Разработка структурной схемы производства безнапорных железобетонных труб

 

Таблица 5 Оборудование технологической линии

 

№	Оборудование	Характеристика
1	Центрифуга для труб диаметром 1000 мм	Роликовая
2	Лотковый питатель для труб диаметром 1000 мм	Емкость лотка V=1,15;1,81 м3
3	Стенд для снятия бандажей и поворачивания  форм в вертикальное положение	Грузоподъемность 2 т
4	Станок для изготовления арматурных каркасов	Для труб диаметром 1000 мм
5	Пресс для механического испытания  труб	Для труб диаметром 1000 мм
6	Установка для гидроиспытания труб	Для труб диаметром 1000 мм
7	Бункер раздаточный	Емкость 1,8 м3
8	Формы для труб диаметром 1000-1500 мм	-

 

 

 

 

 

 

 

8РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ ТРУБ

 

Рисунок 7 - Схема сил, действующих на частицу

 

Метод центрифугирования основан на том, что при вращении формы относительно собственной оси на частицы бетонной смеси начинают действовать центробежные силы, которые и приводят к уплотнению бетонной смеси путем ее прессования. Центрифугирование труб осуществляется в горизонтальном положении. При этом результирующая сила, действующая на некоторую частицу бетонной смеси массой т.:

P                            (1)

гдеR — радиус расположения частицы от оси вращения; — угловая скорость формы.

 

Когда рассматриваемая  частица находится в точкеA(рис. 5), угол = 0, acos=1. Следовательно:

P_A = mR – mg                                                       (2)

Когда рассматриваемая  частица находится в точке В, угол = , acos = -1. Следовательно:

P_B = mR – mg                                                       (3)

Из этого  вытекает, что давление в точке А ниже, чем в точке В. Это обстоятельство заставляет бетонную смесь равномерно распределяться по внутренней поверхности формы. Результирующая центробежная сила, действующая на кольцо бетонной смеси радиусом г_х, толщиной стенкиdr₁ и длиной L:

dP_n= 2dr₁                                                       (4)

где р — плотность бетонной смеси.

 

Интегрируя  последнее выражение от R₁ доR, получим

P_n= 22(R³-(5)

гдеR_l,R — соответственно внутренний и наружныйрадиусы трубы.

 

Для того чтобы определить прессующее .давление на наружной поверхности трубы, достаточно правую и левую части последнего выражения отнести к наружной поверхности трубы.

P₀=   ⁽6)

Это выражение  характеризует связь давления на поверхности трубы с ее параметрами  и угловой скоростью центрифуги. Экспериментально установлено, что при распределении бетонной смеси угловая скорость формы

= 94                                                  (7)

При уплотнении бетонной смеси прессующее давление согласно экспериментальным данным должно бытьР₀ = P_y = 0.1 - 0.15МПа. Последнее на основании (6) дает возможность определить угловую скорость, необходимую для уплотнения бетонной смеси

=463                                                 (8)

 

В зависимости  от установки и закрепления форм центрифуги Разделяют на осевые или  шпиндельные, в которых торцы  формы закрепляют на передний приводной  и задней опорной бабках; свободнороликовые,в которых форма свободно опирается на опорные ролики, и ременные, в которых форма подвешивается на бесконечных перекрещивающихся ремнях, огибающих приводные ихолостые шкивы. Из-за сложности крепления форм и невозможности формования длинномерных изделий осевые центрифугиприменяют редко.

Форма одной  из свободнороликовых центрифуг  опирается на приводные ролики, которые связаны между собой валами с зубчатыми муфтами. Эти ролики а следовательно, и лежащая на них форма получают вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Поддерживающие роликиустановлены на гидроцилиндрах. Такое расположение поддерживающих роликов позволяет менять диаметр формуемых труб. Для снижения уровня шумов при работе центрифуги в качестве опорных и поддерживающих роликов используют иногда автомобильные баллоны. В ременных центрифугах вместо роликов используют бесконечные ремни, на которых вывешивается форма.Такие центрифуги различных конструктивных исполнений применяют для формования железобетонных труб длиной 5— 20 м и диаметром до 4—5 м. При формовании изделий с диаметром до 800 мм формы заполняют бетонной смесью до их установки на центрифугу. При формовании труб большего диаметра формы заполняют непосредственно на центрифуге посредством специальных питателей, например ложковых.

Центрифугированные  трубы изготовляют из пластичных бетонных смесей. Однако в процессе их изготовления благодаря действию центробежных сил происходит отжим из бетонной смеси избыточной воды, которая вытекает из формы в виде шлама. Это обеспечивает свежеотформованному изделию достаточную прочность для его транспортирования в форме к камерам тепловлажностной обработки. Как следует из выражений (7) и (8), угловая скорость центрифуги зависит от диаметра формуемой трубы. Кроме того, привод должен обеспечивать работу центрифуг с угловой скоростью _р, необходимой для распределения бетонной смеси, и угловой скоростью _у, необходимой для ее уплотнения. Таким образом, приводы центрифуг должны обеспечивать в широком диапазоне регулирование угловой скорости форм. Это достигается установкой в системе привода коробок передач, вариаторов, многоскоростных асинхронных электродвигателей. В последние годы для этого широко применяют электродвигатели постоянного тока с тиристорными регуляторами скорости.

Центрифуги  рассчитывают по заданным размерам формуемых трубR, R₁ иL в такой последовательности.

По выражению (7) определяют необходимую угловую скорость _р распределения бетонной смеси, а по выражению (8) — угловую скорость _у уплотнения.

Находят мощность(Вт) приводного электродвигателя, необходимую для работы центрифуги в режиме уплотнения:

=75                                       (9)

 где  – момент трения в опорах;

- момет трения  формы о воздух;

- КПД привода.

 

Для роликовых центрифуг:

 

 

где D_б– диаметр бандажа,м;D_p– диаметр опорных роликов, м; a– угол между осями опорных роликов; µ - приведенный к валу коэффициент трения скольжения подшипника качения, µ= 7*10^-3;d_B— диаметр вала под подшипниками качения, м; — коэффициент трения качения опорных роликов по бандажам, = 5*10^-4м;

В центрифугах с предварительной  загрузкой форм бетонной смесью проверяют пусковой момент (Н*м) приводного электродвигателя:

М_пуск = М_тр + М_ст

где М_ст — статический момент массы бетонной смеси (Н*м) при ее подъеме на угол 45°;

М_ст = 0,47LR³sin³

( b - центральный угол сегмента, в котором располагается после загрузки в форму бетонная смесь).

Полученное значение М_пуск должно удовлетворять неравенству М_пуск< Мд, где М_д — пусковой момент электродвигателя. При приводе от асинхронных электродвигателей с короткозамкнутыми роторами М_д = 1,8М_н, гдеМ_я-номинальный момент электродвигателя.

Для производства берем частоту вращения барабана 463 об/мин.

9ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

 

Многие цехи в результате выполнения технологических процессов создают  значительное выделение пыли, конвекционного или лучистого тепла, паров и вредных газов; в формовочных цехах используются вибрационные механизмы, которые оказывают отрицательное влияние на состояние здоровья рабочего, они же являются источником шума и т. д.

 В целях предотвращения загрязнения  воздуха помещений с вредными выделениями: оборудование, приборы, трубопроводы и другие источники, выделяющие  теплоту, должны быть теплоизолированы; агрегаты и оборудование, при эксплуатации которых происходит влаговыделение, должны быть укрыты и изолированы; технологические процессы, связанные с выделением пыли, следует изолировать так, чтобы их работа осуществлялась без участия людей, а выделяющиеся технологические выбросы в виде пыли, паров и вредных газов перед выпуском в атмосферу должны быть подвергнуты очистке.

При работе вибрационных механизмов шум характеризуется уровнем  звукового давления в децибелах, а вибрация - виброскоростью.

Звуковое давление измеряют шумометром на расстоянии 1 м от источника шума и 1.5 м от пола, Состав частот производственного шума определяют с помощью анализатора спектра шума АШ-2Ми др., а амплитуду колебаний в пределах 0,05-1,5 мм в диапазоне частот 15-200 Гц - виброметром ВИП-4.

Виброскорость определят по формуле:

V = 2πAf,

где А - амплитуда; f - частота колебаний.

Уровень шума и вибрации на рабочих  местах не должен превышать допустимые пределы. В противном случае необходимо устраивать звуковую и вибрационную изоляцию помещений, рабочих мест и машин, например установку виброплощадок на массивные фундаменты;установку машин с вибраторами на пружинные или резиновые виброизоляторы, обязательное крепление форм на виброплощадках и ударных столах,приямков  звукопоглощающими материалами.

В качестве индивидуальной защиты в  помещениях с большой концентрацией  пыли необходимо пользоваться респираторами  Ф-45 или ПРБ-1,· герметичными защитными очками и спецодеждой.

В арматурном цехе при ведении сварочных  работ необходимо: заземлять сварочные  аппараты, Применять очки и щитки  со светофильтрами, на рабочие места  укладывать резиновые коврики, ограждать сварочные посты защитными экранами, а при работе правильно-отрезных станков их кожух подключать к местной системе аспирации. Формование изделий осуществлять при включенной звуковой сигнализации, управление формовочными машинами должно быть дистанционным. При тепловой обработке изделий следует не допускать  утечки пара из камер, загружать и выгружать камеры с помощью автоматических траверс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 В данной курсовой работе  был рассмотрен способ производства  железобетонных изделий, а именно  безнапорных железобетонных труб агрегатно-поточным способом. 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.

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 способ характеризуется:

• 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.

В качестве вяжущего используется портландцемент М400, в качестве крупного заполнителя  используется щебень с предельной фракцией 10 мм, в качестве мелкого заполнителя используется песок фракции 0,14 – 5 мм.

В курсовой работе произведен расчет потребности  в сырьевых материалах на 1 м³ бетонной смеси. Кроме того представлены основы теории элементарных процессов и общие закономерности проведения отдельных стадий технологического процесса. К теории элементарных процессов относится кинематика смешения, тепловая обработка, формование центрифугированием и другие.

Так же в  курсовой работе представлено описание основного оборудования, приведены  его основные технологические характеристики и произведен его расчёт и его  конструирование.

 

 

 

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Еремин  Н.Ф. Процессы и аппараты в  технологии строительных материалов. – М.:  Высш. шк. 1986. – 280 с.