MỤC LỤC

MỤC LỤC.......................................................................................................................................................................................................................................1

LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................................................................................................................................2

Chương I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BÊ TÔNG ASPHALT – VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG ASPHALT VÀ CÁC CHỈ TIÊU CỦA BÊ TÔNG HIỆN THỜI......5

1.1. Asphalt bê tông........................................................................................................................................................................................................................5

Chương II: LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.....................................................................................................................................................................18

2.1. Trạm trộn cuwongx bức dạng tháp........................................................................................................................................................................................18

2.2. Trạm trộn cưỡng bức dạng nằm ngang.................................................................................................................................................................................19

2.3. Trạm trộn liên tục:...................................................................................................................................................................................................................20

2.4. Trạm trộn chu kỳ:....................................................................................................................................................................................................................20

2.5. Ưu khuyết điểm từng loại trạm trộn........................................................................................................................................................................................22

2.6. Kết luận và lựa chọn công nghệ.............................................................................................................................................................................................23

Chương III. CÁC THIẾT BỊ CHỦ YẾU TRONG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG ASPHALT...................................................................................................................25

3.1. Thiết bị cấp liệu nguội và cân đong sơ bộ:..............................................................................................................................................................................25

Chương IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TANG SẤY...........................................................................................................................................................................35

4.1. Các nguyên lý sấy...................................................................................................................................................................................................................35

4.2. Lựa chọn phương án dẫn động tang sấy................................................................................................................................................................................35

4.3. Tính toán nhiệt tang sấy..........................................................................................................................................................................................................42

4.4. Tính đường kính cần thiết cảu tang sấy..................................................................................................................................................................................47

4.5. Tính chọn động cơ và các thông số hình học cần thiết của tang sấy.....................................................................................................................................48

4.5.1. Tính toán công suất dẫn động tang sấy...............................................................................................................................................................................51

4.5.2. Tính toán cụm dẫn động:.....................................................................................................................................................................................................54

4.5.3. Tính trục con lăn đỡ tang sấy..............................................................................................................................................................................................57

4.5.4. Tính bền tang ......................................................................................................................................................................................................................62

4.5.5. Tính vành lăn đỡ tang sấy:..................................................................................................................................................................................................68

4.5.6. Tính toán cụm con lăn tỳ.....................................................................................................................................................................................................70

4.6. Tính trục con lăn tỳ:................................................................................................................................................................................................................70

4.7. Tính toán bu lông cố định cụm con lăn tỳ:..............................................................................................................................................................................74

Chương V: QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG & SỬA CHỮA TANG SẪY............................................................................................................................................76

5.1. Mục đích.................................................................................................................................................................................................................................76

5.2. Phạm vi sử dụng.....................................................................................................................................................................................................................76

4.3. Quy định bảo dưỡng...............................................................................................................................................................................................................76

KẾT LUẬN.....................................................................................................................................................................................................................................77

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................................................................................................................78

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay đất nước tđang trong thời kỳ đổi mới, với ý chí quyết tâm thực hiện Công nghiệp hoá Hiện đại hoá đất nước, chủ trương xây dựng một nền Công nghiệp vững mạnh. Để đạt được việc đó, chúng ta phải tiến hành việc hiện đại hoá cơ giới hoá và tự động hoá sản xuất trong các xí nghiệp. Trong công cuộc đổi mới, mở cửa, nghành công nghiệp Xây dựng đã trở thành trụ cột của nền kinh tế quốc dân, nghành đã trưởng thành về số lượng và chất lượng. Nhiều công nghệ tiến đã được áp dụng vào Việt Nam. Hoạt động xây dựng đã và đang chuyển biến theo xu thế Công nghiệp hoá Hiện đại hoá.

Các công trình xây dựng đã thoả mãn yêu cầu ngày càng cao về chất lượng với việc sử dụng hàng trăm chủng loại vật liệu khác nhau, từ thông dụng đến cao cấp, từ vật liệu silicát đến vật liệu vô cơ, vật liệu hữu cơ đến vật liệu tổng hợp, tổ hợp. Tuy nhiên vật liệu bêtông cốt thép trong thơi gian vừa qua và trong tương lai vẫn còn giữ vai trò chủ đạo trong nghành xây dựng nước ta bởi tính năng ưu việt của nó.

Bê tông thương phẩm đã được sử dụng trong hầu hết các công trình xây dựng đòi hỏi chất lượng cao như: công trình thuỷ điện,cầu cảng, sân bay, công trình thuỷ lợi, nhà cao tầng…. Điều đó chứng tỏ ưu thế về chât lượng của sản phẩm bê tông thương phẩm. Để đạt được được chất lượng như vậy thì phải trộn bằng máy. Trạm trộn bê tông đã có mặt ở Việt Nam từ những năm 60, nó được phát triển qua nhiều giai đoạn. Hiện nay yêu cầu về chất lượng bê tông ngày càng cao, do vậy nhiều nhà máy bê tông đã mạnh dạn đổi mới thiết bị và công nghệ sản xuất của mình băng cách nhập các trạm trộn của nước ngoài. Đặc điểm các trạm trộn của nước ngoài là gọn nhẹ, độ chính xác cao, hiệu quả công việc lớn khai thác triệt để công suất của động cơ. Nhưng chúng có nhược điểm là giá thành quá đắt, thời gian đưa vào sử dụng dài, đôi khi một số thiết bị làm việc không hiệu quả trong điêu kiện khí hậu tại Việt Nam.

Trên cơ sở phát huy những ưu điểm của các trạm trộn nươc ngoài, hạn chế những nhược điểm của chúng, ta có thể thiết ké chế tạo những trạm trộn có tính năng ưu việt, đồng thời phù hợp với đặc điểm khí hậu và điều kiện làm việc của nước ta. Xuất phát từ nhữngnhu cầu trên, Đồ án tốt nghiệp của em tập trung vào nghiên cưú tính toán, thiết kế trạm trộn trên cơ sở tiếp thu những ưu điểm về trạm trộn của các nước tiên tiên trên thế giới.Với đề tài Đồ án Tốt nghiệp được giao:

THIẾT KẾ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG ASPHALT 130 TẤN/GIỜ

Được sự giúp đỡ hướng dẫn, chỉ bảo  tận tình của Thầy giáo: TS …………….. cùng với sự cố gắng của bản thân tôi đồ án đã hoàn thành đúng kế hoạch. Do thời gian và tài liệu còn hạn chế nên trong đồ án này không tránh khỏi nhưng sai sót, rất mong được sự góp ý của các thầy cô, các bạn trong lớp để đồ án này được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của Thầy giáo : TS ……………..,, các thầy cô giáo trong Bộ môn Máy Xây Dựng đã giúp tôi hoàn thành Đồ án này.

Em xin chân thành cám ơn!

                                                                                                                                                                            Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                                                        Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                                          ………………

Chương I

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ BÊ TÔNG ASPHALT - VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG ASPHALT VÀ CÁC

CHỈ TIÊU CỦA BÊ TÔNG HIỆN THỜI

1.1. Asphalt bê tông:

Asphalt bê tông là một loại sản phẩm quan trọng của bitum được sử dụng nhiều nhất làm vật liệu xây dựng ở khắp các nơi. Bê tông asphalt được chế tạo bằng phương pháp nhào trộn bitum với các hạt vật liệu khác như cát đá dăm, sỏi cuội có kích thước khác nhau tùy theo yêu cầu của từng loại sản phẩm .

Bê tông asphalt thường được chế tạo theo các phương pháp sau: Bê tông asphalt được chế tạo theo phương pháp nguội và nóng .

Căn cứ vào kích cỡ lớn nhất của viên đá hoặc cát TCN của bộ giao thông vận tải (22 TCN 22-90) phân ra 4 loại.

Bê tông asphalt hạt lớn , có cỡ hạt lớn nhất 40(mm)

Bê tông asphalt hạt trung , có cỡ hạt lớn nhất 25 (mm)

Bê tông asphalt hạt nhỏ có cỡ hạt lớn nhất 15(mm)

Bê tông asphalt cát có cỡ hạt lớn nhất 5(mm).

Theo độ rỗng còn dư của hỗn hợp, asphalt bitum được chia làm 2 loại :

Bê tông asphalt chặt có độ rỗng còn dư từ 2,5¸5% thể tích . Trong thành phần hỗn hợp phải có bột khoáng.

Bê tông asphalt rỗng, có độ rỗng còn dư là 5¸10% thể tích và chỉ được dùng làm lớp mặt đường.

Thành phần cấp phối của khoáng chất trong hỗn hợp asphalt như bàng dưới.

Qua các bảng về tính chất cơ lí trên ta thấy rằng bê tông asphalt sau khi ra khỏi thiết bị trộn phải đảm bảo tính chất sau:

t° sau khi trộn = 150- 160°C (nếu vận chuyển xa t° = 170°C)

Bê tông asphalt phải được trộn đều tất cả các thành phần cốt liệu tất cả các viên đá phải được bao bọc bởi phụ gia và nhựa ở bê ngoài tạo thành một một lớp màng mỏng .Sau khi lu lèn các viên đá này liên kết với nhau nhờ lớp mỏng nhựa đường ở phía ngoài.

Để có được sản phẩm bê tông asphalt đạt đựoc các chỉ tiêu như trên . Thiêt bị trạm trộn phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Độ trộn đều mà năng suất cao

- Nhiệt độ trong các bộ phận gia nhiệt như sấy vật liệu , nấu nhựa đều được khống chế tự động có điều khiển từ xa

- Hệ thống cân đong được tự động hoá hoàn toàn có hiện số bằng các thiết bị điện tử đảm bảo độ chính xác cao về thành phần cốt liệu trộn .

Chương II: LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1. Trạm trộn cưỡng bứ dạng tháp

* Sơ đồ trạm trộn:

Sơ đồ trạm trộn như hình 2.1.

* Nguyên lý hoạt động:

Trạm trộn dạng tháp : vật liệu từ hộp cấp liệu 1 đến tang sấy 2 . Sau khi được sấy khô để giảm độ ẩm, loại bỏ tạp chất hiện có và tăng nhiệt độ của cốt liệu. Sau đó nó được vận chuyển theo phương đứng nhờ băng tải gầu đến thiết bị sàng, để phân loại và định lượng trước khi đưa vào máy trộn cùng với bi tum và bột khoáng.

2.3. Trạm trộn liên tục:

* Sơ đồ trạm trộn:

Sơ đồ trạm trộn như hình 2.3.

* Nguyên lý hoạt động:

Vật liệu cát, đá dăm các cỡ được đưa vào phễu 1 để xuống thiết bị cấp liệu và định lượng sơ bộ 2, rồi chuyển liên tục vào băng gầu 3 để đưa vật liệu vào tang sấy 4, vật liệu được rang sấy nhờ buồng đốt 5 sau khi đạt nhiệt độ quy định được máng dẫn 6 và băng tải gầu nóng 7 vận chuyển đến sàng phân loại 10 tại đây sàng phân ra 3 cỡ hạt .Mỗi ngăn phễu 9 chứa một cỡ hạt ngăn thứ 4 chứa bột đá.

2.4. Trạm trộn chu kỳ:

* Sơ đồ trạm trộn:

Sơ đồ trạm trộn như hình 2.4.

* Nguyên lý hoạt động:

Cát đá từ kho bãi được máy bốc xúc đưa vào các ngăn phễu cấp liệu 1, mỗi ngăn chứa một loại vật liệu riêng biệt .Phía dưới mỗi phễu có gắn thiết bị định lượng sơ bộ vật liệu , vật liệu sẽ rơi xuống máng cấp liệu 2 trước khi đưa vào băng chuyền 3 rồi đưa lên thùng sấy vật liệu 4. Ở đây vật liệu cát đá, đá dăm được rang sấy đến nhiệt độ 200- 2208C nhờ ngọn lửa ở buồng đốt 5. Hơi nóng sau khi đã đi từ đầu này sang đầu kia của thùng sấy sẽ đi vào các thiết bị thu bụi 7 và các xi lô 6 trước khi được thải ra ngoài không khí. Bụi được thu lại ở các thiết bị 6 và 7 nếu khong chứa hạt sét có tính cơ lý thích hợp sẽ được đưa về thùng bột đá để sử dụng lại.

2.6. Kết luận và lựa chọn công nghệ:

Qua sơ đồ công nghệ và những phân tích ưu khuyết điểm trên , những yêu cầu về chất lượng bê tông asphalt (ngoài ra tham khảo ngoài thực tế về trạm trộn ở các công trình)  ta lựa chọn công nghệ trạm trộn cưỡng bức dạng tháp.

Do chất lượng bê tông đảm bảo được yêu cầu ,trạm trộn thường được lắp đặt gần công trường thi công lên công tác giải phóng mặt bằng rộng lớn là rất khó khăn nên ưu điểm của nó được tận dụng tối đa. Thực tế trạm trộn ở Việt Nam đa phần là trạm trộn cưỡng bức dạng tháp do đó việc thay thế hoặc bảo dưỡng sẽ đơn giản hiệu quả hơn.

Chương III. CÁC THIẾT BỊ CHỦ YẾU TRONG TRẠM TRỘN BÊ TÔNG ASPHALT

3.1. Thiết bị cấp liệu nguội và cân đong sơ bộ:

* Sơ đồ cấu tạo tổng thể của thiết bị cấp liệu và định lượng sơ bộ:

Sơ đồ cấu tạo tổng thể của thiết bị cấp liệu và định lượng sơ bộ như hình 3.1.

* Nhiệm vụ của thiết bị cấp liệu nguội và cân đong sơ bộ:

Chứa vật liệu vào các phễu nguội riêng biệt. Mỗi phễu chứa có một loại kích thước khác nhau . Thiết bị định lượng sơ bô đặt dưới mỗi phễu có nhiệm vụ xác định lượng vật liệu vào.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động :

Cấu tạo của thiết bị cấp liệu nguội: gồm hai bộ phận chính: phễu cấp liệu nguội và thiết bị cân đong sơ bộ .

* Cấu tạo của thiết bị định lượng sơ bộ:

Trong các loại định lượng sơ bộ thường dùng 2 loại: loại định lượng sơ bộ kiểu thể tích , và thiết bị kiểu định lượng.

3.1.1. Thiết bị băng gầu:

* Cấu tạo tổng thể của băng gầu:

Băng gầu như hình 3.2.

* Nhiệm vụ của thiết bị băng gầu:

Vận chuyển liên tục vật liệu từ một vị trí thấp lên một vị trí cao hơn.

* Chức năng của các loại băng gầu:

Vận chuyển vật liệu nguội từ thiết bị cấp liệu nguội và cân đong sơ bộ lên tang sấy.(băng gầu nguội)

Vận chuyển vật liệu nóng sau khi sấy trong tang sấy lên tháp sàng phân loại (băng gầu nóng)

3.1.3. Thiết bị cân đong vật liệu theo khối lượng:

* Nhiệm vụ của thiết bị này:

Giúp ta xác định được thành phần hỗn hợp bê tông asphalt một cách chính xác, ưu điểm của nó so với định lượng bằng thể tich là độ chính xác cao hơn , phù hợp với công nghệ hiện đại hơn.

* Phương pháp cân đong vật liệu:

Hiện nay trong bê tông asphalt người ta dùng 2 phương pháp đong chủ yếu là :

Cân đong theo thể tích.

Vật liệu được định lượng theo khối vật liệu cung cấp qua thiết bị trong một đơn vị thòigian (độ chính xác kém)

3.2. Thiết bị cung cấp nhiên liệu đốt:

3.2.1. Hệ thống nấu và cấp nhựa nóng:

* Sơ đồ hệ thống cấp, nấu nhựa cho trạm trộn chu kỳ:

Sơ đồ hệ thống cấp, nấu nhựa cho trạm trộn chu kỳ như hình 3.3.

* Nguyên lý hoạt động:

Nhựa được gia nhiệt ở bồn gia nhiệt đến nhiệt độ yêu cầu , mở van 3 ngã , và bơm hoạt động , bơm nhựa lên bình định lượng . Khi đạt được yêu cầu thì bơm ngừng hoạt động .

Khi cần thì bơm 10 hoạt động bơm nhựa vào thùng trộn qua hệ thống vòi phun 11.

Sau mỗi ca làm việc phải rửa sạch đường ống và bình cân nhựa ngay muốn vậy cần dùng dầu đi ê zen ở thùng chứa 14 , thay đổi của van 3 ngã số 3 để khoá nhựa đường cấp nhựa từ thùng 1 và cấp dầu diezen cho bơm số 4 . Bơm nà sẽ bơm dầu phun rửa sạch đường ống 5 , van 3 ngã 6 và bình định lượng nhựa 7 ,sau đó tạm thời ngắt bơm 4 để dễ thông của van số 6 giữa hai đường ống số5 và 12.

3.3. Hệ thống lọc bụi của trạm trộn cưỡng bức chu kỳ:

* Hệ thống lọc bụi kiểu ướt:

Sơ đồ hệ thống lọc bụi kiểu ướt như hình 3.4.

3.3.1. Hệ thống khí nén:

* Nhiệm vụ của hệ thống khí nén:

Dùng để đóng mở cửa xả các ngăn cửa bộ phễu cân đong vật liệu , đóng mở các van cấp nhựa và cửa xả sản phẩm ở đáy buồng trộn .

Ưu điểm của công nghệ này so với mở cơ khí là độ chính xác cao, đóng mở dứt khoát.

* Sơ đồ hệ thống khí nén:

Sơ đồ hệ thống khí nén như hình 3.5.

Chương IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TANG SẤY

4.1. Các nguyên lý sấy

Tang sấy thường được chế tạo với 2 nguyên lý sấy vật liệu như sau:

Sấy với luồng khí nóng cùng chiều: sấy cùng chiều là luồng khí nóng được đầu đốt cho đi vào cùng chiều với dòng vật liệu

Sấy với luồng khí nóng ngược chiều:sấy ngược chiều là dòng khí nóng được đưa vào ngược chiều với dòng vật liệu.

4.2. Lựa chọn phương pháp dẫn động tang sấy

Tang sấy là một hệ thống bao gồm các cụm chính sau: 

Tang sấy có thể được dẫn động:

Cụm động lực : động cơ đốt trong ,động cơ điện..

Hệ truyền động:

- Truyền động ăn khớp:

Truyền động xích

Truyền động bánh răng

- Truyền động ma sát:

Truyền động đai

Truyền động ma sát

Tang sấy: tang sấy cưỡng bức, tang sấy tự do..

a) Lựa chọn phương án dẫn động tang sấy:

* Phương án 1 (hình vẽ):

- Ưu điểm:

Kích thước nhỏ , khả năng tải lớn.

Tỷ số truyền không thay đổi.

- Nhược diểm:

Chế tạo phức tạp

Đòi hỏi độ chính xác cao.

* Phương án 3: (hình vẽ):

- Ưu diểm :

Bộ truyền động đơn giản, dẽ chế tạo.

Giá thành rẻ, thay thế dẽ dàng.

- Nhược diểm:

Tuổi thọ không cao, hỏng hóc chủ yếu là do tróc vì mỏi bề mặt.

Tỷ số truyền không ổn định (nhất là khi chạy với vận tốc cao)

* Phương án 4 (hình vẽ) :

- Ưu điểm:

Giá thành rẻ.

Tiếng ồn nhỏ.

- Nhược điểm:

Lực cang đai lớn(khoảng cách lớn).

Tuổi thọ của đai không cao.

=> Ta chọn phương án 3 vì:

Nó có ưu điểm nổi bật là: bộ truyền động đơn giản, giảm được bánh đai, bánh xích. Dễ chế tạo, khi cần thay thé đơn giản,giá thành rẻ. Vì tang quay với vận tốc nhỏ lên hạn chế được sự trượt trơn, trượt hình học. Tỷ số truyền không cần độ chính xác cao.

b) Lựa chọn phương án dẫn động con lăn.

* Phương án 1 (hình vẽ):

Phương án này có ưu điểm số bộ truyền ít (không có bộ truyền xích )nhưng có nhược điểm :do trục ra ở hộp giảm tốc lắp trực tiếp với con lăn ma sát nên sai sót trong chế tạo , lắp ráp  sẽ khó khăn hơn, dẫn đến tuổi thọ giảm. 

* Phương án 3:( hình vẽ):

Phương án này có nhược điểm như phương án 2 (có bộ truyền xích), đồng thời vì không có bộ truyền đai do việc đảm bảo an toàn cho cho toàn bộ máy khi quá tải là không thực hiện được nếu như không lắp thêm cơ cấu an toàn.

=> Chọn phương án dẫn động 4

4.3. Tính toán nhiệt tang sấy

Các kích thước hình học của tang sấy như đường kính tang D, chiều dài tang L được xác định trên cơ sở tính toán nhiệt lượng cần thiết , để sấy cốt liệu đến nhiệt độ yêu cầu ứng với năng suất thiết kế trạm trộn là 100 T/H.

Ở đây , ta dùng nhiên liệu để phục vụ cho quá trình sấy cốt liệu là dầu FO với thành phần các chất C, H, S, O, N có trong dầu như sau:

C: 85%; H: 11,5% ; S: 3% ; O: 0,25% ; N: 0,25%.

Gọi V⁰ là lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu ta có:

V⁰ = 0,0899( C+0,375.S) + 0,265.H – 0,0333.O (m³/kg)

Thay số vào ta có:

V⁰= 0,0899(0,85+ 0,375.0,03)+ 0,265. 0,115 – 0,0333. 0,0025

V⁰ = 0,1077(m³/kg);

Sản phẩm sinh ra sau quá trình đốt cháy nhiên liệu là các chất khí N­₂ , RO₂(gồm SO₂và CO₂) , hơi nước (H₂O) .Thể tích của các chất khí trên được xác định như sau:

V_N2² =  0,79.V⁰ +0,008.N

V_N2² = 0,79. 0,1077 + 0,008. 0,0025

V_N2² =  0,0851(m³/kg)

V_SO² = 0,79.V⁰ + 0,008.N

V_SO²  = 0,79. 0,1077 + 0,008. 0,0025

V_SO² = 0,081(m³/kg);

Vậy tổng thể tích hơi nước có trong khí thải là:

V_HO= 0,0129 +0,0017 +0,434 = 0,4486(m³/kg)

* Xác định khối lượng cốt liệu trước khi sấy và khối lượng bụi bẩn:

Gọi khối lượng cốt liệu trước khi sấy, sau khi sấy và khối lượng bụi bẩn lần lượt là G₁, G₂, G₃ .

Thành phần cốt liệu đưa vào tang sấy trước khi sấy được lấy bằng 92%. Khối lượng sản phẩm bê tông asphalt còn thành phần bột đá và bitum lần lượt là 3% và 5% khối lượng sản phẩm bê tông asphalt.

Gọi năng suất trạm trộn là N ta có :

G₁ = 0,92.N

G₁ = 0,92. 130000 = 119600(kg);

Khối lượng bụi bẩn là:

G₃ = G₁ - G₂

G₃ =119600 - 114816= 4748 (kg);

* Tính toán cụ thể:

- Xác định nhiệt lượng làm bốc hơi nước:

g_H2O = (i_n –t₁). G₃ (kcal/h)

Vậy nhiệt lượng cần có để bốc hơi là:

g_H2O= (447,5 –25) .4748 = 2006030(kcal/h)

- Xác định nhiệt lượng để xấy vật liệu:

g_G2  = G₂ . C_cl (t₂ –t₁) (kcal/h)

Vậy t₂ = 250⁰ + 10⁰ = 260⁰C

=> g_G2= 114816. 0,2 (260⁰ – 25⁰)

g_G2 = 5396352  (kcal/h)

- Xác định hao phí nhiệt qua thành tang:

Hao phí nhiệt qua thành tang được xác định theo công thức:

g_t=a₂.F.( t_cm –t₀) (kcal/h)

- Xác định hao phí nhiệt qua khói khi đốt cháy một kg dầu:

Ta có :

g_K= (C_CO2. V_RO2 + C_N2. V_N2 + C_H2O. V_H2O +C_kk(a -1 ). V⁰) . (t^” – t⁰)

Từ đó ta có:

g_K= (0,429. 0,0161 + 0,311. 0,0851 + 0,364. O,4486) .(250⁰ –22⁰)

=> g_K = 45 (kcal/h)

Vậy nhiên liệu tổn hao qua khói thải là 45 (kcal/h)

 4.4. Tính đường kính cần thiết của tang sấy

Ta tính đường kính của tang sấy theo thể tích khí thoát ra trong một giờ

V_t = V₁ + V₂ (m³)

V₁ = [ V⁰_RO2 + V⁰_N2 + (a -1). V⁰].G_m.(273 + t”)/273

V₁ = [0,0161 + 0,0851 + (1,2- 1).0,1077].906.(273+250)/273 =213(m³)

Từ đó tính được:

V_t = 213+11313,4

V_t = 11526,4(m³)

Vậy, đường kính của tang sấy là: D =√(11526,4/(3600.0,785.(1-0,15).0,9)) = 2,18 (m)

4.5. Tính chọn động cơ và các thông số hình học cần thiết cảu tang sấy

* Cấu tạo thân tang sấy:

1,5. Cánh trộn dẫn hướng: Được chế tạo từ thép tấm chịu nhiệt có chiều dầy lấy theo bảng.

3. Cánh trộn: Cành đảo vật liệu có tác dụng nâng vật liệu lên cao khi tang sấy quay và phân bố cho rơi đều đặn với mục đích nâng cao hiệu quả của quá trình sấy .Cánh đảo vật liệu được chế tạo từ thép chịu nhiệt và chịu mài mòn cao. Có nhiều cách đảo liệu nhưng ta chọn cách nâng dạng xẻng bởi loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản , dễ chế tạo.

4. Vỏ thùng tang sấy: Thân tang sấy hình trụ , đường kính D=2 (m) , chiều dài L= 4.2= 8 (m), chế tạo từ thép chịu nhiệt.

7. Lớp bảo ôn : Chọn chiều dầy lớp bảo ôn d = 50 (mm).(dựa vào máy thực tế của Hàn Quốc có công suất 140T/h )

Xác định các thông số hình học của tang sấy

* Xác định số vòng quay của tang sấy:

Vậy n=0,5.0,5.8/(2.23.tg4^0 )=7,15(v/ph)

Vận tốc vòng của tang : V = 0,748(m/s)

Vận tốc vòng của tang đạt yêu cầu vì thoả mãn điều kiện: 0,6 £ V £ 0,8(m/s)

4.5.1. Tính toán công suất dẫn động tang sấy:

Chọn chiều dầy của tang là d = 15 (mm)

D_t = D – 2. d = 2- 2.0,015 = 1,97 (m);

g_m: khối lượng riêng của vật liệu cần sấy;

g_m = 1800 (kg/ m³)

b : hệ số điền đầy vật liệu trong tang; chọn b = 0,15

Vậy ta có :

G_vl = 0,785.(1,97)².8.1800.0,15 =6580,454 (kg)

Nếu kể cả khối lượng các cánh trộn trong tang sấy ta lấy G_t = 6000(kg);

Từ đó tính được: N1 = (6000+6580,545)/(4.cos⁡3 0)=3632(KG)

Từ (1) ta có: W1 = 217.92 (KG)

Lực cần tổng cộng khi quay tang sấy là:

W = W­₁+ W₂ = 217.92  + 3228 = 3446(KG)

Công suất cần thiết để quay toàn bộ tang sấy là: N = 28.07 (kw)

Với : h : hiệu suất truyền động. Ta lấy h = 0,85

Ta chọn động cơ kiểu MTB 311-8 có các thông số:

Công suất N= 7.5 (KW)

Số vòng quay n= 695(v/ph)

cosj = 0,72

Mômen xoắn danh nghĩa M_max = 26,5(daN.m) = 265(N.m)

Khối lượng  = 170(kg)

Số lượng: 4 Động cơ.

4.5.3. Tính trục con lăn đỡ tang sấy:

* Sơ đồ như hình vẽ :

* Chọn vật liệu làm trục:

Chọn thép làm trục là thép 45 có [t] = 15 (MPa)

* Xác định tải trọng tác dụng lên trục:

Tải trọng tác dụng lên trục gồm có :

Lực pháp tuyến N_i đã tính trong phần tang sấy

N_i = 3632 (kg) trọng lượng con lăn đỡ.

Lực vòng tác dụng lên trục gây mô men xoán cho trục F_t­ .

F_t = N_i .f

Theo /4/ :

Ta chọn ổ theo hệ số làm việc:

C=Q(n.h)^0,3

=> n = n_ts . i = 7,15.5,2625 = 38(v/ph);

h: thời gian phục vụ của ổ ; lấy 10500 (h)

Khi làm việc thì vòng ngoàicủa ổ quay với vận tốc bằng vận tốc trục trộn.

Vậy vận tốc dài của ổ được xác định theo công thức

V₂ = (1-x).V₁

=> Vận tốc dài của ổ là:

V₂ = (1-0,03)0,2 = 0,194(m/s).

Vậy

Q = (1,1.108,96+ m.0).1,5.1,15 = 206,75 (daN)

Vậy hệ số khả năng làm việc là:

C = 206,75.(74.10500)^0,3 =12094

Chọn ổ kiểu 7310 có:

D =50(mm)

B= 23(mm)

C=28500.

- Kiểm tra trục về độ bền tĩnh:

Công thức kiểm nghiệm độ bền tĩnh của trục theo thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng lớn nhất.

=> Thay số được: s = 247 (Mpa);

Ứng suất cho phép [s] =0,8.s_ch với thép chế tạo trục là thép 45 có s_ch = 580 MPa

=> [s] =0,8.580 = 464(MPa)

- Kiểm nghiệm trục về độ võng:

Độ võng cho phép của trục là:

[y] = 0,0003.l = 0,0003.360 = 0.108(mm).

Độ võng của trục:

y = 0,037 mm

Vậy y £ [y] trục đã thoả mãn điều kiện độ võng cho phép.

- Chọn khớp nối :

M_x : mô men xoắn của trục con lăn, M_x = 217920 (N.mm) = 217,920 (N.m)

Chọn khớp nối đàn hồi:

M_x = 240 (N.m)

d = 30 (mm).

D  = 140 (mm).

Số chốt Z = 6.

n = 3350 (v/ph).

4.5.4. Tính bền tang:

Kết cấu cách dẫn liệu và đảo liệu trong tang sấy :

Phía trong tang sấy được chia làm 3 khu vực.

* Khu vực I : có lắp các cánh dẫn liệu nhằm giúp cho quá trình nạp vật liệu vào tang diễn ra nhanh chóng.

Ta có công thức:

L₁ =L/5 = 8/5 = 1,6 (m)

- Kết cấu cánh dẫn liệu khu vực I:

Có:

H = 300(mm)

d = 10(mm);

L = 1600(mm).

Trong khu vực I có các cánh dẫn liệu xoắn theo hình sen với mục đích đưa cốt liệu đi vào vùng sấy nhanh hơn.

- Bước vít lấy trong khoảng:

(3,14¸1,8).D_t.

Với: D_t: Đường kính trong của tang, lấy D_t = 1700 (mm)

Vậy ta lấy bước vít S = 3000 (mm)

Lấy góc nâng j = 45⁰, lấy số đường vít xoắn là 12

Chiều cao cánh dẫn h = 0,25. D_t = 0,25.1700 = 425 (mm)

* Khu vực II : Khu vực này lắp các cánh đảo liệu để có quá trình sấy vật liệu diễn ra đồng đều .Đây là khu vực gia nhiệt cho cốt liệu trước khi đưa vào máy trộn . Chiều dài khu vực này là L₀.

* Khu vực III : Khu vực này là khu vực xả liệu sau khi đã xấy xong ở khu vực II khu vực này cũng lắp các cánh dẫn hướng để quá trình xả liệu diễn ra thuận lợi , nhanh chóng.

Khu vực này có chiều dài là:

L₃ = L/5 = 8/5 = 1,6 (m)

Vậy khu vực L₂ = L- L₁- L₃ = 8- 1,6-1,6 = 4,8 (m)

Có:

H = 300(mm).

d = 10(mm).

L = 1600(mm).

Khu vực III là khu vực kết thúc quá trình sấy, để không bị ứ đọng vật liệu sau khi sấy cần phải có cánh dẫn liệu sau khi gia nhiệt xong đến cửa xả một cách nhanh chóng , kết cấu cánh này giống cánh dẫn liệu ở khu vực I nhưng ngược vít.

- Kiểm tra độ võng của tang:

Vậy:

y  = 643. 10^-10 (m)

y £ 1/300.4800 = 1,6 (mm) => thoả mãn điều kiện về độ võng.

4.5.5. Tính vành lăn đỡ tang sấy:

Tải trọng tính toán tác dụng lên vành lăn:

=> P= 3632 (kg); (theo tính toán ở phần trên)

=> M_u = 47488,4 (kg.cm)

Chọn vật liệu chế tạo vành lăn từ thép magan, có: [s] = 750  (kg/cm²)

=> W = 90,75 (cm³)

=> s = 523,2  ( kg/cm²) £ [s ]

Vậy thép đã chọn đủ bền.

4.6. Tính trục con lăn tỳ:

* Chọn vật liệu chế tạo trục:

Ta chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 thường hoá, có:

Độ cứng HB = 200

s_b = 600 N/mm²

s_ch = 300 N/mm²

* Xác định chiều dài cần thiết của trục:

Gọi h₃ là chiều cao tính từ điểm tiếp xúc giữa con lăn đỡ với vành lăn đến tâm đối xứng của tang sấy.

Do đường kính con lăn đỡ là 400(mm) nên ta lấy:

h₁ = r + 50 (mm) ,

=> h₃ = 1052,5.cos30⁰ = 911 (mm).

Gọi h₄ là chiều cao tính từ mặt phẳng khung đỡ tang sấy đến vành lăn ta có :

h₄ = h₁ +h₂ +h₃ –R

=> h₄  = 250 +173 +911 –1052,5 = 281,5 (mm) .

Do chiều dài con lăn tỳ là 90(mm) nên ta lấy chiều dài cần thiết của trục con lăn tỳ là:

l = h₄ + 40 = 281,5 +40 = 321,5 (mm).

{Theo thiết kế chi tiết máy}

* Kiểm tra độ võng của trục:

Độ võng của trục được kiểm tra theo công thức:

y £ [y]

Trong đó:

[y] : độ võng cho phép của trục

[y] = 0,0003.L = 0,0003.321.5 = 0,096 (mm)

Þ y = 0,0195646,27(mm) .

Vậy điều kiện

Y £ [y] thoả mãn.

* Chọn ổ lăn :

Ta chọn ổ theo hệ số làm việc:

C = Q(n.h)^0,3

Trong đó:

n: tốc độ quay của ổ(v/ph)

h: thời gian phục vụ của ổ, lấy h = 10500 (h)

Khi làm việc thì vòng ngoài của ổ quay với vận tốc bằng vận tốc con lăn tỳ.

Vậy vận tốc dài của ổ được xác định theo công thức

V₂ = (1-x).V₁

=> Vận tốc dài của ổ là:

V₂ = (1-0,03)6,48 = 6,28(m/s).

* Vận tốc quay của ổ:

=> Thay số ta được: n = 399,8 vòng/phút

Q = (1,1.743,617+ m.0).1,5.1,15 = 1411 (daN)

Hệ số khả năng làm việc là:

C = 1411.(399,8.10500)^0,3 =136910

Chọn ổ kiểu 1617 có D =180(mm), B= 60(mm);

Chương V: QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG & SỬA CHỮA TANG SẪY

4.1. Mục đích:

- Đảm bảo tang sấy hoạt động ổn định, duy trì hiệu suất cao.

- Ngăn ngừa sự cố đột ngột, giảm chi phí sửa chữa.

- Tăng tuổi thọ thiết bị, giảm thời gian dừng máy.

4.3. Quy trình bảo dưỡng:

- Bảo dưỡng hàng ngày:

+ Kiểm tra bề mặt tang sấy: làm sạch bụi bẩn, cạn bám bằng bàn chải hoặc khí nén.

+ Kiểm tra nhiệt độ hoạt động: đảm bảo không quá giới hạn thiết kế.

+ Lắng nghe tiếng ồn, rào, rung lắc bất thường.

- Bảo dưỡng hàng tháng:

+ Kiểm tra và siết chặt toàn bộ bulông, đai ốc.

+ Đo độ mòn của bề mặt tang sấy, đánh giá hao mòn.

- Quy trình sửa chữa:

+ Phát hiện lỗi:

Quan sát bề mặt tang sấy: trầy xước, nứt, bị bấm.

Kiểm tra nhiệt độ, áp suất, độ rung có bình thường không.

+ Kiểm tra sau sửa chữa:

Chạy thử tang sấy, quan sát hiệu quả hoạt động.

Kiểm tra lại nhiệt độ, độ rung, độ ồn.

KẾT LUẬN

Sau quá trình nghiên cứu và thiết kế, đồ án với đề tài: THIẾT KẾ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG ASPHALT 130 TẤN/GIỜ đã hoàn thành với các nội dung chính sau:

1. Tổng quan về trạm trộn bê tông:

Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động, yêu cầu kỹ thuật và vai trò của hệ thống sấy trong trạm trộn bê tông.

Phân tích các phương pháp sấy và lựa chọn phương án phù hợp với năng suất 130 T/h.

2. Tính toán và thiết kế tang sấy:

Xác định các thông số kỹ thuật của tang sấy như đường kính, chiều dài, tốc độ quay, công suất động cơ, hệ thống cấp liệu và xả liệu.

Tính toán quá trình truyền nhiệt, tổn thất nhiệt và hiệu suất làm việc của tang sấy.

Thiết kế hệ thống đốt nhiên liệu đảm bảo hiệu quả sấy và tiết kiệm năng lượng.

4. Quy trình bảo dưỡng & sửa chữa:

5. Đánh giá hiệu quả và đề xuất giải pháp cải tiến:

Kiểm tra và đánh giá hiệu quả của thiết kế thông qua các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.

Đề xuất giải pháp tối ưu hóa để nâng cao hiệu suất và giảm chi phí vận hành.

Kết quả đạt được trong đồ án đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về công suất, hiệu quả sử dụng nhiên liệu và phù hợp với điều kiện thực tế của trạm trộn bê tông. Tuy nhiên, để nâng cao hơn nữa hiệu suất của hệ thống, cần có sự nghiên cứu chuyên sâu về vật liệu chế tạo tang sấy, phương pháp điều chỉnh nhiệt độ tối ưu và ứng dụng công nghệ điều khiển tự động hóa.

Đồ án đã giúp em củng cố kiến thức chuyên môn về thiết kế máy và hệ thống sấy, đồng thời rèn luyện kỹ năng tính toán, phân tích kỹ thuật và giải quyết vấn đề thực tế. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy cô và sự hỗ trợ từ các tài liệu tham khảo trong quá trình thực hiện đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tác giả : Đỗ Bá Chương.

Tên sách : Thiết kế đường ô tô (tập 1 , tập 2)

Năm xuất bản : 1997

2. Tác giả : Nguyễn Xuân Mẫn - Dương Ngọc Hải.

Tên sách : Đường ôtô trong các cùng nhiệt đới và sa mạc (tập 2)

3. Tác giả : Vũ Liêm Chính

Tên sách : Giáo trình máy và thiết bị làm đường

4. Tác giả : Nguyễn Trọng Hiệp -  Nguyễn Văn Lẫm.

Tên sách : Thiết kế chi tiết máy.

Năm xuất bản1998 - Nhà xuất bản Giáo Dục.

5. Tác giả : Vũ Liêm Chính , Đỗ Xuân Đinh , Nguyễn Văn Hùng , Hoa Văn Ngũ, Trương Quốc Thành ,Trần Văn Tuấn.

Tên sách: Sổ tay máy xây dựng

Năm xuất bản : 2000 - Nhà xuất bản Khoa Học Và Kỹ Thuật.

6. Catalog trạm trộn bê tông asphaltbeton di động - pasker plant limited

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"