Спроектировать завод по производству безнапорных железобетонных труб

1. ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЗНАПОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ
2. ПРОИЗВОДСТВО БЕЗНАПОРНЫХ ТРУБ
2.1. Изготовление безнапорных труб методом центрифугирования
2.2. Производство труб методом роликового прессования
2.3. Центробежный прокат
3. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Вяжущие вещества
3.2. Заполнители
3.3. Вода для приготовления бетона
3.4. Добавки к бетонам
4. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Технологические расчеты бетоносмесительной установки
4.1.1. Расчет состава бетона
4.1.2. Расчет потребности расхода сырьевых материалов
4.1.3. Расчет и проектирование складов заполнителей
4.1.4. Расчет и проектирование склада цемента
4.1.5. Расчет и проектирование бетоносмесительной установки
4.2. Технологические расчеты формовочного цеха
5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ЛИТЕРАТУРА

Для обычного бетона В/Ц>0,4
,
где А – эмпирический коэффициент, учитывающий влияние заполнителей и других факторов на прочность бетона; Rб – прочность бетона в возрасте 28 суток; Rц – активность цемента.
Определяем расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси по графикам (рис. 4.1). Необходимо также учесть водопоглощение крупного заполнителя, так как оно более 0,5% по массе (7%). Ориентировочный расход воды составляет 180 л/м3.
Рис. 4.1
Определяем расход цемента по формуле:
Ц = В/(В/Ц),
где Ц – расход цемента; В – расход воды.
Ц = 180/0,46 = 392 кг/м3
Пустотность щебня составляет:
Пщ=1-(γщ/ρщ),
где Пщ – пустотность щебня; γщ и ρщ - плотность щебня.
Пщ=1-(1,63/2,7)=0,4
По таблице «Оптимальные значения коэффициента раздвижки α для пластичных бетонных смесей (Вп=7%)» путем интерполяции находим коэффициент раздвижки α=1,38.
Определяем расход щебня:
кг/м3
Расход песка:
П=(1000-(Ц/ρц+В+Щ/ρщ))ρп
П=(1000-(392/3,1+180+1411/2,7))2,6=445 кг/м3
На пробных замесах проверяют подвижность (осадку конуса) бетонной смеси, определяют плотность бетонной смеси:
Ц+В+П+Щ=392+180+445+1411=2428 кг/м3
Подбор состава бетона можно также выполнить по программе, приведенной на сайте http://beton-tech.ru/podbor.php
4.1.2. Расчет потребности расхода сырьевых материалов
Режим работы основного технологического оборудования приведен в табл. 4.1
Таблица 4.1
Наименование цеха Количество Годовой фонд времени (ч) Рабочих дней в году Смен в сутки Часов в смене Бетоносмесительный 253 2 8 4048
1. В год необходимо:
1) бетонной смеси 2428∙40000∙1,015 = 98576800 кг = 98576,8 т;
2) портландцемента 392∙40000∙1,015 = 15680000 кг = 15680,0 т;
3) воды 180∙40000∙1,015 = 7308000 кг = 7308,0 т;
4) щебня 1411∙40000∙1,015 = 57286600 кг = 57286,6 т;
5) песка 445∙40000∙1,015 = 18690000 кг = 18690,0 т.
2. Расчет на сутки:
1) бетонной смеси 98576,8 : 253 = 389,6 т
2) портландцемента 15680,0 : 253 = 62,0 т
3) воды 7308,0 : 253 = 28,9 т
4) щебня 57286,6 : 253 = 226,4 т
5) песка 18690,0 : 253 = 73,9 т
3. На одну смену приходится:
1) бетонной смеси 389,6 : 2 = 194,8 т
2) портландцемента 62,0 : 2 = 31,0 т
3) воды 28,9 : 2 = 14,5 т
4) щебня 226,4 : 2 = 113,2 т
5) песка 73,9 : 2 = 37,0 т
4. Расчет на час:
1) бетонной смеси 194,8 : 8 = 24,4 т
2) портландцемента 31,0 : 8 = 3,9 т
3) воды 14,5 : 8 = 1,8 т
4) щебня 113,2 : 8 = 14,2 т
5) песка 37,0 : 8 = 4,6 т
Все полученные данные сводим в таблицу 4.2
Таблица 4.2
Сырье и полуфабрикаты Единица измерения Потребность час смена сутки год Бетонная смесь т 24,4 194,8 389,6 98576,8 Цемент т 3,9 31,0 62,0 15680,0 Вода т 1,8 14,5 28,9 7308,0 Щебень т 14,2 113,2 226,4 57286,6 Песок т 4,6 37,0 73,9 18690,0
4.1.3. Расчет и проектирование складов заполнителей
Вместимость склада заполнителей определяем по формуле:
Vз=Qсут∙Тхр∙1,2∙1,02 т
где Qсут – суточный расход материалов (т);
Тхр – нормативный запас хранения материалов (сут), учитывая, что заполнитель доставляется железнодорожным транспортом, выбираем запас 10 суток;
1,2 – коэффициент разрыхления;
1,02 – коэффициент разрыхления, учитывающий потери при транспортировке.
Для каждого вида заполнителя вместимость склада рассчитываем отдельно.
Вместимость склада щебня
Vз(Щ) = 226,4∙ 10 ∙ 1,2 ∙ 1,02 = 2771,14 т ≈ 2772,0 т.
Вместимость склада песка
Vз(П) = 73,9 ∙ 10 ∙ 1,2 ∙ 1,02 = 904,54 т ≈ 905,0 т.
Тогда общая вместимость склада: Vз(Щ) + Vз(П) = 2772,0 + 905,0 = 3677,0 т ≈ 2280,0 м3.
Так как производительность данного бетоносмесительного цеха составляет 40000 м3, то применяем склады штабельно-траншейного типа.
4.1.4. Расчет и проектирование склада цемента
Вместимость склада цемента рассчитывается по формуле:
, т
где Qсут – суточный расход цемента;
Тхр – нормативный запас хранения цемента, учитывая, что цемент доставляется автотранспортом, выбираем запас 5 суток;
0,9 – коэффициент заполнения емкостей.
т
По таблице «Техническая характеристика автоматизированных складов» принимаем склад емкостью 360 т:
количество силосов 6 шт;
расход сжатого воздуха 10,5 м3/мин;
мощность 60,8 кВт;
число рабочих в смену 1, всего 2.
4.1.5. Расчет и проектирование бетоносмесительной установки
Определение годовой производительности Qг (т) бетоносмесителя
Qг = Qч ∙ Тсм ∙ N ∙ Тф,
где Qч – часовая производительность бетоносмесителя (т);
Тсм – время работы в смену (ч);
N – количество смен;
Тф – годовой фонд времени работы оборудования (сут).
По технической характеристике бетоносмесителей выбираем бетоносмесители принудительного действия СБ-79, как более подходящие для требуемых смесей: объем готового замеса – 500 л, вместимость по загрузке – 750 л, наибольшая крупность заполнителя – 70 мм, частота вращения барабана – 22,6 об/мин, мощность электродвигателя – 40 кВт, габаритные размеры – 3,58 х 3,0 х 1,67 м, масса – 4700 кг.
Часовая производительность Qч (м3) бетоносмесительной установки:
,
где V – объем смесительного барабана (л);
nз – число замесов в час;
Кв – коэффициент использования времени (Кв = 0,91);
Кн – коэффициент неравномерности выдачи бетонной смеси (Кн = 0,8); m – коэффициент выхода бетонной смеси (принимаем m = 0,67)
.
Qг = 11,7 ∙ 8 ∙ 2 ∙ 253 = 47362,0 т
Количество бетоносмесителей nб, необходимое для обеспечения заданной годовой производительности Пг , определяем по формуле:
Принимаем количество бетоносмесителей 2 шт.
Выбираем автоматизированную установку со скиповым подъемником и двумя смесителями по 250 л. по типовому проекту 409-28-22 с годовой производительностью 40000 м3
Количество отсеков для щебня - 2, для песка – 2, для цемента – 2. При этом установленная мощность двигателей - 37 кВт, численность работающих - 4 человека, площадь в плане – 72 м2, высота – 10,4 м.
4.2. Технологические расчеты формовочного цеха
По стендовой технологии изготовление изделий производят в стационарных формах, а оборудование и рабочие звенья перемещаются от одной формы к другой, тепловая обработка ведется в форме, т.е. все технологические процессы: распалубка, чистка и смазка форм, установка арматуры, формование и твердение – выполняются на одном месте.
Годовая производительность стенда определяется по формуле
где Вр – расчетное количество рабочих суток в году – 253;
r – продолжительность рабочей смены – 8 ч;
h – количество рабочих смен в сутки - 2;
n – число изделий одновременно формуемых на стенде, шт;
v – объем каждого изделия – 3,6 м3;
Тст – продолжительность оборота стенда - 15 ч.
м3
Заданная производительность цеха обеспечивается следующим комплектом стендов nст, шт.:
Принимаем 14 стендов.
5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
В производстве бетона имеется ряд факторов, которые ухудшают условия работы обслуживающего персонала и могут явиться причинами травматизма. С целью снижения влияния этих факторов необходимо осуществление различных мероприятий.
К работе допускаются лица, достигшие 18-тилетнего возраста, прошедшие медицинское обследование и вводный инструктаж по технике безопасности, кроме инструктажа администрация организует обучение рабочих правилам безопасности на производстве. После обучения проводят аттестацию и выдачу соответствующего удостоверения.
В целях безопасного обслуживания перед началом работы при приеме смены оператор обязан, кроме того, ознакомиться с записями, сделанными во время работы предыдущих смен, в цеховом журнале.
При эксплуатации оборудования оператор должен руководствоваться ГОСТ 12.1.009-96 по технике безопасности.
При возникновении нештатной ситуации следует немедленно сообщить мастеру или начальнику смены.
В конце смены следует убрать свое рабочее место и о всех неисправностях и неполадках, не устраненных во время работы, оператор должен сообщить начальнику смены и сменщику, а также сделать соответствующую запись в сменном журнале.
Для осуществления безопасного и высокопроизводительного труда рабочих большое значение имеет освещение рабочего места. Воздействуя на глаза, свет тем самым влияет на весь организм человека, включая центральную нервную систему. При неудовлетворительном освещении зрительная способность глаз снижается, и у человека могут появиться такие глазные болезни, как близорукость, резь в глазах, катаракта, а также головные боли. Наличие резких теней в рабочей зоне, также негативно влияют на зрение, так как служат причиной повышенной утомляемости глаз. Кроме того, неудовлетворительное освещение часто служит причиной производственного травматизма.
При обработке сырьевых материалов, приготовлении бетонной смеси имеет место выделение промышленной пыли, что ухудшает условия работы обслуживающего персонала. Для уменьшения запыленности в цехах и на рабочих местах осуществляется герметизация и аспирация оборудования, устанавливаются местные отсосы, разрабатываются и внедряются более совершенные системы вентиляции; для создания более безопасных условий труда применяются респираторы.
Установки в дозировочно-смесительном цехе находятся под высоким напряжением. Неисправность электропроводки, случайное прикосновение к оголенным проводам, проводам с поврежденной изоляцией, а также к металлическим частям электрооборудования, находящимся под напряжением, но не защищенным ограждением приводят к электротравматизму. При замыкании электрической цепи через тело возникает поражение человека электрическим током. Внутренняя электропроводка должна быть исправна и закреплена так, чтобы исключить возможность случайного прикосновения человека к проводам. Внутреннюю электропроводку прокладывают в трубах. Причем трубки с силовыми проводами проводят непосредственно к клеммам электродвигателя, чтобы оградить электрические провода от попадания на них масла и бетонной смеси. Необходимо заземлить следующие элементы электроустановок: корпусы оборудования, моторов, трансформаторов, светильников, металлической оболочки кабелей и проводов, стальной трубы электропроводки, с целью снижения на них напряжения относительно земли до величины, безопасной для человека.
Все электромагнитные установки должны находиться в специально отведенных помещениях, на двери которых должна быть надпись, предупреждающая работников, не связанных с обслуживанием электромагнитных установок.
При работе оборудования возникают механические колебания, служащие причиной появления шума. Сильный и продолжительный шум, действуя на человека, отрицательно отражается на состоянии его здоровья. Помимо общего утомления шум является причиной головных болей, возникновения глухоты, заболевания нервной и сердечнососудистой систем и других органов человека. При работе машин шум можно ослабить различными конструктивными мероприятиями: устанавливают агрегаты на амортизаторы и на фундаменты; демпфируют соударяющиеся металлические детали упругими материалами с большим внутренним трением (резиной, асбестом, войлоком), поглощающими колебательную энергию; уменьшают уровень вибрации деталей путем изменения их жесткости или массы; применяют гибкие связи (пружины, прокладки). Звукоизоляцию шумных узлов машин или в целом агрегатов обеспечивают с помощью звукоизолирующих кожухов. При эксплуатации оборудования для воздушного сортирования во избежание попадания пыли в атмосферу разъемные соединения должны быть уплотнены войлочными или резиновыми прокладками. Обслуживающий персонал должен иметь индивидуальные средства защиты (респираторы и др.), предотвращающие попадание пыли в органы дыхания.
Для предотвращения поражения электрическим током организма человека перед пусковыми и распределительными устройствами должны располагаться резиновые диэлектрические коврики. Всему обслуживающему персоналу должны быть выданы резиновые перчатки. Электрофильтры должны ремонтироваться специально выделенными работниками — электриками, хорошо знающими принцип их действия и схему подключения к другим агрегатам, работающим в едином блоке. Категорически запрещается производить ремонт при работе механического оборудования и при включенных в сеть электрофильтрах.
С целью предотвращения травматизма при спуске людей в бункера необходимо пользоваться предохранительными поясами, которые должны быть надежно прикреплены (привязаны) к опоре. Над агрегатом, в котором находятся люди, должен быть установлен предупредительный знак, а на пусковом устройстве вентиляторной установки должна быть вывешена табличка с надписью «Не включать».
Для предотвращения травматизма перед пуском бетоносмесителя все вращающиеся и подвижные детали должны быть ограждены.
Открывать дверцы кожухов смесителей во время работы запрещается.
Пробы из смесителей должны отбираться специальными приспособлениями. Отбирать пробы руками запрещается.
С целью уменьшения концентрации пыли в воздухе применяется общеобменная вентиляция, которая имеет в своей схеме отдельные местные вытяжки. Они удаляют вредные вещества непосредственно от мест их образования. Общеобменная вентиляция осуществляет разбавление выделяющейся в помещение пыли, избыточного тепла до допустимых санитарными нормами величин.
Перед сдачей оборудования в эксплуатацию для каждого агрегата должны быть составлены инструкция по эксплуатации и правила по технике безопасности, согласованные с технической и санитарной инспекциями. В инструкции по эксплуатации должны быть указаны правила пуска и остановки оборудования и наблюдения за ним во время работы. Все рабочие должны быть проинструктированы по технике безопасности, а инструктаж оформлен соответствующим образом. Для предотвращения возможного травматизма устанавливаются ограждения движущихся узлов и механизмов, механизируются и автоматизируются операции транспортировки бетона.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 6482-88 . Трубы железобетонные безнапорные. Технические условия.
2. СНиП 3.09.01-85 «Производство сборных железобетонных конструкций и изделий».
3. http://beton-tech.ru/podbor.php.
4. Комар А.Г., Величко Е.Г., Баев В.В., Морозов Ю.Л., Фахратов М.А., Дьяконов И.Т. Технология бетона. Учебно-методическое пособие. - Москва: 2003.
5. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: 2002.
6. Комар А.Г., Кальгин А.А., Фахратов М.А., Кикава О.Ш., Баев В.В., Цыро В.В. Проектирование и реконструкция предприятий сборного железобетона. - Тверь: 2002.
7. Могилевский Я.Г., Совалов И.Г., Копелевич А.Л. и др., под ред. Полосина М.Д., Полякова В.И. Машины и оборудование для бетонных и железобетонных работ. - М.: 1993.
36