BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN MÁY VÀ DỤNG CỤ CÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
MÃ SỐ: 130.12.RD/HĐ-KHCN

Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA
CÁNH TRỘN ĐẾN ĐỘ MÒN (TUỔI THỌ) CỦA CHÚNG
TRONG CỐI TRỘN BÊ TÔNG HAI TRỤC NGANG

Cơ quan chủ trì TS. NGUYỄN ĐỨC MINH
Chủ nhiệm đề tài Ths. TRẦN NHƯ HIẾU
Hà nội, 2012 MỤC LỤC
MỤC LỤC 4

2.4.2. Ảnh hưởng của góc nghiêng α đến độ mòn của cánh trộn khi trộn ướt 33
2.4.3. Phương trình toán học mô phỏng quá trình mòn. 36
2.4.4. Kết luận 36
CHƯƠNG 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39
PHỤ LỤC 41
DANH MỤC BẢNG BIỂU – HỈNH ẢNH

Hình 1–1: Cát vàng làm bê tông 5
Hình 1–2: Hạt cát soi dưới kính hiển vi 5
Hình 1–3 : Đá làm bê tông 6
Hình 1–4: Kích thước của đá làm BTĐL 6
Hình 1–5 : Mô tả quá trình hình thành của bê tông 7
Hình 1–6: Sơ đồ cấu tạo cối trộn bê tông 2 trục ngang 8
Hình 1–7: Biểu đồ quan hệ giữa thời gian và chất lượng trộn 9
Hình 1–8: Quỹ đạo chuyển động phức tạp của vật liệu và khu vực nhào trộn 10
Hình 1–9: Phạm vi chịu mài mòn trên thân cối 11
Hình 1–10: Góc nâng cánh trộn 11
Hình 1–11: Góc nâng cánh trộn 12
Hình 1–12: Góc nghiêng cánh 12
Hình 1–13: Cánh trộn cối EUROTEC – ITALIA 13
Hình 1–14: Cánh trộn cối LIEBHERR–CHLB Đức 14
Hình 1–15: Bố trí cánh trong cối 2 trục ngang của hãng LIEBHERR–CHLB Đức . 14
Hình 1–16: Bố trí cánh trong cối 2 trục ngang của hãng SICOMA–CHLB Đức 15
Hình 1–17: Cánh trộn bị mòn 16
Hình 1–18: Cánh trộn bị mòn sau khi trộn bê tông 16
Hình 1–19: Biểu đồ chịu tải của cánh trộn bê tông 17

hai trục ngang do IMI thiết kế chế tạo đ
ã chiếm được niềm tin của những đơn vị sử
dụng trong nước. Đặc biệt là cối trộn bê tông hai trục ngang của IMI đã được sử
dụng hầu hết ở các công trình trọng điểm như thủy điện Sơn la, Đồng nai 4, thủy
điện Bản chát v.v…
Do đặc thù phát triển của công nghệ bê tông hiện nay như công nghệ bê tông
đầm lăn, bê tông lạnh … thì việc tính toán hoàn thiện thiế
t kế chủng loại cối hai trục
ngang là việc làm hết sức cấp bách và cần thiết, đặc biệt là nghiên cứu quá trình
mòn của cánh trộn – chi tiết quan trọng nhất tạo nên chất lượng của bê tông. Tiếp
nối công việc hoàn thiện cho thiết kế loại cèi trén bê tông hai trôc ngang Viện máy
và dụng cụ công nghiệp sẽ tiến hành nghiên cứu đề tài : “Nghiên cứu ảnh hưởng
của các thông số hình học của cánh trộn đến
độ mòn (tuổi thọ) của chúng trong
cối trộn bê tông hai trục ngang”.

4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CỐI TRỘN BÊ TÔNG HAI TRỤC NGANG
1.1. Bê tông và đặc điểm, tính chất của cốt liệu trong bê tông
1.2. Cối trộn hai trục ngang trong sản xuất bê tông
1.3. Thông số hình học của cánh trộn bê tông hai trục ngang
1.4. Các dạng hư hỏng của cánh trộn
1.5. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.6. Tình hình nghiên cứu trong nước
1.1. Bê tông và đặc điểm, tính chất của cố

ù
ự
ứng dụn
g
0
0mm. Vậ
t
Cườ
n
g
hiệm nén
Tùy
t
h
ia thành
8
H
H
ù
ng trong
g
công ng
h
t
liệu đá t
ạ
n
g độ (độ
một lượn
g

át vàng l
à
H
ạt cát soi
ê
tông thư
ờ
g
cho đập
t
u
ng chịu l
ự
đá dùng
c
x
i lanh bằ
n
n
g xi lanh,
eo TCVN
à
m bê tôn
g
dưới kính
ờ
ng có cỡ
h
t
huỷ điện

à
đ
á dăm
t
ừ
7
. Mác củ
a

4
0mm, ng
à
c
ủa đá có
.

c định th
ô
à
độ nén đ
ậ
đá thiên
n
a
đá dăm t
5
à
y nay vớ
i
thể lên tớ

0
n
ê
l
à
q
u
á
c định th
e
ư
ới 1,5 lầ
n
0
0 và trên
Đá d
ù
ê
n các cạn
h
Nướ
c
à
m cho cư
ờ
u
á trình th
i
e
o độ nén

H
ình 1–4:
K
p
hần giúp
c
a
bê tông
t
c dễ dàng.
x
i lanh (1
0
á
c dưới 30
0
ê
tông có
n
v
iên đá.
h
1–3 : Đá
K
ích thước
c
ho xi mă
n
t
ăng lên.

n

gm
BTĐL
n
g tạo ra c
á
t
ạo ra độ l
ư
n
mác bê t
ô
đối với b
ê
n
h,các bề
m
á
c sản phẩ
m
ư
u động c
ầ
6
ô
ng, khôn

u
C
ph
1
.
b
ứ
n
h
(
c
tr
tr
ụ
đ
á
tr
i
ứ
n
n
g
H
s
u
Xi
m
a
cường đ
ộ

,
Tron
g
iển mạnh
m
n
g dụng c
á
g
hệ sản x
u
H
iện nay c
h
u
ất lớn và
c
m
ăng là thà
n
ộ
cho bê t
ô
c
ường độ
c
Hình 1–
5
ể
m tỉ lệ lớ

ơ
á
c công n
g
u
ất bê tôn
g
h
úng ta đã
c
ho nhiều
l
n
h phần c
h
ô
ng. Chất
l
c
hịu lực củ
a
5
: Mô tả
q
n
trong th
à
á
c dạng hư
c

n
g
và các v
ậ
chế tạo đ
ư
l
oại bê tôn
g
h
ất kết dín
h
lượng và
h
a
bê tông.
q
uá trình h
à
nh phần
t
hỏng chín
h
o
ng sản x
u
n
bê tông
n
k

h
để liên
k
h
àm lượn
g
ình thành
c
t
ạo nên bê
h
của cán
h
u
ất bê tôn
g
n
hư trộn c
ư
ngang. T
u
là kích th
ư
r
ộn hai trụ
g
có cốt li
ệ
nhiệm vụ
tông.

.
ư
ỡng bức k
i
u
y nhiên
v
ư
ớc đá cốt
c
ngang đ
ã
ệ
u lớn, đó
l
trộn đều
h
c
ủa nước
t
n
g các côn
g
g
iới. Cùng
c
cũng kh
ô
n
bê tông

ậ
t
a đã có
m
g
trình lớ
n
với sự ph
á
ô
ng ngừng
t
ự động v
ớ
g
tốt.
7
ớ
i nhau tạ
o
q
uan trọn
g
đ
á là thàn
h
ò
n, tróc
ứ
ng, cưỡn

7

o

g

h

g

a

n

u

i

,

t

,

g

.

g


Thời gian trộn 30s
Thời gian xả 10s
Tổng thời gian 70s
1.2.3. Ưu điểm nổi bật của cối trộn hai trục ngang:
a) Chất lượng nhào trộn tốt, thời gian trộn ngắn: Hình 1–7: Biểu đồ quan hệ giữa thời gian và chất lượng trộn H
tr
c
h
đ
ộ
đ
ề
b
ề
t
h
t
á

h
ời với việ
c
á
c dụng là
m
u
y nhiên c
ũ
ả
i trọng tác
m
ài mòn n
h
m
ài mòn cò
n
c) Tốc
đ
d) Diện
trộn,
(hìn
h
t
rộn hai tr
ụ
h
ình 1–6),
h
ợp vật liệ

h
iều nhất l
à
n
lại chủ
y
đ
ộ xả hỗn
h
tích chịu
phần bị
m
h
1–10). Đ
i
ụ
c ngang t
ạ
có thể trộ
n
u
dẻo và c
á
uyển độn
g
hai trục
n
u
sẽ được
c

h
ợp sau tr
ộ
m
ài mòn
n
m
ài mòn c
ò
i
ều đó có
n
ạ
o ra nhữ
n
n
được cá
c
á
c loại bê
t
g
phức tạp
c
n
gang các
c
ác cánh t
r
ừ

v
òn lại ch
ủ
n
gh
ĩ
a là tu
ổ
n
g chuyển
c
loại bê t
ô
t
ông có độ
c
ủa vật liệ
u
cánh trộn
r
ộn quét v
à
e
o suốt ch
i
ó
tác dụng
hạt vật li
ệ
làm mài

ng với cố
t
sụt thấp.
u
và khu v
ự
được gá
n
à
nâng lên,
ều dài thù
n
nhào trộ
n
ệ
u sẽ chuy
ể
m
òn bề mặ
t
t
heo suốt
c
ụ
c, tăng ch
ấ
ự
c va đập
n
hanh bị h

chuyển đ
ộ
ù
ng trộn, v
i
n
tốt tạo n
ê
ể
n động v
à
t
của cánh
c
hiều dài t
r
ấ
t lượng c
ủ
theo chu
k
ư
hỏng. K
h
h
ai trục tr
ộ
lớn.
i
ệt nằm gi

r
ượt trê
n
trộn, đồn
g
r
ục trộn c
ó
ủ
a bê tông
,
k
ỳ liên tục
,
h
u vực chị
u
ộ
n, phần b
ị
ữ
a hai trụ
c
t
hùng trộ
n
0

c


1
.
c
á
1
.
tr
li
ệ
d
ễ
c
h
.
3. Thông
Thô
n
á
nh, góc n
g
.
3.1. Góc
n
Góc
n
ộn. Góc n
â
ệ
u chuyển
ễ

c của cá
n
học của c
á
c
ánh,
b
iên
d
(góc tay t
r
là góc gi
ữ
n
h trộn m
ụ
d
ạng xoắn
v
ế
u tố góc
n
H
ình 1–10:
trôc trén
tay trén
c¸nh tré
n
P
hạm vi ch

một bộ c
á
n
của cánh
r
ộn chiếu
l
nâng các
h
ng đều bê
l
à rất quan
cánh t
r
ộn
n
trên thâ
n
g
cối trộn
á
c thông s
ố
,
vị trí cán
h
l
ên phươn
g
h

n
h trộn.
ó
c với trụ
c
o
dòng vậ
t
bê tông l
à
ự
c tiếp đế
n

g

c

t

à

n
đ
ầ
1
.

n
âng λ=9
0
H
n
âng cán
h
đ
ảm bảo đ
ộ
n
ghiêng c
ủ
nghiêng
c
n
g song v
ớ
ớ
i các hạt
v
o
kết quả
n
g
của cánh
0
o

H

. Góc ngh
i
ả
m tải trọn
của t
r
ườn
g
2
0
– 50
0
th
ì
cánh t
r
ộn
0
–90
0
tùy
y
r
ộn.
g
iữa cánh
t
i
êng α có
t

g λ=60
o

c
h thước c
ủ
ớ
i trục trộ
n
ạ
o cho cá
n
c
ánh.
T
rung Quố
c
đ
ầu ra đạt
y
–12: Gó
c
1
2
ủ
a cốt liệ
u
n
chiếu lê
n

α
T
h
l
ê
n
h
t
h
d
ẫ
1
.

Mối
u
a công t
h
r
ong đó:
V
V
y
l
à
V
là vận tố
c
là góc ng
h

vận tốc t
h
c

t
ương đố
i
h
iêng của
c
ê
n lý t
r
ộn
b
s
ự đồng đ
ề
c
hậm dẫn
đ
nếu góc n
i
gian trộn
d
ạng pro
fi
i
n của cán
h

đ
ến thời g
i
g
hiêng α
c
bê tông c
à
fi
n của cán
h
trộn tron
g
1
3: Cánh
t
ố
c dòng c
h
V
.sinα (
m
V
.cosα (
m
ư
ơng vuô
n
g
t

m
/s)
m
/s)
n
g góc với
t
ê
n bề mặt
c
t
rộn
c
ngang th
V
y
sẽ tạo
c
ê
tông diễ
n
t
hì dòng v
ậ
2
trục nga
n
U
ROTEC–
I

ợ
h
iệm vụ nâ
n
v
ật liệu ch
u
h
hay chậ
m
g
chuyển
đ
c
ó dạng rấ
t

1
3
ợ
c thể hiệ
n
n
g vật liệ
u
u
yển độn
g
m
. Từ côn

Tùy
t
h
ọn số cá
n
ụ
c trộn.
H
ình 1–15:
Hình 1–
1
í
cánh trộ
n
t
heo yêu c
ầ
n
h trên 1 tr
ụ
Bố trí cán
h
1
4:Cánh t
r
n
trong cố
i
ầ
u của chấ

ông thườ
n
a
ng của h
ã
C
HLB Đứ
c
c
ấu tổng t
h
n
g số cán
h
ã
ng LIEB
H

c

h
ể của thiế
t
h
từ 8–12
c
H
ERR–CH
L
1

b
ề
đ
ộ
H
ình 1–16:
B
.
4. Các dạ
Do t
í
à
m việc v
à
ộn là dạng
Hiện
ọ
c:
– M
ò
ế
p xúc vớ
i
g
hệ bê tôn
g
ộn tiếp xú
c
m
ặt cánh tr

p
g
thì sự ă
n
c
với khối
ộ
n gây mà
i
ò
n cơ học:
h
trộn tron
g
h
o bề mặt
c
h
trong cố
i
n
g của cán
ủ
a bê tông
t
ác động
c
b
ề mặt cá
n

u
c
ủa nó, có
n
h trộn.
h
trộn là
s
n
g này là
d
o
á chất, dẫ
n
l
à không
đ
hạt mài (
c
m
òn do các
h
trộn. Cá
c
b
ị bong tró
c
a
ng của h
ã

n
ạ
ng hư hỏ
n
giữa mò
n
u
á trình l
à
m
òn. Thôn
g
v
ới mòn c
ơ
i đó các h
ạ
c
ơ học của
á
t sinh ra
t
p
há huỷ bề
M
A–CHLB
n
cũng nh
ư
n

n
u
của cán
h
v
à mòn c
ơ
á
nh trộn s
ẽ
t
rong côn
g
ề
mặt cán
h
r
ượt lên b
ề
u t
r
ượt lê
n
t
rộn sẽ tá
c
h
chóng.
5


ứ
t tế vi, c
á
t
r
ộn mới
Hình1–
1
à
i các dạn
g
đ
ổi liên tụ
c
á
c vết nứt
n
Hình

1
8:Cánh tr
ộ
g
hư hỏng
c
trong qu
n
ày là ngu
y
h

t gãy cán
h
m
òn
n

ộ
n bê tôn
g

dạng hư
h
l
ực va đập
h
trộn. h
ỏng cong
lớn gây
n
1
6
gãy do tả
i
n
ên các vế
t
6

1.6. Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong những năm qua, cối trộn hai trục ngang đã được ứng dụng để sản xuất
nhiều loại bê tông khác nhau đặc biệt là bê tông đầm lăn, bê tông lạnh thi công các
đập thủy lợi, thủy điện, các hồ chứa nước lớn.
Tuy nhiên các cối trộn hai trục ngang hiện nay ở Việt nam chủ yếu là nhập
ngoại hoặc chế tạo theo mẫu, do đó cho tới nay ch
ưa có một nghiên cứu thật sự
hoàn chỉnh để đánh giá ảnh hưởng của thông số hình học của cánh trộn đến quá
trình mòn của chúng khi trộn bê tông.
Với mục đích xác định mối quan hệ giữa các thông số hình học với quá trình
mòn cánh từ đó có những cơ sở đánh giá sâu hơn trong việc thiết kế, lựa chọn vật
liệu cũng như công nghệ chế tạo loại c
ối trộn hai trục ngang cho phù hợp với hoàn
cảnh kinh tế ở Việt nam.
Viện Máy và Dụng cụ công nghiệp là đơn vị có nhiều thành công trong việc
nghiên cứu chế tạo các thiết bị phục vụ cho công nghiệp bê tông của ngành xây
dựng. Viện đã nghiên cứu chế tạo và đưa vào sản xuất nhiều loại cối trộn bê tông
cưỡng bức kiểu trục đứng, trục đứng hành tinh và hai trục ngang, ứng d
ụng thành
công và đạt hiệu quả kinh tế lớn. Với khả năng và kinh nghiệm sẵn có đồng thời để
đáp ứng nhu cầu thực tiễn của xã hội, Viện Máy và Dụng cụ công nghiệp sẽ tiến
hành nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của thông số hình học của cánh trộn đến quá
trình mòn của chúng khi trộn bê tông.

2
.


h
ịu tổng h
ợ
- Lực
W
L
ực tác dụ
n
C
ác thông
N
ghiên cứ
u
T
ổng hợp
k
c
dụng lê
n
C
ác lực cả
n
o
[2]
d
o kí
c
n
các cánh
ợ

W
1
=
q
CHƯ
Ơ
DUNG N
G
h
trộn
ọ
c ảnh hưở
n
v
à chế tạo
t
nghiệm v
à
n

g
lên cánh
h
ình học c
ủ
h
au. Trong
ứ
c tạp (Hì
n

a
N
)
ỨU
á
trình mò
n
nghiệm.
h
số liệu.
á
nh t
r
ộn q
u
h
là như
n
tr
ộn bê tô
n

a
hỗn hợp
v
(1)
n
cánh
uay xung
q
H
ph
Tron
g
+ q
1

l
+ μ l
à
+ ϕ l
à
H
ình 2–2:
C
- Lực
W
h
ần lực li
t
Tron
g
+ m
2
+ ω
l
+ x
l

là khối l
ư
l
à vận tốc
g
l
à khoảng
n
.
ợ
ng của k
h
a
sát giữa h
c
tại thời đ
i
n
thành ph
ầ
a)
M
b)
Ma
c) Lực
c
m
a sát của
n
hợp chu

c
ản cắt tr
ê
hỗn hợp
s
y
ển động
n
=
m
2
.x.ω
2
i
ệu chuyể
n
n
h trộn;
ọ
ng tâm c
ủ
g
mà cánh
t
thành của
án của cá
n
h
trộn i
thành thù

g t
r
ộn;
n
ghiên
g

h
của cánh
n
thành củ
a
r
ộn (hình 2
–
(2
ờ
cánh trộ
n
ư
ợng vật li
ệ
ậ
n chuyển
n
.

a
thùng trộ
n

–sinϕ.μ+ m
2
.x.ω
2
.μ ) (N) (3)
- Lực W
4
là lực cản tỉ lệ với ứng suất cắt của hỗn hợp tác dụng lên cạnh phía
trên của cánh trộn
W
4
= A
1
.τ (N) (4)
Trong đó:
A
1
– diện tích chịu cắt ở cạnh phía trên của cánh trộn ứng với góc quay dϕ
τ– ứng suất cắt của hỗn hợp.
- Lực W5 là lực cản ma sát do trọng lượng của hỗn hợp sinh ra ở phía trên của
cánh (hình 2–3a)
W
5
= q
3
.sin sinϕ.μ (N) (5)
Trong đó:
q3– trọng lượng của phân tố hỗn hợp nằm trên cạnh phía trên của cánh trộn
- Lực W6 là lực cản ma sát ỏ cạnh phía trên của cánh trộn do ảnh hưởng của áp suất
theo phương vuông góc sinh ra do lực cản cắt (hình 2–3b)

c
á
H
ình 2–3:
C
- Lực
W
á
nh (hình
2
Tron
g
- Lực
W
–
3b) của c
á
- Lực
W
á
nh t
r
ộn g
â
Tron
g
q
4
C
ác lực cả

4
: trọng lư
ợ
n
thành ph
ầ
)

M
a s
)

M
a s
)
Các
l
c
ản nâng
W
7
= q
2
m
2
.g là trọ
n
c
ản ma sát
t

2
.cosϕ (N)
n
g lượng c
ủ
t
t
r
ên bề m
W
4
là W
7
v
à
μ
.Q
7
.cosα
do trọng
l
4
.cosϕ (N
)
ỗ
n hợp nằ
m
g
lên cánh
t

rộn
n
g của cán
h
á
nh trộn;
hợp.
h
ỗn hợp si
n
(7)
t
rên cánh
t
ộ
n đặt nghi
b
ằng Q
7

(8)
vật liệu tr
ê
(9)
h
tay đòn c
ủ
h
trộn;
n