Завод железобетонных изделий для жилищного строительства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Анализ задания

2. Номенклатура выпускаемой продукции

3. Режим работы предприятия

4. Характеристика сырьевых материалов

4.1 Вяжущее

4.2 Заполнители

4.3 Вода

4.4 Арматура

4.5 Добавки

5. Расчет материально-производственного потока

5.1 Подбор состава бетона

5.2 Расчет усреднено-условного состава газобетона

5.3 Расчет материально-производственного потока

6. Проектирование бетоносмесительного узла

6.1 Проектирование склада цемента

6.2 Проектирование склада заполнителей

6.3 Проектирование бетоносмесительного цеха

7. Проектирование формовочных цехов

7.1 Выбор и обоснование схемы производства

7.1.1 Конвейерный способ производства

7.1.2 Поточно-агрегатный способ производства

7.1.3 Стендовый способ производства

7.1.4 Кассетный способ производства

7.1.5 Обоснование способа производства

7.2 Расчет поточно-агрегатной линии

7.3 Расчет конвейерной линии для производства многопустотных плит перекрытия

7.4 Расчет стендовой линии для производства фундаментов стаканного типа

7.5 Производство тротуарной плитки

8. Расчет склада готовой продукции

9. Описание климата пункта проектирования

10. Генплан предприятия

11. Техника безопасности, охрана труда и экология

Список используемой литературы

1. Анализ задания

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать завод по производству изделий из железобетона, производительностью 50000 м 3/ год. Место строительства завода - город Бердск.

Транспортные связи, используемые для поставки сырья и топлива,- железнодорожные и автомобильные.

Цемент применяется Чернореченского цементного завода (г. Искитим), песок - Бердского месторождения (г. Бердск), щебень - Ложковского месторождения (ст. Ложки, Искитимский район), арматура - металлобаза г. Новосибирск.

Электроэнергия поступает по ЛЭП.

Вода берется из городской водопроводной сети.

2. Номенклатура выпускаемой продукции

Таблица 2.1 Производительность предприятия по номенклатуре

Изделие	Доля	Производительность, м3 в год
Плиты перекрытий	0,32	16000
Фундаментные блоки стеновые	0,05	2500
Фундамент ленточный	0,05	2500
Лестничные марши	0,02	1000
Лестничные площадки	0,02	1000
Перемычки	0,1	5000
Колонны	0,07	3500
Балконные плиты Плита кровли Ригели Шахты лифтов Блоки вентиляционные Тротуарная плитка	0,06 0,03 0,12 0,03 0,03 0,1	3000 1500 6000 1500 1500 5000

3. Режим работы предприятия

При технологических расчетах завода газобетонных изделий режим работы принимается по "Общесоюзным нормам технологического проектирования предприятий":

· Номинальное количество рабочих суток в год, Тн - 260;

· количество рабочих смен в сутки - 2;

· для тепловой обработки n - 3;

· количество рабочих смен в сутки по приему сырья, материалов и отгрузки готовой продукции железнодорожным транспортом -3;

· то же автотранспортом - 2;

· номинальное количество рабочих суток в году по приему сырья и материалов с железнодорожного транспорта, Тн=365;

· продолжительность рабочей смены в час, t =8;

· длительность плановых остановок в сутках на ремонт конвейерных линий Nр - 13 поточно-агрегатных, стендовых линий и кассетных установок, цехов и установок по приготовлению бетонных и растворных смесей, Тр - 7;

· коэффициент использования технологического оборудования; конвейерных линий, Ки - 0,95, поточно-агрегатных и др. - 0,92;

Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования в часах подсчитывается по формуле:

Тф = (Тн - Тр)n *t*Ки, (3.1)

где Тф - годовой фонд рабочего времени технологического оборудования, час;

Тн - номинальное количество рабочих суток в году;

Тр - длительность плановых остановок технологических линий на ремонт в сутках; n - количество смен в сутки;

t - продолжительность рабочей смены в часах;

Ки - коэффициент использования оборудования.

Для отделения тепловой обработки и складского хозяйства:

Тф = (365-7)*3*8*0,92=7904,64 ч;

Для подготовительного и формовочного отделения:

Тф = (260-7)*2*8*0,92=3724,16 ч.

4. Характеристика сырьевых материалов

4.1 Вяжущее

В качестве вяжущего вещества в данном проекте используется цемент Чернореченского цементного завода.

Портландцемент изготавливается в соответствии с ГОСТ 10178-85 "Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия" и ГОСТ 30515-97 "Цементы. Общие технические условия".

Используются цемент марки М 400.

Химический состав портландцементного клинкера приведен в таблице 4.1

Таблица 4.1 Химический состав портландцементного клинкера, %.

SiO2	CaO	Аl2O3	Fe2O3	MgO	SO3	п.п.п.
20,62%	64,27%	6,94%	5,44%	1,56%	0,97%	0,2%

Минералогический состав клинкера и вещественный состав цемента приведён в таблице 4.2

Таблица 4.2 Минералогический состав клинкера, %.

C3S	C2S	C3S	C4AF
50,16%	20,22%	9,0%	16,53%

Характеристики цемента:

Тонкость помола- <15%;

Нормальная густота- 26%;

Начало схватывания с момента затворения - не ранее 45 мин;

Конец схватывания с момента затворения - не позднее 10часов.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов до 45 Бк/кг.

Насыпная плотность цемента ;

Истинная плотность цемента .

4.2 Заполнители

бетон сырье арматура технология

Заполнители являются основными компонентами бетона как по массе, так и по объему(70-80% объема бетона). Заполнители должны соответствовать требованиям ГОСТ 9757-80.

Щебень

В данном проекте в качестве крупного заполнителя используется известковый щебень фракции 5-20.

Щебень соответствует ГОСТ 10268-95.

Зерновой состав щебня представлен в таблице 4.4

Таблица 4.4 Зерновой состав щебня

Размер отверстий контрольных сит, мм
Полные остатки на контрольных ситах А, % по массе	95-100	55-75	до 10	до 0,5

Содержание глинистых, илистых частиц-0,4%.

Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы-11%.

Марка щебня по дробимости (прочность)-110-150 МПа.

Марка щебня по истераемости-18,4(И 1).

Морозостойкость щебня-100.

Содержание зерен слабых пород-2,8%.

Насыпная плотность щебня-1,46 т/м 3.

Истинная плотность щебня-2,77 т/м 3.

Пустотность щебня



Рисунок 1. Зерновой состав щебня

Песок

В данном проекте используется песок Бердского месторождения (г. Бердск). Песок соответствует ГОСТ 8376-93.

Модуль крупности .

Содержание пылевидных и глинистых частиц, % по массе-0,5-1,0.

Содержание глины в комках, % по массе-0.

Истинная плотность.

Насыпная плотность .

Пустотность - 33-36,5 %.

Таблица 4.5 Требуемый зерновой состав песка

Размер отверстий контрольных сит, мм	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16
Полные остатки на контрольных ситах А, % по массе	0	0-20	5-45	20-70	35-90	90-100

Рисунок 2. Зерновой состав песка.

4.3 Вода

Для затворения бетонной смеси применяют грунтовые, поверхностные и озерные пресные воды. Требования к воде для затворения бетонной смеси должны соответствовать требованиям ГОСТ 28732-79. В воде не должно быть примесей нефтепродуктов, сахаров, фенолов, жиров и органических и гуминовых кислот. Содержание растворимых солей допускается в воде для изготовления железобетона с ненапрягаемой арматурой не более 5000 мг/л, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л, для бетона предварительно напрягаемых конструкций соответственно не более 2000 и 600 мг/л, водородный показатель рН должен находиться в пределах от 4 до 9.

4.4 Арматура

Арматура железобетонных конструкций - неотъемлемая составная часть железобетонных конструкций, предназначенная для усиления бетона, воспринимающая растягивающие (реже - сжимающие) усилия. Применяется главным образом стальная гибкая арматура (в виде отд. стержней или сварных сеток и каркасов); иногда - жёсткая арматура (прокатные двутавры, швеллеры, уголки). В качестве арматуры могут быть использованы также стеклопластики, бамбук и др. материалы. Различают арматуру: рабочую, устанавливаемую в железобетонных конструкциях в соответствии с расчётом, монтажную и распределительную, предназначенные для образования совместно с рабочей арматурой каркасов и сеток и устанавливаемые по конструктивным соображениям. Наиболее распространена арматура стержневая (горячекатаная, упрочнённая термически и вытяжкой), которая в зависимости от прочности подразделяется на 7 классов (выпускается диаметром от 6 до 90 мм), и проволочная, в виде проволоки (диаметром от 3 до 8 мм), прядей, канатов, сварных и тканых сеток. В предварительно напряжённых конструкциях применяют напрягаемую арматуру из арматурной стали с высоким временным сопротивлением разрыву [900 Мн/м² (90 кгс/мм²) и более]. Улучшение сцепления арматуры с бетоном достигается приданием её поверхности эффективного периодич. профиля.

Арматурная сталь - служит для изготовления арматуры железобетонных конструкций. Прочностные характеристики арматуры зависят от химического состава стали (содержания углерода, легирующих добавок) и характера её обработки (упрочнение стали в холодном состоянии волочением, вытяжкой, сплющиванием, термической обработкой и т. д.). В СССР горячекатаную стержневую арматурную сталь классов А-I и А-II изготавливали из углеродистых сталей общего назначения. Наиболее распространена арматурная сталь класса А-III, изготовляемая из низколегировованной кремнемарганцовистой стали (35ГС и 25Г 2С); для высокопрочной арматурной сталь классов A-IV и A-V используют низколегированную сталь с добавками марганца, хрома, титана или циркония. Особая термообработка стержней позволяет получить термически упрочнённую арматурную сталь классов Ат-IV …Ат -VII. Арматурную проволоку изготовляют из углеродистой стали с различным содержанием углерода (0,12-0,85%). Требования к механическим свойствам Арматурной стали устанавливаются соответствующими ГОСТ и техническим условиями.

4.5 Добавки

Добавки к бетонам вводятся с целью улучшения технологических свойств бетонных смесей, ускорения твердения бетона и улучшения строительно-технологических свойств бетонов(морозостойкость, водонепроницаемости, коррозионной стойкости, снижения расхода цемента и др.).

При выборе добавок следует учитывать и вторичные эффекты, например воздухововлекающий эффект некоторых пластификаторов. Эффективность добавок зависит от минерального состава цемента и характеристик заполнителей, поэтому оптимальные дозировки добавок следует проверять экспериментально на применяемых материалах.

При использовании воздухововлекающих, пластифицирующе-воздухововлекающих добавок в бетонных смесях, подвергающихся тепловой обработке, следует учитывать продолжительность предварительной выдержки конструкций или осуществлять медленный подъем температуры.

Требования к добавкам представлены в ГОСТ 24211 "Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические требования".

Существуют следующие виды добавок:

Пластифицирующие добавки - вещества, увеличивающие подвижность бетонных смесей.

Стабилизирующие добавки - вещества, способствующие снижению расслаиваемости бетонной смеси.

Водоудерживающие добавки-вещества, способствующие снижению водоотделения бетонной смеси.

Улучшающие перекачиваемость добавки - вещества, снижающие давление в трубопроводе бетононасоса (ускоряющие прохождение по нему бетонной смеси).

Добавки, регулирующие сроки схватывания - вещества, ускоряющие или замедляющие процессы структурообразования бетонной смеси.

Добавки, регулирующие (ускоряющие или замедляющие) твердение бетона - вещества, изменяющие кинетику набора прочности бетона в заданном направлении.

Добавки, повышающие коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона - вещества, повышающие указанные показатели качества бетона в процессе его эксплуатации.

Водоредуцирующие добавки - вещества, позволяющие получать бетонную смесь требуемой удобоукладываемости с пониженным расходом воды.

Противоморозные добавки - вещества, понижающие температуру замерзания воды и способствующие твердению бетона при отрицательных температурах.

Гидрофобизирующие добавки - вещества, придающие стенкам пор и капилляров в бетоне гидрофобные (водоотталкивающие) свойства.

Для производства железобетонных изделий и тротуарной плитки будут использоваться добавки по ГОСТ 21211-91:

1) Пластифицирующая I группы. Увеличивает подвижность бетонной смеси от П1 с обеспечением осадки конуса 2-4 см до П 5 без снижения прочности бетона во все сроки испытания. Что повышает прочность бетона, дополнительное воздухововлечение, но увеличивает деформации усадки и ползучести.

2) Противоморозная. Обеспечивает твердение бетона при температуре (-15,5 С) с набором прочности 30% и более прочности в возрасте 28 суток нормального твердения. Это обеспечивает повышение электропроводности бетона, ускорение схватывания, однако образуются высолы и возможна коррозия арматуры.

3) Водоредуцирующая I группы. Снижает расход воды на 20% и более, повышает прочность бетона и марку бетона по водонепроницаемости на 2-3 ступени, что приводит к повышению интенсивности тепловыделения, повышение морозостойкости бетона и коррозионной стойкости бетона.

5. Расчет материально-производственного потока

5.1 Подбор состава бетона

При подборе состава бетона выполняется три основных требования:

1) бетон должен отвечать заданной прочности;

2) бетонная смесь должна иметь заданную удобоукладываемость;

3) состав бетона должен быть экономичным.

Расчет состава бетона.

Исходные данные:

-требуемая марка и прочность бетона ;

- удобоукладываемость бетонной смеси- О.К.= 0 см;

Цемент:

-марка цемента активность цемента ;

-насыпная плотность цемента ;

-истинная плотность цемента ;

Щебень:

-наибольшая крупность зерен щебня ;

- ;

- ;

- пустотность щебня

;

Песок:

-.

-.

-модуль крупности песка .

Заполнители рядовые

Определим цементно-водное отношение:

(5.1)

где - коэффициент, зависящий от качества заполнителя; т.к. заполнители рядовые, то;[3,табл.4]

Т.к. .,то в формуле ставим знак (-).

Расход материалов на 1м³ бетона

1. Расход воды:

л [3,табл.5]

2. Расход цемента:

кг (5.2)

кг

3. Расход щебня:

 кг (5.3)

где -коэффициент раздвижки зерен щебня; . [3,табл.6]

кг

4. Расход песка:

кг (5.4)

кг

Аналогично проводятся остальные расчеты марок бетона: М100 с ОК=3-4 см, М150 с ОК=3-4 см, М200 с ОК=0; 3-4;5;8 см, М300 с ОК=5 см, М350 с ОК=8 см, М400 с ОК=5 см.

5.2 Расчет усреднено-условного состава газобетона

Далее производится расчет усредненно-условного состава бетона. Для этого подсчитывается доля Д каждого состава в общей производительности.

Подсчитываются расходы компонентов усредненно-условного состава бетона, кг:

Рк=Рк1*Д1+ Рк2*Д2+ Рк3*Д3; (5.5)

где Рк - расход компонентов усредненно-условного состава бетона, кг;

Рк1, Рк2, Рк3 - расход компонентов первого, второго, третьего составов бетона.кг;

Д1, Д2, Д3 - доли для бетона.

Ву= 0,32*160 + 0,06*200 + 0,01*200 + 0,01*200 + 0,1*195 + 0,05*195 + 0,05*195 + 0,12*200 + 0,03*200 + 0,03*210 + 0,03*210 + 0,07*200 + 0,02*200 + 0,1*362 =203 л;

Цу=0,32*213 + 0,06*267 + 0,01*267 + 0,01*350 + 0,1*260 + 0,05*219 + 0,05*179 +0,12*433 + 0,03*267 + 0,03*411 + 0,03*280 + 0,07*350 + 0,02*267 + 0,1*532 =300 кг;

Щу=0,32*1267 + 0,06*1257 + 0,01*1257 + 0,01*1227 + 0,1*1262 + 0,05*1310 + 0,05*1332 +0,12*1199 + 0,03*1257 + 0,03*1203 + 0,03*1262 + 0,07*1227 + 0,02*1257 =1131 кг;

Пу=0,32*805 + 0,06*946 + 0,01*946 + 0,01*988 + 0,1*932 + 0,05*943 + 0,05*930 +0,12*1032 + 0,03*946 + 0,03*1044 + 0,03*988 + 0,07*988 + 0,02*946 + 0,1*2128 =1034 кг;

Далее при подсчетах материального потока, расчета оборудования необходимо пользоваться усреднено-условным составом бетона.

Таблица 5.1 Результаты расчета состава бетона

Вид бетона	Марка бетона	Предельная крупность	Удобоукладываемость бетонной смеси, см	Расход материалов на 1м3
				Вода	Цемент	Щебень	Песок
Тяжелый	100	20	3-4	195	179	1 332	930
Тяжелый	150	20	3-4	195	219	1 310	943
Тяжелый	200	20	0	160	213	1 267	805
Тяжелый	200	20	3-4	195	260	1 262	932
Тяжелый	200	20	5	200	267	1 257	946
Тяжелый	200	20	8	210	280	1 262	988
Тяжелый	300	20	5	200	350	1227	988
Тяжелый	350	20	8	210	411	1 203	1044
Тяжелый	400	20	5	200	433	1 199	1032
Мелкозернистый	200	5	0	362	532		2128
Усредненный состав, кг	203	300	1131	1034
Усредненный состав, м 3			0,774	0,630

5.3 Расчет материально-производственного потока

На основании производственной программы и расхода материалов на единицу готовых изделий выполняется расчет годового расхода сырья и полуфабрикатов с учетом потерь, представленный в таблице 5.2.

Необходимые производительности технологических переделов и потребности в материалах, начиная с зоны 7, подсчитываются по формулам:

Пп=Пп+1/(1-Qп/100), (5.6)

где Пп - производительность технологического передела, м³;

Qп - производительность потери в зоне, %;

Пп+1 - производительность в зоне, следуемой за рассчитываемой, м³;

М=П 4*Му/(1-Qм/100), (5.7)

где М - потребность в материале;

П4 - производительность в зоне 4, м 3;

Qм - потери материала, % [1].

Таблица 5.1 Материально-производственный поток

Наименование передела	Потери %	ед. изм.	Расчет	Производительность в
				Год	Сутки	Час
0.Реализация изделий	0,0	м3		50000,00	214,81	13,43
7. Склад готовой продукции	0,5	м3	П1=50000/((1-0,005)/100))	50002,50	214,82	13,43
6.Участок термообработки	0,5	м3	П2=50002,5/((1-0,005)/100)	50005,00	151,82	6,39
5.Формовочный цех	0,5	м3	П3=50005,00/((1-0,005)/100)	50007,50	214,85	13,43
4.Бетоносмесительный узел	1,0	м3	П4= 50012,5/((1-0,01)/100)	50012,50	214,87	13,43
2.Склад сырья
-цемент	1,0	т	Ц1=50012,5Ч0,300/((1-0,01)/100)	15005,25	30,37	1,90
-щебень	1,5	м3	Щ1=50012,5Ч0,774/((1-0,015)/100)	38715,48	78,37	4,90
-песок	2,0	м3	П1=(50012,5Ч0,63)/((1-0,02)/100)	31514,18	63,79	3,99
1.Транспортно-сырьевой участок
-цемент	1,0	т	Ц2=15005,25/((1-0,01)/100)	15006,75	30,38	1,90
-щебень	1,0	м3	Щ2=38715,48/((1-0,01)/100)	38719,36	78,37	4,90
-песок	2,0	м3	П2=31514,18/((1-0,02)/100)	31520,48	63,80	3,99

6. Проектирование бетоносмесительного узла

В состав бетоносмесительного цеха (БСЦ) входят: склад цемента (вяжущих), склады заполнителей, бетоносмесительные узлы БСУ (бетонорастворосмесительные узлы и др.) и внутрицеховые транспортные связи между складами сырья и БСУ.

Качество бетонной смеси и бетона зависит от качества сырьевых материалов. Поэтому одно из основных назначений складов - сохранение, а часто и улучшения качества сырья.

Внутрицеховые транспортные связи должны исключать засорение, ухудшение качества материалов и снижать потери.

Тип складов и технологическая схема переработки сырьевых материалов должны обеспечивать минимальные эксплуатационные расходы.

6.1 Проектирование склада цемента

Цемент на заводах ЖБИ хранится в силосных складах, которые в зависимости от вида транспорта железнодорожного, автомобильного, водного, могут быть: прирельсовые, притрассовые, береговые.

При проектировании склада цемента необходимо предусматривать раздельное хранение цемента по видам и маркам.

Требуемая вместимость склада цемента определяется по формуле (6.1.1):

Vс.ц=ЦсутЧn/Кз, (6.1.1)

где Цсут - суточная потребность завода в цементе, т; n-нормативный запас цемента, сут (поставка автотранспортом - 6 суток); Кз - коэффициент заполнения емкости склада, равный 0,9.

Vс.ц=30,38Ч6/0,9=202,5 т

Выбираем типовой склад цемента 409-29-63.

Таблица 6.1.1 Техническая характеристика склада цемента 409-29-63

Вместимость, т Количество силосов, шт Грузооборот, тыс т/год Мощность токоприемников, кВт Число рабочих	360 6 17,3 156,1 5

6.2 Проектирование склада заполнителей

Существующие типы складов заполнителей можно классифицировать:

1) По способу хранения: открытые, закрытые и частично закрытые;

2) По виду емкости: штабельные (материал складируется на выровненной площадке, по длине разделенной стенками на отсеки), бункерные, полубункерные, силосные и траншейные;

3) В зависимости от вида транспорта и расположения склада к транспортным путям: прирельсовые, притрассовые, береговые и комбинированные;

4) По виду оборудования для загрузки склада: эстакадные (заполнитель загружается в емкости сверху с помощью ленточного транспортера со сбрасывающей тележкой), грейферные (мостовой кран с грейферным захватом ходит над складскими емкостями);

5) По виду оборудования для разгрузки склада и подачи заполнителей в БСУ: галерейные (забор материала производится через затворы на ленточный транспортер, расположенный в подземной галерее под складскими емкостями), бункерные (материал из емкостей подается в приемные бункера грейферным краном, автопогрузчиком или бульдозером);

Расчет склада проводится, исходя из потребности в сырьевых материалах, нормативных запасов и конкретной характеристики принятого типа склада. Расчеты сводятся к определению вместимости, площади и геометрических размеров склада.

Емкость в складе для хранения каждого вида заполнителя рассчитывается по формуле (6.2.1)

Vc=ЗсутЧnЧКфЧКз, (6.2.1)

где Зсут - суточная потребность предприятия в данном виде заполнителя, м 3

n-нормативный запас заполнителя, сут;

Кф - коэффициент, учитывающий необходимое увеличение склада при хранении нескольких фракций, Кф=1;

Кз - коэффициент загрузки (для силосных Кз=1,1;для штабельных, траншейных, полубункерных и бункерных складов Кз=1,2):

Песок: Vc=63,8Ч6Ч1Ч1,2=459,4 м 3

Щебень: Vc=78,37Ч6Ч1Ч1,2=564,3 м 3

Общая вместимость склада заполнителей подсчитывается как сумма емкостей для хранения каждого вида заполнителя.

Vобщс= Vщс+ Vпс, м³ (6.2.2)

Vобщс=459,4+564,3=1023,7 м 3

Принимаем склад 708-13-84.

Таблица 6.2.1 Техническая характеристика склада заполнителя

Показатели	Количество
Вместимость, мі	3
Грузовой грузооборот, тыс.т	85
Потребность в ресурсах сырье, ч: Вода, мі Тепло, кДж Пар, кг Сжатый воздух, мі	9,07 630350*4,19/481360*4,19 1330/830 27/18
Электроэнергия, кВт	194,157/205492
Число рабочих	6
Площадь застройки, мІ	1396,5/2442

Привязка типового склада осуществляется вблизи транспортных магистралей и на минимально необходимом расстоянии от БСУ, чтобы транспортная связь (галерея) между ними была как можно короче.

6.3 Проектирование бетоносмесительного цеха

Исходными данными для проектирования БСУ являются вид и расчетная потребность предприятия в бетонной смеси, вид и потребное количество сырьевых компонентов, способ подачи бетонной смеси в формовочные цехи. БСУ состоит из 4 отделений: подбункерного, дозаторного, смесительного и выдачи бетонной смеси.

Расчет БСУ заключается в следующем:

1. Определяется требуемая часовая производительность БСУ по формуле:

Пб.ч=П3ЧК1ЧК2, м³ (6.3.1)

где П3 - часовая производительность БСЦ по результатам расчета материально-производственного потока; К1- коэффициент резерва производства, К1=1,2; К2- коэффициент неравномерности выдачи и потребления бетонной смеси, К2=1,25.

Пб.ч=13,43Ч1,2Ч1,25=20,15 м³/ч

2. Определяется часовая производительность бетоносмесителя по формуле:

Qч=60ЧVзЧКи/tц, м³ (6.3.2)

где Vз - объем одного готового замеса, м³; Ки - коэффициент использования оборудования, равный 0,97; tц - время цикла приготовления одного замеса, мин. Для пластичных смесей с осадкой конуса > 6 см tц=1,5-2 мин; 2-6 см tц=2-2,5 мин; для жестких смесей tц=2,5-3 мин; для растворных смесей и смесей на пористых заполнителях tц=3,5-4 мин.

Qч=60Ч1,0Ч0,97/2,5=23,28 м³/ч.

3. Необходимое количество смесителей подсчитывается по формуле:

Z= Пб.ч/Qч, шт (6.3.3)

Z=20,15/23,28=0,87

Для обеспечения бесперебойной работы принимаем 2 цикличных смесителя СБ-93 принудительного действия с вертикально расположенными смесительными валами.

Таблица 6.3.1 Характеристика бетоносмесителя СБ-93

Наименование	Показатель
Объем готового замеса, л по бетонной смеси	1000
Вместимость по загрузке, л	1500
Число циклов в 1 час при приготовлении бетонной смеси/раствора	40/35
Наибольшая крупность заполнителя, мм	70
Частота вращения рабочего органа, об./мин	20
Мощность двигателя, кВт	40
Давление в пневмонасосе, МПа	0,4-0,6
Габариты, м	3,34*2,69*2,85
Масса, кг	4900

В зависимости от вида дозируемых компонентов выбираем дозаторы вида ДБ.

Таблица 6.3.2 Техническая характеристика дозаторов

Показатель	Для песка (однофракционный)	Для щебня (двух фракций)	Для цемента	Для жидкости
Обозначение	ДБП-800	2ДБЩ-1600	ДБЦ-630	ДБЖ-400
Предел дозирования, кг	200-800	400-1600	200-630	80-400
Цикл дозирования, с	30	45	45	30
Часовая производительность, циклов/ч	120	80	80	120

7. Проектирование формовочных цехов

7.1 Выбор и обоснование схемы производства

Операции формования и твердения изделий выполняются на технологических линиях с помощью специализированных механизмов, приспособлений и установок. Технологические линии формируются из оборудования, выбираемого в зависимости от вида, габаритов и назначения изделий.[2]

7.1.1 Конвейерный способ производства

Конвейерный способ - усовершенствованный поточно-агрегатный способ формования железобетонных изделий.

Технологические конвейерные линии характеризуются наличием конвейера, состоящего, как правило, из форм-вагонеток, перемещающихся по кольцевому пути, либо представляют собой движущуюся бесконечную ленту, на которой последовательно совершаются технологические операции.

Конвейер работает с принудительным ритмом движения, с одинаковой для всех циклов продолжительностью, определяемой временем пребывания на посту, необходимым для выполнения наиболее трудоемкого цикла. Весь процесс изготовления изделий разделяется на технологические операции, причем одна или несколько из них выполняются на определенном посту.

Тепловые агрегаты являются частью конвейерного кольца и работают в его системе также в принудительном ритме. Это обуславливает одинаковые или кратные расстояния между технологическими постами (шаг конвейера), одинаковые габариты форм и развернутую длину тепловых агрегатов.

Конвейерные линии по характеру работы могут быть периодического и непрерывного действия, по способу транспортирования с формами, передвигающимися по рельсам или роликовым конвейерам и с формами, образуемыми непрерывной стальной лентой или составленными из ряда элементов и бортовой оснастки; по расположению тепловых агрегатов - параллельно конвейеру, в вертикальной или горизонтальной плоскости, а также в створе его формовочной части.

Наибольшее применение получили конвейеры периодического действия с формами, передвигающимися по рельсам и образующими непрерывную конвейерную линию из 6-15 постов, оборудованных машинами для выполнения операций технологического процесса. Изделия изготовляют с ритмом от 12 до 15 мин: скорость перемещения 0,9-1,3 м/с.

После выполнения одного элементного цикла вся цепь тележек-поддонов перемещается на длину одного поста.

Конвейеры бывают горизонтально-замкнутыми (одноярусными) с размещением рабочих и замыкающих ветвей в одной плоскости и вертикально-замкнутыми (двухъярусными) с размещением рабочих ветвей одна под другой.

Для экономии производственных площадей в одноярусных конвейерах тепло-влажностную обработку отформованных изделий стремятся также осуществлять в многоярусных пропарочных камерах.

Достоинства:

Обеспечение высокой степени механизации и автоматизации технологических процессов.

Возможность более компактного расположения оборудования и эффективного использования производственных площадей.

3.Конвейерный способ производства изделий позволяет значительно повысить производительность труда, увеличить выпуск готовой продукции при наиболее полном и эффективном использовании технологического оборудования.

Недостатки:

Сложность оборудования и трудоемкость переналадки на выпуск других изделий.

Проектируемый завод будет выпускать внутренние стеновые панели кассетным способом, плиты перекрытия конвейерным способом, т.к. он позволяет максимально механизировать процесс, в отличие от других способов, следовательно, он не требует больших трудозатрат, больших производственных площадей и номенклатура завода невелика (см. приложение, рис. 2).

7.1.2 Поточно-агрегатный способ производства

При поточно-агрегатном способе производства процессы формования, твердения и распалубки изделий выполняются на специализированных постах, входящих в состав технологического потока. Каждый пост оборудован соответствующими машинами и механизмами, а формы и изделия перемещаются от одного поста к другому с помощью мостового крана или кран-балки. По этому способу формы с изделиями перемещаясь по потоку могут останавливаться не на всех рабочих постах, а только на тех, которые нужны для изготовления изделий данного типа. При этом время остановки на каждом посту может быть различным. Оно зависит от времени, необходимого для выполнения данной технологической операции. Это дает возможность создавать на одной и той же линии посты с разным технологическим оборудованием, изготавливать одновременно несколько видов изделий, относительно легко переходить с одного типа изделий к другому. Отсутствие принудительного ритма перемещения форм позволяет на одном посту производить несколько операций, технологические посты при этом укрупняют, агрегируется оборудование, а число перемещений форм сокращается. На поточно-агрегатных линиях с формовочными постами формы на виброплощадку подают с помощью формоукладчиков. В состав технологической линии входят: формовочный агрегат с бетоноукладчиком, установка для заготовки и электрического нагрева или механического натяжения арматуры, формоукладчик, камеры твердения, участки распалубки, остывания изделий, их доводки или отделки, технического контроля.

Производительность поточно-агрегатной технологической линии определяется продолжительностью цикла формования изделий, который в зависимости от вида и размеров формуемых изделий может колебаться в широких пределах (5-20 мин).

Достоинства:

- возможность изготовления широкой номенклатуры изделий с меньшими капитальными затратами по сравнению с конвейерной технологией.

- более гибкая и маневренная технология в отношении использования технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатуры.

Недостатки:

- отсутствие автоматизации технологических операций.

- недостаточная механизация формовочных постов.

- много крановых операций.

7.1.3 Стендовый способ производства

При стендовом методе изготовления все операции по подготовке комплектации форм, формованию и тепловой обработке изделий производятся на стационарных стендах, к которым подаются все необходимые материалы и формующее оборудование. При этом специализированные звенья рабочих вместе с необходимыми механизмами, последовательно перемещаясь от стенда к стенду, выполняют весь комплекс формовочных операций.

Тепловлажностная обработка изделий производится путем подачи теплоносителя (пара) в паровую рубашку формы. Открытая поверхность изделия накрывается колпаком или паронепроницаемой пленкой для предотвращения излишнего испарения и разрыхления верхнего слоя бетона. Различают стенды для формования изделий и конструкций в горизонтальном и вертикальном положении, а также стенды универсальные и специализированные, длинные и короткие.

Универсальные стенды рассчитаны на изготовление различных видов изделий в зависимости от парка форм на заводе. Специализированные стенды ориентированы на выпуск определенного сортамента близких по типу и размерам изделий.

1. Стендовый способ рекомендуется в тех случаях, когда габариты и масса конструкций превышают размеры и грузоподъемность виброплощадок и мостовых кранов.

2. Армирование изделий не позволяет уплотнять изделия на виброплощадке и требует применения глубинных и навесных вибраторов.

На длинных стендах можно формовать длинномерные линейные конструкции с напряженным армированием, длина стенда достигает 75-222 м. Короткие стенды рассчитаны на одно изделие, а по ширине - на два и более.

Достоинства:

- возможность выпуска изделий широкой номенклатуры при относительно несложном переоборудовании;

- простота и универсальность оборудования;

- гибкость технологии на коротких стендах, преимущественно в вибротермоформах, в 2-4 раза повышает оборачиваемость форм, снижает трудоемкость формования;

Недостатки: стендовый способ производства требует больших производственных площадей, усложнения механизации и автоматизации, высоких трудозатрат.

7.1.4 Кассетный способ производства

Кассетный способ находит широкое применение при крупнопанельном домостроении для изготовления внутренних стеновых панелей и панелей перекрытий из бетонов класса до В15. По сравнению с изготовлением изделий в горизонтальном положении кассетный способ имеет ряд преимуществ: высокая точность размеров изделий при хорошем качестве поверхности; можно применять более жесткий режим тепловой обработки; изделия можно транспортировать с более низкой распалубочной прочностью (около 50 %), так как они изготавливаются в вертикальном (рабочем) положении. Недостатком кассетного способа является повышенный расход цемента и не эффективно производство панелей из бетонов более высокого класса, чем Б15 (панелей для домов свыше 5-ти этажей). Кассетный способ производства железобетонных изделий по сравнению с другими обеспечивает более высокую производительность труда на изготовление и отделку изделий, требует меньшего расхода пара и электроэнергии. Установки для производства объемных элементов представляют собой стационарные машины, работающие по стендовой схеме производства аналогично кассетным установкам периодического действия. Используются для изготовления санкабин, элементов шахт лифтов и пр. Объемные элемента могут быть полностью отделаны и укомплектованы необходимым оборудованием на участке доводки формовочного цеха.

Достоинства:

1) сокращение потребности в производственных площадях.

2) высокая степень заводской готовности изделий;

3) возможность сокращения времени тепловой обработки за счет применения более жестких режимов;

4) высокая производительность труда на изготовление и отделку изделий.

Недостатки:

1) кассетные установки периодического действия, поэтому оборачиваемость их низкая;

2) этот способ требует применения более подвижных бетонных смесей, что дает некоторый перерасход цемента;

3) изделия имеют неодинаковую прочность по сечению;

4) повышенная металлоемкость форм по сравнению с поточно-агрегатным способом производства.

7.1.5 Обоснование способа производства

На проектируемом предприятии фундамент стаканного типа изготавливается по стендовой технологии.

Наружные стеновые панели изготавливаются по конвейерной технологии т.к. этот способ позволяет максимально механизировать и улучшить организацию труда, а также этот способ является рентабельным при изготовлении однотипных изделий при небольшом их разнообразии, т.е. приводит к увеличению производительности конвейеров и снижению стоимости продукции. При данной технологии осуществляется малое количество операций краном, что позволяет использовать один кран на пролете.

Изделия, изготавливаемые по агрегатно-поточной технологии:

1) Лестничные площадки;

2) Колонны (2 изделия в ширину);

3) Лестничные площадки;

4) Лестничные марши (2 изделия в ширину);

5) Ригели (2 изделия в ширину);

6) Перемычки (5 изделия в ширину);

7) Фундамент ленточный;

8) Блоки бетонные для стен подвалов (2 изделия в ширину, 2 изделия в длину);

По конвейерной технологии изготавливаются плиты перекрытий многопустотные.

По стендовой технологии изготавливают вентиляционные блоки и шахты лифтов.

7.2 Расчет поточно-агрегатной линии

Габариты форм принимают по габаритам наибольшего изделия данной группы. Если в группе - малогабаритные изделия, то принимают решение - в одной форме формовать 2 и более изделий, но габариты формы должны быть близкими к размерам формуемых изделий в плане указанных в характеристиках виброплощадок и бетоноукладчиков, использование которых в данном случае является рациональным. Размеры форм определяются при формования одного изделия в форме по формулам:

lф=lи+2*Дlф; (7.2.1)

bф=bи+2*Дbф; (7.2.2)

hф=hи+Дhф. (7.2.3)

При формовании нескольких изделий в форме, по формулам:

lф=n*lи+(n-1)*ln+2*Дlф; (7.2.4)

bф=n1*bи+(n1-1)*bn+2*Дbф, (7.2.5)

где lи, bи, hи - соответственно длина, ширина и высота изделия, м; Дlф - ширина торцевого борта, а также участка для размещения упоров в силовых формах, Дlф =0,16 м; Дbф - ширина бокового борта, Дbф =0,16 м; Дhф - высота поддона, Дhф =0,2 м; n и n1 - количество изделий, формуемых в одной форме соответственно по длине формы и по ширине; ln и bn - ширина разделительной перегородки между изделиями в форме соответственно по длине и по ширине, ln=bn=0,1.

Производительность линии рассчитывается по следующей формуле:

Р=55,2*С*В*Vф/Тц, м³ (7.2.6)

где С - число рабочих дней в году; В - число часов работы формовочного поста в сутки; Vф - объем одной формовки, м³; Тц - продолжительность цикла формования, Тц=12 мин.

Требуемое количество технологических линий определяется по формуле:

N=Пг/Р*Ки, шт (7.2.7)

где Пг - годовая производительность предприятия в м³ по данной группе изделий;

Ки - коэффициент использования оборудования, Ки=0,97.

Балконные плиты (ББ 32-6):

lф 1= 3,19+2*0,16=3,51 м;

bф 1= 1,24+2*0,16=1,56 м;

hф 1=0,15+0,2=0,35 м,

Р=55,2*253*16*0,545/12=10148,34 м³;

N=3000/0,97*10148,34 =0,3 шт.

Колонны (КВР 366-14):

lф= 5,84+2*0,16=6,16 м;

bф= 0,4+2*0,16=0,72 м;

hф=0,4+0,2=0,6 м.

Р=55,2*253*16*2*0,55/12=20482,88 м³;

N=3500/0,97*20482,88 =0,18 шт.

Лестничные площадки (ЛП 43-16):

4 изделия по ширине

lф= 4,32+2*0,16=4,64 м;

bф= 4*0,3+(4-1)*0,1+2*0,16=1,82 м;

hф=0,16+0,2=0,36 м.

Р=55,2*253*16*0,76/12=14151,81 м³;

N=1000/0,97*14151,81 =0,07 шт.

Лестничные марши (ЛМ 33):

2 изделия по ширине

lф= 3,45+2*0,16=3,77 м;

bф= 2*0,255+(2-1)*0,1+2*0,16=0,93 м;

hф=1,35+0,2=1,55 м.

Р=55,2*253*16*2*0,56/12=20855,3 м³;

N=1000/0,97*20855,3 =0,05 шт.

Ригели (Р 2-72-57):

3 изделия по ширине

lф 1= 5,66+2*0,16=5,98 м;

bф 1= 0,45*3+(3-1)*0,1+2*0,16=1,87 м;

hф=0,4+0,2=0,6 м.

Р=55,2*253*16*2*0,78/12=29048,45 м³;

N=6000/0,97*29048,45 =0,21 шт.

Перемычки (5ПБ 21-27П):

5 изделий по ширине

lф 1= 2,07+2*0,16=2,39 м;

bф 1= 0,22*5+(5-1)*0,1+2*0,16=1,2 м;

hф 1=0,25+0,2=0,45 м,

Р=55,2*253*16*5*0,114/12=10613,86 м³;

N=5000/0,97*10613,86 =0,49 шт.

Фундамент ленточный (ФЛ 12.24-2):

lф= 3,89+2*0,16=4,21 м;

bф= 1,29+2*0,16=1,61 м;

hф=0,12+0,2=0,32 м.

Р=55,2*253*16*1*0,65/12=12103,52 м³;

N=2500/0,97*12103,52 =0,21 шт.

Блоки бетонные для стен подвалов (ФБС 12-6-6т) (2 изделия в ширину):

lф= 2,38+2*0,16=2,7 м;

bф= 0,6*2+0,1+2*0,16=1,62 м;

hф=0,58+0,2=0,78 м.

Р=55,2*253*16*4*0,4/12=29793,28 м³;

N=2500/0,97*29793,28 =0,09 шт.

Плита кровли (КПК 15):

lф= 5,89+2*0,16=6,21 м;

bф= 1,48+2*0,16=1,8 м;

hф=0,4+0,2=0,6 м.

Р=55,2*253*16*0,77/12=14338,02 м³;

N=1500/0,97*14338,02 =0,11 шт.

Общее количество технологических линий:

Nобщ=0,3+0,18+0,07+0,05+0,21+0,49+0,21+0,09+0,11=1,71

Принимаем 1 технологическую линию с пролетом 24 м.

Длина секции камеры, м:

Lк=n*lф+m*ln, (1.35)

где n - количество форм с изделиями по длине, шт; lф - длина формы, м; m - количество промежутков между стенкой и формой, а также между формами; ln - величина промежутков, ln=0,3 м.

Ширина секции камеры, м:

Вк=n*bф+m*bn, (1.36)

где n - количество форм с изделиями по ширине, шт; bф - ширина формы, м; bn - величина промежутков, bn=0,3 м.

Высота секции камеры, м:

Нк=n*hф+ m *hn+hк+hд, (1.37)

где n - количество форм по высоте секции, шт; hф - высота формы с изделием, м; hn - величина промежутков между формами, hn=0,05 м; hк - величина зазора между крышкой и верхом формы с изделием, hк=0,1 м; hд - величина зазора между (крышкой и верхом) дном секции камеры и дном формы, hд=0,15 м.

Балконные плиты:

Lк=3,51*2+3*0,3=7,92 м;

Вк=1,56*2+3*0,3=4,02 м;

Нк=0,35*7+8*0,05+0,1+0,15=3,1 м.

Колонны:

Lк=4,64*+2*0,5=7,16 м;

Вк=0,72*4+5*0,3=4,38 м;

Нк=0,6*5+6*0,05+0,1+0,15=3,55 м.

Лестничные площадки:

Lк=5,64+2*0,3=7,1 м;

Вк=1,82*2+3*0,3=4,54 м;

Нк=0,36*7+8*0,05+0,15+0,1=3,17 м.

Лестничные марши:

Lк=3,77*2+3*0,3=8,44 м;

Вк=0,93*3+4*0,3=3,99 м;

Нк=1,55*2+3*0,05+0,15+0,1=3,5 м.

Ригели:

Lк=5,98*1+2*0,5=6,98 м;

Вк=1,87*2+3*0,3=4,64 м;

Нк=0,6*5+6*0,05+0,15+0,1=3,55 м.

Перемычки:

Lк=2,39*3+4*0,3=8,37 м;

Вк=1,2*2+3*0,3=3,3 м;

Нк=0,45*6+7*0,05+0,15+0,1=3,3 м.

Фундамент ленточный:

Lк=4,21*1+2*0,5=5,21 м;

Вк=1,61*2+3*0,3=4,12 м;

Нк=0,32*8+9*0,03+0,15+0,1=3,26 м.

Фундаментные блоки стеновые:

Lк=2,7*2+3*0,5=6,9 м;

Вк=1,62*2+3*0,3=4,14 м;

Нк=0,78*4+5*0,05+0,15+0,1= 3,62м.

Плита кровли:

Lк=6,21*1+2*0,5=7,21 м;

Вк=1,8*2+3*0,3=4,5 м;

Нк=0,6*5+6*0,05+0,15+0,1= 3,55м.

Для формовочных постов используют бетоноукладчик СМЖ 162 А

Таблица 7.2 Техническая характеристика СМЖ-162 А

Наименование характеристик	Показатель
Ширина колеи, мм	4500
Число бункеров	3
Вместимость бункеров, м 3	2,5+1,25
Ширина ленты питателей, мм	1400
Скорость передвижения, м/мин	1,8-11,6
Мощность, кВт	27,36
Уровень формования относительно головок рельсов, мм Нижний Верхний	300 910
Механизм распределения	Выбронасадки
Устройство для заглаживания поверхности изделия	Реечное
Габариты, м	5,2*6,3*3,1

Количество пропарочных камер определяется по формуле:

Z=П/(m*q*kоб*kв),шт (1.38)

где П - годовая производительность технологической линии, м³;

q - объем загружаемых изделий в камеру без форм, м³;

m - количество рабочих дней в году;

kв - коэффициент использования по времени, равный 0,91;

kоб - коэффициент оборачиваемости камеры (одной секции), kоб =1.

Расчет потребности цеха в металлических формах:

N=Пг *Крф/(Трф*Vи *Коф *Ки) (6.2.7)

где Пг - годовая производительность предприятия в м³ по данной группе изделий;

Крф - коэффициент запаса форм, Крф =1,1

Трф - фактическое рабочее время работы данной линии в сутках(233 сут);

Vи - объем бетона в данной форме;

Коф - коэффициент оборачиваемости форм в сутки;

Ки=0,97.

Балконные плиты:

Z=3000/(253*28*0,545*1*0,91)=0,9 шт.

N=3000*1,1/(233*0,545*1*0,97)=27 шт.

Колонны:

Z=3500/(253*20*1,1*1*0,91)=0,7 шт.

N=3500*1,1/(233*2*0,55*1*0,97)=16 шт.

Лестничные площадки:

Z=1000/(253*14*0,76*1*0,91)=0,4 шт.

N=1000/(233*0,76*1*0,97)=7 шт.

Лестничные марши:

Z=1000/(253*12*1,12*1*0,91)=0,3 шт.

N=1000/(233*0.56*2*1*0,97)=5 шт.

Ригели:

Z=6000/(253*10*0,156*1*0,91)=1,7 шт.

N=6000/(253*20*0,156*1*0,91)=0,8 шт.

Перемычки:

Z=5000/(253*36*0,57*1*0,91)=1,1 шт.

N=5000/(253*60*0,57*1*0,91)=0,6 шт.

Фундамент ленточный:

Z=2500/(253*16*0,65*1*0,91)=1,0 шт.

N=2500/(253*48*0,65*1*0,91)=0,3 шт.

Фундаментные блоки стеновые:

Z=2500/(253*16*1,6*1*0,91)=0,4 шт.

N=2500/(253*32*1,6*1*0,91)=0,2 шт.

Плита кровли:

Z=1500/(253*10*0,77*1*0,91)=0,8 шт.

N=1500/(253*20*0,77*1*0,91)=0,4 шт.

Zобщ=0,9+0,7+0,4+0,3+1,7+1,1+1,0+0,4+0,8=7,3

Окончательно принимаем 8 ямных камеры - 8,5х 5х 4 м.

Для выбора типа и марки виброплощадки необходимо установить требуемые условную грузоподъемность и ее габариты. Определение требуемой грузоподъемности виброплощадки осуществляют по формуле:

(7.10)

где - масса формы, т;

;

-условная масса бетонной смеси, т;

- условная масса пригрузочного щита, т;

- объем формуемого изделия, м³;

- удельная металлоёмкость формы.

т

т

т

Выбираем виброплощадку СМЖ-187Г.

Таблица 7.3 Характеристика СМЖ-187А

Размер формуемых изделий в плане, м, до	3х6
Грузоподъемность, т	10
Момент дебалансов, Н см	47,5
Амплитуда смещений или высота падений, мм	0,2-0,5
Частота, Гц	47,5
Мощность, кВт	64
Крепление формы	Электромагнитное
Габариты, м	9,5х2,99х0,69
Масса, т	5,75

7.3 Расчет конвейерной линии для производства многопустотных плит перекрытия

Годовая производительность конвейерных линий вычисляется по формуле:

РГ.К.=60*КИ*С*В*VФ/tЦ,

где С - число рабочих дней в году, С=247 сут. (260-13); В - число часов работы формовочной линии в сутки, В=16; КИ - коэффициент использования оборудования, КИ=0,95; VФ - объём одной формовки, м³; tц - продолжительность цикла формования (равно ритму работы конвейера), tЦ=12 мин.

РГ.К.=60*0,95*247*16*1,18/12=22151 м³;

Расчёт тре...