Проектирование поточного производства сварной арматуры для элементов ограды П5ВК

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Липецкий государственный технический университет

Курсовой проект

Проектирование поточного производства сварной арматуры для элементов ограды П5ВК

по дисциплине: Механическое оборудование

Фролова Ю.С.

Липецк 2011

АННОТАЦИЯ

В основе курсового проекта лежит проектирование арматурного и цеха по производству сборных железобетонных изделий, таких как элемент ограды П5Вк производительностью 12000 м³/год.

Приведен расчет комплекса оборудования для цехов, режим работы цехов, производственная программа по выпуску арматурных изделий. Также произведен выбор и обоснование способа формования железобетонных изделий, расчет основных технологических параметров процессов формования и количество камер ТВО.

На основе расчетов сделан выбор технологического оборудования, определена схема контроля качества выпускаемой продукции, составлена таблица технико-экономических показателей работы цехов. На листе А1 приведен план арматурного цеха, а также продольный и поперечный разрезы.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОНСТРУКЦИИ И ЕЕ АРМАТУРЫ

2.1 Общая часть

2.2 Конструкция панелей

2.3 Указания по изготовления пространственных каркасов

2.4 Арматурные и закладные детали

2.5 Указания по маркировке, хранению и транспортированию

3. РЕЖИМ РАБОТЫ АРМАТУРНОГО ЦЕХА

4. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ

5. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АРМАТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

5.1 Обоснование размещения арматурного производства на территории предприятия

5.2 Обоснование технологии транспортирования и складирования арматурной стали

5.3 Разработка карты выполнения арматурных работ

5.4 Обоснование технологии механической обработки и сварки арматурных изделий

5.5 Обоснование технологии выполнения подъёмно-транспортных работ

5.6 Разработка функциональной схемы технологического процесса

6. РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ АРМАТУРНОГО ИЗДЕЛИЯ

6.1 Пооперационная технологическая схема поточного производства арматурных изделий

6.2 Определение ритмов работы многопредметной поточной линии

7. РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ АРМАТУРНОГО ИЗДЕЛИЯ. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

7.1 Расчет оборудования

7.2 Описание технологического оборудования

8. РАСЧЕТ ЗАПАСОВ МЕТАЛЛА И ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ. РАСЧЕТ СКЛАДОВ

9. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ

10. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

11. РЕШЕНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Данный курсовой проект посвящен проектированию арматурного цеха для производства железобетонных элементов оград П5Вк.

Промышленность строительных материалов является отраслью народного хозяйства, от которого зависит экономический потенциал страны. Основными направлениями развития и совершенствования технологии производства строительных материалов и изделий является следующее: переход от технологических процессов к непрерывным поточным процессам, обеспечивающие увеличение масштабов производства и эффективное использование машин и оборудования; повышение количества выпускаемой продукции; внедрение замкнутой (безотходной) технологии для наиболее полного использования сырья, материалов, топлива, энергии, что даёт возможность свести к минимуму отходы производства и осуществить мероприятия по охране окружающей среды.

Производство сборных конструкций и изделий намного легче поддаются автоматизации, а для некоторых технологий и роботизации. Применение современных переналаживаемых форм позволяет существенно разнообразить виды изделий и варианты их архитектурной отделки. Составы бетонов и конструкции опалубочных форм позволяют в настоящее время получать высокоточные изделия с минимальными допусками.

К достоинствам железобетонных конструкций можно отнести: универсальность, долговечность таких изделий и конструкций, применение крупноразмерных железобетонных элементов позволяет основную часть работ по сооружению зданий перенести со строительной площадки на завод. Недостатком таких изделий служит значительный вес.

Основными направлениями развития сборных железобетонных конструкций является снижение материалоемкости и металлоемкости изделий и конструкций, повышение степени заводской готовности, снижение энергетических затрат.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА

Местоположение намечаемого к строительству предприятия: район Цементного завода, г. Липецк. Такое расположение намечаемого к строительству предприятия обеспечит непрерывную поставку требуемых материалов для производства изделий. Непрерывные поставки цемента на проектируемое предприятие будет осуществляться непосредственно с Цемзавода, поставки песка будут происходить из располагаемого рядом карьера, имеется возможность подключения к существующей системе водоснабжения. Строительство и эксплуатация завода в данном районе будет экономически выгодным, так как затраты на привозимое сырье будут минимальны из-за близкого расположения к близлежащим предприятиям.

Сокольско-Ситовское месторождение известняков и глин расположено в непосредственной близости от г. Липецка и является сырьевой базой ОАО «Липецкцемент».

Поставка материалов непосредственно на завод осуществляется автовозами.

Климат района умеренно-континентальный. Среднегодовая температура воздуха +5.1°С. Продолжительность периода со среднесуточной температурой выше 0°С - 218 дней. Максимальные температуры: зимой -39°С, летом +39°С. Среднегодовое количество осадков - до 630 мм, промерзание почвы - до 1.5 м.

Отгрузка готовой продукции осуществляется по железной дороге, воздушным и автомобильным транспортом. Автомобильные дороги имеют выход на федеральные трассы.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОНСТРУКЦИИ И ЕЕ АРМАТУРЫ

В гражданском и промышленном строительстве около 90% сборного железобетона составляют типовые унифицированные конструкции, при разработке которых в качестве одного из основных учтено требование заводской технологичности изделий. Это обусловливает предельную массу элементов и их размеры, форму и сечение элементов, их армирование и пр.

Существует два основных вида ЖБИ: сборные ЖБИ и монолитный железобетон. Отличия между данными видами железобетона заключаются в способах изготовления.

Сборные железобетонные изделия изготавливается в производственных условиях, на заводах ЖБИ и впоследствии используются на стройплощадках.

Монолитные железобетонные изделия бетонируются на месте строительства.

Если рассматривать положительные характеристики, которыми обладают железобетонные конструкции и плиты перекрытия, и то среди них можно выделить:

- дешевизна, железобетонные изделия на порядок дешевле стальных, данный факт неоднократно экономически доказан;

- технологичность, т.е. при использовании железобетона есть возможность добиться любой формы конструкции;

- железобетон не подвергается старению, гниению и коррозии;

- высокая пожаростойкость бетона, в сравнении с деревянными изделиями.

Однако есть у изделий из железобетона один значимый недостаток: железобетонные изделия в больших конструкциях «нагружены» больше своей массой, чем полезной нагрузкой.

Сборные железобетонные элементы выполняют в основном линейными, плоскостными или блочными. К линейным элементам относятся колонны, фермы, ригели, балки, прогоны различного назначения; к плоскостным - плиты покрытий и перекрытий, панели стен и перегородок, стенки бункеров и резервуаров, подпорные стенки и т.п.; к блочным - массивные изделия фундаментов, стен подвалов и пр. Для ряда сооружений изготовляют также элементы пространственного типа: санитарные кабины, объемные блок-комнаты, кольца колодцев, коробчатые элементы силосов и др.

По условиям транспортного и грузоподъемного оборудования длина элементов, как правило, не превышает 25 м, ширина 3 м и масса 5 т.

Сечения изделий назначают из условия эффективности их работы под нагрузкой с учетом технологического изготовления.

Армируют элементы в основном сварными сетками и каркасами, по возможности укрупненными сварными блоками.

Для устройства стыков элементов конструкций широко применяют выпуск из бетона концов арматурных стержней. Такие выпуски арматуры, за исключением выпусков по верхней открытой поверхности производимого изделия, пересекают торцевые и боковые стенки или днище формы, что приводит к необходимости специальных устройств для обеспечения возможности сборки форм и съема с них изделий.

При размещении напрягаемой арматуры должны быть созданы условия, обеспечивающие возможность захвата ее по концам для натяжения и закрепления зажимами в напряженном состоянии.

Закладные детали, учитывая их металлоемкость и высокую стоимость, следует применять при прямой в них необходимости. Не рекомендуется установка закладных деталей только по условиям унификации изделий. В этом случае только часть деталей используется по назначению. Наиболее эффективными являются штамповые закладные детали. Они в основном рекомендуются для крупнопанельных зданий. Малонагруженные закладные детали, предназначенные для подвески легких коммуникаций, целесообразно заменять легкими накладными деталями.

Строповочные петли для захвата железобетонных конструкций при съеме их с форм, переносе, погрузочно-разгрузочных операциях и монтаже выполняют из горячекатаной арматурной стали класса А-I марок ВСт3сп2 и ВСт3пс2 и класса А-II марки 10ГТ. Если монтаж конструкций может производиться в зимнее время при температуре ниже -40°С, применение стали марки ВСт3пс2 не допускается.

С целью экономии металла строповочные петли могут не применяться при наличии соответствующих инвентарных захватных приспособлений. В этих условиях для захвата при подъеме изделий используют выступы на боковых поверхностях, различные отверстия, имеющиеся в изделиях или специально устраиваемые.

Бетоны для сборных железобетонных конструкций применяют в широком диапазоне требуемой плотности, марок по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости, например для несущих железобетонных элементов преимущественно используют тяжелый бетон плотностью 2200-2500 кг/м³, марок М150-М800.

Также широко применяются легкие конструкционные бетоны на пористых искусственных или естественных заполнителях плотностью 1200-2200 кг/м³, марок М150-М500.

Для ограждающих конструкций широко используют легкие конструкционно-термоизоляционные бетоны плотностью 700-1000 кг/м³, марок М50-М100. Такие бетоны применяют при соответственно низких эксплуатационных напряжениях в ограждающих конструкциях, многослойных комплексных изделиях в сочетании с более прочным бетоном, как, например, в комплексных плитах покрытий.

Допускаемые отклонения от номинальных размеров типовых сборных конструкций устанавливаются стандартами, рабочими чертежами и техническими условиями на отдельные виды изделий. Предельные отклонения размеров длины, ширины и толщины различных элементов сборных железобетонных конструкций приведены в таблице 1. Отклонения от номинальных размеров ребер, полок, выступов, вырезов, отверстий в изделиях должны быть в пределах ±5 мм.

Таблица 1. Предельные отклонения размеров железобетонных изделий от номинальных величин

Тип изделия	Длина изделий, м	Предельные отклонения, мм
		по длине	по ширине или высоте	по толщине
Стеновые панели, плиты покрытий и перекрытий	До 4 До 8 Свыше 8	±8 ±10 ±13	±8	±5 ±8
Колонны, балки, фермы	До 4 До 8 До 16 До 25	±8 ±10 ±13 ±25	±8	±8
Лестничные марши и площадки	До 4 Свыше 4	±5 ±10	±5	±5
Фундаментные плиты и балки	До 8	±20	±20	±10
Плиты балконные и карнизные, перемычки, элементы лоджий и др.	До 2,5 До 4	±10 ±13	±5	±5
Сваи	До 8 Свыше 8	±25 ±32	±5	±5

Предельные отклонения толщины защитного слоя бетона до поверхности арматурного стержня принимают в зависимости от проектной толщины защитного слоя и размеров сечения изделий (таблица 2).

Таблица 2. Предельные отклонения защитного слоя бетона

Толщина защитного слоя бетона, мм	Предельное отклонение, мм, при размерах сечения изделия
	до 400 мм	свыше 400 мм
10 15 20 и более	±3 ±3 ±5	±3 ±5 ±5ч10

2.1 Общая часть

В данном курсовом проекте используются рабочие чертежи железобетонных элементов оград П5Вк толщиной 160 мм, длиной 3980, высотой 2600 мм, изготавливаемых из тяжелого бетона В25, марки М300. Марка бетона по морозостойкости принята не ниже 50 при расчетной температуре воздуха до 35°С.

Проект содержит техническое описание, опалубочные чертежи, сборочные чертежи пространственных каркасов: плоские каркасы и закладные изделия (из которых комплектуется пространственные арматурные каркасы), узлы опалубочные и арматурные ведомости расхода, материалов.

Рабочие чертежи элементов оград изготавливаемых в стальных формах запроектированы на основании серии 3.017-1 "Ограждения площадок и участков предприятий, зданий и сооружений", а также в соответствии с главами СНиП I-В.1-62 "Заполнители для бетонов и растворов", I-В.2-69 "Вяжущие материалы неорганические и добавки для бетонов и растворов", I-В.3-62 "Бетоны на неорганических вяжущих и заполнителях", I-В.4-62 "Арматура для железобетонных конструкций", I-В.5-62 "Железобетонные изделия. Общие указания", III-А.11-70 "Техника безопасности в строительстве", ГОСТ 10922-90 "Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций общие технические условия", ГОСТ 13015-2003 "Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения".

Арматурная сталь принята в соответствии с ГОСТ 13015-2003 и письмом Госстроя СССР от 15 апреля 1980 г.№ 42-Д "О мерах по предотвращению перерасхода арматурной стали при проектировании и изготовлении железобетонных конструкций для промышленного, жилищно-гражданского и сельского строительства".

Диаметры подъемных (строповочных) петель приняты в соответствия с "Руководством по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного натяжения) M.I978 г

Закладные элементы изготовляют из стали марки Вст3кп2 для сварных конструкций по ГОСТ 380-2005 "Сталь углеродистая обыкновенного качества". Все закладные элементы должны быть защищены от коррозии в соответствии со СНиП 2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от коррозий".

2.2 Конструкция панелей

Железобетонные элементы оград П5Вк (рис. 1) запроектированы из тяжелого бетона марки по прочности на сжатие M300, масса элементы 1,27 т.

Армирование изделия производится сварными пространственными каркасами.

Проектное положение арматурного блока в кассетном отсеке в процессе бетонирования должно обеспечиваться специальными фиксаторами.

Размеры элементов оград не должны иметь отклонения от основных проектных размеров, превышающие установленные серии 3.017-1 "Ограждения площадок и участков предприятий, зданий и сооружений".

Стенки и каркасы изготовляют при помощи контактной точечной сварки.

Проектное положение арматурных изделий и толщину защитного слоя бетона обеспечивают прокладками из плотного цементно-песчаного раствора или пластмассовыми фиксаторами.

Внешний вид элементов и качество поверхности должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015-2003.

Лицевые поверхности элементов оград должны не окрашивают, поэтому требуются тщательные бетонные работы.

Приемка элементов оград завода-изготовителя и контрольная выборочная проверка потребителем производится в соответствии с требованиями приемки и ГОСТ.

Масса элементов оград колеблется в пределах допустимой нормы по ГОСТ 13015-2003.

Панели относятся к несгораемым. Предел огнестойкости их при влажности в эксплуатационном состоянии 2 - 3% составляет не менее 2 часов.

Рис. 1. Элемент ограды П5Вк

2.3 Указания по изготовления пространственных каркасов

Сборка пространственных каркасов выполняется с помощью контактной сварки в подвижных вертикальных кондукторах. Качество сварки, выполняемой при сборке, должно соответствовать требованиям ГОСТ 14098-68 «Соединения сварные арматуры железобетонных изделий и конструкций», ГОСТ 10922-90 "Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций общие технические условия".

2.4 Арматурные и закладные детали

Чертежи каркасов К12, К13, К14,сетки C5, закладных изделий, петель П3, П4 разработаны для изготовления изделий, из которых комплектуются арматурные пространственные каркасы железобетонных элементов оград толщиной 120 и 160 мм.

Идентичность армирования различных панелей позволила унифицировать арматурные изделия, входящие в состав пространственных каркасов. Большинство арматурных изделий отличаются только длинами, что позволяет получить их путем разрезки условно бесконечной ленты определенного поперечного сечения, изготовляемой на автоматической контактно-сварочной машине. Этому способствует и то обстоятельство, что в большинстве случаев в изделиях положение первого поперечного стержня относительно торца продольного стержня не регламентируется и может быть равно от 30 мм до L- минус 30 мм, где L- шаг поперечных стержней.

Изделия вертикальных и горизонтальных каркасов имеют одинаковые буквенные обозначения и сквозную цифровую нумерацию.

Арматурные изделия делятся на следующие группы:

Вертикальный каркас K14 устанавливается по периметру изделия.

Горизонтальные каркасы К12 устанавливаются в изделии и объединяют вертикальные каркасы.

Петли строповочные - П3, П4,

Закладные изделия М2 применяются для соединения элементов оград с примыкающими конструкциями на монтаже.

2.5 Указания по маркировке, хранению и транспортированию

Маркировка, хранение и транспортирование изделий должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 13015 - 2003.

Ограды должны храниться в вертикальном положении, рассортированными по маркам и установленными на деревянные подкладки толщиной не менее 30 мм на высоте от пола 150 мм.

Элементы оград следует устанавливать на складе так, чтобы маркировочные знаки были видны и расположены только к одной стороне кассеты.

Изделия следует перевозить в вертикальном или наклонном положении на панелевозах, железнодорожных платформах или других транспортных средствах, снабженных специальными крепежными и опорными устройствами, обеспечивающими неподвижность панелей и их сохранность, включая сохранность деталей, выступающих из плоскости панелей.

Отпуск железобетонных элементов оград с завода без штампа ОТК - запрещается.

3. РЕЖИМ РАБОТЫ АРМАТУРНОГО ЦЕХА

Режим работы характеризуется числом рабочих дней в году, числом смен в сутки, продолжительностью смены, годовым фондом времени работы рабочих и оборудования (в часах).

Режим работы арматурного цеха выбирается в соответствии с общероссийскими нормами технического проектирования ОНТП 07-85 и увязывается с режимом работы формовочной линии по производству железобетонной конструкции.

Проектируемый цех по производству железобетонных элементов оград П5Вк производительностью 12 тыс. м³/год предусматривает следующий режим работы (в соответствии с ОНТП 07-85).

Номинальное количество рабочих суток в году - 260 дней.

Номинальное кол-во рабочих суток по выгрузке сырья и материалов с железнодорожного транспорта - 365 дней

Количество рабочих смен - 2 смены.

Количество рабочих смен по приему сырья и материалов:

железнодорожным транспортом - 3

автотранспортом - 2

Таблица 3. Режим работы арматурного цеха

Наименование подразделения	Количество рабочих дней в году	Количество смен в сутки	Количество часов в смену	Годовой фонд времени, ч
Арматурный цех	253	2	8	4048
Отделение выгрузки сырья	365	3	8	8760
Вспомогательные	247	2	8	3952

4. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ

Производственная программа изготовления арматурных элементов устанавливается на основании задания по объему выпуска железобетонной конструкции и принятого режима работы поточной линии. Расчеты по производственной программе оформляются в табл. 5 и 6. Подсчет расхода арматуры по классам и диаметрам оформляется в табл. 7. При подсчете расхода арматуры для заполнения табл. 6 необходимо использовать данные табл. 4 и табл. 6.

Таблица 4. Выборка арматурных элементов на железобетонную конструкцию

Шифр арматурного элемента	№ позиций деталей в арматурном элементе	Количество деталей в арматурном элементе	Количество арматурных элементов в изделии	Количество деталей в изделии	Марка стали	Размеры	Масса 1 п.м., кг	Общая длина деталей в изделии, м	Общая масса деталей в изделии, кг
						Длина, м	Диаметр, мм
К 12	1 2	2 26	3	6 78	АIII	3,95 0,6	12 8	0,888 0,395	23,7 30,81	21,05 12,2
К 14	1 2	1 12	2	2 24	АIII	2,86 0,6	12 8	0,888 0,395	5,72 14,4	5,08 5,7
К 15	1 2	1 3	2	2 6	АIII	0,95 0,2	12 6	0,888 0,222	1,86 1,2	1,65 0,267
С 5	1 2	2 2	2	4 4	BpI	2,0 3,97	4 4	0,099 0,099	8,0 15,88	0,79 1,57
поз. 9	1 2	3 9	3	9 27	AIII BpI	1,55 0,45	12 4	0,888 0,099	13,95 12,15	12,39 1,2
П 3	1	2	2	4	AI	1,3	12	0,888	5,2	4,63
Общий вес	66,527

Общая длина арматуры на одно изделие - 132,87 м.

В час работы требуется 787,9 м арматуры.

Общее количество резов на одно изделие - 166 шт.

В час производится 984,38 шт.

Вес по марке стали: AIII - 58,337 кг, AI - 4,63 кг, BpI -3,56 кг

12 AIII = 40,17 кг

8 AIII = 17,9 кг

6 AIII = 0,267 кг

12 AI = 4,63 кг

4 BpI = 3,56 кг

Таблица 5. Производственная программа по выпуску железобетонных конструкций. Производительность годовая 12000 м³; Объем одной стеновой панели 0,51 м³;

Наименование изделий	Выпуск изделий, м3 / шт.
	в год	в сутки	в смену	в час
Элементы оград П5Вк	12000 / 24000	47,4 / 94	23,6 / 47	2,95 / 6

Таблица 6. Производственная программа по выпускаемым элементам арматурного изделия

Наименование арматурных элементов	Количество арматурных элементов на одну железобетонную конструкцию	Выпуск арматурных элементов, шт
		в год	в сутки	в смену	в час
Плоский каркас К 12	3	72000	284,6	142,3	17,8
Плоский каркас К 14	2	48000	189,7	94,9	11,9
Плоский каркас К 15	2	48000	189,7	94,9	11,9
Сварная сетка С 5	2	48000	189,7	94,9	11,9
поз 9	3	72000	284,6	142,3	17,8
Петля П 3	2	48000	189,7	94,9	11,9

Таблица 7. Расход арматурной стали на производственную программу

Наименование арматурных элементов	Класс и диаметр арматурной стали	Расход арматуры на 1 элемент, кг	Расход арматуры на производственную программу
			в год	в сутки	в смену	в час
Плоский каркас К 12	AIII 12 AIII 8	7,02 4,07	505440 293040	1997,8 1158,3	998,9 579,1	124,9 72,4
Плоский каркас К 14	AIII 12 AIII 8	2,54 2,85	121920 136800	481,9 540,7	240,9 270,4	30,1 33,8
Плоский каркас К 15	AIII 12 AIII 6	0,825 0,1335	39600 6408	156,5 25,3	78,26 12,7	9,8 1,6
Сварная сетка С 5	BpI 4 BpI 4	0,395 0,785	18960 37680	74,9 148,9	37,5 74,5	4,7 9,3
поз 9	AIII 12 BpI 4	4,13 0,4	297360 28800	1175,3 113,8	587,7 56,9	73,5 7,1
Петля П 3	AI 12	2,315	111120	439,2	219,6	27,45

5. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АРМАТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

5.1 Обоснование размещения арматурного производства на территории предприятия

Компоновка арматурных и цехов определяется видами выпускаемой изделий и их сложностью.

На предприятиях выполняющих заказы для промышленного и гражданского строительства, арматурный цех целесообразно располагать отдельно от формовочного цеха. При этом для удобства доставки арматурных изделий на посты формовочного цеха предусмотрено сопряжение двух цехов. Арматурные изделия доставляются в формовочный цех на передаточных тележках.

Арматурное производство располагается в поперечном пролёте с торца формовочного производства.

Сталь на завод доставляется железнодорожным транспортом, железнодорожная ветка проведена, через склад арматурной стали, который отделён от основного производства перегородкой.

5.2 Обоснование технологии транспортирования и складирования арматурной стали

Вся сталь поступает на склад арматурного цеха железнодорожным транспортом. Разгрузка осуществляется с помощью мостового крана.

Горячекатаная арматурная сталь класса А-I диаметром 6 мм и класса Вр-I диаметром 4 и 5 мм поступает на завод в мотках.

Стержни поставляются в связках массой до 15 т мерной длины 6 м.

Склад арматурной стали, располагается со стороны заготовительного отделения арматурного цеха. На складе предусмотрено размещение арматурной стали по классам и диаметрам и марками, также предусмотрены отсеки для хранения стали в бухтах. Ячейки стеллажи и отсеки снабжены таблицами с обозначениями диаметра, класса и марки стали и карманами, в которых хранятся бирки и сертификаты на полученную сталь.

Арматурный склад вмещает трёхнедельный запас, используемой в производстве стали.

Транспортирование арматурной стали со склада в арматурный цех, а из него в формовочный осуществляется с помощью электрокар. Внутрицеховую доставку арматурной стали производят, самоходной тележкой, погрузка на тележку осуществляется с помощью мостового крана.

5.3 Разработка карты выполнения арматурных работ

сварная арматура ограда

Обоснование технологии производства арматурных изделий выполнено после предварительного анализа возможных вариантов выполнения технологических операций. Результаты анализа представлены в таблице 8.

Таблица 8. Карта выполнения арматурных работ

Шифр и название арматурных изделий (с номерами позиций)	Предусматриваемые технологические операции и условия их выполнения (возможные варианты)	Количественная оценка выполняемых операций
Элементы ограды П5Вк
Каркас К 12	1. Заготовка поперечных и продольных стержней на правильно-отрезном станке	2 реза 3,95 м 26 резов 0,6 м
	2. Сварка стержней на одноточечном станке	52 сварных точки
Каркас К 14	1. Заготовка поперечных и продольных стержней на правильно-отрезном станке	1 рез по 2,86 м 12 по 0,6 м
	2. Сварка стержней на одноточечном станке	12 сварных точек
Каркас К 15	1. Заготовка поперечных и продольных стержней на правильно-отрезном станке	2 реза по 0,95 м 6 резов по 0,2 м
	2. Гибка стержней	1 отгиб
	3. Сварка стержней на одноточечном станке	12 сварных точек
Сварная сетка С 5	1. Заготовка поперечных и продольных стержней на правильно-отрезном станке	4 реза по 2 м 4 реза по 3,97 м
	2. Сварка стержней на одноточечном станке	16 сварных точек
Поз. 9	1. Заготовка поперечных и продольных стержней на правильно-отрезном станке	3 реза по 1,55 м 9 резов по 0,45 м
	2. Сварка стержней на одноточечном станке	27 сварных точек
Подъемные петли П 3	1. Заготовка стержней на станке для резки арматуры	2 реза по 1,3 м
	2. Гибка стержней	3 отгиба

5.4 Обоснование технологии механической обработки и сварки арматурных изделий

Механическая обработка стали для арматурных изделий.

Сталь на завод поступает в бухтах и в прутках, также применяется листовая сталь, как требует технология производства арматурных изделий для сплошных панелей перекрытия.

Технологический цикл стали, поступающей в цех в мотках. Эта сталь используется при изготовлении каркасов К-1, К-2 и отдельных стержней С. Сталь привозится железнодорожным транспортом, выгружается на складе арматурной стали, который отделен от основного арматурного производства перегородкой. Механическая обработка арматурной стали, привозимой в мотках, производится на правильно-отрезных станках. Далее сталь для производства каркасов поступает к сварочным станкам, где соединяется в арматурные изделия. Отдельные нарезанные стержни отправляются на склад элементов для сварки пространственных каркасов. Сварка каркасов К-1 и К-2 осуществляется на одноточечной машине для контактной сварки. Арматурные изделия далее поступают на промежуточное складирование.

Технологический цикл прутковой стали. Данный вид стали используется для производства монтажных петель П. Механическая обработка прутковой стали производится на станке для резки арматуры. Далее она поступает к гибочному станку, где ее загибают. Затем производится сварка гнутых изделий с тремя стержнями. Готовые петли поступают на промежуточное складирование.

Технологический цикл листовой стали. Эта сталь используется для изготовления закладных деталей М. Механическая обработка листовой стали осуществляется на станке для выштамповки квадратных пластин. Далее они идут к полуавтомату для сварки закладных деталей под слоем флюса, где к пластине привариваются стержни, после чего готовые закладные детали поступают на промежуточное складирование.

После заготовки всех необходимых элементов из них собирают пространственный каркас плиты перекрытия, и готовое изделие отправляют на склад готовой продукции.

5.5 Обоснование технологии выполнения подъёмно-транспортных работ

Подъёмно-транспортные работы подразумевают работы по перемещению сырьевых материалов, полуфабрикатов и готовых арматурных изделий в границах цеха и за его пределы.

В состав подъемно-транспортных работ на технологической линии входят операции: разгрузка арматурной стали, доставляемой со склада наземными транспортными средствами; установка мотков на вертушки; перемещение полуфабрикатов и готовых изделий между площадками промежуточного складирования; установка арматурных изделий на сборочные кондукторы и снятие с кондукторов; отправка готовых изделий к формовочным линиям.

Промежуточное складирование предметов труда осуществляется в контейнерах и пакетах. В зависимости от этого назначается подъемно-транспортное оборудование цеха.

Разгрузка и распределение по складу арматурной стали ведётся мостовым краном. Также этой единицей оборудования выполняется погрузка на самоходную тележку, которая обеспечивает, подачу арматурной стали непосредственно в цех.

Установка мотков на вертушки, ведётся с использованием консольного крана, смонтированного в непосредственной близости от автоматизированной линии.

Готовые изделия формируются в пакеты для дальнейшей транспортировки на склад готовой продукции.

5.6 Разработка функциональной схемы технологического процесса

Последовательное описание всего технологического процесса производства элементов оград представлено на рис. 3.

Рис. 3. Функциональная схема изготовления пространственного каркаса элемента ограды П5Вк.

6. РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ АРМАТУРНОГО ИЗДЕЛИЯ

6.1 Пооперационная технологическая схема поточного производства арматурных изделий

Пооперационная технологическая схема поточного производства арматурных изделий разрабатывается на основании принятой функциональной схемы. В ней показываются все технологические переделы, выполняемые на станках, их последовательность, промежуточное складирование запасов арматурных заготовок (полуфабрикатов) и готовых изделий на местах их изготовления перед отправкой на формовочные линии. Транспортные операции указываются стрелками (линиями).

Пооперационная технологическая схема поточного производства сплошных панелей перекрытий представлена на рисунке 4.

6.2 Определение ритмов работы многопредметной поточной линии

Временной промежуток между выпуском двух однотипных изделий называют ритмом выпуска изделий. Расчет ритмов для i-того арматурного изделия ведется по формуле:

где F^Р_Д - расчетный годовой фонд времени работы арматурного цеха, час;

N_i - годовая программа выпуска i-того арматурного изделия, шт.

Расчет ритмов выпуска элементов армирования для сплошных панелей перекрытий:

- ритм выпуска каркаса К 12: ;

- ритм выпуска каркаса К 14: ;

- ритм выпуска каркаса К 15: ;

- ритм выпуска сварных сеток С 5: ;

- ритм выпуска поз. 9: ;

- ритм выпуска монтажных петель П: ;

Рис. 4. Пооперационная технологическая схема производства элементов оград П5Вк

Так как в процессе производства арматурных изделий участвуют изделия нескольких станков поточной линии, то у каждого из них формируются межоперационные оборотные заделы в виде партий изделий. Обусловлено это тем, что поштучная передача увеличивает количество подъемно-транспортных работ. Заделы из достаточно большого числа арматурных элементов передаются с периодичностью, которую и называют ритмом выпуска партии однородных арматурных изделий R.

Численное значение R составляет 1 час рабочего времени. Это значение принято единым для всех единиц оборудования поточной линии. Необходимость в этом обусловлена согласованностью во времени всех процессов и операций.

Выбор ритма позволяет определить количество изделий, выпускаемое за принятый промежуток времени.

Количество армирующих элементов для сплошных панелей перекрытий:

- количество каркасов К 12: принимаем 18 шт.;

- количество каркасов К 14: принимаем 12 шт.;

- количество каркасов К 15: принимаем 12 шт.;

- количество сварных сеток С 5: принимаем 12 шт.;

- количество поз. 9: принимаем 18 шт.;

- количество монтажных петель П: принимаем 12 шт.

7. РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ АРМАТУРНОГО ИЗДЕЛИЯ. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

7.1 Расчет оборудования

Механическая обработка стали для арматурных изделий включает правку, отмеривание и резку стали, гнутье стержней и сеток, изготовление монтажных петель и другие операции. Использование машин для выполнения этих работ позволяет механизировать и автоматизировать основные переделы механической обработки стали арматурного производства.

Число единиц оборудования, необходимого для выполнения каждой операции вычисляют по формуле:

где: V_p - часовой объём работ по операциям;

П_о - часовая паспортная производительность оборудования;

К_п - предельно возможный коэффициент использования оборудования по времени (0,97);

К_орг - коэффициент организации работ: для правильно отрезных и гибочных станков 0,7; для стыкосварочных машин 0,85; для одноточечных контактно-сварочных 0,25-0,3; для автоматизированных линий 0,85; для многоточечных автоматизированных машин 0,75.

Коэффициент загрузки оборудования:

,

где N_пр - число единиц оборудования.

По данной методике расчет выполняется по всем видам операций изготовления арматурного изделия.

Арматурные стержни диаметром от 5 до 12 мм из стали классов Вр-I и A-III, поставляемой в мотках, заготовляют на правильно-отрезном станке-станке СМЖ-357.

Технические характеристики правильно отрезного станка СМЖ-357

Показатель	СМЖ-357
Диаметр обрабатываемых стержней, мм гладкого профиля периодического профиля AI, AII, AIII	3…10 3…8
Скорость правки, м/мин	31,5; 45
Длина отрезаемых стержней, м	0,5-12
Допускаемые отклонения длины отрезаемых стержней, мм	±1
Установленная мощность, кВт	8,4 / 12,7
Габаритные размеры (длина Ч ширина Ч высота), мм	6100Ч1500Ч1210
Масса, кг	1500

Расчет количества правильно-отрезных станков СМЖ-357:

принимаем один станок СМЖ357

Коэффициент загрузки правильно-отрезного станка: .

Для резки арматуры класса A-I d = 12 мм применяется станок для резки арматуры СМЖ-172А.

Технические характеристики станка для резки арматуры СМЖ-172А

Показатель	СМЖ-172А
Наибольший диаметр, мм, арматурной стали классов: - A-I - A-II - A-III	40 36 28
Мощность электродвигателя, кВт	3
Число резов в 1 мин	33
Габаритные размеры (длина Ч ширина Ч высота), мм	1100Ч430Ч790
Масса, кг	435

Расчет количества станков для резки арматуры СМЖ-172А:

принимаем один станок СМЖ-172А

Коэффициент загрузки станка для резки арматуры СМЖ-172А: .

Для гибки арматурных стержней применяется станок СГА-40Б.

Технические характеристики станка для гнутья арматурных стержней СГА-40Б

Показатели	СГА-40Б
Максимальный диаметр стержней, мм, для стали классов: - A-I - A-II - A-III	40 36 32
Производительность - число отгибов в 1 час	400
Угол поворота гибочного диска, град	230
Мощность электродвигателя, кВт	3
Габаритные размеры (длина Ч ширина Ч высота), мм	760Ч790Ч790
Масса, кг	380

Расчет количества станков для гибки арматуры СГА-40Б: , принимаем 1 единицу. Коэффициент загрузки станка для гибки арматуры: .

Для сварки арматурных каркасов применяется одноточечная контактно-сварочная машина МС-2008.

Технические характеристики одноточечной контактно-сварочной машины МС-2008 для сварки плоских каркасов

Показатели	МС-2008
Класс арматуры	B-I, Bp-I, A-I, A-II, A-III, Aт-IIIC, Aт-IVC
Диаметр продольных стержней, мм	5-25
Диаметр поперечных стержней, мм	4-12
Расход, м3/ч - воздуха - охлаждающей воды	20 0,3
Номинальная мощность, кВ·А	150
Максимальная скорость сварки, точек в 1 мин	70
Габаритные размеры (длина Ч ширина Ч высота), мм	1300Ч1580Ч2100
Масса, кг	750

Расчет количества станков для сварки арматуры МС-2008:

, принимаем 2 единицы.

Коэффициент загрузки станка для сварки арматуры МС-2008: .

Для сварки пространственных арматурных каркасов применяется сборочный кондуктор СМЖ-286.

Технические характеристики сборочного кондуктора СМЖ-286

Показатели	СМЖ-286
Размеры свариваемых каркасов, мм длина Ч ширина Ч высота	6000Ч4000Ч300
Шаг поперечной арматуры, не менее, мм	100-300
Наибольшие диаметры свариваемой арматуры, мм	12+10
Тип сварочной машины, установки	МТПГ-75
Мощность сварочного агрегата, кВ·А	2Ч75
Мощность электродвигателей, кВт	3,4
Число одновременно свариваемых пересечений	4
Габаритные размеры (длина Ч ширина Ч высота), мм	8400Ч4300Ч4100
Масса, кг	3650
Число свариваемых каркасов в смену	32

Расчет количества сборочных кондукторов СМЖ-286:

, принимаем 2 единицы.

Коэффициент загрузки сборочного кондуктора СМЖ-286: .

Спецификация принятого оборудования приведена в таблице 9.

Таблица 9. Спецификация принятого оборудования

Наимено-вание оборудо-вания	Производи-тельность	Краткая техническая характеристика	Кол-во единиц оборудов., шт
		Габаритные размеры, мм	Масса, кг	Установлен-ная мощность эл-двигателей, кВт
СМЖ-375	31,5 м/мин	6100Ч1500Ч1210	1500	8,4	1
СМЖ-172А	33 реза/мин	1100Ч430Ч790	445	3	1
СГА-40Б	400 отгибов/ч	760Ч790Ч790	380	3	1
МС-2008	70 точек/мин	1300Ч1580Ч2100	750	3,5	2
СМЖ-286	32 шт./смену	8400Ч4300Ч4100	3650	3,4	2

7.2 Описание технологического оборудования

7.2.1 Заготовка арматурных стержней из стали, поставляемой в мотках

Арматурные стержни диаметром от 3 до 12 мм из стали классов B-I, Вр-II, A-I, A-II и A-I1I, поставляемой в мотках, заготовляют на правильно-отрезных станках-автоматах. Длина таких арматурных стержней должна соответствовать требованиям ГОСТ 10922-90 по предельным отклонениям размеров арматурных изделий: отклонения от прямолинейности стержней на 1 м длины не должны превышать 3 мм для стержней диаметром до 10 мм и 6 мм для стержней диаметром 10 мм и более.

В настоящее время серийно выпускаются правильно-отрезные машины трех типов: установка СМЖ-357, станки И-6118 и И-6022А.

Установка СМЖ 357 (СПР-12) для правки и резки арматурной стали состоит из следующих основных узлов: станка, приемного и размоточного устройств, правильного барабана, электрооборудования, линейки.

Станок состоит из станины, механизмов подачи и реза, правильного барабана. Станина станка сварная, на ней размещены и закреплены все узлы станка.

В основании имеются отверстия для крепления станка анкерными болтами.

Рис. 5. Правильно-отрезной станок СМЖ-357

Механизм подачи предназначен для разматывания проволоки и арматуры из бунта, протягивания ее через правильный барабан и подачи выпрямленного стержня арматуры в приемное устройство. Привод механизма осуществляется от электродвигателя через ременную передачу и шкив, сидящий на выходном валу.

С помощью зубчатой пары вращение передается на распределительный вал. Сидящая на валу шестерня через зубчатое колесо передает вращение на нижний вал тянущих роликов. Вал верхнего тянущего ролика вращается в подшипниках обоймы и соединен с валом нижнего тянущего ролика с помощью зубчатой пары. Обойма качается вокруг оси, неподвижно сидящей в корпусе. Другой конец обоймы посредством оси соединен с механизмом поджатия верхнего тянущего ролика.

Тянущие ролики выполнены сменными с несколькими канавками для арматурной стали разных диаметров. Одновременно шестерня сцеплена с зубчатым колесом, свободно вращающемся на валу вместе с полумуфтой.

7.2.2 Заготовка арматурных стержней из прутковой стали

Арматурные стержни диаметром от 10 до 40 мм из стали классов A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, Ат-IV, Aт-V и Aт-VI, поставляемой в прутках, заготовляют на приводных станках для резки арматурной стали.

Точность длины арматурных стержней, заготовляемых из прутковой стали, должна соответствовать требованиям ГОСТ 10922-90 по предельным отклонениям размеров арматурных изделий: заготовленные стержни должны быть прямыми, без заусенец и загибов по концам; отклонения от прямолинейности стержней на 1 м длины не должны превышать 6 мм.

Серийно выпускаемые станки для резки арматуры по принципу работы разделяются на две группы: механические СМЖ-172А, СМЖ-322 и гидравлические СМЖ-133, СМЖ-175

Станок для резки арматурной стали СМЖ-172А предназначен для резки арматурной стали на заводах по производству железобетонных изделий, в специализированных арматурных производствах, на строительных площадках и т.п. Станок СМЖ-172 может применяться для резки круглой, квадратной и полосовой стали с пределом прочности 470 МПа. Привод рабочего органа станков (ножа) осуществляется от электродвигателя посредством механической передачи. Процесс резки происходит при перемещении подвижного ножа относительно неподвижного. Для преобразования вращательного движения вала электродвигателя в возвратно-поступательное движение рабочего органа используется кулисный механизм. Станок СМЖ-172 работает в режиме непрерывного реза. Станок СМЖ-172 состоит из следующих основных узлов: станины в сборе, кулисного механизма, механизма привода, электродвигателя с электроаппаратурой.

Рис 6. Станок для резки арматурной стали СМЖ-172А

7.2.3 Станки для гибки арматуры

Для гибки арматурных стержней рекомендуется применять серийно изготовляемые универсальные станки СГА-40Б и СГА-90. Станок СГА-40Б имеет электромеханический привод вращения гибочного диска. На требуемый угол загиба стержня станок настраивают вращением ручек, устанавливающих стрелки на соответствующих делениях двух шкал и соответственно передвигающих по винтовым валикам кулачки, воздействующие на конечные выключатели.

7.2.4 Сварка арматуры

При изготовлении арматурных изделий и закладных деталей в заводских условиях широко применяют сварку. При производстве сеток, плоских и объемных каркасов с расположением пересекающихся стержней с углом между их осями от 30 до 90° применяют контактную точечную сварку, используя специализированное или общего назначения оборудование. В ряде случаев применяют ручную дуговую сварку с принудительным формированием шва или точечными прихватками.

При заготовке арматуры целесообразно соединять стержни в «непрерывную нить» контактной стыковой сваркой с последующей резкой на мерные длины. Стыковые соединения арматуры, выполняемые ручной дуговой сваркой с круглыми накладками и внахлестку, применяют при изготовлении нестандартных изделий или при невозможности использовать машины.

При изготовлении закладных деталей в зависимости от конструктивных особенностей соединений применяют следующие виды сварки: автоматическую и полуавтоматическую под флюсом, контактную рельефную, сопротивлением и оплавлением по гладкой поверхности пластины, полуавтоматическую в среде углекислого газа, ванную и многослойными швами в инвентарных формах, а также ручную дуговую.

Эксплуатационная надежность соединений неодинакова и зависит от свариваемости различных марок стали, вида конструктивных элементов сварных соединений, способов сварки, масштабных факторов, характера нагружения и температуры окружающей среды при эксплуатации.

Типы соединений, их конструктивные элементы, способы сварки арматуры и закладных деталей выбирают исходя из следующих положений:

а) применения соединений и технологии сварки, обеспечивающих наиболее высокую эксплуатационную надежность, и полное использование механических свойств арматурной стали;

б) максимально возможного сокращения материальных и трудовых затрат на выполнение соединений благодаря применению автоматизированных и механизированных способов сварки, эффективных и высококачественных сварочных материалов, эффективных методов контроля качества.

Машина МС-2008 применяется для автоматической сварки арматурных стержней диаметром до 60 мм (рис. 9) способом непрерывного оплавления. При полуавтоматической сварке применяется способ оплавлением с подогревом. Машина МС-2008 предназначена для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения из низкоуглеродистых и низколегированных сталей S = 100-2000 мм², Ш 10-50 мм, а также стержней арматуры из стали классов AI - AV.

Рис. 7. Машина МС-2008 для стыковой сварки: 1 -- электродвигатель; 2 -- корпус; 3 -- вариатор; 4 -- редуктор; 5 -- нижние губки; 6 -- верхние губки; 7 -- рычаги; 8 -- направляющие; 9 -- пневматический цилиндр; 10 -- сменные шестерни

Для сборки пространственных каркасов размером 3,7Ч7,2 м используют вертикальные односторонние установки -- кондукторы-манипуляторы СМЖ-56А и аналогичные двухсторонние установки СМЖ-55 и СМЖ-286. Сварку объемных каркасов на вертикальной односторонней установке можно осуществлять, не нагибаясь, так как кондуктор позволяет перемещать каркас вверх и вниз по направляющей. Сварочные клещи выполнены подвесными облегченными, и их масса уравновешивается противовесом, груз которого находится внутри колонны. Каркас собирают следующим образом. Элементы арматурного каркаса устанавливают на кондукторе и фиксируют, а затем проваривают все необходимые точки при ступенчатом, шаговом перемещен...