Разработка технологической линии по производству железобетонных преднапряженных труб

Содержание Введение

1 Технологическая часть

1.1 Номенклатура продукции

1.1.1 Железобетонные преднапряженные трубы

1.2 Характеристика сырья и полуфабрикатов

1.2.1 Вяжущее

1.2.2 Заполнители

1.2.3 Вода для приготовления бетона

1.2.4 Добавки

1.3 Обоснование выбора способа производства и технологической линии

1.3.1 Обоснование выбора способа производства

1.4 Технологическая схема производства изделий

2 Режим работы предприятия

3 Программа выпуска продукции предприятия

4 Расчёт состава бетонных смесей

5 Материальный баланс производства

6 Производственная программа предприятия

7 Расчёт в потребности сырьевых материалов и полуфабрикатов

8 Контроль технологического процесса и качества продукции

9 Охрана труда и техники безопасности

10 Охрана окружающей среды Заключение Список используемой литературы

Введение

Сегодняшнее строительство немыслимо без такого строительного материала, как бетон. Область его применения очень широка: он используется и в строительстве зданий и для отлива скульптур, без него сегодня не обойдется строительство дорог, мостов и тоннелей. Даже взлетные полосы в аэропортах, тоже проводятся с его использованием. Все же, как ни перечисляй области его применения, наиболее широко бетон применим в масштабном строительстве и в виде железобетонных изделий. Основное применение железобетона — создание сборных железобетонных изделий и конструкций. Число производимых сегодня изделий, исчисляется тысячами и с каждым днем ассортимент их растет. Железобетонные изделия — фундаментные блоки, балки, колонны, панели перекрытий и стен. Это еще не весь перечень изделий входящих в понятие ЖБИ.

Бетон — искусственный камень, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия). Смесь этих материалов до затвердения называют бетонной смесью.

Бетон в сочетании со стальной арматурой называют железобетоном. Получение смеси и бетона хорошего качества возможно только при глубоком знании их технологии; умелом подборе составляющих материалов надлежащего качества и в оптимальных соотношениях; режимах приготовления бетонной смеси, методах ее укладки, уплотнения в условиях твердения, обеспечивающих получение бетонных конструкций высокой прочности, долговечности низкой стоимости.

Бетон частично защищает металл арматуры от коррозии и воспринимает в этом композите сжимающие напряжения, а арматура — растягивающие усилия (металл хорошо работает на растяжение, а сравнительно хрупкий бетонный камень — на сжатие).

Стальная арматура, применяемая при изготовлении железобетонных изделий, служит для укрепления всей конструкции и придания ей определенной формы и скрепления железобетонных изделий между собой.

Курсовой проект по дисциплине «Технология бетона 2» посвящена разработке технологической линии по производству железобетонных преднапряженных труб производительностью 25 тыс. м3/год, плана и разрезов формовочного цеха и генплана предприятия.

Основные задачи курсового проекта:

— обосновать выбор и привести техническую характеристику выпускаемой продукции и сформировать технологические группы изделий;

— обосновать выбор и охарактеризовать сырьевые материалы и полуфабрикаты;

— на основе глубокого изучения технической информации обосновать выбор и описать способы организации производства и технологические схемы изготовления каждой группы изделий;

— выполнить технологические расчеты по определению рецептуры формовочных масс, потребности в сырьевых материалах и полуфабрикатах с учетом производственных потерь;

— составить перечень мероприятий, обеспечивающих систематический контроль технологического процесса, качества сырья и готовой продукции;

— предусмотреть мероприятия, гарантирующие безопасные условия труда и охрану окружающей среды;

— выполнить графическое изображение технологической схемы предприятия.

1 Технологическая часть

1.1 Номенклатура продукции железобетонный преднапряженный труба Железобетонные трубы изготовляют безнапорными и напорными. Железобетонные безнапорные трубы, изготовляемые методами центрифугирования или вибрирования, предназначены для подземных безнапорных коллекторов, транспортирующих самотеком бытовые и атмосферные, а также грунтовые и производственные неагрессивные воды.

Железобетонные напорные трубы вибропрессованные и центрифугированные рассчитывают на высокое внутреннее давление от 0,2 до 1,5 МПа и применяют для прокладки напорных трубопроводов и дюкеров. Трубы изготовляют раструбными и с гладкими концами с предварительно-напряженной арматурой и со стальным сердечником длиной до 5 м на рабочее давление до 1 МПа.

Данный курсовой проект рассматривает производство напорных железобетонных труб Таблица 1 — Техническая характеристика напорных железобетонных труб

Трубы железобетонные напорные делятся на 4 класса:

— III класс — до 5 атм;

— II класс — до 10 атм;

— I класс — до 15 атм;

— 0 класс — до 20 атм.

Рис 1. Напорная железобетонная труба Таблица 2 — Характеристика изделия

Таблица 3 — Выборка стали на изделие

Таблица 4 — Номенклатура выпускаемой продукции

1.2 Характеристика сырья и полуфабрикатов Качество бетона в большей степени зависит от используемых материалов. Правильный выбор материалов для бетона, учитывающий как требования к бетону, так и свойства самих материалов, имеет важное значение в технологии бетона. При этом должна достигаться максимальная экономия цемента и трудовых затрат на производство бетона

1.2.1 Вяжущее Основные сырьевые материалы в производстве изделий: вяжущее вещество (цемент); крупный заполнитель (щебень); мелкий заполнитель (кварцевый песок); вода; добавки; арматурные стали.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее, полученное совместным тонким помолом портландцементного клинкера и двуводного гипса. Средний размер частиц цемента составляет 15 — 20 мкм.

Портландцемент, используемый для изготовления железобетонных напорных труб, должен иметь марку не ниже 400. В курсовом проекте принят обычный портландцемент марки 500.

Вещественный состав портландцемента — соотношение содержания клинкера и гипса. В курсовом проекте для портландцемента предусмотрено содержание портландцементного клинкера 95%, а двуводного гипса — 5% (таблица 5). Фазовый составсоотношение содержания фаз. Фазовый состав портландцементного клинкера — важнейшая характеристика, по которой прогнозируют свойства цемента: скорость твердения, тепловыделение при твердении, стойкость к действию пресных и минеральных вод, степень усадочных деформаций.

Кроме того, в клинкере могут присутствовать свободные, не вступившие в химическое взаимодействие СаО и МgО. Допустимое содержание СаО — 0,5−1%, МgО (периклаз) — 5%.Фазовый состав портландцементного клинкера, применяемого в курсовом проекте, представлен в таблице 5. Соотношение содержания основных оксидов указано в таблице 6.

Таблица 5 — Фазовый состав клинкера

Таблица 6 — Химический состав портландцементного клинкера

К основным строительно-техническим свойствам портландцемента относятся: истинная плотность, насыпная плотность, тонкость помола, сроки схватывания, нормальная густота (водопотребность), равномерность изменения объема цементного камня, прочность затвердевшего цемента.

Все основные технико-экономические показатели портландцемента М500 представлены в таблице 7.

Таблица 7 — Основные строительно-технические характеристики портландцемента М500

1.2.2 Заполнители Заполнители занимают в бетоне до 80% объема и оказывают определенное влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость.

Введение

в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом бетона. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона.

Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование — одна из важных задач технологии бетона.

В курсовом проекте в качестве крупного заполнителя применяется гранитный щебень с размером зерен не более 20 мм, марки не ниже 1000; в качестве мелкого заполнителя в бетоне применяется природный песок, фракции 0,14 — 5 мм.

Мелкий заполнитель характеризуется модулем крупности песков и может колебаться от 2,1 до 3,25. В курсовом проекте модуль крупности кварцевого песка соответствует значению 2 — 2,5 (средние пески).

Пустотность заполнителя — важная характеристика, так как в известной мере определяет расход цемента и другие свойства бетона. Пустотность заполнителя одной фракции может колебаться от 0,3 до 0,48. Содержание в щебне зёрен пластичной (лещадной) и игловой формы не должно превышать 35% по массе, содержание слабых пород — 4,5%. Морозостойкость крупного заполнителя должна быть не ниже F 200.

Характеристика заполнителей для бетона представлена в таблице 8.

Таблица8- Характеристиказаполнителей

1.2.3 Вода для приготовления бетона Для приготовления бетонной смеси используют воду проводную питьевую, а также любую воду, имеющую водородный показатель рН не менее 4 (т. е. некислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет). Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мг/л (в пересчете на S04) и всех солей более 5000 мг/л. В сомнительных случаях пригодность воды для приготовления бетонной смеси необходимо проверять путем сравнительных испытаний образцов, изготовленных на данной воде и на обычной водопроводной.

Для приготовления бетонной смеси можно применять морскую и другие соленые воды, удовлетворяющие приведенным выше условиям. Исключением является бетонирование внутренних конструкций жилых и общественных зданий и надводных железобетонных сооружений в жарком и сухом климате, так как морские соли могут выступить на поверхности бетона и вызвать коррозию стальной арматуры.

Для поливки бетона следует использовать воду такого же качества, как и для приготовления бетонной смеси.

1.2.4 Добавки Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки в бетон. В курсовом проекте в качестве добавки применяют химические пластифицирующего действия С-3.

Добавка С-3 несколько замедляет твердение бетона в раннем возрасте, несколько уменьшает тепловыделение цемента в первые дни твердения. Действие суперпластификатора, как правило, ограничено 2 — 3 ч с момента введения их в бетонную смесь. Под действием щелочной среды они подвергаются частичной деструкции и переходят в другие вещества, безвредные для бетона и не тормозящие процессы его твердения. Кроме того, суперпластификатор С-3 разжижает бетонную смесь в большей степени, чем обычные пластификаторы, например, увеличивают подвижность смеси с 2 см до 20 см по осадке конуса.

Суперпластификатор добавляется в бетонную смесь в количестве 0,3−0,7% сухого вещества по отношению к массе цемента. Основные технические характеристики суперпластификатора С-3 указанны в таблице 9.

Таблица 9 — Технические характеристики суперпластификатора С-3

1.3 Обоснование выбора способа производства и технологической линии

1.3.1 Обоснование выбора способа производства Число линий, типы линий назначают в зависимости от заданной номенклатуры изделий и мощности предприятия.

Технологически линии бывают:

— агрегатно-поточный способ производства;

— конвейерный способ производства;

— стендовый способ производства;

— кассетный способ производства.

Агрегатно-поточный способ изготовления конструкций характеризуется расчленением технологического процесса на: отдельные операции или их группы; выполнением нескольких разнотипных операций на универсальных агрегатах; наличием свободного ритма в потоке; перемещением изделия от поста к посту; формы и изделия переходят от поста к посту с произвольным интервалом, зависящим от длительности операции на данном рабочем месте. Агрегатно-поточный способ отличается также тем, что формы и изделия останавливаются не на всех постах поточной линии, а лишь на тех, которые необходимы для данного случая. Агрегатно-поточный способ организации производства характеризуется возможностью закрепления за одной поточной линией изделий, различных не только по типоразмерам, но и по конструкции. Эта возможность создается наличием на поточной линии универсального оборудования. Межоперационная передача изделий на таких линиях осуществляется подъемно-транспортными и транспортными средствами.

Агрегатно-поточная технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатуры.

Конвейерное производство является совершенствованием агрегатно-поточного способа формования железобетонных изделий. Конвейеры бывают горизонтально-замкнутыми (одноярусными) с размещением рабочих и замыкающих ветвей в одной плоскости и вертикально-замкнутыми (двухи трехъярусными) с размещением рабочих ветвей одна под другой.

При конвейерном способе формы с изделиями перемещаются от одного поста к другому специальными транспортными устройствами. Для конвейера характерен принудительный ритм работы, т. е. одновременное перемещение всех форм по замкнутому технологическому кольцу с заданной скоростью.

Достоинства этого способа: непрерывность потока и четкость ритма, одновременное выполнение всех операций, что предотвращает простои, пооперационное расчленение технологического процесса, механизация и автоматизация производства, высокий коэффициент использования технологического оборудования формовочной оснастки.

Недостатки: повышенные капитальные затраты, высокие затраты на обслуживание механизированного оборудования, низкая гибкость механизации при переходе на новую номенклатуру.

Стендовый способ производства железобетонных изделий характеризуется следующими основными признаками: весь процесс производства осуществляется в неподвижных формах или на специальных стендах; изделия в процессе обработки остаются неподвижными, а рабочее и технологическое оборудование перемещается от одной формы к другой; за каждым стендом или формой закрепляется одно или несколько технологически однородных изделий. В основе классификации разновидностей стендового производства лежит ряд факторов: число типоразмеров изделий, закрепленных за стендом; способ расположения конструкций на стенде; конструктивные особенности стендовой установки; длительность производственного цикла[1]. На стенде изделия могут располагаться вертикально, горизонтально, последовательно, поштучно, пакетами, что влияет на конструктивные особенности стендовых установок. По способу армирования стенды бывают двух типов: пакетные и протяжные. Длинномерные линейные изделия с напряженным армированием формуют на длинных стендах длиной 75 м и более, а также на коротких стендах, имеющих длину, равную одному изделию, а ширину — двум и более. Длинные стенды применяют для одновременного изготовления нескольких одинаковых изделий в формах, располагаемых одна за другой и образующих единую формовочную линию. На этой линии укладку и натяжение арматуры, а также бетонирование и твердение изделий осуществляют сразу по всей длине стенда.

Кассетное производство широко используется при изготовлении конструкций разного назначения. Особенностью кассетного способа является формование изделий в вертикальном положение в стационарных разъемных металлических групповых формах-кассетах, где и происходит тепловая обработка.

Достоинства: малая потребность в производственных площадях, повышенное качество изделия после ТВО.

Недостатки: простой формовочного оборудования в процессе ТВО, большая удельная металлоемкость.

В курсовом проекте изготовление железобетонных напорных труб методом центрифугирования используется агрегатно-поточная технология.

Выбранный способ производства обоснован следующими причинами:

Агрегатно-поточный способхарактеризуется:

— возможностью закрепления за одной поточной линией изделий, различных не только по типоразмерам, но и по конструкции.

— небольшой объем каждой секции камеры позволяет затрачивать минимум времени на загрузку и выгрузку изделий (что создает условия для непрерывной подачи отформованного изделия в камеру твердения).

— технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки.

1.4 Технологическая схема производства изделий Технологический процесс производства сборных бетонных и железобе-тонных изделий состоит из ряда технологических операций, объединяемых в отдельные процессы.

Операции условно разделяют на основные, вспомогательные и транс-портные. К основным операциям относятся, приготовление бетонной смеси, включая подготовку составляющих материалов; изготовление арматурных элементов и готовых каркасов; формование изделий, куда входит их армирование; тепловая обработка отформованных изделий, освобождение готовых изделий из форм к очередному циклу формования; отделка и обработка лицевой поверхности некоторых видов изделий.

Основными сырьевыми материалами для приготовления бетонной смеси являются: цемент, песок, щебень, вода.

1.4.1 Доставка и складирование сырьевых материалов На завод цемент поставляют при помощи железнодорожных цементовозах-цистернах, имеющие грузоподъемность 60 т. Они представляют собой герметические цестерны, установленные на железнодорожных скатах. Цемент подается в цистерны под давлением 2 — 3 атм и под этим давлением остается в цистерне до ее разгрузки.

Разгрузка цемента происходит пневматическим способом. Длительность разгрузки цементовоза емкостью 60 т не превышает 60 мин.

1 — пневматический подъемник; 2 — бункер; 3 — вагон-цементовоз; 4 -крытый вагон; 5 — вагон-цистерна; 6 — переключение цементопроводов; 7 -пневматический разгрузчик; 8 — цементопроводы; 9 — силосы; 10 -пневматический разгружатель донной выгрузки; 11 — автоцементовоз; 12 — рукавный фильтр; 13 — вакуум-установка; 14 — пневматический винтовой насос.

Рисунок 2 — Технологическая схема прирельсового склада цемента

Бетоносмесительные цехи и заводы для хранения цемента оснащают обычно складами силосного типа. Они состоят из отдельных ячеек-силосов диаметром 5−10 м, вместимостью 25−1500 т и более, изготовленных из металла или железобетона (см. рисунок 6).

Силосные склады возводят прямоугольно-пирамидальными с прямоугольным корпусом, вертикальными стенками и днищем в виде усеченной пирамиды, а также цилиндрическими с коническим днищем. Силосы размещают в один, два или несколько рядов. Получили широкое распространение сборные железобетонные силосы. Силосные склады цемента подразделяют на механизированные и автоматизированные. В последних — наиболее прогрессивных — управление всеми процессами производится автоматически.

Нормируемый запас цемента принимают, как правило, из условия 5 — 10-суточной потребности предприятия. Силосы установлены блоками, по 4 силоса в каждом блоке в 2 ряда. Стенки силосов покрыты гидроизоляционной поливинилхлоридной пленкой для защиты от воздействия воздуха.

Каждый силос оборудован пневматическим разгрузчиком, благодаря которому цемент поступает в бетоносмесительное отделение.

Крупный и мелкий заполнитель на завод поступает при помощи железнодорожного транспорта.

Для выгрузки материала с железнодорожных вагонов применяют стационарные разгрузочные машины Т-182А. Рабочей частью машины является длинная штанга-хобот с отвальным щитком на переднем конце, который при возвратно-поступательном движении штанги поперек платформы сталкивает с нее материал на обе стороны в приемный бункер, расположенный под железнодорожной колеей. Оттуда материал по наклонному транспортеру поступает на склад. Во время разгрузки платформа с материалом медленно перемещается со скоростью 2,5 — 3 м/мин.

Рисунок 3 — Стационарная машина Т — 182 А для разгрузки заполнителей

1 — станина; 2 — рабочий орган — штанга (хобот); 3 — отвальный щиток, сгребающий заполнитель с платформы; 4 — железнодорожная платформа с откидными бортами; 5 — приемное устройство; 6 — наклонный ленточный транспортер Складирование заполнителей производится в складах эстакадно-траншейных закрытого типа. Загрузка в склад производится сверху при помощи ленточного конвейера, размещенного вдоль склада на специальной эстакаде и оборудованного сбрасывающими тележками для загрузки материала в любом месте по длине склада. Склад для хранения заполнителей по видам и фракциям разделен железобетонными перегородками на отсеки.

Заполнители выдаются из склада при помощи ленточного конвейера, устроенного снизу в галереи и поступают в бункера бетоносмесителей.

Запас заполнителей применяют в зависимости от характера его доставки. Как и для цемента, он рассчитан на 5 — 10 суток, однако может быть и на более продолжительное время.

Арматура и закладные детали сборных железобетонных изделий и конструкций доставляется на заводы железнодорожным транспортом. Арматурную сталь для изготовления пространственного каркаса и сталь для изготовления монтажных петель поставляют в прутках длиной до 13,5 м. Прутки стали поставляются в связках массой до 15 т.

Хранение арматурной стали производится раздельно партиями по сортам и размерам на специальных стеллажах, установленных в закрытом складе. Запасы арматурной стали на складе рассчитываются, исходя из производительности завода и составляет 20 — 25 рабочих суток арматурного цеха.

Добавки для цемента доставляются автотранспортом, в специальных ёмкостях объёмом 1 т.

Основными технологическими операциями приготовления бетонной смеси являются дозирование исходных материалов и их перемешивания.

1.4.2 Приготовление бетонной смеси Важным технологическим переделом является дозирование, т. е. отмеривание определенного количества материалов на один замес бетоносмесителя. От точности дозирования зависит соответствие фактического состава бетона заданному, постоянство, состава в разных замесах, а также качество бетонной смеси и бетона. Дозирование сыпучих материалов для бетонной смеси производят по массе. Погрешность дозирования не должна превышать: для цемента, воды — 2%, для заполнителей — 2,5%.

Дозирование материалов производят дозаторами периодического действия. Дозаторы цемента и заполнителей располагают под выходными течками отсеков расходных бункеров, а дозатор воды — на специальных опорах. Продолжительность цикла взвешивания материала составляет 35…45 с. Дозаторы оснащают автоматическим управлением. Они отличаются высокой точностью дозирования, малой продолжительностью цикла взвешивания, легкостью управления. Автоматическими дозаторами управляют с центрального пульта. Необходимо учитывать, что автоматизация дозирования эффективна только при постоянстве свойств дозируемых материалов (крупности, гранулометрического состава, содержания влаги). Дозаторы с автоматическим управлением применяются в комплекте и побираются под тип бетоносмесителя.

Рисунок 4 — Весовой автоматический дозатор для заполнителей

1 — рама для крепления дозатора к расходному бункеру; 2 — рычажная система с подвесками; 3 — течки расходных бункеров с секторными затворами; 4 — пневмоцилиндры; 5 — весовой мерник (дозатор); 6 — разгрузочное отверстие в дозаторе с затвором; 7 — циферблатная головка весоизмерительного устройства.

Перемешивание. Поскольку бетонная смесь является многокомпонентной системой, качество ее во многом определяется качеством перемешивания. Основная задача перемешивания — гомогенизация составляющих смесей.

В процессе перемешивания материалы равномерно распределяются во всем объеме, зерна цемента и заполнителя смачиваются водой. В результате получается однородная масса, свойства которой в любом месте одинаковы. Чтобы добиться этого, зерна материалов при перемешивании должны совершать движение по многократно пересекающимся между собой сложным траекториям, преодолевая силы внутреннего трения, силы сцепления между зернами, сопротивление смеси сдвигу, а также силы тяжести.

Перемешивание осуществляется в специальных аппаратах — смесителях, конструкция которых зависит от типа смеси и требуемой производительности.

1.4.3 Бетоносмесительная установка Для приготовления жестких бетонных смесей, применяемых на большинстве железобетонных заводах, необходимо использовать бетоносмесители принудительного действия (рис.5). Перемешивание в них осуществляется по более сложным траекториям, что повышает однородность смеси, а следовательно прочность бетона и позволяет снизить расход цемента.

Рисунок 5 — Бетоносмеситель принудительного действия с противоточным перемешиванием компонентов.

1 — основание; 2 — смесительная чаша; 3 — смесительное устройство; 4 — рама; 5 — привод; 6 — вертикальный вал; 7 — вал; 8 — ковш; 9 — угольник; 10 — механизм управления скиповым подъемником; 11 — вододозирующая система; 12 — направляющие швеллеры скипового подъемника; 13 — разгрузочное устройство.

При перемешивании материалов в смесителях периодического действия в смеситель сначала подают 15…20% воды от общего количества, требуемого на замес, затем загружают одновременно цемент и заполнители, продолжая доливать остальную воду.

Большое влияние на качество перемешивания оказывает время его продолжительности. Продолжительность перемешивания зависит от подвижности бетонной смеси и вместимости бетоносмесителя. Чем меньше подвижность бетонной смеси и больше полезный объем бетоносмесителя, тем больше длительность перемешивания.

Транспортирование бетонной смеси. Транспортирование бетонной смеси к месту формования изделий должно быть максимально механизировано, а число перегрузок — сокращено до минимума. Способ транспортирования должен обеспечивать сохранность однородности и подвижности бетонной смеси. Потери подвижности бетонной смеси при транспортировании не должны превышать 50% - при подвижности смеси 8 см; 30% - при подвижности смеси более 8 см.

При заводском изготовлении железобетонных конструкций бетонную смесь транспортируют ленточными конвейерами, раздаточными вагонетками или самоходными бетонораздатчиками, бетоноукладчиками.

Наиболее распространены бетонораздатчики — самоходные бункера, которые принимают бетонную смесь из бетоносмесителя и транспортируют ее к месту укладки с выдачей в форму, но без распределения смеси в форме. Этот способ транспортирования обеспечивает сохранение однородности и наименьшее расслоение бетонной смеси, т.к. исключает лишние перегрузки. Бетоноукладчики же не только транспортируют бетонную смесь, но и распределяют смесь в форме.

1.4.4 Изготовление арматурных элементов Механическая обработка стали для арматурных изделий включает правку, отмеривание и резку сталей, гнутье стержней и сеток и изготовление монтажных петель. Для выполнения этих работ используют современные различного вида станки и машины. Основные переделы механической обработки стали автоматизированы. Так, автоматические установки СМЖ-357 и станок 11−6118 производят одновременно размотку бухт, правку, очистку и резку арматурной стали заданных размеров (рисунок 13). Заготовку арматурных стержней, поставляемых в мотках, производят из стали диаметром 3—12 мм классов Bp-I, A-IVт и A-III.

Рисунок 6 — Станок И-6118 для правки и резки арматурной стали Для резки арматуры принят станок СМЖ-172. Основными узлами станка для резки арматурной стали СМЖ -172, являются: станина в сборе, кулисный механизм в сборе, механизм привода и управления, электродвигатель, кожухи ограждения.

Конструктивные особенности СМЖ 172 позволяют производить разборку и регулировку механизма, не прибегая к специализированным стендам, а прямо на рабочем месте.

Принцип работы СМЖ -172 основан на разделении металла давлением между подвижным и неподвижным ножами при качательном движении ножевой балки (ползуна).

Станина ножниц сварная и представляет два одинаковых листа, сваренных между собой при помощи проставок.

На станине крепятся все сборочные единицы ножниц, кроме электрощитка, и смонтированы направляющие ползуна.

Ползун представляет собой балку из цельного листового проката, имеющую выборку, в которую вставляется подвижный нож. Зазор между подвижными и неподвижными ножами в пределах от 0,5 до 1 мм. Регулируется за счет глубины посадки ножа в выборке станины при помощи регулировочных шайб или прокладок.

Коленчатый вал кривошипного механизма смонтирован в буксах, закрепленных на станине ножниц, а приводной вал — шестерня — на подшипниках качения, установленных в расточке станины.

Электродвигатель привода станка СМЖ 172 закреплен на подмоторной плите с возможностью перемещения ее в пазах станины для регулировки натяжных ремней.

Многоточечные контактно-сварочные машины представляют собой высокопроизводительные автоматические и полуавтоматические многоэлектродные устройства, применяемые для массового производства плоских и пространственных каркасов и сеток. К каждому сварочному трансформатору подключается два электрода. Механизмы машины обеспечивают в необходимой последовательности подачу под сварочные электроды поперечных стержней на продольные и сварку в точках пересечения стержней и перемещение каркаса в продольном направлении — на заданный шаг. Стержни к машине подают предварительно очищенными, выправленными и нарезанными.

Положение арматуры в теле конструкции строго регламентировано. Проектное положение арматуры в изделиях обеспечивается ее фиксацией в форме до бетонирования. Фиксируют арматуру в форме инвентарными устройствами или устройствами разового использования.

Процесс изготовления железобетонных напорных центрифугированных труб включает следующие основные операции:

1) послойное формование на центрифуге сердечника трубы;

2) навивку на сердечник после пропаривания и водного дозревания предварительно напряженной спиральной арматуры;

3) нанесение защитного растворного слоя на поверхность сердечника, предварительно напряженного в двух направлениях

(продольном и поперечном).

1.4.5 Подготовка форм, укладка и уплотнение бетонной смеси Изготовление трубы начинают со смазки и сборки формы, состоящей из двух половин, при помощи стяжных болтов. При сборке формы насаживаются обечайки для образования фасонной части раструба и гладкого конца, соединенные с упорными кольцами для натяжения продольной арматуры. Собранная форма поступает на пост, где производится натяжение продольной арматуры тарированными торцовыми ключами. После этого на торцы формы надевают защитные кожухи и устанавливают бандажами на клиновые ремни центрифуги. При вращении формы со скоростью, обеспечивающей равномерное распределение бетонной смеси, ее подают в форму самоходным ленточным питателем. После распределения первого слоя бетонной смеси ленточный питатель отводят за пределы формы, увеличивают скорость вращения и уплотняют бетонную смесь. Аналогично укладывают следующие слои бетона.

Форму с уплотненным сердечником снимают с центрифуги и переносят краном в горизонтальном положении на кантователь, где ее переводят в вертикальное положение и затем устанавливают на пропарочные гнезда.

По окончании пропаривания форму с изделием вновь подают на кантователь для перевода ее в горизонтальное положение и перемещения на пост распалубки. Перед этой операцией производят плавный отпуск предварительно напряженной арматуры на сердечник, перерезают арматурные стержни на участках между калиброванными обечайками с обоих торцов формы, и затем приступают к распалубке сердечника .

При помощи траверсы сердечник помещают в ванну с горячей водой для дополнительного вызревания в течение суток. После набора необходимой прочности сердечник подают на станок для навивки предварительно напряженной спиральнойарматуры. Затем навитый сердечник переносят на установку, где в процессе вращения сердечника на его поверхность наносится защитный слой раствора заданной толщины. Вначале защитный слой твердеет во влажных условиях, а затем подвергается пропариванию в пропарочной камере ямного типа; для этого трубу подвешивают на консолях в горизонтальном положении.

Рисунок 7 —. Распалубка сердечника Трубу, извлеченную из пропарочной камеры, кладут на стеллаж для охлаждения до температуры воздуха в цехе, после чего устанавливают на гидростенд и испытывают на заданное давление. Труба, выдержавшая заданное давление, маркируется ОТК и поступает на склад готовой продукции.

2 РЕЖИМ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЯ Режим работы предприятия характеризуется количеством рабочих дней в году, а также продолжительностью и количеством смен работы в сутки.

Режим работы устанавливают в соответствии с нормами технологического проектирования предприятий сборного железобетона и расчитывается по методике к курсовому проекту.

Годовой фонд времени работы основного технологического оборудования для стендового производства составляет 253 сут, для конвейерного способа — 247 сут (с учетом плановых остановок на ремонт).

Годовой фонд рабочего времени, Вр, ч, рассчитывают по формуле (1):

Вр = Ср? h? Ки, (1)

где Ср — расчетное количество рабочих суток в год, сут;

h — количество рабочих часов в сутки, ч;

Ки — коэффициент использования оборудования.

Коэффициент использования оборудования по времени для заводов сборного железобетона принимают от 0,85 (бетоносмесительное) до 0,954 (формующее оборудование и тепловые агрегаты).

Режим работы предприятия представлен в таблице 10 .

Талица 10 — Режим работы предприятия для агрегатно-поточного способа производства

3 ПРОГРАММА ВЫПУСКА ПРОДУКЦИИ ПРЕДПРИЯТИЯ Исходными данными для расчета являются значения выпуска изделий П год; м3/год; м2/год или шт/год.

Производительность предприятия в штуках в год, Пmгод, шт./год определяется по формуле (2):

где — объем одного изделия:

— V трубы = 1,19

Объем выпуска изделий в сутки, Псут; м3/сут; шт/сут, рассчитывают по формуле (3):

(3)

В расчётах используют значения Ср и Вр для последней стадии технологической обработки изделий (тепловлажностная обработка):

— Ср для агрегатно-поточного способа производства-253 рабочих суток в году, Объем выпуска изделий в смену, Псм; м3/смен; шт/смен, рассчитывают по формуле (4):

(4)

где n — число смен в сутки (из режима работы предприятия):

— n для агрегатно-поточного способа производства-3смены в сутки, Объем выпуска изделий в час, Пчас, м3/ч; шт/ч, рассчитывают по формуле (5):

(5)

— Вр для агрегатно-поточного способа производства-5551,3 ч, Результаты расчетов представлены в таблице 11.

Таблица 11 — Программа выпуска продукции предприятия

4 РАСЧЁТ СОСТАВА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ Определение состава бетонной смеси в случае использования химической добавки производят на основе единой методики, с учетом влияния добавок на основные зависимости состав-свойство, используемые в расчете.

Исходные данные:

— нормируемое значение прочности, Rсж, МПа (В40;);

— удобоукладываемость бетонной смеси (ОК — 2см);

— вид, марка цемента (цемента марки М500; активность цемента Rц-50);

— заполнители — вид; наибольшая крупность; пустотность, %; истинная и средняя плотность, кг/мі (крупный заполнитель: щебень размером до 20 мм, 0,48, =2,7 кг/мі, =1,4 кг/м; мелкий заполнитель — песок размером частиц 0,14 — 5 мм, =2,6 кг/мі, =1,35 кг/мі).

Расчет состава бетонной смеси для железобетонных напорных труб Определение расхода воды для обычной бетонной смеси, В, л/мі:

В=175 л/мі

Расчет коэффициента К1, показывающего, на сколько уменьшается в бетонной смеси с добавкой расход воды, требуемый для получения заданной подвижности, по сравнению с обычной бетонной смесью: с учетом известной величины снижения водопотребности, ДВ, %:

(9)

При использовании пластификаторов ДВ составляет в среднем 10…15%, суперпластификаторов — 15…25%, ДВ=20%

Определение расхода воды для бетонной смеси с добавкой, В1, л/мі:

(10)

Определение В/Ц по формуле:

(11)

где, А — коэффициент для высококачественных материалов: 0,65

Rц — активность цемента — 500

Rт — необходимая прочность бетона;

Определение расхода цемента, Ц, кг/мі,

(12)

Определение расхода крупного заполнителя:

(13)

где б — коэффициент, зависящий от расхода цемента и водоцементного отношения — 1,32

Vп — пустотность щебня — 0,48

снщ — насыпная плотность щебня — 1460 кг/м3

сщплотность щебня в куске — 2,7 кг/м3

Определение расхода мелкого заполнителя:

(14)

Определение расхода раствора добавки повышенной концентрации, А, л/мі:

(15)

где Д — дозировка добавки, % массы цемента;

к — концентрация приготовленного раствора добавки, %

(принимают 10…20% - для суперпластификаторов;

5…10% - для пластификаторов);

— плотность приготовленного раствора, кг/л, принимают из таблицы 2.22 =1,08

Определение недостающего количества воды, В2, л/мі, для затворения бетонной смеси с добавкой

(16)

Состав бетонной смеси представлен в таблице 12.

Таблица 12 — Составы бетонных смесей

5 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОИЗВОДСТВА Материальный баланс производства — соответствие (равенство) между количеством материалов, поступающих в производство (статья прихода), и количеством материалов, полученных в результате переработки — готовой продукции, полуфабрикатов, отходов и технологических потерь (статья расхода).

Исходными данными для расчета материального баланса являются:

— годовая производительность предприятия по данной группе изделий в т/год; используют сведения из таблицы;

— содержание вяжущего, крупного заполнителя, мелкого заполнителя, добавки, соответственно в бетоне, %;

— влажность отпускная изделий, Вотп — 15%;

— влажность свежеотформованных изделий, Вс — 20%.

Результаты расчета материального баланса для производства железобетонных изделий представлены в таблицах 17, 18.

Расчет материального баланса для железобетонных напорных труб Расчет материального баланса ведут на годовой объем выпускаемой продукции в следующем порядке.

1) Объем продукции, П1, т/год, с учетом потерь при складировании готовых изделий (а1, %):

Пгод.=25 000м.куб/год*2,4 м.куб=60 000тонн/год П1 = Пгод * 100/ 100 — а1 (17)

П1 = 60 000 * 100/ 98 = 61 224,49 т/год

2) Потери готовой продукции при складировании, К1, т/год:

К1 = П1 — Пгод (18)

К1 = 61 224,49−60 000=1224 т/год

3) Масса изделий, выходящих из ямной камеры, П2, т/год, с учетом потерь (а2, %):

П2 = П1 * 100/ 100 — а (19)

П2 = 61 224,49 * 100/ 99 = 61 842,92 т/год

4) Потери изделий, К2, т/год, при тепловой обработке:

К2 = П2 -П1 (20)

К2 = 61 842,92 -61 224,49 = 618,43 т/год

5) Масса изделий, выходящих из агрегата тепловой обработки, П3, т/год, в абсолютно сухом состоянии:

П3 = П2 * (100 — Вотп)/100 (21)

П3 = 61 842,92 Ч98/100 = 60 606,06 т/год

6) Масса свежеотформованных изделий, поступающих на тепловую обработку, П4, т/год, с учетом влажности изделий после формования (Вс, %):

П4 = П3 * 100/ 100 — Вс (22)

П4 = 60 606,06 Ч100/95 = 63 795,85 т/год

7) Потери влаги, К4, т/год, при тепловой обработке изделий:

К3 = П4 — П2 (23)

К3 = 63 795,85 -61 842,92 = 1952,93 т/год

8) Расход бетонной смеси, П5, т/год, с учетом потерь при формовании изделий (а3, %):

П5 = П4 * 100/100 — а3 (24)

П5 = 63 795,85 *100/98,5 = 64 767,36 т/год

9) Потери бетонной смеси, К4, т/год, при формовании изделий:

К4 = П5 — П4 (25)

К4 = 64 767,36−63 795,85 = 971,51 т/год

10) Расход бетонной смеси, П6, т/год, с учетом потерь при её приготовлении и транспортировании (а4, %):

П6 = П5 * 100/ 100 — а4 (26)

П6=64 767,36*100/99=65 421,58 т/год

11) Потери бетонной смеси, К5, т/год, при приготовлении и транспортировании:

К5 = П6 — П5 (27)

К5 =65 421,58 -64 767,36 = 654,22 т/год

12) Расход бетонной смеси, поступающей из смесительного агрегата, П7, т/год, в абсолютно сухом состоянии:

П7 = П6 * (100 — Вс)/ 100 (28)

П7 = 65 421,58 •95/100 =62 150,5 т/год

13) Расход компонентов «сухой» бетонной смеси:

Рц = П7 * Сц/ 100 (29)

Рц = 62 150,5 * 9,2/ 100 = 5717,85 т/год Рщ = П7 * Сщ/ 100

Рщ = 62 150,5 *33,2/ 100 = 20 633,97 т/год Рп = П7 * Сп/ 100

Рп = 62 150,5 *56,8/ 100 = 35 301,48 т/год Рд = П7*Сд/100

Рд= 62 150,5 •0,7/100 = 435,05 т/год Правильность расчета подтверждается выполнением условия:

П7 = Рц + Рщ+ Рп + Рд = 62 150,5

14) Расход воды, Рв, т/год, для приготовления бетонной смеси:

Рв = Рвв* В/Ц (30)

Рв = 5717,85 * 0,65 = 3716,6 т/год

15) Расход бетонной смеси, П8, т/год, с учетом содержания воды:

П8 = П7 + Рв (31)

П8 = 62 150,5 +3716,6 = 65 867,1 т/год

16) Потери воды, К6, т/год, при формовании изделий:

К6 = П8 — П6 (32)

К6 = 65 867,1 -65 421,51 = 445,6 т/год

17) Расход каждого из компонентов, Рв, т/год, с учетом их влажности, для вяжущего Рвд = Рд Рвц = Рц* 100/ 100 — Вц (33)

Рвц = 5717,85* 100/ 99 = 5775,6 т/год Рвщ = Рщ * 100/ 100 — Вщ Рвщ = 20 633,97* 100/ 98= 21 055 т/год Рвп = Рп * 100/ 100 — Вп Рвп = 35 301,48* 100/ 97 = 36 393,28 т/год

18) Расход сырьевых материалов естественной влажности, Р1, т/год, с учетом потерь при складировании (а7, %):

Р1ц = Рвц * 100/ 100 — а7 (34)

Р1ц = 5775,6 * 100/ 98 = 5893,48 т/год Р1щ = Рвщ * 100/ 100 — а7

Р1щ =21 055* 100/ 98 = 21 484,69 т/год Р1п = Рвп * 100/ 100 — а7

Р1п = 36 393,28 * 100/ 98 =37 136 т/год Р1д = Рвд * 100/100-а7

Р1д = 435,05*100/98 = 443,93

19) Потери сырьевых материалов естественной влажности при складировании Квв, Ккз, Кмз, Кд:

Кц = Р1ц — Рвц (35)

Кц = 3830,76−3754,14= 76,62 т/год Кщ = Р1щ — Рвщ Кщ = 21 484,69−21 055 = 429,69 т/год Кп = Р1п — Рвп Кп = 37 136−36 393,28 = 742,72 т/год Кд = Р1д — Рвд Кд = 443,93−435,05 = 8,88

20) Содержание воды во влажных компонентах бетонной смеси, А, т/год:

Ац = Рвц — Рц (36)

Ац = 5775,6−5717,85= 57,75 т/год Ащ = Рвщ — Рщ Ащ =21 055−20 633,97=421,03 т/год Ап = Рвп — Рп Ап = 36 393,28−35 301,48=1091,8 т/год

21) Расход воды, Р1 В, т/год, для приготовления бетонной смеси с учетом влажности компонентов:

Р1 В = Рв — Ац — Ащ — Ап (37)

Р1 В = 3716,6−57,75−421,03−1091,8 = 2146,02 т/год Таблица 13 — Материальный баланс производства железобетонных преднапряженных труб

6 ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОГРАММА ПРЕДПРИЯТИЯ Производственная программа предприятия — показывает распределениевыпуска продукции в пространстве (цехи, участки, посты) и во времени (в год; в сутки; в смену; в час). Производственную программу рассчитывают для каждого технологического передела.

Производственная программа предприятия включает сведения о производительности каждого технологического передела — показывает, сколько материала (сырье, полуфабрикаты и изделия) подвергают обработке на каждом переделе в различные периоды времени. Программу составляют с учетом возможных потерь при хранении, транспортировании, технологической переработки материалов.

Исходные данные:

— объем выпуска изделий в год, в сутки, в смену, в час (таблица);

— годовая производительность передела (таблица).

Производственная программа предприятия по выпуску железобетонных изделий представлены в таблице 14.

Таблица 14 — Производственная программа предприятия по выпуску предна9пряженных железобетонных труб

7 РАСЧЁТ В ПОТРЕБНОСТИ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОЛУФАБРИКАТОВ Расчет потребности в сырье и полуфабрикатах проводят на заданные объемы продукции. Расчет выполняют с учетом номенклатуры продукции, вида и характеристик бетонной смеси, технологических потерь.

Исходные данные:

— годовой расход сырья (таблица 17, 18);

— расхода сырья в сутки, в смену, в час определяют по формулам (3), (4), (5) для каждого изделия.

Расход смазки принимают равным 0,2 кг на 1 м² развернутой поверхности форм.

Результаты расчетов представлены в таблице 15.

Таблица 15 — Потребность в сырьевых материалах и полуфабрикатах

8 КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ При производстве сборных железобетонных изделий технический контроль осуществляют на различных стадиях технологического процесса. В зависимости от этого контроль различают входной, операционный и приемочный.

Контроль производства осуществляет цеховой технический персонал, он отвечает за соблюдение технологических требований к изделиям. Отдел технического контроля предприятия (ОТК) контролирует качество и производит прием готовой продукции, проверяет соответствие технологии техническим условиям производства изделий.

В задачи производственного контроля входят: контроль качества поступивших на предприятие материалов и полуфабрикатов — входной контроль (таблица 16); контроль выполнения технологических процессов, осуществляемый во время выполнения определенных операций в соответствии с установленными режимами, инструкциями и технологическими картами — операционный контроль; контроль качества и комплектности продукции, соответствие ее стандартам и техническим условиям — приемочный контроль.

Приемочный контроль — это контроль готовой продукции, по результатам которого принимается решение о ее пригодности к поставке потребителю. Его результаты используются для выявления недостатков технологического процесса и внесения необходимых изменений. Он устанавливает соответствие качественных показателей требованиям ГОСТа и проекта изделия. Он предусматривает испытания и измерения готовых железобетонных изделий и обобщение данных входного и операционного контроля.

Приемка конструкций производится лишь после приобретения бетоном проектной прочности, определяемой испытанием образцов. При приемке необходимо проверить качество конструкций, наличие и правильность установки закладных частей, отверстий, проемов и каналов, а также убедиться в том, что отклонения в размерах конструкций не превышают допустимых.

Правила маркировки:

Маркировочные надписи должны содержать:

— марку изделия;

— товарный знак или краткое наименование предприятия;

— штамп технического контроля.

Информационные надписи должны содержать:

— дату изготовления изделия;

— величину массы изделия (для изделий, масса которых превышает 0,5т).

Маркировку изделий следует производить одним из следующих способов:

— окраской по трафарету;

— окраской при помощи штампов;

— маркировочными машинами;

— штампованием при формовании изделий.

Товарный знак или краткое наименование предприятия-изготовителя должны соответствовать зарегистрированному в установленном порядке.

Дату изготовления изделия следует наносить одной строкой в следующей последовательности: год, месяц, день месяца.

Результаты контроля качества бетонных и железобетонных работ заносятся в соответствующие документы (журналы) по форме, установленной для данного строительства.

Виды производственного контроля представлены в таблице 16, а технологический контроль изделий представлен в таблице 17.

Таблица 16 — Виды производственного контроля