2.5.2 Выбор типа и расчет потребности формовочного оборудования, обоснование режима работы оборудования

Свежеприготовленная бетонная смесь обладает рыхлой нестабильной структурой с высокой пористостью и значительным объёмом вовлечённого воздуха (особенно при низком водосодержании смеси). Необходимое условие получения однородного по прочности и плотности бетона – уплотнение бетонной смеси на стадии формования изделия. Стадийный процесс формования бетонной смеси состоит из следующих процессов: установку форм, укладку арматуры, укладки и уплотнения бетонной смеси, заглаживание открытой поверхности.

Основным способом уплотнения бетонной смеси является вибрирование. Для производства лестничных маршей применяется виброплощадка СМ-663 с вертикально направленными колебаниями, которая состоит из унифицированных двухвальных виброблоков с приводом от электродвигателей и электромагнитов для крепления форм. На ней могут формоваться изделия при частоте колебаний 50 кол/сек и амплитуде 0,6 мм.

Укладка бетонной смеси и равномерное её распределение внутри форм по поверхности поддона является важной технологической операцией, так как от правильности её выполнения зависит равномерность прочности изделия по всей плоскости. В заводских условиях бетонную смесь укладывают с помощью бетоноукладчика, обеспечивая тем самым равномерную укладку смеси в форме.

В состав технологической линии входит следующее оборудование:

- бетоноукладчик 10-34С,

- виброплощадка СМ-663,

- самоходная тележка СМЖ-151;

- бункер раздаточный СМЖ-2А;

- кантователь СМЖ-439.

Определяем количество формующих установок:

шт.,

где V_изд – объём изделия, м³;

F_д – действительный фонд рабочего времени, ч;

N_г – годовая производительность, м³/год;

t – продолжительность цикла выпуска одного изделия (22 мин).

Принимаем 2 формующие установки.

Количество форм зависит от способа производства и потребности в дополнительном запасе форм при необходимости их переоснастки и ремонта в зависимости от специализации технологической линии:

шт.

где Д – количество рабочих дней в году;

К_об.ф. – коэффициент оборачиваемости форм;

К_и – коэффициент использования оборудования по времени в году.

Коэффициент оборачиваемости форм:

2.5.3 Выбор типа, определение потребности в установках для интенсификации твердения бетона в изделиях, обоснование режима их работы

Твердеющий бетон в нормальных условиях принимает заданную прочность через 28 суток. Ускорение твердения бетона является наиболее важной задачей в производстве железобетона, позволяющей значительно сократить время изготовления продукции, повысить оборачиваемость форм, а также улучшить использование производственной площади предприятия.

Тепловой способ интенсификации твердения бетона является одним из самых эффективных, обеспечивающий наиболее рациональные режимы твердения бетона. Ускорение твердения бетона при повышенных температурах происходит за счет ускорения почти всех химических реакций.

Применяются следующие тепловые методы ускорения твердения бетона: прогрев изделий в паровоздушной среде, контактный обогрев изделий теплоносителем, обработка конструкций горячей водой в бассейнах, прогрев электротоком и др.

В данном проекте тепловая обработка производится в напольных (ямных) камерах периодического действия, куда после формования изделия переносятся краном. После тепловой обработки изделия в формах переносятся на пост распалубки.

В качестве теплоносителя принят водяной насыщенный пар. Снабжение паром потребителей пролета предусматривается от системы технологического пароснабжения производственного корпуса. Давление пара поступающего в пролет принято равным 4…5 атм. Для снижения и поддержания пара в пределах 2…2,5 атм. предусмотрена редукционная установка.

Предварительная выдержка бетона до тепловой обработки повышает конечную прочность бетона. Рекомендуемая продолжительность предварительного выдерживания бетона для изделия до пропаривания - 1 ч при температуре 20 °С. Скорость подъёма температуры в камерах назначена с учётом конструкции изделия, их массивности. Исходя из этого температура поднимается до 95 °С в течении 5 часов. Температура и длительность изотермического прогрева назначена с учётом вида бетона, активности и эффективности цемента при ТО, его тепловыделении и массивности изделия. Температура изотермического прогрева при применении ШПЦ составляет 90-95 °С. Изотермическая выдержка составляет 7 часов при 95 °С. Длительность остывания среды в камерах в период снижения температуры изделия после изотермического прогрева составляет 3 часа до 40 °С.

Определяем габариты формы:

- длина формы L_Ф = L_в + 2 * (0,150 - 0,180); L_ф = 3,92 + 0,165 * 2 = 4,25 м;

- ширина формы В_ф = В_в + 2 * (0,150 - 0,170); В_ф = 1,2 + 0,155 * 2 = 1,51 м;

- высота формы Н_ф = Н_в + (0,10-0,15); Н_ф = 0,255 + 0,15 = 0,41 м.

Длина камеры:

L_k = L_к * п + (п + 1) * l₁, м;

L_k = 4,25 * 1 + (1 + 1) * 0,1 = 4,45, м ;

где п - количество форм по длине камеры, шт. (при L_ф > 4 м, п = 1); l₁ ≥ 0,1 м - расстояние между формой и стенкой камеры и между штабелями форм.

Ширина камеры:

В_к = В_ф * n+ (n₁ + 1) * l₁, м;

В_к= 1,51 * 1 + (1 + 1) * 0,1 = 1,71 м.

где п₁ - количество форм по ширине камеры, шт. (при В_ф > 3 м, п₁ = 1).

Высота камеры:

Н_К= (Н_ф + h₁) * п₂ + h₂ – h₃ – h₂, м

Н_к = (0,41 + 0,05) * 5 + 0,15 + 0,05 - 0,05 = 2,45

где п₂ - количество форм по высоте камеры, шт.; h₁ ≥ 0,03 м – расстояние между формами с изделиями по высоте камеры; h₂ ≥ 0,15 м - расстояние между нижней формой и дном камеры, м; h₃ ≥ 0,05 м - расстояние между верхним изделием и крышкой камеры.

Длительность ТВО:

τ_то = τ₁ + τ₂ + τ₃ + τ₄ = 1 + 5 + 7 + 3 = 16 ч.

Объем камеры:

V_к = L_к × В_к × Н_к = 4,45 × 1,71 × 2,45 = 18,64 м³.

где L_к, В_к, Н_к – длина, ширина и высота камеры.

Объем одного изделия:

V_и = 1,2 м³.

В камере пропаривается 5 форм, таким образом, объем 5 изделий:

V_из.кам. = 5 × 1,2 = 6 м³,

отсюда коэффициент загрузки камеры:

К_загр. = V_из.кам./ V_к = 6/18,64 = 0,32.

Продолжительность загрузки камеры с учётом времени на транспортирование, установку последней формы в камеру и закрытие камеры:

Снятие крышки с камеры, выгрузка 5 форм с помощью автоматической траверсы и очистка камеры занимает примерно 0,35 ч.

В итоге общая продолжительность одного цикла камеры:

Т_ц.кам. = 16 + 1,05 + 0,35 = 17,4 ч.

Тогда оборачиваемость камеры:

К_об.кам. = 24/ Т_ц.кам = 24/17,4 = 1,38

Коэффициент полезного использования времени пребывания изделия в камере:

К_пол. = τ_то/Т_ц.кам. = 16/17,4 = 0,9.

Подсчитаем годовой объём с 1 м³ использования камеры:

С_г.кам. = 251 × К_об.кам. × К_загр = 251 × 1,38 × 0,32 = 110,8 м³ изделий.

При годовой производительности N = 25000 м³ изделий общий необходимый объём камер пропаривания V_к.об. = N/ С_г.кам. = 25000/110,8 = 225, 6 м³.

Объём одной камеры 18,64 м³, тогда расчётное количество камер:

шт.

Принимаем 12 камер пропаривания.