Бетонный завод

Общие сведения.

     Бетонный  завод — предприятие для приготовления  бетонной смеси. В состав бетонного  завода обычно входят приемные и распределительные, устройства для компонентов бетонной смеси, бункеры для создания запаса исходных материалов, дозировочные и смесительные, устройства и устройства для выдачи готовой бетонной смеси.

     Мощность  бетонных заводов зависит от их назначения. По назначению заводы разделяют на районные, центральные и приобъектные. Районный завод обслуживает строительство, рассредоточенное в радиусе 30-50 км. Центральный обслуживает крупное, а приобъектный - мелкое сосредоточенное строительство.

       По принятому технологическому режиму различают бетонные заводы цикличные и непрерывного действия. В цикличных бетонных заводах отдельные технологические операции (дозирование, смешение, выдача) последовательно сменяют друг друга во времени, а в бетонных заводах непрерывного действия— все основные операции выполняются одновременно.

     По  назначению заводы бывают с законченным, расчлененным и комбинированным технологическими циклами. Продукцией заводов с законченным циклом является готовая смесь, расчлененным – сухая смесь, комбинированным – готовая и сухая смеси.

     По  компоновке основного оборудования различают два типа заводов:

1. башенного типа, оборудованные по вертикальной схеме, при которой все компоненты смеси подаются в распределительные устройства, расположенные в верхней части башни, и перемешиваются гравитационно, то есть под собственной силой тяжести;
2. партерного типа с оборудованием по двух- или трехступенчатой схеме, при которой компоненты схемы последовательно поднимают два или три раза. Заводы партерного типа разделены на две (три) части - в первой принимаются и дозируются компоненты, во второй (третьей) они перемешиваются в смесителях и выгружаются в транспортные средства.

 

В зависимости  от степени автоматизации различают  бетонные заводы с местным или  дистанционным управлением (главным образом небольшой производительности), автоматизированные бетонные заводы и заводы-автоматы. На бетонных заводах с местным или дистанционным управлением операторы включают и отключают отдельные механизмы с местных пультов управления. На автоматизированных бетонных заводах операторы управляют отдельными узлами завода с централизованных пультов. В пределах каждого узла предусмотрено автоматическое последовательное включение и отключение механизмов. На заводах-автоматах управление процессами ведется автоматически с помощью перфокарт или жетонов, на которых закодированы режимы и последовательность срабатывания оборудования.

     По  времени использования бетонные заводы бывают сезонные и постоянно  действующие. Первые рассчитаны на работу в южных районах или в течение  теплого периода года; вторые —  на круглогодичную работу, что вызывает необходимость утепления завода и обеспечения его работы в холодное время на подогретой воде и заполнителях.  

  Технологическая схема бетонного завода непрерывного действия.

     На  схеме 1 показан автоматизированный бетонный завод непрерывного действия производительностью 32 м3/ч, предназначенный для приготовления бетонной и отдозированной смеси. Завод транспортируется и монтируется укрупненными блоками, что позволяет быстро менять место работы. Монтаж производится краном грузоподъемностью 10 т с вылетом стрелы 20 м. Подача электроэнергии может производиться от дизель - генератора или от централизованного электроснабжения. Для снабжения водой используются цистерны, водопровод или водоем, расположенный в районе завода.  

Схема 1. Завод состоит из блоков смесителя 5, дозаторов цемента 6, наклонного транспортера 2, тарировочного дозатора 4, расходного бункера цемента 7, водопитания 10, электрооборудования 8, дозаторов – заполнителей 1 и управления 9. Блоки монтируются на стойках 3. 
 
 
 
 
 
 

Технологический процесс приготовления  бетонной смеси. 

Схема 2. 

Заполнители из питателей 1 транспортерами 2 подаются в бункера 3, откуда через дозаторы 4 по транспортеру 5 перемещаются в раздаточную  течку 15. Цемент из расходного бункера 7 самотеком поступает на дозатор  цемента 6 и затем в раздаточную  течку 15. Для выдачи сухой смеси все компоненты подаются в тарировочный дозатор 13 и выгружаются в автобетоносмеситель 14. Для выдачи готовой смеси компоненты из раздаточной течки 15 поступают в смеситель непрерывного действия 12. Одновременно с этим в смеситель поступает вода из трехходового крана 10, куда она подается насосом-дозатором 9 из бака для воды 8. Готовая смесь из смесителя выгружается в автотранспорт 11.  

     Определение часовой эксплуатационной производительности завода. 

Таблица 1. Исходные данные по выполнению расчета

 

1. Определение часовой эксплуатационной производительности завода

 

Часовую производительность завода определяют по формуле, м³/ч:

где Т_г – годовой фонд времени, ч;

где Fг – количество рабочих дней в году, равное 250 дн;

Nсм – количество смен в рабочем дне, равное 2см;

tсм – продолжительность рабочей смены, равная 8 ч.;

Kи – коэффициент использования рабочего времени, равный 0,8 – 0,85;

Пг –  годовая производительность завода.

Тогда

 

2. Определение расхода материала  для приготовления  бетона

 

Таблица 2. Расход материалов для приготовления  бетона

 

Таблица 3. Количество щебня разной фракции  в данной марке бетона на 1 час работы завода

 

3. Выбор типа и определение  количества транспортных единиц для доставки щебня на бетонный завод

 

   Для доставки щебня от бункера загрузки на завод принимается автосамосвал. Грузоподъемность автосамосвала принимается равной 5 – 10 % от часовой производительности завода. 

   Таблица 4. Техническая характеристика автосамосвала  марки МАЗ - 75165

 

   Эксплуатационная  часовая производительность автосамосвала , т/ч:

   

   где Q – грузоподъемность автосамосвала, т;

   Кг  – коэффициент грузоподъемности, который принимается равным 0,9 – 1,05;

   Ки  – коэффициент использования  рабочего времени, принимается равным 0,8 – 0,85;

   tц – время одного рабочего цикла или оборота автосамосвала, с:

   

   tз  - время загрузки самосвала щебнем из бункера, с, принимается равным 180 с

   tг – время движения автосамосвала в груженном состоянии из камнедробильного завода на бетонный завод, с:

   

   Lщ – дальность доставки или транспортировки щебня от бункера до завода, км

   Ку  – коэффициент условий работы, учитывающий затраты времени на разгон и торможение автомашины, принимается равным 1,05 – 1,15;

   Vг – средняя скорость движения автосамосвала с грузом, принимается равной 0,5 – 0,65 Vmax, км/ч;

   

   tр – время разгрузки автосамосвала принимается равным 120 с;

   tх – время движения порожнего автосамосвала от завода до бункера, с:

   

   Vх – средняя скорость движения автосамосвала порожняком, принимается равной 0,65 – 0,75Vmax, км/ч;

   

   tм – время маневров, принимается равным 600 с.

   

   

   Число автосамосвалов для доставки щебня на завод по фракциям:

   

   Мг  – масса щебня данной фракции  на один час работы бетонного завода;

   

   А также 6 автосамосвалов для фракции 20 – 40. Итого 12 автосамосвалов за час. 

4. Выбор экскаватора для  погрузки песка в  автосамосвалы.

 

   В целях сокращения номенклатуры машин, которые необходимы для нормального функционирования завода, принимаем для доставки песка тот же тип автосамосвала, что и для доставки щебня.

   Зная  объем кузова автосамосвала, вместимость  ковша экскаватора для погрузки песка примем равной ¼ - 1/8 от объема кузова автосамосвала. В нашем случае это 4 – 2 м³.

   По  полученной вместимости ковша и  высоте выгрузки выбираем экскаватор, оборудованный обратной лопатой  марки ЭО – 5122.

   Предусмотрим  экскаватор с жесткой подвеской  рабочего оборудования, который выгодно отличается от экскаватора с гибкой подвеской рабочего оборудования.

   Таблица 5. Техническая характеристика экскаватора  с оборудованием прямой лопаты.

 

   Техническая производительность экскаватора, м³/ч:

   

   где q – геометрическая вместимость ковша, м³ ;

   Кн  – коэффициент наполнения ковша, принимается равным 1,05 – 1,15;

   Кр  – коэффициент разрыхления грунта, равный 1,1 – 1,28;

   tц – время рабочего цикла при копании песка при среднем угле поворота 120⁰,с:

   

   tр - время разгрузки ковша в транспортные средства; для экскаваторов с поворотным ковшом, разрабатывающим несвязанные грунты, он принимается в зависимости от геометрической вместимости ковша, tр=4 с.

   

   где n – частота вращения поворотной платформы, которая принимается по техническим характеристикам машины, об/мин;

   α – угол поворота машины в процессе ее работы, град;

   tк – время копания грунта (песка) заданной категории, с.

   Песок относится к первой категории  грунта.

   

   К – коэффициент изменения времени  копания грунта принимается в  зависимости от категории грунта.

    время копания  грунта III категории и работе в отвал, с:

   

   где t – продолжительность рабочего цикла при работе в отвал с поворотом на 90⁰ , принимается из технических характеристик принятой машины;

    - время,  расходуемое на поворот платформы  экскаватора на 90⁰ для экскаваторов прямая и обратная лопата;

     

     - рабочий угол поворота платформы экскаватора, который равен для прямой и обратной лопаты 90⁰;

   где n – частота вращения поворотной платформы, которая принимается по техническим характеристикам машины, об/мин.

   В результате преобразования получим  формулу продолжительности цикла, с:

   

     

   

     

5. Определение количества транспортных единиц для доставки песка на бетонный завод

   Эксплуатационная  часовая производительность автосамосвала  для доставки песка на бетонный завод, т/ч:

   

   где Q – грузоподъемность автосамосвала, т;

   Кг  – коэффициент грузоподъемности, который принимается равным 0,9 – 1,05

   Ки  – коэффициент использования  рабочего времени, принимается равны 0,8 – 0,85;

   tц – время одного рабочего цикла или оборота автосамосвала, с:

   

   tз – время загрузки самосвала песком экскаватором, с:

   

   где Q – грузоподъемность автосамосвала, т;

   Пт  экск – техническая производительность экскаватора, т/ч:

   

    - объемный  вес песка, равный 1,8 т/м³;

   

   

   tг – время движения автосамосвала в груженном состоянии из карьера на бетонный завод, с:

   

   Lп – дальность доставки или транспортировки песка до завода, м

   Ку  – коэффициент условий работы, учитывающий затраты времени  на разгон и торможение автомашины, принимается равным 1,05 – 1,15;

   Vг – средняя скорость движения автосамосвала с грузом, принимается равной 0,5 – 0,65Vmax, км/ч;

   

   tр – время разгрузки автосамосвала принимается равным 120 с;

   tх – время движения порожнего автосамосвала от завода до бункера, с:

   

   где Vх – средняя скорость движения автосамосвала порожняком, принимается равной 0,65 – 0,75Vmax, км/ч; 

   

   tм – время маневров, принимается равным 600 с.

   

   

   Число автосамосвалов для доставки песка  на завод:

   

   Мп  – масса песка, т, равна 54,38м³*1,8т/м³=97,88 т;

   Пэч – эксплуатационная часовая производительность автосамосвала, т/ч

     

6. Выбор и определение  параметров ленточного конвейера для  транспортирования  в бункер завода заполнителей бетона.

 

Эксплуатационная  часовая производительность ленточного конвейера, т/ч:

где Мг – суммарная масса щебня всех фракций на один час работы бетонного завода, Мг = 151,74 т;

Мп –  масса песка, т, Мп = 54,38 м³*1,8 т/м³ = 97,88 т;

Ки –  коэффициент использования рабочего времени, принимается равным 0,6 – 0,8 для машин непрерывного действия.

Пэч = 0,6(151,74+97,88) = 149,77 т/ч

Для полученной производительности подбираем марку конвейера В – 650. 

Таблица 8. Техническая характеристика конвейера  марки В – 650

 

Для конвейеров с резинотканевыми лентами диаметр  приводного барабана определим по формуле, мм:

где Ка – коэффициент, зависящий от номинальной  прочности тканевой прокладки, принимается равным 145 – 170 мм/шт при числе прокладок от 3 до 5;

Кб –  коэффициент, зависящий от назначения барабана, принимается равным 0,85;

Полученное  значение округляем в большую  сторону до диаметра 400 по ГОСТ 22644 и  принятым стандартам СЭВ.

Диаметр натяжного барабана, мм:

Ширина  барабана, мм:

 

7. Выбор типа цементовозов и  определение их количества

 

 Для доставки цемента от амбарного склада до бетонного завода принимаем цементовоз марки ТЦ – 2с пневмонагрузкой, созданный  на базе автомобильного тягача марки КрАЗ – 258 и агрегатов и деталей полуприцепа к нему. 

Таблица 9. Техническая характеристика автоцементовоза  марки ТЦ – 2 – на базе автомобильного тягача марки КрАЗ – 258.

 

Эксплуатационная техническая производительность автоцементовоза, т/ч:

где Q – грузоподъемность автоцементовоза, т;

Кг –  коэффициент грузоподъемности, который  принимается равным 0,9 – 1,05;

Ки –  коэффициент использования рабочего времени, принимается равным 0,8 – 0,85;

tц – время одного рабочего цикла или оборота автоцементовоза, с:

tз – время загрузки автоцементовоза, с:

где Q – грузоподъемность автоцементовоза, т;

Пз –  техническая производительность самозагрузки автоцементовоза, т/мин;

tг – время движения автосамосвала в груженном состоянии из карьера на бетонный завод, с:

Lц – дальность доставки или транспортировки цемента от амбарного склада до бетонного завода, м;

Ку –  коэффициент условий работы, учитывающий  затраты времени на разгон и торможение автомашины, принимается равным 1,05 – 1,15;

Vг – средняя скорость движения автоцементовоза с грузом, принимается равной 0,5 – 0,65 Vmax, км/ч;

tр – время разгрузки автоцементовоза, т;

где Q – грузоподъемность автоцементовоза, т;

Пр –  техническая производительность разгрузки автоцементовоза, т/мин; 

tх – время движения порожнего автоцементовоза от бетонного завода до амбарного склада, с:

   где Vх – средняя скорость движения автоцементовоза порожняком, принимается равной 0,65 – 0,75Vmax, км/ч; 

tм – время маневров, принимается равным 600с.

 

Число автоцементовозов для доставки цемента на бетонный завод:

где Мц – масса цемента, т на один час  работы;

Пэч –  эксплуатационная часовая производительность автоцементовоза, т/ч;