Материал: Проектирование формовочного цеха по производству по производству железобетонных изделий

Расчёт расхода цемента:

Ц =  х В; кг/м3

Ц = 1,48 х 210 = 311 кг/м3

Согласно СНиП 82-02-95 «Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций».

Ц = 365 х 0,9 = 329 кг/м3

В/Ц =  = 0,63

Расход расчёта щебня:

Щ =  ; кг/м3

где Vм.п - объём межзерновых пустот

Определяем по формуле:

Vм.п = 1 -

Vм.п = 1 -  = 1 - 0,57 = 0,43

Щ =  =  =  = 1221,6 кг/м3

где α - коэффициент раздвижения зёрен определяется по таблице, зависит от В/Ц и от расхода Ц

α = 1,4352

Расчёт расхода песка:

П =  х αn ; кг/м3

П =  х 2600 = х 2600 = 0,2 х 2600 = 520 кг/м3

Определяем плотность бетонной смеси:

ƍ0.б.с = Ц + В + Щ + П ; кг/м3

ƍ0.б.с = 347 + 210 + 1221,6 + 520 = 2298,6 кг/м3

Расчёт материалов с учётом влажности исходных компонентов. Определяем расход воды с учётом влажности заполнителей:

ВW = В -  ; л/м3

ВW = 210 -  = 210 - 95,28 = 114,72 л/м3

где В - расход воды, л/м3 Щ - расход щебня, кг/м3 П - расход песка, кг/м3 Wщ - влажность щебня, Wп - влажность песка,

Определяем расход щебня с учётом влажности:

ЩW = Щ + (Щ х Wщ) ; кг/м3

ЩW = 1221,6 + (1221,6 х 0,01) = 1343,76 кг/м3

Определяем расход песка с учётом влажности:

ПW = П + (П х Wп) ; кг/м3

ПW = 520 + (520 х 0,015) = 527,8 кг/м3

Определяем коэффициент выхода бетонной смеси:

 ;

 =  =  = 0,61

Определяем расход добавки на 1 м3 бетона:

Д =  ; л/м3

Д =  =  = 0,0085 м3 0,0085 х 1000 = 8,5 л/м3

где Ц - расход цемента, кг/м3 Д - расход добавки, л/м3

Кдоб - концентрация добавки, %

Определяем расход материалов на замес бетоносмесителя: Vб.с = 0,75 м3 - объём бетоносмесителя

Рi = I х  х Vб.с ; кг/б.см

Ц = Ц х  х Vб.с = 347 х 0,61 х 0,75 = 158,7 кг/б.см

В = В х  х Vб.с = 114,72 х 0,61 х 0,75 = 52,5 кг/б.см

Щ = Щ х  х Vб.с = 1343,76 х 0,61 х 0,75 = 614,8 кг/б.см

П = П х х Vб.с = 527,8 х 0,61 х 0,75 = 241,5 кг/б.см

Годовая потребность в материале для бетонной смеси определяется по формуле:

q i х х K0

где - годовая потребность в каком либо материале, тонны; кг; м3 i - цемент, щебень, песок, добавка, q i - расход этого материала на 1 м3 бетона по расчету (смотри таблицу 4), тонны; м3; кг

Расход цемента по нормам (смотри таблицу 4).

годовая производительность завода, м3 К0 - коэффициент отходов, К0 = 1,015 - взят из ОНТП 07-85 «Общесоюзные нормы предприятий сборного железобетона».

Результаты расчёта заносим в таблицу 4.

Таблица 4 - Расход материалов на 1 м3 бетона.

Таблица 5 - Расчёт потребностей в сырьевых материалах.

Годовая потребность в арматурной стали определяется по формуле:

qа х х К0 ; тонны

где - годовая потребность в арматуре, т

qа - расход арматурной стали на одно изделие, т (см. таблицу 2)

К0 - коэффициент отходов в зависимости от класса стали - стержневая сталь А240, А400, полосовая сталь К = 1,02, для гладкой проволоки В500 К = 0,07.

= 16,06 х 18182 х 1,02 = 297842,97 кг = 297,84297 т

= 5,76 х 18182 х 1,02 = 106822,88 кг = 106,82288 т

= 60,48 х 18182 х 1,02 = 1121640,2 кг = 1121,6402 т

Таблица 6 - Расчёт потребности в арматурной стали

1.5 Расчёт складов сырьевых материалов, длины разгрузочного фронта и конвейеров

.5.1 Расчёт склада цемента

Определяем ёмкость склада по формуле:

V= (Q_год^(м^3 )×q×n)/m ; т

V = (28000 × 0,374 × 10)/247 = 423,96 т ≈ 424 т

где Q_год^(м^3 ) - годовая производительность завода, м3

q - удельный расход цемента, т/м3

n - запас на складе в сутках; 5-7, 7-10 суток - запас материала на складе в зависимости от транспорта

m = 247 cуток для конвейерной технологии

Определяем размеры склада:

Определяем количество силосов и их диаметров.

Минимальное количество 4 штуки, диаметр D-3м, 6м, 12м, затем определяем высоту силосной банки:

Н = (4 ×V)/(〖πd〗^2× N ×ƍ_(0 )^ц×К_з ) ; м

Н = (4 ×424 )/(3,14 ×3^2× 6 × 1 × 0,9 ) = 1696/152,6 = 11,11 м

где N - количество силосов в штуках не менее 4 штук

ƍ_(0 )^ц = 1 т/м3 - насыпная плотность цемента для расчётов склада цемента, дана для того, чтобы перейти от тонн к м3.

К_з - коэффициент заполнения

К_з = 0,9

V - ёмкость склада

D - диаметр склада

Минимальная высота 10м, максимальная 15 м.

Н = 11,11 по расчёту, высоту принимаем Н = 11 м, так как 11 см ни на что не влияют.

Рисунок 4 - Схема склада цемента

.5.2 Расчёт склада заполнителей

Выбираем эстакадно полубункерныйсклад.

Определяем ёмкость эстакадно пулубункерного склада:

V= (Q_год^(м^3 )×q×n×К_р)/m ; м3V = (28000 × 1,16 × 7 × 1,2)/247 = 272832/247 = 1105 м3

где Q_год^(м^3 ) - годовая производительность завода, м3

q - удельный расход заполнителей на 1 м3 бетона

qщ = 0,9 м3/м3

qп = 0,45 м3/м3

q = qщ - qп = 1,35

n - запас материала на складе зависит от вида поставки n = 5 - 7 суток - автодорожный транспорт

n = 7 - 10 суток - железнодорожный транспорт

n - принимаем равным 7 суткам к двум видам транспорта

Кр - коэффициент разрыхления Кр = 1,2

m = 247 cуток для конвейерной технологии

Определяем размеры склада (смотри рисунок 5):

Рисунок 5 - Схема склада заполнителей

Задаём ширину склада (а), которая зависит от ёмкости:

а = 10 м, V 2500 м3

а = 8 м, V 1500 м3

а = 12 м, V до 5000 м3

а = 15 м, V 5000 м3

b = 0,4 - 0,5 м при а = 8 - 12 м

b = 1,5 - 2 м при а = 15 м

α = 400 - угол естественного откоса

= 500 - для щебня

= 550 - для песка (для совмещённого склада)

h1 = (a-b)/2 х tg = (8 - 0,4)/2 х tg550 = (8 - 0,4)/2 х 1,43 = 5,43 м

а = 10 м, b = 0,4, tg400 = 0,84 м

h2 = a/2 х tgα = 8/2 х tg400 = 8/2 х 0,84 = 3,36 м

S1 = (a + b)/2хh1 = (8 + 0,4)/2х 5,43 = 22,8 м2= a/2хh2 = 8/2х 3,36 = 13,44 м20 = S1 + S2 = 22,8 + 13,44 = 36,24 м2

Определяем длину склада:

L = V/(S_(0 )×К_з ) = 1105/(36,24 × 0,85) = 1105/30,804 = 35,8 м

гдеК_з - коэффициент заполнения

К_з = 0,85

Длину склада необходимо принимать кратной 6 м, с округлением в большую сторону.

L = 36 м

.5.3 Расчёт длины разгрузочного фронта

Расчёт производим соответственно схеме (смотри рисунок 6).

Определяем число одновременно разгружаемых вагонов.

nВ = NВ х t/T ; шт

nВ = 20 х 0,2/4 = 1 шт

где t - время на разгрузку одного вагона, ч

nВ - 10 вагонов для щебня и песка

NВ - до 5 вагонов для цемента

Т - время на разгрузку одного вагона

t = 10 мин - цистерна

t = 12 мин - для разгрузки (хопперов)

t = 15 мин - полувагон

t = 12 мин - думпкар

t = 10 мин - для разгрузки поворотной платформы

t = (12 мин)/60 = 0,2 ч

Т = 4 - норма времени на разгрузку всего состава

NВ = 20 шт

Рисунок 6 - Схема разгрузки

Определяем длину разгрузочного фронта:

Lр.ф = nв х l + l1 х (nв - 1) ; м

где l - длина вагонов, м

l1 = 1 м - расстояние между вагонами

Lр.ф = 1 х 18 + 1 х (1 - 1) = 18 м

.5.4 Расчёт длины конвейеров

Производим расчёт конвейера от приёмного устройства до склада заполнителей используя схему, рисунок 7.

1 - приёмное устройство,

- перегрузочная станция,

- склад.

Рисунок 7 - Схема конвейера №1

Принимаем:

h1=3м - заглубление приёмного устройства,

h2 = 1,5 м - перепад высот на перегрузочной станции,

h0 = 1 м - высота падения заполнителя на складе,

h = 4,2 м - высота треугольной части сечения склада по расчёту,

h = 6,86 м - высота трапецеидальной части сечения склада по расчёту

h4 = 3 м - заглубление склада,

h5 = 0,5 м - высота бункера над лентой конвейера.

Угол наклона ленточного конвейера 180.

Расчёт ведём по формулам:бщая высота подъёма вычисляется по формуле:

H = h1 + h2 + h3 ; м

где h3 - высота подъёма над уровнем земли на складе,

h3 = h0 + h + h + h5 - h4 ; м

h3 = 1 + 4,2 + 6,86 + 0,5 - 3 = 9,56 м

H = 3 + 1,5 + 9,56 = 14,06 м

Вычисляем длину конвейера:

Lк= H/〖sin18〗^0 ; м

где Lк - длина конвейера,м

sin180 = 0,310

Lк = 14,06/0,310 = 45,35 м

Вычисляем длину проекции:

L0= H/〖tg18〗^0 ; м

где L0 - длина проекции конвейера, м

tg180 = 0,325

L0 = 14,06/0,325 = 43,26 м

Длину конвейера и проекции принимаем с округлением в большую сторону кратную 6 м (или 3 м).

Lк = 48 м

L0 = 45 м

Чтобы принять правильное решение произведём расчёт:

Lк= L_0/cosα ; м

Lк = L_0/(cos〖18〗^0 ) = 45/0,95 = 47,36 м

Производим расчёт конвейера от склада заполнителей до БСЦ.

1 - склад заполнителей,

- перегрузочная станция,

- БСЦ.

Рисунок 8 - Схема конвейера №2

h1=3м - заглубление склада (смотри ранее),

h2 = 2 м - перепад высот на перегрузочной станции,

h4 = 5 м - высота надбункерного отделения,

h5 = 30 м - высота БСЦ,

h3 - рассчитываем высоту входа конвейера в БСЦ,

h3 = h5 - h4 ; м)

h3 = 30 - 5 = 25 м

Общая высота подъёма:

H = h1+ h2 + h3 ; м

H = 3 + 2 + 25 = 30 м

Длина конвейера вычисляется по формуле:

Lк = Н/(sin〖18〗^0 ) = 30/0,310 = 96,7 м ≈ 99 м

L0 = Н/〖tg18〗^0 = 30/0,325 = 92,3 м ≈ 93 м

1.5.5 Расчёт склада металла

Определяем ёмкость склада металла:

V = Gсут х n ; т

V = 6,0327 х 20 = 120,654 т

где Gсут - суточная потребность в арматурной стали с учётом отходов (смотреть таблицу 6)

n - нормативный запас стали на складе 20 -25 суток

Определяем доли металла в % по способу поставки (смотри таблицу 7)

Таблица 7 - Выборка арматурной стали по способу поставки

Определяем площадь склада:

 = [(V×( x/100))/q_1 +(V×( y/100))/q_2 +(V×( Ƶ/100))/q_3 ]х Кс ; м2

где V - ёмкость склада для одного изделия,

х, y, Ƶ - доли металла по способу поставки, %

q1 ,q2 , q3 - норма складиования,

q1=1,2т/м2-норма складирования для мотков;

q2=3,2т/м2-норма складирования прутков;

q3=2,1т/м2-норма складирования проката;

Кс - коэффициент учитывающий полноту использования склада, принимается в зависимости от ёмкости склада,

Если V 500 т (Кс = 3), V 500 т (Кс = 2)

F=[(120,654 ×(26,51/100))/1,2+(120,654 ×(73,49/100))/3,2]х3 =[(120,654 × 0,2651)/1,2+(120,654 × 0,7349)/3,2]х3=[26,65 + 27,7 ]х3 = 163,05 м2

Определяем длину склада:

L= F_общ/В ; м

где Fобщ = 163,05 м2 - общая площадь склада,

В - ширина пролёта, м

Принимаем В = 18 м.

L = 163,05/18 = 9 м

Размер склада принимаем 18х24м, с учётом разгрузки одного вагона.

1.6 Выбор и расчёт оборудования и складских площадок в формовочном цехе.

В цехе предусмотрена конвейерная технология. Выбор технологии определён номенклатурой выпускаемой продукции, технологическим оборудованием предприятия.

.6.1 Расчёт количества бетоносмесителей.

Для бетонных смесей тяжёлого бетона (БСТ) рекомендуют смесители принудительного действия.

Тип смесителя СБ-146 ёмкость по загрузке 750 литров, ёмкость готового замеса 500 литров.

Расчёт часовой производительности смесителя в час.

Пч = (V_з×n×β)/1000 ; м3/ч

Пч = (750 × 35 × 0,67)/1000 = 17,58 м3/ч

где Пч - часовая производительность смесителя

Vз - ёмкость смесителя по загрузке, литры

n - расчёт количества замесов за один часn = 35 - для бетонных смесей тяжёлого бетона ГОСТ 7473-2010

коэффициент выхода бетонной смеси, принимаем = 0,67

- количество литров в 1 м3 , если Vз дана в м3 то на 1000 не делим

Расчёт количества бетоносмесителей:

Ƶ = (Q_год×К_от)/(m×у×П_ч×К_н );шт

Ƶ = (28000 × 1,015)/(247 × 16 × 17,58 × 0,8) = 28420/55580,928 = 0,5 > 1 смесит. + 1 cмесит. для бесперебойной работы = 2 смесит

где Ƶ - количество смесителей, в штуках

Qгод - годовая производительность завода, м3

Кот - коэффициент отходов

Кот = 1,015

m = 247 - количество рабочих суток в году

у - количество рабочих часов в сутки

у = 16часов

Пч - часовая производительность смесителей, м3/ч

Кн - коэффициент неравномерности выдачи бетонной смеси

Кн от 0,5 до 0,8

.6.2 Расчёт ёмкости бункера выдачи бетонной смеси.

Vв = (2-3) x Ƶ x Vгот

где 2-3 - допустимый размер по замесу

Ƶ - количество смесителей,шт

Vгот - объём готового замеса

Vгот = Vзамх ; м3

Vгот = 0,75 х 0,67 = 0,5м3

Vв = 2 х 2 х 0,5 = 2,01 м3

Вместимость бункера выдачи готовой бетонной смеси должна быть равна ёмкости транспортной единицы, то есть бетоновозной тележки: ёмкость 1,2м3 ; 2,4м3.

.6.3 Расчёт потребности в формующем оборудовании.

Определяем продолжительность ритма работы технологической линии:

tр - ритм конвейера, в минутах

tр = 12 минут

Определяем число паллет на конвейере:

n= Σ_ton/(t_р×К_в ) ; шт