Đồ án Thiết kế nhà máy bê tông, chế tạo cấu kiện xây dựng nhà ở. Công suất 70.000 m3 / năm

thiết kế :350 Nguyên vật liệu để sản xuất gồm Xi măng ChinhPhong PC40 =3,1(g/cm3) : Khối lượng riêng của XM. =1,2 (g/cm3) : Khối lượng thể tích của XM. Đá dăm Dmax=20 (mm) =2,7 (g/cm3); =1,45 (g/cm3) Cát vàng =2,65 (g/cm3); =1,6 (g/cm3); Wc=5% Xác định tỷ lệ X/N theo công thức Bôlômay Skramtaev Trong đó: Rx=400# Rb=350 : Mác bê tông A=0,6 Xác định lượng dùng nước sơ bộ cho 1 m3 bê tông: vì là cấu kiện lắp ghép nhà ở nên chọn độ sụt SN = 13cm, Wc = 5% Tra bảng 5.8 ( Trang 102 sách Giáo trình công nghệ bê tông xi măng 1 ). Ta có lượng dùng nước 210 lít. Vậy lượng dùng xi măng là: Cột liệu lớn cho 1m3 bê tông là: Trong đó: rd: Độ rỗng của cột liệu (với rd =0,46 được tính ở trên) kd =1,5. Hệ số dư của vữa trong bê tông. kd chọn dựa vào bảng 5.7-trang 99 - tài liệu tham khảo CNBTXM1) Lượng dùng cát: C = C =. Vậy cấp phối sơ bộ là: 1: Bảng dùng vật liệu cho 1m3 bê tông mác 350#: Tên vật liệu X C Đ N Lượng dùng(kg) 412 585 1179 210 Theo cách tính toán như trên ta có bảng cấp phối: S TT Loại cấp phối Mác BT Độ sụt KLTT (kg/m3) Các vật liệu sử dụng XM C Đ N 1 Cấp phối 1 350 13 2386 412 585 1179 210 2 Cấp phối 2 300 13 2380 368 592 1210 210 3 Cấp phối 3 250 13 2372 323 610 1229 210 4 Cấp phối 4 200 13 2376 338 603 1225 210 Các cấp phối trên mới được tính toán sơ bộ. Trước khi sử dụng cần được điều chỉnh lại các thông số cấp phối và cấp phối thực tế được cộng thêm lượng hao hụt sau quá trình trộn và phụ thuộc vào tính chất của nguyên vật liệu thực tế. Với quá trình sản xuất thì lượng hao hụt là 1%. Ta có bảng cấp phối: S TT Loại cấp phối MácBT Độ sụt KLTT (kg/m3) Các vật liệu sử dụng XM C Đ N 1 Cấp phối 1 350 13 2401 416 591 1191 212 2 Cấp phối 2 300 13 2404 371 598 1222 212 3 Cấp phối 3 250 13 2396 326 616 1241 212 4 Cấp phối 4 200 13 2400 341 609 1237 212 Tại nhà máy, nguồn cung cấp nguyên vật liệu đảm bảo ổn định vật liệu được bảo quản trong bunke hay xilô. Tuy nhiên, độ ẩm của vật liệu có thể thay đổi khá lớn do tác động của khí hậu môi trường. Do vậy, cần có bộ phận thí nghiệm để điều chỉnh lượng nước dùng cần thiết đảm bảo yêu cầu của bê tông và lượng dùng XM. Để xem xét đầy đủ ảnh hưởng của các thông số chưa được đưa vào công thức tính toán cần phải tiến hành các thí nghiệm về cường độ để lập mối quan hệ giữa Rb=(x,4). để điều chỉnh các thông số cấp phối bê tông, cần phải xác định lại độ ẩm của nguyên vật liệu, tiến hành các mẻ trộn thử nhằm nâng cao độ chính xác, đảm bảo cường độ và tính công tác cho hõn hợp bê tông. Số lượng mẻ trộn thử phụ thuộc vào mức độ chính xác yêu cầu của cấp phối bê tông, kiểm tra các thông số về tính công tác, các mẫu bê tông được chế tạo dưỡng hộ và bảo quản theo tiêu chuẩn. Sau đó mẫu bê tông được kiểm tra và đánh giá chất lượng của mẫu, qua đó đánh gía chất lượng của bê tông. 1.5. Kế hoạch sản xuất của nhà máy Theo thiết kế nhà máy có công suất 70000m3/năm, sản phẩm là panel sàn rỗng, panel sàn đặc, panel tường trong và bê tông thường phẩm. Dựa theo các điều kiện làm việc và công nghệ sản xuất ta chọn chế độ sản xuất của nhà máy như sau: Số ngày trong năm: 365 ngày. Số ngày nghỉ thứ bảy + chủ nhật: 104 ngày. Số ngày nghỉ tết + lễ (2-9, 1-5): 6 ngày Số ngày nghỉ sửa chữa: 7 ngày Số ngày làm việc là: 365 – (104 + 6 + 7) =248 ngày Đối với phân xưởng sản xuất: các phân xưởng tiếp nhận, trộn gia công nhiệt, bốc xếp làm việc 3 ca số giờ làm việc trong ca là: 7,5 giờ và 30 phút giao ca số giờ làm việc là 248*7,5*3 = 5580 giờ/năm. Các phân xưởng thép, tạo hình ngày làm việc 2 ca số giờ làm việc trong ca là: 7,5 giờ và 30 phút giao ca số giờ làm việc là 248*7,5*2 = 3720 giờ/năm. Bảng thống kê quỹ thời gian Khu vực làm việc Kế hoạch làm việc trong năm Năm Ngày Ca Giờ Sản xuất cấu kiện Khu gia công nhiệt, trộn, tiếp nhận, bốc xếp 1 248 744 5580 Các khu sản xuất thép và tạo hình 1 248 496 3720 Sản xuất bê tông thường phẩm 1 248 496 3720 Căn cứ vào yêu cầu công suất của nhà máy ta có: Bảng kế hoạch công suất của nhà máy trong năm: Loại sản phẩm Vbt sp(m3) Đơn vị Kế hoạch sản xuất Năm Ngày Ca Giờ Bê tông thương phẩm mác 200# m3 6500 26,2 13,1 1,75 Bê tông thương phẩm mác 250# m3 6500 26,2 13,1 1,75 Bê tông thương phẩm mác 300# m3 6000 24,2 12,1 1,6 Bê tông thương phẩm mác 350# m3 6000 24,2 12,1 1,6 Panel sàn rỗng (8 lỗ); mác 300# 0,62 m3 5000 20,1 10,1 1,34 Panel sàn rỗng (6 lỗ); mác 300# 0,91 m3 5000 20,1 10,1 1,34 Panel sàn rỗng (5 lỗ); mác 300# 0,804 m3 5000 20,1 10,1 1,34 Panel sàn đặc; mác 250# 1,79 m3 15000 60,5 30,2 4,03 Panel tường trong; mác 250# 2,057 m3 15000 60,5 30,2 4,03 Xi măng Dây chuyền công nghệ toàn nhà máy Thép Đá Cát Kho thép và Phân xưởng gia công cốt thép Nước Kho xi măng Kho cốt liệu Bơm khí nén Phân xưởng trộn Buồng bơm Khung thép Bê tông thương phẩm Buồng khử tốc ống dẫn Máy phân phối hỗn hợp bê tông Công nghệ caset Công nghệ tổ hợp Panel sàn đặc và tường trong Panel sàn rỗng Gia công nhiệt ẩm Cẩu sản phẩm ra bãi Tiêu thụ phần II : Công nghệ sản xuất 2.1 Tiếp nhận, vận chuyển và bảo quản nguyên vật liệu 2.1.1 Kế hoạch cung cấp các loại nguyên vật liệu Nhà máy bê tông công suất 70.000m3năm. Sản phẩm 1: panel tường trong 15.000 m3/năm. Sản phẩm 2: panel sàn đặc 15.000m3/năm. Sản phẩm 3: Hỗn hợp bê tông thường phẩm mác 200#, 250#, 300#, 350# 25.000m3/năm. Sản phẩm 4: panel sàn rỗng 15.000 m3/năm Lượng dùng nguyên vật liệu trong năm được xác định bằng cách tính toán khối lượng bê tông với cấp độ phân phối của mỗi loại sản phẩm lượng dùng vật liệu được xác định và thống kê trong các bảng sau: Bảng thống kê lượng dùng Xi Măng (Tấn) Loại sản phẩm Mác XM Kế hoạch làm việc Năm Ngày Ca Giờ Bê tông thương phẩm mác 200# 300 2217 8,94 4,47 0,60 Bê tông thường phẩm mác 250# 400 2119 8,54 4,27 0,57 Bê tông thường phẩm mác 300# 400 2226 8,97 4,49 0,60 Bê tông thương phẩm mác 350# 400 2496 10,06 5,03 0,67 Panel sàn rỗng (8 lỗ); mác 300# 400 1855 7,48 3,74 0,50 Panel sàn rỗng (6 lỗ); mác 300# 400 1855 7,48 3,74 0,50 Panel sàn rỗng (5 lỗ); mác 300# 400 1855 7,48 3,74 0,50 Panel sàn đặc; mác 250# 400 4890 19,72 9,86 1,31 Panel tường trong; mác 250# 400 4890 19,72 9,86 1,31 Bảng thống kê lượng dùng cát (Tấn) Loại sản phẩm Mác XM Kế hoạch làm việc Năm Ngày Ca Giờ Bê tông thương phẩm mác 200# 300 3958 15,96 7,98 1,06 Bê tông thường phẩm mác 250# 400 4004 16,15 8,07 1,08 Bê tông thường phẩm mác 300# 400 3588 14,47 7,23 0,96 Bê tông thương phẩm mác 350# 400 3546 14,30 7,15 0,95 Panel sàn rỗng (8 lỗ); mác 300# 400 2990 12,06 6,03 0,80 Panel sàn rỗng (6 lỗ); mác 300# 400 2990 12,06 6,03 0,80 Panel sàn rỗng (5 lỗ); mác 300# 400 2990 12,06 6,03 0,80 Panel sàn đặc; mác 250# 400 9240 37,26 18,63 2,48 Panel tường trong; mác 250# 400 9240 37,26 18,63 2,48 Bảng thống kê lượng dùng đá dăm (tấn) Loại sản phẩm Dmax (mm) Kế hoạch làm việc Năm Ngày Ca Giờ Bê tông thường phẩm mác 350# 20 7146 28,81 14,41 1,92 Bê tông thường phẩm mác 300# 20 7332 29,56 14,78 1,97 Bê tông thường phẩm mác 250# 20 8066 32,53 16,26 2,17 Bê tông thường phẩm mác 200# 20 8040 32,42 16,21 2,16 Panel sàn rỗng (8 lỗ); mác 300# 20 6110 24,64 12,32 1,64 Panel sàn rỗng (6 lỗ); mác 300# 20 6110 24,64 12,32 1,64 Panel sàn rỗng (5 lỗ); mác 300# 20 6110 24,64 12,32 1,64 Panel sàn đặc; mác 250# 20 18615 75,06 37,53 5,00 Panel tường trong; mác 250# 20 18615 75,06 37,53 5,00 Từ các bảng thống kê lượng dùng vật liệu trên ta xác định lượng dùng các vật liệu sau: (Tấn) Vật liệu Kế hoạch cung cấp nguyên liệu Năm Ngày Ca Giờ PC 30 2217 8,94 4,47 0,60 PC 40 22186 89,46 44,73 5,96 Đá 86144 347,35 173,68 23,16 Cát 42546 171,56 85,78 11,44 Lượng dùng vật liệu có tính đều hao hụt Trong thực tế quá trình sản xuất, lượng nguyên vật liệu thường bị hao hụt mất mát qua các công đoạn sản xuất. Do đó để đảm bảo khối lượng nguyên vật liệu cung cấp cho sản xuất cần tính đều hao hụt qua các công đoạn sản xuất như sau: Cát, đá Xi măng Vận chuyển (2%) Vận chuyển (xúc tác) Bunke tiếp nhận Xi lô XM (0,5%) Kho cốt liệu Dỡ tải Bunke trung gian Bơm khí nén Cân (1%) Xi lô (0,5%) Cân xi măng (0,5%) Trộn (0,5%) Vận chuyển tạo hình (0,5%) Sản phẩm Trên dây chuyền sản xuất có tính hao hụt. Tính cân bằng vật chất như sau: +) Lượng vật liệu cần cung cấp cho quá trình tạo hình trong năm Qtn = Q + n1Q = Q(1 + n1) trong đó Q: lượng vật liệu cấp cho quá trình tạo hình n1: hao hụt tại vận chuyển tạo hình: n1=0,5% Vật liệu (Q) (T) PC 30 PC 40 Đá Cát Kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu trong năm 2228 22297 86575 42759 +) lượng nguyên vật liệu cung cấp cho quá trình trộn bê tông Qtr = Qth( 1+n2 ) Trong đó Qth: Lượng vật liệu cung cấp cho quá trình tạo hình n2: hao hụt tại quá trình trộn bê tông; n2 = 0,5% Vật liệu (Q) (T) PC 30 PC 40 Đá Cát Kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu trong năm 2239 22408 87008 42973 +) Lượng xi măng qua cân định lượng xi măng: QĐL = Qtr( 1+n3) ; Trong đó n3 = 0,5%; hao hụt tại cân định lượng Vật liệu (Q) (T) PC 30 PC 40 Kế hoạch cung cấp nguyên vật liệu trong năm 2250 22520 +) Lượng xi măng qua lò xi măng: hao hụt tại xi lô chứa xi măng: n4 =0,5% Xi măng (mác) PC 30 PC40 Lượng xi măng (T) 2261 22633 +) Lượng cốt liệu cân định lượng là: hao hụt cân định lượng: n5 = 1% Vật liệu Đá dăm Cát Khối lượng (T) 87878 43403 +) Lượng cốt liệu phải vận chuyển về nhà máy là: hao hụt trong quá trình vận chuyển là 2% Vật liệu Đá dăm Cát Khối lượng (T) 89636 44271 Bảng kế hoạch cung cấp vật liệu cho nhà máy: Vật liệu Kế hoạch cung cấp nguyên liệu Năm Ngày Ca Giờ PC 30 2261 9,12 4,56 0,61 PC 40 22633 91,26 45,63 6,08 Đá dăm 89636 361,44 180,72 24,10 Cát 44271 178,51 89,26 11,90 Thép 2174 8,76 4,38 0,58 Công nghệ vận chuyển bốc dỡ và bảo quản xi măng 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 hai 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 Tính thể tích kho cần thiết Khối lượng PC 40 cần dự trữ là : Q = 91,26*z = 91,26*7= 638,82 (T). z : Số ngày dự trữ z = 7 ngày Thể tích PC 40 cần dự trữ là V = trong đó: : khối lượng thể tích của xi măng. = 1,2 (T/m3) v: hệ số hữu chs của xi lô; K=0,9: 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 = chiếc Chọn 6 xilô chứa xi măng PC40 Khối lượng PC 30 cần dự trữ là : Q = 9,12*z = 9,12*7= 63,84 (T). Tương tự như với PC 40 ta có: Thể tích PC 30 cần dự trữ là V = Chọn kho Xilô có hình dáng và kích thước như hình vẽ sau: Xilô hình trụ tròn, đường kính 3,6 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 Chọn H2 = 3 m V2 = ´[2 + 2 + ] ´3,14´H2 = V1 = p.D2.H1 Chọn H1 = 5 m V1 = 3,14´3,62´5 = 50,89 (m3) V = V1 + V2 = 50,89 + 11,35 = 62,24 (m3) Chọn xilô chứa xi măng PC30 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. 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. 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 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 : Như thế số xe cần thiết để vận chuyển là 6 xe. Trong đó: 4 xe dùng để vận chuyển xi măng PC40, 1xe dùng để vận chuyển xi măng PC30, còn 1 xe dự trữ. Tính chọn vận chuyển xi măng bằng khí nén: Vận chuyển xi măng theo phương pháp khí nén thường được sử dụng trong các nhà máy cầu kiện bê tông cốt thép công suất lớn ưu điểm cơ bản của phương pháp này là vận chuyển xi măng trên những khoảng cách lớn và không cần phài ngắt quãng cũng như gây ra bụi và tổn thất xi măng. Xi măng đưa về nhà máy bằng ô tô stéc và được các thiết bị vận chuyển bằng khí nén đưa lên chứa tại các xi lô. Trong quá trình sử dụng, xi măng được tháo ra ở các cửa dưới đáy xi lô. Từ các kho xi lô dưới tải trọng bản thân, xi măng rơi vào buồng tiếp nhận sau đó vít xoắn quay nhanh cuốn xi măng vào buồng hỗn hợp đông thời khí nén được phun qua vòi phun vào buồng hỗn hợp làm tơi xi măng tạo nên hỗn hợp xi măng và không khí. Dưới tác động của khí nén, hỗn hợp này được vận chuyển theo ống kín. Thiết bị này có thể vận chuyển xi măng theo phương nganh tới 200 m, theo phương đứng tới 30m. Năng suất thiết bị khi đường kính vít xoáy 150 mm đạt tới 1520 tấn/h, khi 250 mm đạt 75100 tấn/h. Chọn kiểu thiết bị bơm khí nén phụ thuộc vào công suất nhà máy, dây chuyền công nghệ, trộn bê tông 1 bậc hay 2 bậc…ở đây ta chọn thiết bị khí nén thông thoáng vận hành liên tục + Thiết bị bơm khí nén thông thoáng kiểu vận hành liên tục: Xi măng từ bunke tiếp nhận được đưa đến phần trên buồng hỗn hợp bằng băng chuyền ruột gà có áp lực. Buồng hỗn hợp chia làm 2 phần theo chiều cao, giữa 2 phần được ngăn bằng vật liệu xốp có nhiều lớp. Khí nén có P = 23atm đưa vào phần dưới buồng. Xi măng được nâng lên dưới dạng hỗn hợp và đi vào ống vận chuyển. Năng suất thiết bị 3060 tấn/h, có thể tới 100 tầu/h, vận chuyển lên cao tới 2030m, đi xa 200m. Thiết bị này sử dụng hiệu quả để vận chuyển xi măng liên tục vào bunke trung gian của phân xưởng trộn. Khi khoảng cách vận chuyển không xa quá 100 200 m. Các thông số kỹ thuật của thiết bị bơm khí nén thông thoáng kiểu vận hành liên tục như sau: Buồng hỗn hợp có dung tích: 2(m3) áp lực không khí nén: 4 (kg/cm3) Chi phí không khí: 4,1 m3/phút. Đường ống dẫn xi măng: 100(mm) Công suất thiết bị : 14 KW Khối lượng : 808 kg Năng suất : 11 T/h II.1.3. Vận chuyển bốc dỡ và bảo quản cốt liệu 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. Đá Cát Sơ đồ làm việc của phân xưởng tiếp nhận và bảo quản nguyên vật liệu: Bunke tiếp nhận Bunke tiếp nhận Bunke trung gian Băng tải Băng tải Băng tải Kho cốt liệu Băng tải Tính lượng dự trữ cốt liệu cho nhà máy. Tính lượng dự trữ cát. Vzc = Trong đó: Vzc: Lượng dự trữ cốt liệu (m3) Qng: Lượng dùng cát trong một ngày, Qng = 178,51 tấn/ngày Td: Thời gian dự trữ, lấy T = 5 ngày g0c: Khối lượng thể tích của cát, g0c = 1,45 T/m3 0,9: Hệ số chứa đầy ị 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 = 5 ngày Qng: Lượng dùng đá dăm trong một ngày, Qng = 361,44 tấn/ngày g0d: Khối lượng thể tích của đá, g0d = 1,5 T/m3 0,9: Hệ số kể tới sự chứa đầy ị 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: + Thể tích cần thiết ở Bunke chứa đá: 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: chiếc Chọn 3 chiếc Số Bunke chứa đá là: chiếc Chọn 5 chiếc Vậy trạm tiếp nhận gồm 8 Bunke xếp thành một dãy. Tính kho cốt liệu. Như trên đã chọn kho cốt liệu bán Bunke có một phần chìm phía dưới đất. Ta chọn kiểu khẩu độ 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: Trong đó: Lk: Chiều dài kho Vz: Lượng vật liệu dự trữ trong 5 ngày F: Diện tích mặt cắt ngang của kho. Kho chứa 2 loại vật liệu là đá dăm và cát. + Đối với cát: Vz = 178,51*5=892,55 (m3) + Đối với đá: Vz = 1807,2 (m3) Tổng chiều dài kho là: L = Lcát + Lđá = 22,04 + 44,6 = 66,64 (m) Lấy chiều dài kho L = 72 m theo môđun kiến trúc và ngăn thành 12 khoang: 4 khoang cát và 8 khoang đá. Tính phương tiện vận chuyển cốt liệu về nhà máy. 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 361,44 tấn, vậy số chuyến cần thiết trong một ngày là : 361,44/7,2 = 50,2 chuyến. Lấy tròn 50 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: chiếc Như vậy số xe cần thiết để vận chuyển đá là 19 xe, trong đó 18 xe chở còn 1 xe dự trữ. 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 178,51 tấn. Số chuyến cần thiết trong một ngày là: chuyến do đó số xe cần thiết để vận chuyển cát là 2 xe Ta chọn 10 xe trong đó 9 xe chở còn 1 xe để dự trữ. Tính chọn băng tải cấp liệu. Băng tải dưới dãy bunke tiếp nhận Như trên đã tính mỗi ngày cần 75 chuyến xe để chở cát và đá về nhà máy. Vậy số lượng vật liệu về trong một ngày là: 75.8.0,9 = 540 tấn Trong đó: 75 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: Chiều rộng của băng tải được xác định theo công thức: Trong đó Q: Năng suất vận chuyển, Q = 72 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: Chọn chiều rộng băng tải là B = 600 mm 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 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 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 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 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 Phân xưởng chế tạo hỗn hợp bê tông 2.2.1 Kế hoạch sản xuất các loại bê tông Năm Ngày Ca Giờ Bê tông mác 200# 6500 26,2 13,1 1,75 Bê tông mác 250# 36500 147,2 73,6 9,81 Bê tông mác 300# 21000 64,4 32,2 4,29 Bê tông mác 350# 6000 24,2 12,1 1,6 Sau hao hụt (hao hụt 1%) Mác 200# 6565 26,46 13,23 1,76 Mác 250# 36865 148,67 74,33 9,9 Mác 300# 21210 65,04 32.52 4,33 Mác 350# 6060 24,44 12,22 1,78 Công nghệ chế tạo hỗn hợp bê tông Giới thiệu Chế tạo hỗn hợp vữa bê tông bao gồm 2 giai đoạn . Cân đong nguyên vật liệu . Nhào trộn Quá trình cân đong: Vật liệu cân đong theo trọng lượng là xi măng, nước và phụ gia với độ chính xác ± 1%, cốt liệu với độ chính xác là ± 2%. Việc cân đong sẽ rất quan trọng bởi vì nó quyết định tính chất của hỗn hợp bê tông Cân xi măng và cốt liệu thường được đặt dưới các cửa tháo ở phần hình chóp của bunke chung gian. Cân nước thường được đặt trên máy trộn Trong các trạm trộn bê tông người ta thường dùng các loại cân tự động: cân tự động xi măng để cân xi măng, cân tự động cốt liệu để cân cốt liệu, cân tự động nước để cân chất lỏng. Quá trình nhào trộn: Trạm hỗn hợp bê tông phải đảm bảo cho vữa xi măng bao quanh bề mặt các hạt cốt liệu và phân bố đều trong cốt liệu lớn. Kết quả phải đạt được sự đồng nhất. Nghĩa là trong khối hỗn hợp ở mọi chỗ thành phần phải như nhau. Để trộn hỗn hợp bê tông người ta sử dụng nhiều cách trộn khác nhau: trộn theo kiểu rơi tự do và trộn cưỡng bức. Do đặc tính của máy trộn cưỡng bức có rất nhiều ưu điểm nên chúng em quyết định chọn máy trộn cưỡng bức để trộn hỗn hợp bê tông. Các trạm trộn bê tông thường được bố trí theo sơ đồ một bậc hay hai bậc. + Trạm trộn bê tông theo sơ đồ một bậc: các thiết bị được đặt trong nhà kín, vật liệu ban đầu chỉ nâng lên bunke trung gian có một lần. Các bunke trung gian này đặt ở tầng 2 của trạm trộn. Từ đó vật liệu chuyển động xuống dưới nhờ trọng lực. Theo sơ đồ này, thiết bị bố trí gọn và cho phép cơ giới hoá và tự động hoá toàn bộ quá trình sản xuất nhưng độ cao của nhà lớn 20 á30 m. Trạm xây dựng theo sơ đồ một bậc hoàn thiện hơn, chiếm ít diện tích mặt bằng, đảm bảo năng suất lớn. + Trạm trộn bê tông theo sơ đồ hai bậc: thường bố trí các thiết bị thành từng nhóm. ở nhóm một bao gồm các bunke trung gian, cân và bunke chứa vật liệu đã cân. ở nhóm hai gồm máy trộn cân nước và bunke phân phối hỗn hợp bê tông. Trong sơ đồ này vật liệu được nâng lên 2 lần: lần thứ nhất nâng lên các bunke trung gian cao từ 8 á10m, lần thứ hai bằng cần nâng đưa vào thiết bị nạp lên máy trộn ở độ cao không lớn lắm. *Nhận xét: Qua phân tích như trên, chúng em quyết định chọn trạm trộn bê tông theo sơ đồ một bậc, sử dụng máy trộn cưỡng bức. ưu điểm của loại máy này so với máy trộn tự do là: Thời gian trộn ngắn do đó năng suất cao, hỗn hợp bê tông đồng đều và có chất lượng tốt. - Việc chọn trạm trộn theo sơ đồ một bậc sẽ phù hợp với công suất thực tế của nhà máy. Sơ đồ nguyên lý hoạt động: Xi măng Bơm khí nén Vít xoắn ruột gà Bunke chứa Định lượng Cốt liệu (đá+cát) Phễu quay (phân phối cốt liệu) Bunke Định lượng Định lượng Nước Bunke trung gian Máy trộn cưỡng bức Xe gòng Phân xưởng tạo hình Băng tải Qua sơ đồ nguyên lý hoạt động ta thấy: Cốt liệu được vận chuyển từ kho cốt liệu qua băng tải lên lầu trộn. Cốt liệu (cát + đá) được vận chuyển trực tiếp vào phễu quay. Nhờ hệ thống phễu quay, các loại cốt liệu khác nhau được đưa tới các bunke chứa khác nhau. Sau đó cát + đá được định lượng và xả vào các bun ke trung gian để xả vào máy trộn. Xi măng được vận chuyển lên trạm trộn bằng bơm khí nén. Qua hệ thống lọc bụi xiclon, xi măng được đưa tới các bunke nhờ vít xoắn ruột gà. Từ các bunke, xi măng được định lượng và đưa tới bunke trung gian rồi xả vào máy trộn. - Nước được vận chuyển lên trạm trộn nhờ hệ thống máy bơm. Sau đó được định lượng và đưa trực tiếp vào máy trộn cùng với vật liệu ở bunke trung gian. Tính toán công nghệ và lựa chọn trang thiết bị cho p/x trộn 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= 70000 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= 3720 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 4 máy trộn loại Cb-79 cho phân xưởng trộn Tính chọn thiết bị định lượng Dựa vào bảng cấp phối chuẩn ta có bảng cấp phối sau: Mác bê tông X(kg) C(kg) Đ(kg) N(lít) 200 341 609 1237 212 350 416 591 1191 212 Dựa vào bảng này, ta chọn cân sao cho có thể cân được khối lượng lớn nhất: Cân vật liệu chính xác đóng vai trò quan trọng đảm bảo tính chất hỗn hợp bê tông và chất lượng của nó. 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. 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. 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 Tính chọn thiết bị phụ trợ 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: Lượng đá 24,1 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: chiếc Ta chọn 6 bunke có kích thước trên để chứa đá dăm. Lượng cát 11,9 m3/giờ (thời gian dự trữ 3 giờ) Vc = Chọn sơ bộ bunke có kích thước hình học như sau: Vbk = Vhộp + Vchóp cụt Vhộp = 2´2´2 = 8 m3 Vchóp cụt = = 2,625 m3 Vbk = 8 + 2,625 = 10,625 m3 Chọn hệ số sử dụng bunke là K = 0,9 Vậy: Vtt = Vbk .K = 10,625.0,9 = 9,563 m3 - Số bunke cần có để chứa cát là: chiếc Ta chọn 4 bunke có kích thước trên để chứa cát. Lượng xi măng PC40: 6,08 m3/giờ (thời gian dự trữ 3 giờ) Vx = Chọn bunke có kích thước hình học như sau: Vbk = Vhộp + Vchóp cụt Vhộp = 2.2.2 = 8m3 Vchóp cụt = = 2,625 m3 Vbk = 6 + 2,625 = 10,625 m3 Chọn hệ số sử dụng bunke là K = 0,9 Vậy: Vtt = Vbk .K = 8,625´0,9 = 9,563 m3 - Số bunke cần có để chứa ximăng là: chiếc Ta chọn 2 bunke có kích thước trên để chứa ximăng. 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 4 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. Tính 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. 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 = 24,1 + 11,9 =36 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 = Chọn B = 500mm. 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 = 6,69 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 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 2.3. Kho thép và phân xưởng gia công cốt thép 2.3.1. Giới thiệu về phân xưởng thép Thực tế cho thấy sản phẩm của nhà máy không sử dụng nhiều loại cốt thép, cốt thép chỉ sử dụng thép f6 nên có thể không cần thiết kế phân xưởng gia công cốt thép. Nhưng để đáp ứng yêu cầu đa dạng hoá sản phẩm của nhà máy sau này chúng tôi dự định thết kế phân xưởng gia công cốt thép với nội dung sau: Phân xưởng thép gồm có kho thép và phân xưởng gia công thép : - Kho thép : dùng đẻ bảo quản thép dùng cho việc chế tạo gia công cốt thép . - Phân xưởng gia công thép đặt các thiết bị nắn thẳng, cắt thép, hàn và tổ hợp thành khung 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 bê tông. Việc sử dụng cốt thép trong cấu kiện bê tông cốt thép cho phép làm tăng phạm vi ứng dụng của loại vật liệu bê tông vốn rất ưu việt này. Ngoài ra việc sử dụng cốt thép ứng suất trước còn mở rộng việc ứng dụng bê tông 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 cẩu lắp ghép. Sau đó lắp ghép, tổ hợp chúng thành kết cấu chịu lực của các sản phẩm được sản xuất trong nhà máy . Để chế tạo các linh kiện cốt thép trong nhà máy ta dùng dây chuyền 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. Kế hoạch cung cấp và gia công cốt thép cho sản xuất sản phẩm. 2.3.2.1 Kế hoạch cung cấp cốt thép Lượng dùng theo thời gian chưa kể hao hụt : Loại sản phẩm Đơn vị Năm Ngày Ca Giờ Panel sàn rỗng 8 lỗ rỗng kg 200076 806,76 403,38 53,78 Chiếc 4789 19,31 9,66 1,29 6 lỗ rỗng kg 157149 633,67 316,83 42,24 Chiếc 3259 13,14 6,57 0,88 5 lỗ rỗng kg 159484 643,08 321,54 42,87 Chiếc 3668 14,79 7,40 0,99 Panel sàn đặc kg 1041869 4201,08 2100,54 280,07 Chiếc 8287 33,42 16,71 2,23 Panel tường trong kg 615232 2480,77 1240,39 165,38 Chiếc 7253 29,25 14,62 1,95 Tổng kg 2173810 8765,36 4382,68 584,36 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 Panel sàn rỗng 8 lỗ rỗng kg 202076,8 814,82 407,41 54,31 Chiếc 4836,89 19,50 9,76 1,30 6 lỗ rỗng kg 158720,5 640 320 42,67 Chiếc 3291,59 13,27 6,63 0,884 5 lỗ rỗng kg 161078,8 649,51 324,76 43,3 Chiếc 3704,68 14,94 7,47 0,996 Panel sàn đặc kg 1052287,7 4243,09 2121,55 282,87 Chiếc 8369,87 33,75 16,87 2,25 Panel tường trong kg 621384,32 2505,58 1252,79 167,04 Chiếc 7325,53 29,54 14,77 1,97 Tổng kg 2195548,1 8853,02 4426,51 590,20 Kế hoạch gia công các linh kiện cốt thép Bảng thống kê cốt thép cho panel sàn rỗng loại có 8 lỗ rỗng Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 6 2900 30 87 19,32 2 6 3360 30 100,8 22,38 Tổng khối lượng thép cho mỗi sản phẩm là 41,7 kg Bảng thống kê cốt thép cho panel sàn rỗng loại có 6 lỗ rỗng Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 6 5800 22 127,6 28,33 2 6 2560 35 89,6 19,89 Tổng khối lượng thép cho mỗi sản phẩm là 48,22 kg Bảng thống kê cốt thép cho panel sàn rỗng loại có 5 lỗ rỗng Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 6 6200 18 111,6 24,78 2 6 2160 39 84,24 18,70 Tổng khối lượng thép cho mỗi sản phẩm là 43,48 kg. Bảng thống kê cốt thép cho panel sàn đặc Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 6 5600 64 358,4 79,56 2 6 6320 33 208,56 46,30 Tổng khối lượng thép cho mỗi sản phẩm là 125,86 kg Bảng thống kê cốt thép cho panel tường trong Kí hiệu Hình dáng Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Số lượng (cái) Tổng chiều dài (m) Trọng lượng (kg) 1 6 6100 28 170,8 37,92 2 6 5560 38 211,28 46,90 Tổng khối lượng thép cho mỗi sản phẩm là 84,82 kg 2.3.3 Vận chuyển, bốc xếp và bảo quản thép 2.3.3.1 Chọn và xác định các phương tiện vận chuyển cốt thép về nhà máy. Phương tiện vận chuyển cốt thép về nhà máy Thép mua ở Thái Nguyên, 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 thép dùng cho một ngày là 8,853 tấn, vậy số chuyến cần thiết trong một ngày là : 8,853/7,2 = 1,23 chuyến. Lấy tròn 1 chuyến, ô tô đi với tốc độ 50km/giờ. Như vậy số xe cần thiết để vận chuyển thép là 2 xe, trong đó 1 xe chở còn 1 xe dự trữ. 2.3.3.2 Phương pháp bốc dỡ và bảo quản cốt thép 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 ặ6 Kg 2195548,1 8853,02 4426,51 590,20 Sử dụng cầu trục có đặc tính kỹ thuật như sau : Sức nâng : 5 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 : 80 kg Mỗi lần cầu trục cẩu một bó thép có khối lượng < 500 kg. Số lần phải đưa thép cuộn vào đúng vị trí trong một ngày : n = Lấy 18 lần Như vậy một ngày có 18 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 : 818 = 144 phút/ngày = 2,4 giờ/ngày Như vậy ta chọn 1 cầu trục mỗi ca thực hiện việc bốc dỡ cốt thép trong khoảng thời gian là giờ/ca Tính diện tích kho để lưu trữ cốt thép 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 2195548,1 8853,02 4426,51 590,20 Ta xác định diện tích kho thép theo công thức: Fk = (). Zt . k Trong đó: AC , : Lượng thép cuộn 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 k : Hệ số tính đến nối đi lại k = 2,5 Từ đó ta có : Fk = (). 20 . 2,5 = 368,88 m2 Chọn diện tích kho là 370 m2. 2.3.4 Công nghệ chế tạo các linh kiện cốt thép Sơ đồ công nghệ chế tạo khung cốt thép (hàn) Cắt sơ bộ Thép Làm sạch, nắn thẳng Kho sản phẩm Hàn Cắt đúng kích thước Theo sơ đồ công nghệ như trên quá trình chế tạo các linh kiện cốt thép được mô tả như sau: 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 đó thép được đưa qua máy nắn thẳng và cắt thành những đoạn có chiều dài cần thiết. Cuối cùng, ta dùng máy hàn điểm để hàn các thanh lại thành khung cốt thép cần thiết. Ngoài ra để tiết kiệm thép người ta còn dùng máy hàn nối đầu để nối các thanh ngắn thành thanh dài, sau đó đem cắt thành các thanh có chiều dài cần thiết. Sơ đồ công nghệ chế tạo khung cốt thép ứng suất trước Cắt sơ bộ Thép Làm sạch, nắn thẳng Căng và neo cốt thép Cắt đúng kích thước Máy tạo mũ Theo sơ đồ công nghệ như trên quá trình chế tạo các linh kiện cốt thép ứng suất trước cũng qua các công đoạn nắn thẳng, cắt đúng kích thước. Sau đó thép được đưa đến máy ép tạo mũ neo. Tại đây, người ta ép các mũ ở hai đầu bằng máy hàn nối, bằng các neo đó thanh thép được căng tựa trên các trụ căng của khuôn qua các long đen 2.3.5 Tính toán, lựa chọn trang thiết bị cho phân xưởng thép 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 cuộn ặ6 M 9889856,3 39878,45 19939,23 2658,56 Dựa vào bảng thống kê cốt thép ta xác định được số m cốt thép cần phải tuốt trong một giờ là. L1 = 2658,56 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. Máy nắn, cắt liên hợp. Cốt thép sau khi được đưa vào máy tuốt thép để làm sạch bụi dỉ thì được đưa 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 ặ6 2900 145106 585,1 292,55 39 113,1 ặ6 3360 145106 585,1 292,55 39 131,04 ặ6 5800 72414 292 146 19,47 112,9 ặ6 2560 115205 464,54 232,27 30,97 79,28 ặ6 6200 66684 268,89 134,44 17,93 111,14 ặ6 2160 144482 582,59 291,3 38,84 83,89 ặ6 5600 535671 2159,97 1079,98 144 806,39 ặ6 6320 276205 1113,73 556,87 74,25 469,25 ặ6 6100 205114 827,08 413,54 55,14 336,34 ặ6 5560 278370 1122,46 561,23 74,83 416,06 Tổng 2659,39 Từ bảng thống kê trên ta có tổng số mét thép cần cắt trong 1 giờ là : 2659 m/h. Tổng số m thép cần nắn và cắt trong một phút là: L = = 44,32 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 = = 52,14 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 Chọn 3 máy. Tính chọn máy ép đầu mũ Các thanh cốt dọc dùng để sản xuất panel sàn rỗng loại 6 lỗ và 5 lỗ 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 72414 292 146 19,47 ặ6 Thanh 66684 268,89 134,44 17,93 Tổng số Thanh 139098 560,89 280,44 37,4 Theo bảng kế hoạch trên ta có tổng số thanh ép là 37,4 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 Chọn máy hàn điểm. Máy hàn nối đầu. Chọn máy có các thông số kỹ thuật sau: Ký hiệu máy : MCP –100 Đường kính lớn nhất của thanh thép: 25mm Năng suất nối : 100 thanh/giờ Công suất động cơ: 25kw Cường độ dòng điện: Imax = 1200A Hiệu điện thế : 380 V Kích thước biên: Dài : 2846mm Rộng : 1865mm Cao : 1360 mm Trọng lượng : 1360 kg