Đồ án Máy sản xuất vật liệu xây dựng Thiết kế dây chuyền thiết bị sản xuất gạch đỏ

-----(((((----- ĐỀ TÀI “Thiết kế dây chuyền thiết bị sản xuất gạch đỏ” Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên : -----(((((----- Mục lục LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………1 Phần I :Giới thiệu về dây chuyền sản xuất gạch đỏ xây dựng……….2 I.Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất gạch đỏ xây dựng..2 1.Nguyên liệu dùng để sản xuất gạch đỏ xây dựng………………2 2.Mô tả quá trình sản xuất gạch đỏ……………………………….2 3.Cách bố trí máy trong dây chuyền công nghệ………………….3 4.Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất gạch……………….4 5.Tính năng suất của dây chuyền…………………………………6 II.Mô tả dây chuyền công nghệ sản xuất gạch. 8 1.Thiết bị cấp liệu…………………………………………………8 2.Máy nghiền thô đất sét………………………………………….10 3.Máy nhào trộn…………………………………………………..11 4.Máy nghiền tinh đất sét………………………………………....14 5.Máy tạo hình gạch……………………………………………....15 6.Máy tách đá……………………………………………………..17 7.Tính chọn băng tải……………………………………………....18 Phần II: Tính toán thiết kế máy đùn ép chân không………………...19 1.Tính toán các thông số cơ bản của máy………………………...19 2.Xác định công suất động cơ dẫn động………………………….21 3.Thiết bị cấp liệu………………………………………………...25 4.Kiểm tra năng suất của máy thiết kế……………………………25 5.Tính toán thiết kế bộ truyền…………………………………….26 6.Tính toán cụm trục vít ép……………………………………….31 Tài liệu tham khảo……………………………………………………37`LỜI NÓI ĐẦU Nền kinh tế phát triển nhanh nhu cầu về cơ sở hạ tầng ngày càng cấp thiết,để đáp ứng yêu cầu này của nền kinh tế thìcông nghệ xây dựng ngày càng phải phát triển.Trong đó một điều không thể thiếu chính là sự phát triển của ngành vật liệu xây dựng. Hiên nay ngành vật liệu xây dựng ở nước ta đã đạt được những thành tựu nhất định đáp ứng được yêu cầu của nền kinh tế.sản phẩm đa dạng về chủng loại và mẫu mã,chất lượng ngày càng được nâng cao.Gạch ngói là loại vật liệu không thể thiếu trong các công trình xây dựng.Công nghệ sản xuất gạch ngói ở nước ta đã có từ lâu và phát triển nhanh,từ sản xuất thủ công riêng lẻ đến nay một phần đã chuyển sang sản xuất theo phương pháp công nghiệp với việc sử dụng lò sấy tuylen cho năng suất cao và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.Gạch đỏ xây dựng được sản xuất từ đất sét,đất sét là nguồn nguyên liệu dồi dào nên gạch đỏ có giá thành rẻ nhất trong các loại vật liệu. Em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN THIỆU XUÂN và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đồ án môn học MSXVL với đề tài“Thiết kế dây chuyền thiết bị sản xuất gạch đỏ”. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện. phạm văn nguyên PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH ĐỎ XÂY DỰNG MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH 1.Nguyên liệu dùng để sản xuất gạch đỏ xây dựng. Nguyên liệu chính để sản xuất gạch đỏ xây dưng là đất sét.khi cần thiết hoặc đất không đạt tiêu chuẩn có thể cho thêm một số phụ gia. Gốm sứ xây dựng thường được sản xuất theo hai phương pháp: phương pháp dẻo và phương pháp bán khô. Theo phương pháp bán khô thì bột đất sét có độ ẩm từ 6÷8℅ ,theo phương pháp này gạch mộc có kích thước và hình dạng chính xác,cường độ cao,độ co ngót khi sấy và khi nung nhỏ vì sau khi ép thì lượng nước và không khí còn lại trong gạch ít.trong khi đó phương pháp dẻo yêu cầu độ ẩm của đất sét cao hơn từ 15 ÷ 20℅.Tùy thuộc vào điều kiện và loại sản phẩm mà lựa chọn phương pháp cho hợp lý.do điều kiện ở nước ta nguyên liệu khai thác được thường có độ ẩm cao cho nên việc sản xuất gốm sứ xây dựng nói chung thường được tạo hình theo phương pháp dẻo. 2.Mô tả quá trình công nghệ sản xuất gạch đỏ. Quá trình sản xuất gạch theo phương pháp dẻo bao gồm các công đoạn sau: ♦khai thác nguyên liệu. ♦Gia công nguyên liêu. ♦Giai đoạn tạo hình. ♦Giai đoạn sấy và nung. Dây chuyền công nghệ sản xuất gạch đỏ được bố trí theo sơ đồ sau: ♦Cấp liệu → nghiền thô → nhào trộn,lọc tạp chất → trộn ép,cắt thành viên nhỏ để hút chân không → đùn ép → cắt thành sản phẩm. Đất sét được khai thác đưa về kho bãi của nhà máy và được ủ một thời gian(thường là 3 tháng) để chúng phong hóa và đạt độ đồng nhất cao.Sau đó,dùng các máy đào,máy xúc chuyển vào máy cấp liệu thùng tại đây đất sét được đánh tơi và định lượng sơ bộ.Sau đó đất sét được băng tải đưa vào máy tách đá để loại bớt đá,và vào máy nghiền xa luân để nghiền thô.Sau đó được làm ẩm ở máy nhào trộn hai trục.Tiếp theo đất sét được nghiền mịn bằng máy nghiền trục lăn trước khi đưa vào máy đùn ép để tạo hình sản phẩm.các chất phụ gia và than sẽ được nghiền nhỏ và định lượng trước khi cho vào máy nhào trộn để trộn đều với đất sét.Từ máy đùn ép,đất sét được ép thành từng dải liên tục và được một máy cắt ở ngay miệng đùn cắt ra thành từng viên có kích thước đã định sẵn.Sau đó đất sét được vào buồng sấy nhờ các máy xếp tự động (thủ công) rồi được đưa vào lò nung tuynel nhờ các kích thủy lực,ở đây gạch mộc được nung với nhiệt độ khoảng 1050°c sau khi ra khởi lò ta thu được gạch đỏ. 3.Cách bố trí máy trong dây truyền công nghệ. Các máy móc thiết bị phải được bố trí hợp lý trong nhà xưởng phụ thuộc vào từng dây chuyền công nghệ và mặt bằng nhà xưởng. Máy và thiết bị trong dây chuyền có thể bố trí theo các sơ đồ sau: ♦Bố trí theo đường thẳng. Máy cấp liệu → nghiền → trộn → ép. ♦ Bố trí theo sơ đồ chữ L: Máy cấp liệu ↓ Nghiền → trộn → ép. ♦ Bố trí theo sơ đồ chữ Z. Máy cấp liệu → nghiền → trộn ↓ ép. ♦Bố trí chồng chéo. Nghiền thô Nghiền tinh → đùn → ép. Máy cấp liệu Nhào trộn Vậy ta chọn bố trí theo sơ đồ bố trí theo đường thẳng do có điều kiện thuận lợi về vị trí đặt nhà xưởng. 4.Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất gạch.

5.Tính năng suất của dây chuyền. ♦Chế độ làm việc của dây chuyền. •số ngày nghỉ trong năm: → số ngày nghỉ lễ,tết: 8 ngày. → số ngày nghỉ chủ nhật: 52 ngày. → số ngày nghỉ bảo dưỡng,sửa chữa: 15 ngày. •số ngày làm việc trong năm:T = 365 – 8 – 52 – 15 = 290 (ngày). • số ca làm việc trong một ngày: m = 2 (ca). • số giờ làm việc trong một ca: h = 8 (giờ). => số giờ làm việc trong năm: h
= T.m.h = 290.2.8 = 4640 (giờ) Năng suất dây chuyền của nhà máy cần thiết kế là: Q

= 15 ( triệu viên/năm ). ♦Xác định năng suất theo giờ cho dây chuyền: Q =

(m³/h). Trong đó: Q
: năng suất của dây chuyền (triệu viên/năm). V : thể tích gạch tiêu chuẩn sau khi nung (m³). Gạch tiêu chuẩn có kích thước như sau: 210x110x65(mm). → V = 210.110.65.10
= 0.0015 (m³).
: hệ số co ngót sản phẩm từ sau khi tạo hình gạch. → Chọn
0,1.
: hệ số độ rỗng. → chọn

0,33 (gạch lỗ). a : hệ số lèn chặt từ đất tự nhiên thành gạch mộc. độ ẩm tạo hình là 19% , tra biểu đồ áp lực ép ta được lực ép là 0.8 MPa. Từ đó tra bảng 6.1 ta được hệ số nèn chặt là a = 0.208
: hệ số tơi của đất → chọn
0,6 T : số ngày làm việc trong năm. m : số ca làm việc trong ngày. K
: hệ số sử dụng thời gian. → chọn K
= 0,6. →Q =
3 (m³/h). ♦Xác định năng suất tính theo: ( số viên / giờ ). → Q =
(viên/giờ). MÔ TẢ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH Để lựa chọn thiết bị cho dây chuyền ta dựa vào năng suất yêu cầu Q
= 12,53 (m³/h). Để đơn giản trong việc lựa chọn máy ta coi như năng suất của dây chuyền không bị tổn hao qua các công đoạn. 1.Thiết bị cấp liệu. Chọn máy cấp liệu thùng ( băng tải xích).
H1.Cấp liệu thùng. 1.Bản nạp liệu; 2.Khung hình hộp; 3.Trục bị dẫn; 4.Cơ cấu căng xích; 7.Động cơ ;5.Các tấm ngăn; 6.Búa ; 8.Bộ truyền đai; 9.Bộ truyền bánh răng ; 10.Trục mang dao thái. ♦Nguyên lý làm việc. Máy gồm:bản 1,trên có khung hình hộp 2,trục dẫn 11,trục bị dẫn 3,mặt bên trong 2 có lót các tấm thép.Trong các thanh dẫn hướng của khung có đặt các tấm ngăn 5,chia hộp nạp liệu thành 3 ngăn.vì vậy máy cấp liệu có thể định lượng sơ bộ các loại vật liệu khác nhau,vật liệu được đưa vào phía trên bản nạp liệu,được tạo bởi các bản,thành bên và các tấm ngăn.Vật liệu được định lượng bằng cách thay đổi khoảng cách giữa mép dưới của ngăn với mặt bản. Bản nạp liệu gồm 2 dải xích kéo kiểu bản - ống con lăn.giữa 2 dải xích được hàn các tấm thép.các dao nắp trên trục 10 để cắt nhũng khối đất lớn và trộn đều các thành phần vật liệu. Cơ cấu dẫn động của máy gồm có động cơ điện 7,hộp giảm tốc,bộ truyền đai 8,bộ truyền bánh răng 9. ♦ Chọn máy : CM – 664. →các thông số của máy. - Năng suất ( Q ) : 15 (m³/h) - Thể tích thùng : 2,2 (m³) - Số khoang : 3 - Vận tốc băng : 1,8 ÷ 2 (m/ph) - Số vòng quay của trục dao thái : 12,6 (v/ph) - Công suát động cơ : 5,5 (KW) - Kích thước bao: Dài 5930 (mm) Rộng 2070 (mm) Cao 1200 (mm) - Khối lượng máy: 2,5 (tấn) * 2.Máy nghiền thô đất sét.
H2.Máy nghiền xa luân. 1,4: Các bánh nghiền; 2:Trục mang bánh nghiền; 3:Trục chính ; 5: Mân nghiền ; 6: Hộp giảm tốc ; 7: Khớp nối ; 8: Động cơ ; 9: Trục dẫn động cặp bánh răng nón ; 10: Bộ truyền bánh răng nón. ♦Sau khi ra khỏi máy cấp liệu,đất sét được băng tải đưa đến máy nghiền thô.Tại đây đất sét được nghiền để có kích thước d
= 20(mm).Do trong đất sét có nhiều thành phần đá,sỏi ruồi..nên ta chọn máy nghiền thô là máy nghiền xa luân. ♦Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nghiền xa luân. Bộ phận công tác chính của máy là 2 con lăn nghiền,lăn trên một mặt phẳng nào đó,nhờ sức nặng của con lăn để nghiền vật liệu.sơ đồ nguyên lý của máy được thể hiện trên hình H2.Khi trục 3 quay làm các con lăn lăn trên mâm nghiền 5,đồng thời chúng cũng tự quay quanh trục 2.Trục 2 được gắn khớp với trục 1 nên các con lăn dễ dang được nâng lên hạ xuống,khi gặp cục vật liệu quá cứng không nghiền nhỏ được,sẽ tránh làm gẫy trục 2.Các khối nghiền có thể được nâng lên hạ xuống nhờ hệ cánh tay đòn,nhằm đảm bảo chiều dày cần thiết của vật liệu trên mâm. Trục 3 được đẫn động nhờ động cơ 8 thông qua khớp nối 7 va hộp giảm tốc 6 tới bộ truyền bánh răng nón 10.ngoài ra trên trục 3 còn lắp các cánh gạt để gạt sạch vật liệu dính bám ở thành bên và đáy mâm. ♦Chọn máy : CM – 568 → Các thông số của máy: Năng suất : 12 (m³/h). Đường kính bánh lu : 1600 (mm). Chiều rộng bánh lu : 450 (mm). Khối lượng bánh lu : 3,4 (tấn). Áp lực tại bánh lu : 5000 (kG). Công suất động cơ : 52,7 (kw). Kích thước bao : Dài : 5880 (mm). Rộng : 4350 (mm). Cao : 3700 (mm). Khối lượng máy : 28,8 (tấn). 3.Máy nhào trộn 2 trục có lưới lọc. Máy nhào trộn 2 trục có tác dụng đồng nhất nguyên liệu và tạo cho nguyên liệu có độ ẩm nhất định theo yêu cầu.
H3.Máy nhào trộn 2 trục. 1.Cửa xả. 2.Nắp thùng. 3.Cánh trộn. 4.Trục trộn. 5.Cặp bánh răng truyền động. 6.Khớp nối 9.Động cơ. 7.Hộp giảm tốc. 8.Khớp nối ma sát. 10.Thùng trộn. ♦Cấu tạo của máy nhào trộn 2 trục: Máy trộn bao gồm: thùng trộn 10,nắp thùng trộn 2,trong thùng trộn bố trí các trục trộn 4 trên có lắp các cánh trộn 3.Hai trục trộn quay ngược chiều nhau và được dẫn động từ động cơ 9,thong qua khớp nối ma sát 8,hộp giảm tốc 7 và cặp bánh răng truyền động 5. ♦ Nguyên lý làm việc: Phối liệu được nạp qua cửa nạp,cánh trộn được bố trí nghiêng,sao cho đạt được sự tương quan hợp lí nhất giữa vận tốc chuyển động vòng và vận tốc di chuyển dọc trục của các hạt vật liệu,để đảm bảo được thời gian cần thiết cho các phối liệu di chuyển từ của nạp đến của xả và đã đạt được chất lượng nhào trộn cần thiết.Ngoài ra còn có hệ thống phun nước để đảm bảo độ ẩm cần thiết cho phối liệu. ♦Chọn máy: CM – 117A → Các thông số của máy : Năng suất : 18 (m³/h). Kích thước thùng trộn : Dài : 3000 (mm). Rộng : _ Đường kính quét của cánh : 2R: 600 (mm). Số vòng quay của trục : 31 (v/p). Khe hở giữa cánh và vỏ : 25 (mm). Công suất động cơ : 22 (KW). Kích thước bao : Dài : 5340 (mm). Rộng : 1420 (mm). Cao : 915 (mm). Khối lượng : 2,7 (tấn). 4.Máy nghiền tinh đất sét. Trước lúc đưa vào ép thành gạch mộc,đất sét phải được nghiền tinh (nghiền nhỏ).Để thực hiện công đoạn này,ta chọn máy nghiền trục lăn có bề mặt nhẵn.
H4.Máy nghiền trục lăn. 1.Hộp giảm tốc. 2.Động cơ. 3.Trục nghiền. 4.Bộ phận điều chỉnh khe hở giữa 2 trục nghiền (e). 5.Cặp bánh răng đặc biệt. 6.Bộ truyền đai. ♦Cấu tạo máy nghiền trục lăn: Máy gồm 2 trục nghiền (3),trong đó một trục cố định một trục di động,2 trục được dẫn động chung bởi động cơ (2) thông qua hộp giảm tốc (1),bộ truyền đai (6) và cặp bánh răng đặc biệt (5).Cặp bánh răng này có răng kéo dài mục đích để điều chỉnh khe hở giữa 2 trục nghiền cùng với bộ phận điều chỉnh (4). ♦Nguyên lý làm việc của máy: Hai trục nghiền quay ngược chiều nhau,vật liệu được nghiền nhờ lục ép giữa 2 trục nghiền.Kích sản phẩm được xác định bởi khe hở (e).Ta có thể điều chỉnh khe hở này nhờ bộ phận điều chỉnh (4).Ngoài ra khi có vật liệu không nghiền được lọt vào buồng nghiền,trục nghiền di động bị đẩy sang phải,lò so của bộ phận điều chỉnh (4) bị ép lại mở rộng cửa xả để vật đó lọt qua,bảo vệ máy không bị gãy hỏng. ♦Chọn máy : CM – 696B → Các thông số của máy : Năng suất : 18 (m³/h). Khe hở (e) : 2 (mm). Đường kính trục D : 800 (mm). Chiều dài trục L : 600 (mm). Số vòng quay (n) : 180 (v/p). Công suất dẫn động : 13 (KW). Kích thước bao : Dài : 37400 (mm). Rộng : 2855 (mm). Cao : 1000 (mm). Khối lượng máy : 4,5 (tấn). 5.Máy tạo hình gạch. ♦Nguyên lý làm việc của máy đùn ép vít xoắn: Đất sét được nghiền và trộn kỹ với độ ẩm thích hợp,được băng tải cho vào buồng nạp liệu,tại đây các trục nạp liệu sẽ cuốn đất vào trục nhào để trộn tiếp,máy nhào có bộ phận cắt đất thành từng lớp mỏng.Tại buồng hút chân không phần lớn không khí trong đất được hút ra trong quá trình các lớp đất rơi từ máy nhào xuống máy ép.vì vậy sản phẩm thu được có độ lèn chặt cao hơn,kích thước chuẩn hơn do độ dãn nở của phôi khi ra khởi miệng đùn ít hơn,do vậy sản phẩm có chất lượng cao hơn.Tuy nhiên năng lượng tiêu hao trên 1 đơn vị sản phẩm là lớn.
H5.Máy ép vít xoắn có buồng chân không. 1.Trục dẫn. 2.Pu li. 3.Hộp giảm tốc. 4;12.Trục nạp liệu. 5.Thân máng trộn. 6.Cánh trộn. 7.Vít ép. 8.Đầu ép. 9.Miệng đùn của máng trộn. 10.Dao cắt 13.Thân máy ép. 11.Buồng hút chân không. 14.miệng đùn (tạo hình gạch). 15.Cánh ép. 16.Bộ truyền bánh răng. 17.Gối đỡ. 18.Trục truyền. 19.Khớp nối. ♦Chọn máy : CM – 277 → Các thông số của máy : Năng suất : 4000 – 5500 (viên/giờ). Đường kính vít ép : 0,45 (m). Số vòng quay: Trục dẫn : 2,68;3,35;4 (1/s). Trục trộn : 0,34;0,42;0,6 (1/s). Trục ép vít : 0,34;0,42;0,6 (1/s). Trục cấp liệu : 0,67;0,83;1,17 (1/s). Đường kính ngoài cánh trộn : 0,6 (m). Số lượng cánh trộn : 30 Công suất : 95 (KW). Kích thước : Dài : 6435 (m). Rộng : 1750 (m). Cao : 2085 (m). Khối lượng máy : 11 (tấn). 6.Máy tách đá.
H6.Máy tách đá. ♦Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy tách đá. Máy có 2 trục nghiền có đường kính khác nhau.Trục (1) có đường kính lớn và bề mặt nhẵn.Trục (3) đường kính nhỏ có gân Và quay với tốc độ lớn 500 (v/ph).Vật liệu được rót vào phễu (2),rơi vào trục (1) bị biến dạng và được gân đẩy qua khe hở giữa 2 trục nghiền.Những tạp chất rắn sẽ được gân phóng ra xa và rơi vào phễu thải.Như vậy đất sét vừa được nghiền vừa được làm sạch khỏi các tạp chất rắn. 7.Tính chọn băng tải. ♦Sơ đồ dẫn động băng tải.
H7.Sơ đồ dẫn động băng tải. 1.Tang cuối. 2.ổ đỡ. 3.Động cơ. 4.Khớp nối. 5.Hộp giảm tốc 6.Tang dẫn. Tượng như các máy ở trên để chọn băng tải,ta cũng chọn băng tải từ năng suất yêu cầu. Năng suất yêu cầu : Q
= 12,5 (m³/h). Ta có : Q = 3600.F.v (m³/h). Trong đó : - F : diện tích mặt cắt dòng vật liệu (m²). - V : vận tốc của băng (m/s) → chọn V = 0,2 (m/s). F =
.tgα với α = 15˚.