Разработка технологической линии по изготовлению железобетонных шпал

Для испытания  шпал предусмотрен участок, оснащенный прессом 3, двумя рольгангами 2 и консольным краном 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 – Технологическая  схема производства

 

 

Таблица 4 – Сводная ведомость оборудования

Наименование	Тип	Производ.   м3/год	Количество, шт	Мощность привода, кВт	Масса,   т
Бетоноукладчик	СМЖ-69А	-	1	6,3	4,2
Гидродомкрат для натяжения арматуры	СМЖ-86	-	1	-	0,24
Виброплощадка	СМЖ-181	-	1	22	-
Кантователь	СМЖ-5	-	1	-	2,72
Автоматический захват	СМЖ-57	-	1	-	0,903
Тележка для вывоза готовой  продукции	СМЖ-216	-	1	3,2	4,85
Итого:		-	6	31,5	12,913

 

3 Расчет технологического цикла

 

Годовая программа выпуска шпал Ш1-1 представлена в табл.5.

 

Таблица 4 - Производственная программа

Наименование продукции	Ед. изм.	Производительность
		в час	в смену	в сутки	в год
Шпалы железобетонные 300×2700×145мм	м3 шт	5,43 33,75	43,5 270	87 540	22000 136620

 

Определяем количество формовочных установок:

 

                          (1)

где П_г – годовая расчетная производительность, м³/год;

Т_ф – продолжительность цикла формования изделий, мин;

V_n – объем изделий, м³;

Z_n – количество одновременно формуемых изделий, шт;

T_г – расчетный годовой фонд времени работы установки, ч.

 

 

Рассчитываем фактическую  продолжительность цикла формования изделий:

 

  (2)

 

где t₁ –продолжительность установки и снятие формы с виброплощадки, = 2 мин;

t₄ – продолжительность уплотнения смеси, = 10 мин;

t₅ – продолжительность дополнительных неучтенных рабочих операций,  = 3 мин;

V – скорость холостого хода бетоноукладчика, 5 м;

V₁ – скорость рабочего хода бетоноукладчика, 10 м;

L – длина холостого хода бетоноукладчика;

L₁ – длина формуемого изделия, м;

N_пр – число проходов бетоноукладчика для полного заполнения форм смесью.

 

 

 

 

 

Количество форм определяется:

 

                                   (3)

где 1.05 – коэффициент запаса;

t_с – количество рабочих часов в сутки, ч;

t_о.ф. – среднее время одного оборота формы, ч.:

 

                                               (4)

 

где t_ф – продолжительность операций не вошедших в цикл формования, =15 мин;

T_ф – продолжительность цикла формования изделий, мин;

t_о.к. – среднее время оборота тепловой камеры, = 22 ч.

 

 

           

Рассчитываем коэффициент оборачиваемости форм в сутки:

 

                                                               (5)

                                  

 

3.1 Состав и режим работы

 

Таблица 5 - Режим работы и фонд рабочего времени

Наименование отделений и	Кол-во	Кол-во	Кол-во	Кол-во
переделов производства	рабочих	часов в	рабочих	часов в году
	смен	смену	дней в году	(номин.)
Прием сырья:
- автотранспортом	2	8	253	4048
- ж/д вагоны	3		365	8760
Дробильное отделение	2	8	253	4048
БСЦ	2	8	253	4048
Арматурный цех	2	8	253	4048
Формовочный цех	2	8	253	4048
ТВО (пропарка)	3	8	365	8760
Склад готовой продукции:
- отгрузка ж/д транспортом	3	8	365	8760

4 Назначение, устройство и принцип действия бетоноукладчика 

 

Бетоноукладчик с ленточными питателями, разравнивающими и заглаживающими устройствами, применяют при конвейерной  и поточно-агрегатной схемах производствах  железобетонных изделий. Бетоноукладчик с ленточным питателем предназначен для распределения бетонной смеси по всей площади изделия. Он применяется на заводах, работающих по поточно-агрегатной схеме и изготавливающих многопустотные панели, ригели, лестничные площадки и другие изделия.

Бетоноукладчик состоит из сварной рамы, опирающейся на четыре колеса, два из которых приводные. На раме жёстко укреплён бункер, к нижней части которого подвешен ленточный питатель. Передняя стенка бункера, шибер и две боковые поворотные стенки образуют копильник. Размер выходной щели копильника регулируется шибером, управляемым вручную. Привод шибера состоит из штурвала, винтовой передачи и системы рычагов. Привод передвижения бетоноукладчика состоит из двухскоростного электродвигателя, двухступенчатого цилиндрического редуктора с двумя выходными концами и цепных передач. Ведущие звёздочки укреплены на ходовых колёсах.    

Ленточный питатель представляет собой раму, на которой смонтированы ведущий и натяжной барабаны. На барабаны натянута бесконечная транспортёрная лента шириной 2000 мм. Верхняя ветвь транспортёрной ленты опирается на металлический лист.

Привод питателя состоит из электродвигателя, редуктора, цилиндрической зубчатой передачи. Установленная мощность электродвигателей 7.3 кВт. Скорость передвижения бетоноукладчика 0.17-0.25 м/с, скорость движения ленты питателя 0.1 м/с. Вместимость бункера 1.7. м³.

При конвейерной схеме  производства применяют бетоноукладчики  с ленточными питателями, принципиально  не отличающими от рассмотренных  выше. Бетоноукладчик с поворотным ленточным питателем состоит из сварной опорной тележки, поворотной платформы и ленточного питателя. Тележка имеет четыре ходовых колеса, два из которых приводные. На ней установлен привод передвижения бетоноукладчика, привод поворота платформы и трек, служащий опорной поверхностью для колёс поворотной платформы. Привод передвижения бетоноукладчика состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, двухступенчатого цилиндрического редуктора и зубчатых передач, ведомые шестерни которых укреплены на ходовых колёсах. Поворот платформы осуществляется лебёдкой, работающей от электродвигателя через червячный редуктор. Поворотная платформа состоит из металлической сварной рамы, на которой подвешен приёмный бункер с вибратором. На раме поворотной платформы установлены также привод питателя, привод подъёма стрелы питателя и пульт управления. На кронштейнах рамы шарнирно подвешена стрела ленточного питателя. Подъём стрелы ленточного питателя осуществляется лебёдкой с приводом, состоящим из электродвигателя и червячного редуктора. 

Бетоноукладчик загружают  смесью из самоходного бункера. Производительность бетоноукладчика 0.17 м³/c. Установленная мощность электродвигателей 10.7 кВт. Вместимость приёмного бункера 1.8м³. Скорость перемещения бетоноукладчика 0.2 м/c. Скорость ленты питателя 0.1 м/c.

 

4.1 Расчет бетоноукладчика

 

Расчет производится для бетоноукладчика с ленточным  питателем.

Мощность для передвижения бетоноукладчика определяют:

 

                                                (6)

где W- сопротивление перекатыванию в кгс;

v – скорость передвижения, м/сек;

η – к.п.д. привода, 0.8;

 

Необходимо найти сопротивление  перекатыванию:

 

                      (7)

где G – вес бетоноукладчика, кг;

Q – вес бетонной смеси в бункерах, кг;

μ₁ – коэффициент трения перекатывания колес по рельсам, см;

μ – приведенный коэффициент  трения в подшипниках качения, = 0,003

d – внутренний диаметр подшипников, см;

D – диаметр колеса, см;

β – коэффициент, учитывающий  трение реборд, =2,5.

 

 

Рассчитываем производительность ленточного питателя:

 

             (8)

где B – наибольшая ширина выходного отверстия копильника, м;

 v – скорость ленты питателя, м/сек;

h₂ – высота выходного отверстия копильника, м;

γ – объемный вес неуплотненный  бетонной смеси, т/м³.

 

Рассчитываем мощность электродвигателя ленточного питателя:

 

                                        (9)

где k – коэффициент запаса, 1,2;

N₀ = N₁+N₂+N₃ – суммарная мощность на валу приводного барабана;

 

Необходимо рассчитать мощность, идущую на преодоление всех сопротивлений:

 

                                       (10)

где L – длина ленточного питателя, м.

 

 

Необходимо рассчитать мощность, расходуемую на преодоление  сопротивления трения бортов о движущуюся бетонную смесь:

 

                       (11)

где l – расчетная длина бортов, м;

f – коэффициент трения бетонной смеси о стальные стенки бункера, = 084

- коэффициент бокового давления, = 075;

 

 

Чтобы рассчитать мощность расходуемую на преодоление трения в зоне активного давления бетонной смеси на ленту, необходимо сначала рассчитать суммарную силу активного давления бетонной смеси:

 

                                    (12)

где q_Б – удельное давление бетонной смеси на ленту, кгс/м²:

 

 

                                                   (13)

где R – гидравлический радиус для прямоугольного сечения бункера, = 0,096 м

f₂ – коэффициент внутреннего трения бетонной смеси, = 1

m – коэффициент подвижности материалы, =0,6

 

 

q_К – удельное давление бетонной смеси на ленту в копильнике:

 

                                                    (14)

 

где H_К – высота копильника, = 0,16 м.

 

F_к, F_б – площадь активного давления бетона:

 

                                                         (15)

где B – ширина выходного отверстия копильника, м;

l₁ – расстояние от оси приводного барабана до задней стенки бункера, см;

а – длина бункера, см

 

Теперь возможно рассчитать суммарную силу активного давления бетонной смеси:

 

Далее можно рассчитать мощность на преодоления трения:

 

                                            (16)

 

 

Теперь можно рассчитать суммарную мощность на валу приводного барабана:

                                                      (17)

 

Окончательный этап, расчет мощности злектродвигателя ленточного питателя:

 

 

5 Техника безопасности и охрана труда

При проектировании и  эксплуатации предприятий сборного железобетона в целях обеспечения  безопасных и нормальных условий  труда следует руководствоваться  действующими правилами техники  безопасности к производственной санитарии. В них приведены требования к предприятию в целом, отдельным его цехам, технологическим процессам, транспортным устройствам и вибрационному оборудованию, способствующие снижению шума и улучшению санитарно-гигиенических условий труда, а также регламентированы нормативы по естественному и искусственному освещению помещений, их отоплению и вентиляции. Каждый цех завода должен быть оборудован надлежащими санитарно-бытовыми устройствами и противопожарными средствами.