По механическому оборудованию заводов индустрии

Министерство образования Российской Федерации

Ростовский Государственный Строительный Университет

Кафедра промтранспорта и мехоборудования

Курсовой проект

По механическому оборудованию заводов индустрии

На тему:

Машины для подачи в формы бетонной смеси

 

 

Выполнил:

Студент гр. ПСМ 380

Попов А. Ю.

Принял:

К.т.н., доц. Каф. ПТиМО

Л.П. Щулькин

 

Ростов-на-Дону

2006 г.

 

1. Введение. Краткое описание и схема технологического процесса.

 

В настоящее время бетон и железобетон являются основными строительными материалами. Как показывают долгосрочные про­гнозы, бетонные и железобетонные конструкции сохранят свое доминирующее значение и в будущем. В гражданском и промышленном строительстве около 90% сборного железобетона составляют типовые унифицированные конструкции, отвечающие требованиям заводской технологичности. Наиболее массовым видом конструкций являются стеновые панели и панели перекрытия.

Производство железобетонных изделий и конструкций осуществляется на конвейерных, полуконвейерных, поточно-агрегатных, кассетных и стендовых технологических линиях.

Конвейерное производство является усовершенствованным видом поточно-агрегатного способа. Конвейерные линииделятся: по характеру работы на работы периодического и непрерывного действия; по способу транспорти­рования — с формами, передвигающимися по рельсам или роли­кам, и 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 формо­вочной части конвейера. Наиболее распространены конвейерные линии периодического действия с формами, передвигающимися по рельсам. Рациональными областями применения конвейерных ли­ний считается специализированное производство изделий одного вида и типа (панели перекрытий, дорожные плиты, панели внут­ренних и наружных стен зданий и т. п.).

Поточно-агрегатный способ производствазаключается в том, что технологические операции последовательно осуществляются на отдельных рабочих постах. Часть операций обычно выполняют одновременно, например операции распалубки изделий и осмотра и подготовки форм совмещают с формованием изделий.

Кассетное производствошироко используется при изготовлении сплошных панелей перекрытий и внутренних стен, перегородок про­мышленных зданий, плит облицовки каналов, лестничных маршей, вентиляционных блоков и т. п. Формование изделий осуществля­ется в двух- и многоместных; кассетах периодического действия. Тепло-влажностная обработка осуществляется на месте за счет циркуляции пара внутри тепловых отсеков кассе­ты.

При стендовом производствеизделия формуют в стационарных формах. Тепло-влажностная обработка бетона производится на месте формования. Стендовые технологические линии рекомендует­ся, использовать для изготовления крупноразмерных, особенно предварительно напряженных изделий (стропильных и подстро­пильных балок и ферм; подкрановых балок, ригелей).

Технологическая последовательность операций при изготовлении стеновой плиты представлена следующей схемой:

 

Подготовленная к бетонированию форма передается на секцию рольганга, смонтированную на домкратах и размещенную вдоль виброплощадки. При снижении секции форма опускается на виброплощадку. Далее в форму с помощью бетоноукладчика укладывают бетонную смесь, включают виброплощадку и уплотняют смесь с одновременным разравниванием и заглаживанием. После окончания формова­ния форма с изделием транспортируется мостовым краном с автоматическим захватом к камерам тепловой обработки.

Форма с изделием, прошедшим тепловую обработку, устанавливается на рольганг, где производится спуск натяжения, обрезка арматуры, распалубка, очистка, смазка и сборка формы. На следующих постах роль­ганга натягивают арматуру и устанавливают каркасы и сетки. Готовое изделие мостовым краном с траверсой устанавливается на тележку с прицепом и вывозится на склад готовой продукции.

 

2. Критический обзор существующих машин данного вида.

В зависимости от вида и назначения укладываемой в форму сме­си применяются бетоно-, фактуро-, растворо-, бетонофактуро- и бетонораствороукладчики. В ряде случаев в зави­симости от вида изделий на формовочных постах укладчики ос­нащаются дополнительными распределительными, уплотнительными и отделочными навесными устройствами. Бетоно­укладчики имеют стационарные и передвижные в поперечном на­правлении бункера, смонтированные на самоходном портале.

Бетоноукладчики оборудуются затвора­ми, питателями и распределительными устройствами. По конструкции укладчики бывают наземными и подвесными. Назем­ные укладчики, как наиболее распространенные в промышлен­ности сборного железобетона, передвигаются по рельсовым пу­тям, уложенным на уровне пола. Подвесные укладчики передви­гаются по путям, смонтированным на эстакадах, высота которых определяется проектами формовочных линий.

Бетоноукладчик с секторным затвором (рис.1,а) представляет собой бункер, закрепленный на самоходной тележке перекрытый внизу затвором. Когда затвор открывается, бетонная смесь из бункера подается в форму. Для улучшения истечения смеси из бункера на его стенках монтируются вибровозбудтели (вибраторы). Перемещение затвора осуществляется вручную или с помощью электромеханического, пневматического и гидравлического механизмов.

Бетоноукладчики с ленточными питателями (рис.1,б), широко распространенные в промышленности, состоят из бункера, смонтированного на самоходном портале. К нижней части бункера прикреплен ленточный питатель. Бункер имеет копильник с заслонкой для регулирования толщины слоя бетонной смеси и профилирования его в поперечном направлении в зависимости от вида изделия. Ширина ленты питателя 200... 2000 м. Скорость перемещения ленты 0,0833... 0,25 м/с. Питатель подвешивается к бункеру горизонтально и наклонно под углом 5... 8°. Наклон­ная подвеска питателя обеспечивает стекание цементного моло­ка и бетонной смеси в направлении выдачи бетонной смеси — в воронку разравнивающего устройства, что предотвращает попадание смеси на верхнюю поверхность нижней ветви ленты пи­тателя.

Бетоноукладчик (рис.1,в) дополнительно снабжен разгру­зочной воронкой с поворотной течкой. Равномерное заполнение от­секов формы осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения укладчика по рельсам вдоль формовочной линии и периодических поворотов разгрузочной воронки. Частота поворота течки составляет 0,033...0,05 м/с.

Бетоноукладчик (рис.1,г)—с ленточным питателем и виб­ронасадком, который подвешен к раме и снабжен механизмом
перемещения и вибровозбудителями направленного действия.
Скорость подъема и опускания вйбронасадка 0,03... 0,0366 м/с.

Бетоноукладчик с винтовым (шнековым) питателем (рис.1,д)
применяют при формовании отдельных видов железобетонных
изделий, например труб. К нижней части бункера прикреплен винтовой питатель. Привод питателя — регулируемый. Вращение
лопастного вала осуществляется от электродвигателя через редуктор и цепную передачу. С целью регулирования равномерной подачи смеси в форму используют электродвигатель постоянного тока. Диаметр винта 150... 250 (400) мм. В некоторых конструкциях укладчиков отсутствует механизм передвижения.
Перемещение укладчика осуществляется вручную на расстояние
до 5 м.

Бетоноукладчик с вибролотковым питателем (рис.1,е) со­стоит из бункера, вибролотка, подвешенного к бункеру на пружинах и снабженного электромагнитным вибровозбудителем. (вибратором), и насадка, через который смесь подается в форму. Регулирование зазора между питателем и формой осуществля­ется механизмом подъема и опускания насадка. Скорость подъема и опускания последнего 0,3... 0,366 м/с.

Отдельные конструкции укладчиков снабжаются заглажи­вающими устройствами в виде брусьев, дисков и валков.

 

 

3. Выбор машины для заданных конкретных условий работы, обоснование выбора и описание конструкции машины.

Выбор типа бетоноукладчика зависит от формы и размеров изготовляемого изделия и способа производства. Бетоноукладчики предназначены для определенного способа изготовления железобетонных изделий, а различаются вместимостью бункеров, их числом, формой и подвижностью, конструкцией и параметрами питателей, а также оснащенностью дополнительным оборудованием (разравнивающие, распределяющие, уплотняющие и заглаживающие устройства).

Наиболее универсальны бетоноукладчики с ленточными питателями, легко переналаживаемые при изменении ширины формуемых изделий. При регулировании изложения заслонки и скорости движения ленты питателя бетоноукладчик заполняет различные по длине формы порцией бетонной смеси за один проход над формой, что необходимо при изменении длины
или толщины формуемого изделия.

Весьма эффективны бетоноукладчики с дополнительным оборудованием, которое позволяет совмещать
операции и отказаться от специальных машин и дополнительных постов на технологической линии, сократить время обработки, уменьшить производственную площадь и число обслуживающих бетоноукладчик работников.

Выбор типа бетоноукладчика зависит также от свойств бетонной смеси, параметров бетоносмесительного оборудования и транспортной схемы предприятия.

Вид изделия: плита стеновая.

Масса изделия: 4,575 т.

Габариты изделия: 4180*3510*160 мм.

Объем бетона на одно изделие: 1,83 м³.

Исходя из известных габаритов изделия и соответствующей им ширины колеи А, из формулы (1) определим число изделий формовки. При ширине изделия В=2,9 м ширина колеи А=4,5 м.

А=n*B+(n+1)*b+2*a, м, (1)

где А – ширина колеи, м;

n – число изделий одной формовки;

В – ширина одного изделия, м;

b – толщина борта формы, b=(0,07…0,1) м;

a – расстояние от края формы до рельса, а=(0,3…0,6) м.

4,5=n*3,510+(n+1)*0,07+2*0,3 Þ n=1,06, т.е. n=1.

Ширина формы:

Ф=n*B+(n+1)*b, м, (2)

Ф=1*3,510+(1+1)*0,07=3,65.

Определяем необходимый объем бункера.

(3)

где V_n – запроектированный объем изделий одной формовки, м³;

ε – пористость бетонной смеси до вибрирования,

.

Объем изделий одной формовки:

V_n=V₁*n, м³, (4)

где V₁ – объем бетона на одно изделие, м³;

V_n=1,83*1=1,83 (м³).

Устанавливаем дополнительно самоходный портал с бункером, который будет загружать бетоноукладчик на месте укладки.

Выбираем бетоноукладчик СМЖ-3507 с вибронасадкой.

 

4. Определение основных параметров машин:

 

4.1 Расчет производительности бетоноукладчика.

 

1 – бункер эстакадный (бетонораздаточная тележка);

2 – бетоноукладчик с ленточным питателем;

3 – форма;

4 – колонна;

5 – рельсовый путь.

Рисунок 1. Схема движения бетоноукладчика.

 

Длина холостого хода:

l_x.x.=2*l_д/ф, м, (5)

где l_д/ф – перемещение бетоноукладчика до формы (м) со скоростью холостого хода, при поточно-агрегатном способе производства l_д/ф=8…10 м;

l_x.x=2*8=16.

Длина рабочего хода:

l_р.х.=2*l_ф, м, (6)

где l_ф – длина формования, l_ф =4,180 м;

l_р.х.=2*4,180=8,360.

Скорость передвижения бетоноукладчика на холостом ходу u_х=11,6 м/мин, на рабочем - u_р=1,8 м/мин.

Среднее значение скорости рабочего хода:

(7)

 

Среднее значение скорости холостого хода:

, (8)

.

Рассчитаем конструктивную производительность бетоноукладчика, учитывая затраты времени, обусловленные только возможностью машин.

Для машин цикличного действия:

П_КОН=V_б*n_КОН*К_Н, м³/ч, (9)

где П_КОН – объемная производительность бетоноукладчика за 1 час чистой работы, без учета возможных простоев и времени на загрузку;

К_Н – коэффициент наполнения бункера, К_Н=0,8…0,85;

n_КОН – число циклов за час работы машины;

 

(10)

где Т_{Ц КОН} – время одного цикла с учетом только продолжительности рабочего хода;

Т_{Ц КОН}=t_р.х., с, (11)

где t_р.х – время рабочего хода (разгрузки смеси), с;

(12)

Таким образом, конструктивная производительность

(13)

;

.

 

Техническая производительность бетоноукладчика учитывает время всех операций при работе машины (без возможных простоев, при высшей квалификации оператора).

П_ТЕХН.j=V_б*n_ТЕХН*К_Н, м³/ч, (14)

 

(15)

где t_З–продолжительность загрузки бункера бетоноукладчика, с; »30 с.

Время холостого хода:

(16)

, с;

П_ТЕХН.j =2,5*8,76*0,8=17,52.

Построим циклограмму работы бетоноукладчика и, исходя из нее, определим Т_Ц.ТЕХН для сплошного изделия.

Найденная техническая производительность показывает возможности машины в конкретных условиях производства.

Для учета влияния производительности бетоноукладчика на производительность всей линии в целом определяется коэффициент использования технологического оборудования:

(17)

где П_ТЕХН.min – минимальная определяющая производительность технологической линии;

(18)

где t_Т.ОЖ. – время технологических ожиданий при укладке смеси, с;

t_Т.ож.=0,07*(t_З+t_X.X.+t_Р.Х.), (19)

t_Т.ОЖ.=0,07*(30+250+131)=29;

, м³/ч;

.

Эксплутационная производительность рассчитывается для конкретных условий работы машины с учетом всех простоев, в том числе аварийных и организационных.

П_Э=П_ТЕХН.min*К_П, (20)

где К_П – статистический коэффициент, учитывающий снижение производительности из-за простоев в течение времени, К_П=0,85…0,9;

П_Э=16,36*0,9=14,72, м³/ч.

 

Определяем высоту подъема заслонки бункера, необходимую для выгрузки смеси ленточным питателем за время t_Р.Х..

Конструктивная производительность бетоноукладчика должна быть равна производительности ленточного питателя, т.е.

П_КОН=П_ПИТ. (21)

Здесь П_КОН определяется по формуле (9), а П_ПИТ как устройства непрерывного действия вычисляют по формуле:

П_ПИТ=3600*F*u^¢_Л.П.=3600*В_л*h*u^¢_Л.П., (22)

здесь В_л – ширина ленты, м;

u^¢_Л.П. – равнодействующая скоростей ленты и бункера, м/с;

(23)

h – высота подъема заслонки, м.

Приравниваем части зависимостей (9) и (22) и получаем:

. (23а)

Из этой формулы находим h.

Þ h=0,17 м.

Полученное значение h необходимо откорректировать, исходя из крупности заполнителя:

(24)

где d_max – максимальный диаметр кусков заполнителя, м; d_max=0,040 м.

.

Из двух значений, полученных из формул (23а) и (24), принимаем наибольшее, т.е. h=0,17 м.

 

4.2 Расчет мощности приводов механизмов бетоноукладчика.