Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Обоснование и расчет технологии производства наружных трехслойных стеновых панелей

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

(ТГАСУ)

Факультет: Строительный

Кафедра: «Строительные материалы и технологии»

Направление подготовки (специальность): «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Проектирование предприятий»

НА ТЕМУ: «Обоснование и расчет технологии производства наружных трехслойных стеновых панелей»

Исполнитель студентка 4-го курса, группы 131/1 Ефремова В.А.

Руководитель проекта к.т.н., доцент Петров Г.Г.

Консультант к.т.н., доцент Петров Г.Г.

К защите Защитила с оценкой

« » г. « » г.

подпись

Томск 2015

зАДАНИЕ

Содержание

РЕФЕРАТ

Работа содержит 24 страницы компьютерного текста, 13 табл., 2 источника литературы.

Целью работы является расчет количества сырьевых; выбор, расчет технологического оборудования; т.е выявить все технологические особенности при производстве изделия.

ВВЕДЕНИЕ

Железобетонные изделия являются базой современной строительной индустрии. Из железобетона возводят промышленные одноэтажные и многоэтажные здания, гражданские здания различного назначения, жилые дома, сельскохозяйственные здания различного назначения. На изготовление железобетонных стержневых конструкций расходуется в 2,5—3,5 раза меньше металла, чем на стальные конструкции. Широкое распространение в строительстве железобетон получил вследствие многих его положительных свойств: долговечности, огнестойкости, стойкости против атмосферных воздействий, высокой сопротивляемости статическим и динамическим нагрузкам, малых эксплуатационных расходов на содержание зданий и сооружений и др. В гражданском и промышленном строительстве нашей страны около 90% сборного железобетона составляют типовые унифицированные конструкции, отвечающие требованиям заводской технологичности. Конструкции выполняются в основном линейными, плоскостными и блочными. К линейным 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 т.п. В отдельных случаях изготавливают также конструкции пространственного типа: санитарные кабины, объемные блок комнаты, кольца колодцев и т.п.

Наиболее массовым видом конструкций являются стеновые панели, и панели перекрытия, что связано с развитием полносборного домостроения.

Сегодня нам трудно даже представить, как мы могли бы строить без железобетона. Ведь из него выполняют фундаменты, колонны, балки, рамы, своды, арки, стропильные фермы, стеновые панели, плиты покрытий, перекрытий и кровель, тоннели, мосты, эстакады, набережные, дымовые трубы, водосточные и напорные трубопроводы, столбы, башни и др

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Характеристика железобетонного изделия. Технические требования предъявляемые к нему

Таблица 1.1. Основные характеристики изделия.

Марка железобетонного изделия	Класс бетона	Расход материалов		Масса изделия, т
		Бетон, м3	Сталь, кг
ПСВ 47.27.16-200	М200	2,0	32,5	4,3

Согласно ГОСТ 12504-80 приведём основные характеристики панели ПСВ 47.27.16-200

Арматура

Для армирования панелей следует принимать арматурную сталь следующих видов и классов:

-в качестве рабочей арматуры - стержневую арматуру классов А-III и А-IV по ГОСТ 5781, Ат-IIIC, Ат-IV и Ат-IVC по ГОСТ 10884;

-арматурную проволоку классов Вр-I по ГОСТ 6727 и Врп-I по ТУ 14-4-1322;

-стержневую арматуру классов А-I и А-II по ГОСТ 5781 в случаях, когда использование арматуры вышеуказанных классов нецелесообразно или не допускается нормами проектирования;

-в качестве конструктивной арматуры - арматуру классов А-I и Вр-I.

Для закладных изделий панелей следует принимать углеродистую сталь обыкновенного качества или низколегированную сталь согласно требованиям СНиП 2.03.01 в зависимости от условий эксплуатации панелей.

Бетон

Фактическая прочность бетона (в проектном возрасте и отпускная) должна соответствовать требуемой, назначаемой по ГОСТ 18105-86 в зависимости от нормируемой прочности бетона, указанной в проектной документации, и от показателя фактической однородности прочности бетона.

При этом класс или марка бетона по прочности на сжатие несущих панелей, а также ненесущих панелей, участвующих в пространственной работе здания, должны быть не ниже:

— В7,5 или М100 - в бетонных панелях из тяжелого бетона;

Значение нормируемой отпускной прочности бетона панелей в процентах от класса или марки по прочности на сжатие следует принимать равным:

— 70 - для тяжелого бетона, но не менее 9,8 МПа (100 кгс/кв.см), и для легкого бетона класса В12,5 и выше или марки М150 и выше;

Для холодного периода года допускается повышать значение нормируемой отпускной прочности тяжелого и легкого бетонов, но не более 90% класса или марки бетона по прочности на сжатие. Для ненесущих панелей, для любого периода года повышать нормируемую отпускную прочность тяжелого и легкого бетонов до 100% класса или марки по прочности на сжатие.

Точность изготовления панелей

Отклонения фактических размеров панелей от номинальных, приведенных в рабочих чертежах, не должны превышать указанных в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Предельно допустимые отклонения в размерах панели

Номинальная длина панели, мм	Предельные отклонения
	По длине	По высоте	По толщине при номинальной толщине панели, мм
			До 100	Свыше 100
4720-2650-160	± 10	± 5	± 3	± 5

Отклонения от номинальных размеров и положения выпусков арматуры не должны превышать указанных в рабочих чертежах.

Толщина защитного слоя бетона до арматуры в панелях должна соответствовать указанной в рабочих чертежах.

Номинальную толщину слоя раствора или бетона в наружном защитно-декоративном слое в сплошных6 панелях из легкого бетона и слоистых панелей с наружным слоем из легкого бетона или из тяжелого бетона при отсутствии облицовки следует принимать не менее 15 мм.

Связи в панелях

Соединение наружного и внутреннего слоев панелей следует предусматривать связями следующих видов:

- металлическими связями;

- отдельными армированными бетонными связями (шпонками);

- армированными бетонными ребрами.

Металлические связи цельных сплошных трехслойных панелей следует принимать в виде стержней или других гибких металлических элементов (одиночных или входящих в сварные арматурные каркасы).

1.2. Режим работы завода

При технологических расчетах заводов сборного железобетона режим работы принимают по нормам технологического проектирования предприятий сборного железобетона ОНТП 7-85 [2].

-номинальное количество рабочих суток в 1 год		260;
номинальное количество рабочих суток по выгрузке сырья и материалов с железнодорожного транспорта		365;
количество рабочих смен в сутки (без тепловой обработки)		2;
количество рабочих смен в сутки с тепловой обработкой		3;
количество рабочих смен в сутки по приему сырья и материалов и отгрузке готовой продукции:
- железнодорожным транспортом		3;
- автотранспортом	2 или 3;
продолжительность рабочей смены, ч		8.

Режим работы предприятия определяет расчет потоков и количества сырья, расчет технологического оборудования, списочный состав рабочих.

Сырьевая база предприятия:

Крупный заполнитель местный – щебень из гравия.

Мелкий заполнитель местный – песок Вознесенского месторождения.

Вяжущее – портландцемент Топкинского цементного завода.

1.3. Производственная программа завода

Расчет производственной программы проводится, исходя из производственной мощности предприятия, указанной в задании, и режима работы предприятия.

Таблица 1.3. Производственная программа завода

Наименование изделия	Производственная программа завода
	в год		в сутки		в смену		в час
	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.	м3	шт.
ПСВ 47.27.16-200	24000	6411	92.15	25	48.07	12.5	6.009	6

1.4. Характеристика сырьевых материалов

Таблица 1.4. Характеристика цемента

Вид цемента

Завод

изготовитель

Нормальная густота

цементного теста, %

Сроки

схватывания,

час. - мин

Предел

прочности,

МПа

Марка

цемента

Истинная плотность

кг/м3

начало

конец

изгиб

сжатие

Портландцемент

Топки

25,9

0-55

2-45

5,4

41,2

400

3000

Таблица 1.5. Характеристика песка

Месторождение песка

Частные (полные)

остатки, %, на ситах

Содержание пылеватых, илистых и глинистых частиц, %

Пустотность, %

Плотность, кг/м3

2,5

1,25

0,63

0,315

0,16

насыпная

истинная

Вознесенское

4,5

(4,5)

4,0

(8,5)

3,5

(12,0)

63,5

(75,5)

18,5

(94,0)

11,5

46,0

1405

2600

Таблица 1.6. Характеристика крупного заполнителя

Вид заполни-

теля

Остатки на ситах,

Плотность,

кг/ м3

Пус-

тот-ность, %

Содержание пластинчатых зерен, %

Марка

по дро-бимо-сти

2.5

истинная

насыпная

Щебень из гравия

5,1

58,9

63,4

31,3

94,7

4,7

99,4

2640

1550

43,2

12,7

ДР8

1.5. Расчёт потребности сырьевых материалов

Проектируем состав тяжёлого бетона марки М200 . Подвижность бетонной смеси марки П2 (ОК 1-2 см).

Определение водоцементного отношения (В/Ц), исходя из требуемой марки бетона, определяем по формуле:

В/Ц = ;

Определение расхода цемента по формуле:

Ц = = кг/м ;

Определение расхода крупного заполнителя на 1 м3 бетонной смеси по формуле:

Щ = кг/м ;

V = 0,46 = 46%;

Определение расхода мелкого заполнителя на 1 м3 бетонной смеси по формуле:

П = [1-( )]* = [ 1-( ) ]*2600 = 442 кг/м ; (1.4)

Определение расхода воды, который зависит от крупности щебня и подвижности бетонной смеси. Щебень из гравия крупностью (Д) – 5-20 и подвижность бетонной смеси 1 - 2 см., следовательно, по таблице, расход воды составит: В=200 л/м3.

Необходимое количество материалов на 1 м3 бетонной смеси:

Цемент (Ц) = 294 кг = 0,294 т

Песок (П) = 442 кг = 0,442

Щебень (Щ) = 1428 кг = 1,428 т

Вода (В) = 200 л = 0,2 т

Таблица 1.7. Потребное количество сырьевых материалов

Материалы	Расход материалов на 1 м3	Расход материалов, т
Материалы	Расход материалов на 1 м3	год	сутки	смена	Час
Цемент	294	7350	28,2	14,1	1,7
Песок	442	11050	42,5	21,25	2,65
Щебень	1428	35700	137,3	68,65	8,58
Вода	200	5000	19,2	9,6	1,2

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА

Стеновые панели, главным образом, изготавливают конвейерным способом производства. Конвейерный способ – это усовершенствованный агрегатно – поточный, при котором операции по перемещению форм выполняются транспортным конвейером. При конвейерном способе весь технологический процесс разделяется на операции и посты.

Конвейерный способ характеризуется следующими признаками: максимальное расчленение технологического процесса на операции, выполняемые на отдельных рабочих постах; перемещение форм и изделий от поста к посту с регламентированным ритмом.

Изделия в процессе обработки передаются конвейерным устройством пульсирующего действия, автоматически при этом создаются условия более полной синхронизации. Конвейерный метод организации производства характеризуется принудительным ритмом, т. е. перемещение формуемых изделий осуществляется в строгой последовательности через одни и те же формовочные посты, с определенной заданной скоростью передвижения. Это требует в качестве важнейшего условия комплексную механизацию операции с применением автоматического технологического оборудования. Конкретно в этой технологии для межоперационного транспорта выбран механизированное транспортное средство линейного типа — тележечный конвейер, состоящий из определенного числа поддонов-тележек.

Параллельно линии формования, но обычно в обратном направлении, осуществляется тепло влажностная обработка изделий в подземной щелевой камере. Как правило, каждая конвейерная линия специализируется на выпуске одного вида изделия, в данном случае изготовление наружных стеновых панелей.

Также выбор конвейерного способа производства железобетонных изделий позволяет добиться комплексной механизации и автоматизации технологических процессов изготовления изделий, значительного повышения производительности труда и увеличения выпуска готовой продукции при наиболее полном и эффективном использовании технологического оборудования. Применение этого метода рационально при массовом выпуске изделий по ограниченной номенклатуре с минимальным числом типоразмеров.

Технологическая линия для изготовления наружных стеновых панелей состоит из одиннадцати постов и представляет собой вертикально-замкнутый конвейер. На его верхнем ярусе расположены технологические посты: распалубки, чистки и смазки форм-вагонеток, укладки арматуры и закладных деталей, укладки и уплотнения бетонной смеси, отделки поверхности

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1. Проектирование БСЦ

Требуемую часовую часовую производительность определяем по формуле:

Пб.ч = Пбп*k1/k2 = 6*1,2/0,7 = 10,2

Пб.ч – требуемая часовая производительность;

Пбп – рассчетная часовая потребность бетонной смеси;

k1 – коэффициент резерва производства, k1 = 1,2-1,25

k2 – коэффициент равномерности выдачи бетонной смеси, k2 = 0,7.

Требуемое количество бетоносмесителей:

n = = = 0,6

Qц – производительность смесителя;

V – объем смесительного барабана ,л;

n – число замесов, ч;

– выход готовой смеси.

Принимаем количество бетоносмесителей = 1.

Производительность смесителя:

Qц = = = 17,46 м3

3.2. Проектирование конвейерного способа производства

Для конвейера с однотипными изделиями по одному изделию в форме, расчётный ритм конвейера равен:

мин;

Вр.ч. – расчётный фонд рабочего времени, ч;

Кн. – коэффициент, учитывающий регламентированные перерывы в работе технологической линии;

Кн.=0,8…0,85

Пг.к. – требуемая годовая программа цеха, шт;

Принимаем рабочий ритм конвейера равным 16 мин.

Согласно нормам ОНТП 7-85, максимальная продолжительность ритма конвейера для многослойных офактуренных изделий с объёмом в бетоне менее 3,5 м3, должна быть 25 минут.

Таблица 3.1. Требуемое количество постов конвейерной линии при изготовлении стеновых панелей

Операция	Уровень механизации и автоматизации			tср.	Kн.	tср.* Kн.
Доформовочный участок
1. Открывание бортов и замков	ЧМ			4	1,35	5,4
2. Кантование и съём вкладышей	М			2	1,15	2,3
3. Чистка формы	ЧМ			6	1,2	7,20
4. Закрывание бортов и замков	ЧМ			5	1,35	6,75
5. Смазка формы	ЧМ			2	1,2	2,40
Итого:						32,6
Формовочный участок
6. Укладка растворной смеси	М			5	1,15	5,75
7. Укладка арматурных изделий	Р			8	1,20	9,6
8. Укладка нижнего слоя б.с.	М			12	1,25	15,0

10. Укладка теплоизоляц. слоя	Р			9	1,20	10,8
11. Укладка верхнего слоя б.с.	М			8	1,20	9,60
12. Разравнивание и уплотнение	М			6	1,20	7,20
13. Укладка растворной смеси	М			7	1,15	8,05
14. Разравнивание и уплотнение растворной смеси		М	10		1,15	11,5
Итого:						81,40
Послеформовочный участок
15.Затирка открытой поверхности	М			8	1,15	9,20
16. Очистка формы от б.с.	Р			3	1,25	3,60
17. Техконтроль	Р			3	1,20	3,60
Итого:						16,40

Если на конвейере изготавливают одно изделие, то производительность определяется по формуле:

Пг.к.ф.=

м3;

Vи – объём изделия в форме, м3;

Rn – принятый ритм конвейера, мин;

Требуемое количество конвейеров найдём по формуле:

шт;

Принимаем 1 конвейер.

Требуемое количество постов конвейерной линии:

Таблица 3.2. Коэффициенты неравномерности изделия

Вид операции	Изделия сложной конфигурации
автоматизированные	1,05
механизированные
ручные

В числителе – при выполнении операций на отдельных постах.

В знаменателе – при возможности перенесения на другие посты.

tп – время передвижения тележки с поста на пост, мин;

tп=1,5…3;

Количество постов доформовочного участка:

Nп.д.=

Количество постов формовочного участка:

Nп.ф.=

Количество постов послеформовочного участка:

Nп.п.=

Принимаем количество постов на:

— доформовочном участке = 3 шт.;

— формовочном участке = 6 шт.;

— послеформовочном участке = 2 шт.;

Требуемое количество постов конвейерной линии:

Nп = Nп.д + Nп.ф + Nп.п = 3+6+2 = 11 шт.

Далее необходимо определить требуемую длину линии формования. Если на каждом посту размещается по одной форме, то:

Lф.л.= lф*(Nn+2)+ln*(Nn-1)+2lp+2lm=6,3*(2+2)+6*(2 - 1)+2*0,4+2*1,5 = 35,0м;

lф – длина формы-вагонетки, м;

Nn – количество, шт;

ln – величина промежутков между формами, м. При использовании цепных приводов:

ln = 0,3…0,5 м;

lp – расстояние от крайних форм до участка размещения подъёмника или снижателя, м;

lm - величина участка, где размещается механизм опускания или подъёма форм вагонеток, м;

lm = 1…1,5;

lф = n*l+2δla = (6*1)+(2*0.15) = 6,3 м;

Далее необходимо определить потребное количество форм для конвейера пульсирующего действия:

Nф.к.=Кр.ф.(Nа*Nв*Nс)= 1,05*(11+33,75+2)=49 шт;

Кр.ф. – коэффициент запаса форм на ремонт;

Кр.ф.= 1,05;

Nа – число форм на постах конвейера, шт. Если на каждом посту находится по одной вагонетке, то Nа= Nn;

Nв – число форм находящихся в камере ТВО, шт;

Nв = шт;

То – продолжительность ТВО по ОНТП 7-85.

То = 9 - 11 ч;

Nс – число форм находящихся на передаточных устройствах, шт;

Nс= 2;

Далее определяем размеры щелевой пропарочной камеры

Длина камеры:

Lк= lф*Nb*ln*(Nb-1)+2lрк= 6,3*33,75+0,4*(33,75 -1 )+2*0,4 = 225,7 м;

ln – расстояние между формами вагонетками, м;

ln= 0,4;

lрк – расстояние между торцами камеры и бортом крайней формы, м;

lрк = 0,4…05;

Ширина камеры:

Вк= bф+2bn+2 =2,4+2*0,4+2*0,3= 3,8 м;

bф – ширина формы вагонетки, м;

bn – расстояние между формой вагонеткой и внутренней стеной камеры, м;

– толщина наружной стенки, м;

= 0,3…0,4;

Высота камеры:

Нк= h1+h2+h3+ = 0,3+0,16+0,3+0,4 = 1,16 м;

h1 – величина зазора между полом и поддоном вагонетки, м;

h2 – высота изделия, м;

h3 - величина зазора между верхом изделия и перекрытием, м;

- толщина перекрытия, м;

= 0,4;

Требуемая длина конвейерной линии равна:

Принимаем требуемую длину конвейерной линии = 261 м.

Lфл – длина линии формования, м;

Lк – длина пропарочной камеры, м.

Число ветвей конвейера:

= = 6,4 = 7 шт.;

Длина конвейера равна:

Расчетную длину конвейера принимаем = 38 м.

Площадь цеха определяем по формуле:

[(173 + 10,9+ 45,9+ 18+ 30)*1,5+19,6]*1,5 + 144 + 120 = 918,45 м2;

К1 – коэффициент, учитывающий проходы (К1 = 1,2…1,5);

К2 – коэффициент, учитывающий площадь под путями кранов и тележек (К2= 1,5);

S1 – площадь занимаемая основным технологическим оборудованием, м2;

S1=Lф.л.*Вф.л.+Sсп*2 = 35*3+68м= 173 м2;

Sсп – площадь спускателя;

S2 – площадь, необходимая для хранения резервных форм, м2;

S2= м2;

Nф.к. – требуемое количество форм, шт;

Мф – масса одной формы, т;

Нс.ф. – норма складирования металлических форм;

Нс.ф.= 0,7 т/м2;

Мф = Муд*Vб = 1,5*2 = 3 т;

S3 – площадь для текущего ремонта и переналадки форм, м2;

S3= м2;

S4 – площадь для ремонта изделий. Равняется площади отделочной линии, м2;

S4= lл*bл =12*1,5 =18 м2

lл – длина линии отделки, м;

bл – ширина линии, м;

S5 – площадь занимаемая тележкой для вывоза готовой продукции и ввоза арматурных изделий, м2

S5 = bт*lр = 3*15 = 30 м2;

bт – ширина телеги или изделий на ней, м;

Обоснование и расчет технологии производства наружных трехслойных стеновых панелей 📙 Курсовая → 🆔 145327