4.5 Розрахунок сировинного матеріального балансу

Щоб вірно викласти цей розділ, необхідно знати, що в основу матеріального балансу покладено закон збереження маси. Згідно цього закону маса сировинних матеріалів, що поступають в установку G_в (початкових) повинна дорівнювати масі кінцевих матеріалів (виробів) G_к плюс втрати G_втр, тобто:

G_в +G_к = G_втр (4.6)

Метою розрахунку матеріального балансу є визначення кількості початкової сировини, яка необхідна для виконання заданої продуктивності заводу, цеху, відділення з урахуванням технологічних втрат. Цей розділ виконується у відповідності з завданням. Якщо тематика курсової роботи пов’язана з виготовленням виробів з бетону, то спочатку необхідно виконати розрахунок складу бетону, а потім підрахувати потребу в сировинних матеріалах для виготовлення бетонної суміші.

Підбір складу бетону полягає в послідовному визначенні водоцементного відношення залежно від потрібної міцності бетону, терміну та умови твердіння бетонної суміші, витрати складових на 1 м³ бетону у розрахунку витрат цементу та води залежно від потрібної рухомості або жорсткості бетонної суміші, марки цементу, крупнисті заповнювача, у перевірці рухомості або жорсткості бетонної суміші на пробних замірах.

Матеріальний баланс складається згідно заданої продуктивності на всіх стадіях виробництва від складу готової сировини з урахуванням технологічних та фізичних втрат.

Вихідними даними для розрахунку матеріального балансу є:

- виробнича потужність підприємства;

- спосіб та технологічна схема виробництва;

- склад сировинної маси;

- фізико-технічні властивості сировини та виробів;

- технологічні та фізичні втрати на всіх стадіях технологічного процесу (переділах).

Приклади розрахунку матеріального балансу під час виробництва різної продукції наведені в додатках Д  И. Результати розрахунків необхідно звести до таблиці.

6. Вибір процесів і тип обладнання для перетворення початкової сировинної суміші компонентів у вироби

Під час розробки технологічної схеми для виробництва конкретної заданої продукції слід передбачити такі процеси, які б забезпечували перетворення початкових сировинних компонентів у вироби завдяки зміни їх властивостей, стану та форми.

Вибір процесів та тип обладнання технологічної лінії виконується на основі режиму роботи заводу, цеху, відділення, фізико-технічних властивостей, об’єму перероблюваної сировини та технічного рівня обладнання.

У процесі написання даного розділу слід в першу чергу обґрунтувати той чи інший процес або тип обладнання для конкретного переділу, визначити його конкретне призначення.

Описуючи той чи інший процес, який відбувається під час переробки сировини, виготовленні виробів у обладнанні, слід особливу увагу звернути на його ефективність, використовуючи при цьому основні напрями подальшого удосконалення процесів виробництва будівельних матеріалів, виробів та конструкцій, а саме:

- підвищення продуктивності шляхом оптимізації робочих параметрів обладнання;

- використання можливостей виготовлення виробів у інтенсифікованих режимах;

- поліпшення технологічних властивостей матеріалів, які переробляються, розширенні номенклатури матеріалів, що використовуються;

- розробка нових високоефективних технологічних різновидів процесів виробництва будівельних матеріалів та виробів.

Після вибору та опису процесів і визначення типу обладнання, де буде відтворюватися процес, даний розділ повинен закінчуватися таблицею 4.2, з якої наочно видно, на якому переділі використовується той чи інший процес і обладнання якого типу, характер його роботи і де цей процес відбувається.

Таблиця 4.2 – Зведена таблиця з вибору типу (марки) обладнання технологічної лінії

№	Найменування процесу (переділу)	Назва обладнання	Тип, марка обладнання	Режим роботи обладнання

6. Розрахунок кількості основного обладнання технологічної лінії

Після визначення та обґрунтування процесів, які використовуються в розробленій технологічній лінії для перероблювання матеріалів і перетворення останніх у вироби та після вибору типу обладнання, потрібно розрахувати кількість обладнання на тому чи іншому переділі для виконання річної програми технологічною лінією.

В основу розрахунку кількості технологічного обладнання лінії лежить матеріальний баланс, який дає змогу визначити необхідну кількість початкових матеріалів для виконання програми та режим роботи запроектованого підприємства (корисний фонд часу).

Кількість обладнання, яке працює безперервно (обертові печі, дробарки, млини та інше) слід визначати за формулою:

, шт. (4.7)

де п – кількість обладнання, яке вибирається, шт.;

Q_річ – річна кількість матеріалів, які перероблюються на тому чи іншому переділі, т/рік; м³/рік; шт./рік (ця цифра береться з матеріального балансу);

q – годинна продуктивність вибраного обладнання, т/год.; м³/год.; шт./год.;

К₃ – коефіцієнт змінності, для обладнання, що працює в одну зміну К₃ = 0,33; дві – К₃ = 0,66; три - К₃ = 0,99;

К_в.об - нормативний коефіцієнт використання обладнання приймається індивідуально для кожного виду;

8760 – річний фонд часу, год.

Для визначення кількості обладнання технологічної лінії, де останнє працює циклічно і цикл триває від декількох десятків секунд до декількох хвилин (бетонозмішувачі, бетоноукладачі та інше), і ми не маємо годинної продуктивності, то в першу чергу слід визначитися з тривалістю циклу Т_ц (с) (з технічної літератури. Визначивши цей показник, розраховуємо, скільки циклів зробить обладнання за 1 годину, тобто:

, шт. (4.8)

де п_ц – кількість циклів за годину, шт.;

Т_ц – тривалість циклу, с. (хв.).

Після цього визначаємо годинну продуктивність вибраного обладнання:

, (4.9)

де q_ц – продуктивність обладнання за один цикл (з технічної літератури)

(м³/год., т/год., шт./год.)

Знайдені параметри дають змогу, використовуючи формулу (4.7), визначити кількість вказаного вище обладнання (за вказаним вище режимом роботи).

При визначенні кількості обладнання, яке працює періодично (циклічно), тривалість циклу триває декілька годин, а іноді більше зміни – автоклави, касети, ямні пропарювальні камери та інше. Слід діяти таким чином: на першому етапі слід визначити корисний фонд робочого часу Ф_к (год.)

, (4.10)

де Д – кількість календарних днів у році, шт.;

С – кількість вихідних та святкових днів у році, шт.;

Р = 14-27 – кількість днів, відведених на ремонт обладнання, шт.;

З – кількість змін за добу, коли працює обладнання, шт.;

Т_з – тривалість зміни, год.;

П - 3 % - планові перерви, %.

Після цього необхідно визначити тривалість циклу Т_ц (год.) (згідно з технічної літератури, або прийняти на основі аналізу). Визначений фонд робочого часу Ф_к (год.) та прийнята тривалість циклу Т_ц (год.) дають змогу визначити, скільки циклів зробить вибране обладнання за рік, тобто:

(4.11)

Визначившись з вищевказаними показниками, далі необхідно визначити продуктивність вибраного обладнання за один цикл.

Продуктивність вищевказаного обладнання за один цикл визначають так: спочатку треба визначити кількість виробів, які вміщуються в обладнання, для цього необхідно накреслити вибране обладнання у масштабі і у цьому ж масштабі помістити в це обладнання вироби (з транспортуючими засобами, формам), які будуть піддані термічній обробці; потім треба визначити об’єм одного виробу або кількість виробів на одному возику (цегла). Знайдені ці параметри дають змогу визначити продуктивність вибраного обладнання за один цикл, тобто:

або(4.12)

де п_в – кількість виробів, вміщених в обладнання одночасно, шт.;

V – об’єм одного виробу, м;

п_воз – кількість возиків одночасно уміщених в обладнання, шт.;

Z – кількість виробів на одному возику, шт.

Потім треба визначити річну продуктивність обладнання за рік:

(4.13)

Знайшовши річну продуктивність вибраного обладнання та маючи задану річну продуктивність технологічної лінії (з матеріального балансу) знаходимо: кількість (штук) вибраного обладнання для виконання програми, тобто:

(4.14)

де Q_річ – річна продуктивність технологічної лінії (з матеріального балансу), т/рік; м³/рік; шт./рік ;

Q_р.об – річна продуктивність вибраного обладнання, т/рік; м³/рік; шт./рік.

Після визначення кількості обладнання технологічної лінії для кожного переділу, дані про вибір та кількість останнього заносяться в табл. 4.3. У розрахунково-пояснювальній записці після кожного вибору та розрахунку кількості обладнання того чи іншого переділу слід надати технічну характеристику вибраного обладнання у вигляді таблиці 4.3.

Таблиця 4.3 - Зведена таблиця вибраного обладнання технологічної лінії

№	Назва переділу (опера-ції)	Назва та марка вибраного облад-нання	Корисний фонд часу роботи облад-нання	Коефі- цієнт вико- ристання облад- нання	Режим роботи облад-нання	Годинна продук-тивність вибраного обладнання т/рік; м3/рік;шт./рік	Кіль- кість облад-нання

6. Охорона праці та навколишнього середовища під час проектування та експлуатації технологічної лінії

Виробництво будівельних матеріалів, виробів та конструкцій пов’язане з важкими умовами праці, з великими викидами у навколишнє середовище пилу, димових газів та інших шкідливих речовин.

Тому, ще на стадії проектування (розробки) технологічної лінії для виробництва того чи іншого виробу на підприємстві згідно “Закону про охорону праці, діючих норм та правил” у розрахунково-пояснювальній записці необхідно передбачити і закласти заходи з охорони праці, які б забезпечували створення належних санітарно-гігієнічних і безпечних умов праці робітників. У коло цих заходів повинні входити рішення, які торкаються аспірації та очищення повітря, шумозниження, нормалізації температурно-вологісного режиму, запобігання небезпечних та шкідливих дій виробничих факторів. Необхідно також передбачити заходи і щодо захисту та охорони навколишнього середовища. Ці заходи повинні бути спрямовані на недопущення погіршення навколишнього середовища від роботи цього підприємства, які б включали в себе: очищення газів технологічного обладнання від пилу та інших шкідливих речовин, очищення води та організацію зворотного водозабезпечення, рекультивацію землі та інші рішення, які випливають із специфіки даного підприємства. У розрахунково-пояснювальній записці необхідно також розробити правила експлуатації та охорони праці для обладнання, яке зображено на другому аркуші (загальний вигляд обладнання).