Tiến Sĩ Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của trạm trộn và xác định một số thông số kỹ thuật hợp lý của buồng

LUẬN VĂN TIẾN SĨ
NĂM 2013
MỤC LỤC:
Trang
MỞ ĐẦU1.
Tính cấp thiết của đề tài 2.
Mục đích của luận án2
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu4.
Nội dung nghiên cứu5.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài6. 7.
Bố cục của luận án Điểm mới của luận án
3 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BTNN, THIẾT BỊ SẢN XUẤT BTNN VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1.1 Bêtông nhựa nóng và thiết bị sản xuất bêtông nhựa nóng 5
1.1.1 Nhu cầu về sử dụng BTNN trên thế giới và ở Việt Nam 5
1.1.2 Thành phần của BTNN và phân loại BTNN 6
1.1.3 Công nghệ sản xuất BTNN và thiết bị sản xuất BTNN 7
1.2 Tình hình nghiên cứu các vấn đề có liên quan đến đề tài luận án 17
1.2.1 Tình hình nghiên cứu về độ tin cậy của trạm trộn BTNN 17
1.5 Tình hình nghiên cứu về trộn vật liệu rời Những vấn đề còn tồn tại mà luận án tập trung giải quyết Mục tiêu của đề tài luận án Phương pháp nghiên cứu 17 35 36 37
Kết luận chương 1

CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA TRẠM TRỘN VÀ CÁC KHỐI MÁY CHÍNH TRÊN TRẠM TRỘN BTNN DO VIỆT NAM CHẾ TẠO 40

2.1 Tình hình trang bị và sử dụng trạm trộn BTNN ở Việt Nam 40
2.1.1 Số lượng trạm trộn BTNN được trang bị ở Việt Nam 40
2.1.2 Giới thiệu đặc tính kỹ thuật trạm trộn BTNN do Việt Nam chế tạo 42
2.2 Khảo sát, đánh giá độ tin cậy của trạm trộn BTNN do Việt Nam chế tạo 46
2.2.1 Cơ sở lý thuyết và các giả thiết cho quá trình khảo sát 46
2.2.2 Khảo sát quá trình làm việc và đánh giá độ tin cậy của các trạm trộn BTNN đang sử dụng ở Việt Nam 49

Kết luận chương 2

CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT CÔNG THỨC TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT DẪN ĐỘNG BUỒNG TRỘN TRẠM TRỘN BTNN KIỂU CƯỠNG BỨC, CHU KỲ, HAI TRỤC NGANG 72
3.1. Nghiên cứu về buồng trộn trạm trộn BTNN kiểu cưỡng bức, chu kỳ, hai trục ngang 72
3.1.1 Các hình thức trộn trong sản xuất BTNN 72
3.1.2 Các loại buồng trộn BTNN kiểu cưỡng bức chu kỳ đang sử dụng hiện nay 73
3.1.3 Chế độ tải trọng trong quá trình trộn 83
3.2 Đề xuất công thức tính toán công suất dẫn động buồng trộn của trạm trộn BTNN kiểu cưỡng bức, chu kỳ, hai trục ngang 85
3.3.1 Định hướng nghiên cứu 85
3.3.2 Khai triển công thức đề xuất 87
Kết luận chương 3

CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CÔNG SUẤT DẪN ĐỘNG BUỒNG TRỘN BTNN VÀ ĐỘ ĐỒNG ĐỀU MẺ TRỘN 95
4.1 Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu thực nghiệm 95
4.1.1 Lý thuyết mô hình hóa95
4.1.2 Lý thuyết đồng dạng 95
4.2 Ứng dụng lý thuyết mô hình hóa và phân tích thứ nguyên trong việc xác định các thông số thực nghiệm của buồng trộn BTNN kiểu cưỡng bức, chu kỳ, hai trục ngang 97
4.2.1 Xác định các thông số „vào”, “ra” 97
4.2.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 99
4.2.3 Phương pháp xác định độ trộn đều của hỗn hợp sau trộn 104
4.3 Nghiên cứu thực nghiệm 104
4.3.1 Mục đích 104
4.3.2 Các thông số, chỉ tiêu cần xác định bằng thực nghiệm 105
4.3.3 Thiết bị thực nghiệm 106
4.3.4 Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của hướng bố trí bàn tay trộn đến tiêu thụ năng lượng riêng và độ trộn đều 113
4.3.5 Nghiên cứu thực nghiệm đặc tính tải trọng trong quá trình trộn 119
4.3.6 Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số (tốc độ vòng quay trục trộn, góc nghiêng bàn tay trộn, hệ số điền đầy) đến tiêu thụ năng lượng riêng và độ trộn đều 120
4.3.7 Xác định hệ số vượt tải K 128
Kết luận chương 4 129
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 131
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BÓ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
MỞ ĐẦU 1.
Tính cấp thiết của đề tài Giao thông vận tải là một bộ phận quan trọng trong kết cấu hạ tầng kinh tế- xã hội, cần được ưu tiên phát triển đi trước một bước với tốc độ nhanh, bền vững nhằm tạo tiền đề cho phát triển kinh tế- xã hội; đảm bảo an ninh- quốc phòng, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước. Chiến lược phát triển Giao thông vận tải đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030 [3] đã chỉ rõ: “Giao thông vận tải Việt Nam phải phát triển đồng bộ cả kết cấu hạ tầng, vận tải và công nghiệp giao thông vận tải theo hướng công nghiệp hóa- hiện đại hóa”; trong đó ngành công nghiệp ô tô và xe máy thi công phải đạt tỷ lệ nội địa hóa trên 60%, tập trung chế tạo và lắp ráp ô tô và một số chủng loại xe máy thi công đảm bảo nhu cầu phát triển kinh tế xã hội và đủ sức cạnh tranh quốc tế. Mạng lưới đường bộ của nước ta hiện nay có tổng chiều dài trên 256.684 km; trong đó có 17.288 km quốc lộ, 23.520 km tỉnh lộ, còn lại là đường địa phương. Theo thống kê của Bộ Giao thông vận tải, năm 2006 có khoảng 45% tổng số km mặt quốc lộ, 15% tổng số km mặt đường tỉnh, 8% tổng số km mặt đường huyện đã được phủ bê tông nhựa nóng và tỷ lệ này sẽ tiếp tục được tăng lên trong thời gian tới. Để phục vụ nhu cầu về bê tông nhựa nóng (BTNN) trong xây dựng đường bộ, sân bay ; trong những năm qua đã có trên 500 trạm trộn BTNN được đưa vào sử dụng; trong đó phần lớn (khoảng 80%) là các trạm do Việt Nam chế tạo với chất lượng tương đương mà chi phí chỉ khoảng 50- 60% so với các trạm nhập ngoại.
Tuy nhiên, qua nghiên cứu, khảo sát cho thấy: Việc tính toán thiết kế các trạm trộn BTNN chế tạo trong nước chủ yếu dựa trên các tài liệu của nước ngoài, lựa chọn các tham số theo kinh nghiệm, trong đó có nhiều tham số có giá trị trong phạm vi rộng, gây khó khăn cho người thiết kế. Mặt khác, trong quá trình khai thác, sử dụng trạm trộn BTNN, việc theo dõi, đánh giá độ tin cậy của các khối máy chính và của toàn trạm chưa được quan tâm đúng mức để có biện pháp điều chỉnh khi thiết kế, chế tạo cũng như dự phòng vật tư thay thế, bố trí lịch sửa chữa phù hợp với đặc điểm khai thác của trạm. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của trạm trộn và xác định một số thông số kỹ thuật hợp lý của buồng trộn thuộc trạm trộn BTNN do Việt Nam chế tạo” là một hướng đi thiết thực giúp cho việc hoàn thiện hơn công tác thiết kế - chế tạo trạm trộn BTNN tại Việt Nam.
2. Mục đích của luận án: Nghiên cứu, đánh giá độ tin cậy của các trạm trộn BTNN được chế tạo và khai thác ở Việt Nam; đề xuất công thức tính toán công suất dẫn động buồng trộn; nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến công suất dẫn động buồng trộn và xác định các giá trị hợp lý của các thông số đó. Đây là cơ sở để hoàn thiện công tác thiết kế, chế tạo và khai thác trạm trộn BTNN ở Việt Nam.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của Luận án là trạm trộn và buồng trộn trạm trộn BTNN chế tạo tại Việt Nam, sử dụng để sản xuất BTNN hạt trung; chủ yếu khảo sát trong giai đoạn trộn khô là giai đoạn có mức độ tải trọng cao điển hình.
4. Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát, đánh giá độ tin cậy của trạm trộn và các khối máy chính trên trạm trộn BTNN chế tạo tại Việt Nam. - Nghiên cứu, đề xuất công thức tính toán công suất dẫn động buồng trộn BTNN kiểu cưỡng bức, chu kỳ, hai trục ngang. - Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng một số thông số kỹ thuật đến công suất dẫn động buồng trộn BTNN. Xác định các giá trị hợp lý của một số thông số kỹ thuật theo mục tiêu chi phí năng lượng riêng thấp nhất và đảm bảo độ trộn đều của mẻ trộn.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án:
a/ Ý nghĩa khoa học:

- Kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có ở trong nước và trên thế giới, xác định quy luật chuyển động của các hạt vật liệu trong quá trình trộn của buồng trộn BTNN, làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất công thức tính toán công suất dẫn động buồng trộn. - Xây dựng và đề xuất công thức mới để tính toán công suất dẫn động buồng trộn BTNN.