m³ (Bê tông/giờ)

BẢNG TÓM TẮT TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Thời gian

Năng suất
(theo thể tích m³bêtông/năm)

1 năm

251250

1 tháng

20937.5

1 ngày

837.5

1 ca

418.75

1 giờ

52.34

III.3/ LỰU CHỌN THIẾT BỊ DÂY CHUYỀN
Giả sử phân phối hao hụt trong dây chuyền của trạm trộn như sau:

- Hao hụt trong khâu trước khi nhào trộn : 0,15%
- Hao hụt trong quá trình trộn : 0,2%
- Hao hụt sau quá trình trộn :0,15%
Để thuận tiện cho việc tính toán và chọn lựa thiết bị một cách tương đối đáp ứng được
năng suất của trạm trộn ta có thể lấy các giá trị sau:


-Cát sử dụng có :
-Đá sử dụng có :

Trang :15



c
o

=1.35 g/cm³ =1.35T/m³

d
o

=1.44 g/cm³=1.44T/m³



-Ximăng sử dụng có :
-Bêtông nặng có :



x
o

=1.1 g/cm³=1.1T/m³

bt
o

=2.5 g/cm³=2.5T/m³


-Phụ gia dạng bột có :

pg

=1.6 g/cm³=1.6T/m³
-Phụ gia khoáng sử dụng khoảng 20% khối lượng ximăng.
Năng suất của nhà máy tính theo khối lượng:
g

g

bt

kl

v1

o

Q = Q x

o

=52.34x2.5=130.85 (T/h)

1.Lựa chọn thiết bị chính:
Dựa trên năng suất của trạm trộn tính theo giờ là 52.34 m³ (Bê tông/giờ)
Năng suất của máy trộn cưỡng bức hai trục ngang được tính lại do trừ đi lượng hao hụt
trong các giai đoạn trước khi nhào trộn:

Q

g
v1

g

Q (1 
v

0.15
0.15
) 52.34 (1 
) 52.26
100
100
m³ (Bê tông/giờ)

Năng suất yêu cầu của máy trộn ≥ 52.26 m³ (Bê tông/giờ)
 Chọn máy trộn cưỡng bức trục ngang 2 trục làm việc liên tục loại 2250/1500 (ISO
9001) do CERTIFIED COMPANY (O.M.S GROUP) sản xuất, năng suất 60 m³/h. (Phụ
lục 1).
a./ Sơ lược về máy:
Máy trộn cưỡng bức trục ngang hai trục là loại máy có thùng trộn cố định còn hai trục
trộn thì trên có gắn các cánh trộn, khi trục quay cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bê tông.
Các cánh trộn có cấu tạo đặc biệt được bố trí theo các hướng và vị trí thích hợp làm cho
phối liệu được trộn đều vận chuyển dần về phía cửa dở sản phẩm.
Khoảng giữa của thùng trộn thuộc về vùng ảnh hưởng của cả hai trục trộn ,vì vậy ta sử
dụng cách phân bố cánh trộn trên trục theo khoảng chia khác nhau để tránh va đập giữa
chúng.Hộp giảm tốc nhiều cấp để làm cho số vòng quay của các trục trộn tương đối nhỏ
(n= 20-60 vòng/phút).Để đảm bảo sự đồng tốc của hai trục trộn ta dùng cấp bánh răng
có tỷ số truyền 1:1 hoặc truyền động xích.
Ưu điểm: Loại máy này cho phép trộn nhanh, năng suất cao, chất lượng đồng đều và
tốt hơn các loại máy trộn tự do.
Nhược điểm : Là loại máy có kết cấu phức tạp hơn, năng lương điện tiêu hao lớn
hơn.Thường dùng các loại máy này để trộn các hỗn hộp bêtông khô, mác cao hoặc các
sản phẩm yêu cầu chất lượng cao.
b. Dưới đây là một số hình ảnh về máy :

Trang :16


MẶT HÔNG CỦA MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC 2250/1500

MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC 2250/1500

Trang :17

CÁNH CỦA MÁY TRỘN CƯỠNG BỨC TRỤC NGANG HAI TRỤC 2250/1500

c. Sơ bộ về cấu tạo máy
Cửa nạp liệu

VÍT TẢI

Hộp biến tốc

VÍT TẢI

Động cơ
truyền động
Truyền động
bánh răng

VÍT TẢI

VÍT TẢI

Thùng đong nước

VÍT TẢI

Thùng
máy

Các thông số kỹ thuật và kích thước của máy xem phụ lục 1&2

Trang :18


GIỚI THIỆU THÊM MỘT SỐ KIỂU DÁNG MÁY
VÀ CÁC LOẠI CÁNH TRỘN KHÁC NHAU

CÁNH TRỘN

CÁNH TRỘN

Trang :19


HỆ
THỐNG
BÔI
TRƠN

BỘ
PHẬN
ĐIỀU
KHIỂN

HỆ THỐNG HÚT BỤI
CỬA THÁO LIỆU
Các thông số kỹ thuật của máy xem phụ lục 3
2. Lựa chọn các thiết bị phụ:
2.1/ Xe ben:
Ta có thể sử dụng xe ben để vận chuyển đá và cát đến kho chứa của trạm trộn.Trạm trộn
ngoài việc đặt gần các công trình xây dựng thì cũng nên đặt gần nguồn cung cấp nguyên

vật liệu.Dựa vào năng suất của nhà máy mà ta chọn lựa thiết bị vận chuyển cho phù
hợp,bao nhiêu xe và trọng tải xe là bao nhiêu và thời gian dự phòng kẹt xe là bao
nhiêu để luôn đáp ứng nguồn nguyên vật liệu trong kho phục vụ sản xuất.

Trang :20


2.2/ Băng tải vận chuyển và định lượng:
Sử dụng băng tải cao su để vận chuyển, định lượng cốt liệu lớn và nhỏ từ kho chứa đến
bunker chứa và từ bunker chứa đến gầu nâng để đưa vào máy trộn.
pully thụ động

băng tải
3. pully ko

4. con lăn đỡ băng

5. con lăn
8.cạo băng
7. cạo băng
6. con lăn

căng băng

Năng suất yêu cầu Qyêu cầu ≥ 52.34 m³/h hay Qyêu cầu ≥ 130.85T/h
-Dựa vào bảng tra vận tốc của băng tải ở phụ lục 4 ta có :
Chọn băng tải có chiều rộng b=400mm=0.4m
Vận tốc V=1.11.5m/s
Chiều rộng vật liệu nằm trên băng B=b-100= 300mm=0.3m
Chiều cao lớp vật liệu h=1/8xB=1/8x0.3=0.0375m

- Chọn loại băng tải 3 con lăn đỡ m=3, góc nghiêng của con lăn đỡ =20º  hệ số phụ
thuộc vào tiết diện ngang của vật liệu C=0550 (tra phụ lục 5)
2.3/ Bunke chứa

Trang :21


Bunke chứa là bộ phận dùng để trữ liệu trong một khoảng thời gian. Tuỳ thuộc vào mục
đích sử dụng mà bunke chứa có những hình dạng khác nhau. Để vật liệu ra khỏi bunke
chứa chảy đều thì góc nghiêng của thành bunke chứa phải đủ lớn. Tuy nhiên, nếu góc
nghiêng quá lớn sẽ có nguy cơ xuất hiện vòm vật liệu ngừng chạy.Để vật liệu chảy tốt thì
thường góc nghiêng lấy bằng 5-10% lớn hơn góc xoải tự nhiên của vật liệu, khi đó thành
bên buke chứa gắn đầu rung cho việc rót liệu dễ dàng.Trong một số trường hợp ở đáy buke
đặt những tấm có lỗ qua đó đưa dòng khí để làm khô vật liệu, giảm ma sát giữa vật liệu và
đáy buke cho phép vật liệu ra dễ dàng.
Năng suất chảy của vật liệu từ bunke chứa được xác định theo công thức:
Q=3600.F.v [m³/h]
Trong đó: F diện tích lỗ tháo(m²)
v vận tốc chảy của vật liệu(m/giây)
2.4/ Thùng đong nước:
Điểm nhạy cảm nhất của quá trình sản xuất bêtông là việc cấp nước. Vì cốt liệu , đặc
biệt là vật liệu hạt nhỏ (d< 5mm) có thể chứa lượng nước thay đổi rất lớn , lúc đó sức bền
của bêtông và độ sẹt của nó phụ thuộc rất nhiều vào lượng nước trong bêtông.Vì vậy cần
định lượng một cách chính xác lượng nước đưa vào hỗn hợp.
Để đáp ứng yêu cầu về lượng nước nhào trộn một cách chính xác , người ta sử dụng
thiết bị thùng đong nước để khống chế lượng nước cho vào máy trộn.Thùng đong nước có
nhiều loại, sau đây là loại thùng đang được sử dụng phổ biến hiện nay.
Sau khi khống chế chính xác lượng nước cần thiết, nước sẽ được phun trực tiếp vào
trong quá trình trộn.

CẤU TẠO THÙNG ĐONG NƯỚC
(1) THÙNG CHỨA NƯỚC; (2)(3) BẢNG VAN KIM CHỈ MỰC NƯỚC;
(4) ỐNG DI ĐỘNG; (5) ỐNG NỐI THÔNG; (6) VAN; (7) NẮP THÙNG;
(8) ỐNG DẪN NƯỚC CHÍNH; (9) VAN 3 CHIỀU; (10) LỖ THÁO CẶN BẨN; (11) RUỘT VAN.

2.5/ Vít tải định lượng:
Vít tải định lượng được sử dụng để vận chuyển và định lượng chính xác lược ximăng và
phụ gia cho quá trình trộn.

Trang :22


Năng suất yêu cầu Qyêu cầu≥ 52.34 m³/h hay Qyêu cầu≥ 130.85 T/h
Chọn vít tải định lượng ximăng có thể loại kích thước 500.
Chọn vít tải định lượng phụ gia có thể loại kích thước 315.

Các thông số của vít tải định lượng tra phụ lục 6

2.6/ Buồng điều khiển:
Tất cả các hoạt động của trạm trộn đều được tự động hóa và được điều khiển bằng hệ
thống máy tính với độ chính xác cao thông qua buồng điều khiển .

Trang :23


2.7/ Xe bồn:
Trang :24


Xe bồn dùng để vận chuyển bêtông ở cự ly dài vài km đến vài trục km.Trong quá trình

vận chuyển, thùng chứa bêtông được quay để bảo toàn chất lượng của bêtông.
Xe bồn có dung tích từ 2 đến 8m³ và theo kiểu truyền động quay thùng hiện nay được
sử dụng hai kiểu:
-Truyền động cơ học.
-Truyền động thủy lực.
Trong dây truyền trên chúng ta sử dụng xe bồn 250px-Pumi-bp có dung tích thùng trộn
8m³ và có cần bơm bêtông, xe có truyền động thủy lực vì nó có ưu điểm là kết cấu gọn
nhẹ, tính thẩm mỹ cao, làm việc êm dịu với độ tin cậy cao và khả năng chịu tải lớn. Dưới
đây là hình ảnh của xe.

Xe bồn 250px-Pumi-bp

PHẦN BỐN
TÍNH VÀ KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ
IV.1/ BĂNG TẢI VẬN CHUYỂN VÀ ĐỊNH LƯỢNG
-F diện tích tiết diện ngang của lớp vật liệu trên tấm băng khi băng chuyển
động (m²):
F=Cx(0.9B-0.05m)²=5x(0.9x0.3-0.05x3)²=0.072(m²)
Với C=5
- Chọn vận tốc chuyển động của băng: V=1.1 m/s
Năng suất suất của băng tải:

Q 3600 F  V
o

Đối với đá:


- Đá sử dụng có :


Q

bt

d
o

=1.44 g/cm³=1.44T/m³

3600 0.072 1.44 1.1 410.57

(T/h)

Đối với cát:


-Cát sử dụng có :

Trang :25

Q

bt

c
o

=1.35 g/cm³ =1.35T/m³

3600 0.072 1.35 1.1 384.91

(T/h)