Đề tài Thiết kế nhà máy bêtông chế tạo ống dẫn nước công suất 40.000 m3/năm

Thiết kế tốt nghiệp nhà máy bêtông Phần I Mở đầu và giới thiệu chung I.1. Mở đầu ở những thế kỷ trước, công tác xây dựng cơ bản ít phát triển , tốc độ xây dựng chậm vì chưa có một phương pháp xây dựng tiên tiến, chủ yếu thi công bằng tay mức độ cơ giới thấp và một nguyên nhân quan trọng là công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng chưa phát triển. Những năm 30 - 40 của thế kỷ 19, công nghiệp sản xuất ximăng poóclăng ra đời tạo ra một chuyển biến cơ bản trong xây dựng. Nhưng cho đến những năm 70á80 của thế kỷ này bêtông cốt thép mới được sử dụng vào các công trình xây dựng và từ đó chỉ một thời gian tương đối ngắn, loại vật liệu có nhiều tính ưu việt này đã được phát triển nhanh chóng và chiếm địa vị quan trọng trong các loại vật liệu xây dựng.Trong quá trình sử dụng, cùng với sự phát minh ra nhiều loại bêtông và Bêtông cốt thép mới, người ta càng hoàn thiện phương pháp tính toán kết cấu, càng phát huy được tính năng ưu việt và hiệu quả sử dụng của chúng, do đó càng mở rộng phạm vi sử dụng của loại vật liệu này. Đồng thời với việc sử dụng bêtông và Bêtông cốt thép toàn khối, đổ tại chỗ, không bao lâu sau khi xuất hiện bêtông cốt thép , cấu kiện bêtông đúc sẵn ra đời. Vào những năm đầu của nửa cuối thế kỷ XIX người ta đã đúc những chiếc cột đèn đầu tiên bằng bêtông với lõi gỗ và những tà vẹt đường sắt bằng bêtông cốt thép xuất hiện lần đầu vào những năm 1877. Những năm cuối thế kỷ XIX, việc sử dụng những cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn có kết cấu đơn giản như cột, tấm tường bao che, khung cửa sổ, cầu thang… đã tương đối phổ biến. Những năm đầu của thế kỷ 20, kết cấu bêtông cốt thép đúc sẵn được sử dụng dưới dạng những kết cấu chịu lực như sàn gác, tấm lát vỉa hè, dầm và tấm lát mặt cầu nhịp bé, ống dẫn nước có đường kính không lớn. Những sản phẩm này thường được chế tạo bằng phương pháp thủ công với những mẻ trộn bêtông nhỏ bằng tay hoặc những máy trộn loại bé do đó sản xuất cấu kiện đúc sẵn bằng bêtông cốt thép còn bị hạn chế. Trong mười năm (1930á1940) việc sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép bằng thủ công được thay thế bằng phương pháp cơ giới và việc nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép được áp dụng tạo đièu kiện ra đời những nhà máy sản xuất các cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn. cũng trong mười năm này nhiều loại máy trộn xuất hiện, đồng thời nhiều phương thức đầm chặt bêtông bằng cơ giới như chấn động, cán, cán rung, li tâm hút chân không được sử dụng phổ biến, các phương pháp dưỡng hộ nhiệt, sử dụng các phụ gia rắn nhanh, ximăng rắn nhanh cho phép rút ngắn đáng kể quá trình sản xuất. Trong những năm gần đây, những thành tựu nghiên cứu về lý luận cũng như về phương pháp tính toán bêtông cốt thép trên thế giới càng thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép phát triển và đặc biệt là thành công của việc nghiên cứu bêtông ứng suất trước được áp dụng vào sản xuất cấu kiện là một thành tựu có ý nghĩa to lớn. Nó cho phép tận dụng bêtông số hiệu cao, cốt thép cường độ cao, tiết kiệm được bêtông và cốt thép, nhờ đó có thể thu nhỏ kích thước cấu kiện, giảm nhẹ khối lượng, nâng cao năng lực chịu tải và khả năng chống nứt của cấu kiện bêtông cốt thép. Ngày nay ở những nước phát triển, cùng với việc công nghiệp hoá ngành xây dựng, cơ giới hoá thi công với phương pháp thi công lắp ghép, cấu kiện bằng bêtông cốt thép và bêtông ứng suất trước được sử dụng hết sức rộng rãi, đặc biệt trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp với các loại cấu kiện có hình dáng kích thước và công dụng khác nhau như cột nhà, móng nền, dầm cầu chạy, vì kèo, tấm lợp, tấm tường. ở nhiều nước có những nhà máy sản xuất đồng bộ các cấu kiện cho từng loại nhà theo thiết kế định hình. Ngoài ra cấu kiện đúc sẵn bằng bêtông cốt thép cũng được sử dụng ngày càng rộng rãi vào các ngành xây dựng cầu đường, thuỷ lợi, sân bay, các loại cột điện, các dầm cầu nhịp lớn 30á40m, cột ống dài, các loại ống dẫn nước không áp và có áp, tấm ghép cho đập nước. Ngày nay với những trang bị kỹ thuật hiện đại có thể cơ giới hoá toàn bộ và tự động hoá nhiều khâu của dây truyền công nghệ trong các cơ sở sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn và do đó càng đáp ứng được nhu cầu to lớn của xây dựng cơ bản. Bằng những kiến thức đã được học và tích luỹ trong trường Đại học Xây Dựng chúng em xin được đưa ra phương án '' Thiết kế nhà máy bêtông chế tạo ống dẫn nước công suất 40.000 m3/năm''. Đây cũng chính là nội dung bản báo cáo tốt nghiệp kỹ sư ngành vật liệu xây dựng. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GVC.TS.Nguyễn Thiện Ruệ cùng toàn thể các thầy, cô giáo trong bộ môn công nghệ Vật Liệu Xây Dựng đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này. Chúng em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. I.2. Giới thiệu về mặt bằng nhà máy. Nhà máy được thiết kế xây dựng tại xã Thịnh Liệt, huyện Thanh Trì, cách trung tâm thành phố Hà Nội khoảng 15 km về phía Nam. Đây là vị trí hết sức thuận lợi cho việc cung cấp nguyên vật liệu cũng như tiêu thụ sản phẩm bằng cả đường sắt và việc vận chuyển bằng ôtô, chủ yếu từ các tỉnh như Hà Nam, Thanh Hoá. Đồng thời nhà máy không nằm trong phạm vi trung tâm thành phố nên việc sản xuất, vận chuyển ít ảnh hưởng đến vệ sinh môi trường, giao thông đi lại của dân cư. Các nguồn cung cấp nguyên vật liệu cho nhà máy: Đá dăm: Đá dăm được lấy từ Kiện Khê - Hà Nam với khoảng cách vận chuyển là 60 km, đá dăm được vận chuyển bằng ôtô ben, ôtô tự đổ có gắn rơmoóc Cát vàng: Nguồn cung cấp là cát vàng sông Lô, được vận chuyển về từ bãi cát đã khai thác với khoảng cách vận chuyển 20 km, cát được chở trên các ôtô tự đổ có gắn rơmoóc Ximăng: Nguồn cung cấp là nhà máy Ximăng Bút Sơn - Hà Nam. Ximăng được vận chuyển về nhà máy bằng các ôtô có gắn Stéc chuyên dụng. Khoảng cách vận chuyển là 60 km Sắt thép: Nguồn cung cấp là nhà máy gang thép Thái Nguyên sắt thép được vận chuyển bằng ôtô với khoảng cách vận chuyển là 80 km. I.3. các loại sản phẩm mà nhà máy sản xuất 1. Bêtông thương phẩm. Nhà máy sản xuất các loại bêtông thương phẩm có các mác sau: 450, 500, 600. Chất lượng của hỗn hợp bêtông sẽ quyết định chất lượng của sản phẩm mà nó tạo thành vì thế để sản xuất được sản phẩm có chất lượng tốt ta phải chú ý đến khâu chế tạo hỗn hợp bêtông. Để chế tạo được hỗn hợp bêtông tốt ta phải hiểu rõ về sự hình thành và cấu tạo của hỗn hợp bêtông , các tính chất của hỗn hợp bêtông , sự ảnh hưởng của các thành phần trong hỗn hợp bêtông đến các tính chất đó . Các thành phần tạo nên hỗn hợp bêtông bao gồm: cốt liệu, chất kết dính, nước và phụ gia. Các thành trong hỗn hợp bêtông được phối hợp theo một tỉ lệ nhất định và hợp lý, tuỳ theo các chỉ tiêu yêu cầu, được nhào trộn đồng đều nhưng chưa bắt đầu quá trình ninh kết và rắn chắc. Việc xác định tỷ lệ cấp phối và yêu cầu chất lượng của hỗn hợp bêtông không những nhằm đảm bảo các tính năng kĩ thuật của bêtông ở những tuổi nhất định mà còn phải thoả mãn các yêu cầu công nghệ, liên quan đến việc xác định thiết bị tạo hình, đổ khuôn , đầm chặt và các chế độ công tác khác. Các loại hỗn hợp bêtông thương phẩm sẽ được cung cấp cho thị trường tiêu thụ vào ban đêm khi mà thành phố cho phép các loại xe tải chuyên chở vào thành phố, vì vậy các loại hỗn hợp bêtông này sẽ được vận chuyển vào ban đêm và theo đơn đặt hàng. Với các công trình khác nhau cần có các chỉ tiêu kĩ thuật đối với hỗn hợp bêtông khác nhau. Chính vì vậy tại mỗi công trình xây dựng có những đòi hỏi khác nhau về chất lượng của hỗn hợp bêtông cả về cường độ lẫn tính công tác. 2. ống dẫn nước thường. Có nhiều phương pháp để tạo hình ống dẫn nước thường : Phương pháp đầm : thường dùng sản xuất ống có kích thước và khối lượng lớn như ặ1500, ặ1700, ặ2000. Phương pháp quay li tâm : thường dùng để chế tạo các sản phẩm có đường kính nhỏ và trung bình như : ặ500, ặ600, ặ700, ặ1000, ặ1200. Phương pháp rung có gia tải : sử dụng hỗn hợp bêtông cứng tháo khuôn sản phẩm ngay sau khi tạo hình Với nhà máy của ta dùng phương pháp quay li tâm để chế tạo ống dẫn nước thường với các loại ống có đường kính trong ặ500, ặ800, ặ1000 mm. Sản phẩm ống dẫn nước thường được cho theo bảng sau : 3. ống dẫn nước cao áp : Có nhiều phương pháp để tạo hình ống dẫn nước cao áp , với nhà máy của ta sử dụng phương pháp rung ép thuỷ lực để chế tạo các loại ống khác nhau. Các ống dẫn nước chịu áp lực làm việc với áp suất p =10á15 atm và áp lực thử từ 13á18 atm. Chế tạo ống có đường kính trong ặ = 500á600 mm, dài 5000m, bề dày thành ống từ 55á85 mm. Phương pháp này có ưu việt hơn hẳn phương pháp công nghệ ba giai đoạn là chế tạo được ống có áp lực làm việc cao hơn mà quá trình công nghệ lại đơn giản và chất lượng lớp bảo vệ cốt thép tốt hơn. Các sản phẩm ống dẫn nước cao áp được cho theo bảng sau: I.4. Yêu cầu đối với nguyên vật liệu dùng để sản xuất các sản phẩm 1- Yêu cầu đối với bêtông dùng để sản xuất ống dẫn nước cao áp theo phương pháp rung- ép thuỷ lực : Bêtông để sản xuất các sản phẩm theo phương pháp này là hỗn hợp bêtông cứng, có độ cứng từ 15á25 giây, được chế tạo từ cốt liệu chất lượng tốt. Bêtông sử dụng là bêtông mác 450. Yêu cầu đối với từng vật liệu thành phần để chế tạo hỗn hợp bêtông này như sau : Ximăng : ximăng được dùng là ximăng poóclăng rắn nhanh, mác 500, ximăng này ngoài các yêu cầu đã quy định như đối với ximăng thường còn phải thoả mãn các điều kiện bổ sung sau : Hàm lượng khoáng C3A không được quá 6%, lượng nước tiêu chuẩn của hồ ximăng không quá 26% Đá dăm : cốt liệu lớn là đá dăm có chất lượng tốt, đá dăm có Dmax = 10 mm. Đá dăm phải được thí nghiệm về độ ép vỡ ( EV). Chỉ tiêu này được xác định dựa theo tỉ lệ vỡ vụn của đá dăm chứa trong ống trụ thép dưới tác dụng của tải trọng nhất định và được tính theo công thức sau: Nd = m1 : Khối lượng mẫu bỏ vào xilanh ( g ) m2 : Khối lượng mẫu còn sót lại trên sàng ( g ) Đá dăm từ đá gốc có cường độ cao, yêu cầu có độ ép vỡ Ev Ê 8 Quy định về hình dáng: Hạt tròn và ô van có khả năng chịu lực lớn, còn hạt thỏi và dẹt khả năng chịu lực kém. Do vậy yêu cầu hàm lượng các loại hạt dẹt hay thỏi trong đá dăm không được lớn hơn 15%. Ngoài ra các loại hạt yếu bao gồm các loại hạt dòn, hạt dể phong hóa cũng có tác dụng làm giảm đáng kể cường độ của bê tông. Vì vậy hàm lượng của các hạt này cũng không được lớn hơn 10% theo trọng lượng. Hàm lượng tạp chất sét, phù sa trong đá dăm quy định không quá 1%, hàm lượng hợp chất lưu huỳnh ( SO3 ) không quá 0.5% theo khối lượng. Tính chất của nguyên liệu đá dăm Khối lượng thể tích: 2.58 g/cm3 Khối lượng thể tích xốp : 1450 Kg/m3 Hàm lượng bùn sét: 0.78% Độ nén dập (%): 8 Cỡ hạt lớn nhất (Dmax) = 10mm Đá dăm yêu cầu phải có đường tích luỹ cấp hạt không vượt ra ngoài miềm giới hạn được xác định theo quy phạm. Theo quy phạm hàm lượng từng cấp hạt cốt liệu lớn nằm trong phạm vi sau : Kích thước hốc sàng Dmin Dmax 1,25Dmax Lượng sót tích luỹ theo % khối lượng 95á100 40á70 0á5 0 Cốt liệu nhỏ (Cát) : Để chế tạo bê tông ta sử dụng cát vàng thuộc họ cát khô có go³1500 kg/m3. Loại cát này thường được sử dụng để chế tạo bê tông mác cao. Thành phần hoá học chủ yếu của loại cát này là SiO2. Yêu cầu cát phải sạch, không lẫn tạp chất có hại. Tạp chất có hại trong cát chủ yếu là các loại mi-ca, các hợp chất của lưu huỳnh, các tạp chất hữu cơ và bụi sét. Mi-ca có cường độ bản thân bé, ở dạng phiến mỏng, lực dính với ximăng rất yếu. Mi-ca lại dễ phong hoá, nên làm giảm cường độ và tính bền vững của bêtông , vì thế lượng mi-ca không được quá 0,5%. Các hợp chất lưu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với ximăng , nên lượng của nó trong cát tính quy ra SO3 không quá 1%. Tạp chất hữu cơ là xác động vật và thực vật mục nát lẫn trong cát, làm giảm lực dính kết giữa cát và ximăng , ảnh hưởng đến cường độ, mặt khác có thể tạo nên axít hữu cơ gây tác dụng xâm thực đến ximăng làm giảm cường độ của ximăng trên 25%. Nếu cát có chứa nhiều tạp chất hữu cơ thì có thể rửa bằng nước sạch. Bụi sét là những hạt bé hơn 0,15mm, chúng bao bọc quanh hạt cát, cản trở sự dính kết giữa cát và ximăng , làm giảm cường độ và ảnh hưởng đến tính chống thấm của bêtông . Quy phạm quy định không quá 5% Độ ẩm của cát là mức độ ngậm nước của cát, đặc tính của cát là thể tích thay đổi theo độ ẩm, thể tích lớn nhất khi có độ ẩm khoảng 4 á7% Tính chất của nguyên liệu cát: Khối lượng riêng: 2.62 g/cm3 Khối lượng thể tích : 1.5 g/cm3 Độ rỗng: 43.59% Môđun độ lớn M = 2 Thành phần hạt của cốt liệu nhỏ đảm bảo nằm trong vùng quy phạm, quy phạm này áp dụng cho cát chế tạo bê tông nặng, đây cũng là loại bê tông nhà máy của chúng ta sản xuất nên ta có thể áp dụng quy phạm này. Sau đây là bảng quy phạm của cát mà loại cát nhà máy nhập về phải nằm trong vùng quy phạm này. Kích thước mắt sàng,mm 5 2.5 1.2 0.6 0.3 0.15 Lượng cát tích luỹ Theo quy phạm, Ai% 0 0 á20 15 á45 35 á70 70 á 90 85 á100 2. Yêu cầu đối với bêtông dùng để sản xuất ống dẫn nước thường Bêtông sản xuất các sản phẩm theo phương pháp này có độ sụt 8 cm. Cốt liệu dùng để chế tạo là cốt liệu trung bình. Bêtông sử dụng là bêtông mác 300 Từ đó ta có yêu cầu đối với từng vật liệu như sau : Ximăng : ximăng pooclăng mác 400 để chế tạo hỗn hợp bêtông mác 300. Cốt liệu lớn (Đá dăm) : đá dăm có chất lượng trung bình, Dmax = 20 mm. Hàm lượng tạp chất sét, bùn không quá 1%. Yêu cầu về độ nén dập như đối với ống dẫn nước cao áp. Cấp phối hạt nằm trong quy phạm như trên. Cốt liệu nhỏ(Cát) : cốt liệu nhỏ có yêu cầu tương tự như trên. 3. Yêu cầu đối với bêtông thương phẩm mác 450, 500, 600 Bêtông thương phẩm mác này có độ sụt là 12 cm, do vậy ta phải dùng phụ gia siêu dẻo để làm tăng độ sụt của bêtông, giảm lượng dùng nước và do đó tăng cường độ của bêtông. Từ đó ta có yêu cầu đối với từng loại vật liệu như sau: Ximăng : ximăng được dùng là loại ximăng PC40, bảo đảm các tính chất đã quy định Cốt liệu lớn (Đá dăm) : đá dăm có chất lượng tốt, Dmax = 20 mm, cấp phối hạt trong quy phạm . Cốt liệu nhỏ (Cát) : cát cũng có yêu cầu như ở trên Nước nhào trộn cho hỗn hợp bêtông : Để chế tạo hổn hợp bê tông phải sử dụng loại nước sạch được sử dụng trong sinh hoạt, không nên sử dụng các loại nước ao, hồ, cống rãnh, các loại nước công nghiệp. Nước không được chứa các loại muối, axít, các chất hữu cơ cao hơn lượng cho phép cụ thể: Tổng số các loại muối có trong nước không lớn hơn 5000mg/l. Trong đó các loại muối sunfats không lớn hơn 2700mg/l, lượng ngậm axits pH>4. Để đảm bảo chất lượng như trên nhà máy phải có trạm bơm lọc và bể chứa riêng được sự kiểm tra của phòng thí nghiệm. i.5. tính toán cấp phối bêtông 1. Bêtông để sản xuất ống dẫn nước thường : Bê tông M300, độ sụt SN = 8 cm Vật liệu sử dụng : Xi măng: PC40 Đá dăm : chất lượng trung bình, Dmax = 20 mm 1.1. Lượng dùng nước. Dựa vào biểu đồ hình 5.8 (trang 102 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) với bê tông có Dmax = 20 mm, SN = 8 cm ta có được lượng dùng nước cho 1 m3 bê tông là: N = 195 l/m3 . Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 195 + 15 = 210 l/m3 . 1.2. Lượng dùng xi măng Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức. Trong đó: R28 là cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày, ở đây R28 = 300 Rx là mác xi măng, Rx = 400 A là hệ số phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu với cốt liệu trung bình A = 0,6 =1,75 Lượng dùng xi măng cho 1 m3 bê tông là: X = . N = 1,75.210 = 368 kg Sử dụng bảng 5.7 (trang 99 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) để tra hệ số Kđ Nội suy ta có: =1,44 1.3.Xác định lượng dùng đá. Đ = Trong đó: dvđ : Khối lượng thể tích đổ đống của đá dvđ = 1,6 g/cm3 rd : Độ rỗng của cốt liệu lớn rd = 1 - = 1 - = 0,38% dd: Khối lượng riêng của đá dd = 2,6 g/cm3 ị Đ = (kg) 1.4. Xác định lượng dùng cát. C = [ 1000 - ( ) + dc Trong đó: X : Lượng dùng xi măng cho 1 m3 bê tông N : Lượng dùng nước cho 1 m3 bê tông C : Lượng dùng cát cho 1 m3 bê tông D : Lượng dùng đá cho 1 m3 bê tông dx : Khối lượng riêng của xi măng và dx = 3,1 kg/l dn : Khối lượng riêng của nước và dn = 1 kg/l dd : Khối lượng riêng của đá và dd = 2,6 kg/l dc : Khối lượng riêng của cát và dc = 2,65 kg/l C = [ 1000 - ( )]´2,65 = 377 (kg) Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là: mc = Theo bảng 5.6 (trang 98 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) ta điều chỉnh về cấp phối chuẩn với mc = 0,35 C = ( 377 + 1375 ).0,35 = 613 kg D = (377 + 1375) - 613 = 1139 kg Vậy cấp phối chuẩn của hỗn hợp bê tông là X: C: D : N = 368 : 613 : 1139 : 210 1.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với : Wc = 5% ; Wd = 2% Lượng đá cần dùng là D = (kg) Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 1162´2% = 23 lít Lượng cát cần dùng là : C = = 645 (kg) Lượng nước trong cát là : Nc = 645´5% = 32 lít Lượng nước thực tế là : N = 210 – (23 + 32) = 155 lít Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 300 là X : C : D : N = 368 : 645 : 1162 : 155 2. Bêtông để sản xuất ống dẫn nước cao áp : Bê tông M450, độ sụt SN = 3 cm Vật liệu sử dụng : Xi măng: PC40 Đá dăm : chất lượng tốt, Dmax = 10 mm 2.1. Lượng dùng nước. Dựa vào biểu đồ hình 5.8 (trang 102 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) với bê tông có Dmax = 10 mm, SN = 3 cm ta có được lượng dùng nước cho 1 m3 bê tông là: N = 190 l/m3 . Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 190 + 15 = 205 l/m3 . 2.2. Lượng dùng xi măng Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức : Trong đó: R28 là cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày, ở đây R28 = 450 Rx là mác xi măng, Rx = 400 A là hệ số phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu với cốt liệu tốt A= 0,65 Lượng dùng xi măng cho 1 m3 bê tông là: X = . N = 2,23.205 = 457 kg Sử dụng bảng 5.7 (trang 99 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) để tra hệ số Kđ Nội suy ta có: = 1,527 2.3. Xác định lượng dùng đá. D = Trong đó: dvđ: Khối lượng thể tích đổ đống của đá dvđ = 1,5 g/cm3 dd: Khối lượng riêng của đá dd = 2,6 g/cm3 rd : Độ rỗng của cốt liệu lớn rd = 1 - = 1 - = 0,42% dd: Khối lượng riêng của đá dd = 2,6 g/cm3 ị D = (kg) 2.4. Xác định lượng dùng cát. C = [ 1000 - ( ) + dc Trong đó: dx : Khối lượng riêng của xi măng và dx = 3,1 kg/l dn : Khối lượng riêng của nước và dn = 1 kg/l dd : Khối lượng riêng của đá và dd = 2,6 kg/l dc : Khối lượng riêng của cát và dc = 2,65 kg/l ị C = [ 1000 - ( )]´2,65 = 461 (kg) Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là: mc = Theo bảng 5.6(trang 98 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) ta điều chỉnh về cấp phối chuẩn với mc = 0,34 C = ( 461+1231 ).0,34 = 575 kg D = (461+1231) – 575 = 1117 kg Vậy cấp phối chuẩn của hỗn hợp bê tông là X : C : D : N = 457 : 575 : 1117 : 205 2.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với : Wc = 5% ; Wd = 2% Lượng đá cần dùng là D = (kg) Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 1140´2% = 22,8 lít Lượng cát cần dùng là : C = = 605 (kg) Lượng nước trong cát là : Nc = 605.5% = 30,2 lít Lượng nước thực tế là : N = 205 – (22,8 + 30,2) = 152 lít Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông mác 450 là X : C : D : N = 457 : 605 : 1140 : 152 3. Hỗn hợp bê tông thương phẩm mác 450; độ sụt SN = 12 cm Vật liệu sử dụng : Xi măng: PC40 Đá dăm : chất lượng tốt, Dmax = 20 mm Phụ gia siêu dẻo Sikament R4 3.1. Lượng dùng nước. Dựa vào biểu đồ hình 5.8 (trang 102 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) với bê tông có Dmax = 20 mm, SN = 12 cm ta có được lượng dùng nước cho 1 m3 bê tông là: N = 208 l/m3 . Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 208 + 15 = 223 l/m3 . 3.2. Lượng dùng xi măng Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức. Trong đó: R28 là cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày, ở đây R28 = 450 daN/cm2 Rx là mác xi măng, Rx = 400 daN/cm2 A là hệ số phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu với cốt liệu tốt A= 0,65 = 2,23 Lượng dùng xi măng cho 1 m3 bê tông là: X = . N = 2,23.223 = 497 kg Lượng dùng phụ gia cho 1 m3 bê tông bằng 1,5% lượng ximăng P =1,5%´497 =7,45 lít Sử dụng bảng 5.7 (trang 99 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) để tra hệ số Kđ Nội suy ta có: = 1,567 3.3. Xác định lượng dùng đá. D = Trong đó: dvđ : Khối lượng thể tích đổ đống của đá dvđ = 1,5 g/cm3 dd : Khối lượng riêng của đá dd = 2,6 g/cm3 rd : Độ rỗng của cốt liệu lớn rd = 1 - = 1 - = 0,42% dd: Khối lượng riêng của đá dd = 2,6 g/cm3 ị D = (kg) 3.4. Xác định lượng dùng cát. C = [ 1000 - ( ) + dc Trong đó dx : Khối lượng riêng của xi măng và dx = 3,1 kg/l dn : Khối lượng riêng của nước và dn = 1 kg/l dd : Khối lượng riêng của đá và dd = 2,6 kg/l dc : Khối lượng riêng của cát và dc = 2,65 kg/l ị C = [ 1000 - ( )]´2,65 = 397 (kg) Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là: mc = Theo bảng 5.6(trang 98 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) ta điều chỉnh về cấp phối chuẩn với mc = 0,34 C = ( 397+1214 ).0,34 = 549 kg D = (397+1214) – 549 = 1062 kg Vậy cấp phối chuẩn của hỗn hợp bê tông là X : C : D : N = 497 : 549 : 1062 : 223 3.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với : Wc = 5% ; Wd = 2% Lượng đá cần dùng là D = (kg) Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 1062´2% = 21,6 lít Lượng cát cần dùng là : C = = 578 (kg) Lượng nước trong cát là : Nc = 578´5% = 28,9 lít Lượng nước thực tế là : N = 223 – (21,6 + 28,9) = 173 lít Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông là X : C : D : N = 497 : 578 : 1083 : 173 4. Hỗn hợp bê tông thương phẩm mác 500; độ sụt SN = 12 cm Vật liệu sử dụng : Xi măng: PC40 Đá dăm : chất lượng tốt, Dmax = 20 mm Phụ gia siêu dẻo Sikament R4 4.1. Lượng dùng nước. Dựa vào biểu đồ hình 5.8 (trang 102 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) với bê tông có Dmax = 20 mm, SN = 12 cm ta có được lượng dùng nước cho 1 m3 bê tông là: N = 208 l/m3 . Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 208 + 15 = 223 l/m3 . 4.2.Lượng dùng xi măng Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức. Trong đó: R28 là cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày, ở đây R28 = 500 Rx là mác xi măng, Rx = 400 A là hệ số phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu với cốt liệu tốt A= 0,65 = 2,42 Lượng dùng xi măng cho 1 m3 bê tông là: X = . N = 2,42.223 = 540 kg Lượng dùng phụ gia cho 1 m3 bê tông bằng 1,5% lượng ximăng P =1,5%.540 = 8,1 lít Nội suy tính hệ số Kd ta có: = 1,61 4.3. Xác định lượng dùng đá. D = Trong đó: dvđ : Khối lượng thể tích đổ đống của đá dvđ = 1,5 g/cm3 dd : Khối lượng riêng của đá dd = 2,6 g/cm3 rd : Độ rỗng của cốt liệu lớn rd = 1 - = 1 - = 0,42% dd: Khối lượng riêng của đá dd = 2,6 g/cm3 ị D = (kg) 4.4. Xác định lượng dùng cát. C = [ 1000 - ( ) + dc ị C = [ 1000 - ( )]´2,65 = 377 (kg) Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là: mc = Theo bảng 5.6(trang 98 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) ta điều chỉnh về cấp phối chuẩn với mc = 0,34 C = ( 377+1197 )´0,34 = 535 kg D = (377+1179) – 535 = 1039 kg Vậy cấp phối chuẩn của hỗn hợp bê tông là X : C : D : N = 540 : 535 : 1039 : 223 4.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với : Wc = 5% ; Wd = 2% Lượng đá cần dùng là D = (kg) Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 1060.2% = 21 lít Lượng cát cần dùng là C = = 563 (kg) Lượng nước trong cát là : Nc = 563.5% = 28 lít Lượng nước thực tế là : N = 223 – (21 + 28) = 174 lít Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông là X : C : D : N = 540 : 563 : 1060 : 174 5. Hỗn hợp bê tông thương phẩm mác 600; độ sụt SN = 12 cm Vật liệu sử dụng : Xi măng: PC40 Đá dăm : chất lượng tốt, Dmax = 20 mm Phụ gia siêu dẻo Sikament R4 5.1. Lượng dùng nước. Dựa vào biểu đồ hình 5.8 (trang 102 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) với bê tông có Dmax = 20 mm, SN = 12 cm ta có được lượng dùng nước cho 1 m3 bê tông là: N = 208 l/m3 . Vì cốt liệu lớn sử dụng là đá dăm nên : N = 208 + 15 = 223 l/m3 . 5.2. Lượng dùng xi măng Theo Bôlômây – Skramtaep có công thức. Trong đó: R28 là cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày, ở đây R28 = 600 Rx là mác xi măng, Rx = 400 A là hệ số phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu với cốt liệu tốt A= 0,65 = 2,8 > 2,5 vì vậy ta phải tính lại theo công thức Với A1 = 0,43 = 3 Lượng dùng xi măng cho 1 m3 bê tông là: X = . N = 3´223 = 669 kg Lượng dùng phụ gia cho 1 m3 bê tông bằng 1,5% lượng ximăng P =1,5%´669 =10,04 lít Nội suy tính hệ số Kd ta có: = 1,739 5.3. Xác định lượng dùng đá. D = Trong đó: dvđ : Khối lượng thể tích đổ đống của đá dvđ = 1,5 g/cm3 dd : Khối lượng riêng của đá dd = 2,6 g/cm3 rd : Độ rỗng của cốt liệu lớn rd = 1 - = 1 - = 0,42% ị D (kg) 5.4. Xác định lượng dùng cát. C = [ 1000 - ( ) + dc ị C = [ 1000 - ( )]´2,65 = 318 (kg) Mức ngậm cát (tỷ lệ lượng dùng cát trong hỗn hợp cốt liệu) là: mc = Theo bảng 5.6(trang 98 sách “Giáo trình công nghệ bê tông xi măng” tập 1) ta điều chỉnh về cấp phối chuẩn với mc = 0,34 C = ( 318+1145 )´0,34 = 498 kg D = (318+1145) – 498 = 967 kg Vậy cấp phối chuẩn của hỗn hợp bê tông là X : C : D : N = 669 : 498 : 967 : 223 5.5. Tính cấp phối ở điều kiện tự nhiên với : Wc = 5% ; Wd = 2% Lượng đá cần dùng là D = (kg) Lượng nước trong đá dăm là : Nd = 988´2% = 20 lít Lượng cát cần dùng là C = = 524 (kg) Lượng nước trong cát là : Nc = 524´5% = 26 lít Lượng nước thực tế là : N = 223 – (20 + 26) = 177 lít Cấp phối tự nhiên của hỗn hợp bê tông là : X : C : D : N = 669 : 524 : 988 : 177 6. Bảng thống kê cấp phối Vật liệu Mác bêtông Xi măng (kg) Cát (kg) Đá (kg) Nước (lít) Phụ gia (lít) 300 368 645 1162 155 450 ( Dmax=10 mm ) 457 605 1140 152 450 ( Dmax=20 mm ) 497 578 1083 173 7,45 500 533 563 1060 174 8,1 600 669 524 988 177 10,04 I.6. Kế hoạch sản xuất của nhà máy Số ngày làm việc thực tế trong một năm N = 365 - ( x+y+z ) Trong đó: 365 : Số ngày trong năm x : Số ngày nghỉ chủ nhật : 52 ngày y : Số ngày nghỉ lễ tết :8 ngày z : Số ngày nghỉ bảo dưỡng, sửa chữa : 5 ngày Từ đó ta có số ngày làm việc thực tế trong năm : N = 365 - ( 52 + 8 + 5 ) = 300 ngày Số ca sản xuất trong một ngày : 2 ca/ngày Số ca sản xuất trong một năm :2´300 = 600 ca/năm Số giờ sản xuất trong ca :7,5 giờ/ca Số giờ sản xuất trong một năm : 600´7,5 = 4500 ( giờ/năm ) Lượng tiêu thụ nguyên vật liệu theo thời gian như sau : Thời gian Năm Ngày Ca Giờ Vật liệu Tấn m3 Tấn m3 Tấn m3 Tấn m3 Xi măng 21487 16529 71,625 55,096 35,81 27,548 4,775 3,67 Cát 24817 17115 82,725 57,052 41,36 28,526 5,515 3,80 Đá 46256 30838 154,18 102,79 77,09 51,398 10,28 6,85 Thép 3447 11,491 5,746 0,766 Kho cát Bunke cát Định lượng Bunke nạp liệu Định lượng Bunke đá Kho đá Định lượng Kho XM Bunke XM Máy trộn Định lượng Bunke chứa HHBT Công trình Xe vận chuyển HHBT Máy phân phối Máy rải 1 Khuôn nằm trên bàn quay li tâm Gia công nhiệt Làm sạch Tháo khuôn Lau dầu Máy rải 2 Đổ HHBT vào khuôn và chấn động ép, gia công nhiệt Tách khuôn ngoài với ống ra khỏi lõi Giải phóng neo, cắt đuôi cốt thép dọc Tháo khuôn Dưỡng hộ Mài loa, sửa khuyết tật Thử áp lực Bãi sản phẩm Tổ hợp khuôn Lau dầu, mặc áo cao su Làm sạch Lõi khuôn Làm sạch Khuôn ngoài Lau dầu Dưỡng hộ Mài loa, sửa khuyết tật Thử áp lực Bãi sản phẩm Nước Sơ đồ dây chuyền công nghệ toàn nhà máy phần II Thiết kế công nghệ II.1. Tiếp nhận và bảo quản nguyên vật liệu Đối với mỗi xí nghiệp sản xuất bêtông thì khâu tiếp nhận và bảo quản nguyên vật liệu là khâu rất quan trọng. Kho là nơi dự trữ, bảo quản nguyên vật liệu ban đầu đáp ứng đầy đủ yêu cầu, kế hoạch sản xuất của xí nghiệp. Tuỳ vào loại nguyên vật liệu và các sản phẩm cần bảo quản mà có một loại hay nhiều loại kho thích hợp với chúng, có thể là kho kín, kho hở, kho liên hoàn… Bởi vậy, mỗi loại nguyên vật liệu ta sẽ dựa vào các tính chất cơ bản và yêu cầu kỹ thuật để chọn ra một loại kho phù hợp, đồng thời có hiệu quả kinh tế cao nhất. Chính vì thế kho là điểm khởi đầu quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng của vật liệu dự trữ cũng như sản phẩm tạo thành sau này. II.1.1. Kho xi măng Kho xi măng của nhà máy phải làm kín, chống sự xâm nhập của hơi nước. Hiện nay trong nước ta có các loại kho chứa xi măng rời và kho chứa xi măng đã đóng bao. Để bảo quản xi măng thường dùng các loại kho sau: Kho thủ công: Dùng để dự trữ xi măng ở dạng đóng bao, thường bố trí ngay ở tầng 1 để thuận tiện cho việc bốc dỡ và sử dụng xi măng. Nền và tường kho phải được chống thấm tốt. Kho xi măng cơ giới hoá: kho xi măng cơ giới hoá bao gồm 2 loại kho là kho Bunke và kho Xilô. + Kho Bunke: Có dung tích từ 250 – 1000 tấn, thường được xây dựng cho các nhà máy bê tông công suất bé, loại kho này gồm hàng loạt Bunke tiết diện hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình tròn, mỗi cái đều có đáy dỡ tải. Loại kho này có nhược điểm là hệ số sử dụng diện tích không cao, mức độ cơ giới hoá và tự động hoá thấp. + Kho Xilô: Hiện nay để bảo quản xi măng trong nhà máy người ta thường dùng kho Xilô. Các loại kho này thường được thiết kế định hình, kho Xilô được làm bằng thép hoặc bê tông cốt thép có tiết diện tròn hoặc vuông, đường kính từ 1,5 – 5 m, Xi lô bằng thép có đường kính từ 3 – 10 m. Thể tích kho phụ thuộc vào cách vận chuyển xi măng về nhà máy, số ngày dự trữ trong kho, thông thường V = 100 á 1500 tấn. Xilô bằng thép có thể di chuyển và tháo dỡ được. Với điều kiện khí hậu nước ta và với điều kiện sản xuất của nhà máy ta nên chọn kho kiểu Xilô. Ưu điểm của kho này là bốc dỡ xi măng nhanh chóng, cơ khí hoá và tự động hoá cao, đảm bảo chất lượng xi măng. Dùng loại kho này cho phép ta giảm được chi phí bao bì, tiết kiệm một khoản tiền khá lớn, có ảnh hưởng đến công tác sản xuất và vận chuyển xi măng. Vận chuyển ximăng bằng phương pháp khí nén thông thoáng cho phép giảm hao tốn năng lượng điện tăng tốc độ vận chuyển ximăng không khí lên 10 – 20 lần. Thiết bị vận chuyển ximăng bằng khí nén thông thoáng theo phương ngang với độ nghiêng 3 – 70 . ống dẫn ximăng làm việc dựa trên độ chảy của vật liệu dạng bột ở trạng thái bão hoà không khí nén. Không khí nén đưa vào ống dẫn ximăng dưới dạng tia nhỏ, do đó tách rời các hạt ximăng, thay lực ma sát giữa các hạt ximăng bằng lực ma sát giữa ximăng với không khí. Hỗn hợp ximăng – khí vận chuyển được trong ống dẫn gần như dòng chất lỏng nên có thể vận chuyển được xa. ống dẫn khí nén thông thoáng được chia làm 2 phần theo chiều cao, phần trên vận chuyển ximăng được ngăn cách với phần dưới chứa khí nén bằng các màng ngăn thấm khí đặc biệt. Khí nén được đưa vào phần dưới nhờ quạt áp lực 400 – 500mm cột nước thuỷ ngân. Ximăng được đưa vào phần trên qua cửa nạp. Thiết bị này sử dụng có hiệu quả để vận chuyển ximăng liêu tục và trực tiếp vào bunke trung gian của phân xưởng trộn khi quãng đường vận chuyển không xa quá. Nhưng dùng kho Xilô cũng cần có một số nhược điểm cần khắc phục như chi phí đầu tư xây dựng, công nghệ máy móc thiết bị lớn. Xét về mặt lâu dài ta nên đầu tư xây dựng loại kho xi măng Xilô này. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kho xi măng kiểu Xi lô Thiết bị dỡ tải bơm khí nén (đặt trên ô tô) Xi măng vận chuyển bằng ôtô Sitéc Kho Xilô Thiết bị dỡ tải (máy nén khí thông thoáng) Bơm vít xoắn khí nén Trạm trộn hỗn hợp bê tông 1. Tính thể tích kho cần thiết Dung tích của kho là m = (Tấn) Trong đó Qn : công suất xí nghiệp Qn = 40000 m3/năm c : Chi phí vật liệu cho 1m3 bê tông (lấy trung bình c = 0,504 Tấn) z : Số ngày dự trữ z = 7 ngày Km : Hệ số mất mát hao hụt Km = 1,04 n : Số ngày thực tế làm việc của xí nghiệp n = 300 ngày Kđ : Hệ số chứa đầy kho Kđ = 0,9 ị m = = 543 (T) Vậy thể tích kho là Vkho = = 418 ( m3 ) Chọn kho Xilô có hình dáng và kích thước như hình vẽ sau: Xilô hình trụ tròn, đường kính 4,6 m đáy kho hình nón cụt, cửa xả có đường kính 0,4m chọn góc xả a ³ góc gãy tự nhiên, chọn a = 600 H2 = [].tg600 = 3,46 (m) Chọn H2 = 3,5 m V2 = ´[2 + 2 + ] ´3,14´H2 = = 22,9 (m3) V1 = p.D2.H1 Chọn H1 = 5 m V1 = 3,14´4,62´5 = 83,1 (m3) V = V1 + V2 = 83,1 + 22,9 = 106 (m3) Số Xilô cần thiết để chứa xi măng là: nxl = = 3,94 chiếc Chọn 4 xilô chứa xi măng 2. Tính chọn thiết bị cho kho xi măng. Nguyên tắc làm việc của kho xi măng như sau: Xi măng rời được bơm từ ô tô lên thẳng nóc xilô, ở đây hỗn hợp xi măng và không khí được đưa thẳng vào xilô chứa xi măng, xi măng rơi xuống, bụi và không khí sẽ theo ống dẫn ra buồng lọc bụi, xilô có áp lực nên khi tháo dỡ xi măng, mở van xả thì xi măng sẽ tự chảy xuống vít tải đặt ở phía dưới. Từ đó xi măng được vít tải đưa lên máy bơm khí nén để vận chuyển lên lầu trộn. Nếu cần đảo xi măng trong xilô thì chỉ cần đưa xi măng từ xilô lên máy bơm để lại bơm ngược lên xilô. Đây là một quá trình tuần hoàn. 2.1. Xiclôn lọc bụi Ta có loại xiclôn có các đặc trưng kỹ thuật sau. Đường kính xiclôn: D = 400 á 800 mm Đoạn nối đi vào: 0,66.D Miệng ống ra: 1,26.D Phần chính: 2,26.D Thân xiclô: 2.D Phần ống nõi trong: 0,3.D Tổng chiều dài: 4,56.D Ta chọn xiclôn có D = 400 mm, hệ số áp lực không khí p =1028 N/cm2, để năng suất lọc bụi cao khi bơm khí và xi măng lên kho cần có áp lực phụ bên ngoài là máy bơm khí nén. Ta sử dụng hệ thống lọc bụi bao gồm 4 xiclôn Nguyên tắc hoạt động của xiclôn Dòng hỗn hợp không khí và xi măng với vận tốc lớn đi vào theo phương tiếp tuyến với thân thiết bị, khi vào trong xiclôn dòng không khí sẽ chuyển động xoáy các hạt xi măng va vào thành trong xiclôn mất gia tốc và rơi xuống phía dưới, còn không khí sạch sẽ được thoát ra ngoài nhờ động năng có sẵn của chúng. 2.2. Tính chọn thiết bị vận chuyển xi măng. Năng suất vít tải. Q = 3600.F.V.gO.C.Ktg Trong đó: Q là năng suất vít tải F là diện tích vật liệu trong vít F = Kd: hệ số chứa đầy xi măng, Kd = 1 gO: Khối lượng thể tích xi măng, gO = 1,2 T/m3 V: Vận tốc vận chuyển của xi măng trong vít V =  n: Số vòng quay của trục 100vòng/phút S: Bước vít, S = 0,08m C: Hệ số kể đến độ nghiêng a = 0 ;C = 1 Ktg: Hệ số sử dụng thời gian, Ktg = 0,85 Thay số vào ta có: Q = 3600´ = 3843,36.D3 Chọn D = 100 mm Vậy Q = 3,84 T/giờ 2.3. Chọn ôtô vận chuyển xi măng. Vận chuyển xi măng trong khoảng cách dưới 100 km ta sử dụng ôtô chuyên dụng với tải trọng 8 – 22 tấn. Các stéc chứa ximăng được lắp trên xácsi của ôtô chở ximăng stéc có vỏ hình trụ và hai đáy hình cầu. Trục của stéc được đạt nghiêng theo hướng dở tải. ximăng được nạp vào stéc qua các cửa kín và lấy ra nhờ khí do các thiết bị nén khí cung cấp qưua các ống nhánh dỡ tải vào buồng thoáng, thiết bị nén khí đặt trên xe vận chuyển ximăng và làm việc nhờ động cơ ôtô. Chọn xe chở xi măng: S – 652 của Liên Xô có các thông số kỹ thuật sau. -Tải trọng hữu ích: 22 Tấn -Dung tích hữu ích: 21 m3 -Cự ly dỡ: ngang 50 m, cao 25 m -Năng suất hút của máy: 9m3/h -Tốc độ chuyển động có tải 50km/h -Năng suất dỡ: 0,5 –1 T/phút -Thời gian dỡ: 30 phút -Góc nghiêng thường chứa: 6,5O -áp suất công tác trong thùng: 1,5kg/cm3 -Kích thước: l´b´h = 13,35´2,7´3,8 (m) -Số vòi tiếp nhận của xi măng: 2 Tính toán số xe Stéc Xi măng được vận chuyển từ Bút Sơn về Hà Nội trên quãng đường dài: 60km, chu kỳ chuyển động của xe. T = T1 + T2 + T3 (giờ) Trong đó: T1 = 2. = 2,4 giờ T2: Thời gian tiếp liệu = 2,4 giờ T3: Thời gian dỡ 0,5 giờ Vậy: T = 2,4 + 2,4 + 0,5 = 5,3 giờ Như vậy mỗi ngày xe chạy được 1 chuyến = 21 m3, một ngày nhà máy tiêu thụ hết = 42,675 m3 Như thế số xe cần thiết để vận chuyển là 3 xe. Chọn 4 xe trong đó 3 xe chạy còn 1 xe dự trữ. II.1.2. Kho cốt liệu Cũng như xi măng cốt liệu cần dự trữ một số ngày nhất định để đảm bảo cho xí nghiệp làm việc được liên tục trong cả những điều kiện thời tiết xấu. Kho cốt liệu gồm nhiều loại kho. Kho bãi: là loại kho đơn giản rẻ tiền người ta thường dùng kho bãi trong điều kiện cơ giới hoá chưa cao, nặng về lao động thủ công. Kho cầu cạn và hành lang ngầm: loại kho này có sức chứa lớn hơn, có khả năng cơ giới hoá cao hơn kho bãi. Tuy vậy, loại kho này dễ bị ngập lụt khi có mưa lớn. Kho Bunke để hở: vật liệu để trong kho này chất lượng đảm bảo tốt hơn, trình độ cơ giới hoá cao, tuy vậy loại này vốn đầu tư lớn. Kho kiểu Bunke có mái che: loại kho này vật liệu bảo đảm tốt, cơ giới hoá và tự động hoá được. Việc lựa chọn kho cốt liệu phụ thuộc vào phương tiện vận chuyển, phương pháp tiếp nhận và yêu cầu bảo quản. Do yêu cầu về sản phẩm em chọn loại kho Bunke kiểu có mái che. Kho được làm chìm xuống đất một phần, thành bên nghiêng một góc 45O á 60O, để chứa vật liệu khác nhau người ta ngăn kho thành các ngăn riêng biệt bằng vách ngăn bê tông cốt thép dày 100 mm. Vật liệu được đưa vào các ngăn bằng các băng tải và ở trên xe dỡ tải riêng biệt. Việc đưa vật liệu ra nhờ băng tải phía dưới hành lang ngầm. Loại kho này tuy vốn đầu tư lớn nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi phù hợp với công suất và dây chuyền sản xuất. 1. Tính lượng dự trữ cốt liệu cho nhà máy. 1.1. Tính lượng dự trữ cát. Vzc = Trong đó: Vzc: Lượng dự trữ cốt liệu (m3) Qng: Lượng dùng cốt liệu trong một ngày, Qng = 82,725 tấn/ngày Td: Thời gian dự trữ, lấy T = 7 ngày g0c: Khối lượng thể tích của cát, g0c = 1,45 T/m3 0,9: Hệ số chứa đầy ị = 443,74 m3 1.2. Tính lượng dự trữ đá dăm. Cũng được tính theo công thức. Trong đó: Vzd: Lượng dự trữ đá dăm (m3) Td: Thời gian dự trữ, lấy T = 7 ngày Qng: Lượng dùng đá dăm trong một ngày, Qng = 154,18 tấn/ngày g0d: Khối lượng thể tích của đá, g0d = 1,5 T/m3 0,9: Hệ số kể tới sự chứa đầy ị = 799,45 m3 2. Tính trạm tiếp nhận cốt liệu. Cát và đá được vận chuyển đến nhà máy bằng ôtô tự đổ. Trạm tiếp nhận cốt liệu này là hệ thống gồm nhiều Bunke đặt chìm dưới đất, phía trên các mặt Bunke có các tấm ghi để cho vật liệu rơi xuống mặt Bunke mà bánh ôtô vẫn di chuyển được trên các mặt tấm ghi, không bị thụt. Tính chọn số Bunke cần thiết để chứa cát và đá. Chọn thời gian dự trữ ở các Bunke là 0,5 ngày thể tích Bunke cần phải chứa là Vbk = (m3) Trong đó: Q: Là lượng tiêu thụ nguyên vật liệu của nhà máy trong ngày T: Thời gian dự trữ ở Bunke K: Hệ số chứa đầy Bunke, K = 0,9 gO: Khối lượng thể tích của cốt liệu + Thể tích cần thiết ở Bunke chứa cát là: V1 = (m3) + Thể tích cần thiết ở Bunke chứa đá: V2 = = 57,1 (m3) Chọn Bunke tiếp nhận có kích thước như sau: Theo hình vẽ ta có: Thể tích Bunke: V = Vhộp + Vchóp Vhộp = 42. H1 = 16´1,2 = 19,2 (m3) Vchóp = Vchóp = = 9,73 (m3) Vậy: V = 19,2 + 9,73= 28,93 (m3) Số Bunke chứa cát là: nc = = 1,19 chiếc Chọn 2 chiếc Số Bunke chứa đá là: nđ = = 1,97 chiếc Chọn 2 chiếc Vậy trạm tiếp nhận gồm 4 Bunke xếp thành một dãy. 3. Tính kho cốt liệu. Như trên đã chọn kho cốt liệu bán Bunke có một phần chìm phía dưới đất. Ta chọn kiểu khẩu đội nhà 12 m, ở hai bên cạnh 1,5m để đảm bảo kết cấu móng bền vững, không bị sụt lở, vì vậy chiều rộng thực tế là 9 m. Ta xác định mặt cắt ngang kho để đảm bảo cho sản xuất. Ta có: H1 + H2 = 9 m Từ 2 phương trình trên ta có: H2 = = 5,36 (m) ị H1 = 9 - 5,36 = 3,64 (m) B = 2 = 9 (m) Vậy diện tích mặt cắt ngang là: F = H.B = = 40,5 m2 Chiều dài kho được tính theo công thức: Lk = Trong đó: Lk: Chiều dài kho Vz: Lượng vật liệu dự trữ trong 7 ngày F: Diện tích mặt cắt ngang của kho. Kho chứa 2 loại vật liệu là đá dăm và cát. + Đối với cát: Vz = 579,1 (m3) Lc = = 14,3 (m) + Đối với đá: Vz = 1079,3 (m3) Lđ = = 26,7 (m) Tổng chiều dài kho là: L = Lcát + Lđá = 14,3 + 26,7 = 31 (m) Lấy chiều dài kho L = 36 m theo môđun kiến trúc và ngăn thành 6 khoang: 2 khoang cát và 4 khoang đá. 4. Tính phương tiện vận chuyển cốt liệu về nhà máy. 4.1. Đá dăm mua ở Kiện Khê - Hà Nam, được vận chuyển bằng ô tô chuyên dụng 8 tấn có đặc tính kỹ thuật sau. Trọng tải: 8 tấn Công suất động cơ: 150 mã lực. Tải trọng: 7,2 tấn. Cự ly vận chuyển: 60 km Khối lượng đá dùng cho một ngày là 154,18 tấn, vậy số chuyến cần thiết trong một ngày là : 154,18/7,2 = 21,4 chuyến. Lấy tròn 22 chuyến, ô tô đi với tốc độ 50km/giờ. Chu kỳ chuyển động của xe: T = T1 + T2 Trong đó: T1 = ´2 = 2,4 giờ T2: Thời gian bốc lên đổ xuống, T2 = 15 phút = 0,25 giờ ịT = 2,4 + 0,25 = 2,65 giờ Phương tiện vận chuyển chỉ làm 1 ca: 7,5 giờ Vậy số chuyến ô tô chở trong một ngày là: N = = 2,83 chuyến Số ôtô cần để chở đá là: = 7,77 chiếc Như vậy số xe cần thiết để vận chuyển đá là 8 xe, ta chọn 9 xe trong đó 8 xe chở còn 1 xe dự trữ. 4.2. Cát mua ở sông Lô, vận chuyển từ bến phà đen với quãng đường khoảng 20 km, cát được vận chuyển bằng ôtô ben 8 tấn có đặc tính kỹ thuật giống như xe chở đá. Với quãng đường vận chuyển là 20km thì chu kỳ chuyển động của xe khoảng 1 giờ. Vậy một xe có số chuyến chở trong một ngày là 7 chuyến, khối lượng cát dùng trong một ngày là 82,725 tấn. Số chuyến cần thiết trong một ngày là: = 11,4 chuyến do đó số xe cần thiết để vận chuyển cát là 2 xe Ta chọn 3 xe trong đó 2 xe chở còn 1 xe để dự trữ. 5. Tính chọn băng tải cấp liệu. 5.1. Băng tải dưới dãy bunke tiếp nhận Như trên đã tính mỗi ngày cần 34 chuyến xe để chở cát và đá về nhà máy. Vậy số lượng vật liệu về trong một ngày là: 34.8.0,9 = 244,8 tấn Trong đó: 34 là số chuyến trong ngày 8 là khối lượng thùng xe chứa vật liệu. 0,9 là hệ số sử dụng thùng xe. Vì xe tải chỉ làm việc một ca do đó năng suất cần dỡ tải là: Q = = 32,64 T/h Chiều rộng của băng tải được xác định theo công thức: Trong đó Q: Năng suất vận chuyển, Q = 32,64 T/h C: Hệ số kể đến sự giảm diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu khi vận chuyển nghiêng, a0 = 0 ; C = 1 v : Vận tốc của băng tải, ở đây chọn vận tốc vận chuyển đá và cát của băng tải 1m/s. g0: Khối lượng thể tích của vật liệu, lấy khối lượng trung bình của cát và đá, g0 = 1,5 kg/m3 Thay số vào ta có: B = = 0,366 (m) Chọn chiều rộng băng tải là B = 500 mm 5.2.Tính Bunke trung gian . Tại vị trí cuối của trạm tiếp nhận đặt bunke trung gian để tiếp nhận cốt liệu từ băng tải ngang chuyển sang băng tải nghiêng để vận chuyển lên mặt đất. H = . tg600 = 1m 5.3. Tính băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu từ bunke trung gian lên mặt đất Chiều cao mà băng tải cần vận chuyển lên bunke trung gian thứ hai đặt trên mặt đất để chuyển lên kho cốt liệu là: H = 3,9 + 1 + 0,8 = 4,8 (m) 0,8 là khoảng cách từ đáy Bunke số 4 xuống mặt đất. Chọn góc nghiêng của băng tải so với phương ngang là 15O. Ta có chiều dài băng tải là: L = = = 18,5 (m) ị Ln = L. cos15O = 18,5´0,966 = 17,9 (m) Chiều rộng băng tải. Vì công suất yêu cầu của băng tải này cũng bằng công suất yêu cầu của băng tải ngang nên ta chọn chiều rộng của băng tải B = 500 mm 5.4. Tính băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu từ bunke trung gian lên kho cốt liệu. Chiều cao mà băng tải cần vận chuyển từ bunke trung gian lên kho cốt liệu là H = 9,5 m. Chọn góc nghiêng của băng tải so với phương ngang là 15O Chiều dài của băng tải. L = = = 36,7 (m) Ln = L . cos180 = 36,7´0,966 = 35,4 m Chiều rộng của băng tải. Vì yêu cầu của công suất băng tải này cũng bằng công suất yêu cầu của băng tải ngang nên ta chọn chiều rộng của băng tải B = 500 mm 5.5. Tính băng tải phân phối cốt liệu trên kho. Băng tải này chạy dọc theo kho có chiều dài là L = 30 m. Chiều rộng băng tải chọn là B = 500mm, vì công suất của nó cũng bằng công suất yêu cầu của băng tải nghiêng. Chiều dài băng tải: Ln = 30 – 2 = 28 m 5.6. Tính băng tải ngang lấy cốt liệu ở hành lang ngầm dưới kho cốt liệu. Băng tải này chạy dọc suốt kho tiếp nhận cốt liệu, để tiếp giáp với băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu lên trạm trộn thì chiều dài băng tải phải thêm 1m nữa. Vậy chiều dài băng tải là: 31m Chọn băng tải có chiều rộng là B = 500mm II.2. phân xưởng chế tạo hỗn hợp bêtông Phân xưởng trộn bê tông có vai trò quyết định đến chất lượng của hỗn hợp bê tông và các tính chất công nghệ cần thiết khi tạo hình. Việc chế tạo hỗn hợp bê tông ở phân xưởng trộn bao gồm các công đoạn sau: - Chuẩn bị nguyên vật liệu: Vận chuyển cốt liệu từ kho cốt liệu xi măng từ kho xi lô, nước từ bể lên các bunke dự trữ đặt trên lầu trộn. - Định lượng các vật liệu thành phần: Việc định lượng được tiến hành với độ chính xác cần thiết đảm bảo các tính chất của hỗn hợp bê tông theo đúng yêu cầu của cấp phối đã thiết kế. Cụ thể là đối với nước và xi măng sai số không vượt quá ù 1%, với cốt liệu sai không vượt quá ù 2%, ở đây là dùng cân tự động. - Trộn các nguyên vật liệu thành phần để tạo thành hỗn hợp bê tông, mục đích của việc trộn hỗn hợp bê tông là đảm bảo sự đồng nhất của hỗn hợp bê tông, tức là phải đảm bảo sao cho trong toàn bộ hỗn hợp bê tông phải có cấp phối giống nhau, có được sự đồng đều của các cấu tử, bề mặt của tất cả các hạt cốt liệu phải được phủ một lớp xi măng với chiều dày đồng đều… Muốn vậy, các phần tử trong hỗn hợp bê tông khi nhào nhào trộn phải thực hiện chuyển động nhiều lần theo những quỹ đạo khác nhau, cắt chéo nhau. - Vận chuyển hỗn hợp bê tông đến khu vực tạo hình: Dùng hệ thống xe goòng để vận chuyển. Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm trộn Xi măng Cốt liệu Nước Vít xoắn khí nén Băng tải Máy bơm Bunke dự trữ Bunke dự trữ Đường ống vận chuyển Định lượng cốt liệu Thùng chứa nước Định lượng nước Bunke nạp liệu Máy trộn hỗn hợp bê tông Bunke xả liệu Thiết bị vận chuyển hỗn hợp bê tông Phụ gia siêu dẻo Định lượng Định lượng xi măng II.2.1. Yêu cầu đối với các sản phẩm của nhà máy: - Với sản phẩm ống dẫn nước thường : chế tạo bằng phương pháp quay ly tâm sử dụng bê tông mác 300 có độ sụt SN = 8cm. - Với sản phẩm ống dẫn nước cao áp : chế tạo bằng phưong pháp rung ép thuỷ lực , sử dụng bê tông mác 450 có độ sụt SN =3cm. - Với sản phẩm hỗn hợp bê tông thương phẩm: sản xuất các loại mác 450, mác 500 và mác 600 . Do bê tông thương phẩm cần phải vận chuyển đến các công trình ở xa nhà máy nên các yếu tố như chiều dài quãng đường , thời gian vận chuyển sẽ ảnh hưởng rất lớn đến hỗn hợp bê tông. Để bơm được hỗn hợp bê tông phải có độ sụt SN ỏ8cm. Do vậy ta phải trộn được hỗn hợp bê tông có độ sụt SN =12 á14cm và sử dụng phụ gia siêu dẻo cho các mác bê tông nhằm làm giảm lượng nước nhào trộn của hỗn hợp bê tông với lượng dùng là (0,8 á 1,6) khối lượng của xi măng. Theo kế hoạch sản xuất ta phải thiết kế trạm trộn có công suất 8,89 m3/giờ nhưng vì trong quá trình trộn lượng vật liệu sẽ bị hao hụt thể tích 6% (do sự xâm lấn phân tử của các vật liệu, do kích thước nồi trộn thay đổi theo thời gian…)Nên thực tế ta phải thiết kế trạm trộn có công suất là : m3/giờ Bảng thống kê lượng dùng vật liệu cho trạm trộn Thời gian Năm Ngày Ca Giờ Vật liệu Tấn m3 Tấn m3 Tấn m3 Tấn m3 Xi măng 21487 16529 71,625 55,096 35,81 27,548 4,775 3,67 Cát 24817 17115 82,725 57,052 41,36 28,526 5,515 3,80 Đá 46256 30838 154,18 102,79 77,09 51,398 10,28 6,85 Nước 7074 7074 23,58 23,58 11,79 11,79 1,57 1,57 II.2.2. Thiết kế sơ đồ công nghệ Hỗn hợp bê tông đóng vai trò quyết định trong việc tạo hình sản phẩm và tính chất cường độ của sản phẩm do vậy sơ đồ dây chuyền công nghệ của phân xưởng trộn hỗn hợp bê tông phải hợp lý về mọi mặt. Trạm trộn một bậc Theo sơ đồ một bậc các thiết bị của trạm trộn được đặt trong nhà kín, vật liệu ban đầu được chuyển lên bunke trung gian 1 lần bằng băng tải rồi tự chuyển xuống dưới băng trọng lực. Theo sơ đồ này thiết bị được bố trí gọn gàng cho phép cơ giới hoá và tự động hoá toàn bộ quá trình sản xuất. Trạm trộn hai bậc Theo sơ đồ hai bậc các thiết bị của trạm thường được bố trí thành từng nhóm. ở nhóm 1 bao gồm các bumke trung gian, cân và bunke chứa vật liệu đã cân. ở nhóm 2 gồm máy trộn cân nước và bunke phân phối hỗn hợp bê tông. Trong sơ đồ này vật liệu phải được lâng hai lần, lần thứ nhất nâng lên các bunke trung gian cao 8-10m lần thứ hai bằng gầu nâng đưa và thiết bị nạp ở độ cao không lớn. So sánh hai sơ đồ trên ta thấy sơ đồ một bậc có nhiều ưu điểm hơn sơ đồ hai bậc nó cho phép tự đông hóa toàn bộ quá trình xản xuất, vật liệu được trộn ở trong nhà kín tránh được các tạp chất có hại, tránh được mưa gió làm thay đổi độ ẩm như vậy sẽ ít thay đổi về độ ẩm đảm bảo cho chất lượng của sản phẩm. Do vậy ta chọn sơ đồ một bậc cho trạm trộn bê tông sử dụng máy trộn cưỡng bức 1. Tính chọn máy trộn. Chọn sơ bộ máy Cb-79 có các đặc trưng kỹ thuật sau. Dung tích nạp liệu : 750 lít. Dung tích hỗn hợp bê tông 1 mẻ trộn : 500 lít. Đường kính nồi trộn : 2,2 m Số cánh trộn và cánh gạt : 7+2 Công suất động cơ điện : 28 kW. Số vòng quay của Roto : 26vòng/phút. Kích thước biên : D´R´C = 2,6´2,3´2,5m. Trọng lượng : 3,4 tấn. Xác định số máy trộn cần thiết nmt = Trong đó: Qn : năng suất phân xưởng trong năm Qn= 40000 m3 Vb: Thể tích thùng trộn hỗn hợp bê tông Vb=500 lít m: Số mẻ trộn trong 1 giờ. m = Tnl : thời gian nạp liệu Tnl = 30 giây Ttr : thời gian trộn Ttr = 120 giây Ttl : thời gian tháo liệu Ttl = 30 giây m = (mẻ/giờ) Tn : số giờ thực tế sản xuất trong năm Tn= 4500 giờ Ktg: hệ số sử dụng máy trộn theo thời gian Ktg= 0,8 Kkđ : hệ số sử dụng máy trộn không đều theo thời gian Kkđ=0,7 ị nmt = Chọn 2 máy trộn loại Cb-79 cho phân xưởng trộn 2. Tính chọn thiết bị định lượng Để tính chọn cân ta phải dựa vào cấp phối của các mẻ trộn lấy lượng vật liệu lớn nhất Xi măng, kg Cát, kg Đá, kg Nước, kg 669 645 1162 177 Cân vật liệu chính xác đóng vai trò quan trọng đảm bảo tính chất hỗn hợp bê tông và chất lượng của nó. 2.1. Định lượng cốt liệu: Ký hiệu: ABV- 1200. Các đặc trưng kỹ thuật + Khối lượng cân lớn nhất là 1300kg. + Khối lượng cân nhỏ nhất là 200kg. + Khoảng xê dịch cân 2kg. + Độ xác định ±2%. + Thời gian cân một mẻ 60 giây. + Kích thước biên: D. R. C = 2,06.1,175 .1,2 m + Trọng lượng 2 tấn. Để cân cốt liệu ta dùng hai cân. 2.2. Cân xi măng: Ký hiệu: AB - 1200 Các đặc trưng kỹ thuật. + Khối lượng cân lớn nhất là 500kg. + Khối lượng cân nhỏ nhất là 100kg. + Khoảng xê dịch cân 0,5kg. + Độ xác định ±1%. + Thời gian cân một mẻ 60 giây. + Kích thước biên: D. R. C = 1,706. 0,96. 2,1 + Trọng lượng 1 tấn. 2.3. Cân chất lỏng: Ký hiệu AB-1200 Các đặc tính kỹ thuật sau: + Khối lượng cân lớn nhất: 250 lít. + Khối lượng cân nhỏ nhất: 10 lít. + Độ chính xác: 2% + Chu kỳ cân: 45 giây + Trọng lượng: 350 kg 3. Tính chọn thiết bị phụ trợ 3.1. Tính chọn các bunke trung gian Do vật liệu bị hao hụt khi định lượng cụ thể ; với ximăng là 1%, với cốt liệu là 2% nên dựa vào bảng thống kê nguyên vật liệu cần đưa vào máy trộn trong 1 giờ và thời gian dự trữ nguyên vật liệu ta xác định được lượng nguyên vật liệu cần dự trữ trong các bunke như sau: 3.1.1.Lượng đá 6,853 m3/giờ (thời gian dự trữ 3 giờ) Vđ = Chọn sơ bộ bunke có kích thước hình học như sau: Vbk = Vhộp + Vchóp cụt Vhộp = 3.2.1,5 = 9m3 Vchóp cụt = = 3,74 m3 Vbk = 9 + 3,74 = 12,74 m3 Chọn hệ số sử dụng bunke là K = 0,9 Vậy: Vtt = Vbk .K = 12,74´0,9 = 11,46 m3 - Số bunke cần có để chứa đá dăm là: = 1,83 chiếc Ta chọn 2 bunke có kích thước trên để chứa đá dăm. 3.1.2.Lượng cát 4,153 m3/giờ (thời gian dự trữ 3 giờ) Vđ = = 11,64 m3 Chọn sơ bộ bunke có kích thước hình học như sau: Vbk = Vhộp + Vchóp cụt Vhộp = 2´2´1,5 = 6 m3 Vchóp cụt = = 2,625 m3 Vbk = 6 + 2,625 = 8,625 m3 Chọn hệ số sử dụng bunke là K = 0,9 Vậy: Vtt = Vbk .K = 8,625.0,9 = 7,763 m3 - Số bunke cần có để chứa cát là: = 1,5 chiếc Ta chọn 2 bunke có kích thước trên để chứa cát. 3.1.3. Lượng xi măng 3,673 m3/giờ (thời gian dự trữ 3 giờ) Vx = = 11,13 m3 Chọn bunke có kích thước hình học như sau: Vbk = Vhộp + Vchóp cụt Vhộp = 2.2.1,5 = 6m3 Vchóp cụt = = 2,625 m3 Vbk = 6 + 2,625 = 8,625 m3 Chọn hệ số sử dụng bunke là K = 0,9 Vậy: Vtt = Vbk .K = 8,625´0,9 = 7,763 m3 - Số bunke cần có để chứa ximăng là: = 1,43 chiếc Ta chọn 2 bunke có kích thước trên để chứa ximăng. 3.1.4. Tính chọn Bunke nạp liệu dưới hệ thống cân định lượng. Xi măng và cốt liệu sau khi định lượng xong được xả xuống bunke nạp liệu , vì phân xưởng có 2 máy trộn nên ta chọn loại bunke nạp liệu có van lật có hình dạng như sau Bunke đảm bảo chứa được hỗn hợp nguyên vật liệu của một mẻ trộn 500 lít hỗn hợp bê tông, dưới đóng Bunke có máng phân phối 2 nhánh cho 2 máy trộn. 3.1.5Tính chọn Bunke chứa hỗn hợp bê tông dưới 2 máy trộn ( bunke xả liệu) Chọn bunke có hình dáng và kích thước như sau : Vbunke = = 3,9 m3 Chọn hệ số sử dụng bunke là K = 0,8 Vậy: Vtt = Vbunke .K = 3,9.0,8 = 3,12 m3 Bunke có thể chứa được 6 mẻ trộn. 3.2.Tính chọn băng tải nghiêng vận chuyển cốt liệu từ kho nguyên liệu lên trạm trộn. Chiều cao của băng tải cần vận chuyển lên trạm trộn là 17m, chọn góc nghiêng của băng tải so với phương ngang là 150. Ta có chiều dài băng tải là: L = 17/sin 150 = 66m Ln = L. cos 150 = 66.cos 150 = 64m Chiều rộng của băng tải được xác định theo công thức. Trong đó: Q: Là năng suất vận chuyển yêu cầu Q = Qcát + Qđá = 10,279 + 5,515 =15,794 T/giờ c: Hệ sốkể đến sự giảm diện tích mặt cắt ngang của dòng vật liệu khi vận chuyển nghiêng phụ thuộc vào góc nghiêng a =150 c = 0,9 v: Vận tốc của băng tải v = 1m/s . g0: Khối lượng thể tích của vật liệu, lấy khối lượng trung bình của cát và đá, g0 = 1,5 kg/m3 Vậy ta có: B = = 0,286 m Chọn B = 500mm. 3.3. Chọn thiết bị vận chuyển xi măng từ kho xi lô lên lầu trộn . Dựa vào lượng xi măng dùng trong 1 giờ của trạm trộn là Q = 4,775 T/h. Ta chọn bơm vít khí nén để vận chuyển xi măng lên lầu trộn Ký hiệu HPB- 36-2 với các thông số kỹ thuật sau. Năng suất vận chuyển: 11T/h Đường kính vít xoắn của bơm: 100mm Tiêu tốn khí nén: 4m3/phút Chiều dài vận chuyển lớn nhất: 200m Chiều cao vận chuyển lớn nhất: 30m Công suất động cơ: 14kW Kích thước biên: 2,385´0,665´0,55m Khối lượng: 808 kg 3.4.Thiết bị lọc bụi đặt trên bunke chứa xi măng. Ký hiệu: U3HTBY với các thông số kỹ thuật sau. Đường kính ngoài: 200 á 800mm Chiều cao ống nối cửa vào: 0,66m Chiều rộng ống nối vào xi lô: 0,2m Chiều dài ống nối cửa vào: 0,6m Chiều cao ống xả: 1,5m Chiều cao phần ngoài ống xả: 0,3m Chiều cao phần xilô là: 1,51m Chiều cao toàn bộ xi lô: 3,31m Đường kính ống hút bụi: 0,3 á 0,4 II.3. Kho thép và phân xưởng thép II.3.1. Giới thiệu về phân xưởng thép Cốt thép trong cấu kiện bêtông cốt thép có vai trò rất quan trọng, nó làm tăng khả năng chịu lực của cấu kiện bêtông. Việc sử dụng cốt thép trong cấu kiện bêtông cốt thép cho phép làm tăngphạm vi ứng dụng của loại vật liệu bêtông vốn rất ưu việt này. Ngoài ra việc sử dụng cốt thép ứng suất trước còn mở rộng việc ứng dụng bêtông cốt thép , cho phép sử dụng các cốt thép cường độ cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, làm giảm tiết diện kết cấu chịu lực. Nhiệm vụ của phân xưởng thép là chế tạo các linh kiện cốt thép như cốt dọc chịu lực, cốt đai, cốt xiên và các linh kiện cốt thép phụ như các chi tiết chờ, các chi tiết móc cẩulắp ghép. Sau đó lắp ghép, tổ hợp chúng thành kết cấu chịu lực của các sản phẩm được sản xuất trong nhà máy . Với nhà máy của ta thiết kế thì sản phẩm chính là ống dẫn nước thường và ống dẫn nước cao áp . Kết cấu thép chịu lực và cấu tạo của ống dẫn nước thường và ống dẫn nước cao áp khác nhau về loại thép và kết cấu Để chế tạo các linh kiện cốt thép trong nhà máy ta dùng dây chuyến công nghệ có mức độ cơ giới hoá và tự động hoá cao, kết hợp với một số khâu thủ công. Tuỳ từng khối lượng sản xuất và số loại sản phẩm mà trên tuyến dây truyền chế tạo các linh kiện cốt thép có các công đoạn sau : Nắn thẳng, cắt, uốn, hàn nối đầu, hàn lưới và khung phẳng, chế tạo các chi tiết chờ, hoàn chỉnh linh kiện cốt thép. Việc chế tạo các linh kiện cốt thép rất quan trọng, nó phải thoả mãn các yêu cầu chĩnh xác về kích thước, hình dáng, phải đảm bảo không bị biến dạng trong quá trình vận chuyển và tạo hình, các mối hàn phải có chất lượng tốt, đúng kỹ thuật, vị trí của các chi tiết chờ và các chi tiết móc cẩu phải được chính xác. II.3.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ. Cốt thép được nhập vào kho của nhà máy bao gồm các loại sau: - Thép cường độ cao : Thép cuộn ặ4, ặ6, ặ8. - Thép thường : Thép cuộn ặ4, ặ10, ặ12. - Thép lá Sơ đồ dây chuyền công nghệ như sau : + Chế tạo ống dẫn nước thường : Thép cuộn ặ10, ặ12 Kéo thẳng Cắt đúng kích thước Thép cuộn ặ4 Máy cuốn cốt thép vòng Kho sản phẩm + Chế tạo ống dẫn nước cao áp . Thép cuộn ặ4 Cuốn, tạo khung cốt vòng Đặt khung cốt vòng Thép cuộn ặ6, ặ8 Kéo thẳng Cắt đúng kích thước Máy tạo mũ Căng và neo trên khuôn ngoài Thép lá Dập, đột lưỡi gà Dải định vị cốt vòng Tổ hợp khuôn Theo sơ đồ công nghệ như trên quá trình chế tạo các linh kiện cốt thép được mô tả như sau: Cốt thép được nhập về kho của nhà máy và được sắp xếp thành từng loại riêng biệt. Trước khi đưa vào quá trình chế tạo linh kiện cốt thép tất cả các loại thép đều được đưa qua máy tuốt thép để làm sạch các lớp rỉ, bụi bặm và các tạp chất dính vào bề mặt cốt thép. Sau khi qua công đoạn làm sạch, vệ sinh thì mỗi loại thép sẽ có các quá trình công nghệ khác nhau như sau: Loại thép ặ6, ặ8 dùng để làm cốt dọc ứng suất trước sẽ phải qua qua máy nắn cắt liên hợp , máy tạo đầu mũ trước khi đưa vào khu tập kết các linh kiện cốt thép Loại thép ặ4, dùng để làm cốt vòng ứng suất trước thì sau khi qua quá trình vệ sinh ở máy tuốt sẽ được chuyển thẳng đến khu tập kết các linh kiện cốt thép Loại thép ặ10, ặ12 dùng để chế tạo cốt dọc trong ống dẫn nước thường thì sau khi tuốt, làm vệ sinh sẽ lần lượt qua các máy nắn cắt liên hợp Dưới đây là thống kê cốt thép cho các sản phẩm ống dẫn nước: Bảng thống kê cốt thép trong ống dẫn nước thường ặ500 như sau : Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 2 3 4 10 10 10 4 5070 1790 2450 207840 14 8 2 1 70,98 14,32 4,9 207,84 43,48 8,77 3,00 20,37 Tổng trọng lượng thép : 75,62 kg + Với ống dẫn nước thường ặ800 Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 2 3 4 10 10 10 4 5080 2779 3391 316421 18 8 2 1 91,44 22,23 6,782 316,421 56,06 13,63 4,16 31,1 Tổng trọng lượng thép : 104,95 kg + Với ống dẫn nước thường ặ1000 : Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 2 3 4 12 12 12 4 5090 3480 4128 399800 22 8 2 1 111,98 27,840 8,256 399,8 98,78 24,56 7,28 39,2 Tổng trọng lượng thép : 169,82 kg 3. ống dẫn nước cao áp : Cũng có nhiều phương pháp để tạo hình ống dẫn nước cao áp , với nhà máy của ta sử dụng phương pháp rung ép thuỷ lực để chế tạo các loại ống có đường kính khác nhau. + Bảng thống kê cốt thép trong ống dẫn nước cao áp ặ 500 Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 2 3 6 4 5440 5000 380505 14 6 1 76,16 30,00 389,5 16,8 15,90 37,3 Tổng trọng lượng thép : 70 kg + Bảng thống kê cốt thép trong ống dẫn nước cao áp ặ 700 : Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 2 3 8 4 5440 5000 513070 16 8 1 87,04 40,00 513,07 34,12 21,2 50,3 Tổng trọng lượng thép : 105,6 kg + Bảng thống kê cốt thép trong ống dẫn nước cao áp ặ 1000 : Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 2 3 8 4 5440 5000 732960 22 10 1 119,68 50,00 513,07 46,92 26,5 71,84 Tổng trọng lượng thép : 145,2 kg II.3.3. Kế hoạch sản xuất của phân xưởng Lượng dùng theo thời gian chưa kể hao hụt : Loại sản phẩm Đơn vị Năm Ngày Ca Giờ ống dẫn nước thường ặ500 kg 756200 2520,67 1260,33 168,04 Chiếc 10000 33,33 16,67 2,22 ặ800 kg 655938 2186,46 1093,23 145,76 Chiếc 6250 20,83 10,42 1,39 ặ1000 kg 843078 2810,26 1405,13 187,35 Chiếc 4965 16,55 8,27 1,10 ống dẫn nước cao áp ặ500 kg 388889 1296,30 648,15 86,42 Chiếc 5556 18,52 9,26 1,23 ặ700 kg 462000 1540,00 770,00 102,67 Chiếc 4375 14,58 7,29 0,97 ặ1000 kg 306761 1022,54 511,27 68,17 Chiếc 2113 7,04 3,52 0,47 Tổng kg 3412865 11376,22 5688,11 758,41 Trong quá trình gia công chế tạo các linh kiện cốt thép có sự hao hụt, dựa vào định mức ta lấy lượng hao hụt là 1%. Từ đó ta có bảng kế hoạch sản xuất của phân xưởng kể tới hao hụt như sau : Loại sản phẩm Đơn vị Năm Ngày Ca Giờ ống dẫn nước thường ặ500 kg 763838 2546,12 1273,06 169,74 Chiếc 10101 33,68 16,84 2,24 ặ800 kg 662564 2208,54 1104,27 147,23 Chiếc 6313 21,04 10,52 1,40 ặ1000 kg 851594 2838,64 1419,32 189,24 Chiếc 5015 16,70 8,35 1,11 ống dẫn nước cao áp ặ500 kg 392817 1309,38 654,69 87,29 Chiếc 5612 18,7 9,35 1,24 ặ700 kg 466666 1555,56 777,78 103,71 Chiếc 4419 14,72 7,36 0,98 ặ1000 kg 309859 1032,86 516,43 68,86 Chiếc 2134 7,12 3,56 0,47 Tổng kg 3447338 11491,12 5745,56 766,07 II.3.4. Tính toán thiết bị và kho bãi. Trong phần này ta phải xác định diện tích lưu trữ thép cốt, xác định diện tích để các khung cốt thép đã chế tạo và vận chuyển chúng đến phân xưởng tạo hình. Ta có lượng thép dùng như sau: Loại thép Đơn vị Năm Ngày Ca Giờ Thép cuộn Kg 3204132 10680,42 5340,21 712,02 Thép lá Kg 243206 810,7 405,35 54,05 Ta xác định diện tích kho thép theo công thức: Fk = (). Zt . k Trong đó: AC , AL : Lượng thép cuộn, thép lá dùng trong một ngày Zt : Thời gian dự trữ cốt thép trong kho 20 ngày pC : Mật độ xếp kho của thép cuộn pC = 1,2 T/m2 pL : Mật độ xếp kho của thép lá pL = 2 T/m2 k : Hệ số tính đến nối đi lại k = 2,5 Từ đó ta có : Fk = (). 20 . 2,5 = 465 m2 Tính toán, lựa chọn trang thiết bị trong kho 1. Phương tiện bốc dỡ cốt thép vào kho Ta có lượng thép cần bốc dỡ vào kho như sau : Loại thép ĐK Đơn vị Năm Ngày Ca Giờ Thép thường ặ10 Kg 1070700 3569 1784,5 237,9 ặ12 Kg 670200 2234 1117 148,9 ặ4 Kg 621000 2070 1035 138 Thép cường độ cao ặ6 Kg 96900 323 161,5 21,5 ặ8 Kg 249600 832 416 55,5 ặ4 Kg 594000 1980 990 132 Thép lá Kg 243206 810,7 405,35 54,05 Sử dụng cầu trục có đặc tính kỹ thuật như sau : Sức nâng : 2 Tấn Khẩu độ : 11,5 m Tốc độ di chuyển cầu trục : 18m/phút . Tốc độ di chuyển xe con : 20m/phút. Tốc độ nâng vật : 8m/phút. Tốc độ hạ vật : 1,4m/phút. Công suất động cơ : 5,1 kW. Như vậy ta có số lần bốc dỡ cốt thép vào kho : Thép cuộn có đường kính d = 2m Trọng lượng một cuộn : 500 kg Mỗi lần cầu trục cẩu một cuộn Số lần phải đưa thép cuộn vào đúng vị trí trong một ngày : n = = 23,5 Lấy 24 lần Thép lá : mỗi lần cầu trục bốc dỡ 200kg Số lần phải đưa thép lá vào đúng vị trí trong một ngày là : n = = 4,05 Lấy 4 lần Như vậy một ngày có 28 lần cẩu thép vào trong kho Thời gian một chu trình cẩu như sau: Di chuyển cầu trục : 1 phút Nâng móc cẩu : 1 phút Di chuyển xe con : 0,5 phút ổn định tháo móc : 2,5 phút Thu móc về vị trí : 1 phút Hạ móc cẩu, móc : 2 phút Thời gian một lần cẩu là 8 phút Tổng thời gian cần thiết để cẩu thép là : 828 = 224 phút/ngày = 3,73 giờ/ngày Như vậy ta chọn 1 cầu trục mỗi ca thực hiện việc bốc dỡ cốt thép trong khoảng thời gian là = 1,87 giờ/ca 2. Tính chọn máy tuốt cốt thép Tất cả các loại cốt thép trước khi gia công đều phải qua khâu làm sạch các chất dỉ sắt và các loại chất bẩn khác bằng máy tuốt. Muốn chọn máy tuốt cốt thép ta cần tính toán và thống kê số m dài cốt thép cần tuốt trong một giờ. Loại thép ĐK Đơn vị Năm Ngày Ca Giờ Thép thường ặ10 m 758700 2529 1264,7 168,63 ặ12 m 739620 2465 1232,7 164,36 ặ4 m 6085440 20285 10142,4 1352,32 Thép cường độ cao ặ6 m 424980 1417 708,3 94,44 ặ8 m 636975 2123 1061,6 141,55 ặ4 m 5986260 19954 9977 1330,28 Tổng m 14632110 48774 24386,8 3251,58 Dựa vào bảng thống kê cốt thép ta xác định được số m cốt thép cần phải tuốt trong một giờ là. L1 = 3251,58 m/h. Dựa vào yêu cầu năng xuất tuốt thép như vậy ta chọn 2 máy tuốt có các thông số kỹ thuật sau: Năng xuất: 1800m/h Công suất: 3,5kw Thép cuộn có f = 4 á 12mm Kích thước biên: D´R´C = 1050´965´1100.mm. Đường kính tang cuộn: 600 mm. Trọng lượng máy: 480.kg. 3. Máy nắn, cắt liên hợp. Cốt thép sau khi được đưa vào máy tuốt thép để làm sạch bụi dỉ thì được dưa vào máy nắn cắt liên hợp để cắt thành các thanh có kích thước theo đúng yêu cầu Bảng kế hoạch cốt thép cần cắt : Loại thép Chiều dài một thanh (mm) Số thanh cần nắn, cắt (thanh) Số mét cắt 1 giờ (m) Năm Ngày Ca Giờ ặ10 5070 141120 470,4 235,2 31,36 159 ặ10 5080 113400 378 189 25,2 128 ặ10 1790 80640 268,8 134,4 17,92 32 ặ10 2450 20160 67,2 33,6 4,48 11 ặ10 2779 50400 168 84 11,2 31 ặ10 3391 12600 42 21 2,8 10 ặ12 3480 39960 133,2 66,6 8,88 31 ặ12 4128 9990 33,3 16,65 2,22 9 ặ12 5090 109890 366,3 183,15 24,42 124 ặ6 5440 78120 260,4 130,2 17,36 94 ặ8 5440 70560 235,2 117,6 15,68 85 ặ8 5440 46530 155,1 77,55 10,34 56 Từ bảng thống kê trên ta có tổng số mét thép cần cắt trong 1 giờ là : 770 m/h. Tổng số m thép cần nắn và cắt trong một phút là: L = = 12,8 m/ph Từ năng suất yêu cầu trên ta chọn hệ số sử dụng máy là: 0,85 Vậy ta có năng suất thực tế của máy cần chọn là: L = = 15,06 m/ph Từ năng suất yêu cầu trên ta chọn 2 máy nắn cắt tự động AH – 14. Có các đặc tính kỹ thuật sau: Đường kính sợi, mm: 4 á 14mm Chiều dài cắt tự động. Min: 314 mm Max: 7000 mm Tốc độ nắn cắt, m/ph : 5,4 á 24 Công suất động cơ: 3,9kW Kích thước biên: D ´ R ´ C = 7310 ´ 780 ´ 1265,mm Khối lượng máy: 670kg 4. Máy uốn vòng Máy uốn vòng dùng để uốn cốt đai định vị cho sản phẩm Sau đây ta thống kê số vòng cốt thép cần phải uốn trong một giờ. Từ kết cấu sản phẩm và kế hoạch sản xuất của nhà máy ta xác định được số vòng thép cần uốn trong một giờ, a = 47,5 vòng/ giờ Lấy hệ số sử dụng thời gian là 0,85 thì ta có năng suất yêu cầu là : a = = 55,88 vòng/giờ Với a = 55,88 vòng/giờ ta chọn máy uốn vòng cốt thép có ký hiệu: ЛPT – 75 có các thông số kỹ thuật sau : Đường kính thanh thép được cuốn: f4 á f8 mm Đường kính tang hình côn có: f190 á f450 mm Công suất động cơ: 2,8 kw Số vòng quay của tang: 1050vòng/phút Trọng lượng: 570 kg Năng suất : 300 vòng/giờ Ta chọn một máy là có thể đáp ứng được năng suất yêu cầu 5. Cần trục vận chuyển trong phân xưởng thép Sử dụng cầu trục MK - 2 có các đặc trưng kỹ thuật như sau : Tải trọng : 2 Tấn Khẩu độ : 11,5 m Tốc độ nâng vật : 8 m/ph Tốc độ hạ vật : 1,8 m/ph Chiều cao nâng vật : 10 m Tốc độ di chuyển cầu trục khi không tải : 120 m/ph Tốc độ di chuyển cầu trục khi có tải : 80 m/ph Tốc độ di chuyển xe con : 10 m/ph Chiều cao : 880 mm Chiều rộng : 5 m Trọng lượng chung 20 T Năng suất cầu trục được xác định theo công thức sau : Q = k (T/h) Trong đó : q : khối lượng trung bình vật nâng 0,2 T k : hệ số sử dụng thời gian 0,85 H1 : độ cao nâng vật trung bình 5m H2 : độ cao hạ vật 2m V1 : tốc độ nâng vật 8m/ph V2 : tốc độ hạ vật 1,8m/ph t0 : thời gian móc tải 1phút t1 : thời gian di chuyển vật nâng từ nơi nâng đến nơi hạ t2 : thời gian dỡ tải 1 phút t3 : thời gian di chuyển móc không tải từ nơi dỡ tải đến nơi móc tải Ta có t1 = L : chiều dài quãng đường vận chuyển 48m V : tốc độ di chuyển cầu trục khi có tải 80 m/ph; khi không tải 120 m/ph Từ đó ta có t1 = = 0,6 phút t3 = = 0,4 phút Từ đó thay vào công thức trên ta có : Q = 0,85 = 2,15 (T/h) Lượng cốt thép theo kế hoạch sản xuất ở trên là 766 kg/h Với lượng cốt thép này và năng suất cầu trục ở trên ta chọn một cầu trục là thoả mãn năng suất yêu cầu 6. Tính chọn máy ép đầu mũ Các thanh cốt dọc dùng để sản xuất ống dẫn nước cao áp là cốt thép ứng suất trước do vậy nó phải được neo bằng các mũ ép lên khuôn ngoài sản phẩm để căng trước tạo ứng suất trước Số lượng thanh cốt dọc cần ép đầu mũ là : Loại thép Đơn vị Kế hoạch sản xuất theo Năm Ngày Ca Giờ ặ6 Thanh 78120 260,4 130,2 17,36 ặ8 Thanh 70560 235,2 117,6 15,68 ặ8 Thanh 46530 155,1 77,55 10,34 Tổng số Thanh 195210 650,7 325,35 43,38 Theo bảng kế hoạch trên ta có tổng số thanh ép là 43,38 thanh/h Chọn máy ép đầu mũ kí hiệu 65960/l của Nga có đặc trưng kỹ thuật như sau : Năng suất ép : 80 thanh/giờ Đặc tính máy ép : có thể tạo hai đầu mũ ép một lúc ép mũ của các thanh cốt thép dài từ 5500 á 6570 mm Đường kính : đến 25 mm Công suất động cơ : 60 kVA Lượng không khí tiêu tốn : 1,5 m3/h Lượng nước để làm nguội máy : 1000l/h Trọng lượng : 2,4 tấn Như vậy ta chọn một máy là có thể đảm bảo năng suất cần ép II. 4. Phân xưởng tạo hình. II.4.1. Kế hoạch sản xuất Loại sản phẩm Đơn vị Chưa kể hao hụt Đã kể hao hụt 1,5% Năm Ngày Ca Giờ Năm Ngày Ca Giờ ống dẫn nước thường ặ500 m3 6000 20,00 10,00 1,33 6072 20,24 10,12 1,35 Chiếc 10000 33,33 16,67 2,22 10124 33,74 16,87 2,25 ặ800 m3 7000 23,33 11,67 1,56 7110 23,70 11,85 1,58 Chiếc 6250 20,83 10,42 1,39 6348 21,16 10,58 1,41 ặ1000 m3 7000 23,33 11,67 1,56 7110 23,70 11,85 1,58 Chiếc 4965 16,55 8,27 1,10 5040 16,80 8,40 1,12 ống dẫn nước cao áp ặ500 m3 3500 11,67 5,83 0,78 3552 11,84 5,92 0,79 Chiếc 5556 18,52 9,26 1,23 5628 18,76 9,38 1,25 ặ700 m3 3500 11,67 5,83 0,78 3552 11,84 5,92 0,79 Chiếc 4375 14,58 7,29 0,97 4410 14,70 7,35 0,98 ặ1000 m3 3000 10,00 5,00 0,67 3060 10,20 5,10 0,68 Chiếc 2113 7,04 3,52 0,47 2160 7,20 3,60 0,48 II.4.2. Giới thiệu và lựa chọn phương pháp công nghệ tạo hình. Phân xưởng tạo hình là khâu chính của nhà máy, nó chiếm 40% tổng lao động của nhà máy để sản xuất cấu kiện bêtông cốt thép, quyết định đến hình dáng và chất lượng sản phẩm. Ngoài ra phương pháp tạo hình còn ảnh hưởng đến cách tính toán cấp phối của bêtông, do đó ảnh hưởng đến lượng dùng nguyên vật liệu của nhà máy. Đối với nhà máy có công suất lớn thì phân xưởng tạo hình được cơ giới hoá mới giảm được sức lao động của công nhân và tăng nhanh quá trình sản xuất. Việc cơ giới hoá trong dây chuyền sản xuất cho phép thực hiện theo các tuyến khác nhau đó là : 1. Tuyến công nghệ liên tục Tuyến này có thể là khuôn Vagông chuyển động trên đường ray kín hay băng xích. Trên băng này hoàn thiện các thao tác như chuẩn bị khuôn, đặt cốt thép, đổ bêtông Trên băng tải dịch chuyển tương đối với các vị trí thao tác chuyên môn đặt cố định người ta người ta hoàn thiện dần sản phẩm theo một nhịp độ cưỡng bức đã định, mỗi chu trình phải được hoàn thành với một thời gian như nhau. Thời gian này bằng thời gian cần thiết để hoàn thành các thao tác công nghệ của vị trí có các thao tác phức tạp và tốn nhiều lao động hơn cả. Ưu điểm: Công nghệ dây chuyền liên tục cho phép bố trí thiết bị một cách dày đặc hơn và sử dụng diện tích sản xuất tiết kiệm hơn. Với phương pháp này tất cả các quá trình được cơ giới cao độ và bảo đảm tổ chức lao động tốt hơn bởi vì dây chuyền sản xuất làm việc theo nhịp độ quy định Nhược điểm : Các cấu kiện sản xuất trên tuyến công nghệ này phải gần giống nhau về loại và kích thước, không yêu cầu thay đổi khuôn thường xuyên, nhịp độ sản xuất bắt buộc do đó rất căng thẳng cho công nhân ở mỗi vị trí thao tác. Hơn nữa vốn đầu tư rất lớn cho việc mua sắm thiết bị vì vậy nó chỉ thích hợp với nhà máy có công suất lớn, thông số cấu kiện ít đa dạng. 2. Tuyến công nghệ tổ hợp Tuyến công nghệ này rất phổ biến trong các nhà máy bêtông cốt thép đúc sẵn. Trong dây chuyền sản xuất này, khuôn và cấu kiện được di chuyển nhờ cần cẩu hay bàn con lăn đến các vị trí công nghệ , mà các công đoạn của nó được trang bị các máy móc, thiết bị chuyên dụng Ưu điểm : Tính linh hoạt và cơ động cao trong việc sử dụng thiết bị công nghệ và vận chuyển, vốn đầu tư mua sắm thiết bị nhỏ hơn so với dây chuyền liên tục. Nhược điểm : Thiết bị vận chuyển từ vị trí này sang vị trí kia bằng cầu trục nên dễ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm như rạn nứt sản phẩm 3. Tuyến công nghệ bệ Toàn bộ quá trình sản xuất cấu kiện bao gồm việc chuổn bị khuôn, đặt cốt thép, đổ bêtông, đầm chặt và dưỡng hộ nhiệt đều được thực hiện tại một vị trí khuôn cố định. Khuôn này được đặt trên nền phẳng bêtông, cấu kiện từ khi chế tạo đến khi đạt cường độ cho phép tiến hành tháo khuôn được thực hiện tại một chỗ. Thiết bị công nghệ để hình thành các thao tác và công nhân làm việc dịch chuyển từ khuôn này sang khuôn khác. Ưu điểm : Cho phép sản xuất nhiều loại cấu kiện có hình dáng và kích thước khác nhau, phương pháp này sử dụng các Pôligôn và đặc biệt phù hợp với việc chế tạo các cấu kiện có chiều dài lớn, hình dáng phức tạp, các cấu kiện ứng suất trước . Nhược điểm : Chiếm nhiều diện tích sản xuất, phức tạp trong quá trình dưỡng hộ sản phẩm Qua việc phân tích các tuyến công nghệ khác nhau như ở trên đồng thời với việc sản xuất các sản phẩm là ống dẫn nước thì ta chọn tuyến công nghệ tổ hợp là thích hợp. II.4.3. Tính toán công nghệ tạo hình I - Tạo hình ống dẫn nước cao áp Sơ đồ dây chuyền công nghệ : Hỗn hợp bêtông Máy phân phối bêtông Máy đổ bêtông vít xoắn ruột gà Đổ hỗn hợp bêtông vào khuôn và chấn động ép, gia công nhiệt Tách khuôn ngoài với ống ra khỏi lõi khuôn Giải phóng neo, cắt đuôi cốt dọc Tháo khuôn Dưỡng hộ Mài loa, sửa khuyết tật Thử áp lực Bãi sản phẩm Lõi khuôn Làm sạch, lau dầu Mặc áo cao su Tổ hợp khuôn Căng cốt dọc và neo trên khuôn ngoài Đặt khung cốt vòng Tổ hợp khuôn ngoài Khuôn ngoài Làm sạch, lau dầu Theo sơ đồ công nghệ như trên thì quá trình công nghệ được bắt đầu từ khâu chuẩn bị cốt thép. Trên máy chuyên dụng ta cuốn sợi thép cường độ cao với khoảng cách 20 mm lên các rải định vị cốt vòng để tạo thành khung cốt vòng. Dải định vị có mặt cắt chữ U, được dập từ thép lá tiết diện 1 20mm và được đột các lưỡi gà theo khoảng cách tương ứng với bước cốt thép vòng. Các thanh cốt dọc được cắt ra từ các sợi thép cường độ cao đã nắn thẳng và được tạo mũ neo để căng trên khuôn ngoài. Khâu chuẩn bị khuôn gồm có tổ hợp khuôn ngoài, chuẩn bị lõi khuôn và tổ hợp chúng với nhau. Khi tổ hợp khuôn ngoài, đầu tiên ta làm sạch, lau dầu nhũ tương để chống dính bêtông cho các bề mặt làm việc của các nửa khuôn. Sau đó cẩu nửa khuôn trên đặt lên nửa khuôn dưới, sau đó bắt các bu lông liên kết chúng. Sau khi lắp các phụ kiện ( Chi tiết tạo đuôi ống và vành neo phía trên ), ta đặt khung cốt thép vòng, đặt tiếp vành neo phía dưới và các thanh cốt thép dọc vào khuôn, bắt các đầu còn lại của các các thanh này vào các rãnh của vành neo phía trên, rồi tiến hành căng cốt dọc bằng kích thuỷ lực và neo trên khuôn ngoài bằng ống neo. Đồng thời với việc chuẩn bị khuôn ngoài, ta tiến hành mặc áo cao su và lau đầu bề mặt làm việc của lõi khuôn. Khuôn ngoài đã chuẩn bị được lật ra vị trí thẳng đứng và dùng paraphin bịt kín các lỗ hở ở trong vành chặn của phần loa khuôn. Việc tổ hợp khuôn ngoài với lõi khuôn được thực hiện theo phương thẳng đứng ở một vị trí chuyên dụng ( gọi là hố tổ hợp khuôn ) bằng cách dùng cầu trục nâng khuôn ngoài lên và lồng cẩn thận vào lõi khuôn. Cần phải chú ý đảm bảo sao cho cốt thép ở khuôn ngoài không làm rách hoặc xước bề mặt có cao su của khuôn trong. Để giữ vị trí tương đối giữa khuôn ngoài và lõi, ta gắn một vành định vị ở phía trên cùng của khuôn. Khuôn sau khi tổ hợp được cẩu đến khu vực tạo hình. ở vị trí tạo hình trước hết ta lắp nón cấp liệu lên phần lõi khuôn và treo các đầm rung khí nén lên khuôn ngoài. Số lượng đầm rung được chọn phụ thuộc vào đường kính ống (với ống ặ500 chọn 4 cái, ống ặ700 chọn 4 cái, ống ặ1000 chọn 6 cái ). Chúng được treo phân bố theo chiều cao khuôn để đảm bảo lèn chặt hỗn hợp bêtông trong sản phẩm tạo hình. Hỗn hợp bêtông được đổ vào khuôn bằng máy đổ bêtông vít xoắn ruột gà. Trong quá trình đổ hỗn hợp bêtông tuỳ theo mức độ đầy khuôn, ta cho các đầm rung tương ứng làm việc, khi đổ cho phần đáy khuôn thì chỉ có các đầm rung phía dưới làm việc. Khi đã đổ đầy toàn bộ khuôn, ta cho tất cả các đầm rung làm việc để lèn chặt hỗn hợp bêtông lần cuối, rồi tiến hành tháo nón cấp liệu. Hai đầm rung trên cùng vẫn được tiếp tục làm việc khoảng chừng từ 3 - 5 phút, để cho các bọt khí thoát ra khỏi phần trên của ống. Sau đó ta tháo đầm rung và vành định vị, lắp vành chèn để che kín đầu mút trên cùng của ống thay cho vành định vị vừa lấy đi. Khuôn sản phẩm được cẩu đến khu vực ép và gia công nhiệt. ở vị trí ép và gia công nhiệt sau khi cố định khuôn bằng các kẹp và ê-cu, ta nối lõi khuôn với hệ thống cấp nước nóng 70 - 750C với áp lực thấp để đưa nước vào, đồng thời đẩy không khí ra khỏi khoảng không giữa hai thành của nó. Khi không khí đã được đẩy ra hết, ta nối lõi khuôn với hệ thống áp lực cao gồm bơm nước áp suất thường, bơm cao áp, máy nén khí và hệ thống chứa nước. Sau khoảng 25 - 30 phút áp lực nước của hệ thống đạt trị số tính toán ( 25 - 30atm ) và được duy trì một cách tự động trong suốt thời gian gia công nhiệt. Dưới áp lực cao như vậy áo cao su trên lõi khuôn được doãng ra và ép đồng đều lên hỗn hợp bêtông đã được lèn chặt bằng chấn động. Khi dịch chuyển ở trạng thái nèn chặt, hỗn hợp bêtông ép lên cốt thép và thành khuôn ngoài theo hướng bán kính làm mở rộng các khe nối dọc giữa các nửa khuôn ngoài đó, và như vậy tạo nên ứng suất kéo trong cốt thép vòng. Sau khi đạt được ứng suất tính toán trong cốt thép vòng, người ta ngừng nâng áp lực, đánh dấu trị số lớn nhất của nó để duy trì trong quá trình gia công nhiệt. Khuôn sản phẩm sau khi ép được phủ một bộ áo vải bạt không thấm nước và được cấp hơi nước để gia công nhiệt. Gia công nhiệt ở nhiệt độ 800C được thực hiện trong khoảng thời gian phụ thuộc vào đường kính ống ( với ống ặ500 là 5 giờ, với ống ặ700 là 6 giờ, với ống ặ1000 là 8 giờ ). Hơi nước qua hệ thống cấp hơi ở phần loa của khuôn được cấp vào khoang rỗng bên trong của lõi khuôn và vào khoảng không hẹp giữa áo vải bạt và khuôn ngoài. Như vậy, bêtông trong ống được đốt nóng từ hai phía. Sau khi gia công nhiệt, ta cẩu áo vải bạt ra khỏi khuôn, hạ áp lực của hệ thống và rút nước ra khỏi lõi khuôn. Sau đó khuôn sản phẩm được cẩu đến hố tổ hợp. ở hố tổ hợp khuôn lúc này ta tháo vành chèn ra khỏi khuôn, nối lõi khuôn vào thiết bị chân không hoá để hút hết nước thừa và không khí ra khỏi khoảng không giữa áo cao su và các bề mặt của lõi khuôn, đồng thời để tránh hiện tượng dính áo cao su với bề mặt trong của ống bêtông. Sau khi đạt độ chân không chừng 0,2 - 0,3 atm, người ta cẩu tách khuôn ngoài với ống ra khỏi lõi khuôn và đưa đến vị trí tháo khuôn. ở vị trí tháo khuôn, ống nằm trong khuôn ngoài được lật ra tư thế nằm ngang, rồi được đặt lên các giá đỡ. Ta tiến hành giải phóng neo, cắt đuôi cốt thép dọc để truyền lực căng lên bêtông, sau đó tiến hành tháo khuôn. ống sau khi tháo khuôn tiến hành ngâm trong bể nước nóng từ 30 - 400C trong khoảng 2 ngày đêm, rồi được đưa đến vị trí sửa phần loa, thử áp lực, đánh giá chất lượng và bảo quản ở bãi sản phẩm. Bảng chi phí thời gian cho các thao tác công nghệ Nhóm thao tác Thao tác Chi phí thời gian I 1. Làm sạch , lau dầu, tổ hợp khuôn ngoài 2. Đặt định vị cốt thép và lắp các phụ kiện 3. Căng cốt dọc 4. Cẩu khuôn đến hố tổ hợp 15 phút 20 phút 20 phút 3 phút II 1. Tổ hợp khuôn ngoài với lõi khuôn 2. Cẩu đến khu vực tạo hình 20 phút 3 phút III 1. Lắp nón cấp liệu và treo đầm rung 2. Rải hỗn hợp bêtông và chấn động Với ống ặ500 ặ700 ặ1000 3. Cẩu đến vị trí ép, gia công nhiệt 5 phút 35 phút 45 phút 55 phút 4 phút IV 1. Nâng áp lực trong lõi khuôn để ép 2. ép, gia công nhiệt ặ500 ặ700 ặ1000 3. Cẩu áo vải bạt ra khỏi khuôn, hạ áp lực 4. Cẩu khuôn và sản phẩm đến hố tổ hợp 30 phút 300 phút 360 phút 480 phút 10 phút 3 phút V 1. Hút nước thừa và không khí giữa áo cao su và lõi khuôn 2. Tách khuôn ngoài với ống ra khỏi lõi khuôn 3. Cẩu đến vị trí tháo khuôn 10 phút 15 phút 3 phút VI 1. giải phóng neo, cắt đuôi cốt thép dọc 2. Tháo khuôn 5 phút 10 phút VII 1. Cẩu sản phẩm đến bể dưỡng hộ 2. Ngâm sản phẩm trong bể dưỡng hộ 5 phút 2 ngày đêm VIII 1. Cẩu sản phẩm đến vị trí hoàn thiện 2. Mài loa 3. Thử áp lực 3 phút 15 phút 10 phút Tính toán công nghệ và lựa chọn trang thiết bị trong phân xưởng tạo hình ống dẫn nước cao áp A - Tính toán một số vị trí công nghệ. 1 - Vị trí tạo hình. Ta có công thức để tính toán vị trí tạo hình như sau : N = Trong đó ti : tổng thời gian thao tác ni : nhịp điệu sản xuất j Với ống cao áp ặ500 ta có : Thời gian lắp nón cấp liệu và treo đầm rung là 5 phút Thời gian rải hỗn hợp bêtông và chấn động là t1 = 35 phút Tổng thời gian thao các tác tại vị trí tạo hình này là 35 + 5 = 40 phút Nhịp điệu sản xuất : n1 = = = 48 ( phút/1sp ) Như vậy ta có số vị trí tạo hình là : N = = 0,83 Chọn 1 vị trí tạo hình. j Với ống cao áp ặ700 ta có : Thời gian lắp nón cấp liệu và treo đầm rung là 5 phút Thời gian rải hỗn hợp bêtông và chấn động là t2 = 45 phút Tổng thời gian thao các tác tại vị trí tạo hình này là 45 + 5 = 50 phút Nhịp điệu sản xuất : n2 = = = 61,22 ( phút/1sp ) Như vậy ta có số vị trí tạo hình là : N = = 0,82 Chọn 1 vị trí tạo hình. j Với ống cao áp ặ1000 ta có : Thời gian lắp nón cấp liệu và treo đầm rung là 5 phút Thời gian rải hỗn hợp bêtông và chấn động là t3 = 55 phút Tổng thời gian thao các tác tại vị trí tạo hình này là 55 + 5 = 60 phút Nhịp điệu sản xuất : n3 = = = 125 ( phút/1sp ) Như vậy ta có số vị trí tạo hình là : N = = 0,48 Chọn 1 vị trí tạo hình. Như vậy có tổng số 3 vị trí tạo hình cho 3 sản phẩm khác nhau. 2. Vị trí ép, gia công nhiệt. Hệ thống lõi khuôn sẽ được ép trong suốt thời gian gia công nhiệt, thời gian gia công nhiệt mỗi sản phẩm khác nhau phụ thuộc vào đường kính ống, để đảm bảo cường độ tháo khuôn thì phải gia công nhiệt, thời gian gia công nhiệt đối với mỗi loại sản phẩm như sau : ống dẫn nước cao áp ặ500 : 5 giờ ống dẫn nước cao áp ặ700 : 6 giờ ống dẫn nước cao áp ặ1000 : 8 giờ Gia công nhiệt ở nhiệt độ 800C, hơi nước qua hệ thóng cấp hơi ở phần loa của khuôn được cấp vào khoang rỗng bên trong của lõi khuôn và vào khoảng không hẹp giữa áo vải bạt và khuôn ngoài. Như vậy bêtông trong ống được đốt nóng từ hai phía. Tính toán vị trí ép, gia công nhiệt theo công thức sau : N = Trong đó ti : tổng thời gian thao tác ni : nhịp điệu sản xuất j Với ống cao áp ặ500 ta có : Thời gian nâng áp lực là 30 phút Thời gian ép, gia công nhiệt là 5 giờ = 300 phút Tổng thời gian cho các thao tác ở vị trí này là 330 phút Nhịp điệu sản xuất 48 phút/sp Như vậy số vị trí ép, gia công nhiệt là : N = = 6,88 Ta chọn 7 vị trí j Với ống cao áp ặ700 ta có : Thời gian nâng áp lực là 30 phút Thời gian ép, gia công nhiệt là 6 giờ = 360 phút Tổng thời gian cho các thao tác ở vị trí này là 390 phút Nhịp điệu sản xuất 61,22 phút/sp Như vậy số vị trí ép, gia công nhiệt là : N = = 6,37 Ta chọn 7 vị trí j Với ống cao áp ặ1000 ta có : Thời gian nâng áp lực là 30 phút Thời gian ép, gia công nhiệt là 8 giờ = 480 phút Tổng thời gian cho các thao tác ở vị trí này là 510 phút Nhịp điệu sản xuất 125 phút/sp Như vậy số vị trí ép, gia công nhiệt là : N = = 4, 0 Ta chọn 4 vị trí Như vậy có tổng số 18 vị trí ép, gia công nhiệt. 3. Vị trí tháo khuôn, làm sạch, lau dầu, lắp khuôn. ở vị trí này bao gồm các thao tác như sau : làm sạch, lau dầu nhũ tương để chống dính bêtông cho các bề mặt làm việc của các nửa khuôn. Sau đó cẩu nửa khuôn trên đặt lên nửa khuôn dưới, sau đó bắt các bu lông liên kết chúng. Sau khi lắp các phụ kiện ( Chi tiết tạo đuôi ống và vành neo phía trên ), ta đặt khung cốt thép vòng, đặt tiếp vành neo phía dưới và các thanh cốt thép dọc vào khuôn, bắt các đầu còn lại của các các thanh này vào các rãnh của vành neo phía trên, rồi tiến hành căng cốt dọc bằng kích thuỷ lực và neo trên khuôn ngoài bằng ống neo. Đồng thời với việc chuẩn bị khuôn ngoài, ta tiến hành mặc áo cao su và lau đầu bề mặt làm việc của lõi khuôn. Khuôn ngoài đã chuẩn bị được lật ra vị trí thẳng đứng và dùng paraphin bịt kín các lỗ hở ở trong vành chặn của phần loa khuôn Thời gian cho các thao tác này như sau : Làm sạch , lau dầu, tổ hợp khuôn ngoài : 15 phút Đặt định vị cốt thép và lắp các phụ kiện : 20 phút Căng cốt dọc : 20 phút Tổng thời gian các thao tác là : 50 phút Nhịp điệu sản xuất : N = = 22,14 phút/1sản phẩm Như vậy số vị trí này được tính như sau : N = = 2,48 Ta chọn 3 vị trí. 4. Vị trí tổ hợp khuôn. Việc tổ hợp khuôn ngoài với lõi khuôn được thực hiện theo phương thẳng đứng ở một vị trí chuyên dụng ( gọi là hố tổ hợp khuôn ) bằng cách dùng cầu trục nâng khuôn ngoài lên và lồng cẩn thận vào lõi khuôn. Thời gian thao tác này là 20 phút Ta tính toán vị trí tổ hợp theo công thức sau : N = Trong đó t : thời gian thao tác 20 phút n : nhịp điệu sản xuất 22,14 phút/1sản phẩm Do vậy số vị trí tổ hợp là N = = 0.90 Ta chọn một vị trí tổ hợp khuôn B - Tính toán, chọn thiết bị. 1. Khuôn sản phẩm Khuôn ngoài gồm có hai bộ phận chính là vỏ ngoài ( khuôn ngoài ) và lõi khuôn ( khuôn trong ). Khuôn ngoài gồm từ hai bán trụ được liên kết với nhau bằng bulông lò xo. Lõi khuôn bao gồm một hình trụ thép hai thành và các linh kiện cao su. Thành ngoài của trụ ghép có các lỗ nhỏ phân bố đều đặn theo toàn bộ bề mặt của nó. Tính toán số khuôn theo công thức sau : nK = kdt Tiqvk : thời gian quay vòng khuôn ni : nhịp diệu sản xuất kdt : hệ số dự trữ kể đến sự cần thiết phải chỉnh sửa khuôn trong quá trình sử dụng kdt = 1,05 Thời gian quay vòng khuôn gồm toàn bộ thời gian chuẩn bị khuôn, đặt và định vị cốt thép, tạo hình, gia công nhiệt, thời gian vận chuyển khuôn giữa các vị trí công nghệ cho tới khi tháo khuôn và vận chuyển tới vị trí chuẩn bị khuôn. j Với ống cao áp ặ500 ta có : Nhịp điệu sản xuất n1 = 48 phút/1sản phẩm Thời gian quay vòng khuôn T1qvk = 514 phút Từ đó tính được số khuôn là : nk = 1,05 = 11,24 chiếc Chọn 12 khuôn j Với ống cao áp ặ700 ta có : Nhịp điệu sản xuất n2 = 61,22 phút/1sản phẩm Thời gian quay vòng khuôn T2qvk = 584 phút Từ đó tính được số khuôn là : nk = 1,05 = 10,02 chiếc Chọn 10 khuôn j Với ống cao áp ặ1000 ta có : Nhịp điệu sản xuất n3 = 125 phút/1sản phẩm Thời gian quay vòng khuôn T2qvk = 714 phút Từ đó tính được số khuôn là : nk = 1,05 = 5,99 chiếc Chọn 6 khuôn Như vậy ta có tổng số khuôn là 28 khuôn 2. Dầu lau khuôn. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm thì mỗi chu trình tạo hình người ta phải làm sạch và lau dầu khuôn. Dầu lau khuôn làm cho bê tông không bám dính vào khuôn, chọn đúng dầu lau khuôn và quét vào khuôn cẩn thận làm cho việc tháo khuôn được dễ dàng, bề mặt sản phẩm phẳng nhẵn. Dầu lau khuôn phải đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật. Có đủ độ nhớt để có thể quét lên mặt khuôn thành một lớp liên tục và tương đối mỏng khoảng 0,1 á 0,3 mm và có bề dày đồng đều. Có độ bám dính tốt với kim loại của khuôn và bền vững trong thời gian tạo hình nghĩa là không bị chảy khỏi các bề mặt làm việc của khuôn, không trộn lẫn với bê tông. Không ảnh hưởng tới quá trình cứng rắn của bê tông, không để lại các vết dầu lên sản phẩm, không ăn mòn bề mặt khuôn. Không ảnh hưởng đến điều kiện vệ sinh trong xưởng và không gây hoả hoạn. ở đây ta chọn loại dầu nhũ tương 072, dầu này bền vững nước hơn cả và có tính kinh tế hơn, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Tính lượng dùng dầu. Diện tích khuôn cần lau dầu được tính theo công thức. S = 2.p.R.L Đối với ống f500: S = 23,140,255 = 7,85 (m2) Đối với ống f700: S = 23,14. 0,355 = 10,99 (m2) Đối với ống f1000: S = 23,140,55 = 15,7 (m2) Cứ 1m2 cần 0,2 kg dầu, như vậy ta có bảng thống kê lượng dùng dầu như sau : Lượng dùng dầu lau khuôn theo thời gian ( kg ) Loại ống Năm Ngày Ca Giờ ặ500 8685 28,95 14,48 1,93 ặ700 9585 31,96 15,98 2,13 ặ1000 6660 22,2 11,1 1,48 Tổng 24930 83,11 41,56 5,54 3. Thiết bị làm sạch khuôn Sau một chu trình tạo hình cần làm sạch khuôn. Để tiến hành làm sạch khuôn dùng thiết bị súng phun khí nén Chọn máy C - 670 có các thông số kĩ thuật sau : áp lực khí nén : 1,2 kg/m2 Chi phí không khí : 2m3/h Công suất động cơ : 7,5 kW 4. Thiết bị lau dầu Thiết bị lau dầu dùng súng phun, chọn súng phun số hiệu O - 19 có các thông số kĩ thuật như sau : Năng suất trung bình : 70 m2/h Đường kính miệng phun : 2,5 á1,8 á 1,2mm Chi phí không khí : 14 m3/h áp lực dầu trong thùng : 1,5 atm 5. Tính chọn máy đổ bêtông vít xoắn ruột gà Lượng tiêu thụ bêtông đối với mỗi loại sản phẩm như sau : Loại ống Đơn vị Năm Ngày Ca Giờ ặ500 m3 3552 11,84 5,93 0,79 ặ700 m3 3552 11,84 5,92 0,79 ặ1000 m3 3060 10,2 5,10 0,68 Mỗi vị trí tạo hình bố trí một vít tải, mỗi vít tải sẽ phải đảm bảo tiếp liệu đủ theo năng suất yêu cầu là 0,79 m3/h. Ta chọn vít tải có thông số kĩ thuật như sau : Thể tích bunke : 1,2 m3 Đường kính ngoài trục vít : D = 10 cm Bước vít : S = 10 cm Tốc độ quay trục vít : n = 0,5 vòng/giây Công suất động cơ : 1,2 kW Kiểm tra năng suất của vít tải: Q = 3600Snj (m3/h) j : hệ số chứa đầy vật liệu trong ống, với hỗn hợp bêtông ta lấy = 0,3 Từ đó ta có : Q = 36000,10,50,3 = 1,69 (m3/h) Như vậy đảm bảo được năng suất yêu cầu 6. Máy phân phối bêtông Hỗn hợp bêtông được máy phân phối bêtông đưa vào các máy đổ bêtông vít xoắn ruột gà Ta chọn máy phân phối bêtông kiểu công-xôn kí hiệu CMж - 71A có các thông số kỹ thuật như sau : Số bunke : 1 chiếc Dung tích bunke : 1,8 m3 Góc xoay : 3400 Tốc độ di chuyển : 12 m/ph Dạng cấp liệu : băng tải rộng 500mm Năng suất cấp liệu : 6m3/h Góc nâng cấp liệu : 150 Công suất động cơ : 14,1 kW Chiều rộng đường ray : 1000mm Kích thước máy : DRC = 664028104250 mm Khối lượng : 6,7 tấn Lượng bêtông để tạo hình cho cả 3 sản phẩm là : 0,79 + 0,79 + 0,68 = 2,26 m3 Vì có 3 máy đổ bêtông vít xoắn ruột gà cho nên máy sẽ phân phối 0,6 m3 bêtông cho mỗi vít tải và như vậy trung bình một giờ số lần phân phối cho cả 3 vít tải là : = 3,77 lần 7. Tính chọn kích thuỷ lực để căng cốt dọc ứng suất trước Chọn kích thuỷ lực có các thông số như sau: Số thanh căng đồng thời : 26 á 60 thanh Đường kính thanh căng : 5 á 15 mm Lực kéo khi căng : 180 Tấn Lực kéo khi nén : 160 Tấn Bước pittông khi căng : 315 mm Bước pittông khi nén : 50 mm áp lực trong kích : 1000 kg/cm2 Kích thước máy : D ´ R ´ C = 1200 ´ 450 ´ 380 mm Trọng lượng : 110 kg Tính số kích cần thiết : n = Trong đó t : thời gian thao tác 20 phút n : nhịp điệu sản xuất 22,14 phút/1sản phẩm k : hệ số sử dụng thời gian = 0,8 Từ đó ta có : n = = 1,13 Ta chọn 2 kích để căng cốt dọc 8. Tính chọn cần trục vận chuyển Cầu trục trong phân xưởng có nhiệm vụ di chuyển khuôn, cấu kiện từ vị trí này sang vị trí khác theo yêu cầu của tuyến a. Xác định tải trọng yêu cầu Gyc = Gk + Gsp + Gáo cao su Trong đó : Gyc là tải trọng yêu cầu Gk khối lượng khuôn = Glõi + Gkhuôn ngoài Ta lấy khối lượng khuôn ống cao áp ặ1000 là khối lượng lớn nhất để tính toán Gk = 3441 + 2942 = 6383 kg Gáo cao su = 278 kg Gsp = Gthép + Gbêtông Gthép = 145 kg Gbêtông = V . g0 V : thể tích bêtông trong 1 sản phẩm, lấy thể tích ống lớn nhất là 1,42 m3 g0 : khối lượng thể tích bêtông g0 = 2,5 tấn/m3 Gbêtông = 1,422,5 = 3,55 tấn Gsp = 3,55 + 0,145 = 3,695 tấn Vậy ta có Gyc = 3,695 + 6,383 + 0,278 = 10,356 tấn Khi là việc cầu trục làm việc trên cao vì vậy phải nhân với hệ số hoạt tải k = 1,2 để đảm bảo an toàn khi làm việc G = 10,356 ´ 1,2 = 12,4272 tấn Ta chọn cầu trục với các đặc tính kĩ thuật như sau Sức nâng : 15 tấn Khẩu độ : 17,5 m Khoảng cách trục bánh xe : 3,15 m Chiều cao từ ray tới mặt xe con : 1,39 m Khối lượng : 7,5 tấn Vận tốc cẩu trục khi di chuyển : 80 m/ph Vận tốc di chuyển xe con : 40 m/ph Vận tốc di chuyển móc cẩu : 8 m/ph b. Tính số cầu trục Thời gian làm việc một chu trình T = T1 + T2 T1 : thời gian di chuyển cầu trục, xe con, móc cẩu cho một đoạn đường xa nhất Đoạn đường xa nhất mà cầu trục cả đi lẫn về là 65´2 = 130 m Đoạn đường xa nhất mà xe con di chuyển cả đi lẫn về là 16,5´2 = 33 Đoạn đường xa nhất mà móc cẩu di chuyển cả đi lẫn về là 6´2 = 12 m Như vậy ta có : T1 = + + = 4 phút T2 là thời gian thực hiện các thao tác : TT Tên thao tác Thời gian ( phút ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cẩu khuôn đã làm sạch đến hố tổ hợp Cẩu đến khu vực tạo hình Cẩu đến vị rí ép, gia công nhiệt Cẩu áo vải bạt ra khỏi khuôn Cẩu khuôn sản phẩm đến hố tổ hợp Cẩu tách khuôn ngoài với ống ra khỏi lõi khuôn Cẩu đến vị trí tháo khuôn Cẩu tách sản phẩm ra khỏi khuôn ngoài Cẩu sản phẩm đến bể dưỡng hộ Cẩu sản phẩm đến vị trí sửa loa Cẩu sản phẩm tới vị trí máy thử áp lực Cẩu sản phẩm lên xe goòng 3 3 4 2 3 4 3 3 5 3 2 1 Tổng thời gian thao tác 36 Thời gian làm việc của một chu trình cẩu là : T = T1 + T2 = 4 + 36 = 40 phút/1sản phẩm Số chu trình làm việc trong một giờ là n = = 1,5 Theo kế hoạch sản xuất thì số sản phẩm sản xuất trong một giờ là : 1,25 + 0,98 + 0,48 = 2,71 sản phẩm/giờ Như vậy số cầu trục là : Z = = 1,81 Ta chọn 2 cầu trục 9. Chọn đầm rung để lèn chặt Ta chọn đầm rung khí nén để lèn chặt hỗn hợp bêtông Với ống ặ500 chọn 4 cái Với ống ặ700 chọn 4 cái Với ống ặ1000 chọn 6 cái Đầm rung khí lén có đặc trưng kĩ thuật như sau : Biên độ dao động : 1,25 mm áp lực khí lén : 6atm Tần số dao động : 7400 v/ph Khối lượng : 17 kg Công suất : 0,4 kW Tính toán số đầm rung : Ta có 3 vị trí tạo hình do vậy tổng số đầm là 14 chiếc, chọn dự trữ 3 chiếc ta sẽ có số đầm rung cần thiết là 17 chiếc. 10. Tính chọn bể ngâm sản phẩm sau khi tháo khuôn Sản phẩm sau khi tháo khuôn được ngâm trong bể nước ấm 400C trong 2 ngày đêm Trong một ngày lượng ống sản xuất ra là 40,66 chiếc, trong 2 ngày số ống là 81,32 chiếc. Ta xác định kích thước của bể ngâm này: + Chiều dài bể xác định theo công thức : Lb = n.Lx + ( n - 1 ).a + 2a n : số sản phẩm xếp theo chiều dài, 1 sản phẩm a : khoảng cách công nghệ , lấy bằng 0,3m Lx : chiều dài sản phẩm , 5m Thay vào ta có : Lb = 1´5 + ( 1 - 1 )´0,3 + 2´0,3 = 5,6 m + Chiều rộng bể xác định theo công thức : Bb = n.Bx + ( n - 1 ).m + 2m n : số sản phẩm xếp theo chiều rộng, 3 sản phẩm m : khoảng cách công nghệ , lấy bằng 0,3m Bx : đường kính ngoài sản phẩm, lấy bằng 1,3 m Thay số vào ta có ; Bb = 3´1,3 + ( 3 - 1 )´0,3 + 2´0,3 = 5,1m + chiều cao của bể được xác định theo công thức ; Hb = n.Hx + ( n - 1 ).m + h Hx : chiều cao sản phẩm , lấy bằng 1,3 m n : số sản phẩm xếp theo chiều cao, n = 2 sản phẩm m : khoảng cách giữa 2 sản phẩm , m = 0,1m h : khoảng cách từ đáy bể lên sản phẩm , h = 0,1m Thay số ta có : Hb = 2´1,3 + ( 2 - 1 )´0,1 + 0,1 = 2,8m Ta sắp xếp sản phẩm trong bể như sau : Sản phẩm được xếp làm 2 hàng: hàng đáy là 3 sản phẩm , hàng trên là 2 sản phẩm Tổng số sản phẩm xếp được trong một bể là 5 sản phẩm, như vậy tổng số bể là : = 16 Ta chọn 18 bể và bố trí như sau: Theo chiều rộng nhà có 3 bể, tổng chiều rộng sẽ là B = Bb´3 + 4´d Bb : chiều rộng bể, 5,1m d : chiều dày tường ngăn giữa các bể , lấy bằng 0,1m Từ đó ta có : B = 5,1´3 + 4´0,1 = 15,7m Theo chiều dài nhà có 6 bể, tổng chiều dài là L = Lb´6 + 7´d Lb : chiều dài bể d : chiều dày tường ngăn giữa các bể , lấy bằng 0,1m Từ đó ta có : L = 5,6´6 + 7´0,1 = 34,3m II - Tạo hình ống dẫn nước thường Sơ đồ dây chuyền công nghệ Hỗn hợp bêtông Cấp liệu băng tải Khuôn nằm trên bàn quay li tâm Đặt khung cốt vòng Tổ hợp khuôn Làm sạch, lau dầu Gia công nhiệt ẩm Tháo khuôn Dưỡng hộ nước ấm 400C Thử áp lực Mài loa, sửa khuyết tật Bãi sản phẩm Quá trình công nghệ này được bắt đầu từ khâu chuẩn bị cốt thép, ta chế tạo các khung cốt vòng. ở khâu chuẩn bị khuôn, ta tiến hành làm sạch, lau dầu cho khuôn, lắp các bộ phận tạo loa và tạo đuôi ống, đặt cốt thép vòng. Sau khi tổ hợp khuôn được cẩu đến máy quay li tâm và mở máy. Hỗn hợp bêtông được đưa vào khuôn đang quay chậm nhờ cấp liệu băng tải. Sau khi dàn đều lớp thứ nhất, cấp liệu được lùi về vị trí ban đầu, ta bắt đầu tăng tốc độ quay khuôn để lèn chặt hỗn hợp bêtông. Đổ và lèn chặt hỗn hợp bêtông lớp thứ hai và thứ ba cũng được tiến hành tương tự. Sau đó khuôn với lõi ống vừa được tạo hình được cẩu đến thiết bị lật và nó được lật ra tư thế thẳng đứng và được bố trí vào khu vực gia công nhiệt. Tại khu vực gia công nhiệt ta bố trí hệ thống cấp hơi nước 800C để tiến hành gia công nhiệt, thời gian gia công nhiệt phụ thuộc vào đường kính ống ( với ống ặ500 là 8 giờ, với ống ặ800 là 10 giờ, với ống ặ1000 là 12 giờ ). Sau khi gia công nhiệt khuôn và lõi ống được cẩu đến vị trí tháo khuôn. Tại vị trí tháo khuôn , ta tiến hành cẩu tách nửa khuôn trên và lấy lõi ống để đưa tới bể dưỡng hộ, khuôn lúc này được làm sạch lau dầu, và tiếp tục với vòng quay mới. Lõi ống được đưa vào bể nước ấm 400C để cho bêtông tiếp tục cứng rắn ở điều kiện thuận lợi trong một ngày đêm. Trước khi ra khỏi bể dưỡng hộ, ta làm sạch lớp cặn bẩn hấp thụ trên các bề mặt lõi, rồi cẩu nó ra khỏi bể, đưa sang vị trí mài loa, hoàn thiện sản phẩm, và máy thử áp lực và sản phẩm đã hoàn thiện được đưa sang bảo quản ở bãi sản phẩm Chi phí thời gian cho các thao tác công nghệ Nhóm Thao tác Thao tác Chi phí thời gian I 1. Làm sạch và lau dầu khuôn 2. Đặt định vị cốt thép 3. Lắp nửa khuôn trên và các bộ phận tạo loa 4. Cẩu đến vị trí quay li tâm 10 phút 5 phút 10 phút 5 phút II 1. Rải bêtông và quay li tâm Với ống ặ500 ặ800 ặ1000 2. Cẩu đến vị trí lật khuôn 25 phút 30 phút 40 phút 2 phút III 1. Tháo vành quay, lật khuôn theo phương đứng 2. Cẩu đến vị trí gia công nhiệt 10 phút 5 phút IV 1. Gia công nhiệt ẩm Với ống ặ500 ặ800 ặ1000 2. Cẩu đến vị rí tháo khuôn 480 phút 600 phút 720 phút 3 phút V 1. Tháo khuôn 2. Cẩu sản phẩm đến bể dưỡng hộ 10 phút 5 phút VI 1. Ngâm sản phẩm trong bể dưỡng hộ 2. Cẩu đến vị trí hoàn thiện sản phẩm 1 ngày đêm 5 phút VII 1. Mài loa 2. Thử áp lực 15 phút 10 phút Tính toán, lựa chọn trang thiết bị trong phân xưởng tạo hình ống dẫn nước thường A. Tính toán một số vị trí công nghệ 1 - Vị trí tạo hình. Ta có công thức để tính toán vị trí tạo hình như sau : N = Trong đó ti : tổng thời gian thao tác ni : nhịp điệu sản xuất j Với ống nước thường ặ500 ta có : Thời gian rải hỗn hợp bêtông và quay li tâm là t1 = 25 phút Nhịp điệu sản xuất : n1 = = = 26,67 ( phút/1sp ) Như vậy ta có số vị trí tạo hình là : N = = 0,94 Chọn 1 vị trí tạo hình. j Với ống nước thường ặ800 ta có : Thời gian rải hỗn hợp bêtông và quay li tâm là t2 = 30 phút Nhịp điệu sản xuất : n2 = = = 42,55 ( phút/1sp ) Như vậy ta có số vị trí tạo hình là : N = = 0,71 Chọn 1 vị trí tạo hình. j Với ống nước thường ặ1000 ta có : Thời gian rải hỗn hợp bêtông và quay li tâm là t3 = 40 phút Nhịp điệu sản xuất : n3 = = = 53,57 ( phút/1sp ) Như vậy ta có số vị trí tạo hình là : N = = 0,75 Chọn 1 vị trí tạo hình. Như vậy có tổng số 3 vị trí tạo hình cho 3 sản phẩm khác nhau. 2. Vị trí chuẩn bị khuôn Tại vị trí này bao gồm các thao tác sau : Tháo khuôn sản phẩm : 10 phút Làm sạch, lau dầu : 10 phút Đặt định vị cốt vòng : 5 phút Lắp khuôn và các phụ kiện : 10 phút Tổng thời gian các thao tác ở vị trí này là 35 phút Nhịp điệu sản xuất : n = = 12,55 phút/1sản phẩm Từ đó ta tính được số vị trí này là : N = = 2,78 Chọn 3 vị trí tổ hợp khuôn 3. Vị trí gia công nhiệt Thời gian gia công nhiệt đối với mỗi loại ống khác nhau và phụ thuộc vào đường kính ống, thời gian này như sau : Với ống ặ500 : 8 giờ ặ800 : 10 giờ ặ1000 : 12 giờ Vị trí gia công nhiệt được tính toán theo công thức sau : N = ti : thời gian gia công nhiệt ni : nhịp điệu sản xuất j Với ống nước thường ặ500 ta có : Thời gian gia công nhiệt t1 = 480 phút Nhịp điệu sản xuất n1 = 26,67 phút/1sản phẩm Do đó số vị trí gia công nhiệt là : N1 = = 17,9 Chọn 18 vị trí j Với ống nước thường ặ800 ta có : Thời gian gia công nhiệt t2 = 600 phút Nhịp điệu sản xuất n2 = 42,55 phút/1sản phẩm Do đó số vị trí gia công nhiệt là : N2 = = 14,10 Chọn 14 vị trí j Với ống nước thường ặ1000 ta có : Thời gian gia công nhiệt t3 = 720 phút Nhịp điệu sản xuất