Разработка структурной схемы производства безнапорных железобетонных труб

Стендовый способпроизводства железобетонных изделий характеризуется следующими основными признаками: весь процесс производства осуществляется в неподвижных формах или на специальных стендах; изделия в процессе обработки остаются неподвижными, а рабочее и технологическое оборудование перемещается от одной формы к другой; за каждым стендом или формой закрепляется одно или несколько технологически однородных изделий. В основе классификации разновидностей стендового производства лежит ряд факторов: число типоразмеров изделий, закрепленных за стендом; способ расположения конструкций на стенде; конструктивные особенности стендовой установки; длительность производственного цикла[8]. По числу закрепленных типоразмеров изделий стендовые установки делятся на специализированные (кассеты для изготовления лестничных маршей и площадок, стенды для производства подкрановых балок, полигональных ферм и т. д.) и универсальные (изготовление различных технологически однородных изделий). На стенде изделия могут располагаться вертикально, горизонтально, последовательно, поштучно, пакетами, что влияет на конструктивные особенности стендовых установок. По своему устройству стендовые установки могут быть стационарными и разборными. Стационарные установки выполняются в виде металлических форм, железобетонных и бетонных форм-матриц с гладкой шлифованной поверхностью. Разборные металлические и железобетонные формы бывают в виде разъемных групповых кассет и форм-стендов. Лотковый стенд отличается от напольного некоторым заглублением по отношению к уровню пола, что дает возможность перекрывать его крышками для прогрева изделий. Заглубление стенда принимается в зависимости от толщины формуемых изделий. По способу армирования стенды бывают двух типов: пакетные и протяжные. Для пакетных стендов арматуру (пучки-пакеты с зажимами на концах) собирают на отдельной установке, а затем переносят и укладывают в захваты стендов или форм. На протяжных стендах арматурную проволоку сматывают с бухт, установленных в одном конце стенда, и протягивают по всей длине до другого упора непосредственно на линии формования. На пакетных стендах целесообразно изготавливать изделия со сравнительно небольшими поперечными размерами и компактным расположением арматуры по сечению. Линейные изделия большой высоты или ширины, имеющие большое поперечное сечение и требующие поштучного или группового заполнения сечения арматурной проволокой, целесообразно изготавливать на протяжных стендах. При стендовом производстве для формования изделий применяют следующие виды оснастки: формы стационарные металлические и железобетонные, предназначенные для формования криволинейных и плоских крупноразмерных тонкостенных конструкций; металлические и железобетонные разборные и неразборные формы; групповые формы-стенды, собранные в пакеты значительной протяженности, служат для производства напряженно-армированных балок, ребристых плит, шпал и т.д.; бетонные стенды с отшлифованной поверхностью для формования разнотипных крупноразмерных конструкций в формах, как с обычным армированием, так и с напряжением арматуры. Длинномерные линейные изделия с напряженным армированием формуют на длинных стендах длиной 75 м и более, а также на коротких стендах, имеющих длину, равную одному изделию, а ширину - двум и более.Длинные стенды применяют для одновременного изготовления нескольких одинаковых изделий в формах, располагаемых одна за другой и образующих единую формовочную линию. На этой линии укладку и натяжение арматуры, а также бетонирование и твердение изделий осуществляют сразу по всей длине стенда.

В данной курсовой работе будет целесообразно  применить агрегатно-поточный способ производства, так как этот способ позволяет использовать различное технологическое оборудование, различные по размерам формы. Агрегатно-поточный способ для мелкосерийного производства является наиболее выгодным. При несложном технологическом оборудовании, небольших производственных площадях и затратах на строительство этот способ дает высокий съем продукции с 1 м² производственной площади цеха. Здесь сочетаются небольшие затраты труда со сравнительно низкими удельными капитальными вложениями. Этот способ позволяет разделить технологические операции по специализированным постам, создать условия для организации четкого пооперационного контроля качества изделий, обеспечивает высокий коэффициент использования оборудования и оборачиваемость форм.

Агрегатно-поточный способхарактеризуется:

• возможностью закрепления за одной поточной линией изделий, различных не только по типоразмерам, но и по конструкции.
• небольшой объем каждой секции камеры позволяет затрачивать минимум времени на загрузку и выгрузку изделий (что создает условия для непрерывной подачи отформованного изделия в камеру твердения).
• технология отличается большой гибкостью и маневренностью в использовании технологического и транспортного оборудования, в режиме тепловой обработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМАПРОИЗВОДСТВА БЕЗНАПОРНЫХ ТРУБМЕТОДОМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ

 

Приготовление бетонной смеси ведут путем перемешивания  в определенных пропорциях цемента, воды, песка и щебнякрупностью  не более 10 мм.

Арматурные  каркасы изготовляют на специальных  станках. Станок, предназначенный для изготовления каркасов труб диаметром 400—900 мм, оборудован специальным шаблоном для образования раструба; для труб 1000— 1500мм каркас раструба вяжется отдельно вручную.

Арматурные  каркасы раструбных труб диаметром 500...1300 мм при формовании изготовляют на станке СМЖ -117 А. Станок имеет планшайбу с приводом вращения, сменные цилиндрические и конусные оправки, тележку, на которой размещается конусная оправка; механизм перемещения, используемый для протягивания продольных стержней; сварочный агрегат, установленный на тележке; механизм подачи спиральной арматуры; диск для укладки продольных стержней. Для изготовления арматурных каркасов труб с диаметром свыше 1400 мм применяют станок СМЖ-420.

Трубы изготовляют  в разъемных металлических формах. Для сборки и разборки форм в пролете  предусмотрены специальные посты,  которые оборудованы консольными кранами, устройствами для снятия раструбообразователей, электрической талью, пневмоинструментом, оборудованием для очистки полуформ. После укладки арматурного каркаса в нижнюю полуформу,  мостовой кран устанавливает верхнюю полуформу, пневматический гайковерт сболчивает полуформы, после чего в форму вставляют раструбообразователь н втулочное кольцо. Собранную форму мостовым краном транспортируют к стенду, где на форму надевают бандажи, после чего она устанавливается на центрифугу. Вверху форма поджимается роликами, предохраняющими ее от выброса в процессе центрифугирования.

Продолжительность загрузки ложкового питателя смесью - 1мин. Формы диаметром до800 мм загружают в один прием, а остальные - в два. Продолжительность цикла формования 25—38мин.

Шлам, образовавшийся в процессе центрифугирования, сливается через торец формы с помощью гидроподъемника, установленного на каждой центрифуге.

После центрифугирования  мостовой кран подает форму с изделием на стенд для снятия бандажей и  кантования в вертикальное положение. Затем форма переносится на пост тепловой обработки, где она закрепляется в вертикальном положении. Тепловую обработку осуществляют путем пуска пара по внутреннюю полость трубы. Выдержка изделий перед тепловой обработкой составляет для трубдиаметром 400-800мм — 1,8ч. для труб 1000-1200мм — 2,7ч. После тепловой обработки форму с изделием транспортируют на пост распалубки, где с помощью мостового крана и тали поворачивают извертикального вгоризонтальное положение. Здесь форма разболчивается, снимается верхняя полуформа, затем извлекается готовое изделие.

Трубы после маркировки и приемки ОТК устанавливают на самоходную тележку для вывода на склад готовой продукции.

В зимнее время изделия выдерживают в  помещении на площадке промежуточного складирования в течении 4 часов.

Из партии в 200 шт. по две трубы испытывают на прочность, трещиностойкость, водонепроницаемость соответственно на прессе для механических испытаний и установке для гидравлических испытаний труб.

 Безнапорные  трубы можно изготовлять на  центрифугах, используя при этом  ненапрягаемую арматуру. Для производства  этих труб не требуется навиваемой  арматуры и укладки защитного  слоя. Стальные формы для 6езнапорных труб применяют двух типов: для труб диаметром 500… 1500 мм – длиной 5000 мм, а для труб диаметром 300… 400 мм - длиной 3200 мм.

Роликовая центрифуга (рисунок4) состоит из фундаментной рамы 1, ведущих роликов 7, приводимых в движение от электродвигателя 2, цепной передачи 12 и дифференциала 11, ведомых роликов 9, удерживающих роликов 5, смонтированных на кронштейнах стойки 6 и гидроподъемника 8. Тахометр 3 с приводом от зубчатой передачи 13 предназначен для контроля за числом оборотов роликов и формы. Тормоза 10, управляемые ручным насосом 14, применяются для замедления вращения роликов и формы после окончания процесса центрифугирования.

 

Рис. 4 Роликовая центрифуга

а — общий  вид: б — кинематическая схема

Для предотвращения разбрызгивания массы предусмотрены  щитки 4. Процесс изготовления железобетонных труб происходит следующим образом. Форму с вставленной в нее  арматурой и раструбообразователем укладывают бандажами на лотки гидроподъемника 8. При опускании гидроподъемника бандажи формы ложатся на ведущие и ведомые ролики, поворачивается кронштейн 6 и фиксируются по бандажу удерживающие ролики 5. После разгона формы, вращающейся за счет трения между ее бандажами и ведущими роликами, внутрь вводится ложковым питателем бетонная смесь. В результате быстрого вращения смесь распределяется равномерным слоем по стенкам формы и за счет центробежных сил уплотняется. По окончании процесса формаостанавливается, кронштейн с роликами отводится в сторону и краном формавместе с изделием снимается и переносится в отделение термической обработки.

Изготовление  безнапорных труб начинают с подготовки форм: очистки, смазки и сборки. Внутрь форм вставляют арматурные каркасы, а затем надевают днища форм. После этого форму с каркасом устанавливают на центрифугу. При вращении центрифуги внутрь формы с помощью ленточного питателя или ложечного бетоноукладчика подают бетонную смесь, которая ложится ровным слоем по всей поверхности формы. После укладки бетона в формы с изделием с помощью крана или кантователя устанавливают раструбом вниз в вертикальном положении на пост пропаривания. После приобретения бетоном 70% проектной прочности форму приводят в горизонтальное положение, разбирают, извлекают из нее изделие и направляют на склад готовой продукции.

Производство  железобетонных безнапорных труб можно  вести и в вертикальных установках. Установка для изготовления труб диаметром 400 и 500 мм состоит из формовочной рамы с полуформой, находящейся в вертикальном положении, и горизонтальной рамы с поддоном. Пустотообразователи с виброголовкой заглублены в колодце. На очищенный и смазанный поддон укладывают два арматурных каркаса. Затем формовочную раму переводят в горизонтальное положение и соединяют с поддоном замковым механизмом. Далее формовочную и горизонтальную рамы возвращают в первоначальное положение; После подачи пустотообразователя в формы через направляющие и раструбообразователи начинают укладывать бетон. Процесс формования длится 15 мин, затем извлекают пустотообразователи и формовочную раму устанавливают в горизонтальное положение. Верхнюю полуформу возвращают в вертикальное положение, а поддон с отформованным изделием перемещают в камеру пропаривания. На одной установке одновременно формуют две раструбные трубы.  

       Безнапорные трубы диаметром  800 мм и длиной 5000 мм можно изготовлять на поточно-агрегатной линии с помощью центрифугирования. Изготовление труб начинают с процесса навивки на сердечники напряжения продольной арматуры. Затем на специальном стенде собирают спиральную напряженную арматуру и скрепляют ее с продольной. После этого сердечник с арматурным каркасом укладывают в полуформу, установленную на тележке формовочного конвейера. Бетонную смесь укладывают бетоноукладчиком, затем устанавливают верхнюю полуформу, и собранная форма поступает на центрифугу. При скорости центрифугирования 94 об/мин бетон распределяется по внутренней поверхности формы. При повышении скорости до 463 об/мин бетон уплотняется и химически связанная вода удаляется через фильтрующее полотно, которым выкладывается форма изнутри. Далее форму устанавливают на конвейер, а затем на кантователь и распалубливают. Тележка и подвешенный к ней сердечник с трубкой перемещаются к тоннельной пропарочной камере непрерывного действия, состоящей из двух параллельно расположенных секций.

Каждая  секция камеры по длине разбита на три зоны: 1 - разогрев изделия до 70⁰С, 2 - выдержка при температуре 70⁰С и 3 – остывание изделия до 20⁰С. У выходного конца камеры передаточная тележка передает трубу на кантователь, который поднимает трубу для расцепки с транспортной тележкой и поворачивает ее в горизонтальное положение. Трубу укладывают на катки самоходной тележки и перемещают к съемнику стержня, где стержни арматурного каркаса обрезают и тем самым передают напряжение на бетон. Продолжительность технологического процесса 22 ч.

При поточно-агрегатной схеме производства каждая труба  и формапоследовательно проходят соответствующие  посты технологической линии. Такая схема наиболее приемлема при центробежном способе производства труб.

Загрузку  центрифуг бетонной смесью осуществляют ложковыми питателями, бетононасосами или бетонораздатчиками, а пропаривание труб производят в горизонтальном или вертикальном положении. С технико-экономической стороны, себя оправдывает двухступенчатое пропаривание труб с предварительным пропариванием труб в течение 2…3 ч. Последнее обеспечивает получение бетона с прочностью 6…8МПа и позволяет производить распалубку форм.  

Трубы по конструкции стыкового соединения бывают: а) раструбные со стыковым соединением, уплотняемым герметиками; б) раструбные со стыковым соединением, уплотняемым резиновым кольцом; в) фальцевые со стыковым соединением, уплотняемым герметиками.

К трубам предъявляются требования по коррозионной стойкости, морозостойкости, водонепроницаемости, бетон должен иметь отпускную  прочность, равную 70...90% марочной.

Испытания на водопоглащение и водонепроницаемость  проводят один раз в три месяца, на морозостойкость - один раз в шесть месяцев. Морозостойкость бетона определяется по ГОСТ 10060.

 

 

7ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИЙ

 

Технологический процесс производства центрифугированных труб включает в себя изготовление арматурных каркасов, укладку каркасов в формы, сборку форм на постах распалубки, чистки и смазки форм, транспортирование форм с каркасом и установку на центрифуги, формование труб на формовочных постах с подачей бетонной смеси, съем форм с центрифуг и их перемещение на посты тепловлажностной обработки с кантованием в вертикальное положение, тепловлажностную обработку труб в формах с подачей пара внутрь трубы, транспортирование форм с трубой, кантование в горизонтальное положение и распалубку, испытание труб, установку на самоходную тележку и вывоз на склад готовой продукции.