Tài liệu Thiết kế máy ép gạch không nung năng suất 1.5 triệu viênnăm

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô trong trường Đại học Bách Khoa nói chung và các thầy cô trong khoa Cơ Khí, bộ môn Thiết Kế Máy nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Huỳnh Hữu Nghị, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp. Trong thời gian làm việc với thầy, em không những tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác sau này. Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè đã động viên, góp ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Mặc dù em đã cố gắng hết sức để hoàn thành nhiệm vụ được giao nhưng với thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi các sai sót. Em kính mong quý Thầy Cô xem xét và góp ý thêm để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. TP.HCM, Ngày 31 Tháng 05 Năm 2019 Sinh Viên Thực Hiện Huỳnh Thành Tâm SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay ngành xây dựng đang phát triển rất mạnh, các khu công nghiệp, khu chế xuất, khu đô thị mới ngày một nhiều, nông thôn dần dần được đô thị hóa, do vậy nhu cầu về vật tư xây dựng ngày một gia tăng. Một trong những vật tư quan trọng và chiếm tỷ lệ khá lớn đó là sản phẩm gạch. Gạch là một sản phẩm có rất nhiều chủng loại, sản xuất theo các công nghệ khác nhau tùy theo công nghệ nên tên gọi của chúng cũng khác nhau: gạch nung, gạch không nung, gạch xỉ, gạch tổ ong… Trong đó, gạch không nung ngày càng trở nên phổ biến trong xây dựng, bởi nó có nhiều yếu tố thuận lợi như: có tính chịu lực cao, giá thành thấp hơn so với gạch đất nung, đáp ứng tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường, thi công... Từ những yêu cầu cấp thiết trên, bài luận văn của em sẽ trình bày nội dung thiết kế máy ép gạch block với năng suất 1.5 triệu viên/năm. Do thời gian hạn chế và vốn kiến thức của em còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện để tài này vẫn còn nhiều thiếu sót, mong quý thầy cô trong hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp, thầy hướng dẫn chỉ dẫn thêm cho đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô. TP.HCM, Ngày 31 Tháng 05 Năm 2019 Sinh Viên Thực Hiện Huỳnh Thành Tâm SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................................1 TÓM TẮT LUẬN VĂN...................................................................................................2 MỤC LỤC .................................................................................................................... 3 Danh sách bảng biểu........................................................................................................6 Danh sách hình vẽ............................................................................................................7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG10 1.1. Tổng quan về gạch không nung............................................................................10 1.1.1. Công nghệ làm gạch nung truyền thống............................................................10 1.1.2. Khái quát về gạch không nung..........................................................................10 1.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài.........................................................................11 1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước..........................................................................12 1.4. Tính cấp thiết của nghiên cứu...............................................................................12 1.4.1. So sánh với gạch đất nung.................................................................................12 1.4.2. Lợi ích của gạch không nung............................................................................13 1.5. Nội dung nghiên cứu............................................................................................14 1.6. Phương pháp và kỹ thuật sử dụng.........................................................................15 1.7. Nội dung nghiên cứu của luận văn........................................................................15 CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.................16 2.1. Sơ đồ nguyên lý dây chuyền sản xuất gạch không nung.........................................16 2.1.1. Phân cụm chức năng của dây chuyền sản xuất gạch không nung.......................16 2.1.2. Các loại máy ép gạch không nung hiện có trên thị trường..................................17 2.1.3. Sơ đồ động của dây chuyền sản xuất gạch không nung......................................20 SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ 2.2. Thông số đầu vào của các cụm chức năng..............................................................22 2.3. Lựa chọn phương án thiết kế cho các cụm chức năng..........................................22 2.3.1. Lựa chọn phương án cho máy nghiền...............................................................22 2.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho máy sàng......................................................28 2.3.3. Lựa chọn phương án thiết kế cho cụm cấp liệu định lượng...............................32 2.3.4. Lựa chọn phương án cho cụm máy trộn............................................................37 2.3.5. Lựa chọn phương án cho cụm băng tải.............................................................42 2.3.6. Lựa chọn phương án cho cụm ép định hình......................................................46 2.3.7. Lựa chọn phương án cho cụm dỡ liệu...............................................................50 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CHO MÁY ÉP GẠCH BLOCK................57 3.1. Phương án 1..........................................................................................................57 3.2. Phương án 2..........................................................................................................58 3.3. Phương án 3..........................................................................................................59 3.4. Đánh giá phương án và lựa chọn kết cấu cho máy................................................59 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC..............................60 4.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình ép...........................................................................60 4.1.1. Đặc tính kỹ thuật của gạch block......................................................................60 4.1.2. Tính toán thông số động lực học của máy.........................................................61 4.2. Phân tích hoạt động của máy................................................................................62 4.3. Tính toán thời gian ép của một chu kỳ..................................................................63 4.4. Phân tích chu kỳ ép...............................................................................................64 4.4.1. Hành trình chuyển động của các cơ cấu............................................................64 4.4.2. Phân tích thời gian và tính vận tốc của chu kỳ ép.............................................64 CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC..................................................66 SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ 5.1. Xác định các cơ cấu chấp hành.............................................................................66 5.1.1. Chất lỏng công tác và áp suất sử dụng..............................................................66 5.1.2. Xylanh truyền lực chính cho khuôn trên...........................................................67 5.1.3. Tính cụm xylanh nâng khuôn dưới....................................................................78 5.1.4. Xylanh lùa gạch................................................................................................82 5.1.5. Lựa chọn cơ cấu làm kín cho các cụm xylanh-piston........................................85 5.2. Sơ đồ hệ thống thủy lực........................................................................................90 5.2.1. Tính toán ống dẫn.............................................................................................90 5.2.2. Chọn các thiết bị cho mạch thủy lực (Sử dụng Catalogue của YUKEN)..........92 CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG MÁY..................................................99 6.1. Thân máy.............................................................................................................. 99 6.2. Dầm trên...............................................................................................................99 6.3. Dầm ngang di động.............................................................................................101 6.4. Dầm dưới............................................................................................................105 6.5. Chân máy............................................................................................................ 106 6.6. Khuôn ép............................................................................................................108 6.7. Các cột và đai ốc.................................................................................................109 6.7.1. Các cột (trụ) dẫn hướng...................................................................................109 6.7.2. Đai ốc.............................................................................................................. 110 CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN......................................................111 7.1. Yêu cầu kỹ thuật.................................................................................................111 7.2. Sơ đồ Grafcet......................................................................................................112 7.3. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển.......................................................................113 KẾT LUẬN ................................................................................................................ 115 SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Tài Liệu Tham Khảo....................................................................................................116 Danh sách bảng biểu Bảng 2.1. Các bộ phận chính của máy ép gạch không nung............................................17 Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của các cụm trong dây chuyền...........................................22 Bảng 2.3. Bảng đánh giá các phương án lựa chọn máy nghiền........................................27 Bảng 2.4. Bảng đánh giá các phương án lựa chọn máy sàng...........................................31 Bảng 2.5. Bảng đánh giá các phương án lựa chọn cụm cấp liệu định lượng....................36 Bảng 2.6. Bảng đánh giá các phương án lựa chọn máy trộn............................................41 Bảng 2.7. Bảng đánh giá các phương án lựa chọn cụm cấp liệu......................................45 Bảng 2.n. Bảng đánh giá các phương án lựa chọn cụm ép định hình...............................48 Bảng 2.9. Bảng đánh giá các phương án lựa chọn cụm băng tải......................................55 Bảng 4.1. Bảng phối hợp chuyển động............................................................................65 Bảng 5.1 Đặc tính 1 số loại dầu công nghiệp..................................................................67 Bảng 5.2. Thông số kỹ thuật của xy lanh ép....................................................................72 Bảng 5.3. Thông số kỹ thuật của xy lanh.........................................................................79 Bảng 5.4. Thông số kỹ thuật của xy lanh lùa gạch...........................................................83 Bảng 5.5. Lưu lượng qua các hành trình..........................................................................85 Bảng 5.6. Thông số kỹ thuật phớt gạt bụi Wiper Seals....................................................86 Bảng 5.7. Thông số kỹ thuật Rod Seals...........................................................................86 Bảng 5.n. Thông số kỹ thuật O-Ring...............................................................................87 Bảng 5.9. Thông số kỹ thuật Piston Seals........................................................................87 Bảng 5.10. Thông số kỹ thuật Rod Guide Ring...............................................................88 Bảng 5.11. Thông số kỹ thuật Piston Guide Ring............................................................89 SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Danh sách hình vẽ Hình 2.1. Sơ đồ khối thể hiện chức năng từng cụm trong máy ép gạch không nung.......16 Hình 2.2. Máy ép gạch thủy lực QT5-20.........................................................................17 Hình 2.3. Máy ép gạch block tự động QTY 9-15............................................................18 Hình 2.4. Máy ép gạch block tự động QTY 6-15B..........................................................19 Hình 2.5. Sơ đồ dây chuyền sản xuất gạch không nung..................................................20 Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bi.......................................................................23 Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý máy nghiền bánh xe ướt........................................................24 Hình 2.n. Sơ đồ nguyên lý...............................................................................................26 Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý máy sàng rung vô hướng.......................................................28 Hình 2.10. Máy sàng rung có hướng...............................................................................29 Hình 2.11. Máy sàng với bộ gây rung điện tử..................................................................30 Hình 2.12. Băng tải cố định.............................................................................................32 Hình 2.13. Hình dạng chung của gàu tải..........................................................................34 Hình 2.14. Sơ đồ vít tải....................................................................................................35 Hình 2.15. Máy trộn có 1 trục nằm ngang.......................................................................37 Hình 2.16. Máy trộn kiểu vít tải......................................................................................38 Hình 2.17. Máy trộn dung cánh đảo cơ khí......................................................................40 Hình 2.1n. Sơ đồ băng tải ống.........................................................................................42 Hình 2.19. Sơ đồ băng tải lòng máng..............................................................................43 Hình 2.20. Sơ đồ băng tải gầu.........................................................................................44 Hình 2.21. Máy ép vít ma sát...........................................................................................46 Hình 2.22. Sơ đồ cơ cấu vít ma sát đĩa hình côn..............................................................46 Hình 2.23. Sơ đồ cơ cấu vít ma sát dẫn động trực tiếp từ động cơ..................................47 Hình 2.24. Sơ đồ cơ cấu ép thủy lực................................................................................48 Hình 2.25. Sơ đồ hệ thống băng tải.................................................................................50 Hình 2.26. Sơ đồ động của hệ thống băng tải..................................................................51 Hình 2.27. Sơ đồ hệ thống xích tải..................................................................................51 SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Hình 2.2n. Sơ đồ động của hệ thống xích tải...................................................................53 Hình 2.29. Sơ đồ hệ thống băng tải con lăn.....................................................................54 Hình 3.1. Kết cấu máy ép thủy lực theo phương án 1......................................................57 Hình 3.2. Sơ đồ kết cấu phương án 2...............................................................................58 Hình 3.3. Kết cấu phương án thứ 3..................................................................................59 Hình 4.1. Mặt trên của viên gạch.....................................................................................60 Hình 4.2. Mặt dưới của viên gạch....................................................................................60 Hình 5.1. Kết cấu Xylanh – Piston tác động kép.............................................................73 Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý hành trình xuống nhanh........................................................75 Hình 5.3. Sơ đồ nguyên lý hành trình ép.........................................................................76 Hình 5.4. Sơ đồ nguyên lý hành trình lên khuôn.............................................................77 Hình 5.5. Sơ đồ nguyên lý cụm khuôn dưới....................................................................80 Hình 5.6. Sơ đồ nguyên lý hành trình xuống nhanh........................................................81 Hình 5.7. Sơ đồ nguyên lý hành trình của càng lùa.........................................................83 Hình 5.n Các cơ cấu làm kín xylanh................................................................................85 Hình 5.9. Sơ đồ hệ thống thủy lực...................................................................................90 Hình 5.10.Van cân bằng loại H C....................................................................................92 Hình 5.11. Thông số van cân bằng..................................................................................93 Hình 5.12. Độ mất áp qua van cân bằng..........................................................................93 Hình 5.13. Van điều chỉnh lưu lượng..............................................................................93 Hình 5.14. Thông số kỹ thuật của van điều chỉnh lưu lượng...........................................93 Hình 5.15. Độ mất áp qua van điều chỉnh lưu lượng.......................................................94 Hình 5.16. Thông số kỹ thuật van phân phối...................................................................94 Hình 5.17. Độ mất áp qua van phân phối........................................................................94 Hình 5.1n. Van cân bằng.................................................................................................95 Hình 5.19. Thông số kỹ thuật van cân bằng.....................................................................95 Hình 5.20. Thông số kỹ thuật van một chiều...................................................................95 Hình 5.21. Mất áp qua van một chiều..............................................................................96 Hình 5.22. Công suất tiêu thụ của bơm PV2R2-41..........................................................97 SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Hình 5.23. Công suất tiêu thụ của bơm PV2R4-136........................................................97 Hình 6.1. Kết cấu dầm ngang trên.................................................................................100 Hình 6.2. Sơ đồ tác dụng lực lên dầm trên.....................................................................100 Hình 6.3. Sơ đồ ứng suất tác dụng lên dầm trên............................................................101 Hình 6.4. Các phương án cố định piston với dầm ngang di động..................................102 Hình 6.5. Kết cấu 3D dầm ngang di động......................................................................102 Hình 6.6. Kết cấu 3D của dầm ngang dưới....................................................................102 Hình 6.7. Sơ đồ tác dụng lực lên dầm di động...............................................................103 Hình 6.n. Sơ đồ ứng suất tác dụng lên dầm di động......................................................103 Hình 6.9. Sơ đồ tác dụng lực lên dầm di động dưới.......................................................104 Hình 6.10. Sơ đồ ứng suất tác dụng lên dầm di động dưới............................................104 Hình 6.11. Kết cấu 3D dầm dưới...................................................................................105 Hình 6.12. Sơ đồ tác dụng lực lên dầm dưới.................................................................105 Hình 6.13. Sơ đồ ứng suất tác dụng lên dầm dưới.........................................................106 Hình 6.14. Kết cấu 3D của chân máy............................................................................106 Hình 6.15. Sơ đồ lực tác dụng lên chân máy.................................................................106 Hình 6.16. Sơ đồ ứng suất tác dụng lên chân máy.........................................................107 Hình 6.17. Khuôn ép.....................................................................................................108 Hình 6.1n. Các phương án cố định cột và dầm..............................................................108 Hình 7.1. Sơ đồ thủy lực................................................................................................111 Hình 7.2. Biểu đồ GRAFCET điều khiển......................................................................112 Hình 7.3. Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển...................................................................113 SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1. GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ TỔNG QUAN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG 1.1 Tổng quan về gạch không nung 1.1.1. Công nghệ làm gạch nung truyền thống Gạch xây là một bộ phận cấu thành quan trọng của ngôi nhà hoặc 01 công trình kiến trúc dân sự. Một năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả nước ta tiêu thụ từ 20 - 22 (tỷ viên), nếu cứ với đà phát triển này, đến năm 2020 lượng gạch cần cho xây dựng là hơn 40 tỷ viên, một số lượng khổng lồ, để đạt được mức này, lượng đất sét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m3 đất sét tương đương với 30.000 ha đất canh tác bình quân mỗi năm mất 2500 ha đất canh tác. Riêng năm 2020 mất 3150 ha đất. Không những vậy, gạch nung còn tiêu tốn rất nhiều năng lượng: Than, củi, đặc biệt là than đá, quá trình này thải vào bầu khí quyển của chúng ta khí độc không chỉ ảnh hưởng tới môi trường sức khoẻ của con người mà còn làm giảm tới năng suất của cây trồng, vật nuôi. Với những vấn đề trên, gạch nung đang dần là một điểm yếu về công nghệ quan trọng trong công nghiệp xây dựng ở nước ta và rất cần được quan tâm. Chính vì vậy, theo quy hoạch tổng thể ngành công nghiệp vật liệu xây dựng đến 2010 và định hướng đến 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duy ệt ngày 01/08/2001, phải phát triển gạch không nung thay thế gạch đất nung từ 10% - 15% vào năm 2005 và 25% - 30% vào năm 2010, xoá bỏ hoàn toàn gạch đất nung thủ công vào năm 2020. 1.1.2. Khái quát về gạch không nung Về bản chất của sự liên kết tạo hình, gạch không nung khác hẳn gạch đất nung. Quá trình sử dụng gạch không nung, do các phản ứng hóa đá của nó nên trong hỗn hợp tạo gạch sẽ tăng dần độ bền theo thời gian. Gạch không nung là loại gạch xây sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học: cường độ nén, uốn, độ hút nước…mà không cần qua nhiệt độ. Có nhiều loại gạch không nung hiện nay đang sử dụng: SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Gạch Papanh: Gạch không nung được sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉ than, vôi bột được sử dụng lâu đời ở nước ta. Gạch có cường độ thấp từ 30- 50 kg/cm2 chủ yếu dùng cho các loại tường ít chịu lực. Gạch block: Có nhiều loại với các thành phần vật liệu khác nhau, nhưng có 2 loại chính là loại được hình thành từ cát, ximăng và loại được hình thành từ đá mi, xi măng có cường độ chịu lực cao có thể xây nhà cao tầng, có thể xây tường cách âm. Gạch siêu nhẹ: Gạch siêu nhẹ là hỗn hợp xi măng, cát, chất tạo bọt không nung cho kết quả ngoài mong đợi với khả năng cách âm, cách nhiệt, chống thấm, độ bền được tăng lên gấp đôi. Khả năng kết dính, trọng lượng tịnh nhẹ hơn so với các loại gạch khác. 1.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới hơn 70% thị phần, một số nước phát triển trên thế giới đang có xu hướng giảm gạch đất sét nung xuống chỉ còn 30% - 50% và xu hướng thay thế toàn bộ bằng gạch không nung. Tình hình sử dụng công nghệ “đất hóa đá” ứng dụng tại các nước trên thế giới Trên các nước đang phát triển công nghệ “đất hoá đá” được ứng dụng rộng rãi vào phát triển giao thông, thuỷ lợi xây dựng. Ở Đức đã phát minh ra công nghệ gia cố nền đường bằng hoạt chất RRP. Là một hợp chất của acid sunfur phối trộn vào đất và tạo ra một sự liên kết giữa các ion âm của đất với cation Ca++, Mg++, Fe++ và các thành phần khác phối trộn. Quá trình phối trộn lu lèn đạt tới K95, K98, thay thế lớp nền móng đường đồng thời kết hợp với các vật liệu làm như bê tông asphan tạo thành con đường hoàn hảo, tốt đẹp có sự liên kết bền chắc của các ion. Phạm vi sử dụng hoạt chất RRP trên toàn châu Âu. Ở Mỹ đã có hợp chất SA44 –LS 40, cũng tương tự như hợp chất RRP ở Đức. Hợp chất SA 44 –SL 40 đã được đưa vào sử dụng ứng dụng làm đường ở nước ta và được Bộ giao thông vận tải cho phép ứng dụng theo QĐsố734/QĐ- BGVT ngày 25/03/2004. Vào những năm 70 của thế kỷ 20, Mỹ đã đưa hợp chất SA44 –LS 40 vào sử dụng tại miền nam Việt Nam. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 11 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Và một loạt các nước trên thế giới họ sử dụng tới 70% gạch không nung vào ngành xây dựng. Các loại gạch không nung ở ấn độ, Pháp, Mỹ , Đức, Bỉ, Nam Phi… Đặc biệt công nghệ “đất hoá đá” đã phát triển tới tầm cao dùng làm một số bộ phận có tính chịu lực trong các thiết bị máy móc (máy bay của hãng Boeing) 1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước Gạch không nung ở Việt Nam đôi khi còn được gọi là gạch block, gạch blốc, gạch bê tông, gạch block bê tông, gạch xi măng,… tuy nhiên với cách gọi này thì không phản ánh đầy đủ khái niệm về gạch không nung. Mặc dù gạch không nung được dùng phổ biến trên thế giới nhưng ở Việt Nam gạch không nung vẫn chiếm tỉ lệ thấp. Sản phẩm gạch không nung có nhiều chủng loại trên một loại gạch để có thể sử dụng rộng rãi từ những công trình phụ trợ nhỏ đến các công trình kiến trúc cao tầng, giá thành phù hợp với từng công trình. Có nhiều loại dùng để xây tường, lát nền, kề đê và trang trí. Hiện nay, gạch không nung đã khẳng định chỗ đứng vững chắc trong các công trình, nó đang dần trở nên phổ biến hơn và được ưu tiên phát triển. Có rất nhiều công trình sử dụng gạch không nung, từ công trình nhỏ lẻ, phụ trợ cho đến các công trình dân dụng, đình chùa, nhà hàng, sân golf, khu nghỉ dưỡng, cao ốc,... 1.4. Tính cấp thiết của nghiên cứu 1.4.1. So sánh với gạch đất nung So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật sản xuất và sử dụng, sản phẩm vật liệu xây dựng không nung có nhiều tính chất vượt trội hơn vật liệu nung: - Không dùng nhiên liệu như than, củi… để đốt, tiết kiệm nhiên liệu năng lượng, và không thải khói bụi gây ô nhiễm môi trường. - Sản phẩm có tính chịu lực cao, cách âm, cách nhiệt phòng hoả, chống thấm, chống nước, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn vật liệu nung. Giảm thiểu được kết cấu cốt thép, rút ngắn thời gian thi công, tích kiệm vữa xây, giá thành hạ. - Có thể tạo đa dạng loại hình sản phẩm, nhiều màu sắc khác nhau, kích thước khác nhau, thích ứng tính đa dạng trong xây dựng, nâng cao hiệu quả kiến trúc. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 12 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ - Cơ sở sản xuất có thể phát triển theo nhiều quy mô khác nhau, không bị khống chế nhiều về mặt bằng sản xuất. Suất đầu tư thấp hơn vật liệu nung… - Được sản xuất từ công nghệ, thiết bị tiên tiến của quốc tế, nó có các giải pháp khống chế và sự đảm bảo chất lượng hoàn thiện, quy cách sản phẩm chuẩn xác. Có hiệu quả trong xây dựng rõ ràng, phù hợp với các TCVN. Các đặc điểm công nghệ gạch không nung: - Máy móc thiết bị dây chuyền tự sản xuất chế tạo được cả trong và ngoài nước. - Xây dựng nhà máy ở khắp mọi địa hình từ hải đảo tới đỉnh núi cao. - Phụ gia vật tư sẵn có trên thị trường. - Sản xuất từ thủ công tới tự động hóa hoàn toàn. - Chất lượng viên gạch tiêu chuẩn tốt. - Giá thành hạ hơn so với gạch nung. 1.4.2. Lợi ích của gạch không nung Hiện nay thên thế giới đã áp dụng nhiều công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng không nung, nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường trong quá trình khai thác, sản xuất và đã mang lại nhiều kết quả tích cực như: tận dụng được nhiều nguồn nguyên liệu rẻ tiền hiện có tại các vùng miền, tạo ra được nhiều loại VLXD có giá thành thấp,... Ngoài ra vật liệu xây dựng không nung còn mang lại hiệu quả kinh tế cao cho các chủ thể trong ngành công nghiệp xây dựng như: chủ đầu tư chủ thầu thi công, nhà sản xuất vật liệu xâ dựng và cuối cùng là lợi ích của người tiêu dùng. Hiện nay trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, các lò gạch nung truyền thống ô nhiễm môi trường nặng nề đã được thế giới cảnh báo và nhà nước lên tiếng. Nó tàn hại các sinh vật như: Cây cối, các cánh đồng đến con người và các loài động vật đều bị tổn hại. Chúng ta tuy đã có một số công nghệ gạch không nung từ nước ngoài đưa vào song vẫn còn một số hạn chế: Dây chuyền sản xuất gạch Block bằng cát, đá, xi măng tuy đã có song chưa được phát triển mạnh mà nguyên liệu đầu vào phải kén chọn là đất, cát sạch nên còn có hạn. Dây chuyền sản xuất gạch ép từ đá và xi măng cũng vậy, vật liệu có hạn, mẫu mã không đẹp, mịn; nơi xây dựng nhà máy có hạn vì phụ thuộc nguyên liệu. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 13 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Dây chuyền sản xuất gạch bê tông nhẹ bằng phương pháp sủi bọt hoặc khí của Đức thì có ưu thế là gạch nhẹ, song nguyên liệu đầu vào cũng phải kén chọn là cát sạch + tro bay + xi măng + phụ gia. Mà phụ gia phải ngoại nhập phụ thuộc. Dây chuyền thiết bị ngoại nhập quá đắt nên khó phù hợp để đầu tư… Công nghệ sản xuất gạch không nung cần đạt được các tiêu chí: - Nguyên liệu đầu vào thuận lợi không kén chọn nhiều vô tận. - Máy móc thiết bị dây chuyền tự sản xuất chế tạo được cả trong và ngoài nước. - Xây dựng nhà máy ở khắp mọi địa hình từ hải đảo tới đỉnh núi cao. - Phụ gia vật tư sẵn có trên thị trường - Sản xuất từ thủ công tới tự động hóa hoàn toàn - Chất lượng viên gạch tiêu chuẩn tốt. - Giá thành hạ hơn so với gạch nung. Hai công nghệ sản xuất vật liệu không nung:  Công nghệ sản xuất gạch không nung từ đất cát, sạn sỏi,đá… đạt các tiêu chí trên đây. Công nghệ này đã hoàn chỉnh về thiết bị máy móc dây chuyền công nghệ  Công nghệ gạch bê tông siêu nhẹ bằng phương pháp tự sinh bọt và khí đơn giản, tiện lợi hơn nhiều các công nghệ gạch nhẹ của nước ngoài, thiết bị và phụ gia tự sản xuất trong nước giá thành rẻ tiêu chuẩn gạch tốt tương đương và có phần vượt trội về cường độ chịu nén và chịu nhiệt. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy được vấn đề gạch không nung hiện nay là rất cần thiết, từ đó thấy được tính cấp thiết và sẽ thể hiện được ở nội dung nghiên cứu của luận văn. 1.5. Nội dung nghiên cứu Cách tiếp cận thực hiện nghiên cứu trong đề tài: - Trên cơ sở tiếp thu những nghiên cứu lý thuyết về công nghệ , tìm hiểu các hệ thống liên quan đến máy ép gạch không nung trong nước cũng như trên thế giới, sách, bài báo viết về máy; tìm hiểu các yêu cầu kỹ thuật của máy như kích thước của gạch khi tạo hình, nguyên liệu, lực ép… Từ đó thiết kế kết cấu máy. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 14 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ - Thiết kế theo mô đun những bộ phận máy ép gạch không nung. - Hướng tiếp cận là giải quyết từng bài toán con của thuộc từng lĩnh vực cụ thể với các kết quả thử nghiệm tại các cơ sở sản xuất, sau đó tích hợp thành hệ thống hoàn chỉnh. 1.6. Phương pháp và kỹ thuật sử dụng Phương pháp điều tra khảo sát: thực hiện việc điều tra khảo sát các nghiên cứu trong và ngoài nước, tình hình sử dụng và sản xuất gạch không nung theo nhu cầu trong nước cùng các nghiên cứu liên quan đến vật liệu từ đó làm rõ các vấn đề cần nghiên cứu của luận văn. Phương pháp thực nghiệm: Nghiên cứu các kết quả đã thực nghiệm của các công ty đi đầu về ngành sản suất gạch không nung từ đó có được các số liệu, kết quả tính toán. Phương pháp thiết kế ngược: Ứng dụng phần mềm và các thiết bị tiến hành lấy mẫu các chi tiết, cụm chi tiết của máy để thực hiện việc thiết kế lại và tối ưu hóa kết cấu của máy. 1.7. Nội dung nghiên cứu của luận văn 1. Nghiên cứu kỹ các tài liệu: sách, báo, patent về công nghệ và cấu tạo của các loại máy ép gạch không nung đã có; 2. Nghiên cứu các phương án thiết kế về cấu hình và kết cấu máy ép gạch không nung; 3. Đánh giá, lựa chọn phương án thiết kế phù hợp; 4. Tính toán thiết kế máy ép gạch không nung; 5. Mô hình kết cấu và mô phỏng động học máy; 6. Phân tích, đánh giá và hiệu chỉnh thiết kế;  Kết Luận: Thông qua chương một, ta đã nắm được tình hình sản xuất và sử dụng gạch không nung trong nước cũng như trên thế giới, từ đó thấy được tầm quan trọng của việc sản xuất gạch không nung và đưa ra được quy trình sản xuất gạch không nung. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 15 iệ h N ấ à S y á M g n ă B Đ p É C L ỡ D m ụ ề rộ ả ìT ịH u LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1. GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 2.1. Sơ đồ nguyên lý dây chuyền sản xuất gạch không nung 1.1.1. Phân cụm chức năng của dây chuyền sản xuất gạch không nung Hình 2.1.Sơ đồ khối thể hiện chức năng từng cụm trong máy ép gạch không nung Trong đó: - Máy nghiền: Vật liệu được đưa vào phễu, bộ phận công tác của máy sẽ nghiền nhỏ vật liệu, làm giảm kích thước của các hạt, đảm bảo vật liệu có thể phối trộn và ép định hình tốt nhất. - Máy sàng: Sau khi nghiền nhỏ vật liệu, ta đưa vào máy sàng để tách được thành một loại vật liệu đồng nhất, không lẫn tạp chất. - Cụm cấp liệu định lượng: Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ phận cài dặt phối liệu. Một phần được đưa xuống bàn cân theo công thức phối trộn đã cài đặt. Toàn bộ quá trình này được tiến hành hoàn toàn tự động. - Cụm máy trộn: Nguyên liệu được cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt vàđược đưa vào máy trộn một cách hoàn toàn tự động. Sau đó trộn ngấu đều theo thời gian cài đặt. Hỗn hợp sau phối trộn được tự động đưa vào máy ép gạch nhờ hệ thống băng tải - Cụm băng tải: Được đặt giữa máy ép và máy trộn nguyên liệu, chuyển nguyên liệu sau khi được phối trộn tới phễu chứa liệu đặt trên máy ép. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 16 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ - Cụm ép định hình: Tạo ra lực rung ép lớn từ trên xuống và từ dưới lên để hình thành các viên gạch không nung có hình dáng như khuôn ép, đạt chất lượng cao và ổn định. - Cụm dỡ liệu: Đây là bộ phận tự động chuyển và sắp xếp từng khay vào vị trí định trước. Nhờ đó ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra khu vực lưu kho. Bảng 2.1.Các bộ phận chính của máy ép gạch không nung ST T 1 2 4 5 6 7 8 Cụm chức năng của máy Máy nghiền Máy sàng Cấp liệu định lượng Máy trộn Băng tải Ép định hình Băng tải dỡ liệu Yêu cầu chức năng Nghiền nhỏ vật liệu Tách vật liệu ra thành một loại đồng nhất Cung cấp nguyên liệu cho máy trộn. Trộn hỗn hợp các nguyên liệu Đưa nguyên liệu đã được trộn tới máy ép gạch Tạo ra các viên gạch có hình dạng mong muốn Đưa thành phẩm ra vị trí định sẵn Trong phân tích cụm, bộ phận cấp liệu định lượng, ép định hình là hai yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra sản phẩm theo như ý muốn. 2.1.2. Các loại máy ép gạch không nung hiện có trên thị trường  Máy ép gạch thủy lực QT5-20 Hình 2.2.Máy ép gạch thủy lực QT5-20 Loại máy này đơn giản,có xylanh thuỷ lực nhằm tăng cường lực ép tạo viên gạch lát đường. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 17 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Máy gạch block thủy lực loại nhỏ là máy được cải tiến mới nhất,các thông số và đặc tính của máy như sau: - Máy sử dụng hệ thống thuỷ lực, máy vận hành đơn giản. - Lực ép thuỷ lực và lực ép rung kết hợp, tạo khuôn hình cho viên gạch nhanh hơn, mật độ nén chặt viên cao hơn. - Máy hoàn toàn phù hợp cho sản xuất các loại viên gạch lát vỉa hè,gạch xây tường khi thay đổi khuôn gạch. Máy ép gạch Block tự động QTY 9-15  Hình 2.3.Máy ép gạch block tự động QTY 9-15 - Hệ thống tiếp liệu: Phân phối nguyên liệu ổn định, rút ngắn thời gian tiếp liệu, và chu trình tạo viên của khuôn. - Máy có thể tạo hình viên gạch xi măng đa dạng, gạch tiêu chuẩn, gạch tổ ong, gạch lát hè đường. Chất lượng cao, chịu nén tốt và kích thước chính xác. - Khung máy chính: Khung máy thiết kế rộng, thích hợp cho khuôn có kích cỡ to, tăng số lượng viên/ lần ép. Để đạt được áp lực ép đồng đều, nhà chế tạo ứng dụng 3 xi lanh thủy lực nhằm tăng lực ép và ổn định, lực ép lên tới 100 tấn. hơn thế nữa, xi lanh chính giữa nhằm tăng tốc cho hai xi lanh hai bên và năng suất máy được tăng theo. - Hệ thống máy: Hệ thống cơ khí, hệ thống điện tử, hệ thống thủy lực... toàn bộ được điều khiển bởi bộ PLC, có chức năng tự sửa lỗi, và tự động khóa an toàn bảo đảm máy hoạt động tốt. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 18 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP  GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ Máy ép gạch block tự động QTY6-15B Hình 2.4.Máy ép gạch block tự động QTY 6-15B - Hệ thống điều khiển điện bao gồm các màn hình cảm ứng màu nhập ngoại, điều khiển PLC có bộ phận vào dữ liệu và kết xuất. phụ kiện điên dùng của German Schneider. - Hệ thống thủy lực bao gồm các linh kiện nhập ngoại và được dùng các van phân phối có độ bền cao. Các hoạt động khóa xi lanh có thể điều khiển thông qua kiểm soát lưu lượng và áp lực tùy theo các điều kiện làm việc khác nhau. Các thiết bị thủy lực dùng sản phẩm của Japan Yuken. - Khung máy làm bằng gang đúc và thép rất chắc chắn, các mối hàn dùng công nghệ đặc biệt tạo độ cứng vững cao. Chống ăn mòn và nâng cao tuổi thọ cho máy. - Bốn cột dẫn hướng bảo đảm các thao tác chính xác cho việc ép khuôn tạo hình viên gạch. - Bàn rung có ép tạo viên. Bộ phận tiếp liệu có dẫn hướng tiến lùi. - Các phần chi tiết giữ kín dùng sản phẩm của Đài Loan. - Khuôn tạo hình viên gạch ứng dụng công nghệ thép cuộn đặc biệt. - Làm các loại viên như viên gạch lỗ, gạch lát đường, gạch trên thảm cỏ, gạch chống trượt, … - Gạch lát màu được làm bởi thiết bị tạo lớp bề mặt - Máy hoạt động bền bỉ từ các chi tiết nhỏ cho đến các bước hoạt động một cách chính xác.. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 19 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ 2.1.3. Sơ đồ động của dây chuyền sản xuất gạch không nung Trên cơ sở tham khảo các hệ thống của dây chuyền sản xuất gạch không nung, ta xây dựng các tiêu chuẩn thiết kế và hình thành sơ đồ hoạt động như hình sau: Máy nghiềền Cụm ép gạch không nung Máy sàng Cụm vận chuyển, định lượng Cụm máy trộn Băng tả i Cụm dỡ liệu Hình 2.5.Sơ đồ dây chuyền sản xuất gạch không nung Quá trình sản xuất gạch không nung được thực hiện qua các bước sau: Bước 1: Xử lý nguyên liệu Cát được phân loại cỡ hạt, hạt to được nghiền nhỏ nhằm đảm bảo cỡ hạt ≤ 3mm. Nguyên liệu (Xi măng, cát, nước) dự trữ tại kho bãi chứa nguyên liệu, sau đó qua băng tải đưa vào bộ phận định lượng. SVTH: HUỲNH THÀNH TÂM Trang 20