Đồ án Máy Sản Xuất Vật Liệu Xây Dựng

chơng một
Giới thiệu chung về quá trình sản xuất gạch
Môn học máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng đóng vai trò quan
trọng,cung cấp kiến thức cơ bản cho sinh viên nắm vững nguyên lý cấu tạo,
hoạt động của máy. Từ đó làm chủ thiết bị máy móc, vận hành khai thác tốt để
đạt đợc hiệu quả chất lợng sản phẩm, kinh tế cao nhất.
Số lợng và chủng loại thiết bị máy móc trong sản xuất gạch, va gông, kích
thuỷ lực, băng tải, máy nghiền, máy đùn ép... Vì vậy, việc tính chọn các thiết bị
có ý nghĩa rất quan trọng, có ý nghĩa mang lại hiệu quả vốn đầu t, chất luợng
của sản phẩm cũng nh trong việc bảo vệ môi trờng sản xuất, tạo điều kiện thuận
lợi cho ngời lao động bớt nặng nhọc.
Trong gai đoạn hiện nay, nhu cầu gạch cho xây dựng là rất lớn, góp một phần
đáng kể trong giá thành của công trình. Những tính chất của nguyên liệu, loại
sản phẩm, khối lợng sản xuất, các phơng pháp phối liệu quyết định đến dây
truyền công nghệ sản xuất.
Sản phẩm gạch tiêu chuẩn có kích thớc tiêu chuẩn 220 ì 110 ì 65mm và đợc
sản xuất bằng các phơng pháp khác nhau. Trong nội dung đồ án này, sản xuất
gạch theo phơng pháp dẻo.
1/ Nguyên liệu.
Trong công nghệ sản xuất gạch và các loại gốm xây dựng theo phơng pháp
dẻo, nguyên liệu đợc sử dụng chủ yếu là đất sét.
Các loại nguyên liệu đất sét sản xuất gạch và gốm xây dựng cần phải dễ tạo
hình, đảm bảo khi sấy, nung bán thành phẩm khong biến dạng và nứt, độ co
ngót không quá 6% đối với đất sét gầy, 6 10% với đất sét có độ dẻo trung
bình và lớn hơn 10% đất sét có độ dẻo cao.
2/ Phụ gia.
Dùng để cải thiện tính chất sấy (sa mốt, mùn ca) hoặc cải thiện điều kiện
nung (tro nhiệt điện, than). Ngoài ra, đối với đất sét không đạt tiêu chuẩn thì có
thể thêm phụ gia.

Trong qua trình tạo hình, đất sét bị ép chặt, khoảng cách các giữa hạt sét sẽ bị
thu nhỏ dần, không khí và nớc thừa sẽ bị đẩy ra khỏi đất, lợng không khí sẽ bị
hút ra ngoài bởi buồng hút chân không.
Đất sét trong máy đùn ép vít xoắn chuyển động rất phức tạp, vừa chuyển
động quay, vừa chuyển động dọc trục vít xoắn. Càng xa trục vận tốc dịch
chuyển càng lớn, đây là nguyên nhân gây ra sự trợt tơng đối giữa các lớp đất sét
ở khoảng cách khác nhau so với tâm trục, làm cho sự bám dính giữa các lớp
không chắc, làm xuất hiện vết nứt chữ S trên sản phẩm. Nếu lực ma sát giữa đất
sét và thân máy lớn thì làm cho đất sét chỉ chuyển động dọc trục mà thôi.
Các bộ phận chính của máy ép.
Buồng nạp liệu: Dùng để nạp đất sét vào thân máy. Trong buồng nạp liệu
có thể có 1 hoặc 2 trục nạp nhằm kéo đất sét xuống dới cánh vít. Phải dảm bảo
góc giữa đờng tâm trục nạp và tâm trục cánh vít với đờng nằm ngang một góc
= 35 ữ 50, khoảng cách giữa trục bề mặt trục nạp với vành ngoài của cánh
vít khoảng từ 2 ữ 3mm .
Thân máy: Là bộ phận nối giữa buồng nạp liệu và đầu ép, tại đây đất sét
đợc chuyển dịch và đợc từ từ nén chặt.
- 2 -- Dây chuyền tạo hình sản xuất gạch năng suất 20 triệu viên/năm


Đồ án Máy Sản Xuất Vật Liệu Xây Dựng
Khe hở giữa các mặt trong của thân máy với cạnh ngoài cùng của cánh vít từ
1 ữ 3mm và ở trong thân máy có lớp lót trên bề mặt tạo gân chạy dọc theo thân
máy nhằm hạn chế sự quay trở lại của đất.
Trục cánh vít: Là bộ phận quan trọng của máy ép vít xoắn, đẩy đất về phía
trớc và nèn chặt lại.
Đầu ép: tại đây đát sét đợc nèn chặt với áp lực cao nhất và vận tốc dịch
chuyển của các lớp đất nằm ở các lhoang cân bằng nhằm hạn chế việc rạn nứt.
Đầu ép có dạng hình nón.
Miệng đùn: Nhằm tạo cho sản phẩm có đợc hình dạng, kích thớc bề mặt

Đất sét đợc khai thác đa về kho bãi của nhà máy và đợc ủ một thời gian thờng là 3 tháng , để phong hoá và đạt độ đồng nhất cao. Sau đó, dùng các máy
đào, máy xúc chuyển vào máy cấp liệu thùng có nhiệm vụ đánh tơi đất sét. Từ
đây đất sét đợc băng tải đa vào máy tách đá để loại bớt đá. Sau đó đất sét đợc đa
vào máy nghiền trục nghiền thô và sẽ đợc làm ẩm ở máy nhào trộn hai trục. Tiếp
- 3 -- Dây chuyền tạo hình sản xuất gạch năng suất 20 triệu viên/năm


Đồ án Máy Sản Xuất Vật Liệu Xây Dựng
theo, đất sét đợc nghiền mịn bằng máy nghiền mịn trục lăn trớc khi đa vào máy
đùn ép để tạo hình sản phẩm. Các chất phụ gia nếu có sẽ đợc nghiền nhỏ, sàng
lọc và định lợng trớc khi đa vào máy nhào trộn hai trục để trộn đều với đất sét.
Từ máy đùn ép, đất sét sẽ đợc ép thành từng dải liên tục và đợc một máy cắt
ở ngay miệng đùn của máy ép cắt ra thành từng viên theo kích thớc đã định sẵn.
Sau đó các viên sét này dợc các máy xếp tự động (hoặc thủ công) đa vào các
buồng sấy (hoặc sấy phơi tự nhiên). Sau đó chất gạch mộc lên các va gông và
đẩy vào hầm sấy tuynel ( bằng kích thuỷ lực).Khi đã đợcđộ ẩm cần thiết khoảng
4%, chúng đợc chuyển vào lò nung tuynel với nhiệt độ khoảng 1050 0C và khi ra
khỏi lò nung ta đợc các loại gốm xây dựng.
Tuỳ thuộc vào chủng loại, tính chất , thành phần đất sét, qui mô sản xuất, mức
độ cơ giới hoá và tự động hoá trong dây chuyền công nghệ mà ta chọn các loại
thiết bị chế biến, tạo hình, các loại lò sấy, lò nung khác nhau để sản xuất. Các
thiết bị đợc bố trí hợp lý trong nhà xởng tùy thuộc vào dây chuyền công nghệ
mà có cách bố trí thiết bị sao cho tiện lợi. Nhng điều chung là các thiết bị đợc
đặt trong nhà xởng có mái che. Thờng thì bố trí theo đờng thẳng:
Máy cấp liệu nghiền trộn ép hoặc theo sơ đồ L;Z phụ thuộc mặt bằng sản
xuất, nhà xởng.
Máy cấp liệu


nghiền trộn ép


Băng tải

Than

Máy nhào hai trục

Băng tải

Băng tải
Máy nghiền mịn
Băng tải
Đùn ép
Máy cắt
Vagông
Phơi Sấy
Sấy tuynel
Vagông
Nung tuynel
- 5 -- Dây chuyền tạo hình sản xuất gạch năng suất 20 triệu viên/năm
Bãi sản phẩm


Đồ án Máy Sản Xuất Vật Liệu Xây Dựng

* xác định chế độ làm việc cho dây chuyền tạo hình
Trong một năm có khoảng:
52 ngày chủ nhật
8 ngày nghỉ lễ tết
Nghĩ sữa chữa: 15 ngày.

Q=

Q0 .V .(1+ ).(1 )
à .(1 a ).T .m.8. K tg

(m3/giờ).

Vậy năng suất giờ cho dây chuyền.

20.106.1,5015.10 3.(1 + 0,05).(1 0,33)
Q=
= 34,69 (m3/giờ).
0,5.(1 0,25).290.1.8.0,7
Năng suất tính theo viên/giờ:

Q0
20.106
Q=
=
= 14368
T .m.8.K tg 290.1.8.0,6

(viên/giờ).

Chơng ba
- 7 -- Dây chuyền tạo hình sản xuất gạch năng suất 20 triệu viên/năm


Đồ án Máy Sản Xuất Vật Liệu Xây Dựng


3
2,5 m/phút
126 vòng/phút
5000 mm
5,5 KW
(mm)
5930
2070
1200
2500 Kg
1m

2.Chọn máy nghiền thô.
Trong dây truyền sản xuất gạch đỏ máy nghiền thô sử dụng máy nghiền trục
lăn có 2 trục nghiền quay ngợc chiều nhau.
Chọn loại máy nghiền trục lăn để nghiền thô có các đặc tính kỹ thuật
sau:
Năng suất yêu cầu
Tên máy
Năng suất
Khe hở giữa hai trục
Đờng kính trục

34,69 m3/h
CMK-194
35 m3/h
2/4 mm
750 mm

- 8 -- Dây chuyền tạo hình sản xuất gạch năng suất 20 triệu viên/năm

Kích thớc bao
Dài
Rộng
Cao
Khối lợng

34,69 m3/h
CMK-194
35 m3/h
2/4 mm
750 mm
800 mm
65/190 vòng /phút)
55 KW
3390 mm
3030 mm
1545 mm
300 Kg

4. Chọn máy nhào trộn hai trục
Chọn loại máy nhào hai trục có lới lọc
Năng suất yêu cầu
Q=34,69 m3/giờ
Chọn máy có các thông số nh sau:
Tên máy
Năng suất
Kích thớc thùng (mm)
Dài
Rộng
Đơng kính quét của cánh (mm)

Chọn loại máy đùn ép có buồng hút chân không
Năng suất yêu cầu
Q=5030 viên/giờ
Chọn máy có các thông số nh sau:
Tên máy
CM-294
Năng suất
5000viên/giờ
Đờng kính vít ép
450m
Đờng kính trục
150mm
Số vòng quay của trục vít ép
30 vòng /phút
Công suất động cơ
55 KW
Kích thớc bao :
Dài
3090 mm
Rộng
995 mm
Cao
1040 mm
Khối lợng máy
5,7 tấn
6.Tính chọn băng tải đất sét.
Vì các băng tải trong dây chuyền đều vận chuyển một lợng tơng đơng nhau giữa các công đoạn trong phân xởng tạo hình.Vậy nên ta có thể tính
băng tải đất sét và chọn chung cho toàn bộ các công đoạn trong phân xởng tạo
hình.
Năng suất yêu cầu Q= 14,17m3/giờ.

1000
Lợng than trong một giờ:

700000
= 151Kg/giờ
290.8.2
Năng suất yêu cầu tính theo m3/giờ :

Q=

151
= 0,108(m 3 / gio)
1400

Với khối lợng thể tích của than = 1400 kg/m3.
Công thức tính năng suất Q= 3600.F.v (m3/giờ).
F : diện tích mặt cắt dòng tiết diện.
v : vận tốc băng tải lấy v=0,2 m/s.

F=

B0 B0
. .tg
2 2

Với =15 .
0

B 20
Vậy Q = 3600.(


Tính các thông số của máy đùn ép (tạo hình)
Sau khi đất sét đợc chế biến qua các máy ở trên, đất sét đợc băng tải chuyển
máy đùn ép với mục đích tạo hình thành sản phẩm.
Thông thờng, ta sử dụng máy đùn ép vít xoắn(máy ép len tô) cho công đoạn
này.Với yêu cầu của đồ án môn học này ta sử dụng máy đùn ép không có buồng
hút chân không.
1.Tính đờng kính ngoài cánh vít
áp lực ép đợc xác định bằng công thức thực nghiệm
p = 0,1. K 1. K 2 . 0,215W 2 10,621W + 130,5 + 11,5D 2



Trong đó:
K1: hệ số phụ thuộc vào độ dài đầu ép
K2: hệ số phụ thuộc vào độ dài miệng đùn.
Chọn chiều dài miệng đùn và đầu ép là 0,15(m) thì ta có
K1 = 0,878 và K2 = 0,820.
W: độ ẩm của đất sét(%): W = 18%.
D: đờng kính cánh vít ép (m).
p: áp lực của cánh phụ thuộc vào độ ẩm của đất sét và ta chọn ở trên
p = 0,9Mpa.
Thay vào công thức trên:
0,9 = 0,1.0,878.0,82.(0,215.18 - 10,621.18+130,5 + 11,5D)
D 0,52 hay D =52 (cm).
2. Tính bớc vít
Năng suất thực tế (m/h) của máng ép vít xoắn có thể xác định gần đúng
nh sau:

QTT =

S3 = 0,32(m).
Chiều dài của bớc vít giảm nhằm tăng lực ép của cánh lên đất.
Ta có: V2 = V3.(1- a)
.D 2
.D

.S 2 =
.
4
4(1 a) S 3
S2 =

S

3

1 a

=

0,32
= 0,42(m)
1 0,231

S2
0,42
=
= 0,55(m)
1 a 1 0,231
3. Tính công suất.

Vậy:
N1 = p.V.n = 0,9.10.0,3.0,0 679= 18819(W)
b) Tính N2.
áp dụng công thức:

D2
N2 =
.V2 . .L.
4
Trong đó:
D: đờng kính cánh vít ép: D = 0,52(m).
v1: vận tốc dịch chuyển của đất.
L: chiều dài phần thân máy (m).
L = (2,5 ữ 3,5)S.
chọn L = 2,5.S 3 = 2,5.0,32 = 0.8(m).
- 13 -- Dây chuyền tạo hình sản xuất gạch năng suất 20 triệu viên/năm


Đồ án Máy Sản Xuất Vật Liệu Xây Dựng
: khối lợng riêng của đất (N/m). = 15000 (N/m).
: hệ số cản chuyển động của đất sét từ (4 ữ 5,5). chọn = 5.
Vậy:

3,14.0,52
D2
N2 =
. v1..L. =
ì 0,093 ì15000 ì 5 ì 0,8 = 1184,43 (W).
4
4

Vậy:

N3 = Ae.n = .a.V.n = 732000 ì 0,231 ì 0,072ì 0,3 = 3601,66(W).
d) Tímh N4
Công suất tiêu hao do ma sát giữa đất và cánh vít:
2 .p.f.(R 3 r 3).
=
N4
3
R, r: là bán kính ngoài và trong của cánh vít (m).

R=

D 0,52
=
= 0,26( m)
2
2

r = d =0,173(m).
p: áp lực cánh vít: p = 0,9.10(pa).
f: hệ số ma sát giữa đất và cánh vít: f = 0,45.
: vận tốc góc của cánh vít:
= 2.n = 2 ì 3,14 ì 0,3 = 1,884(rad/s).
Vậy:

2 pf ( R 3 r 3 ). 2.3,14.0,9.10.6 0,45.(0,26 3 0,1733 ).1,884
N4 =
=
= 19803,23(W )

PGS.TS :Trần Văn Tuấn
K.S
:Nguyễn Thị Thanh Mai
Th.S
:Nguyễn Kiếm Anh
2. Sổ tay máy xây dựng
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật
Tác giả : PGS.Ts :Vũ Liêm Chính
PGS.Ts :Đỗ Xuân Đinh
KS
:Nguyễn Văn Hùng
KS
: Hoa Văn Ngũ
TS
:Trơng Quốc Thành
PGS.TS :Trần Văn Tuấn
3. át lát

- 16 -- Dây chuyền tạo hình sản xuất gạch năng suất 20 triệu viên/năm