I. Tổng quan về công nghệ tạo hình cấu kiện ống cống bê tông xi măng
Chương này trình bày tổng quan lịch sử ra đời ống cống bê tông, hiện trạng tạo hình cấu kiện bê tông trên thế giới và ở Việt Nam. Giới thiệu các công nghệ tạo hình cấu kiện ống cống bê tông. Nêu rõ tính cấp thiết, mục tiêu và ý nghĩa khoa học và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu. Việc sản xuất ống cống bê tông hiện nay chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp rung động. Phương pháp này không chỉ giúp tăng cường chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Theo thống kê, hơn 90% các cấu kiện bê tông được sản xuất bằng phương pháp rung động. Điều này cho thấy sự cần thiết phải nghiên cứu và phát triển công nghệ này tại Việt Nam.
1.1 Hiện trạng tạo hình ống cống bê tông trên thế giới và Việt Nam
Trong lịch sử, việc xây dựng đường ống và ống dẫn nước là một trong những hình thức sớm nhất của kỹ thuật xây dựng dân dụng. Người La Mã đã phát triển xi măng và bê tông từ rất sớm. Hệ thống ống thoát nước được xem như là biện pháp phòng tránh an toàn. Năm 1842, một hệ thống ống thoát nước vệ sinh được xây dựng tại Mohawk ở New York, Mỹ. Hệ thống này vẫn hoạt động cho đến nay. Tại Việt Nam, sản phẩm ống cống bê tông chủ yếu được sản xuất theo công nghệ quay ly tâm và rung thủ công. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn còn nhiều hạn chế như cường độ chịu tải của ống cống không cao, chất lượng bê tông không đồng đều. Do đó, việc áp dụng công nghệ hiện đại trong sản xuất ống cống bê tông là rất cần thiết.
1.2 Các công nghệ và thiết bị tạo hình ống cống bê tông
Hiện nay, có nhiều công nghệ và thiết bị được sử dụng để tạo hình ống cống bê tông. Các công nghệ này bao gồm công nghệ rung ép, rung lõi trung tâm, rung bàn, và quay ly tâm. Mỗi công nghệ có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Công nghệ rung ép giúp tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, nhưng yêu cầu đầu tư ban đầu lớn. Trong khi đó, công nghệ quay ly tâm lại có chi phí thấp hơn nhưng chất lượng sản phẩm không đồng đều. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như quy mô sản xuất, yêu cầu chất lượng sản phẩm và khả năng đầu tư. Nghiên cứu và phát triển các thiết bị tạo hình ống cống bê tông bằng phương pháp rung va là một trong những hướng đi tiềm năng để nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.
II. Nghiên cứu thiết kế các thông số làm việc của máy rung va
Chương này trình bày lý thuyết tính toán các thông số làm việc của máy rung va và một bậc tự do có điều chỉnh khe hở và chạm. Đưa ra mô hình cơ lý và mô hình toán máy rung va. Tính toán thiết kế các thông số làm việc của máy rung va và thiết kế. Việc nghiên cứu thiết kế máy rung va không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Các thông số như tần số rung, biên độ rung, và lực tác động là rất quan trọng trong quá trình sản xuất. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế máy rung va hiệu quả.
2.1 Một số khái niệm
Khái niệm về dao động (Vibration) và hệ rung động (Vibrating System) là rất quan trọng trong nghiên cứu này. Hệ rung động được định nghĩa là một hệ thống có khả năng dao động quanh một vị trí cân bằng. Các thông số như tần số tự nhiên, biên độ và pha của dao động sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của máy rung va. Việc hiểu rõ các khái niệm này sẽ giúp trong việc thiết kế và tối ưu hóa máy rung va, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm bê tông.
2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy rung va
Máy rung va được cấu tạo từ nhiều bộ phận khác nhau, bao gồm động cơ, hệ thống truyền động và bộ phận rung. Nguyên lý hoạt động của máy rung va dựa trên việc tạo ra các dao động cơ học thông qua động cơ. Các dao động này sẽ tác động lên hỗn hợp bê tông, giúp làm giảm độ nhớt và tăng cường sự đồng nhất của sản phẩm. Việc nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy rung va sẽ giúp cải thiện hiệu suất làm việc và chất lượng sản phẩm bê tông.
III. Tính toán kết cấu máy rung va
Chương này trình bày tính toán thiết kế bộ truyền động kích rung. Tính toán và chọn các lò xo của cụm lò xo, chọn động cơ điện. Việc tính toán kết cấu máy rung va là rất quan trọng để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả và bền bỉ. Các thông số như kích thước, trọng lượng và vật liệu sử dụng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của máy. Nghiên cứu này sẽ cung cấp các thông số thiết kế cần thiết cho việc chế tạo máy rung va.
3.1 Tính toán thiết kế bộ truyền động
Bộ truyền động là phần quan trọng nhất của máy rung va, nó quyết định đến khả năng tạo ra các dao động cần thiết. Tính toán thiết kế bộ truyền động bao gồm việc xác định các thông số như tỉ số truyền, công suất động cơ và các yếu tố khác. Việc lựa chọn động cơ phù hợp sẽ giúp máy hoạt động ổn định và hiệu quả. Nghiên cứu này sẽ giúp xác định các thông số thiết kế cần thiết cho bộ truyền động của máy rung va.
3.2 Tính toán chọn lò xo
Lò xo là bộ phận quan trọng trong máy rung va, nó giúp tạo ra các dao động cần thiết. Tính toán chọn lò xo bao gồm việc xác định các thông số như độ cứng, chiều dài và vật liệu. Việc lựa chọn lò xo phù hợp sẽ giúp máy hoạt động hiệu quả và bền bỉ. Nghiên cứu này sẽ cung cấp các thông số cần thiết cho việc chọn lò xo trong máy rung va.
IV. Thiết kế máy rung va trên máy tính
Chương này sử dụng các phần mềm tính toán thiết kế để thiết kế hoặc kiểm tra các chi tiết, kết cấu máy. Các phần mềm sử dụng như Solid Edge, Ansys. Chương này cũng mô phỏng, mô hình hóa máy rung va và đưa ra các thông số làm việc của mô hình cơ hệ rung và một bậc tự do bằng chương trình Matlab – Simulink. Việc sử dụng phần mềm trong thiết kế máy rung va giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao độ chính xác trong quá trình thiết kế.
4.1 Thiết kế bộ truyền động kích rung
Thiết kế bộ truyền động kích rung là bước quan trọng trong quá trình thiết kế máy rung va. Việc xác định các thông số như tỉ số truyền, công suất động cơ và các yếu tố khác sẽ giúp máy hoạt động hiệu quả. Sử dụng phần mềm thiết kế sẽ giúp tối ưu hóa các thông số này, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc của máy rung va.
4.2 Mô phỏng hệ rung và mô hình toán
Mô phỏng hệ rung và mô hình toán là bước quan trọng trong quá trình thiết kế máy rung va. Việc sử dụng phần mềm Matlab – Simulink sẽ giúp mô phỏng các dao động của máy, từ đó đưa ra các thông số làm việc cần thiết. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế máy rung va hiệu quả.
V. Quy trình thực nghiệm đúc ống cống bê tông trên máy rung va
Chương này đưa ra quy trình thí nghiệm đúc ống cống bê tông coat thép trên máy rung va. Thí nghiệm các mẫu thử bê tông và cấu kiện ống cống, so sánh với tiêu chuẩn, đưa ra kết luận. Quy trình thực nghiệm là bước quan trọng để kiểm tra chất lượng sản phẩm và hiệu suất làm việc của máy rung va. Nghiên cứu này sẽ giúp xác định các thông số cần thiết cho quy trình thí nghiệm đúc ống cống bê tông.
5.1 Xây dựng mô hình thí nghiệm
Xây dựng mô hình thí nghiệm là bước quan trọng trong quy trình thực nghiệm. Việc xác định các thông số như kích thước, trọng lượng và vật liệu sẽ ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm. Nghiên cứu này sẽ cung cấp các thông số cần thiết cho việc xây dựng mô hình thí nghiệm đúc ống cống bê tông.
5.2 Quy trình thí nghiệm chất lượng đúc ống cống bê tông
Quy trình thí nghiệm chất lượng đúc ống cống bê tông là bước quan trọng để kiểm tra chất lượng sản phẩm. Việc xác định các tiêu chuẩn và phương pháp thí nghiệm sẽ giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này sẽ cung cấp các thông số cần thiết cho quy trình thí nghiệm chất lượng đúc ống cống bê tông.
