Проектирование предприятий строительной индустрии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение высшего образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Строительное производство»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Тема: «Проектирование предприятий строительной индустрии»

по дисциплине

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ»

Гомель, 2012

1. Технико-экономическое обоснование строительства или реконструкции предприятия

1.1 Характеристика проектируемого предприятия Сегодня бетону и железобетону уделяется большое внимание, потому что по уровню технических и экономических показателей бетон и железобетон по-прежнему остаются основными конструкционными материалами. Они занимают приоритетные места в общей структуре мирового производства строительной продукции. Получив название «материал XX века», железобетон благодаря своим уникальным свойствам успешно занял свою нишу и постоянно расширяет ее границы в рядах строительной продукции, заменив собой в большинстве случаев дорогостоящий металл.

Поэтому одной из основных задач современных инженеров-технологов является разработка технологических линий, которые обеспечили бы производство конкурентоспособной продукции стабильно хорошего качества при наименьших капитальных затратах. Данный курсовой проект-это попытка разработки технологической линии по производству преднапряженных плит для облицовки каналов (4мХ2м). Технология производства плит разрабатывалась на основе опыта существующего производства на заводе ЖБИ (г. Гомель). Так плиты, как и на заводе, производятся по агрегатно-поточной технологии, которая является наиболее гибкой и маневренной в отношении использования технологического оборудования и позволяет изготавливать изделия широкой номенклатуры. При агрегатно-поточном методе процессы формования, армирования, распалубки и тепловой обработки изделий осуществляются на специализированных постах, входящих в состав технологической линии. Одним из достоинств этой технологии является также то, что она позволяет производить замену оборудования без значительной переделки линии.

Разработка технологии велась в соответствии с требованиями, изложенными в методических указаниях. Так в ходе выполнения курсового проекта было необходимо не только детально описать и обосновать технологию изготовления плит для облицовки каналов, но и дать характеристику предприятию, в состав которого входит проектируемый цех, обеспечить планировочное решение генплана завода и т. д.

Завод запроектирован в г. Гомеле. Сырье и материалы доставляются железнодорожным (крупный заполнитель, цемент) и автотранспортом (мелкий заполнитель, добавка). Расчет состава бетона, выбор материалов и способа формования производился с учетом требований, предъявляемых к конструкции изделия. Производственный процесс ведется 253 дня в году в 2 рабочих смены по 8 ч. Технологическое оборудование и тепловые агрегаты (ямные камеры) размещены с учетом требований по охране труда.

1.2 Номенклатура продукции предприятия и мощность На проектируемом предприятии будет производиться широкая номенклатура железобетонных изделий для гражданского строительства.

Таблица 1- Условно-расчетная номенклатура и объём производства

1.3 Сырьевая база и транспорт. Состав и режим работы предприятия. Технологическая схема производства Все основные материалы необходимые для производства продукции поставляются с заводов изготовителей Республики Беларусь, т.к. это является наиболее экономически выгодным для завода при его месторасположении.

Таблица 2 — Сырьевая база и транспорт

Режим работы предприятия принимают в соответствии с требованиями норм технологического проектирования предприятий сборного железобетона ОНТП-07−85

Принимаем:

1. номинальное количество рабочих суток в году:

— для всех видов работ кроме обслуживания ж/д транспорта 260

— по выгрузке сырья и материалов из ж/д транспорта 365

2. расчетное количество рабочих суток в году для формовочных цехов и БСЦ 253

3. рабочая неделя, дни 5

4. продолжительность рабочей смены, часы 8

5. количество рабочих смен в сутки для всех цехов, включая арматурный и ремонтно-механический 2

6. количество рабочих смен в сутки по приему сырья и материалов:

— при доставке ж/д транспортом 3

— при доставке автотранспортом 2−3

Для бетоносмесительного и вспомогательных цехов принимаются максимальные размеры работы формовочных линий, входящих в состав производства.

Определим фонд рабочего времени

ч где — количество рабочих дней в году;

— количество рабочих смен в сутки;

— продолжительность смены.

ч.

Режим работы проектируемого формовочного цеха сведем в таблицу 3.

Таблица 3 — Фонд рабочего времени

Технологическая схема производства

2. Проектирование генерального плана предприятия

2.1 Разработка схемы генерального плана Генплан — это графическое изображение всех зданий и сооружений предприятия, а также складов, инженерно-технических коммуникаций, сети организации обслуживания и охраны предприятия и элементов благоустройства территории.

Согласно санитарным нормам (СН 245−71) на территории предприятия предусмотрены санитарные зоны. В такой зоне размещены АБК и цех м меньшей вредностью (арматурный цех).

При проектировании данного предприятия за основу была принята наилучшая технологическая схема последовательности производственных процессов. Так как основным условием производственного процесса является обеспечение поточности и исключение встречных технологических потоков, то с этой целью в генеральном плане было предусмотрено функциональное зонирование территории с учётом технологических связей, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, грузооборота и вида транспорта.

В состав завода по производству плит для облицовки каналов входят следующие сооружения:

— административно-бытовой корпус

— блок формовочных цехов

— арматурный цех

— бетоносмесительный цех

— ремонтно-механический цех

— склад арматурной стали

— склад добавок

— склад заполнителей

— склад готовой продукции

— склад полуфабрикатов

— котельная

— блок очистных сооружений

— КПП

— пункты перегрузки заполнителей

— галерея транспортирования заполнителей

— галереи, соединяющие административно-бытовой корпус и производственные корпуса На территории завода имеются транспортные магистрали; кольцевая дорога с движением в обоих направлениях; пешеходные переходы; имеется подход железной дороги.

В соответствии с требованиями технологического проектирования предприятий сборного железобетона Основные данные по площадям, занимаемым постройками, ж/д — и автодорогами приведены ниже. Детально состав предприятия отображен на чертеже «генеральный план завода».

Рис. 1. Ориентация производственных зданий с учётом местных условий (инсоляции и аэрации) и по санитарно-техническим требованиям Характеристика местных условий Для правильного размещения зданий и сооружений на генплане, назначения технологического режима изготовления изделий необходимы сведения о климатических условиях на месте возведения проектируемого предприятия (г. Гомель).

Для г. Гомеля в летний и зимний периоды (соответственно) характерны следующие направление, повторяемость (числитель, %) и скорость (знаменатель, м/с) ветров:

— северный — 14/4,3 (8/5,6)

— северо-восточный — 10/3,8 (10/4,7)

— восточный — 6/2,7 (6/5)

— юго-восточный — 6/2,6 (14/4,4)

— южный — 9/3,1 (16/4,6)

— юго-западный -13/3,5 (20/4,8)

— западный — 20/4 (15/5,5)

— северо-западный — 22/4,3 (11/5,3)

По данным СНБ 2.04.02−2000:

температура наружного воздуха:

— среднегодовая Т= +6,1?С;

— абсолютно минимальная Т_min= -35?С;

— абсолютно максимальная Т_max= +37?С;

— средняя максимальная наиболее жаркого месяца года Т_ср.= +24,2?С;

Рис. 2 Роза ветров По условиям аэрации и инсоляции Согласно СНиП II-89−80 продольную ось аэрационных фонарей формовочных цехов необходимо ориентировать перпендикулярно или под углом не менее 45⁰ к направлению господствующих ветров летнего периода года по условиям инсоляции и аэрации.

Рис. 3

3. Проектирование технологии производства ж/б изделия (базового) и формовочного цеха

3.1 Обоснование проектных решений конструкции изделия и принятого способа производства. Арматурно-опалубочный чертёж изделия Специальные железобетонные изделия, такие как плиты облицовки каналов, применяемые в гидромелиоративном строительстве, производят на поточно-агрегатных линиях.

Поточно-агрегатный способ производства позволяет чётко расчленить операции по специализированным постам, создаёт лучшие условия для механизации технологического процесса. Ускорение выполнения отдельных операций позволяет сократить весь производственный цикл, повысить коэффициент загрузки оборудования и сократить время оборачиваемости форм и поддонов. Чёткий пооперационный контроль приводит к повышению качества изделий. Подача сырья и полуфабрикатов, а также выдача продукции на склад производится с определённых постов, что сокращает транспортные операции. Протяжённость энергетических коммуникаций, которые подводятся только к специализированным постам и пунктам потребления, сокращается, увеличивается съём готовой продукции с квадратного мета производственной площади.

Поточно-агрегатный способ больше всего соответствует условиям мелкосерийного производств на заводах средней и небольшой мощности. Он предпочтительнее для изготовления изделий длиной до 12 м, шириной до 3 м и высотой до 1 м. Этот способ требует меньших капиталовложений и меньшего времени на строительство технологической линии по сравнению с линиями других типов, а также допускает производство изделий широкой номенклатуры. Специализация постов для выполнения закреплённых за ними технологических операций позволяет применять комплексную механизацию.

Рис. 4. Арматурно-опалубочный чертёж

3.2 Выбор вида бетона и материалов. Проектирование состава бетона В качестве вяжущих для бетонов следует применять портландцемент, шлакопортпандцемент и их разновидности. Сульфатостойкие и пуццолановые портландцементы следует применять только в случаях указанных и предусмотренных в проектной документации.

Отдельные или комплексные химические добавки, применяемые для улучшения свойств бетонной смеси и бетона, снижения расхода цемента, трудовых и энергетических затрат, должны соответствовать стандартам и техническим условиям на конкретные добавки. При этом необходимо использовать пластифицирующие добавки, как правило, суперпластификаторы, для приготовления высокоподвижных и литых бетонных смесей; воздухововлекающие и другие порообразующие добавки — для приготовления конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов: воздухововлекающие и пластифицирующе-воздухововлекающие добавки — для приготовления бетонов с повышенной морозостойкостью (F 200 и выше) из подвижных бетонных смесей.

Складирование и хранение цемента необходимо производить в специализированных силосных и других складах. Разгрузку и транспортирование цемента следует осуществлять пневмотранспортом. При хранении цемента не допускается одновременное складирование в одной емкости цемента разных марок и видов. Складировать и хранить крупные и мелкие заполнители необходимо раздельно по фракциям в типовых складах в условиях, исключающих засорение или смешивание заполнителей различных видов и фракций.

Арматурную сталь, поступившую на завод, следует хранить в закрытых складах по профилям, классам, диаметрам и партиям на стеллажах, в кассетах, бункерах, штабелях со свободными проходами в условиях, исключающих ее коррозию и загрязнение. Допускается хранить арматурную сталь под навесом при условии защиты ее от влаги. Не допускается хранение арматурной стали на земляном полу, а также вблизи агрессивных химических веществ.

Предельные отклонения размеров арматурных сеток не должны превышать отклонений, указанных в рабочих чертежах или приниматься не более: по длине отдельных стержней, расстоянию между крайними стержнями по длине и ширине ± 5мм: по расстоянию между двумя соседними продольными стержнями (кроме крайних) ± 6 мм. Смятие стержней электродами на глубину более 0,1 номинального диаметра стержня не допускается.

Петли для плит облицовки каналов изготавливаются в соответствии с рабочими чертежами и принимаются партиями отделом технического контроля перед передачей формовочным цехам. При приемке партии петель обязательно проверяется соответствие физико-механических свойств примененной стали требованиям ГОСТ 5781–82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия».

Щебень из естественного камня должен соответствовать ГОСТ 8267–93. Фракция 5−20. Для всех видов и марок щебня по прочности содержание глины в комках в общем количестве пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 0,25% по массе. Щебень не должен содержать посторонних засоряющих примесей. Щебень должен быть стойкими к воздействию окружающей среды. Щебень, предназначенные для применения в качестве заполнителей для бетонов, должны обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента.

Морозостойкость щебня характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания, при котором потери в процентах по массе щебня и гравия не превышают установленных значений.

Мелкий заполнитель должен соответствовать ГОСТ 8736–93. «Песок для строительных работ. Технические условия» Модуль крупности М_К до 1,5 и составляет Мк=1.45. Содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц в речном песке не более 3% по массе. Содержание в речном песке зёрен, проходящих через сито № 0,16 не должно превышать 15% по массе. Содержание глины в комках не должно превышать 0,5% по массе. Песок, предназначенный для применения в качестве заполнителя для бетонов, должен обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента. Песок не должен содержать посторонних засоряющих примесей.

Вода должна соответствовать СТБ 1114−98 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия». Вода не должна содержать химических соединений и примесей в количестве, которое может влиять на сроки схватывания цементного теста, скорость твердения, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона, коррозию арматуры в пределах, превышающих нормы. Для приготовления бетонных и растворных смесей, поливки бетона и промывки заполнителей не допускается применение сточной, болотной и торфяной воды. Водородный показатель воды (рН) должен быть не менее 4 и не более 12,5.

Подбор состава бетонной смеси следует производить по СТБ 1182−99 «Бетоны. Правила подбора состава».

Проектирование состава бетона Различают номинальный лабораторный состав бетона, рассчитанный для сухих материалов, и производственно-полевой — для материалов в естественно-влажном состоянии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным методом, для чего вначале рассчитывают ориентировочный состав бетона, а затем уточняют его по результатам пробных замесов и испытаний, контрольных образцов.

Расчет состава бетона выполняют в такой последовательности:

Тяжелый бетон класса;; ;

Портландцемент: ;52,0 по ГОСТ 31 180–2003; .

Песок: Мк=1.45;; ;; .

Щебень:max K20;;; ;

Химическая добавка:.

1. Определяем водоцементное отношение — отношение массы воды к массе цемента из условий получения требуемого класса бетона в зависимости от активности цемента и качества материалов. Вычисляется по формуле:

где — коэффициент, учитывающий качество материалов;

— активность цемента, ;

— предел прочности бетона на сжатие, (по марке бетона).

2. Определяем расход воды, в зависимости от удобоукладываемости бетонной смеси, вида и крупности заполнителя, его влажности ориентировочно по таблице 4,38 (4). Расход воды на 1 м? бетонной смеси, л, при максимальной крупности заполнителя 20 мм и составит: .

3. Определяем расход цемента, по известному и водопотребности бетонной смеси:

где — расход воды;

— отношение массы воды к массе цемента.

Нормы расхода цемента не должны превышать типовые по Для неармированных сборных изделий минимальная норма расхода цемента должна быть не менее, для железобетонных изделий — не менее .

Если расход цемента превышает типовые нормы, тогда следует проводить мероприятия по экономии цемента.

4. Определяем расход крупного заполнителя, по формуле:

где — пустотность щебня в рыхлонасыпанном состоянии;

— насыпная плотность щебня, ;

— истинная плотность щебня, ;

— коэффициент раздвижки зерен щебня, принимаем по таблице 4.39 (4).

.

5. Определяют расход песка, по формуле:

где — расход цемента, воды, щебня смеси, ;

— истинная плотность материалов, .

.

В результате проведенных расчетов получаем следующий ориентировочный номинальный состав бетона, :

Цемент…393;

Вода…165 ;

Песок…447 ;

Щебень…1403 ;

Плотность бетона…2408.

Расчет добавки:

В качестве добавки используется ,;

Расход раствора добавки повышенной концентрации вычисляем по формуле:

где — дозировка добавки (% от массы цемента);

— концентрация приготавливаемого раствора;

;

Рабочий расход воды на затворение бетона вычисляем по формуле:

где — расчетный расход воды на бетона, ;

;

Расход раствора добавки нормальной концентрации вычисляем по формуле:

;

В результате проведенных расчетов получаем следующий ориентировочный номинальный состав бетона, :

Цемент…393 ;

Вода…143,78;

Песок…447 ;

Щебень…1403 ;

Добавка…22,5

Плотность бетона…2409.

3.3 Проектирование технологической линии и циклограммы (графика) работы машин технологической линии Плановый такт выпуска продукции R_пл определяется по формуле:

где Вр — годовой фонд рабочего времени, час;

q_ф — количество одновременно формуемых изделий, шт;

Q_пл.год — годовая плановая производительность изделий, шт.

Для установления рабочего ритма потока R необходимо установить длительность каждой операции технологического цикла изготовления изделий.

Расчет продолжительности операций при механизации работ ведем по формуле где l-расчетное расстояние рабочего или транспортного хода машины;

vрабочая или транспортная скорость машины или скорость выполнении работ;

арасчетное количество проходов машины для выполнения рассматриваемой работы;

t_p-режимное время машины или продолжительность операций, выполнение которых приостанавливает работу машины.

Продолжительность операций, выполняемых вручную, рассчитывают по зависимости где Р — объем работ;

t_н — норма времени на единицу объема работ в чел.-мин.

N_н — число исполнителей, для которых установлена норма времени;

N — фактическое число исполнителей;

б — коэффициент, учитывающий уменьшение нормы времени при использовании средств малой механизации или ее увеличении за счет времени на личные нужды.

Характеристики механического оборудования установили по справочникам. Нормы времени или трудоемкость отдельных работ приняты по типовым нормам времени на производство ж/б изделий и конструкций по агрегатно-поточному способу. Транспортные маршруты оборудования вычислены на основе плана цеха.

Таблица 4 — Результаты расчётов

Таблица 5 — Структура организационно-технологического процесса изготовления изделий

3.4 Определение количества основного и вспомогательного оборудования

Исходными данными для определения количества технологических линий и их оборудования является расчетная годовая производительность пролета, время технологического цикла, режим работы предприятия.

При агрегатно-поточном способе производства число ведущих агрегатов (линий) определяют по формуле:

где Qгод — заданная годовая производительность, шт;

Тц — максимальная продолжительность ритма рабочей линии, мин;

Фр — расчетное число рабочих суток в году;

Nсм — число рабочих смен в сутки.

nи — число одновременно формуемых изделий;

фсм — длительность рабочей смены, ч;

Для производства плит облицовки каналов, безнапорных труб и лотков оросительных систем принимаем агрегатно-поточный способ производства.

Согласно данным максимальный ритм работы линии составляет для плит облицовки каналов — 12 мин.

Расчётное количество рабочих суток в году для агрегатно-поточного производства составляет 253 дней [1, табл.1]

Годовую производительность выбираем из табл.1.

фсм =8ч, Nсм =2см. согласно заданию.

Принимаем 3 линии.

Максимальная производительность пролёта подсчитывается по формуле

где — объём бетона в одном изделии, м³.

Число камер ТВО определяем по формуле:

где — число одновременно твердеющих изделий в камере;

— оборачиваемость камер ,

— продолжительность работы камер за сутки, ч;

— длительность полного цикла тепловлажностной обработки включая затрату времени на загрузку и выгрузку изделий, ч.

Выбираем камеру с одним изделием в плане и двадцатью изделиями по высоте.

Продолжительность работы камер за сутки 24ч.

Продолжительность ТВО 12 ч.

Время на загрузку одной камеры: 2,15 ч.

Разгрузка камеры осуществляется за 0,85ч.

=20 шт;

Коэффициент заполнения камер ТВО вычисляется по формуле:

где — объем помещаемых в камеру изделий, м?;

— полезный объем камеры, м?.

Съем продукции с 1 м? объёма камеры в сутки:

Съем продукции с 1 м? объема камеры в год:

Необходимое число форм определяется по формуле:

где — резерв форм, ;

— коэффициент оборачиваемости форм.

где — длительность технологического цикла изготовления изделий, ч.

Перечень технологического оборудования цеха основного производства.

Установка нагрева арматуры СМЖ-129Б (1 установка)

Технические характеристики:

Класс арматурной стали — S800т;

Диаметр стержней — 10…25мм;

Число одновременно нагреваемых стержней -2;

Установленная мощность трансформатора — 40кВт;

Скорость нагрева — 100°С/мин;

Температура нагрева — 350…450°С;

Габаритные размеры 6600×1100×1350мм;

Масса — 208 кг.

Бетоноукладчик СМЖ-166Б (2 агрегата)

Технические характеристики:

Ширина колеи- 4500 мм;

Число бункеров — 2;

Вместимость бункера -2,5;

Скорость передвижения — 4,6−29,7 м/мин;

Установленная мощность- 23,7 кВт;

Габаритные размеры — 5200×5500×3100мм;

Масса — 9,5 т.

Виброплощадка СМЖ-187Г (2 агрегата)

Технические характеристики:

Размер изделий — 4000×2000мм;

Грузоподъёмность — 10 т;

Количество виброблоков — 8 шт;

Характер колебаний — вертикально направленные;

Частота колебаний — 50 Гц;

Амплитуда колебаний — 0,2−0,5 в мм;

Статический момент дебалансов — 37 Нм;

Мощность электродвигателей — 60кВт;

Габаритные размеры — 3500×3986×689мм;

Общая масса виброплощадки- 5,8 т.

Виброплощадка с многокомпонентными колебаниям ВП-15−2,4×12

Грузоподъёмность 15 т.

Самоходная тележка СМЖ-151

Технические характеристики:

Грузоподъемность 20 т без прицепа 400 т с прицепом;

Максимальная длина перевозимых изделий 7 м без прицепа, 24 м — с прицепом;

Предельная дальность хода 120 м;

Скорость передвижения 31,6 ммин;

Установленная мощность 7,5 кВт;

Габаритные размеры — 7490×2573×1450 мм

Масса 3700 кг.

Тележка-прицеп СМЖ-154

Технические характеристики:

Грузоподъёмность — 10 т;

Габаритные размеры изделия — 7800×3600×800мм;

Масса — 3,6 т.

Кран мостовой К10Т-16,5 (ГОСТ 3332)

Технические характеристики:

Грузоподъёмность — 10 т;

Автоматический захват грузоподъемностью 10 т (6830/2Б)

3.5 Проектирование формовочного цеха

Обоснование технологической схемы производства.

Поточно-агрегатный способ производства состоит в том, что все выполняемые операции по изготовлению изделия: очистка и смазка форм, укладка арматуры — и бетонной смеси, твердение и распалубка, выполняются на специальных постах, образующих поточную технологическую линию. При этом форма с изделием последовательно перемещается (с помощью крана) от поста к посту с различными интервалами времени, в зависимости от продолжительности той или иной операции на данном посту. Основное преимущество поточно-агрегатного способа производства — в универсальности основного технологического оборудования, что позволяет при незначительной затрате средств и времени, связанных с изготовлением лишь новых форм, переходить на выпуск нового вида изделий. Этот способ производства железобетона получил в нашей стране наибольшее распространение и весьма экономически целесообразен для заводов с широкой номенклатурой изделий.

Технология изготовления Щебень, песок, цемент транспортируется со складов хранения в расходные бункера последовательно через весовые дозаторы; загружаются в бетоносмесители, в которых приготавливается бетонная смесь, выгружаются на транспортеры или бетоновозные тележки через систему передаточных бункеров. Смесь поступает через передаточные бункера в бетонораздатчик, представляющий собой огромную раму с бункерами, снабженными вибраторами.

Бетонораздатчики передвигаются над формой при укладке бетонной смеси со скоростью Vcp=0,3 м/с. Форма находится на виброплощадке и равномерно укладываемая смесь в форму уплотняется при помощи виброплощадки.

При раскладке бетонной смеси количество раз прохода бетоноукладчика от начала до конца формы зависит от толщины изделия, от фигурного строения изделия и армирования.

Укладка регулируется секторным затвором бетонораздатчика. После доводки верхнего слоя бетонной смеси на свежеотформованное изделие-форму с помощью крана или крановой балки перемещают в ямную камеру. Пропарка изделий, заполняющих полностью объем камеры, производится плавно с подъемом температуры в течение трех часов до 80−95 °С. Термообработка протекает в течении минимум 11 часов, максимум 24 часа.

После пропаривания изделия из ямной камеры вынимается краном, предварительно открыв крышку ямных камер. Далее формы устанавливаются на участок распалубки, изделия извлекаются из форм и осуществляется контроль качества и доводка изделий. Изделия принимаются ОТК и вывозятся на склад готовой продукции. Освободившиеся формы очищаются, смазываются, осуществляется их сборка, устанавливаются арматурные каркасы, закладные детали и технологический процесс осуществляется заново. Время выполнения технологических операций на разных постах различается и колеблется от 2−5 минут до 16−24 часов.

При агрегатно-поточной схеме каждая форма или поддон может передвигатся с помощью крана, кран-балки или на катках независимо от других форм и поддонов. При таком способе производства изготавливаемое изделие становится более подвижным и мобильным. По поточно-агрегатной схеме ж/б изделия в процессе формовки вместе с различными формуемыми изделиями проходят последовательно все необходимые остановки и передвижения согласно технологическому процессу в отдельных видах операций с момента распалубки до момента изготовления.

Схема агрегатно-поточного производства плит для облицовки каналов В передел формования изделий включены следующие технологические процессы: подготовка форм или стендов (в том числе их чистка и смазка, установка и фиксация арматурных элементов, закладных изделий, вкладышей, натяжение напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций); укладка и уплотнение бетонных смесей; отделка в процессе формования: немедленная или ускоренная распалубка элементов бортоснастки до тепловой обработки.

Технологический процесс на постах формовочных линий следует организовать, исходя из действительного ритма их работы (определяемого по оперативному фонду времени), а продолжительность технологических операций — принимать с учетом резерва на неравномерность. При этом номинальные ритмы, используемые при расчете производительности, не должны превышать максимальных ритмов, указанных в ОНТП 7−85.

Формы, стенды и подготовка их к формованию Для формования изделий следует применять стальную формооснастку прогрессивных конструкций (поддоны с раскосной решеткой, упруго работающими элементами, полностью или частично неразборные формы и т. п.), характеризующуюся требуемой жесткостью при пониженной металлоемкости, необходимой технологичностью и обеспечивающую максимальную механизацию работ.

При изготовлении предварительно напряженных конструкций необходимо предусматривать мероприятия, устраняющие возможность заклинивания изделий в формах или на стендах при передаче на них усилий обжатия во время распалубки. При изготовлении изделий широкой и изменяемой номенклатуры следует применять переналаживаемые формы с переналадкой их на специализированных постах.

Используемые для формования изделий формы, матрицы и стенды должны соответствовать стандартам на формы для изготовления изделий конкретных видов и обеспечивать получение изделий с размерами в пределах допускаемых отклонений, отвечающих требованиям стандартов или технических условий и проектной документации на изделия.

Эксплуатацию форм следует производить в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. Не допускается подача на посты формования форм, собранных с отклонениями по геометрической точности, превышающими установленные технологическими картами.

Перед формованием поддоны и бортоснастка должны быть внутри и снаружи очищены и смазаны. Для очистки форм следует применять специальные машины, ручной пневматический или электрический инструмент. Операции сборки форм должны быть максимально механизированы.

Для смазки форм необходимо применять смазочные составы, обладающие достаточной адгезией к металлу, не вызывающие разрушения бетона и появления пятен на поверхности изделий. Смазочные составы следует наносить тонким равномерным слоем, как правило, механизированными устройствами.

Арматурные сетки и каркасы, закладные детали, вкладыши, теплоизоляционные материалы необходимо устанавливать в форму в соответствии с требованиями стандартов и проектной документации на изделия в последовательности, указанной в технологических картах. Для предупреждения смещений и обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона арматуру, закладные изделия, вкладыши и т. п. следует фиксировать специальными приспособлениями.

Выбор способа натяжения арматуры при изготовлении предварительно напряженных конструкций (механический, электротермический или электротермомеханический) следует производить в зависимости от типа конструкций, вида армирования, класса арматуры и конкретных условий производства.

При электротермическом способе натяжения арматуры следует применять автоматизированные установки для нагрева и укладки арматуры на поддоны (в формы), обеспечивающие увеличение длины заготовок на заданную величину, которая позволяет уложить их свободно в упоры форм, поддонов, стендов. При этом должен быть осуществлен контроль за предельной температурой нагрева арматуры, установленной проектной документацией для соответствующих марок сталей.

Укладка и уплотнение бетонных смесей Укладку бетонной смеси следует осуществлять бетоноукладчиками, имеющими устройства, выдающие и распределяющие смесь в форме или в ограничивающей бортоснастке, как правило, без применения ручного труда.

При назначении технологических режимов формования должны быть взаимоувязаны формовочные свойства обрабатываемых смесей (подвижность, жесткость) и технологические параметры используемого оборудования. Применительно к конкретным условиям производства (габаритным размерам изделий, их конфигурации, сложности, густоте армирования и т. п.) необходимо установить стабильные рабочие параметры формовочного оборудования и соответствующие им значения подвижности или жесткости бетонной смеси, утверждаемые в стандартах предприятий, технологических картах или другой технологической документации. Не допускается для облегчения обслуживания, повышения производительности и т. п. применять бетонные смеси большей подвижности или меньшей жесткости, чем установлено для заданного формовочного оборудования, за исключением пластифицированных смесей, не вызывающих перерасхода цемента.

Режимы формования должны обеспечивать коэффициент уплотнения бетонной смеси (отношение ее фактической плотности к расчетной теоретической): для тяжелого бетона — не менее 0,98; при применении жестких смесей и соответствующем обосновании, а также для мелкозернистого бетона — не менее 0,96.

Отделка в процессе формования Заглаживание открытых поверхностей горизонтально формуемых изделий следует производить специализированными отделочными машинами, оснащенными заглаживающими брусами (рейками), валиками, дисками или другими рабочими органами, обеспечивающими без дополнительной доводки после твердения или с доводкой качество поверхности готовых изделий в соответствии с требованиями стандартов или технических условий на изделия конкретных видов.

Для получения гладких поверхностей (с минимальным числом и размером пор), примыкающих при формовании к поддонам форм и стендов, необходимо применять в зависимости от конкретных условий производства специальные технологические приемы и методы, в том числе:

— эмульсионную смазку типа ОЭ-2 в сочетании с подстилающим слоем из литого цементного раствора, коллоидно-цементного раствора или клея, а также с водной пластификацией нижнего слоя бетонной смеси непосредственно перед укладкой;

— эмульсионную смазку на основе восковых компонентов в сочетании с подвижными бетонными смесями;

— укладку на поддоны специальных паст;

— стеклопластиковые или железобетонные поддоны с полимерным покрытием при применении ударных или других режимов уплотнения бетонных смесей;

— высокочастотные режимы уплотнения.

Параметры и технологический регламент при выполнении отделки фасадных поверхностей различными способами должны соответствовать нормативно-технической документации.

Тепловая обработка изделий. Общие требования Тепловую обработку изделий следует производить в тепловых

агрегатах с применением режимов, обеспечивающих минимальный расход

топливно-энергетических ресурсов и достижение бетоном заданных

распалубочной, передаточной и отпускной прочности. При этом не

допускается увеличение расхода цемента для достижения требуемой

прочности в более короткие сроки по сравнению с необходимым для

получения заданного класса по прочности бетона, установленным

при подборах состава.

Для сокращения цикла тепловой обработки изделий и увеличения оборачиваемости форм следует применять химические добавки-ускорители, быстротвердеющие цементы, предварительный пароразогрев или электроразогрев бетонных смесей, двухстадийную тепловую обработку и другие приемы при соответствующем технико-экономическом обосновании применительно к конкретным условиям и технологическим схемам производства.

Режимы тепловой обработки следует назначать путем установления оптимальной длительности и температурно-влажностных параметров отдельных его периодов: предварительного выдерживания, подъема температуры, изотермического прогрева и остывания с использованием, как правило, систем автоматического управления параметрами.

Длительность предварительного выдерживания следует назначать исходя из условий производства. При изготовлении предварительно напряженных конструкций в силовых формах предварительное выдерживание не должно превышать 1 ч.

Скорость подъема температуры в камерах и термоформах следует назначать с учетом конструкции изделий (однослойные, многослойные и т. п.), их массивности, конкретных условий производства. Допускается подъем температуры среды с постоянно возрастающей скоростью или ступенчатый подъем температуры (кроме предварительно напряженных конструкций). При изготовлении предварительно напряженных конструкций в силовых формах необходимо применять пластифицирующие химические добавки, замедляющие рост прочности бетона в период подъема температуры.

Температуру и длительность изотермического прогрева следует назначать с учетом вида бетона, активности и эффективности цемента при тепловой обработке, его тепловыделения и массивности изделий. Максимальная температура изотермического прогрева изделий из тяжелого, мелкозернистого и легкого конструкционного бетона не должна превышать 80 — 85 °C при применении ЦЕМ I и 90 — 95 °C — при применении шлакопортландцемента.

Скорость остывания среды в камерах в период снижения температуры изделий из тяжелого бетона после изотермического прогрева, как правило, должна быть не более 30°С/ч, а при повышенных требованиях по морозостойкости и водонепроницаемости, а также при тепловой обработке изделий из мелкозернистого и напрягающего бетонов, многослойных и с отделочными слоями — не более 20 °С/ч. При выгрузке изделий из камер температурный перепад между поверхностью изделий и температурой окружающей среды на должен превышать 40 °C. Тепловлажностная обработка по режиму: 12(3,5+6,5+2) при 80−85 °С (1, стр. 20, табл.17)

выдержка изделия — 0,5 часов (1, стр. 19, п. 8.1(б));

подъем температуры до 80 °C — 3,5 часа;

изотермический прогрев при 80° С — 6,5 часов;

остывание изделий — 2 часа.

Рис. 5

Распалубка, доводка, хранение и транспортирование изделий Распалубку изделий после тепловой обработки следует производить после достижения бетоном распалубочной прочности. При этом раскрытие бортов форм следует производить специальными машинами и механизированным ручным инструментом, а снятие изделий с поддонов и установку в рабочее положение для последующей доводки специальными устройствами — кранами и (или) кантователями в зависимости от требований, указанных в проектной документации.

Для предварительно напряженных изделий передачу обжатия на горячий бетон следует осуществлять после достижения им передаточной прочности. При этом снижение температуры бетона не должно превышать 15° С. Порядок отпуска натяжения арматуры (одновременно всех арматурных элементов или групп, поочередно отдельных элементов или групп) следуют принимать в зависимости от технологии изделий и класса арматуры и осуществлять домкратами, клиновыми, рычажными и другими устройствами. Допускается производить обрезку арматуры газокислородной горелкой, алмазным диском или дисковой пилой. Не допускается мгновенная передача усилия обжатия при диаметре стержней свыше 18 мм.

Снимаемые с формовочных линий изделия при необходимости следует доводить и комплектовать на специализированных отделочных постах или конвейерных линиях с применением машин, механизмов и механизированного инструмента.

Окончательная доводка и комплектация изделий должны включать все необходимые работы по приведению готовых изделий в соответствие требованиям стандартов или технических условий на изделия конкретных видов и повышению их заводской готовности, в том числе:

— дополнительную шпатлевку, шлифовку поверхности, установку столярных изделий, если эти работы не выполнялись или не завершены на формовочной линии;

— устранение дефектов поверхности и граней изделий, очистку закладных изделий и кромок от наплывов, ремонт околов, раковин и устранение других дефектов;

— отделку или устранение дефектов фасадной поверхности, отделанной в процессе формования;

— обмазку гидроизоляционными покрытиями, инъекцию герметизирующих композиций;

— нанесение защитного слоя; снабжение изделий комплектующими деталями в соответствии с проектной документацией.

При температуре наружного воздуха ниже 0 °C изделия после снятия с формовочной линии до вывоза на склад готовой продукции необходимо выдерживать в теплом помещении при температуре не ниже 10 °C не менее 6 ч. Готовые бетонные и железобетонные изделия, принятые ОТК завода, следует хранить и транспортировать в соответствии с требованиями стандартов или технических условий на изделия конкретных видов и ГОСТ 13 015.4−84.

Технологический процесс изготовления плит перекрытий Технологический процесс изготовления плит состоит из следующих технологических операций:

— Приготовление смазки форм;

— Распалубка, очистка и смазка форм (поддонов);

— Армирование форм (поддонов);

— Изготовление бетонных вкладышей;

— Формование плит;

— Термовлажностная обработка плит;

— Доводка и маркировка плит.

3.6 Строительные решения формовочного цеха Проектирование заданного производственного здания осуществлено с учётом размещения отдельных производств в унифицированных типовых пролётах или секциях. Таким образом для завода по производству изделий водохозяйственного строительства был выбран УТП-1 длиной 144 м и пролётом 18 м.

Одним из основных достоинств УТП-1 является то, что его параметры не изменяются в зависимости от схемы производства, номенклатуры изделий и комплекта оборудования.

Определим высоту цеха до низа несущих конструкций на опоре:

Н=h₁+h₂+h₃+h₄+h₅+h₆

H_кр — отметка верха кранового рельса.

h₁ — наибольшая высота технологического оборудования, м.

h₂ — минимальное расстояние между оборудованием и грузом, h₂=500 мм.

h₃ — высота наиболее крупногабаритного груза в положении подъема.

h₄ — расстояние от верха груза до центра крюка, определяемое конструкцией траверсы либо строп, h₄=1000 мм.

h₅ — расстояние от центра крюка в предельное верхнее положение до высоты кранового рельса, h₅=600 мм.

h₆ — расстояние от верха головки кранового рельса до низа стропильной конструкции, h₆=3 м.

h₁=3,1 м, h₃=0,86 м Н=3,1+1,5+0,86+1,0+0,6+3=10,06 м.

Принимаем высоту цеха 10,8 м, отметка верха кранового рельса 7,06 м Рис. 6. — Схема для определения высоты цеха до низа стропильных конструкций

4. Проектирование арматурного цеха Арматурные изделия изготавливаются в арматурном цехе. Производство арматурных работ организовано с применением комплексно-механизированных и автоматизированных линий и оборудования для заготовки, сварки, сборки и антикоррозионной защиты элементов арматурных изделий, а также для их транспортирования и пакетирования при максимальном сокращении ручного труда, экономии металла и энергозатрат.

Размещение оборудования и поточно-механизированных линий для производства арматурных работ произведено по видам работ, сохраняя последовательность изготовления арматурных изделий по группам одного назначения (заготовка и гибка стержней, изготовление подъемных и монтажных петель, сварка сеток и плоских каркасов). Транспортировка арматурной стали и полуфабрикатов внутри арматурного цеха, а также подача готовых арматурных изделий в формовочные цехи производится в специальных контейнерах на самоходных передаточных тележках.

Изготовление арматурных изделий для плит облицовки каналов состоит из:

Технологического процесса изготовления монтажных петель:

Заготовка арматурных стержней заданной длины для монтажных петель, пакетирование их в контейнеры:

— подготовка правильно-отрезного станка к работе.

— установка упора.

— установка бухты в бухтодержатель.

— заправка арматуры в правильно-отрезной станок.

— резка арматуры на заготовки и укладка их в контейнеры.

Гнутьё монтажных петель и укладка их в контейнер:

— подача контейнера с заготовкой к гибочному станку.

— подготовка станка к работе.

— гнутьё монтажных петель и укладка их в контейнер.

Подача контейнеров с монтажными петлями и штырями на вывозную тележку.

Технологический процесс изготовления сеток:

Подготовка станка-автомата к работе:

— установка бухты в бухтодержатели.

— заправка проволоки в правильное устройство и цанги.

— установка контейнера для сеток за ножницами станка.

— включение станка.

Работа станка в автоматическом режиме:

— подача проволоки к электродам.

— сварка сетки.

— гнутье и сбрасывание сетки в контейнер.

Выборка арматуры на одно изделие.

Таблица 6 — Выборка арматуры на одно изделие Правильно-отрезной станок И-6022А (4,стр.89)

Техническая характеристика:

Диаметр арматурной стали: гладкой — 6…16мм;

периодического профиля — 6…8мм;

Длина заготовляемых прутков — 1000−9000м;

Точность резки прутков по длине — ±3мм;

Скорость подачи арматуры — 30м/мин;

Установлена мощность — 36 кВт;

Габаритные размеры 12 170×1560×2000мм;

Масса 6450 кг.

А также правильно-отрезной станок И-6118(4,стр.89)

Техническая характеристика:

Диаметр арматурной стали: гладкой — 2,5…6,3 мм;

Длина заготовляемых прутков — 1000−9000м;

Точность резки прутков по длине — ±2мм;

Скорость подачи арматуры — 25м/мин;

Установлена мощность — 6,9 кВт;

Габаритные размеры 7500×510×1450мм;

Масса 1830 кг.

Станок для резки арматурной стали СМЖ-172Б (4,стр.92)

Техническая характеристика:

Номинальный диаметр стержня из стали класса: S240- 40 мм; S400- 36 мм; S500- 25 мм;

Число ходов ножа в минуту — 33;

Ход ножа — 45 мм;

Усилие резания — 340кН;

Мощность электродвигателя- 3,0кВт;

Привод — электромеханический;

Габаритные размеры:1100×430×805мм;

Масса — 530 кг.

Машина для стыковой сварки МС-2008 (4, стр.98)

Техническая характеристика:

Номинальная сила тока: сварочного — 52кА; длительного вторичного — 9кА;

Усилие: зажатия — 10 000Н; осадки — 9800Н;

Производительность сварок при диаметре стержня 40мм — 80 сварок/ч;

Габаритные размеры — 2050×1180×1370;

Масса при исполнении — 2160 кг.

Станок для гибки арматурной стали СМЖ-173А (4,стр.94)

Техническая характеристика:

Наибольший диаметр изгибаемого стержня из стали для класса: S240- 40 мм; S400- 32 мм;

Радиус изгиба по внутреннему контуру — 18…55мм;

Частота вращения рабочего диска — 0,017об/с;

Мощность электродвигателя — 3,0кВт;

Тип привода рабочего диска — механический;

Габаритные размеры:760×790×790мм;

Масса — 380 кг.

Станок для гибки сеток СМЖ-353А (4,стр.97)

Максимальный размер изгибаемой стороны сетки: с основной секцией 3000 мм;

Максимальные параметры гибки для сеток, содержащих стержни из стали классов S240, S400 диаметром 12мм: угол изгиба 90°;

число изгибаемых стержней — 60;

Наименьшее расстояние между стержнями — 100 мм;

Цикл гибки — 35с;

Габаритные размеры:9465×705×944мм;

Масса — 2450 кг.

Одноточечная стационарная сварочная машина МТ-604 (4, стр.99)

Номинальная сила тока: сварочного — 6,6кА, длительного вторичного — 2,8кА;

Номинальное усилие сжатия- 200Н;

Номинальный вылет электродов — 250 мм;

Номинальный раствор — 150 мм;

Максимальная производительность- 180 сварок/мин;

Габаритные размеры:830×455×1200мм;

Масса — 230 кг.

Многоточечная стационарная сварочная машина МТМ-160 (4, стр.101)

Технические характеристики:

Максимальная ширина свариваемой сетки -3800мм;

Номинальная сила сварочного тока — 12 500А;

Максимальная мощность машины — 1425кВ· А;

Шаг стержней: поперечных — 100…300мм;

продольных — 100…300мм;

диаметр стержней: поперечных — 3…10мм;

продольных — 3…12мм;

Габаритные размеры:8970×3450×1270мм;

Масса — 8900 кг.

Вертикальная установка для сварки каркасов СМЖ-286Б (4, стр.105)

Технические характеристики:

Число одновременно свариваемых каркасов — 2;

Габаритные размеры свариваемых каркасов — 5200×3600×300мм;

Число сварочных постов — 4;

Тип: подвесной сварочной машины — МТП-1111; клещей — КТП-8−4;

Установленная мощность: трансформаторов — 340кВ· А;

электродвигателей — 7,5кВ· А;