Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Технологическая линия по изготовлению ребристых плит перекрытий

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Архитектурно – строительный факультет

Кафедра технологии строительных материалов и изделий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Механическое оборудование предприятий строительной индустрии»

Технологическая линия по изготовлению ребристых плит перекрытий

Пояснительная записка

ОГУ 270106.65.4012.218 ПЗ

Руководитель проекта

_____________ Шевцова Т.И.

"___”_______________ 2012 г.

Испонитель

студент гр. 09 ПСК

____________ Кандалова Е.П.

"___"_______________ 2012 г.

Оренбург 2012

Введение

В России традиционно большую долю занимает строительство с применением железобетонных изделий. Связано это прежде всего с наличием большой материально-технической базы по производству ЖБИ, оставшейся еще с советских времен, а также с природно-климатическими условиями на большей части страны: строить из сборного железобетона можно в течение всего года, даже в зимнийпериод.
В постсоветский период от массового и типового строительства начали отходить. Стали применяться технологии с большим уровнем комфортности, свободными планировками жилых помещений, которые к тому же имели большую добавленную стоимость, т.е. были выгоднее для строителей.

Экономический кризис вынудил строителей пересмотреть приоритеты: в настоящее время требуется большое количество недорогого массового жилья, на стимулирование такого строительства направлены и государственные программы. Поскольку государство в настоящее время является крупным заказчиком, за последние годы увеличилось количество проектов строительства жилья в эконом-классе, которое ведется преимущественно с использованием ЖБИ и ЖБК. Соответственно, начал увеличиваться спрос изделия из железобетона.

С 1955 по 1985 год объем производства сборного железобетона вырос с 6,2 миллиона м3 до 151 миллиона м3 в год.

Сразу возникла ситуация «крена» в сторону сборного железобетона, и руководители страны вдруг «забыли» о других материалах: кирпич, дерево и многое другое. Односторонняя ориентация в строительстве на сборный железобетон неизбежно привела к существенным ошибкам: была заброшена кирпичная промышленность, ликвидированы механизированные предприятия по производству мелких шлакоблоков. В угоду конъюнктуре выбирались сборные варианты даже там, где это было нерационально. А в нашей стране в 80-е годы произошел крен на монолитное строительство якобы потому, что монолитные дома широко строятся в Западно-европейских странах, в США и так далее.

Но перейдя на монолитное строительство, мы не учли, что монолитные здания можно возводить только при положительной температуре. В условиях России, где продолжительность периода с отрицательной температурой составляет полгода и больше, фанатичное стремление все строительство вести из монолитного бетона не оправдано. В результате существенно снизились объемные показатели строительства жилья. Следует еще раз подчеркнуть, что в настоящее время главным строительным материалом является бетон и железобетон. В мире производится порядка 3 миллиардов кубических метров бетона и железобетона в год. По статистике на одного человека в странах Западной Европы используется 3-4 кубометра в год, в США – от 4 до 6 кубических метров в год на человека. В Юго-Восточной Азии, в развитых странах, например, в Японии, – от 6 до 9 кубометров на человека в год. А мы находимся на уровне 0,5 кубометров на человека в год. Однако статистические данные, по всей видимости, занижают реальные объемы производства бетонных смесей в стране. Во-первых, на рынке действует большое количество мелких производителей, чей товар не учитывается статистическими органами, а во-вторых, в списке предприятий, которым располагает Росстат, отсутствует информация по целому ряду заметных производителей.

Для крупных инженерных сооружений следует применять предварительно-напряженные железобетонные конструкции с натяжением арматуры на бетон, а для напрягаемой арматуры использовать канаты и высокопрочную стержневую арматуру больших диаметров, производство которых должно быть освоено металлургической промышленностью. Широкое использование преднапряженного железобетона открывает значительные возможности для снижения расхода стали в строительстве. Это может быть достигнуто главным образом за счет уменьшения металлоемкости ряда железобетонных несущих и ограждающих конструкций, а также путем замены металлических конструкций железобетонными.

В настоящее время созданы новые виды армирования, среди традиционных при использовании металла появилась идея спирального армирования, которую уже применяют в сейсмоопасных регионах, например, на Тайване.

Надо сказать о нетрадиционных видах армирования, в том числе об использовании различного рода композитов из углепластиков, из других видов волокон, в том числе – из базальтового волокна. Сегодня исследователи заняты созданием новых технологий со снижением удельных расходов в человеко-часах на единицу строительной продукции. Надо отметить, что ключевой проблемой в сфере производства железобетонов остается повышение прочностных характеристик до 600–700 МПа.

Объем производства товарного бетона в России в 2008 г. составил 28,4 млн. м3, в 2009 г. – 20,0 млн. м3, раствора строительного в 2008 г. – 5,0 м3, в 2009 г. – 2,9 м3.

А объем производства сборных конструкций фундаментов в Российской Федерации в 2010 году вырос на 21% и составил более 1,7 млн м3. Прогнозируется, что по итогам 2011 года объем производства сборных конструкций фундаментов вырастет примерно на 17% и превысит 2 млн м³.

В январе-апреле 2012 году в России наблюдается рост производства железобетона. Улучшение положения в отрасли началось еще с лета 2011 года, но к концу года сезонный фактор обусловил снижение спроса на изделия из бетона. С ранней весны 2012 года спрос восстановился и начал расти.

Подводя итоги, можно утверждать, что железобетон останется основным конструкционным материалом с широкими перспективами в строительстве будущего. Он применим в самых разных эксплуатационных условиях, гармонично сочетается с другими строительными материалами и окружающей средой, обладает высокой архитектурной выразительностью, отвечает современным требованиям экономики и эстетики, обеспечивая при этом экологическую безопасность и эксплуатационную надежность. [1]

1 Характеристика разрабатываемого изделия

В данном курсовом проекте проектируется предприятие по производству железобетонных ребристых плит перекрытия.

Плиты перекрытия - бетонные плиты, которые используются в качестве перекрытий при возведении зданий общественного и промышленного значения.

Ребристые плиты перекрытия изготавливают с ребрами в одном или двух направлениях со сплошной плитой в верхней части. Плиты такого типа хорошо работаю на изгиб, но из-за выступающих вниз балок образует неплоский потолок, что ограничивает ее использование в жилых зданиях. Они находят применение в чердачных покрытиях.

Плиты в зависимости от способа их опирания на ригели каркаса здания или сооружения подразделяют на два типа:

1П - с опиранием на полки ригелей;

2П -с опиранием на верх ригелей.

Проектируемое предприятие изготавливает плиты перекрытия ребристые П1- ЗIVТ-Н (плиты типоразмера П1, третьей несущей способности, с напрягаемой арматурной сталью класса А-IV, изготовленной из тяжелого бетона нормальной проницаемости).

Плиты изготовляют из тяжелого бетона плотной структуры средней плотности 2500 кг/м. Размеры плит должны соответствовать указанным в таблице 1.

Таблица 1 – Размеры плит П1

Типоразмер плиты

Основные размеры плиты,

мм

Масса плиты (справ.),

Назначение плиты

Расход материалов

Марка бетона

Длина

Ширина

Бетон, м³

Сталь, кг

П1

5550

2985

4,73

Рядовые

1,89

161,6

М300

Масса плиты приведена для тяжелого бетона средней плотности 2400 кг/м³.

Таблица 2 – Основные параметры плит

Класс напрягаемой арматуры	Марка плиты, изготовленной из бетона			Равномерно распределенная нагрузка на плиту, кПа (кгс/м²), при коэффициенте надежности по нагрузке		Марка бетона по прочности на сжатие		Расход материалов на плиту
	тяжелого	легкого		g_f = 1	g_f > 1			Бетон, м³	Сталь, кг
Плиты типоразмера 1П1 рядовые, межколонные, рядовые и межколонные у торца или температурного шва здания или сооружения

А-IV	1П1-1АIVT 1П1-2АIVT 1П1-3АIVT 1П1-4АIVT 1П1-5АIVT	1П1-1АIVП 1П1-2АIVП 1П1-3АIVП 1П1- 4АIVП 1П1-5АIVП	4,4(445) 3,5(360) 16,4(1670) 13,2(1350) 21,2(2160) 17,3(1760) 25,9(2645) 22,0(2245) 28,4(2900) 27,0(2750		5,4(550) 4,4(450) 19,4(1975) 15,7(1600) 25,2(2575) 20,6(2100) 31,1(3175) 26,5(2700) 34,1(3475) 32,4(3300)		М200 М250 М300 M350 M350	1,89	97,2 137,0 161,6 210,8 270,9

Плиты изготовляются по ГОСТ 21506-87 [2].

ГОСТ 21506-87 распространяется на железобетонные предварительно напряженные ребристые плиты высотой 400 мм, изготовляемые из тяжелого или легкого бетона и предназначенные для перекрытий многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий и сооружений различного назначения с шагом несущих конструкций 6 м. Плиты должны удовлетворять требованиям по прочности, жесткости, трещиностойкости и выдерживать при испытаниях контрольные нагрузки, установленные настоящим стандартом.

Эскиз плит представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Плита перекрытия

Плита имеет два продольных ребра, в которой располагается основная рабочая арматура. Правила приемки плит - по ГОСТ 13015.1-81 и ГОСТ 21506-87. При этом плиты принимают:

по результатам периодических испытаний - по показателям морозостойкости бетона, пористости уплотненной смеси легкого бетона, а также по водонепроницаемости бетона плит, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия агрессивной газообразной среды;

по результатам приемо-сдаточных испытаний - по показателям прочности бетона (марки бетона по прочности на сжатие, передаточной и отпускной прочности), средней плотности легкого бетона, соответствия арматурных и закладных изделий проектной документации, прочности сварных соединений, точности геометрических параметров, толщины защитного слоя бетона до арматуры, ширины раскрытия технологических трещин, категории бетонной поверхности.

Значения действительных отклонений геометрических параметров плит не должны превышать предельных, указанных в таблице 3.

Таблица 3 - Отклонения геометрических параметров плит

Наименование отклонения	Наименование геометрического параметра	Пред. откл. для плит категории качества
геометрического параметра		первой	высшей
Отклонение от линейного размера	Длина плиты Ширина плиты: 740 и 935 1485 2985 Высота плиты Толщина полки, размеры ребер Положение проемов, отверстий и вырезов Положение закладных изделий в плоскости плиты: опорные изделия дополнительные изделия из плоскости плиты	±10 ±4 +5 ±8 ±5 -3, +5 5 5 10 3	±10 ±4 ±5 ±8 ±5 -3, +5 5 5 10 3
Отклонение от прямолинейности	Прямолинейность профиля наружной боковой поверхности плит: на заданной длине 1000 на всей длине	3 8	3 5
Отклонение от плоскостности	Плоскостность нижней поверхности плиты относительно условной плоскости, проходящей через три угловые точки плиты	10	8
Отклонение от равенства диагоналей	Разность длин диагоналей верхней плоскости плиты	16	12

2 Анализ способа производства ребристых плит

Различают четыре способа производства ЖБИ: поточно-агрегатный, стендовый, конвейерный и вибропрокатный.

Для того чтобы определить тип технологических линий необходимо провести расчет в зависимости от номенклатуры изделия и его производительности.

При поточно-агрегатном способе все технологические операции (очистка и смазка форм, армирование, формование, твердение, распалубка) осуществляются на специализированных постах, оборудованных машинами и установками, образующими поточную технологическую линию, формы с изделиями последовательно перемещаются по технологической линии от поста к посту с произвольным интервалом времени, зависящим от длительности операции на данном посту, которая может колебаться от нескольких минут (например, смазка форм) до нескольких часов (твердение изделий в пропарочных камерах).

При стендовом способе производства изделия изготовляют в неподвижных формах или на оборудованных для этого рабочих местах — стендах. В процессе формования и до приобретения бетоном необходимой прочности изделия остаются на месте, в то время как технологическое оборудование и обслуживающие его рабочие звенья перемещаются от одной формы на стенде к другой. Для формования ребристых панелей перекрытий применяют стационарные металлические формы и железобетонные формы-матрицы. Их располагают в одну или несколько линий, оставляя проходы для обслуживания. Стендовый способ производства обеспечивает выпуск изделий широкой номенклатуры при сравнительно несложной переналадке оборудования. Для увеличения оборачиваемости формовочных площадей применяют быстротвердеющие цементы высоких марок и различные ускорители твердения бетона. При необходимости тепловой обработки изделий стендовые линии устраивают в неглубоких напольных камерах или в термоформах. Стендовый способ производства хотя и приводит к более низкому использованию производственной площади по сравнению с агрегатным, но имеет ряд преимуществ, особенно при изготовлении предварительно-напряженных конструкций.

Продолжительность технологического цикла в стендовом производстве зависит главным образом от времени выдерживания изделия на стенде для приобретения им необходимой прочности и составляет обычно 1—2 сут.

Конвейерный способ производства представляет собой более совершенную поточно-агрегатную технологию и позволяет максимально механизировать и автоматизировать основные технологические операции. При этом способе технологическая линия работает по принципу замкнутого пульсирующего конвейера, когда изделие, размещаясь на специальном поддоне, перемещается от поста к посту с определенным интервалом времени, соответствующего наиболее продолжительной операции. При конвейерном способе применяют часто поддоны-вагонетки размером 7,5*5,5 м, позволяющие изготовлять изделия до 7 м длиной и 5 м шириной. Вагонетки-поддоны, на которых собирается форма, с помощью специального толкателя через определенные промежутки времени (около 15 мин) перемещаются по конвейерной линии для производственных операций: очистки и смазки форм, укладки арматуры и бетонной смеси, уплотнения смеси, тепловлажностной обработки и распалубки. Конвейерный способ производства экономически целесообразен при выпуске однотипных изделий на заводах большой мощности.

Рассчитываю производственную программу и заношу в таблицу 4.

Таблица 4 – Производственная программа

Наименование	Производительность				Примечание
Наименование	В час	В смену	В сутки	В год	Примечание
Бетон, (м³)	5,19	41,5	83,00	21000
Ребристая плита покрытия, шт	2,74	21,96	43,92	11111,11

3 Расчет технологического цикла

Для того чтобы определить вид технологической линии необходимо провести расчет в зависимости от номенклатуры изделия и его производительности.

Поточно – агрегатный способ производства:

(1)

где П_г - годовая расчетная производительность, м³/год, принимается из задания (=21000 м³/год);

Т_ф - продолжительность цикла формования изделий, из таблицы 3 источника [3], при однослойном изделии сложной конфигурации и объеме выпускаемого изделия 1,89 м³ Т_ф=22 мин;

V_n - объем изделия, V_n =1,89м³;

Z_n - количество одновременно формуемых изделий, Z_n =1 шт;

Т_г - расчетный годовой фонд времени работы установки или агрегата, ч, определяется расчетом из источника [3] (формула 5.5):

Т_г=D_р·Z_см· t_см·K_в (2)

Гдe: D_р - расчетное число рабочих дней в году, D_р=253;

Z_см- количество рабочих смен в сутки, Zсм =2;

t_см - число часов в смену, t_см= 8;

К_в - коэффициент использования оборудования по времени, K_в = 0,9.

Т_г=253·2·8·0,9=3643,2 ч

Следовательно,

При конвейерном способе продолжительность цикла формования изделия Т_ф=20 мин.

Можно производить ребристые плиты перекрытия по любому из приведенных способов, в данном курсовом проете принимаю поточно-агрегатный.

4 Описание производственного процесса

С бетоносмесительного узла бетонная смесь подается в формовочный цех. Раздаточный бункер подает бетонную смесь в бункер бетоноукладчика.

Арматура в виде отдельных стержней, сеток, каркасов и закладных деталей из арматурного цеха подается к месту армирования форм на тележке. Стержни укладывают для предварительного нагрева на контакты электронагревательной установки и включают её.

Смесь бетоноукладчиком подается в предварительно подготовленные формы. Распалубка, очистка и смазка форм включает в себя следующие операции:

Очистка от затвердевшего бетона концов стержней с помощью скребков и щеток
Передача предварительного напряжения на бетон путем обрезки стержней дуговой сваркой.
Удаление концов стержней из проушин упоров формы.
Открывание замков и раскрывание бортов формы.
Строповка плиты за монтажные петли и извлечение плиты из формы.
Удаление остатков затвердевшего бетона с формы. Смазка формы вручную щеткой.

Уплотнение бетонной смеси осуществляется на виброплощадке. Виброформование с помощью виброплощадок сводится к разрушению сложившейся первоначальной структуры бетонной смеси и переводу ее в состояние пластично-вязкого течения, при котором смесь подчиняется действию силы тяжести, свободно растекается, хорошо заполняет форму, самоуплотняется и приобретает устойчивую, более плотную структуру. После уплотнения бетонной смеси следует процесс тепловой обработки. Происходит установка форм с отформованными изделиями в камеру термовлажностной обработки.

Тепловлажностная обработка по режиму:

выдержка изделия - 2 часа;

подъем температуры до 80°С - 3 часа;

изотермический пргрев при 80°С – 6 часов;

остывание изделий – 2 часа.

Далее перемещают формы с изделиями с помощью мостового крана к посту распалубки. Установливают на пост распалубки. Далее следует пост чистки и смазки форм. По окончании всех операций, связанных непосредственно с изготовлением изделий, они вывозятся на склад готовой продукции с помощью самоходной тележке. Приемка изделий ОТК производится на складе готовой продукции открытого типа, оборудованным мостовым краном. [3]

Рисунок 2 – Технологическая схема производства

5 Подбор основного оборудования

Таблица 4 – Сводная ведомость оборудования

Наименование	Тип	Производительность, м³ /ч	Кол., шт	Мощность привода, кВт	Масса, ед., т
Бетоноукладчик	СМЖ-166А	-	1	20	11
Виброплощадка	СМЖ – 187Б-02	-	1	60	5,75
Мостовой кран	-	-	1	-	20-49
Тележка для вывоза готовых изделий	СМЖ-553	-	1	1,1	2,12
Устройство для натяжения арматуры	СМЖ-738	-	1	4	220
Гидродомкрат	СМЖ-86	-	1	-	0,24
Бадья		-	1	-	0,49

Бетоноукладчик СМЖ – 166А.

Ширина колеи – 4,5 м;
Число бункеров – 2 шт;
Суммарный объем бункеров 3 м³;
Ширина ленты питателя 0,9 м;
Скорость движения ленты питателей– 9 м/мин;
скорость передвижения бетоноукладчика 11,6-29,7 м/мин;
Скорость питателя – 8 м/мин;
Продолжительность формования – 12-30 мин;
габаритные размеры: длина 5200 мм, ширина 6300 мм, высота3100 мм.

При выборе типа и модели виброплощадки обращаю внимание на вид и количество одновременно формуемых изделий, их размеры и максимальную массу бетонной смеси. Подбираю виброплощадку в зависимости от грузоподъемности, для чего определяю массу вибрируемых частей по формуле:

где m_к – массу колеблющихся частей виброплощадки, т;

m_ф - масса формы, т;

к – коэффициент присоединения массы бетонной смеси; к=0,2-0,4;

m_б.см – масса бетонной смеси в форме, т;

к₁ – коэффициент присоединения массы пригруза, к₁=0,05-0,08;

m_пр – масса пригруза,т.

где m_и – масса изделия.

Масса бетонной смеси 1,89*2,4=4,536 т

В данном проекте выбрана виброплощадка СМЖ-187Б-02 с грузоподъемностью 10 т.

Время цикла – не более 90 сек;
Крепление формы – электромагнитное;
Габаритные размеры формуемых изделий не более:

Длина – 6500мм;

Ширина – 3000мм;

Высота – 450 мм;

Рабочее напряжение – 380 Вт;
Установленная мощность – 60 кВт;
Частота колебаний 45-50 Гц;
Амплитуда колебаний не более – 0,2-0,5 мм;
Габаритные размеры не более:

Длина - 8500 мм;

Ширина - 2990мм;

Высота - 685 мм.

Масса не более – 5750 кг

Тележка для вывоза готовых изделий СМЖ-553. Грузоподъемность 15 т. Колея транспортируемой формы 3840 мм, колея тележки 3000 мм. Скорость передвижения тележки 0,15 м/с. Установленная мощность 1,1 кВт. Габариты ,мм: длина – 4400, ширина – 4329, высота – 663. Масса 2120 кг.

Мостовой кран грузоподъемность 10 т,

Высота подъема - 12-16 м;
Скорость передвижения моста:

холостой ход - 80 м/мин,

рабочий - 120 м/мин;

передвижения тележки:

холостой ход – 40;

рабочий ход 40 м/мин;
передвижение крюка: