Цех по производству арболитовых блоков (10 тыс. м3/год)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

“СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Инженерно-строительный институт

Кафедра: “Строительные материалы и технологии строительства”

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Цех по производству арболитовых блоков (10 тыс. /год)

Преподаватель Е. С. Турышева

Студент СБ15-41Б 411511071 С.Е. Анисимов

Красноярск 2017



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Характеристики продукции

1.1 Номенклатура продукции

1.2 Требования к арболиту

1.3 Требования к изделиям из арболита

1.4 Сырьевые материалы

2. Выбор и обоснование технологического способа производства

3. Технологическая часть

3.1 Режим работы цеха

3.2 Расчёт производительности цеха

3.3 Расчет потребности цеха в сырьевых материалах

3.4 Материальный баланс на производство блоков из арболита

3.5 Технологический процесс производства

3.6 Расчет и выбор основного технологического оборудования

3.7 Описание работы технологического оборудования цеха

4. Контроль производства и качества выпускаемой продукции

5. Охрана труда

Заключение

Список использованных источников

 ВВЕДЕНИЕ

Задача данного курсового проекта заключается в разработке цеха арболитовых блоков производительностью 10 тыс. м³ в год.

Арболит - лёгкий бетон крупнопористой структуры, получаемый подбором состава смеси из органического целлюлозного заполнителя (растительного происхождения), минерального вяжущего, воды, химических добавок. Особенность арболита по сравнению с такими аналогичными материалами, как фибролит, деревобетон, ксилолит и др. состоит в том, что для его получения пригодна более широкая номенклатура органических целлюлозных заполнителей различной природы (древесная дроблёнка, костра льна, конопли, сечка тростника, стеблей хлопчатника, рисовой соломы и др.), т.е. отходы производства, запасы которых в нашей стране имеются в больших количествах.

В сельскохозяйственном строительстве изделия из арболита широко применяются в виде стеновых панелей и блоков. Накоплен определённый опыт применения арболита при строительстве промышленных зданий, сооружений и культурно-бытовых зданий. На основе арболита можно также получать плиты покрытия, перекрытия, плиты основания под линолеум и паркет, теплоизоляционные изделия, пространственные конструкции и др. Изделия из арболита хорошо зарекомендовали себя и широко применялись при возведении одноэтажных и высотных зданий за рубежом. Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что по строительным, экономическим и эксплуатационным свойствам Арболит является весьма эффективным строительным материалом.

Производство и применение арболита позволяет снизить материалоёмкость, энергоёмкость, массу здания и удельные капитальные затраты на изготовление 1 м² стенового материала по сравнению с бетоном на пористых заполнителях. Одновременно решается и другая важная народнохозяйственная задача - защита окружающей среды от загрязнения отходами промышленности и сельскохозяйственного производства. Кроме того, применение арболита обеспечивает снижение расхода цемента. На изготовление 1 м² стены из арболита (приведённой толщины по теплозащите) требуется цемента на 30-35 кг меньше, чем при использовании керамзитобетона (хотя расход вяжущего на 1 м3 конструкций у арболита несколько больше), что обусловлено значительным уменьшением толщины стены из этого материала из-за его более высоких теплофизических свойств. Арболитовая стена, благодаря крупнопористой структуре материала, обеспечивает высокое термическое сопротивление, а это даёт возможность тратить меньше энергии на отопление. [5]

Все вышеперечисленные свойства делают арболит эффективным строительным материалом, производство и применение которого экономически весьма целесообразно, особенно в условиях экономии тепловой энергии.



1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКЦИИ

1.1 Номенклатура продукции

В данном курсовом проекте рассмотрено производство арболитовых блоков размером 500х250х300мм. В качестве заполнителя - древесная дробленка. Класс по прочности арболитовых блоков В2,5 (марка М35). Характеристики изделий приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики изделий

Теплопроводность, Вт/(м°С)	0,12
Водопоглощение, %	40-85
Морозостойкость, цикл	25-50
Средняя плотность, кг/м3	600-750

1.2 Требования к арболиту

1.2.1. Арболит в зависимости от средней плотности (объемной массы) в высушенном до постоянной массы состоянии подразделяют на:

теплоизоляционный - со средней плотностью до 500 кг/м3;

конструкционный - со средней плотностью свыше 500 до 850 кг/м3.

1.2.2. Арболит в зависимости от прочности на сжатие образцов-кубов подразделяют на классы:

В0,35 ; В0,75 , В1 - для теплоизоляционного арболита;

В1,5 ; В2 ; В2,5 ; В3,5 - для конструкционного арболита.

1.3 Требования к изделиям из арболита

1.3.1 Изделия из арболита должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и стандартов или технических условий на конкретные виды изделий, в которых должны быть установлены требования к изделиям как высшей, так и первой категориям качества.

1.3.2 Отклонения от проектных размеров изделий, указанных в рабочих чертежах или стандартах и технических условиях на конкретные виды изделий, не должны превышать в мм:

+-5 - по длине для изделий длиной до 3,0 м;

+-7 - " " " " " свыше 3,0 до 6,0 м;

+-5 - по высоте и толщине изделий;

+-5 - по длине, ширине и толщине ребер, полок, вырезов, выступов,

проемов, отверстий и каналов в изделиях.

Отклонение от номинального положения проемов, отверстий и вырезов в изделиях не должно превышать 5 мм.

1.3.3 Разность длин диагоналей поверхности изделий не должна превышать 10 мм при площади изделий до 5 м2 и 12 мм при площади свыше 5 м2.

1.3.4 Формы для изготовления изделий из арболита должны удовлетворять требованиям ГОСТ 18886-73 и ГОСТ 12505-67.

1.3.5 Требования к точности изготовления изделий в стандартах или технических условиях на конкретные изделия устанавливают в виде предельных отклонений от номинальных размеров по ГОСТ 13015-75.

1.3.6 Наружные поверхности ограждающих конструкций из арболита отделывают слоем из декоративного бетона или раствора на плотных минеральных заполнителях.

1.3.7 Изделия из арболита допускается изготавливать без внутреннего отделочного слоя или с внутренним отделочным слоем из цементного или цементно-известкового раствора на плотном или пористом песке.

1.3.8 Толщина наружного отделочного слоя не должна быть менее 20 мм, а внутреннего - 15 мм.

1.3.9 Требования к качеству поверхности и внешнему виду изделий должны устанавливаться в стандартах или технических условиях на конкретные изделия в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

1.3.10 Класс по прочности при сжатии бетона или раствора наружного отделочного слоя должен быть не ниже В7,5 , а раствора внутреннего отделочного слоя не ниже В3,5 для жилых и общественных зданий и не ниже В5 - для промышленных и сельскохозяйственных производственных зданий.

1.3.11 Изделия, предназначенные для наружных стен производственных сельскохозяйственных зданий с относительной влажностью воздуха помещений более 60% и наличии слабо- и среднеагрессивных газовых сред, должны иметь защитное покрытие на внутренней поверхности в соответствии с требованиями строительных норм и правил по защите строительных конструкций от коррозии, как для конструкций из ячеистых бетонов.

1.4 Сырьевые материалы

В качестве вяжущих материалов для изготовления арболитовой смеси следует применять портландцемент ЦЕМ I 42,5 ГОСТ 31108-2003 - для конструкционного арболита. Характеристики цемента представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристики цемента

Марка цемента	ЦЕМ I 42,5
ГОСТ	31108-2003
Технические характеристики
Прочность в возрасте 28 суток, Мпа (изгиб)	6,9 ± 0,4 5,4
Прочность в возрасте 28 суток, Мпа (сжатие)	44,0 ± 2 39,2
Прочность при сжатии после пропаривания, Мпа	30,0 ± 2 не менее 27,0
Прочность при сжатии в возрасте 3 суток, Мпа	24 ± 2
Тонкость помола, проход через сито 008, %	90,0 ± 3,0 не менее 85
Массовая доля SO3, %	2,4 ± 0,7 от 1,0 до 3,5
Ввод добавок, %	нет
Нормальная густота цементного теста, %	24,0 ± 1,0
Сроки схватывания, (час/мин) (начало)	2:30 ± 1:00 не ранее 45 минут
Сроки схватывания, (час/мин) (конец)	4:00 ± 1:20 не позднее 10часов
Химико-минералогический состав клинкера
MgO,%	1,44
Нерастворимый осадок	0,35
Cl	0,07 ± 0,02
SO3	0,30 ± 0,03
Потери при прокаливании	0,10 ± 0,02
R2O	0,75 ± 0,15
CaO свободный	0,09
С3S	60±2
C2S	18±2
C3A	5,5±2
C4AF	11,5 ± 0,3

В качестве органических заполнителей применяется измельченная древесина из отходов лесозаготовок лиственных (береза, осина, бук, тополь) пород имеющая фракционный состав, приведённый в таблице 3.

Таблица 3 - Фракционный состав органического заполнителя

Размеры отверстий контрольных сит, мм	Полные остатки на контрольных ситах, % по массе
20	До 5
10	От 20 до 40
5	“ 40 “ 75
2,5	“ 90 “ 100
Менее 2,5	До 10

Вода для приготовления арболита должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.

Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел.

Содержание в воде не должно превышать: растворимых солей 2000 мг/л, ионов SO₄^-2 600 мг/л ионов Cl^-1 350 мг/л, взвешенных частиц 200 мг/л

Не допускается применять торфяную и болотную воду.

Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л.

Водородный показатель воды (pH) не должен быть менее 4 и более 12,5.

Вода не должна содержать также примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона.

Химические добавки применяют для улучшения свойств арболитовой смеси и арболита:

1) в качестве нейтрализатора древесных сахаров хлорид кальция ХК по ГОСТ 450-77.

Кальций хлористый ()представляет собой мелкий порошок или гранулы белого цвета, плотностью 2,51 т/м³.

2) добавку, образующую пленку на поверхности органических частиц - стекло натриевое жидкое ЖС по ГОСТ 13078-81.

Натриевое жидкое стекло представляет собой натриевый силикат (), где п = 2,5...4 -- модуль стекла.

3) добавку, ускоряющую твердение - двухромовокислый аммоний по ГОСТ 3763-76 который представляет собой оранжево-красные кристаллы, растворимые в воде.

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА СПОСОБ ВИБРИРОВАНИЯ С ПРИГРУЗОМ

В основе этого способа лежит условие достижения максимально плотной упаковки частиц заполнителя арболитовой смеси в форме без создания напряженного состояния в отформованном изделии. Это достигается приложением небольшого внешнего усилия (0,005--0,02 МПа), обеспечивающего перемещение частиц в направлении силы гравитации. Под действием этих сил частицы заполнителя стремятся занять свободные места в объеме, а не сжиматься, т.е. происходит оптимальная упаковка заполнителя, что обеспечивает хорошее уплотнение смеси, а следовательно, наибольшее число контактов в уплотненной структуре.

Изделия из арболита изготавливают в стальных формах или в стальных формах на поддонах. Поддоны позволяют снизить металлоемкость парка форм. В этом случае на каждый типоразмер достаточно иметь две формы и парк поддонов на принятую номенклатуру изделий. Кроме того, при этом можно получать изделия различной толщины (меняя толщину -- высоту поддонов)

Технологическая линия экономична, проста в изготовлении и обслуживании и позволяет получать качественные арболитовые изделия. Линия пригодна для изготовления изделий из арболита любого назначения. Этот способ наиболее близок к традиционным технологиям уплотнения бетона (вибрирование с пригрузом) и позволяет применять стандартные вибростолы, поэтому такое направление может считаться перспективным.

Процесс производства арболитовых блоков включает следующие операции:

1) подготовка сырьевых компонентов (складирование, первая и вторая стадии измельчения древесины);

2) получение арболитовой смеси (дозирование компонентов, приготовление смеси);

3) подготовка формовочного оборудования (чистка, смазка);

4) формование изделий (укладка смеси в формы, уплотнение смеси);

5) сушка изделий;

6) распалубка и распил на блоки (продольная и поперечная резка);

7) упаковка и вывоз продукции на склад (складирование).

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Режим работы цеха

Режим работы устанавливают в соответствии с трудовым законодательством РФ по нормам технологического проектирования предприятий. При назначении режимов нужно стремиться во всех случаях, когда это не обусловлено технологической необходимостью, избегать трехсменной организации труда, т. к. работа в ночной смене вызывает много трудностей.

В цехах и отделениях, не являющихся ведущими для проектируемого предприятия или имеющих сравнительно небольшую производительность, возможна односменная работа.

Для предприятий производства изделий из арболита принимают непрерывную рабочую неделю при двухсменной работе, расчетное количество рабочих суток в году принимаем равным 247. Продолжительность рабочей смены 8 часов.

Номинальный годовой фонд рабочего времени определяется по формуле:

Ф_н = Д_н Ч С_м Ч Т_см, час

где Д_н - количество дней в году;

С_м - количество смен в сутки;

Т_см - продолжительность рабочей смены, час.

Годовой фонд чистого рабочего времени составляет:

Ф_ч = Ф_н Ч К_ти Ч К_см , час



где Ф_н - номинальный годовой фонд рабочего времени, час;

К_ти - коэффициент использования рабочего времени;

К_см - коэффициент использования оборудования.

Коэффициент технического использования оборудования определяется с учетом времени простоя оборудования за год, К_см = 0,95.

Коэффициент использования рабочего времени вычисляют по формуле:

К_ти = (Т_см-Т_пз- Т_лп - Т_отд) / Т_см

где Т_см - продолжительность рабочей смены, мин;

Т_пз- время на подготовительно-заключительные операции, мин;

Т_лп - время на личные потребности, мин;

Т_отд- время на отдых, мин.

Результаты расчета режима работы цеха представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Режим работы цеха

№	Наименование цехов, отделений, операций	Количество дней в году	Количество смен в сутки	Продолжительность рабочей смены, час	Номинальный годовой фонд рабочего времени, час	Коэффициент использования оборудования	Коэффициент использования рабочего времени	Годовой фонд рабочего времени, час
1	Склад сырья	365	2	8	5840	0,95	0,8	4439
2	Отделение подготовки сырья	247	2	8	3952	0,95	0,8	3004
3	Производственный цех	247	2	8	3952	0,95	0,8	3004
4	Отделение сушки	247	2	8	3952	0,95	0,8	3004
5	Склад готовой продукции	365	2	8	5840	0,95	0,8	4439
6	Ремонтно-механический цех	247	2	8	3952	0,95	0,75	3004



3.2 Расчет производительности цеха

П_год- Годовая производительность завода, м³/год;

П_факт- Годовая производительность завода с учетом потерь, м³/год;

П_сут - Суточная производительность заводы, м³/год;

П_смен- Производительность завода в смену, м³/год;

П_час- Часовая производительность завода, м³/год.

П_год. = 10000 м³/год

П_год.^факт. = П_год.+ П_от. = 10000+1%=10100 м³ /год

П_сут. = П_год.^факт. / N = 10100/ 247= 40,90 м³/сут.

П_см. = П_{сут .}/ T = 40,90 /2 = 20,45 м³/смену

П_{час =} П_{см .}/ M = 20,45/8 = 2,56 м³/час

Производительность предприятия в кубических метрах представлена в таблице 5, в штуках - в таблице 6.

Таблица 5 - Производительность предприятия, м³

Размер изделия, мм	Пгод. м3/год	Пфакт. м3/год	Псут. м3/сут	Псмен. м3/смену	Пчас. м3/час
500х250х300	10000	10100	40,90	20,45	2,56

Таблица 6 - Производительность предприятия, шт.

Размер изделия,мм	Пгод.шт./год	Псут.шт/сутки	Псменшт/смену	Пчас шт/час
500х250х300	269333,3	1090,4	545,2	68,1

3.3 Расчет потребности цеха в сырьевых материалах

Подбор состава. Подбор и назначение состава арболита производятся заводской лабораторией любым проверенным на практике способом. Подобранный состав при принятых технологических режимах производства должен обеспечить получение арболита с заданными проектными показателями при минимальном расходе цемента. Назначенный состав арболита утверждается главным инженером и контролируется заводской лабораторией.

Наиболее распространенным и удобным способом подбора и назначения исходного состава арболитовой смеси является способ подбора по разработанным практическим таблицам [7]. Рекомендуемый состав арболитовой смеси для арболита класса В2,5 приведен в таблице 7.

Таблица 7 - Средний расход компонентов в кг на 1 м³ арболита

Компоненты	Класс по прочности (марка) арболита
	В2,5 (М35)
Портландцемент ЦЕМ I 42,5, кг	360
Древесная дробленка (сухая), кг	240
Хлористый кальций, кг	8
Стекло натриевое жидкое, кг	8
Двухромовокислый аммоний, кг	4
Вода, л	400

Плотность уложенной арболитовой смеси:

р^арб.см=Ц+Д+В+ХД=360+240+400+20=1020 кг/м³

где Ц-расход цемента;

Д_сух-расход древесной дробленки;

ХД-расход химических добавок;

В - расход воды.

Средняя плотность арболита в сухом состоянии:

р^арб=Ц+Д+ХД=360+240+20=620 кг/м³

где Ц-расход цемента;

Д_сух-расход древесной дробленки;

ХД-расход химических добавок.

Плотность готовых блоков в сухом состоянии 620 кг/м³.

Подбор состава мелкозернистого бетона для фактурного слоя. Цемент берем ЦЕМ I 42,5 ГОСТ 31108-2003. В качестве мелкого заполнителя используем кварцевый песок с модулем крупности М_к=2 и плотностью 2650кг/м³, насыпной плотностью 1400 кг/м³. ГОСТ 8736 -93.

Определяем водоцементное отношение:

где R_ц - активность цемента, 50 Мпа ;

А - коэффициент, позволяющий учитывать качество заполнителей

(А= 0,8 - заполнители среднего качества);

R_б - прочность на сжатие на 28 сутки:

где B - класс бетона по прочности, МПа;

V- коэффициент вариации, характеризующий однородность прочности бетона (0,135).

МПа

== 0,88

Соотношение между цементом и песком по графику [9] :



Рассчитывается расход цемента:

кг/м³

где ВВ-объем вовлеченного в смесь воздуха - 20 л;

P_ц- истинная плотность цемента - 3,1 кг/м³;

P_п-истинная плотность песка - 2,65 кг/м³;

n- отношение между цементом и песком - 2.

Расход воды на л/м³:

л/м³

Расход песка:

П = nЦ

где n=2 - отношение между цементом и песком.

П = 2 500=1000 кг/м³

Расход компонентов в кг на приготовление 1 м³ бетона:

Вода - 440 л,

Цемент - 500 кг,

Песок - 1000 кг.



3.4 Материальный баланс на производство блоков из арболита

В таблице 8 представлен расход сырьевых материалов на 1000м³ готовой продукции.

Таблица 8 - Материальный баланс технологических операций.

Наименование операций	Приход	Потери, %	Расход
Склад готовой продукции	1000	1	1010
Распил на блоки	1010	1	1020
ТВО	1020	2	1040
Виброуплотнение арболитовой смеси	1040	1	1051
Формовка	1050	2	1072
Приготовление арболитовой смеси: ПЦ ОЗ ХК ЖС ДА	1072 378 252 8,4 8,4 4,2	1	1072 381,78 254,52 8,48 8,48 4,24
Транспортирование ПЦ со склада	381,78	1	385,60
Транспортирование ОЗ со склада	254,52	1	256,43
Транспортирование ХК со склада	8,48	1	8,56
Транспортирование ЖС со склада	8,48	1	8,56
Транспортирование ДА со склада	4,24	1	4,28
Транспортирование ПЦ на склад	385,60	1	390
Транспортирование ОЗ на склад	256,43	1	259,64
Транспортирование ХК на склад	8,56	1	8,65
Транспортирование ЖС на склад	8,56	1	8,65
Транспортирование ДА на склад	4,28	1	4,33

Зная расход материалов на 1000 м³ арболита, была рассчитана потребность предприятия в год, сутки, смену и час, которая приведена в таблице 9.



Таблица 9 - Потребность предприятия в сырьевых материалах.

№	Наименование сырья	Расход
		Кг/год	Кг/сутки	Кг/смену	Кг/час
1.	ПЦ	3 900 000	15 790	7895	986,9
2.	ОЗ	2 596 400	10 512	5256	657
3.	ХК	86 500	350,2	175,1	21,9
4.	ЖС	86 500	350,2	175,1	21,9
5.	ДА	43 300	175,3	87,65	10,95

3.5 Технологический процесс производства

На рисунке 1 приведена технологическая схема производства арболита

1 - вентилятор подачи дробленки; 2- циклон; 3 - бункер дробленки; 4 - бункер цемента; 5- смеситель арболита; 6 - бункер арболитовой массы; 7 - бункер укладки раствора; 8 - форма; 9 - смеситель для бетона фактурного слоя; 10 - пригруз подвижной; 11 - направляющие конвейера; 12 - виброплощадка типа СМЖ-200А; 13 - кран-балка; 14 - привод перемещения формы; 15 - готовое изделие на поддоне

Рисунок 1 - Технологическая схема производства арболита методом вибрирования с пригрузом



Способ вибрирования с пригрузом разработан для формования стеновых панелей из арболита, но на технологической линии, работающей по такому способу, можно также формовать мелкоштучные блоки и перегородочные плиты.

Формовочная линия состоит из виброуплотняющей установки, укомплектованной пригрузом и стандартной вибрационной площадкой СМЖ-200А, металлическими формами (с делительным вкладышем) с комплектом щитовых поддонов, тросового конвейера для перемещения формы, раздатчиков арболитовой смеси и раствора фактурного слоя.

Сырьевые материалы на заводских складах хранятся в условиях, исключающих попадание в них посторонних примесей, а также предотвращающих смешение различных материалов.

Портландцемент хранится в закрытых силосах, исключающих возможность попадания влаги в материал.

Хлорид кальция и натриевое жидкое стекло хранят в сухом отапливаемом закрытом складе добавок в бумажных мешках и жестяных бочках соответсвенно.

Двухромовокислый аммоний, как опасный для персонала материал, хранят в специально оборудованных закрытых помещениях в металлических барабанах или бочках. В такие склады допускаются только работники, имеющие на это разрешение и использующие средства индивидуальной защиты.

Подготовленные сырьевые материалы после контроля на содержание в них основного вещества хранят в бункерах готовых материалов. Для правильного подбора состава смеси материалы отвешивают в соответствии с рецептурой и используют автоматические весы, устанавливаемые под каждым бункером готового материала.

Портландцемент с помощью пневмотранспорта доставляется в цементный силос, а добавки отправляются на склад добавок. В технологической схеме в качестве органического заполнителя используется древесный заполнитель лиственной породы.

Древесные отходы разгружаются на открытую площадку, которая располагается в непосредственной близости с дробильным отделением. Ручным способом пиломатериалы загружаются на ленточный конвейер. Далее с помощью ленточного конвейера древесные отходы для получения технологической щепы поступают в рубительную машину и затем - в молотковую дробилку.

Древесная дробленка (щепа) с помощью скипового подъемника поступает на закрытый склад хранения органического сырья. Непосредственно под складом ОЗ находится пневматический автоматический затвор, при открытии которого сырье поступает на конвейер, с помощью которого транспортируется в бункер запаса органического сырья, оснащенный пневмозатвором. Под бункером находится дозатор, через который отмеренное количество заполнителя поступает в смеситель. Туда же через весовые дозаторы поступают цемент и растворы химикатов и технической пены. Полный цикл перемешивания продолжается 5 мин.

Арболитовую смесь получают следующим образом. В смеситель, совместно вводят в течение 2 минут древесную дробленку, цемент и воду путем дождевания с помощью дозатора и системы перфорированных трубок-распылителей. В этом случае можно точно дозировать воду и добавки и равномерно распределить их, что позволяет улучшить физико-механические свойства арболита, а затем раствор геля, полученного предварительным смешиванием хлористого кальция, жидкого стекла и 1/3 воды затворения. Щепа с гелем и водой перемешивается в течение 3 мин.

Стальная форма имеет длину 3 м, ширину 1,2 м и высоту 0,4 м. Она устанавливается на тележку, которая перемещается под бункер для укладки нижнего фактурного слоя из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Готовая смесь через течку-раздатчик поступает в форму, где укладывается и разравнивается равнителем скребкового типа, затем укладывается верхний фактурный слой.

Перед уплотняющим блоком в форму гидравлическим приводом укладывается пуансон. Тележка с формой и пуансоном тросовым конвейером перемещается на виброплощадку под пригруз.

С помощью пневмоцилиндров форма и пригруз опускаются. Кронштейны пригруза, по которым перемещается форма, выходят из зацепления с тележкой и форма с тележкой опускаются на виброплощадку. При дальнейшем опускании пригруз ложится на пуансон, передавая через него усилие на формуемое изделие.

После опускания пригруза в форму на уплотняемую смесь включается вибрационная площадка, действующая в течение 3,5-5 мин. Затем пригруз поднимается с помощью пневмоцилиндра и фора перемещается на пост распалубки. Сформованные блоки на поддоне переносятся кран-балкой на пост твердения.

При виброуплотнении с пригрузом частицы древесного заполнителя, перемещаясь относительно друг друга, занимают в структуре арболита положение, обеспечивающее наибольшую плотность контактных зон, при этом уменьшается величина распрессовки. При обычном же способе прессования арболитовой смеси для получения изделий идентичной плотности частицы древесного заполнителя в отдельных контактах сжимаются, вызывая упругие деформации, что ведёт к распрессовке сформованного изделия и, в конечном итоге, к снижению прочности.

3.6 Выбор и расчет потребного количества технологического оборудования

Расчет необходимого количества машин:



М = П_ч^п/(П_пК_п)

где М - количество машин, подлежащих установке;

П^п_ч - требуемая часовая производительность;

П_п - паспортная или расчетная часовая производительность;

К_п - нормативный коэффициент использования оборудования во времени (принимается обычно равным 0.92)

1) Перемешивание арболитовой смеси:

Необходимое количество смесителей:

М = 2,56/(4,5*0,92)=0,618 - принимаем 1 смеситель

П_п = 2,56 м³/ч - часовая производительность (ведомость оборудования -таблица 10).

2) Расчет виброплощадки:

М = 3/(12*0,92)=0,28 - принимаем 1 виброплощадку

П^п_ч- требуется 3 плиты в час (3х1,2х0,3 м.)

П_п- 12 плит в час (время виброуплотнения 3,5-4 мин.)

3) Получение дробленки

Для получения щепы используется рубительная машина:

М = 657/(7500*0,92)=0,1 - принимаем 1 машину.

Для получения дробленки используется молотковая дробилка.

М = 657/(1500*0,92)=0,5 - принимаем 1 машину.

4) Расчет количества форм

1 форма на виброплощадке+1на формовке+ 20 на ТВО+4 на распиле+4 на чистке+5 запас= 35 форм

5) Расчет расходных бункеров

Требуемый геометрический объем определяется по формуле:

V=V_n/к

где к-поправочный коэффициент 0,85-0,9 (принимаем 0,9)

V_n- требуемая полезная емкость бункера, которая определяется по формуле:

V_n=(m р)*n

где m - потребность в сырье, т/ч = 0,657 из таблицы 9.

р-насыпная плотность, т/ м³

n-запас материала в бункерах 1-2 ч (принимаем 2)

Требуемая полезная ёмкость бункера для органического заполнителя:

Vn=( 0,713/0,12)* 2=10,95 м³

Требуемый геометрический объем:

V=10,95/0,9=12,17 м³

Таблица 10 - Ведомость основного оборудования

№	Наименование и марка оборудования	Технические характеристики	Кол
1	Приемное устройство щепы ДН-20	Масса 8500 кг	1
2	Рубительная машина с конвейером подачи ДУ-2	Производительность - 7,5 т/ч Мощность 50 кВт Масса 4600 кг	1
3	Бункер щепы ДБ-8	Масса 7500 кг	1
4	Молотковая дробилка ДМ-1	Производительность 1,5 т/ч Мощность 40 кВт Масса 1500 кг	1
5	Бункер древесной дроблёнки ДБ-8	Масса 7500 кг	1
6	Устройство для замачивания дроблёнки	Масса 4200 кг	1
7	Бетоносмеситель цикличный принудительного действия для приготовления арболитовой смеси СБ-62 (С-951)	Емкость по загрузке 1200 л Объём готового замеса 800 л Продолжительность цикла 120 с Мощность электродвигателя 4 кВт Производительность - 28 м3/ч Диаметр смесительной чаши 2200 мм Число лопастей и скребков (2х2+1)+2 Длина - 2955 мм Ширина - 2650 мм Высота - 2700 мм Масса 4035 кг	1
8	Смеситель для приготовления цементно-песчаной смеси СБ-31А (С-742Б)	Емкость по загрузке 250 л Объём готового замеса 165 л Продолжительность цикла 132 с. Мощность электродвигателя 4 кВт Производительность - 4,5 м3/ч Длина - 1910 мм Ширина - 1550 мм Высота - 2100 мм Масса 1240 кг	1
9	Смеситель для приготовления водных растворов химических добавок	ДСМ1.14 Масса 2500 кг
10	Дозатор цемента ДЦ-200	Мощность 2.2 кВт Масса 135 кг.	1
11	Дозатор воды ДВ-150	Мощность 2.3 кВт Масса 145 кг.	1
12	Дозатор химических добавок	Ёмкость - 40 л. Наибольший предел дозирования - 30 кг.	3
13	Циклон СЦН-40-1200	Производительность - 5м3/ч.	1
14	Виброплощадка СМЖ-200А	Мощность 88 кВт Макс. размеры формуемых изделий 6000х3000 мм Длина 10260 мм Ширина 2986 мм Высота 664 мм Масса 6950 кг	1
15	Силос цемента СЦР-75	Вместительность 75 т Высота 9500 мм Ширина 4500 Диаметр 3470 Масса 3,5 т	2
16	Формовочное оборудование	Конвейерная линия ЛВ-24
17	Формы	Размер: 3х1,2х0,3 м.	35
18	Автопогрузчик	“BOBCAT”	2

3.7 Описание работы технологического оборудования цеха

Оборудование для приготовления древесной дробленки



Для измельчения древесины в щепу применяют рубильные машины, а для дробления щепы - молотковые дробилки.

1-пневмотрубопровод; 2-вентилятор; 3-всасывающая труба; 4-смотровой люк; 5-станина; 6-заточное приспособление; 7-кожух ножевого барабана; 8-ножевой барабан; 9-механизм подачи; 10-редуктор привода верхнего подающего вальца; 11-привод барабана; 12-крышка кожуха ножевого вала

Рисунок 2 - Рубильная машина ДУ-2

Наиболее распространена рубильная машина ДУ-2 (рисунок 2). Эта машина предназначена для переработки в щепу отходов лесозаготовок (сучьев вершин), лесопиления (горбылей, реек, срезков) и дровяного долготья диаметром до 18 см и в отдельных случаях до 28 см в комле. Она также может измельчать стебли конопли, хлопчатника, камыша и других с/х культур. Размеры приемного окна механизма подачи, мм: ширина 300, высота 50-300. Подача древесного сырья и прием его осуществляется в горизонтальной плоскости. Она состоит из механизмов подачи и резания, приспособления для заточки ножей и вентилятора. Машина имеет полый барабан, расположенный под углом 35° к оси питателя. При рубке щепа проходит внутрь барабана, а затем с открытого торца забирается воздушным потоком, образуемым вентилятором для транспортирования щепы в бункер.

Производительность машины 7-8 м³ плотной древесины в час, мощность электродвигателя 75 кВт, масса около 4,6 тонн.

Рисунок 3 - Принцип работы циклона

Щепа передается в циклон СЦН-40-1200. Принцип работы циклона представлен на рисунке 3. Вовлекаемая щепа оседает в конической части циклона и попадает в бункер щепы, откуда винтовым дозатором поступает в молотковую дробилку.

Рисунок 4 - Молотковая дробилка ДМ-1

По качеству древесной дробленки, по энерго- и металлоемкости, по технологичности для дробления щепы наиболее подходит конструкция молотковой дробилки ДМ-1 (производительность 1,5 т/час, масса 1,5 т, мощность 40 кВт). При вращении ротора, молотки под действием центробежной силы располагаются по радиусу и измельчают встречающиеся на своем пути древесные частицы. Общий вид дробилки представлен на рисунке 4.

Оборудование для замачивания дробленки

Полученная древесная дробленка через циклон успокоитель транспортируется по трубопроводу в бункер дробленки, откуда винтовым дозатором перемещается в устройство для замачивания , где происходит перемешивание дробленки с водным раствором химических добавок. Замоченная доза древесной дробленки скиповым подъемником подается в смеситель .

Оборудование для приготовления арболитовой смеси

Арболитовая смесь имеет значительное внутреннее трение и небольшую массу, поэтому качественное ее перемешивание возможно только в смесителях принудительного действия с активным ротором. В данном курсовом проекте принимается к проектированию цикличный смеситель принудительного действия СБ-62 (рисунок 5).

а-общий вид: 1-корпус чаши; 2-траверса; 3-загрузочное отверстие; 4-мотор-редуктор; 5-водопровод;

6-лопастедержатель; 7-смесительная лопасть; 8-затвор; 9-рама; 10-внутренний цилиндр; 11-вертикальный вал; 12-внутренний скребок.

б-схема смесительной чаши: 1-скребки; 2-подгребающая лопасть;

3-пневмоцилиндр затвора; 4-смесительные лопасти

Рисунок 5 - Бетоносмеситель СБ-62 (С-951)

Смешивающий механизм состоит из электродвигателя, траверсы с укрепленными на ней лопастедержателями, четырех смесительных, двух подгребающих лопастей, одной очистной лопасти, внутреннего и наружного скребков. Траверса бетоносмесителя представляет собой планетарный редуктор, корпус которого вращается в подшипниках, расположенных в центральном стакане чаши.

Смесительный узел, кроме оборудования по приготовлению арболитовой смеси, включает также оборудование по приготовлению цементно-песчаного раствора для облицовочных слоев. Цикличный смеситель принудительного действия СБ-31А (рисунок 6) используется для приготовления фактурного слоя. Подача песка в смеситель производится при помощи скипового подъемника.

а-общий вид бетоносмесителя: 1-основание; 2-неподвижная чаша;

3-смесительное устройство; 4-рама; 5-привод смесительного устройства; 6-вертикальный вал; 7-загрузочный ковш; 8-рама скипового подъёмника;

б-смесительное устройство: 1-внутренний скребок; 2-ротор; 3-амортизатор;

4-наружная лопасть; 5-наружный скребок; 6-внутренняя лопасть.

Рисунок 6 - Смеситель СБ-31А

Формовочное оборудование

В качестве формовочного оборудования применяют конвейерную линию ЛВ-24. В ее состав входят роликовый конвейер, бункер-укладчик верхнего цементно-песчаного слоя, самоходный бункер-укладчик арболитовой смеси, ходовой путь бункера-укладчика, виброплощадки и направляющие, приводные станции, упругий роликовый конвейер, вибровалок трамбующей секции, прокатная гусеничная секция, стол с отформованными изделиями.

Виброплощадка СМЖ-200А имеет механический синхронизатор, оснащена электромагнитами для крепления форм, а также шумозащитным кожухом. Виброплощадка предназначена для формования бетонных и железобетонных изделий на заводах сборного железобетона.

Виброплощадка состоит из восьми виброблоков, четырех приводов, карданных валов, двух опорных рам, звукоизолирующих кожухов и электрооборудования.

Виброблоки установлены в два ряда, в каждом из которых соединены между собой карданными валами, а через синхронизаторы -- с двумя электродвигателями приводов.

Виброблок имеет двухвальный вибратор и электромагнит для крепления формы на виброплощадке. В виброблоке применен двухвальный дебалансный вибратор, который состоит из корпуса с двумя параллельными валами, установленными в подшипниках. На валах имеются дебалансы, к которым могут быть прикреплены болтами дополнительные сменные грузы.

Карданный вал -- трубчатый с эластичными муфтами.

Привод состоит из электродвигателя и синхронизатора, обеспечивающего синхронную и синфазную работу вибраторов.

Звукоизолирующие кожухи выполнены сборно-разборными из щитов. Каждый щит представляет собой металлоконструкцию, облицованную изнутри звукопоглощающим материалом.

Опорные рамы сварной конструкции. На каждой раме с помощью пружин установлено по четыре виброблока. Вращение валам вибраторов передается от электродвигателей через синхронизаторы и карданные валы. Синхронизаторы и поперечный вал обеспечивают синхронное и синфазное вращение всех валов вибраторов.

Электрооборудование состоит из электродвигателя, селенового выпрямителя для питания электромагнитов постоянным током, шкафа-пульта и электроразводки. В шкафу-пульте смонтирована пускорегулирующая аппаратура. Электроаппаратура обеспечивает нулевую защиту электродвигателей, защиту от потери фазы, перегруза и короткого замыкания.

Электроаппаратура обеспечивает автоматическое отключение виброплощадки при неисправности или отсутствии тока хотя бы в одной фазе любого электродвигателя.

Виброплощадка работает следующим образом. При нажатии на кнопку “пуск” включаются электромагниты и форма-поддон закрепляется на виброплощадке. Далее автоматически с выдержкой времени включается привод вибраторов и производится уплотнение бетонной смеси. После окончания процесса формования отключают виброплощадку.

Эскиз виброплощадки представлен на рисунке 7.



Рисунок 7 - Виброплощадка СМЖ-200А

После уплотнения смесь отправляется на пост твердения, где набирает распалубочную прочность. Арболитовую плиту транспортируют на пост распила на блоки с помощью кран-балки. Для дальнейшего набора прочности и снижения влажности до регламентируемых величин требуется выдержка изделий на складе готовой продукции при 16-18°С не менее чем 3 суток. После этого изделия можно отправлять на склад с любым температурно-влажностным режимом (естественное хранение, исключающее увлажнение).



4. КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА И КАЧЕСТВА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

Для получения изделий высокого качества и экономичности необходимо проводить постоянный контроль их производства и на его основе управлять технологическими процессами, внося в них необходимые коррективы и изменения, учитывающие колебания свойств исходных материалов и условий производства и гарантирующие получение заданных свойств изделий при минимальных материальных, энергетических и трудовых затратах.

Для организационного контроля технологического процесса на предприятии имеются: отдел технического контроля ОТК и заводская лаборатория, главная обязанность которых - предупредить выпуск некачественной продукции. Качество готовых изделий зависит от качества применяемого материала, при соблюдении технологии на всех стадиях производства, что регламентируется соответствующими стандартами и техническими условиями.

Контроль организуется на всех стадиях производства и осуществляется цеховым техническим персоналом, который 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; 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.

Входной контроль - это контроль материалов, поступающих на завод с предприятий-поставщиков. Входной контроль устанавливает соответствие поступающих материалов требованиям ГОСТ и ТУ, а также паспортам и другим документам, подтверждающим их качество. Входной контроль материалов по мере поступления и изменения сырья осуществляется заводской лабораторией, результаты испытаний заносятся в журналы соответствующей формы.

Пооперационный контроль - это контроль осуществляемый на стадии производства, он необходим для обеспечения ведения технологического процесса и выпуска арболитовых блоков на основе требований ГОСТ, своевременного выявления отклонений от заданных технологических параметров и оказания работающим практической помощи в устранении этих отклонений.

Приёмочный контроль - это контроль готовой продукции, по результатам которого принимается решение о ее пригодности поставки к потребителю. Его результаты используются для выявления недостатков технологического процесса и внесение необходимых изменений. Он устанавливает соответствие качественных показателей требованиям ГОСТ и свойств изделия. Он предусматривает испытания и измерения готовых изделий и обобщение данных выходного и операционного контроля.

Контроль на предприятии должен осуществляться при помощи контрольных карт. В контрольной карте отражаются все операции контроля технологического процесса производства арболитовых блоков.

Контроль качества сырьевых материалов делится на приемочный, периодический и текущий.

Приемочный контроль имеет целью проверить, насколько качество поступающих на завод материалов отвечает ГОСТам или ТУ. Сразу после поступления материалов их осматривают специальные контролеры и, если материалы по внешнему виду соответствуют стандартам, от них по определенной методике отбирают средние пробы на сокращенный химический анализ (с целью определения содержания основного вещества и влаги) и проверку гранулометрического состава. Если материалы не отвечают стандартам, их бракуют.

Периодический контроль сырья предусматривает проверку соответствия состава подготовленных расходуемых материалов составу, принятому для подбора смеси. В этих целях не менее 1 раза в 10 сут отбирают среднюю суточную пробу каждого вида сырья, состоящую из 24 ежечасных проб, и делают ее полный химический анализ.

Текущий контроль сырьевых материалов проводят ежесменно на средней пробе, состоящей из восьми ежечасных проб. Определяются гранулометрия подготовленного сырьевого материала и содержание в нем влаги и основного вещества. Если изменение состава сырья должно внести в содержание компонентов смеси отклонения больше допустимых, в состав смеси вносят вносят поправки (состав корректируют).

Приёмочный контроль. Прочность арболита на сжатие, а также прочность раствора отделочных слоев определяют по ГОСТ 10180-90, ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 28570-90.

Для определения прочности арболита изготавливают три серии по три образца (в каждой серии) арболита размерами 150150150 мм.

Первую серию контрольных образцов выдерживают до испытания в камере стандартного твердения в течение 28 сут при температуре (20±2)°С и относительной влажности воздуха (70±10)%. Вторую серию образцов выдерживают в одинаковом режиме с контролируемыми изделиями до момента определения отпускной прочности арболита (7 сут). Третья серия образцов должна твердеть в течение 7 сут в одинаковом режиме с контролируемыми изделиями, затем до момента определения прочности арболита (28 сут) в одинаковом режиме с образцами первой серии.

На 7-е сутки образцы арболита второй серии и на 28-е сутки образцы арболита первой и третьей серий испытывают на прочность с определением средней плотности и влажности.

Контроль прочности и однородности арболита в изделиях следует осуществлять по ГОСТ 18105-86.

Среднюю плотность арболита следует определять по ГОСТ 12730.1-78 на тех же образцах, что и прочность (п. 3.6).

Отпускную прочность при сжатии бетона (раствора) отделочных или несущих слоев проверяют от каждой партии изделий и при изменении составляющих компонентов на образцах размерами 100100100 мм в соответствии с ГОСТ 10180-90 и ГОСТ 28570-90. Образцы для проверки класса (марки) бетона (раствора) отделочных или несущих слоев изготавливают ежесменно.

Прочность и плотность арболита в изделиях допускается контролировать на образцах, выпиленных из изделий. Выпиливание образцов из изделий должно выполняться на участках, указанных в рабочих чертежах.

Морозостойкость арболита в изделиях следует определять по ГОСТ 7025-78, бетона (раствора) отделочных или несущих слоев - по ГОСТ 10060-87.

Потеря прочности испытанных на морозостойкость образцов не должна превышать 15% прочности контрольных образцов, не подвергающихся испытанию на морозостойкость, а потеря массы не должна превышать 5%.

Теплопроводность арболита определяют по ГОСТ 7076-87.

Размеры, отклонение от прямолинейности и отклонение от плоскостности изделий из арболита, положение закладных деталей и монтажных петель, расположение и размеры арматуры, толщину защитного слоя бетона (раствора) до арматуры, качество поверхностей, внешний вид и фактическую массу следует проверять по ГОСТ 13015.0-83 и ГОСТ 13015.1-81.

Массу изделий из арболита определяют взвешиванием отобранного изделия на весах с погрешностью взвешивания ±2% или с помощью динамометра.

Если при контрольном взвешивании масса хотя бы одного из отобранных для контрольной проверки изделий будет превышать проектную отпускную массу больше допускаемого отклонения, приемку изделий по массе следует проводить путем поштучного взвешивания.

Вла...