Ямная камера

 Изм.   Лист      № документа    Подпись     Дата

 Лист

 

КР-02068025.270106.235 ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

 

Перед строительной индустрией стоят задачи, требующие решения  ряда вопросов, связанных с интенсификацией  производства, перестройкой работы по проектированию, реконструкции и  перевооружению промышленности строительных материалов и изделий.

При всем многообразии методов  производства бетонных и железобетонных изделий общим технологическим  приемом, обеспечивающим ускорение  твердение бетона, является тепловая обработка. Это наиболее энергетический процесс из всех технологических процессов. Он составляет треть стоимости изготовления изделий, занимает свыше 80 % длительности технологического цикла и потребляет свыше 75 % тепло- и энерго- ресурсов. Сокращение любого из этих показателей позволяет значительно увеличить эффективность технологии изготовления изделий.

Ямные камеры применяют большей  частью для теплообработки крупногабаритных изделий, пропариваемых в формах или поддонах со снятой бортоснасткой и с опорой их на автоматически выдвигаемые из пазух стен кронштейны.

Ямные камеры просты в изготовлении и широко распространены на заводах  сборного железобетона. Выполняют их напольными, полузаглубленными или заглубленными в зависимости от уровня грунтовых вод.

В данной курсовой работе рассматривается производство панелей перегородок ППБ-1 из тяжелого бетона с использованием агрегатно-поточной технологии изготовления.

Тепловые установки следует  конструировать таким образом, чтобы  они были экономичны, компактны и  безопасными при работе.

 

 

 

 

1. Исходные данные для технологического расчета линии

 

Цех по производству панелей  перегородок по агрегатно-поточной технологии.

Запроектировать установку  для тепловлажностной обработки изделий из тяжелых бетонов в ямной камере, в среде насыщенного водяного пара, для завода производительностью 12000 м³ в год.

Дополнительные данные:

По изделию:

-панели перегородок ППБ-1

-марка бетона М200

(R_б=200кг/см²; 20 Мпа)

-длина L=6000 мм

- ширина В=1200 мм

-толщина H=80 мм

-объем бетона V_б=0,576 м³

-плотность бетона ρ=2400 кг/м³

Эскиз выпускаемого изделия  представлен на рисунке 1

 

 

6000

                                            ППБ-1

80

1200

1200

 

 

 

Рисунок 1 – Эскиз выпускаемого изделия (ППБ-1)

 

По установке:

Наружные стены камеры – бетонные толщиной δст=0,3 м

Потолок состоит из стального листа δ_с=0,008 м, доски δ_д=0,06 м и стекловаты δ_цс=0,15 м.

Пол железобетонный толщиной δ_пол=0,3м.

Норма расхода цемента, заполнителей и других материалов:

-расход цемента 280 кг/м³(по табл.2 ОНТП)

-расход песка 0,45м³/м³×ρ_п=0,45×1500=675 кг

-расход щебня 0,9м³/м³×ρ_п=0,9×1500=1300 кг

-расход воды 200л/м³ (пункт 2.5 ОНТП)

 

Эскиз технологической линии  производства панелей перегородок представлен на рисунке 2.

 

 5 5 на склад

подача смеси 1 I крановые операции 6

 2

 III 7

 3  II

V 4 IV

подготовка форм 8

9

 

 

1-тележка бетоновозная; 2- бетоноукладчик; 3- форма; 4- виброплощадка; 5- кран мостовой; 6- ямная камера; 7- тележка самоходная; 8,9 - посты чистки, смазки форм

Рисунок 2 - Эскиз технологической линии производства панелей перегородок представлен на рисунке

1. выдержка форм до тепловой обработки;
2. тепловая обработка
3. распалубка форм, чистка, смазка
4. складирование изделий и вывоз готовой продукции
5. формирование изделий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технологический расчет линии производства изделий

1. Определим почасовую производительность формующей установки

П_час=П_год/Ф_год

где П_час-часовая производительность формующей установки, шт/час

=12000/253*2*8*0,9=2м³/ч

  П_год-годовая производительность технологической линии, тыс.шт

Ф_год-годовой фонд рабочего времени формующей установки, час.

 

Ф_год=n*m*8*K=255*2*8*0,9=2 м³/час

 

где n- количество рабочих суток в году;

m- количество смен;

k-коэффициент используемого оборудования (0,7-0,9)

2. Определим режим тепловой обработки при изготовлении изделий

Расчетные режимы тепловой обработки изделий из тяжелого бетона. Начальная температура при тепловой обработке принимается t=20°С, температура изотермической выдержки для изделий из тяжелого бетона t_изот =80°С и конечная температура изделий, прошедших тепловую обработку (т.е. температуру охлажденных изделий в камере перед их выгрузкой) t_к=40°С.

Согласно табл. 18 ОНТП-07-85 в зависимости от класса бетона (В15) и толщины изделий (до 160) режим  включает следующие цифры- (11=3,5+5,5+2), τ_реж=(τ₁+τ₂+τ₃) в часах, выбирается общий (суммарный) режим (τ_реж=11ч) и на стадиях подъема температуры (τ₁=3,5ч), изотермической выдержки (τ₂=5,5ч) и стадии охлаждения до 40°С (τ₃=2ч).

На основании выбранного режима представлен графический  режим тепловой обработки изделий (температура изделий, С° и время  тепловой обработки, час)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Графическое  изображение режима тепловой обработки  изделий

 

3. Определим загруженность всех тепловых камер на технологической линии изготовлений изделий

Z=П_час*τ_реж=4*11=44 формы;

где Z- загруженность камер, м³бетона,(шт.,изделий);

П_час-часовая производительность формующей установки, шт. изделий

τ_реж-общий цикл теплоты обработки изделий в камере, час.

 

4. Выполнение садки изделий в 1 камеру, определение внутренних размеров камеры, определение геометрических размеров поддона

 

Термин осадка форм означает установку форм в пропарочную  камеру, которая обеспечивает необходимые  условия для обмена тепла от среды  к твердеющему бетону. Сюда следует  включать зазоры между формами, высота формы и ограждениями камер, количество форм в одной камере и другие условия.

Для выполнения этих условий  при разработке эскиза осадки, следует  изучить конструктивные элементы пропарочных  камер.

При выполнении садки форм в камеру производится расчет пропарочных  камер, а именно определение основных габаритных размеров (вначале внутренних, затем внешних), толщин стен, пола и  крышки, определение заглубленности камеры, применение конструкций необходимых по условиям охраны труда и техники безопасности (лестницы, перила, переходы и т.д.).

Определим длину камеры

L_к=2*_зазор+L_формы=2*300+6200=6800мм,

принимаем L_к 7000мм

Определим ширину камеры

В_к=2*В_формы+3*_зазор=2*1400+3*300=3700мм,

принимаем В_к 3700мм

Определим высоту камеры

Н_формы=8*(250+50)+500+300~3000мм.

принимаем Н_к 3000мм

 

5. Определив внутренние размеры камеры, зазоры между поддонами и конструкциями камеры представим эскиз садки поддонов с изделиями в камере

    

                                                

                       

Нк

 

 

 

 

 

             Вк

Рисунок 4 - Эскиз садки панелей перегородок в камере

Из эскиза поддона с  изделием в камеру следует определить следующие значения:

Количество изделий в  одной камере-n_изд=16 шт;

Объем бетона в камере м³ – Vб=n_изд*V_изд=16*0,576=9,216 м³;

Масса поддона в 1 камере, кг- G_форм=576 кг.

6. Определяем количество камер

Зная количество изделий  в одной камере определяем количество камер на одной технологической линии:

n_к=Z/n_изд=44/16=3 шт;

где Z- загруженность камер, м³бетона,(шт.,изделий);

       n_изд- количество изделий в 1 камере, шт.

Камеры блокируются и  устанавливаются в виде блока  камер смешенных 

в одну из сторон пролета, обеспечивая  технологический проход и проезд с другой стороны от продольной оси пролета.

 

7. выбор конструктивных решений камеры

 

Следующим этапом в технологическом  расчете является выбор и описание конструкций стен камер.

Конструктивные решения  стен, пола и крышки камеры должны обеспечивать надежную тепловую защиту, исключать  большие потери тепла в окружающую среду. С этой целью конструктивные элементы стен (пол, крышка) выполняются  в виде слоистых конструкций. Наружный и внутренний слой выполняются плотными и прочными, внутри которого расположен высокоэффективно-теплоизолирующий слой с низким коэффициентом теплопроводности. К примеру, использование пеностекла, блоков пенопласта в конструкциях стен и крыши.

 

 

 

 

Рисунок 5 – Эскиз конструкции  наружных стен и крышки камеры

8. Материальный баланс ямной камеры из технологического расчета по заданной установке

Произведем выборку сведений для составления материального  баланса на 1 камеру:

n_к=3 шт., количество камер;

n=16 шт., количество изделий в 1 камере;

V_б=9,216 м³, количество бетона в 1 камере;

G_ф=576 кг, вес форм в 1 камере

Расход материалов в кг, на 1 м³ бетона при М=200( по нормам ОНТП)

Ц=280 кг/м³

П=675 кг

Щ=1300 кг

В= 200л/м³

При сопоставлении статей материального баланса видно, что  в процессе тепловой обработке баланс не меняется, за исключением потерь тепла и влаги, которые  необходимо учесть.

Следовательно, материальный баланс ямной камеры в развернутом  виде может быть представлен:

G_ц=V_б*Ц=9,216*280=2580,48 кг;

G_п=V_б*П=9,216*675=6220,80 кг;

G_щ=V_б*Щ=9,216*1300=11980,80 кг;

G_в=V_б*В=9,216*200=1843,20 кг;

G_ф=576 кг.

Масса воды, испарившейся при  Т.О.:

G_w1=(0.01-0.03)*V_б*ρ_б=0,01*9,216*2400= 221,18 кг

Масса воды, оставшейся в  бетоне:

G_w2=G_B-G_w1=1843.20-221.18=1622 кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Теплотехнический расчет  ямной камеры

Теплотехнический расчет выполняется с целью определения  количества тепла, которое необходимо для ускорения твердения отформованных  конструкций помещенных в камеру. При тепловой обработке следует  стремиться к получению изделий  высокого качества при низких расходах тепла (расход энергии, топлива и  т.д.) Основным показателем эффективности тепловой обработки является удельный расход тепла на 1 м³ бетона (∆G_Т.О.)

т.е.∆G_Т.О.=G_п/V_б=кг пара/1м³бетона;

где G_п- общий расход пара на камеру, кг;

      Vб-объем бетона в камере, м3

Тепловой баланс камеры составляется на основании материального баланса  и статей прихода тепла и расхода  тепла в единицах измерений   кДж/час   (или кДж/период; или кДж/цикл )  тепловой обработки.

Следовательно, тепловой баланс состоит

Приход тепла, кДж/цикл              =                Расход тепла,  кДж/цикл      

    Статьи прихода:      Статьи расхода:

1.---------//-------------                                                    1.---------//-------------             

2.---------//-------------                                                    2.---------//-------------

3. и т.д.                                                                          3. и т.д.