Расчёт оборудования

Продолжительности технологических операций при изготовлении ребристых плит перекрытий представлены в таблице 10:

Таблица 10 Продолжительности технологических операций

Пост	Наименование операции	Нормы времени на выполнение операции, мин
Распалубка	Установка формы на пост Открытие бортов Обрезка анкеров Подъём изделия Чистка формы Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ Смазка формы Снятие с поста
Итого время распалубки:
Армирование	Установка формы на пост Натяжения стержней Установка сеток Установка каркасов и заклод. Закрытие бортов Снятие бортов
Итого время армирования:

Продолжение табл. 10

Формование	Установка формы на пост Укладка бетонной смеси Уплотнение Отделка лицевой поверхн. Снятие формы с поста
Итого время формования
ТВО	Загрузка камеры Предварительная выдержка Подъём температуры Выдержка Охлаждение Выгрузка
Итого время ТВО

· Определяется количество формовочных постов:

nф.п=	Пг·τц.ф	,
253·n·8·60·Vизд·nизд

где τ_ц.ф – продолжительность цикла формования, мин;

n – число смен, шт;

n_изд – количество одновременно формуемых изделий, шт.

nф.п=	22000·12	= 1,181 шт
253·2·8·60·0,92·1

Принимается 2 формовочных поста.

Каждый ф

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

ормовочный пост оборудован виброплощадкой марки СМЖ -187Г и бетоноукладчиком марки СМ Ж -166Б.

· Определяется грузоподъемность виброплощадки:

М = m_ф + m_изд, т

где m_ф – масса формы, т;

m_изд – масса изделия, т.

М = 3,65 + 2,3 =5,95 т

· Определяется размеры ямной пропарочной камеры.

4 bWxMjsFuwjAQRO+V+AdrK/WCikOgEKVxUIXUS3sopXyAE2+TqPY6xCaYv6/phR6fZjTzik0wmo04 uM6SgPksAYZUW9VRI+Dw9fqYAXNekpLaEgq4oINNObkrZK7smT5x3PuGxRFyuRTQet/nnLu6RSPd zPZIMfu2g5E+4tBwNchzHDeap0my4kZ2FB9a2eO2xfpnfzIC3j5200saVtPj+qnahjHT4d1pIR7u w8szMI/B38pw1Y/qUEanyp5IOaYFpMtYFJAtgF3T+SJy9ce8LPh/+/IXAAD//wMAUEsBAi0AFAAG AAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQ SwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h/9YAAACUAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQ SwECLQAUAAYACAAAACEACh7J/u8BAADmAwAADgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54 bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAScYmINkAAAAFAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAABJBAAAZHJzL2Rvd25y ZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAAAE8FAAAAAA== " strokecolor="black [3040]"/>

Рис. 2 Раскладка форм с изделиями в ямной камере

Длина камеры определяется по формуле:

L_к = m_g·l + (m_g + 1)·l₁, м

где m_g – количество форм, укладываемых по длине камеры, шт.

l – длина изделия, м

l₁ – расстояние между изделиями, изделием и стенкой камеры,l₁ = 0,3 м.

L_к =1 ·5,55 + (1 + 1)·0,3 = 6,15 м

Ширина камеры определяется по формуле:

В_к = m_ш·b + (m_ш + 1)·b₁, м

где m_ш – количество фо

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

рм, укладываемых по ширине камеры, шт;

b – ширина изделия, м;

b₁ – расстояние между изделиями, изделием и стенкой камеры, b₁ = 0,3 м

В_к = 2·1,485 + (2 + 1)·0,3 = 3,87 м

Глубина камеры определяется по формуле:

Н_к = m_в· (h + h₁) + h₂ + h₃, м

где h – высота изделий, м;

h₁ –расстояние между изделиями по высоте с учетом поддона, h₁ = 0,3м;

h₂ – расстояние между поддоном и дном камеры, h₂ = 0,15 м;

h₃ – расстояние между верхним изделием и крышкой камеры, h₃ = 0,05 м.

Н_к = 5·(0,4+ 0,3) + 0,15+0,05 = 3,7 м

Определяется количество ямных пропарочных камер:

nк=	Пг·τз.к	, шт,
253·24·Кс·Vизд·mизд

где К_с – ко

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

эффициент сменности при переходе двух сменной работы к

трехсменной, К_с = 0,8 (5, с54);

τ_з.к – время загруженности камер ТВО, час;

m_изд – количество изделий в камере, шт.

τ_з.к = t_з + t_п.в + t_под + t_выд+ t_охл + t_в,

где t_з – продолжительность загрузки камеры, час;

t_п.в. – продолжительность предварительной выдержки, час

t_под – продолжительность подъема температуры;

t_в – продолжительность изотермической выдержки;

t_о – продолжительность спада температуры.

tз =	τц.ф· nкф	,час

tз =	12· 10		= 1 час

t_з= t_в=1 час

τ_з.к = 1 + 1 + 3 + 4+2+1 = 12 час

nк=	22000·12	= 5,907 шт
253·24·0,8·0,92·10

Принимается 6 ямных пропарочных камер.

· Определяется коэффициент загрузки камеры

Кз =	Vизд· mизд
Vк

V_к = L_к·В_к·Н_к= 6,15·3,7·3,87 = 88,06 м³

Кз =	0,92·10	= 0,104
88,06

· Определяется коэффициент оборачиваемости камер:

Коб =		·Кс ,
τз.к
Коб =		· 0,8 = 1,6

· Определяется количество форм:

nф=	Пг·τо.ф·Кф	,
253·24·Кс·Vизд·nизд

где τ_о.ф – продолжительность одного оборота формы, час;

К_ф – коэффициент запаса форм, К_ф = 1,05 (5, с43).

τ_о.ф = τ_п + τ_з.к + τ_ц.ф, час,

где τ_п – продолжительность подготовки формы, час;

τ_ц.ф – продолжительность цикла формования, час.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

τо.ф = 0,25 + 12 +0,2= 12,45 час

nф =	22000·12,45·1,05	= 64,35 шт
253·24·0,8·0,92·1

Для изготовления данного изделия принимается 65 силовых форм.

Для определения металлоемкости форм принятых для производства ребристых плит перекрытий составляется таблица 11:

Таблица 11 Характеристика формы

Марка изделия	Размеры формы, мм	Масса одной формы, т	Количество форм, шт.	Масса всех форм, т
1П3-3АIVв	6100×1745×588	3,65		237,25

· Определяется удельная металлоемкость

Мизд =	mф· nф	, т/м3
Пг

Мизд =	3,65·65	= 0,0108 т/м3

· Расчёт транспортного оборудования:

Расчет количества кранов:

Определяется крановые операции:

В основу расчета работы крана принимаются технические скорости крана и операционное время на строповку и расстроповку:

Скорость передвижения крана – 80м /мин;

Скорость передвижения крановой тележки – 40 м/мин; Скорость поднятия и опускания крюка – 10м/мин.

Определяется занятость крана на выполнение каждой операции:

τ _i=t_i·П’_сут,

где t₁ – занятость крана на одну операцию, мин

Занятость крана на каждую операцию приведена в таблице 12:

Таблица 12 Занятость крана на каждую операцию

Наименование операция	Распалубка изделия, мин	Перенос формы на пост арм.мин	Перенос формы на пост фор.мин	Перемещение изделия на самоходную тележку, мин	Разгрузка арматуры, мин	Загрузка камеры ТВО, мин
Опускание крюка	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
Строповка		0,1	0,1			0,1
Поднятие крюка	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
Перемещение крана	24/80=0,3	9/80=0,1	12/80= 0,15	---	15/80=0,2	21/80=0,26
Перемещение тележки	9/40=0,2	10/40= 0,25	---	6/40=0,2	---	1,5/40=0,04
Опускание крюка	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
Расстроповка		0,1	0,1			0,1
Возврат крана	0,8	0,65	0,45	0,45	0,5	0,6
Итого (t)	4,2	2,1	1,7	3,5	3,6
τ, мин	396,9	198,45	160,65	330,75	14,4

Определяется общая занятость крана в сутки:

Т_кр =Σ τ_i=396,9+198,45+160,65+330,75+14,4+189=1290,15 мин

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

Определяется количество кранов

n_кр= Т_кр/16·60·К_исп,

где К_исп – коэффициент использования крана, К_исп=0,7(5. с15)

n_кр=1290,15/(16·60·0,7)=1,92=2 крана

Определяется грузоподъемность крана:

Q_кр=1,2·(М_фор+ М_изд+ М_тр),

где М_тр – масса траверсы, т

М_изд – масса изделия, т

Q_кр=1,2·(3,65+2,3+0,91)=8,23 т

Принимается два мостовых крана марки КМ10 грузоподъемностью 10т.

· Расчет самоходных тележек для вывоза готовой продукции:

Определяется время рейса тележки:

t_р=t_загр+ t_пути+ t_разгр,

где t_загр – время загрузки тележки, мин

t_пути – время прохождения пути тележкой, мин

t_разгр – время разгрузки тележки, мин

t_загр=t₄·n_изд^тел,

где t₄ – время занятости крана на перемещение изделия с поста выдержки на самоходную тележку, мин

n_изд^тел – количество изделий на тележке, шт

t_загр=

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

3,5·3=10,5 мин

t_пути=2·(S_{в цехе}+n·В_сгп+S_прм) /V_тел,

где S_{в цехе} – путь прохождения тележки в цехе, м

В_сгп – ширина пролета, м

n – количество пролетов на складе готовой продукции, шт

S_прм – промежуточное расстояние до склада готовой продукции, м

V_тел – скорость перемещения тележки, м/мин.

t_пути=2·(15+2·18+6) /32=3,5 мин

t_разгр=5· n_изд^тел=5·3=15 мин

t_р=10,5+3,5+15=29мин

Определяется количество тележек:

n_тел= ((П’_сут/ n_изд^тел)· t_р)/16·60=((94,5/3)·29)/16·60=0,95

Для вывоза готовой продукции принимается одна самоходная тележка СМЖ-151-C.

4.5 Расчёт тепловых агрегатов

· Тепловой расчёт установки:

Тепловой баланс установки составляется на 1 час её работы.

Приход тепла:

- От экзотермических реакций твердения цемента:

Q₁=q_экз·М_цем, кДж

где М_цем – масса цемента в пропариваемых изделиях, кг (таб 9);

q_экз – удельная экзотермия цемента, кДж/кг;

М_цем =Ц·П’_к,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

где Ц – расход цемента на 1м³ бетона, кг (таб 9).

П’_к – часовая производительность камеры, м³

М_цем =380·9,2=3496 кг

q_экз =[Θ·R_ц·а/(162+0,96) ·Θ]·√В/Ц, кДж/кг

где R_ц – марка цемента;

В/Ц – водоцементное отношение;

Θ – число градусов тепловой обработки, для Θ>290, а – эмпирический коэффициент а=0,84+0,0002· Θ;

а=0,84+0,0002·470=0,934

Θ = 0,5·(t₁ + t₂)·τ₁ + t₂ · τ₂, град·час

Θ = 0,5·(20+ 80)·3 + 80 · 4=470 град·час

q_экз =[ 470 ·500·0,934/(162+0,96 ·470)]· 0,707=253,07 кДж/кг

Q₁=253,07·3496=884732,72 кДж

- С паром:

Q₂=Д_п·h”, кДж

где Д_п – расход пара за период работы, кг. Величина неизвестная и определяется решением уравнения теплового баланса;

h” – энтальпия пара, кДж/кг. (3, с14).

Q₂=2683 ·Д_п, кДж

Итого:

Q_прих=Q₁+Q₂=2683 ·Д_п +884732,72 кДж

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

Расход тепла:

- На нагрев сухой массы бетона:

Q₁=C_б·M_б ·(t_к-t_н), кДж

где C_б – теплоёмкость бетона, кДж/кг·К (3, с32);

M_б – масса пропариваемого бетона, поступающего в камеру каждый час

M_б = П’_к · γ_б, кг

где γ_б =средняя плотность бетона, кг/м³

M_б =9,2·2400=22080 кг

Q₁=0,9·22080·(80-20)=1192320 кДж

- На испарение части воды затворения:

Q₂=W· (2493+1,97·t_ср), кДж

где W – масса испарённой воды, кг

W=0,01· M_б =0,01·22080=220,8 кг

где 2493 – скрытая теплота парообразования, кДж/кг (3, с52);

t_ср =0,5·(t₁+t₂)=0,5·(20+80)=50 ⁰С

Q₂=220,8 · (2493+1,97·50)=572203,2 кДж

- На нагрев воды, оставшейся в изделии:

Q₃=C_в· (М_в-W) · (t_к-t_н), кДж

где C_в – теплоёмкость воды, кДж/кг·К (3, с32);

М_в – масса воды затворения, поступающей в камеру, кг

М_в =В·П’_к ,кг

где В – расход воды на 1м³ бетона (таб 9);

М_в =157,2·9,2=1446,24 кг

Q₃=4,19· (1446,24 -220,8) · (80-20)=308075,62 кДж

- На нагрев арматуры и закладных деталей:

Q₄=C_a·M_a· (t_к-t_н), кДж

где C_a – теплоёмкость арматуры и закладных деталей (3, с32),

M_a – масса арматуры, кг (таб 9)

M_a =m_a·П’_к , кг

где m_a – расход арматуры на м³ бетона, кг (таб 7).

M_a =86,84·9,2=798,92 кг

Q₄=0,48·798,92· (80-20)=23008,89 кДж

- На нагрев форм:

Q₅=C_а·М_ф· (t_к-t_н), кДж

M_ф =m_ф·П’_к , кг

где М_ф – масса форм в камере, кг

m_ф – масса одной формы, кг (таб 11).

M_ф =3650·10=36500 кг

Q₅=0,48·36500·(80-20)=1051200 кг

- На аккумуляцию ограждающих конструкций камеры:

Q₆ = 0,2 · Q_прих

Q₆ = 0,2 · (2683 ·Д_п +884732,72) =536,6·Д_п+176946,54

- П

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

отери тепла в окружающую среду:

Q₇=3,6· 0,59·(t_т+100) ·F· τ_n, кДж

где t_т – температура теплоносителя, ⁰С (3, с 43);

F – суммарная теплоотдающая поверхность, м³.

τ_n – время подъема температуры и изотермической выдержки, ч

τ_n = τ₁ + ττ₂

τ_n = 3 + 4 = 7 часов

F=H_к·B_к ·2+ L_к· H_к· 2+ L_к· B_к· 2= 3,7·3,87·2+6,15·3,7·2+ 6,15· 3,87· 2 =121,74 м²

Q₇=3,6·0,59·(100+100)·121,74· 7 =362006,1кДж

- На нагрев пара, занимающего свободный объём камеры:

Q₈=V_св·ρ” ·h”, кДж

где V_св – свободный объём камеры, м³

ρ” – плотность пара, кг/м³(3, с45)

h” – энтальпия пара, кДж/кг(3, с45).

V_св =V_к-V_изд-V_ф, м³

где V_к – объём камеры, м³

V_ф – объём форм, м³

V_к= L_к ·B_к · H_к =6,15·3,87·3,7=88,06 м³

V_ф = M_ф / ρ_ф=3650/7800=0,48 м³

V_св =88,06-9,2-4,8=74,06 м³

Q₈=74,06 ·0,6992·2683=138933,12 кДж

- Потери тепла с конденсатом:

Q₉=М_к·h”, кДж

где М_к – масса конденсата, кг/ча

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

с

М_к =Д_п- М_св -М_пр,

где М_св – масса пара, занимающего свободный объём камеры, м³

М_пр – расход пара на пропуски через не плотности, кг

h” – энтальпия пара, кДж/кг

М_св = ρ” · V_св =0,6992·74,06 =51,8 кг

М_пр =0,1·Д_п

М_к = Д_п -51,8-0,1·Д_п =0,9·Д_п – 51,8

h”= C_в· t_к =4,19·80=335,2 кДж/кг

Q₉=(0,9·Д_п -51,8) ·335,2=301,68·Д_п -17363,36 кДж

-Неучтенные потери:

Q₁₀ = 0,1 · Q_прих , кДж

Q₁₀ = 0,1· (2683 ·Д_п +884732,72) = 268,3Д_п + 88473,27 кДж

Итого расход тепла:

Q_расх= Q₁ +Q₂+ Q₃ +Q₄+ Q₅ +Q₆ +Q₇+ Q₈ + Q₉+ Q₁₀

Q_расх=1192320+572203,2+308075,62+23008,89+1051200+ (536,6·Д_п+176946,54)+ 362006,1+ 138933,12+(301,68·Д_п -17363,36)+ (268,3Д_п + 88473,27)=1106,58·Д_п+3895803,38 кДж

Уравнение теплового баланса:

Q_прих = Q_расх

2683 ·Д_п +884732,72 = 1106,58·Д_п+3895803,38

1576,42·Д_п=3011070,66

D_п =3011070,66/1576,42=1910,1 кг пара/час

Данные теплового баланса заносятся в таблицу 13:

Таблица 13 Тепловой баланс

Статьи	Количество
кДж/час	%
Приход тепла
С паром	5124798,3	85,3
От экзотермических реакций	884732,72	14,7
Итого	6009531,02
Расход тепла
На нагрев сухой массы бетона		19,8
На испарение части воды затворения	572203,2	9,5
На нагрев оставшейся воды	308075,62	5,1
На нагрев арматуры	23008,89	0,4
На нагрев форм		17,6
На аккумуляцию ограждений камеры	1201906,2
В окружающую среду	362006,1
На нагрев пара, свободного объёма	138933,12	2,3
Потери с конденсатом	558875,6	9,3
Неучтённые тепло потери	600953,1
Итого	6009481,83
Невязка баланса	0,00081

Удельный расход пара:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП ПСИиК 13.00.00 ПЗ

d =	Дn	,	кг
Ек	м3

d =	1910,1	= 207,6	кг
9,2	м3

Удельный расход нормального пара:

dн =	d · i´´	,	кг
iн´´	м3

где i´´ – энтальпия натурального (используемого в камере) пара (3, с45);

i_н´´ – энтальпия нормального пара, (3, с45).

dн =	207,6· 2683	= 208	кг
	м3

Удельный расход тепла:

q =	d · i´´	,	кДж
м3

q =	207,6· 2683	= 556990,8	кДж
м3