Технологическая линия для производства дорожных и аэродромных плит

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

Технологическая линия для производства дорожных и аэродромных плит

Преподаватель Турышева Е.С.

Студент Внучко А.В.

Красноярск 2018г.



Содержание

• Введение
• 1. Номенклатура выпускаемой продукции
• 1.1 Классификация железобетонных конструкций
• 1.2 Способы изготовления изделий и железобетонных конструкций
• 1.3 Номенклатура выпускаемой продукции, изготовленная поточно-агрегатным способом
• 2. Выбор и обоснование технологического производства
• 2.1 Разработка технологической схемы
• 3. Расчет и выбор оборудования
• 3.1 Расчет бетоноукладчика СМЖ 69-А
• 4. Подбор технологического оборудования
• 4.1 Станок для резки арматуры СМЖ-357
• 4.2 Ямная пропарочная камера
• 4.3 Дисковая пила
• 4.4 Мостовой кран
• 4.5 Установка для очистки форм
• 4.6 Самоходная тележка СМЖ-228Б
• 4.7 Установка для натяжения арматуры СМЖ 129-Б
• 4.8 Бетоносмеситель СПД 250
• 4.9 Трубопроводы жидкости
• 4.10 Сварочный аппарат МСР-100
• 4.11 Станок для гибки арматурных стержней СМЖ-173А
• 4.12 Установка для высадки анкерных головок СМЖ-128Б
• 4.13 Многоточечная сварочная машина АТМС-14
• 4.14 Ведомость технологического оборудования
• 5. Автоматизация процессов изготовления железобетонных изделий
• 5.1 Процесс изготовления арматуры
• 5.2 Процесс формования
• 5.3 Процесс тепловлажностной обработки
• 6. Охрана труда и техника безопасности
• Заключение
• Список используемых источников


Введение

Железобетонные строительные изделия и конструкции широко применяют в жилищно-гражданском, промышленном, транспортном и других видах строительства.

В настоящее время в России действует большое количество мощных механизированных заводов по производству сборных железобетонных изделий и конструкций широкой номенклатуры. Применение этих изделий при монтаже зданий и сооружений позволяет повысить производительность труда, улучшить качество, сократить сроки и снизить стоимость строительства.

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соединены в единое целое затвердевший бетон и стальная арматура, совместно работающие в конструкции (бетон хорошо сопротивляется сжатию и плохо - растяжению, стальная же арматура хорошо работает на растяжение).

Железобетонные конструкции (по способу изготовления):

1) Монолитные

2) Сборные

Монолитные железобетонные конструкции возводят непосредственно на строительных площадках. Обычно их применяют в зданиях и сооружениях, трудно поддающихся членению, при нестандартности и малой повторяемости элементов и при особенно больших нагрузках (фундаменты, каркасы и перекрытия многоэтажных промышленных зданий, гидротехнические, транспортные и другие сооружения).

Однако при их возведении затрачивается большое количество ручного труда и материалов на изготовление опалубки, подмостей и т.д. значительные трудности возникают при бетонировании монолитных конструкций в зимнее время.

Сборные железобетонные конструкции значительно экономичнее монолитных, так как их выполняют на специализированных заводах и полигонах с рационально организованным высокомеханизированным технологическим процессом производства. Применение сборных железобетонных конструкций по сравнению с монолитными позволяет сократить расход стали и бетона, устранить нерациональное использование лесоматериалов при устройстве опалубки и поддерживающих лесов, перенести со строительной площадки на завод большую часть работ по возведению конструкций. При этом строительная площадка превращается в монтажную, значительно сокращается трудоемкость бетонных и железобетонных работ, повышается их качество, а также резко ускоряются темпы строительства и снижается его стоимость.

Сборные железобетонные конструкции и изделия создают широкие возможности для индустриализации строительства, они особенно выгодны при минимальном количестве типоразмеров элементов, повторяющихся много раз (унифицированных).

Железобетонные изделия и конструкции изготовляют как с обычной, так и с предварительно напряженной арматурой.

Дорожные плиты-это железобетонные изделия, применяемые в дорожном строительстве. Дорожные плиты широко используются для устройства сборочных покрытий постоянных и временных дорог под автомобильную нагрузку. Плиты дорожные используются для строительства дорог в районах с температурой наружного воздуха до минус 40 ⁰С включительно. Плиты дорожные востребованы во многом именно благодаря широкой сфере их использования, а также постоянной необходимости устройства новых дорог и улиц.

Аэродромные плиты используются для строительства взлетно-посадочных полос аэропортов, военных полигонов, дорожных покрытий для движения спецтехники, дорог под автотранспорт высокой тоннажности, а также для строительства дорог к возводимым объектам. В зависимости от толщины эти плиты подразделяют на ПАГ-14, ПАГ-18 и ПАГ-20.

Обширность сферы применения ПАГов обусловлена тем, что в условиях повышенных нагрузок они обладают свойствами надёжности, безопасности и долговечности при соприкосновении с тяжёлыми транспортными средствами, а также разнообразием форм и простой технологией укладки. Немаловажным является и возможность их использования в условиях достаточно сурового климата, где дороги часто и быстро приходят в ненадлежащее состояние.

Применение железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой позволяет снизить массу конструкций, повысить их трещиностойкость и долговечность, а также сократить расход стали.



1. Номенклатура выпускаемой продукции

1.1 Классификация железобетонных конструкций

В целях упорядочения ассортимента выпускаемой продукции разработаны несколько классификаций на основе следующих показателей:

1) вид армирования;

2) объемный вес;

3) внутреннее строение;

4) сфера применения;

5) назначение.

По виду армирования различают железобетонные изделия:

1) с обычным армированием;

2) предварительно напряженные.

По объемному весу применяемых бетонов различают изделия, изготовленные:

1) из особо тяжелых бетонов - объемный вес свыше 2500 кг/м ³;

2) из тяжелых бетонов - объемный вес от 1800 до 2500 кг/м ³;

3) из легких бетонов - объемный вес от 500 до 1800 кг/м ³;

4) из особо легких бетонов - объемный вес менее 500 кг/м ³.

По внутреннему строению, все железобетонные изделия подразделяются на два типа:

1) сплошные;

2) пустотелые (одно-, двух- и многослойные).

В зависимости от сферы применения различают железобетонные изделия следующих типов:

1) для жилых и гражданских зданий;

2) для зданий промышленного типа;

3) для сооружения инженерных конструкций;

4) для изделий широкого спектра назначения.

По назначению при строительстве зданий все железобетонные изделия делятся на 5 основных групп:

1) для устройства фундаментов и подземных сооружений - подвальные и фундаментные блоки, а также плиты;

2) для строительства каркасов - ригели, прогоны, балки и т. д.;

3) для возведения стен - стеновые блоки, перегородки;

4) для организации межэтажных конструкций - плиты перекрытия пустотные, ребристые, сплошные и др.;

5) для устройств лестниц - марши, площадки и ступени бетонные.

1.2 Способы изготовления изделий и железобетонных конструкций

На предприятиях сборного железобетона создаются механизированные технологические линии:

1) для изготовления кодойн, ригелей и балок;

2) по производству фундаментов и прочих массивных конструкций;

3) по производству панелей, покрытий и перекрытий.

На этих предприятиях широкое распространение получили три основных метода механизации изготовления сборных бетонных и железобетонных конструкций: стендовый, поточно-агрегатный и поточно-конвейерный (Рисунок 1).



Рисунок 1- Технологические схемы изготовления сборных железобетонных изделий и конструкций

При стендовом методе (Рисунок 1,1) все операции (формование, затвердевание, распалубка, обработка поверхности) в течение всего процесса изготовления изделий проводятся на стационарных стендах. Формы с изделием как в процессе изготовления, укладки и уплотнения бетонной смеси, так и в процессе затвердевания бетона остаются на месте, а производственные звенья и технологическое оборудование (формующие механизмы) последовательно перемещают от одной неподвижной формы, в которой формуется изделие, к другой. Само изделие передвигается только 1 раз-во время перевозки его на склад 3 готовой продукции. Машины, выполняющие операции по подаче форм, арматуры и бетонной смеси, а также по укладке арматуры, бетонированию и распалубке, передвигаются от одной формы с изготовляемым изделием к другой.

Стендовый метод целесообразен при производстве крупных деталей, а также при использовании специального оборудования для формования определенного вида изделий (струнно-бетонный стенд, бетонирующий комбайн, вертикально-кассетные установки и др.).

Стендовый метод может осуществляться:

1) на гладких бетонных площадках-для изготовления любых деталей, но преимущественно крупноразмерных плоских деталей, при которых более эффективно используется поверхность обогреваемого пола;

2) в ямных пропарочных камерах, устраиваемых при производстве массивных конструкций, подогрев которых на тепловом полу не обеспечивает необходимой тепловой обработки;

3) на специальных стендах, предназначаемых для изготовления напряженно-армированных конструкций-балок, прогонов, настилов и панелей перекрытий.

Вес изделий, формуемых по стендовому методу, зависит только от грузоподъемности кранов.

Поточно-агрегатный метод производства сборных железобетонных деталей (Рисунок 1,2) характеризуется тем, что технологические операции изготовления изделия выполняются на разных рабочих постах. По этой схеме формы 2 с изделиями с помощью подъемно-транспортных средств перемещаются от поста к посту с остановками, необходимыми для выполнения каждой операции. При этом затвердевание бетона происходит не на месте формовки, а в специальных пропарочных камерах 5. После тепловой обработки формы с изделием передвигаются на пост распалубки, откуда готовые изделия перевозятся на склад готовой продукции, а формы возвращаются на пост формования.

Поточно-агрегатный метод весьма гибкий и позволяет наиболее просто организовать изготовление разнообразных изделий: плит, панелей, настилов, прогонов, ригелей, колони и др. Для перехода от производства одного типа изделия к другому требуется только замена форм. В силу своей экономичности, гибкости и простоты освоения этот метод широко применяется на заводах сборных железобетонных деталей любой мощности.

Вес формуемых изделий по поточно-агрегатному методу ограничивается грузоподъемностью кранов и формующих виброплощадок.

При поточно-конвейерном методе производства сборных железобетонных деталей (Рисунок 1,3) изделия и формы-вагонетки перемещаются от одного поста к другому по конвейеру с принудительным ритмом, определяемым наиболее длительной операцией; при этом машины, обрабатывающие эти изделия, и оборудование остаются на своих местах, а формы-вагонетки проходят сначала подготовительные посты, где их очищают и смазывают.

Затем они поступают на основные посты, на которых в строго определенном порядке укладываются арматура и закладные части, а также укладывается и уплотняется бетонная смесь. Пройдя все посты, изделие направляется в камеры пропаривания непрерывного действия туннельного типа, где оно пропаривается, продолжая безостановочно двигаться. По выходе из камеры и последующем выпрессовании из формы изделие поступает на склад готовой продукции, а форма-на пост. Для каждого вида изделий на таком заводе устраивается специализированная конвейерная линия.

Вес формуемых изделий по поточно-конвейерной технологии ограничивается грузоподъемностью кранов и формующих виброуплотнителей, а также мощностью тяговых органов конвейеров.

На заводах, работающих по поточно-конвейерному методу, можно применять более совершенную технологию и автоматические линии (прокатные станы, вертикально-кассетные установки), что наиболее экономично.

Учитывая характер сборных железобетонных конструкций, применяемых на строительстве энергетических объектов, возможную концентрацию предприятий сборного железобетона и объем их производства, наиболее целесообразными технологическими схемами считают поточно-агрегатную и поточно-стендовую.

Процесс изготовления изделий и монтажа состоит из отдельных операций. Каждая операция производится в специализированных цехах или на площадках. Конвейер, состоящий из железнодорожных платформ с формами, объединяет работу цехов и площадок в единый производственный процесс. О в определяет поточность производства, ускоряет изготовление изделий и организует общий ход работ. Цикл перемещения платформы с формами начинается из цеха подготовки форм на площадку готовой продукции арматурного завода, далее-в цех формовки изделий, площадку тепловой обработки изделий и на монтажную площадку.

После съема готового изделия на монтажной площадке платформа возвращается в цех подготовки форм, и цикл повторяется. Платформа внутри технологической линии передвигается, с помощью мотовозов или тепловозов. железобетонный номенклатура бетоноукладчик автоматизация

Производство сборных железобетонных изделий по любой из рассмотренных выше технологических схем состоит из следующих основных процессов:

1) приема, хранения и транспортирования сырья;

2) изготовления арматуры;

3) приготовления бетонной смеси;

4) формовки деталей;

5) ускорения твердения деталей;

6) распалубки и доводки;

7) хранения готовой продукции.

Из всего комплекса процессов, из которых складывается изготовление бетонных и железобетонных изделий, формование является наиболее важным.

1.3 Номенклатура выпускаемой продукции, изготовленная поточно-агрегатным способом

Предварительно напряженные железобетонные плиты ПАГ-14IV (Рисунок 2) размером 6*2*1,4м изготавливают из тяжелого бетона. Аэродромные плиты предназначены для устройства сборных аэродромных покрытий. Эти плиты широко применяются для строительства аэродромных дорог, взлетных полос, рулежных дорожек и площадок. Помимо того, плиты ПАГ 14 находят широкое применение в дорожном строительстве, особенно для прокладки участков дорожного полотна, испытывающих повышенную нагрузку высоко тоннажного транспорта. Часто их используют для строительства временных дорог и для быстрой прокладки транспортных магистралей в удаленных местностях, для сооружения промышленных площадок и подъездных путей.

Широко применяются они при строительстве портовых площадок и сооружений, а также военных полигонов и рокадных дорог.

Аэродромные плиты отличаются высокой рабочей моментальной нагрузкой 75 тонн на квадратный метр с расчётной температурой до -60⁰С.

Плиты обозначаются марками по ГОСТ 23009-78. Марка плиты состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисом. Первая группа содержит сокращенное буквенное наименование плиты - ПАГ (плита аэродромная гладкая). Во второй группе приводится толщина плиты в сантиметрах и характеристика напрягаемой продольной арматуры: IV - для арматурной стали класса Ат IV.

Рисунок 2 - Эскиз аэродромной плиты ПАГ-14IV

Плита аэродромная гладкая ПАГ-14V;

L=6000мм; b=2000мм; h=140мм;

Объем изделия 1,47м³;

Класс бетона на растяжение при изгибе R_изб=3,6;

Масса изделия 4,2т;

Марка бетона М 400;

Класс бетона В 30.

Арматура

Плиты аэродромные ПАГ-14IV армируются стержневой арматурной сталью класса Ат IV диаметром 14 мм. Метод натяжения рабочей арматуры-электротермический (Рисунок 3).

Верхние и нижние каркасы изготавливаются из арматуры класса АIII, ВрI, A-I.

Защитный слой бетона до верхней и нижней арматуры - 32 мм, для стержней сетки С 1 - 23 мм, для стержней сетки С 2 - 27 мм.

Рисунок 3-Армирование плиты



2. Выбор и обоснование технологического производства

2.1 Разработка технологической схемы

Технологический процесс состоит из основных, неделимых в организационном отношении частей-операций, взаимосвязь и сочетание которых определяет последовательность обработки, содержание и длительность элементных процессов, трудоемкость и необходимые ресурсы. Последовательностью в взаимосвязью основных и вспомогательных производственных операций характеризуется организационная структура процесса: возможное группирование операций в элементные процессы и установление ведущих элементных процессов. В производстве сборного железобетона ведущими элементными процессами обычно являются процессы формования или армирования, длительность которых определяет производительность технологических линий (Рисунок 4).



Рисунок 4- Технологическая схема процесса

При поточно-агрегатном способе производства форму и формуемое изделие передают по потоку от одного технологического поста к другому с помощью кранового оборудования.

Песок и щебень поступают на предприятие автотранспортом. Цемент- железнодорожным. Далее производят дозирование компонентов. Дозирование материалов - самая важная ступень в технологии приготовления бетонной смеси. На современных ЖБИ используют в основном весовые дозаторы, т.е. дозирование материалов по массе: цемент, воду и добавки - с точностью до ± 1 %; заполнители - с точностью до ± 2 %. Точное отмеривание составных частей бетона необходимо для того, чтобы его свойства совпадали с заданными и гарантировалась необходимая однородность смеси. Кроме того, неточность в дозировании ведет к перерасходу цемента - наиболее дорогой составной части бетона. Компоненты бетонной смеси из дозаторного отделения поступают в принудительный бетоносмеситель СПД 500. Цемент со склада в бетоносмесительный цех доставляется пневмотранспортом, щебень и песок ленточным конвейером. В процессе перемешивания материалы равномерно распределяются по всему объему, зерна цемента и заполнителя смачиваются водой, в результате получается однородная масса, свойства которой в любом месте объема одинаковы.

Бетонная смесь подается из бетоносмесительного в формовочный цех при помощи раздаточного бункера с прицепом СМЖ 1А. Поддоны для изготовления изделий очищаются и смазываются. Чистка форм производится металлическими скребками и щетками. Затем сметаются cколы бетона. Смазываются поддон, борта, пазы, замки. Смазку следует наносить тонким слоем равномерно по всей поверхности поддона формы, с удалением излишков смазки с помощью валика. Все операции производятся при открытых торцевых бортах. На посту армирования форма оснащается предварительно - напряженной арматурой. В торцах формы в поддон укладываются торцевые сетки по одной сетке с каждого торца. Предварительно напряженные продольные арматурные стержни укладываются в упоры форм. Предварительное напряжение арматурных стержней производится электротермическим способом на станке СМЖ 129. Удлинение арматурных стержней при помощи данного станка происходит путем нагревания протекающим электрическим током. На данном станке происходит удлинение от 2 до 4 стержней одновременно. На этом посту производится закрывание торцевого борта формы. Затем устанавливается монтажно-стыковые скобы по продольным торцевым бортам формы. Оснащенная арматурой форма самоходным порталом СМЖ 228Б перемещается на пост формования. На поддон опускается бортоснастка, которая фиксируется на штырях поддона.

Далее бетонная смесь из бункера бетоноукладчика с секторным затвором подается в форму. Бетонная смесь равномерно укладывается за два прохода бетоноукладчика с вибрацией каждого слоя, время вибрации одного слоя от 15 до 20 сек. Верхняя не лицевая поверхность плиты отделывается заглаживающим валиком, закрепленным на раме бетоноукладчика.

После обработки заглаживающим валиком вибрация запрещена. Излишки бетонной смеси удаляют с поверхности бортов формы с помощью мастерка. Смесь уплотняется вибрацией виброплощадки СМЖ - 773Б.

По окончании формования снимается бортоснастка и поддон с изделием транспортируется краном на пост выдержки изделий, после одного часа выдержки изделие помещается в ямную пропарочную камеру. Размеры камер устанавливают в зависимости от размеров изделия, необходимо, чтобы на полу размещалось не более двух крупногабаритных изделий с расстоянием друг от друга и от стен 0,35 - 0,4 м с учетом размера форм. Высота камеры определяется числом уложенных по её высоте изделий в формах или на поддонах. Высота камер более 2 - 3 м не рекомендуется, так как это вызывает неравномерное распределение температур по высоте, а также требует устройства дренажа при близости грунтовых вод. Расстояние между нижним изделием и полом камеры принимается 100-300 мм, что уменьшает воздействие на изделие низкотемпературной среды на уровне пола. Расстояние между верхним изделием и крышкой составляет 50 - 150 мм, между изделиями по вертикали не менее 50 мм. Толщина стенок камеры от 200 до 450 мм. Пропарочная камера, изготовленная из железобетона имеет прямоугольную форму Камеры размещаются в технологических линиях и соединяются в блоки.

Пропарочную камеру последовательно загружают формами. Операция выполняется мостовым краном. При загрузке камеры, формы устанавливают стопкой одна на другую; первую (нижнюю) форму укладывают на подкладки. После заполнения камеры формами, ее закрывают крышкой, которая соответствует размерам камеры и по контуру имеет реборды, входящие в желоб водяного затвора. Водяной затвор препятствует парению камеры при тепловой обработке. Перед началом пропаривания производится предварительная выдержка плит в камере. Все дальнейшие стадии пропаривания, включая соблюдение заданного температурного режима и длительности каждой стадии, регулирует и контролирует пропарщик. В процессе прогрева и изотермической выдержки пар конденсируется, отдает теплоту и в виде конденсата удаляется через дренажную систему. По окончании выдержки подача пара прекращается, и через вентиляционные каналы удаляется паровоздушная смесь. При этом вода в затворах вскипает и в виде паровоздушной смеси также удаляется. Через освободившийся от воды затвор, соединяющий крышку со стенками, в камеру поступает воздух, который охлаждает изделия, сам нагревается и также удаляется через вентиляционный канал. После охлаждения изделий камера раскрывается, а изделия, набравшие 70 - 80 % марочной прочности, выгружаются из камеры краном. Так как камера не является герметичной установкой, то в камере практически поддерживается атмосферное давление (0,1 МПа).

Процесс тепловой обработки ведется в соответствии с режимом, установленным заводской лабораторией: предварительная выдержка- 0,5 ч, подъём температуры до 70 єС- 3 ч, изотермический прогрев -3,5 ч, охлаждение -2 ч. После окончания тепловой обработки крышки с камеры снимают и укладывают на одну из соседних камер, затем формы по одной последовательно вынимают из камеры и устанавливают на пост распалубки. Эти операции выполняются мостовым краном.

Торцевым ключом производится расфиксация гаек замковых узлов и открываются торцевые борта формы. Отрезной угловой машиной производится обрезка предварительно напряженных стержней (одновременно с двух сторон).

Затем изделие с помощью мостового крана, оборудованного автоматическм захватом СМЖ- 50А, извлекается из формы транспортируется на кантователь СМЖ 3001Б. На кантователе с дистанционным управлением производится переворачивание плиты рабочей поверхностью вверх. На склад готовой продукции изделия вывозятся на самоходной тележке.

3. Расчет и выбор оборудования

3.1 Расчет бетоноукладчика СМЖ 69-А

Бетоноукладчик СМЖ-69А, укладывает бетонные и растворные смеси в формы изделий различной конструкции шириной до 2000мм при производстве железобетонных конструкций.

Бетоноукладчик состоит из рамы, бункера бетонной смеси, устройства для водной пластификации, пневмосистемы, контролирующих приборов и электрооборудования.

Рама, представляет собой, сварную конструкцию нормального типа из профильной мостовой стали. В нижней банке боковой рамы встроены приводные ходовые колёса. К одной из боковин приварена площадка оператора, на которой расположены шкаф-пульт, кресло оператора и лестница.

Привод передвижения бетоноукладчика смонтирован на раме. Бункер с питателем, сварные конструкции из листовой и профильной стали, крепятся кронштейном рамы опорными швеллерами.

Снизу к бункеру подвешен наклонно под углом 5-8є ленточный питатель. Наклонная подвеска питателя обеспечивает стекание цементного молока и частичек бетонной смеси, проникающих на наружные кромки плиты питателя через уплотнённый желоб лентой к нижним кромкам стенок бункера в направлении выдачи бетонной смеси в воронку разравнивающего устройства.

Это предотвращает от попадания бетонной смеси на верхнюю поверхность нижней ветви ленты питателя.

Для повышения качества нижней поверхности изделия в конструкции в бетоноукладчике предусмотрено устройство водной пластификации. Оно состоит из корпуса с разравнивающим устройством и шланга, который подсоединяется к водопроводу около поста ожидания. К корпусу крепится рычаг, который с помощью пружины перекрывает отверстие для воды.

При нажатии на рычаг, открывается воронка, и оператор смачивает поддон водой.

Воронка поднимается с помощью пневмопривода и становится подвижной. Заслонка бункера открывается/закрывается с помощью пневмоцилиндра, подвешенного к бункеру. Управление бетоноукладчиком производится с пульта.

Выбор типа бетоноукладчика

1) Определяем число изделий одной формовки n:

, м,

где n-число изделий одной формовки;

В-ширина одного изделия, м;

b-толщина борта формы, количество бортов на единицу больше числа изделий одной формовки b=(0,07…0,1) м;

a-расстояние от края формы до рельса, a=(0,3…0,6) м.

=2,74м

Ширина формы:

,м

=2,14м

2) Определяем необходимый объём бункера

м ³,

где V_И-запроектированный объём изделий одной формовки, м ³;

е-пористость бетонной смеси до вибрирования (0,1…0,2).

=2,24м ³

Объём изделий одной формовки:

, м ³,

где V₁-объём бетона на одно изделие, м ³.

м ³

3) Длина холостого хода:

, м,

где l_д/ф-перемещение бетоноукладчика до формы со скоростью холостого хода, м. При поточно-агрегатном способе производства l_д/ф=8…15 м.

м

Длина рабочего хода:

, м,

где l_ф-длина формования, м.

м

Среднее значение скорости рабочего хода:

, м/с,

м/с

Среднее значение скорости холостого хода:



, м/с,

м/с

5) Рассчитываем конструктивную производительность бетоноукладчика, учитывая затраты времени, обусловленные только возможностью машины.

Для машин циклического действия:

, м ³/ч,

где П_кон-объёмная производительность бетоноукладчика за 1 час чистой работы, без учёта возможных простоев и времени на загрузку;

k_Н-коэффициент наполнения бункера, k_Н=0,8…0,85;

n_кон-число циклов за час чистой работы машины:

= ц/ч

Конструктивная производительность:

м ³/ч

5) Техническая производительность бетоноукладчика учитывает время всех операций при работе машины (без возможных простоев, при высшей квалификации оператора):

, м ³/ч,

где ц/ч



м ³/ч

Для учёта влияния технической производительности бетоноукладчика на производительность всей линии в целом определяется коэффициент использования технологического оборудования:

где П_{техн. мин}-минимальная определяющая производительность

м ³/ч

6) Эксплуатационная производительность рассчитывается для конкретных условий работы машины с учётом всех простоев, в том числе аварийных и организационных:

, м ³/ч,

где k_П-статический коэффициент, учитывающий снижение производительности из-за простоев в течение смены, k_П=0,85…0,9.

Определяем высоту подъёма заслонки бункера, необходимую для выгрузки смеси ленточным питателем за время t_Р.Х.

Конструктивная производительность бетоноукладчика должна быть равна производительности ленточного питателя, т.е.

,



где

> h=м

Исходя из крупности заполнителя (щебня):

h = (3ч5)·м

Принимаем h=120см=0,12м

7) Расчет мощности приводов механизмов бетоноукладчика

Мощность двигателя 1 ленточного питателя:

,

где К_з-коэффициент запаса мощности, К_з = 1.1…1.3;

-к.п.д. привода питателя.

N₁-мощность, потребляемая на преодоление трения бетонной смеси о неподвижные борта питателя:

кВт,

где -скорость ленты питателя, м/с;

W₁-сила трения смеси о борта питателя, Н.

Для двух бортов:

Н



где Р_б-сила бокового давления смеси о борт;

f₁ = 0,3-коэффициент трения бетонной смеси по стали.

Н,

где q_б-удельное боковое давление бетонной смеси на борт, Па.

Па,

где h-рабочая высота бортов, м (принимается равной высоте подъема заслонки);

-плотность бетонной смеси;

-коэффициент подвижности бетонной смеси.

==0,49,

где б-угол естественного откоса бетонной смеси в движении, б=20⁰…30⁰

F_б - рабочая площадь одного борта, м ²;

м ²,

где L_б=0.8L=0.96-длина борта питателя, м;

L-расстояние между осями барабанов питателя, 1,2 м.

⁼0,8•1,2=0,96м.

N₂-мощность, потребляемая на преодоление трения ленты питателя о поддерживающий лист от силы тяжести столба бетонной смеси в бункере:



кВт,

где W₂-сила трения ленты о стальной поддерживающий лист.

Н,

где f₂-коэффициент трения резиновой ленты по стали f₂=0,5…0,6

P_a-сила активного давления бетонной смеси на ленту.

Н,

где F_a-площадь активного давления столба смеси в бункере на ленту и стальной лист, м ².

м ²,

где а-ширина отверстия бункера, м.

a=м,

где В_л-ширина ленты, м,

b-длина отверстия бункера, м.

b=0,8•L=0,8•1,2=0,96м,

Па,

где R-гидравлический радиус, м.



R=м.

N₃-мощность, потребляемая на преодолении сопротивления в роликоопорах при транспортировании бетонной смеси на ленте:

=кВт,

где W₃-сила сопротивления перемещению массы бетонной смеси по ленте, Н.

Н,

где f₃=0.035…0.04-приведенный коэффициент сопротивления роликоопор ленты питателя.

Мощность двигателя привода механизма передвижения бетоноукладчика:

кВт,

где -максимальная скорость передвижения бетоноукладчика (скорость холостого хода), м/с;

-к.п.д. передач передвижения, ;

W₀ - сила сопротивления перекатыванию (приведенная к ободу ведущих колес):

=(36260+23049,6)•(,

где- сила тяжести бетоноукладчика, Н;

G_б- суммарная сила тяжести бетонной смеси в бункерах, Н;

К-коэффициент сопротивления перекатыванию колес по рельсам (плечо трения качения), м; К0.0008 м.

приведенный коэффициент трения в цапфах колес

m _б/у-масса бетоноукладчика, кг;

D-диаметр колес бетоноукладчика, м; D = 0.3…0.4 м;

d- диаметр цапф, м; d = 0.06…0.1 м;

-коэффициент, учитывающий трение реборд колес о рельсы,

Полученное при расчете значение W₀ необходимо проверить на достаточность при буксировке, когда W₀ ? W_max. Сила трения колес при скольжении по рельсам:

(•f=•0,1=2965,5Н,

где а ₁- число ведущих колес (а ₁=2);

а ₂-общее число ходовых колес (а ₂=4)

f = 0.1…0.15-коэффициент трения при скольжении колес по рельсам.

8) Кинематический расчет механизма передвижения бетоноукладчика.

Мощность двигателя:

= кВт,

где угловая скорость вращения колеса, 1/с;

к.п.д. редуктора, =0.9;

к.п.д. цепной передачи, =0.95.

Крутящий момент на колесе:



кН•м

Угловая скорость колеса:

1/с,

= =12,74 об/мин,

где -максимальная скорость бетоноукладчика, м/мин;

D - диаметр колеса, м.



4. Подбор технологического оборудования

4.1 Станок для резки арматуры СМЖ-357

Любая строительная конструкция будет более прочной, если внутри нее разместить арматурный каркас или сетку. Для создания такого каркаса необходимы специальные станки для резки арматуры. Насытить арматурой необходимо любую конструкцию, каркас позволяет существенно улучшить характеристики бетона.

Так как арматура выполняется из жесткого металла, для ее резки и создания каркасов необходима специальная техника. Основной техникой являются рубочные станки (Рисунок 5), это важная составляющая любых строительных объектов. Рубочные станки могут иметь совершенно разные размеры, они необязательно должны быть большими, даже при высокой производительности. Современные рубочные станки имеют небольшие габариты, выглядят очень компактно, но отлично справляются с арматурой.

Можно выделить несколько видов станков для резки арматуры:

1) Стационарные станки-автоматическое оборудование для резки, находится в неподвижном состоянии;

2) Портативные станки для рубки. Такое оборудование имеет колесики и может передвигаться;

3) Ручные рубочные станки;

4) Ножницы.



Рисунок 5 - Станок для резки арматуры

4.2 Ямная пропарочная камера

В настоящее время наиболее распространенным способом ускорения твердения бетона, позволяющим получать в короткий срок изделия с отпускной прочностью, при которой их можно транспортировать на строительную площадку и монтировать в зданиях и сооружениях, является тепловая обработка. В заводских условиях она осуществляется путем пропаривания изделий в камерах (Рисунок 6) и автоклавах, обогрева в формующих агрегатах или на стендах, а при приготовлении монолитных конструкций-путем электропрогрева, пропаривания и прогрева теплым воздухом.

При пропаривании сформованные изделия выдерживаются в камере в среде насыщенного пара или паровоздушной смеси до достижения бетоном заданной прочности. В пропарочной камере создаются не только благоприятная температура для ускоренного твердения (в пределах 60-100⁰С), но и оптимальная влажность среды, способствующая сохранению влаги в бетоне для его дальнейшего твердения и после окончания пропаривания. Это дает основание считать пропаривание эффективной тепловлажностной обработки (ТВО) бетона.

Эффективность пропаривания, как и других видов тепловой обработки, определяется выбором рационального режима обработки в полном соответствии с принятым составом бетона, характеристикой составляющих материалов, особенностью цемента, размерами и конфигурацией изделия, начальной прочностью 6стона к моменту обработки и др.

Тепловую обработку железобетонных изделий проводят до достижения бетоном прочности около 70% проектной, что позволяет транспортировать изделия на строительную площадку и монтировать конструкции из них.

Пропаривание при нормальном давлении производят в камерах периодического или непрерывного действия, оно является наиболее экономичным способом тепловой обработки.

Из камер пропаривания периодического действия широкое применение имеют камеры ямного типа. Наиболее целесообразный размер камер в плане, полученный на основании технико-экономических показателей, должен соответствовать размерам двух пропариваемых изделий. Стенки камеры обычно делают бетонными, сверху камеры имеется массивная крышка.

Отформованные изделия, находящиеся в формах или на поддонах, загружают в камеру в несколько рядов по высоте, после чего камеру закрывают крышкой, препятствующей потере тепла и пара. Пар в камеру подается из котельной постоянно в зависимости от установленного режима пропаривания так, что обеспечивает скорость повышения температуры в камере от 20 до 35 ⁰ С в 1 ч., до максимальной-85-100 ⁰ С. При этом изделие прогревается на всю толщину и выдерживается при этой температуре 6-8 ч., после чего постепенно охлаждается.

Продолжительность пропаривания зависит от состава бетона и свойства цемента и составляет около 14-20 ч. для пластичных бетонных смесей и 4-8 ч. - для жестких.

Применение быстротвердеющих цементов позволяет сократить продолжительность изотермической выдержки (при более низкой температуре прогрева 70-80 ⁰ С) и уменьшить общее время пропаривания до 8-10 ч. Изделия из легких бетонов вследствие их меньшей теплопроводности требуют более продолжительного времени тепловой обработки.

Камера пропаривания непрерывного действия представляет собой туннель, обеспечивающий установленный режим пропаривания для изделий, вкатываемых на вагонетках с одной стороны туннеля и выкатываемых с другой.

За время пребывания в камере туннельного типа изделия проходят зону подогрева, изотермического прогрева при максимальной температуре и зону охлаждения. Туннельные камеры применяют главным образом при конвейерном способе производства.

Тепловая обработка бетона в камерах пропаривания ускоряет время твердения его по сравнению с твердением в естественных условиях примерно в 7-8 раз.

Рисунок 6 - Ямная пропарочная камера

4.3 Дисковая пила

В сфере строительства, большое внимание уделяется инструменту, как дисковая пила (Рисунок 7), а в частности самих распиливающих устройств. Так, одним из важных механизмом, которым представлены дисковые пилы, выступает сам диск, который выполняет соответствующие операции в области распиливания благодаря оснащенности его различной фактурой зубьев.

Дисковая пила предназначена для распиловки широкого спектра различных материалов. Положительными моментами при работе с ней, являются следующие:

1) обеспечение высокого уровня производительности при осуществлении того или иного типа работ;

2) возможность совершать распилы любого размера и в соответствии с определенными, предъявляемыми к ним критериями;

3) благодаря удобному ее оснащению и размерам ее часто относят к типу маневренного инструмента, использование которого применимо в различных областях.

Основные особенности:

1) скорость вращения диска при осуществлении им работы, которая самым непосредственным образом связана с мощностью используемого привода;

2) параметры наличия в ней зуба, в частности его форма, размеры и количество, которые способны влиять на глубину, тип и другие параметры осуществления распила;

3) особенности наружного и посадочного диаметров.

Рисунок 7 - Дисковая пила

4.4 Мостовой кран

Краном мостового типа (Рисунок 8) называется кран с грузозахватным устройством, подвешенным к грузовой тележке или тали, которые перемещаются по подвижной стальной конструкции(мосту). Различают краны общего назначения (с крюком), а также специальные (с грейфером, магнитом, захватами для контейнеров) и металлургические.

Мост крана состоит из двух пролётных балок, соединённых с концевыми. Балки коробчатого сечения выполнены из двух вертикальных стенок, верхнего и нижнего горизонтального поясов. На верхнем поясе пролётной балки закреплён подтележечный рельс, на концах которого установлены упоры для ограничения крайних положений тележки. Для обеспечения прямоугольной формы сечения и устойчивости вертикальных стенок внутри пролётной балки привариваются большие диафрагмы. Кроме того, имеются малые диафрагмы для более равномерной передачи нагрузки от подтележечного рельса на вертикальные стенки. На боковых стенках пролётных балок предусмотрены площадки с перилами для обслуживания грузовой тележки и механизмов передвижения крана.

По конструкции к кранам мостового типа относятся:

1) Опорные краны: Мостовые краны, мост которых непосредственно опирается на надземный рельсовый путь сверху;

2) Подвесные краны: Подвешивается к нижним полкам рельсового пути;

3) Козловые краны с мостом, установленным на наземный рельсовый путь посредством двух опор;

4) При грузоподъёмности более 12,5 т у крана могут быть два механизма подъёма - главный и вспомогательный.

По грузоподъёмности краны условно разделены на три группы:

1) Первая - до 5 т;

2) Вторая - от 5 до 50 т;

3) Третья - свыше 50 и до 320 т.

Привод механизмов, как правило, электрический, но может быть и ручным. Управление механизмами осуществляется с пола, из кабины и дистанционно.

Рисунок 8 - Мостовой кран

4.5 Установка для очистки форм

Формы работают в наиболее тяжелых условиях: систематически они подвергаются сборке и разборке, очистке приставшего к ним бетона, динамическим нагрузкам при уплотнении бетонной смеси и транспортировании, действию влажной (пар) среды в период твердения изделий. Все это неизбежно отражается на продолжительности их службы и требует систематического пополнения парка форм.

Формы следует очищать от остатков бетона с помощью специальных приспособлений или механизмов. Разрешается для этой цели использовать скребки; применение отбойных молотков, ломов и кувалд категорически воспрещается.



4.6 Самоходная тележка СМЖ-228Б

Передаточная тележка (Рисунок 9) предназначена для подачи и приема на тележку поддонов с изделиями и транспортировки их к технологическим линиям и формовочным постам, а также для заталкивания поддонов в камеры для тепловой обработки.

Передаточная тележка состоит из тележки, толкателя и фиксаторов.

Тележка выполнена сборной и состоит из фермы, двух боковин с колесами и рам приводов. Из четырех колес тележки два являются приводными.

Привод колес тележки-раздельный. Каждый привод состоит из двух скоростных электродвигателей Т-51/16-4 мощностью 0,55/3,5 кВт, колодочного тормоза ТГК-200, редуктора РЦД-350 и зубчатой передачи.

Толкатель представляет собой каретку на четырех катках, которые передвигаются в направляющих металлоконструкции тележки.

Для реверсивной подачи и заталкивания поддонов на толкателе имеются перекидные упоры.

Толкатель втаскивает или сталкивает поддон за четыре двойных хода.

Для точной остановки тележки против каждого поста на тележке устанавливаются два фиксатора с электромагнитами и пружинными амортизаторами, а на фундаменте-плиты с гнездами.

Тележкой управляют с пульта, установленного на площадке, которая в зависимости от схемы сборки присоединяется к раме с одной или другой стороны.

Тележка работает следующим образом. При управлении с пульта включают первую скорость электродвигателей и одновременно электромагниты поднимают фиксаторы, а затем автоматически включается вторая скорость, на которой движется тележка.

При остановке тележки двигатели переключаются на первую скорость и фиксаторы опускаются. Когда тележка подходит к оси поста, конечный выключатель дает сигнал на остановку, фиксаторы западают в гнезда плит.

Нажатием кнопки "пуск" приводится в работу толкатель, который совершает возвратно-поступательные движения, затаскивает или сталкивает поддон.

После команды "стоп" толкатель останавливается на оси тележки в исходном положении.

Поддон фиксируется западанием колеса в лунки рельс. Работой тележки управляют также дистанционно с пульта.

Рисунок 9 - Самоходная тележка

4.7 Установка для натяжения арматуры СМЖ 129-Б

При изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций бетонную смесь укладывают в формы после размещения и натяжения арматуры. Напряженную арматуру фиксируют различными зажимными устройствами-клиновыми, цанговыми и т.п. на корпусе формы или упорах стенда. После затвердения изделия зажимы снимают и натяжение проволок передается непосредственно на железобетонное изделие за счет сцепления арматуры с бетоном.

Арматуру можно натягивать механическим, электротермическим и электротермомеханическим (комбинированным) способами.

Механический способ натяжения осуществляется гидравлическими домкратами, грузовыми устройствами, лебедками с динамометрами, а также специальными навивочными машинами.

Сущность электротермического способа натяжения арматуры заключается в том, что арматурные заготовки, нагретые электрическим током до требуемого удлинения, фиксируются в таком состоянии в жестких упорах или на торцах затвердевшего бетона. Упоры и торцы препятствуют укорочению арматурных заготовок при остывании, благодаря чему в них возникают заданные напряжения. Электротермический способ натяжения арматуры применяется преимущественно при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций, армированных стержнями горячекатаной низколегированной или высокоуглеродистой стали периодического профиля.

Электротермический способ предварительного напряжения арматуры значительно расширяет возможности производства конструкций. В отличие от силового натяжения стержневой арматуры, при котором каждый стержень натягивается отдельно, электротермический метод позволяет натягивать все стержни арматуры одновременно и равномерно, что создает равномерное обжатие бетона в напрягаемом элементе.

При комбинированном способе натяжения арматуры (механическом и электротермическом) температура нагрева проволоки, поступающей на намоточные штыри, должна быть постоянна.

Отклонение натяжения в арматуре от расчетной величины не должно превышать 10%.

При натяжении арматуры (Рисунок 10 необходимо после намотки каждого горизонтального ряда устанавливать страховочные зажимы, чтобы сохранить намотку в случае обрыва проволоки. Намотку арматуры следует производить сразу для всего количества плит, размещаемых на отдельной секции стенда, ограниченной торцовыми упорами.



Рисунок 10 - Установка для натяжения арматуры

4.8 Бетоносмеситель СПД 250

Принудительный бетоносмеситель 250 (Рисунок 11), необходим для изготовления бетонной смеси с пониженным отношением воды к цементу.

Данный миксер предназначен для изготовления, как простых смесей, так и полусухого раствора для виброформования, а также вибролитья. Это оборудование прекрасно подойдет для производства ЖБИ.

К преимуществам смесителей принудительного действия относятся большая активность процесса, предотвращение комкования смеси. Использование таких бетоносмесителей наиболее рационально на заводах железобетонных изделий для приготовления мелкозернистых, малоподвижных и жёстких бетонных смесей.

Бетоносмеситель прост в эксплуатации и может быть установлен как в цехах, так и непосредственно на строительных площадках.

Смесители серии СПД имеют неподвижную чашу и перемешивающий ротор с лопастями. Смесители укомплектованы мотор-редуктором серий MU, NMRW, R. Технологические зазоры между стенками и дном смесителя регулируются в зависимости от размеров наполнителя.



Рисунок 11 - Бетоносмеситель

4.9 Трубопроводы жидкости

Трубопроводы широко применяются для перемещения различных жидкостей (вода, нефть, бензин, различные растворы и т.д.) и изготавливаются из металла, бетона, дерева, пластмасс.

По степени заполнения поперечного сечения жидкостью различают напорные и безнапорные трубопроводы. В напорных трубопроводах жидкостью заполнено полностью все поперечное сечение, а в безнапорных - часть поперечного сечения и имеется свободная поверхность.

По виду потерь напора бывают короткие и длинные трубопроводы.

1) Короткие трубопроводы - это такие трубопроводы, у которых местные потери напора соизмеримы с потерями напора по длине;

2) Длинные трубопроводы - это трубопроводы, у которых местные потери напора незначительны и не превышают 10% от потерь по длине.

В свою очередь, длинные трубопроводы разделяются на простые и сложные. Простые трубопроводы выполняют без ответвлений, сложные изготавливают с отверстиями, переменной длины и диаметра и могут соединяться как последовательно, так и параллельно.



4.10 Сварочный аппарат МСР-100

Оборудование для сварки используется в строительных работах, на производстве, а также при различных видах ремонта.

Сварку арматуры осуществляют с помощью комплекта сварочного оборудования (Рисунок 12), входящего в состав поста. Это источник питания (трансформатор, преобразователь или выпрямитель); полуавтомат (при механизированном процессе сварки) и приборы регулирования; вспомогательное оборудование; вспомогательные приспособления (шаблоны, фиксаторы для арматуры и др.); инструмент. Сварочные трансформаторы служат для питания сварочной дуги. Они преобразуют переменный ток одного напряжения в другое той же частоты.

Сварочные преобразователи и генераторы служат для питания сварки постоянным током. Они подразделяются на однопостовые и многопостовые, на стационарные и передвижные, для ручной и автоматической сварки, на однокорпусные и двухкорпусные. Различают их также по внешним характеристикам и ряду других параметров. Условные обозначения стандартизированы по аналогии с принятыми для выпрямителей и другого сварочного оборудования.



Рисунок 12 - Сварочный аппарат

4.11 Станок для гибки арматурных стержней СМЖ-173А

Станки для гибки (Рисунок 13) позволяют механизировать весьма трудоемкий и тяжелый процесс.

В зависимости от диаметра стержней гнутье арматуры осуществляют на ручных или приводных станках.

Рабочим органом, производящим гибку арматуры во всех станках, является вращающийся в горизонтальной плоскости диск, насаженный на вертикальный вал.

В комплект станков входят сменные детали и приспособления, служащие для выполнения дополнительных операций. Гибка арматуры малых диаметров производится одновременно по нескольку стержней. На станках, имеющих несколько скоростей вращения, перед гибкой в зависимости от диаметра арматуры должна быть произведена соответствующая настройка на требуемое число оборотов.

Выпускаемые станки для гибки арматуры могут быть разделены на две группы: для арматурной стали диаметром до 40 мм и для стали диаметром от 40 до 90 мм. Гибка стержней производится рабочим диском с помощью трех цилиндрических роликов-пальцев: упорного, центрального и изгибающего. Изгибаемый арматурный стержень располагается на столе станка в горизонтальной плоскости. При вращении гибочного диска закрепленный на нем ролик изгибает стержень. После загиба на требуемый угол станок реверсируется и диск с изгибающим роликом возвращается в исходное положение, освобождая пруток.

Рисунок 13 - Станок для гибки стержней

4.12 Установка для высадки анкерных головок СМЖ-128Б

Служит для одновременной высадки двух анкерных головок на концах арматурных стержней периодического профиля диаметром 25мм. Концы стержней зажимают упорами подвижных траверс, соединенных со штоками пневмоцилиндров. Установка (Рисунок 14) состоит из опорной рамы, двух высадочно-зажимных устройств, механизма загрузки и сброса стержней и электрооборудования.



Рисунок 14 - Установка для высадки анкерных головок

4.13 Многоточечная сварочная машина АТМС-14

При поточном производстве особенно важно делать сварочные соединения максимально быстро. Так точечные машины контактной сварки (Рисунок 15) при дополнительной автоматизации выходят на скорость сто двадцать-сто шестьдесят сварок в минуту. В самом лучшем случае из такого оборудования можно получить до двухсот сварок в минуту.

Большее количество сделать не возможно по причине нехватки времени на прогрев металла. Но фактическая производительность на производстве получалась еще ниже, благодаря времени необходимому для перемещения электродов в другую точку. При использовании многоточечной машины контактной сварки производительность значительно увеличивается. Нет необходимости перемещать электроды. Есть возможность группировать электроды и производить сварку во многих точках за один цикл.