Цех для производства ребристых плит покрытия производственных зданий

Содержание

 

 

 

Введение

 

Ребристые плиты предназначены  для перекрытий многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий и сооружений различного назначения. Применение ребристых плит покрытия экономически выгодно, т.к. из-за особенности  формы они при небольшой толщине  довольно высоки по прочности на изгиб; из-за выступающих вниз балок образует неплоский потолок, что ограничивает ее использование в жилых зданиях. Они находят применение в чердачных покрытиях.

Цель данного курсового проекта - разработка цеха для производства ребристых плит покрытия производственных зданий, обеспечивающего выпуск заданной производительности необходимого качества.

Для выполнения цели курсового проекта  необходимо определить основные задачи:

1. Анализ литературных  источников  по вопросам проектирования  заводов  железобетонных изделий, в частности  ФЦ для производства  ребристых плит.

2. Выбрать наиболее  рациональную  из всех возможных  технологическую  схему цеха, обеспечивающую  максимальную  производительность  и автоматизацию производства.

3. Расчет и подбор  технологического  оборудования, компоновка производственной линии.

4. Выполнение технологических  расчетов, расчет потребности в  сырьевых материалах, расчет производительности  конвейерной линии, расчет камеры  ТВО.

5. Расчет технико-экономических  показателей производства ребристых  плит покрытия по разработанной  технологии.

 

1 Аналитическая  часть

1.1 Аналитический  обзор современного состояния технологии изделия и пути ее совершенствования

 

 Впервые производство  стеновых блоков заводского (промышленного) исполнения было налажено в  Европе в середине 19 го века. Первое промышленное применение технологии вибропрессования бетонных смесей для изготовления бетонных изделий датируется 1914 годом (США). Впоследствии эта технология распространилась по всему миру: Германия — 1929 г., Швеция — 1945 г., Россия — 1960 г. В 1954 г. в СССР было принято решение о строительстве заводов по производству железобетонных изделий. За 40 лет было создано около 6000 таких производств. На «пике» развития в 1988 году ими выпускалось 153 млн мЗ сборных железобетонных изделий и конструкций. Начиная с 1993 года приходится констатировать упадок производства, приведший к банкротству и развалу значительного числа этих предприятий.

В последние 10 – 12 лет приоритетной в отечественном строительстве стала технология монолитного домостроения. за последние 10 – 15 лет технологии изготовления железобетонных изделий сделали заметный шаг вперед, их качество и дизайн заметно улучшились. Во многом это произошло благодаря внедрению, а затем и очень широкому распространению стендового формования безопалубочным (экструзионным) методом пустотных настилов, когда одна формовочная линия может обеспечить производство широкого диапазона изделий: перекрытий, покрытий, стеновых панелей и т. п.

В настоящее время востребованы различные технологии изготовления железобетонных изделий:

- агрегатно-поточная (изготовление ж/б изделий путем формования в отдельных металлических формах и перемещаемых поточным методом с помощью агрегатов с последующим прогревом в ямных или щелевых камерах);

- метод использования индивидуальных «столов-подъемников» (основан на формовании изделий на неподвижных столах, прогреве с помощью механизма подъема-вертикального съема изделий).

«Стол-подъемник» представляет собой двухслойную (с внутренней пустотой для прогрева) металлическую плиту размером 12x4 метра, служащую для формования плоскостных и вертикальных ж/б элементов. При помощи модульных гидроцилиндров плита поднимается в вертикальное положение, и изделие снимается вертикально. С одной стороны, функции опалубки на этой плите выполняет металлический борт, а с другой — монтируется к нему бортоснастка из ламинированной фанеры;

- «карусельная технология», с использованием форм (столов), передвигающихся по роликоопорам и с помощью лифта-подъемника устанавливаемых в прогревочные камеры (фирмы Ebawe, NUSPL).

Подвижной опалубкой является плита (паллета), размером 12,5x3,7 м, передвигающаяся от поста к посту при помощи подвижных роликоопор. Благодаря использованию сменных магнитных бортов выстраивается опалубка, позволяющая формовать в таких формооснастках стеновую панель. Возможно изготовление как однослойных панелей, так и трехслойных с утеплителем. Прогрев осуществляется в специальных камерах. Подача паллет — через лифт-подъемник.

- вертикальное формование в кассетах.

Кассеты вертикального формования изделий состоят из металлических листов с тепловыми рубашками, подвешенными на раму через ролики. Они подвижны и при помощи гидроцилиндров сдвигаются в сторону. На одной кассете может формоваться до десяти изделий: внутренние стеновые панели, плиты перекрытия монолитные, стены шахт лифтов, и т. д.

Агрегатно-поточный способ изготовления конструкций характеризуется расчленением технологического процесса на отдельные операции или их группы; выполнением нескольких разнотипных операций на универсальных агрегатах; наличием свободного ритма в потоке; перемещением изделия от поста к посту; формы и изделия переходят от поста к посту с произвольным интервалом, зависящим от длительности операции на данном рабочем месте, которая может колебаться от нескольких минут (например, смазка форм) до нескольких часов (пост твердения отформованных изделий).

Межоперационная передача изделий на таких линиях осуществляется подъемно-транспортными и транспортными средствами. Для ускоренного твердения бетона при агрегатно-поточном способе обычно применяются камеры периодического или непрерывного действия (рисунок 1.1).

 

Рисунок 1.1 – Технологическая схема изготовления конструкций агрегатно-поточным способом: А – зона хранения сырья; В – зона приготовления бетона; С – зона использования арматурных элементов; О – зона формования и обработки изделий; Е – зона хранения и выдачи изделий; 1 – пост разгрузки инертных; 2 – приемные бункеры; 3 – аккумулирующие бункеры; 4 – пост разгрузки цемента; 5 – транспортная галерея; 6 – элеватор для подачи цемента; 7 – бетоносмесительный цех; 8 – оборудование для производства арматурных элементов; 9 – агрегат для термического напряжения арматуры; 10 – стенд армирования; 11 – самоходный бетоноукладчик; 12 – агрегат для формования изделий; 13 – зона выдержки изделий; 14 – камеры тепловлажностной обработки изделий; 15 – пост распалубки изделий; 16 – транспортирование изделий; 17 – самоходная тележка; 18 – склад готовой продукции

Агрегатно-поточная технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки, что важно при выпуске изделий большой номенклатуры.

При большем расчленении технологического процесса на отдельные элементные процессы с соблюдением единого ритма возможна поточная организация производства. Технологическая линия при этом оснащается необходимыми транспортными средствами. Такую технологию относят к полуконвейерному способу. Этот способ широко используют при формовании на виброплощадке с пригрузочным щитом в одиночных или групповых формах плит перекрытий и покрытий, а также плоских и ребристых панелей, колонн и ригелей.

К недостаткам данной технологии относятся: высокая металлоемкость т.к. изделия формуются преимущественно в металлических формах, при уплотнении бетонной смеси применяется вибрация, следовательно, требуется защитные мероприятия, большие теплопотери при ТВО, низкая производительность, отсутствие автоматизации (рисунок 2.2).

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. Конвейерный метод организации производства характеризуется принудительным ритмом, т.е. перемещение формуемых изделий осушествляется в строгой последовательности через одни и те же формовочные посты, с определенной заданной скоростью передвижения.

Параллельно линии формования, но обычно в обратном направлении, осуществляется термовлажностная обработка изделий. В зависимости от вида устройства для тепловой обработки изделий конвейерные линии выполняют с камерами многоярусного и щелевого типов.

Рисунок 1.2 – Технологическая схема изготовления конструкций конвейерным методом: А – зона хранения сырья; В – зона приготовления бетона; С – зона использования арматурных элементов; О – зона формования и обработки изделий; Е – зона хранения и выдачи изделий; 1 – пост разгрузки инертных; 2 – приемные бункеры; 3 – аккумулирующие бункеры; 4 –– транспортная галерея; 5 – бункеры хранения материалов; 6 – смесительное отделение; 7 – силосы для цемента; 8 – разгрузка цемента; 9 – камера ускоренного твердения бетона; 10 – пост укладки термоизоляционного слоя; 11 – пост доводки изделий; 12 – пост формования изделий; 13 – пост армирования; 14 – смазка форм; 15 – очистка форм; 16 – передаточная тележка; 17 – пост распалубки; 18 – пост контроля; 19 – частичная распалубка изделий

 

Как правило, каждая конвейерная линия специализируется на выпуске одного вида изделия.

Применение этого метода рационально при массовом выпуске изделий по ограниченной номенклатуре с минимальным числом типоразмеров.

К недостаткам данной технологии относятся: высокая металлоемкость, наличие вибрации, получаемые изделия - узкой номенклатуры, наличие огромных производственных площадей для изготовления изделий и ТВО.

Кассетный способ производства, являясь по существу стендовым методом, выделяется в самостоятельную группу. Суть этого способа заключается в том, что формование изделий происходит в вертикальном положении в стационарных разъемных групповых металлических формах-кассетах, в которых изделия находятся до приобретения бетоном заданной прочности. Рабочее звено, занятое в производстве изделия, перемещается от одной кассетной установки к другой, что при соответствующем числе форм позволяет осуществлять непрерывный производственный поток (рисунок 2.3).

Способ непрерывного формования имеет следующие преимущества: высокий коэффициент полезного действия, позволяющий уменьшить энергозатраты при формовании в 3-4 раза; высокую степень однородности и уплотнения бетона во всем объеме изделия; высокую степень качества поверхностей формуемого изделия; минимальные отклонения размеров формуемого изделия; полную механизацию и автоматизацию процесса формования.

Рисунок 1.3 – Технологическая схема изготовления конструкций стендовым способом: А – зона хранения и обработки сырья; В – зона приготовления бетона; С – зона изготовления арматурных элементов; Д – зона формования и обработки изделий; Е – зона хранения и выдачи изделий; 1 – пост разгрузки заполнителей; 2, 5, 8 – приемные бункеры; 3, 9 – кумулирующие смеси; 4 – транспортная галерея; 6 – пост приготовления бетона; 7 – пост разгрузки цемента; 10 – стенд; 11 – склад готовой продукции

Кассетным способом изготавливают внутренние несущие стеновые панели, панели перекрытий, балконные плиты и другие железобетонные изделия, имеющие габариты, соответствующие размерам отсеков кассетных установок.

Таким образом, агрегатно-поточный способ производства ЖБИ является наиболее гибким, способным учитывать малейшие изменения производства, особенно небольшого. Поэтому он является наиболее предпочтительным.

 

1.2 Номенклатура  продукции, характеристика исходных  материалов и состав бетонной  смеси

 

Ребристые плиты покрытия являются наиболее массовыми и занимают значительное место в продукции заводов железобетонных изделий.

1. Технология и номенклатура ребристых плит перекрытия регламентируется ГОСТ 21506-87 Плиты перекрытия железобетонные ребристые.

2. Плиты должны удовлетворять  требованиям ГОСТ 13015.0-83 по прочности, жесткости и трещиностойкости; по показателям фактической прочности бетона (в проектном возрасте и отпускной); по толщине защитного слоя бетона до арматуры; к маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных     петель.

3. Плиты следует изготовлять  из тяжелого бетона средней  плотности более 2200 кг/м3 до 2500 кг/м3 по ГОСТ 26633-91.

4. Арматурная сталь  должна удовлетворять требованиям: 

- термомеханически упрочненная арматурная сталь классов Ат-V, Ат-VСК, Ат-IVК и Ат-IIIС - ГОСТ 10884-81;

- стержневая горячекатаная  арматурная сталь классов А-V, A-IV и А-III - ГОСТ 5781-82;

- арматурная проволока  класса Вр-I - ГОСТ 6727-80.

5. Форма и размеры арматурных и закладных изделий и их положение в конструкциях должны соответствовать указанным в рабочих чертежах. 
        6. Сварные арматурные и закладные изделия должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922.

7. Требования к качеству поверхностей и внешнему виду конструкций – по 
 ГОСТ 13015.0-83. При этом качество поверхности плиты (за исключением стыковых поверхностей) должно удовлетворять требованиям, установленным для категории А6. 

          В проектируемом цехе выпускаются железобетонные ребристые  плиты покрытий П1, предназначенные для эксплуатации в неагрессивной среде, с опиранием на верх ригелей.

Размер плиты:

ширина b= 2985

длина L=5650

толщина H=300

Показатели материалоемкости плиты:

Объём изделия 1,07 м3.

Масса изделия 3,85 т.

Расход стали на 1 м3 изделия составляет 64 кг.

Для изготовления плит по агрегатно-поточной технологии  применяется бетонная смесь класса В 30, жесткостью 10-20 с, отвечающую требованием ГОСТ 7473 -94 [9]  и СНиП 3.09.01-85 [10]. В состав бетонной смеси входят следующие материалы:

в качестве вяжущего применяется портландцемент по ГОСТ 10178-85 [12]. Содержание добавки: доменного гранулированного шлака должно быть не более 20 %.