5 Технологическая часть (формовочный цех)

5.1 Выбор и обоснование технологического способа производства.

Выбор метода изготовления различных изделий и конструкций зависит от номенклатуры, технологических особенностей каждого метода и объема производства. При этом решающее значение имеют технико-экономические показатели производства конкретных изделий тем или иным методам.

Выбор технологии изготовления определяется формой изделий, их габаритами и массой, видом бетона и принятым армированием.

Агрегатный способ производства.

При агрегатном способе производства изделия формуют на виброплощадке или на специально оборудованных установках – агрегатах, состоящих из формовочной машины (обычно виброплощадки), машины для распределения бетонной смеси по форме (бетоноукладчика).

Отформованные изделия в формах мостовым краном перемещают в камеры тепловой обработки бетона для твердения.

Завершающая стадия – выдача изделий из камеры и их распалубка на специальном посту. После приемки готовых изделий их направляют на склад, а освободившиеся формы подготавливают к очередному технологическому циклу и возвращают на формовочный пост.

Весь технологический процесс расчленяется на 6 рабочих постов:

• Распалубка и осмотр изделий, сборка формы;

• Подготовка формы к бетонированию;

• Укладка арматурного каркаса (или предварительного напряжения арматуры);

• Заполнение формы бетонной смесью и уплотнение ее на формовочном посту;

• Заглаживание верхней формовочной поверхности изделия или декоративной обработки по сырому бетону;

• Укладка изделий в камеры тепловой обработки и извлечение изделий из камер.

Некоторые операции выполняют параллельно, так, распалубку, осмотр изделий и подготовку форм совмещают по времени с формованием. При расчленении технологического процесса и соблюдении единого ритма возможна поточная организация производства. Для осуществления непрерывного производства технологическую линию оборудуют необходимыми транспортными средствами.

К агрегатному способу производства относится формование изделий на различных формующих агрегатах, например, на центрифугах, формующей установке с вибровкладышами и др.

Конвейерный способ производства.

Конвейерный способ – усовершенствованный поточно-агрегатный способ формования ж/б изделий. При конвейерном способе технологический процесс расчленяется на элементные процессы, которые выполняются одновременно на отдельных рабочих постах.

При конвейерном способе формы с изделиями перемещаются от одного поста к др. специальными транспортными устройствами, каждое рабочее место обслуживается закрепленным за ним звеном. Для конвейера характерен принудительный ритм работы, т. е. одновременное перемещение всех форм по замкнутому технологическому кольцу с заданной скоростью. Весь процесс изготовления изделий разделяется на технологические операции, причем одна или несколько из них выполняются на определенном посту.

Конвейерные линии по характеру работы могут быть периодического и непрерывного действия, по способу транспортирования – с формами, передвигающимися по рельсам или роликовым конвейерам, с формами, образуемыми непрерывной стальной лентой или составленными из ряда элементов и бортовой оснастки; по расположению тепловых агрегатов – параллельно конвейеру, в вертикальной или горизонтальной плоскости, а также в створе его формовочной части.

Рациональной областью применения конвейерной технологии следует считать специализированное производство изделий одного вида и типа – плит перекрытий и покрытий, панелей внутренних стен, шпал и др. Возможно применение конвейеров для производства колонн и ригелей с обычной и напрягаемой арматурой, санитарно-технических кабин, блок-комнат и др.

Стендовый способ производства.

При стендовом способе производства изделия формуют в стационарных формах, и они твердеют на месте формования, в то время как технологическое оборудование и обслуживающие его рабочие звенья перемещаются от одной формы к другой.

Длинномерные линейные конструкции с напряженным армированием можно формовать на длинных стендах (длиной 75-150 м и более), а также на коротких стендах, рассчитанных по длине на одно изделие, а по ширине на 2 и более. Длинные стенды применяют для одновременного изготовления нескольких одинаковых изделий в формах, располагаемых одна за другой и образующих единую формовочную полосу. На этой полосе укладку и натяжение арматуры, бетонирование и твердение изделий осуществляют сразу по всей длине стенда.

Длинные стенды в зависимости от того, где собирается пакет напрягаемой проволочной или прядевой арматуры, делятся на пакетные или протяжные. На пакетных стендах пакет напрягаемой арматуры готовится предварительно вне стенда, на пакетозаготовительной линии – параллельной стенду. На протяжных стендах такой пакет образуется непосредственно на формовочном стенде в процессе раскладки отдельных проволок или прядей по длине формовочной полосы с последующей сборкой их перед натяжением в пакет при помощи общей анкерной плиты.

Различают стенды для формования изделий и конструкций в горизонтальном либо вертикальном положении. Различают также стенды универсальные, рассчитанные на изготовление различных видов изделий в зависимости от парка форм на заводе, и специализированные, рассчитанные на выпуск определенного сортамента близких по типу и размерам изделий. Разновидность коротких стендов – силовые формы, они отличаются повышенной жесткостью.

Наиболее типичные способы напряженного армирования изделий и конструкций на стендах или в силовых формах: линейное армирование высокопрочной проволокой с натяжением на упоры стендов механическим способом; линейное армирование стержневой арматурой с натяжением на упоры коротких стендов или силовых форм электротермическим способом; непрерывное напряженное армирование высокопрочной проволокой электротермомеханическим способом натяжения арматуры. Плоские и крупноразмерные элементы формуют в стандартных металлических формах и ж/б формах-матрицах. Их располагают в одну или несколько линий, между которыми образуются проходы для обслуживания; применяют также бетонные стенды с гладкой поверхностью без дна для формования крупноразмерных изделий.

По стендовому способу при относительно несложном переоборудовании можно выпускать изделия широкой номенклатуры. Стендовые линии целесообразно использовать для изготовления крупноразмерных, особенно предварительно напряженных изделий, которые неэффективно изготовлять на поточно-агрегатных или конвейерных линий.

Линейные стенды не рекомендуются для производства массовых предварительно напряженных конструкций при условии их загрузки ограниченной стабильной номенклатурой изделий. Линейные стенды (пакетные и протяжные) применяют при изготовлении нескольких изделий по длине стенда одновременно.

На пакетных стендах арматурные пакеты с зажимами на концах собирают на отдельной установке, а затем переносят и укладывают в захваты стендов или форм.

На протяжных стендах арматуру сматывают с бухт, установленных в одном конце стенда, протягивают по всей длине стенда до упора на противоположном конце линии формования.

Способы армирования определяют степень механизации оборудования. На пакетных стендах целесообразно изготовлять изделия с небольшим поперечным сечением и компактным расположением арматуры. Арматуру в пакете напрягают гидродомкратом за один прием. Изделия, требующие поштучного или группового натяжения стержневой арматуры, целесообразно изготовлять на протяжных стендах.

Короткие стенды предназначаются для изготовления одного изделия по длине стенда и 1-2 изделий по ширине. Разновидность коротких стендов – переносные металлические силовые формы. Натяжение арматуры осуществляют гидродомкратами на упоры стенда или электротермическим способом.

Формование изделий на стендах зависит от вида стенда и типа формуемого изделия.

Кассетный способ производства.

Кассетное производство широко используется при изготовлении конструкций разного назначения. Особенностью кассетного способа является формование изделий в вертикальном положении в стационарных разъемных металлических групповых формах-кассетах, где изделия остаются до приобретения бетоном необходимой прочности. Звено рабочих в процессе производства перемещается от одной кассетной формы к др., организуя производственный поток.

Технологический процесс изготовления изделий в вертикальных кассетах состоит из следующих основных операций: очистки и смазки форм, установки арматуры и закладных деталей, укладки и уплотнения бетонной смеси, тепловой обработки и освобождения изделий из форм.

Применяют также комбинированные способы – доставку бетонной смеси осуществляют пневматическим транспортом или конвейером, а затем вдоль линии кассет – 1 или 2 бетоноукладчиками с бункерами большой емкости.

В данном проекте я выбираю производство ж/б плит перекрытий стендового формования безопалубочным (экструзионным) методом, т. к. он имеет ряд преимуществ в отличие от технологии непрерывного формования, агрегатно-поточный метод производства плит пустотного настила ограничен производством изделий длиной не более 7,2 метра.

Агрегатно-поточному методу присущи следующие особенности:

• достаточно быстрый износ бортоснастки при высокой стоимости ее изготовления;

• большое количество обслуживающего персонала (количество работающих составляет 20 – 25 человек);

• высокая энергоемкость процесса при тепловлажностной обработке изделий;

• низкий выход изделий на квадратный метр площади, занимаемой оборудованием, реализующим данную технологию;

• очень высокая металлоемкость — значительное количество металла необходимо как для армирования изделий (расход арматуры при агрегатно-поточной технологии, например, для плит ПК 63 – 12 – 8 составляет 50 кг), так и для изготовления оснастки (при том, что срок службы такой бортоснастки, как правило, не превышает двух лет);

• в результате для изготовления одного погонногометра изделия, произведенного агрегатнопоточным методом, металла требуется более чем в два с половиной раза больше по сравнению с безопалубочным формованием;

• поскольку большинство пропарочных ямных камер были спроектированы для плит перекрытия максимальной длиной 6,3 м, при переходе на производство плит длиной 7,2 м потребовалась реконструкция существующих пропарочных камер;

• в результате постоянного воздействия тепла (в процессе тепловлажностной обработки изделий), усилий натяжения арматуры, электронагрева арматуры и других факторов бортоснастка деформируется, что приводит к снижению качества изделий и требуются дополнительные усилия для придания им товарного вида.

В то же время при безопалубочном формовании:

• количество обслуживающего персонала составляет 8 – 10 человек (что при одинаковых объемах производства в 2 – 2,5 раза меньше, чем при агрегатно-поточной технологии);

• расход арматуры для плит ПК 63-12-8 составляет 30 кг (на 40 % ниже, чем при агрегатно-поточной технологии);

• энергоемкость процесса снижается на 50 – 70 % за счет применения в качестве теплоносителя горячей воды с температурой 60 – 70 °C в отличие от тепловлажностной обработки паром изделий, полученных агрегатно-поточным методом;

• усилия, возникающие при напряжении армирующих элементов, принимают на себя упоры;

• нет перегрузочных элементов, что резко снижает металлоемкость процесса формования;

• за счет автоматизации процесса укладки бетонной смеси производительность увеличивается на 40 – 50 %.

• Немаловажно и то, что применение безопалубочных технологий примерно на порядок улучшает экологические показатели предприятия (снижаются шум, содержание пыли и т. д.) по сравнению с существующими агрегатно-поточными технологиями.

• Механическое натяжение арматурной проволоки, контролируемое отдельно для каждого арматурного элемента, позволяет достичь одинакового значения предварительного напряжения и, соответственно, одинакового строительного выгиба плит.

• Возможна поперечная и продольная резка плит, а также резка под углом, что позволяет изготавливать доборные по ширине плиты и плиты с косыми резами.

• Технологическая линия позволяет изготавливать плиты длиной, заданной заказчиком.

Исходя из вышеизложенного, очевидно, что агрегатно-поточный метод производства плит пустотного настила уже не способен на равных конкурировать с технологиями безопалубочного формования, и в ближайшем будущем заводы по производству основных видов железобетонных изделий (плит перекрытий, стеновых панелей, свай, ригелей и других изделий) переоснастят свои цеха под эти современные экономичные, маломатериалоемкие технологии