Завод дорожных плит производительностью 70 тыс. м3 в год

Основываясь на преимуществах  и недостатках вышеперечисленных способов производства выбираю наиболее оптимальный способ производства дорожных плит - конвейерный способ.

 

3.7. Описание технологической схемы.

 

Общая технологическая схема завода

 

Складирование заполнителей осуществляется в закрытом эстакадно-траншейном штабельном складе. Цемент хранится в силосных банках. Разгрузка и транспортирование цемента на складе осуществляется пневмотранспортом. Арматура поступает на завод железнодорожным и автотранспортом. Арматуру складируют на полузакрытом (под навесом) складе арматуры.

Заполнители для приготовления  бетонной смеси поступают в БСУ  со штабельно-траншейного закрытого склада заполнителей по системе ленточных конвейеров, расположенных в закрытой наклонной галереи. Цемент поступает пневмотранспортом. Вода подается по системе городского водопровода. Очистка воздуха от пыли осуществляется циклонами, рукавными и электрофильтрами. Химическая добавка – Суперпласт С-3 поступает в БСУ в бочках.

Арматура  для железобетонных изделий поступает  в арматурный и формовочный цех на специальных тележках по внутризаводскому узкоколейному железнодорожному пути.

Бетонная смесь подается в формовочный цех специальным  раздаточным бункером. Пар подается в щелевую камеру из котельной по системе паропроводов. Смазка для смазки форм подается с узла для приготовления эмульсионной смазки расположенном в формовочном цехе.

Изготовление изделий  на конвейере ведется в формах вагонетках, которые, передвигаются по ходу производства по рельсовому пути. Каждая вагонетка имеет гладкую поверхность, которая используется, как днище формы для установки бортовой оснастки.

Формовочная линия конвейера  делится на отдельные операционные посты, оснащенные специализированным стационарным оборудованием. Характер движения конвейера пульсирующий. Ритм конвейера - 20 мин. Во время остановки на всех операционных постах выполняются соответствующие операции (распалубка, очистка и смазка форм, укладка арматуры, укладка бетонной смеси, выдержка, тепловая обработка и т.д.) после чего конвейер передвигается на длину одной формы, затем снова остановка, снова движение и т.д. По окончанию формования на конвейере формы-вагонетки проезжают в камеру пропаривания, расположенную параллельно конвейеру.

На конвейере прогрева изделия в формах передвигаются  с очень малой скоростью, проходя весь путь за 14 ч, а за этот период набирают необходимую прочность. По окончании пропаривания изделие выходит с противоположной стороны камеры, затем происходит распалубка и форма-вагонетка опять подается на конвейер.

На склад готовой продукции изделия поступают на самоходной тележке. Изделия хранят на складе, оборудованном мостовыми кранами и имеющим подъездные пути. Плиты хранятся в рабочем положении. Между плитами должны быть уложены деревянные прокладки прямоугольного сечения толщиной не менее 30 мм. Прокладки под нижний ряд плит следует укладывать по плотному, тщательно выровненному основанию. Прокладки всех вышележащих плит должны быть расположены по вертикали одна под другой вблизи монтажных петель.

Дорожные  плиты укладываются в штабеля высотой до 2,5 м с прокладками. При хранении плиты должны быть рассортированы по маркам. На боковой грани каждой плиты должно быть нанесено несмываемой краской: краткое наименование предприятия-изготовителя, марка панели, дата изготовления, штамп ОТК, масса изделия.

 

3.8. Расчет и подбор технологического оборудования.

 

Расчет конвейерной  линии.

Производительность конвейерной  линии шагового действия рассчитывается по формуле:

П = 60·Н·С·V/Т_Р, где

Н - количество рабочих  часов в сутки, ч

С - количество рабочих дней в году, сут.

V - средневзвешенный объем одного формуемого изделия, м3

Т_р - цикл (ритм) работы конвейера, определяется по длительности операции на посту укладки и уплотнения бетонной смеси.

П = 60·16·247·1,48/20=17665 м³/год.

Требуемое количество конвейерных линий определяется по формуле: N=П_Г/П=70000/17665 =3.96

Принимаю 4 конвейерных  линии.

Количество форм на линии  определяется по формуле:

Ф =1,05(60* Т₀/ Т_р +1 + К_п +1), где

Т₀-время тепловой обработки, ч.

К_п - количество постов на конвейере.

Ф=1,05(60·14/20+1+9+1)=55.7шт

Общее количество форм 4·55.7 = 222.8 шт.

Принимаю 223 форм-вагонеток.

Технологический расчет щелевой пропарочной камеры.

Количество  щелевых камер рассчитывается по формуле:

М=60·Т_кф/К_исп·К_ф·Ч_я·Т_р, где

Т_кф - время пребывания форм в камере, ч.

К_исп - коэффициент использования объема камер

К_ф - количество форм-вагонеток в камере.

Ч_я - число ярусов в камере.

М = 60·8/0,9·19·2·20 = 1.2,

принимаю 4 камеры на 4 технологические линии.

Длину щелевой  камеры определяют по формуле:

Д_к= Д_ф·К_ф + Р_ф(К_ф-1) + 2Р_к = 6,3·19 + 0,1(19-1) + 2·0,45 = 122м

Д_ф - длина формы-вагонетки, м

К_ф - число форм, находящихся в камере

Р_ф - расстояние между формами-вагонетками.

Р_к - расстояние между торцом камеры и бортом крайней формы, м.

Ширина щелевой камеры:

Ш_к= Ш_ф + 2Р_с + 2В_с = 2,0 + 2·0,2 + 2·0,3 = 3,0 м, где

Ш_ф - ширина формы-вагонетки, м

Р_с - расстояние между формой-вагонеткой и внутренней стеной камеры, м

В_с - толщина наружной стенки камеры, м

 

Раздаточный бункер СМЖ-2В

Самоходный раздаточный  бункер СМЖ-2В предназначен для подачи бетона из бетоносмесительного узла в формовочный цех.

Техническая характеристика. Вместимость-2,4 м³

Скорость передвижения - 40 м/мин 

Ширина колеи-1720 мм.

Размеры выходного отверстия - 750x900 мм Установленная мощность электродвигателя - 7,6 кВт Габаритные размеры - 1965x1900x1500 мм.

Масса-1050 кг.

Расчет бункера:

Пропускная способность бункера П (м³/с) и равномерность истечения материала из него зависят от размеров и формы выпускного отверстия. Пропускная способность определяется по формуле:

П=S*U, где

S - площадь выпускного отверстия бункера, м²

S = 0,75*0,9= 0,675м²

U -скорость истечения материала, м/с.

U= = = 3,19 м/с, где

g - ускорение силы тяжести, м/с².

R - максимальный гидравлический радиус.

λ = 0,6 - коэффициент истечения бетонной смеси.

П= 0,675·3,19= 2,15 м³/с.

Время выгрузки бетонной смеси складывается из времени открывания шибера самоходного раздаточного бункера, истечения материала и возвращения шибера после выгрузки бетонной смеси в исходное положение шибера. Принимаю время на выгрузку t_В =10 с.

Время на передвижения бункера от БСУ к формовочному посту.

t_п= 60L/U = 60·50/40 =75с.

Суммарное время подачи бетонной смеси от БСУ складывается из времени на передвижения бункера  от БСУ к формовочному посту и  обратно в исходное положение, время  на выгрузку и загрузку бункера.

t=10+75+10+75 =170 с.

Производительность  самоходного раздаточного бункера:

П_рб= 2,4·3600/170=50 м³/с

Необходимое количество бетоноукладчиков определяется по формуле:

n=П_ч/П_рб= 18.2/50 =0,4

 Принимаю один раздаточный бункер.

Бетоноукладчик  СМЖ-162А.

Бетоноукладчик СМЖ-162А  предназначен для распределения, укладки, разравнивания бетонной смеси и  заглаживания открытой поверхности  свеже-отформованного изделия.

Техническая характеристика.

Ширина колеи - 4500 мм.

Число бункеров - 3 шт.

Вместимость бункеров - 3+1+1 м³

Угол наклона стенок бункера - 65° 

Выходное отверстие  бункера - 400x500

Ширина ленты питателя - 1,4 м.

Скорость передвижения - 0,03... 0,193 м/с 

Скорость ленты питателя - 0,1; 0,166 м/с 

Установленная мощность электродвигателей - 23,5 кВт 

Уровень формирования относительно головок рельс, м:

нижний - 0,3

верхний - 0,86

Продолжительность цикла  формования - 12...25 мин.

Механизм распределения - вибронасадок

Устройство  для заглаживания поверхности изделия - Реечное 

Габаритные размеры - 5,2x6,02x3,1

Масса- 14,5 т.

Расчет бетоноукладчика.

Оптимальное распределение  бетонной смеси в объеме формы  определяется реологическими свойствами самой смеси, габаритами изделия (формы), шириной заслонки, высотой копильника, скоростью перемещения лента питателя, скоростью передвижения укладчика и бункера.

Пропускная  способность бункера П (м³/с) и равномерность истечения материала из него зависят от размеров и формы выпускного отверстия. Пропускная способность определяется по формуле:

П=S·U, где

S - площадь  выпускного отверстия бункера, м²

S = 0,4·0,5 = 0,2 м²

U - скорость истечения материала, м/с.

U=λ√ 3,2gR = 0,6√(3,2 ·9,8·0,5) = 2,4 м/с, где

g - ускорение силы тяжести, м/с².

R - максимальный гидравлический радиус.

λ= 0,6 - коэффициент истечения бетонной смеси.

П= 0,2·2,4= 0,48 м³/с.

Производительность ленточного питателя (м/ч)

П_л=3600·h·b·U_л·К_р,где

h- высота щели копильника h= 0,1 м.

b- ширина заслонки b= 0,9 м.

U_л - скорость перемещения ленты питателя, м/с U_л =0,1 м/с

К_р - коэффициент разрыхления бетонной смеси К_р = 1,12... 1,2

Пл = 3600·0,1·0,9·0,1·1,12 = 36,3 м³/ч

Производительность  бетоноукладчика (м³ /ч) при заполнении формы смесью:

Пб = 60·V_изд·Z_изд·К_р·К_в/t_ц, где

V_изд = 1,46 - объем изделия, м³

Z_изд - количество одновременно формуемых изделий, шт. Z_изд = 1.

К_в - коэффициент использования машины по времени. К_в = 0,92

t_ц - продолжительность цикла укладки смеси в форму, мин.

t_ц =t_н +t_п +t_у +t_обр.х.

t_н = 0,3 мин - продолжительность наполнения бункера бетоноукладчика смесью.

t_п = L/U_у, где

t_п - продолжительность передвижения укладчика к форме

L - расстояния от бетоновозной эстакады до поста формования.

U_у - скорость передвижения укладчика, м/мин. U_у = 3 м/мин.

t_п =3/3=1 мин, где

Продолжительность укладки смеси в форму (мин)

t_у=(L_ф+L_у)n_пр/U_у, где

L_ф - максимальная длина формы, м.

L_у - база бетоноукладчика, м

n_пр- количество проходов бетоноукладчика.

t_у= (6,5+5,2)3/3 =11,7 мин

Продолжительность передвижения укладчика в исходное положение.

t_обр.х= 12/3 =4 мин

t_ц= 0,3+1,0+11,7+4= 17 мин

П_б=60*1,46*1*1,12*0,92/17= 5,8 м³/ч

Необходимое количество бетоноукладчиков определяю  по формуле:

n=П_ч/П_б= 6,88/5,8 =1,2

Принимаю  два бетоноукладчика.

Установка для  электротермического натяжения  арматуры СМЖ-129В.

Технические показатели:

Диаметр нагреваемых  стержней - 10....25 мм.

Класс арматурной стали - А-IV; А-VI.

Длина нагреваемой части  стержня 3000...6000 мм

Число одновременно нагреваемых стержней, n = 2

Установленная мощность трансформаторов, кВ*А - 40

Давление  воздуха в системе - 0,49 МПа.

Усилия прижима на стержень, Н – 2000

Усилие подтяжки стержней, Н - 200+300

Скорость нагрева - 100°С/мин.

Температура нагрева - 350.. .450 °С.

Габариты 6,6x1,1 х 1,3 5 м.

Масса - 820 кг

Завод-изготовитель - Черкасский "Строймашина".

Расчет СМЖ-129В.

Время нагрева  стержня t_н =(400-20)/100 = 3,8мин.

Время на снятие и установку стержней ty =2 мин.

Общее время -t = t_н + t_y =5,8 мин.

Кол-во нагреваемых стержней за час  одной установкой:

N_и = 60·n/t = 60*2/5,8 =20,7 стержней/час