Основы организации способа центробежного проката

 

Подбор состава  тяжелого бетона.

Характеристика исходных материалов:

• Портландцемент активностью R_ц=43 МПа. Насыпная плотность

ρ_н.ц. =1100 кг/ м³, истинная плотность ρ_ц =3000 кг/ м³ ;

• Песок с модулем крупности М_кр =2,5. Насыпная плотность

ρ_н.п. =1550 кг/ м³, истинная плотность ρ_п =2630 кг/ м³ ;

• Гранитный щебень. Насыпная плотность ρ_н.щ. =1600 кг/ м³,

истинная плотность  ρ_щ =2700 кг/ м³ , наибольшая крупность зерен 20 мм.

Влажность песка и  щебня составляет соответственно 4 и 2%.

1. Определяем В/Ц в  зависимости от требуемой прочности,  срока и условий твердения  бетона. Для обычного бетона В/Ц>0,4

В/Ц= ,

где А – эмпирический коэффициент, учитывающий влияние  заполнителей и других факторов на прочность бетона; R_б – прочность бетона в возрасте 28 суток; R_ц – активность цемента.

В/Ц= =0,54

 

2. Определяем расход  воды по табл. 4.7. (уч. Л.Н. Попов, Е.Н. Ипполитов, В.Ф. Афанасьева):

В=190 л

 

3. Определяем расход  цемента по формуле:

Ц=В/(В/Ц),

где Ц – расход цемента; В – расход воды.

Ц=190/0,54=352 кг/м³

4. Пустотность щебня  составляет:

П_щ=1-(γ_щ/ρ_щ), где П_щ – пустотность щебня; γ_щ и ρ_н.ц. - плотность щебня.

П_щ=1-(1,60/2,7)=0,41

 

По таблице  «Оптимальные значения коэффициента раздвижки α  для пластичных бетонных смесей (В_п=7%)» путем интерполяции находим коэффициент раздвижки α=1,41.

 

5. Определяем расход  щебня:

Щ=

Щ= =1367 кг/м³

 

6. Расход песка:

П=(1000-(Ц/ρ_ц+В+Щ/ρ_щ))ρ_п

П=(1000-(352/3,0+190+1367/2,7))2,63=490 кг/м³

Определяем состав бетона с учетом влажности песка и  щебня:

В_п= =20кг

В_щ= =27кг

Расход заполнителей на 1 м³ бетонной смеси увеличиваем на количество содержащейся в них воды:

П=490+20=510 кг

Щ=1367+27=1394 кг

Расход воды уменьшаем:

В=190-20-27=143 кг

Песок и щебень переводим  в кубы, используя при этом насыпную плотность сухих материалов:

П=490/1,55=0,32 м³

Щ=1367/1,6=0,85 м³

 

7. На пробных замесах  проверяют подвижность (осадку конуса) бетонной смеси, определяют прочность бетонной смеси:

Ц+В+П+Щ=352+143+510+1394=2399 кг/м

 

 

 

 

 

 

Расчет потребности  расхода сырьевых материалов

 

Для расчета потребности  расхода сырьевых материалов необходимо определить расход бетонной смеси на изготовление одного изделия.

Расход бетонной смеси  на одно изделие составляет 1,9 м³

Расход бетонной смеси  в год с учетом потерь (1,5%) составит

П_г= м³

 

1. В год необходимо:

1) Бетонной смеси=30450 м³

2) Портландцемента=352∙30450=10718400 кг=10718,4 т

3) Воды=143∙30450=4354350 л

4) Щебня=0,85∙30450=25882,5 м³

5) Песка=0,32∙30450=9744 м³

 

2. Расчет на сутки:

1) Бет.см=30450:253=120,4 м³

2) ПЦ=10718,4:253=42,4 т

3) В=4354350:253=17210,9 л

4) Щ=25882,5:253=102,3 м³

5) П=9744:253=38,5 м³

 

3. На одну смену приходится:

1) Бет.см=120,4:2=60,2 м³

2) ПЦ=42,4:2=21,2 т

3) В=17210,9:2=8605,5 л

4) Щ=102,3:2=51,2 м³

5) П=38,5:2=19,3 м³

4. Расчет на час:

1) Бет.см=60,2:8=7,5 м³

2) ПЦ=21,2:8=2,7 т

3) В=8605,5:8=1075,7 л

4) Щ=51,2:8=6,4 м³

5) П=19,3:8=2,4 м³

 

 

 

 

 

 

 

Все полученные данные сводим в таблицу:

 

Сырье и полуфабрикаты	Единица измерения	Потребность
		Час	Смена	Сутки	Год
Изделие	шт.	4	32	63	16026
Бетон	м3	7,41	59,28	118,57	30000
Бетонная смесь	м3	7,5	60,2	120,4	30450
Цемент	т	2,7	21,2	42,4	10718,4
Вода	л	1075,7	8605,5	17210,9	4354350
Щебень	м3	6,4	51,2	102,3	25882,5
Песок	м3	2,4	19,3	38,5	9744

 

 

Расчет и  проектирование складов заполнителей

Вместимость склада заполнителей определяем по формуле:

V_з=Q_сут∙Т_хр∙1,2∙1,02,

Q_сут – суточный расход материалов м³;

Т_хр – нормативный запас хранения материалов сут.

1,02 –коэффициент разрыхления.

Q_сут = П_сут+ Щ_сут= 38,5+102,3=140,8 м³

Т_хр=10 сут.

V_з=140,8∙10∙1,2∙1,02=1723,4 м³

 

 

Расчет и  проектирование склада цемента

Вместимость склада цемента:

V= ∙1,01,

Q_сут – суточный расход цемента;

Т_хр – нормативный запас хранения цемента, сут.

0,9 – коэффициент заполнения емкостей

 

V= =333 м³

 

 

 

 

 

 

Техническая характеристика автоматизированного склада цемента

 

 

Расчет и  проектирование бетоносмесительных цехов

 

Определение часовой  производительности:

Q_ч= , м³

где V – объем смесительного барабана (м³);

n_з – число замесов в час;

К_в – коэффициент использования времени (К_в=0,91);

m – коэффициент выхода бетонной смеси (принимаем m=0,67-0,75)

Q_ч= =14,3 м³

Способ приема цемента	Емкость склада, т	Количество силосов, шт.	Расход сжатого воздуха, м3 /мин	Мощность, кВт	Число работающих, чел.
					Всего	В смену
Прием цемента из всех видов транспорта	480	4	36,4	141	4	3

Выбираем бетоносмеситель  гравитационного действия БГЦ-4.

Характеристики которого:

Объем готового замеса – 500 л.

Вместимость по загрузке – 750 л.

 

Наибольшая крупность  заполнителя – 70 мм.

Мощность электродвигателя – 4,5 кВт.

 

Определение годовой  производительности:

Q_г=Q_ч∙Т_см∙N∙Т_ф,

где Q_ч – часовая производительность бетоносмесителя, м³;

Т_см – время работы в смену ч

N – количество смен;

Т_ф – годовой фонд времени работы оборудования сут.

Q_г=14.3∙8∙2∙253=57886,4 м³

 

Определение количества бетоносмесителей:

n_б= = =0,5 1 бетоносмеситель (+1 резервный)

Принимаем 2 бетоносмесителя  БГЦ-4

Технологический расчет формовочного цеха

 

Годовая производительность П_га агрегатно-поточной технологической линии  определяется по формуле:

П_гс= , где

В_р – расчетное количество рабочих суток в году – 253;

τ – продолжительность  рабочей смены – 8 ч;

h – количество рабочих смен в сутки – 2;

n – количество одновременно формуемых изделий, шт.;

V – объем каждого изделия – 1,9 м³;

Т_ф – максимальная продолжительность ритма работы линии – 20 мин.

 

 П_га= =23074 м³.

Заданная производительность цеха П_г составляет 30,45 тыс. м³ в год и обеспечивается следующим количеством формовочных постов n_а:

n_а= = =1,3

Принимаем 2 формовочных  поста для обеспечения заданной производительности цеха 30450 м³ в год и запасного фонда.

Потребность в формах n_ф для одной технологической линии агрегатно-поточного способа производства определяется по формуле, шт.:

n_ф = 1,05·60· Т _{об ф} /Т_ф шт

Потребность в формах n_фа для обеспечения заданной производительности П_Г определяется по формуле, шт.:

n_фа = n_ф ∙ n_а, или по формуле:

n_фа = (1,05 ·1000· П_Г • Т_обф)/(V_изд∙В_р∙τ∙h)

 

где 1,05 - коэффициент, учитывающий ремонт форм;

П_Г - заданная годовая производительность цеха, 30,45 тыс. м³;

Т_обф - продолжительность режима оборота формы, ч:

Т_обф=t_тво+t_р+t_а+t_ф+t_з+t_в+t_о,

Т_обф = 10+0,2+0,05+0,33+2,76+0,8+0,05=14,19   

t_тво - продолжительность режима тепловой обработки (предварительное выдерживание, подъем температуры, изотермический про грев и остывание изделий), 10 ч(1+2+5+2);

t_р = 0,2 ч - продолжительность распалубки, чистки и смазки формы;

t_а = 0,05 ч -  »  установки и при необходимости натяжения арматуры;

t_ф = 0,33 ч - продолжительность формования изделий;

t_з - продолжительность загрузки форм в камеру тепловой обработки

и закрытия крышки, ч: 

t_з=  +0,1= 2,76 ч ,

m - количество форм в камере тепловой обработки, 8 шт;

        t_в = 0,1m - продолжительность выгрузки форм из камеры, 0,8 ч;

t_о = 0,05 ч -  » ожидания формы перед формованием, ч:

V_изд - объем бетона одного изделия, 1,9 м³;

В_р - расчетное количество рабочих суток в году - 253;

τ - продолжительность  рабочей смены - 8 ч;

h - количество рабочих смен в сутки - 2.

 

Потребность в формах n_ф одной технологической линии агрегатно-поточного способа, на которой, например, изготавливаются безнапорные трубы объемом 1,9 м³ и длиной 5,16 м составит, шт.:

n_ф = =44,69 шт

Принимаем 45 форм для  обеспечения производительности одной  технологической линии (формовочного поста).

Для обеспечения заданной производительности Пг, 30 тыс. м³ изделий в год потребуется следующее количество форм, шт.:

 n_фа = n_ф ∙ n_а = 44,69 ∙ 1,03 = 58,1 шт

Принимаем 59 форм для  обеспечения заданной производительности цеха 30 тыс. м³ в год.

Количество камер тепловой обработки периодического действия (ямных камер) для одной технологической линии определяется по формуле, шт.:

 n_к = ,

где, τ - продолжительность  рабочей смены - 8 ч;

h - количество рабочих  смен в сутки - 2;

Т_обк - средняя продолжительность оборота камеры, ч:

Т_обк = t_от+ t_р+ t_з+ t_тво=0,1+0,33+2,76+10=13,19=14 ч

t_от - продолжительность снятия Крышки - 0,1 ч;

t_p  -  »  разгрузки и очистки камеры - 0,33 ч;

 t_з - »  загрузки форм в камеру тепловой обработки и закрьrrия крышки, ч;

           tз =  + 0,1 ч,

           t_тво - продолжительность режима тепловой обработки (предварительное выдерживание, подъем температуры, изотермический прогрев и остывание изделий), например, 10 ч;

           Т_ф - цикл формования, мин;  20 мин;

           m - количество форм в одной  камере, 8 шт.

 

Потребность в кaмepах тепловой, обработки n_ка для обеспечения заданной производительности П_Г составит, шт.:

n_ка = n_к ∙ n_а

Количество камер тепловой обработки для одной технологической линии составит, шт.:

n_к = (60∙8∙2∙13,19)/(24∙20∙8)

Принимаем 4 камеры тепловой обработки.

Потребность в камерах  тепловой обработки для обеспечения заданной производительности, например 30,45 тыс. м³ в год

составит, шт.:

n_ка = n_к ∙ n_а = 3,3 ∙ 1,3 = 4,3 шт

Принимаем 5 ямных камер  для обеспечения заданной производительности цеха 30,45 тыс. м³ в год.

Размеры камеры тепловой обработки (ямной камеры) для агрегатно-поточного способа производства определяются по следующим формулам

длина камеры:

ℓ_к = m_г ∙ ℓ + (m_г +1)∙ ℓ₁

где m_г - количество форм по длине камеры, шт.;

ℓ - длина формы, м;

ℓ₁ - расстояние между формами и стенкой камеры, ℓ₁ = 0,4-0,5 м;

 

ширина камеры:

b_к = n₁ ∙ b + (n₁ + 1)b₁,

где n₁ - количество изделий по ширине камеры;

b - ширина формы, м;

b₁ - расстояние между формами и стенкой камеры, b₁ = 0,35-0,4 м;

высота (глубина ) камеры:

h_г = m(h + h₁) + h₂ + h₃

где m - число форм по высоте камеры, шт.;

h - высота формы, м; 

h₁ - расстояние между формами, м; h₁ = 0,2 м.

h2 -  расстояние между формой и дном камеры, м; h₂= 0.15 м;

h₃ -  расстояние между верхним изделием и крышкой камеры, м;

h₃ = 0,05 м.

Размер ямной камеры, например, для тепловой обработки  ж/б безнапорных труб составит:

ℓ_к = 1∙5,5+(1+1)0,5 = 6,2 м

b_к = 2∙1,24+(4+1)0,4 = 6,96=7 м

h_к = 2(1,24+0.2)+0,15+0,05 = 3,1 м

Коэффициент загрузки камеры считаем по формуле:

К_з = =  (8∙1,9)/(6,2∙7∙3,1)=0,113

где m - количество изделий  в камере, шт.;

v - объем бетона одного  изделия, м³;

v_к - » камеры, м³.

Коэффициент использования объема камеры определяется по формуле

 К_исп = = (8∙6,2)/(6,2∙7∙3,1)=0,368

V_ф – объем формы, м³.

Принимаем 5 ямных камер  размером 6,2х7х3,1 м, с коэффициентом загрузки 0,113  и коэффициентом использования 0,368.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техника безопасности

 

Многие цехи в результате выполнения технологических процессов  создают значительное выделение  пыли, конвекционного или лучистого  тепла, паров и вредных газов; в формовочных цехах используются вибрационные механизмы, которые оказывают отрицательное влияние на состояние здоровья рабочего, они же являются источником шума и т. д., поэтому на предприятиях в целях обеспечения безопасных и нормальных санитарно-гигиенических условий труда необходимо строго руководствоваться правилами техники безопасности и производственной санитарии, действующими на каждом заводе.