Производство труб методом центрофугирования

   Процесс формования изделия центрифугированием включает две основные стадии:

   1 – распределение бетонной смеси

   2 – уплотнение бетонной смеси

   Бетонная смесь распределяется  в формы при минимальной частоте  вращения центрифуги, при которой исключается возможность расслоения бетона на составные части (цемент, песок, щебень, воду), имеющие разную плотность и разную величину центробежной силы.

    Кроме того, на этой стадии  окружная скорость способна удерживать  частицы бетона в верхнем положении. Для этого должно быть соблюдена условие , где центробежная сила опредилена:

   r – радиус вращения центра тяжести частицы, м

   g – ускорение силы тяжести,

   Н – число оборотов центрифуги, об/мин

Отсюда:

, об/мин

Если  принять, что  , то окончательно

, об/мин

   По таблице П.4.3.для напорных труб с d=800 мм принимаем:

внешний диаметр                             960 мм

толщина стенки                                80 мм

расход  бетона                                   1,19  

   С учетом возможностей вибрации, толчков и других отклонений  оси равномерного вращения реальная скорость распределения увеличивается по сравнению с расчетной в 1,5…2 раза и равна: .

 об/мин

 об/мин

   На второй стадии формования  происходит уплотнение бетонной  смеси. Для этого необходимо  соблюдать равенство:

, где 

- уплотняющее давление, которое  необходимо обеспечить на наружной  поверхности трубы, чтобы при  остановки центрифиги и при  транспортировки изделия на последующие  посты не происходило отслоение  и отвала уплотненной бетонной смеси, Па

=0,065МПа

- площадь наружной поверхности  труды, 

   Для элементарного кольца бетонной  смеси радиусом r, площадью стенки и длинной l, величина центробежной силы будет равна:

, Н

, кг, где

- объем элементарного кольца,

- плотность формуемой бетонной  смеси, 

- масса элементарного кольца, кг

   Следовательно, 

, Н

   Интегрируя данную формулу в  пределах от r до получим:

, Н 

   Если принять участок труды  длиной 1м, то  . Тогда требуемое давление формования будет равно:

, Па

  Отсюда  частота вращения центрифуги  на стадии уплотнения ( ) составляет:

, об/мин

, об/мин

   С учетом запаса  принимаем в 1,2…1,5 раза больше расчетной, т.е.:

 об/мин 

   Продолжительность отдельных стадий  центрифугирования зависит от  диаметра труб:

- распределение  бетонной смеси – 12 мин

- уплотнение  – 18 мин

   Годовая производительность центрифуги  рассчитывается по формуле:

, где

N – количество рабочих дней в году;

T – количество рабочих часов в сутки;

- длина цилиндрической части  трубы;

- коэффициент использования  оборудования (0,9…0,92);

- продолжительность цикла формования

   Удельный расход электроэнергии  в первом приближении можно рассчитывать по формуле:

,

   Технологические расчеты, которое  в заданном случае сводятся  к определению требуемого для обеспечения заданной производительности числа центрифуг, включает:

- подбор  формовочного огрегата из табл. П.4.1.

   Выбираем роликовую центрифугу СМЖ-106А мощностью 55,6 кВт и длиной 5150мм.

 

    

Расчет  требуемого числа центрифуг:

шт 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Технико-экономические  показатели. 

   Так как основным оборудованием при производстве железобетонных труб являются центрифуги, то отчет технико-экономических показателей сводится к технико-экономическим показателям центрифуг.

Таблица 1 «Технико-экономические  показатели»

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Техника безопасности  и экологии. 

  При изготовлении напорных труб со стальным сердечником  следует пользоваться нормативными документами: СНиП III-4-80*;

  Правилами техники безопасности и производственной санитарии в промышленности строительных материалов, ч. I и ч. II, разд. XIII (М., 1987);

Правилами технической  эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденными Министерством энергетики и электрификации СССР (Госэнергонадзор, 1973);

Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (Госгортехнадзор, 1981);

инструкциями  по технике безопасности, заложенными  в технических паспортах, поступаемых на завод вместе с технологическим оборудованием.

  К самостоятельной работе на оборудовании допускаются лица не моложе 18 лет, обученные  правилам его эксплуатации и имеющие  удостоверения о сдаче экзаменов  по технике безопасности.

  Все технологическое оборудование должно быть надежно заземлено в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

  Рабочие, обслуживающие оборудование для  изготовления труб, не должны подвергаться воздействию шума с уровнем звуковых давлений, выше допускаемых ГОСТ 12.1.003-83*.

  Вибрация  от оборудования не должна превышать  значений, регламентированных ГОСТ 12.1.012-78*.

    Расстановку оборудования необходимо  выполнять таким образом, чтобы  исключалась возможность пересечения  транспортных и технологических  постов.

    Рабочие места, проходы и проезды  в цехах не разрешается загромождать  материалами и готовой продукцией. Ширина главных проходов должна  быть не менее 1,5 м, а ширина  проходов, используемых для ремонта  и осмотра оборудования и изделий, - не менее 1 м. Проезды для цехового транспорта должны иметь ширину не менее чем на 1 м превышающую максимальные габариты загруженных транспортных средств.

    Транспортные операции, связанные  с использованием мостовых кранов, осуществляют над центральным проездом пролета.

  Оборудование  и посты для сварки, очистки  от ржавчины и окалины должны быть оснащены вытяжной вентиляцией.

    Работы по электросварке следует выполнять только в рукавицах и брезентовой спецодежде.

    До начала работы на сварочных  машинах необходимо проверить,  есть ли вода в системе охлаждения, а также состояние контактных  поверхностей, которые должны соответствовать требованиям, изложенным в инструкции по эксплуатации соответствующих машин.

    Во время перерывов в работе  на сварочной машине необходимо  выключать подводимое к машине электропитание.

    Шкафы дробеструйных установок  должны быть оборудованы индивидуальной вытяжной вентиляцией.

    Соединительные шланги для подачи  воздуха и дроби должны быть  герметичны. Работа с неисправными шлангами и ненадежно закрепленными соплами запрещается.

    Дробеструйные установки должны  иметь смотровые окна со стеклом  толщиной не менее 4 мм. Работа с поврежденными стеклами запрещается.

    Для отсоса металлической пыли  и газов каждая установка для  металлизации соединительных колец должна иметь местную вытяжную вентиляцию.

    Отделение металлизации соединительных  колец следует ограждать от  смежных с ним помещений сплошной  перегородкой.

    Во время работы электрометаллизатора  оператор должен пользоваться  наушниками-глушителями и очками с защитными стеклами со светофильтром.

    Перед установкой стального сердечника  на центрифуги необходимо проверять правильность установки бандажей по шаблону и тщательность их болтового крепления.

    Запрещается загружать бетонную  смесь в стальной сердечник  вручную при его вращении.

    При работающей центрифуге нельзя  людям находиться в зоне вращения  сердечника, работать на установке  без ограждения втулочной и  раструбной частей сердечника.

    Если станки или агрегаты непосредственно связаны с рабочими местами других станков или агрегатов, то их пуск без подачи предварительного сигнала запрещается

    Место расположения установок  для центрифугирования и нанесения  бетонной смеси наружного защитного слоя должно быть оборудовано стоками и перекрытыми приямками для сбора шлама, воды и отскока, обеспечивающими безопасность работ и удобство обслуживания.

    Крышки камеры тепловой обработки  должны быть оборудованы петлями, позволяющими снимать и устанавливать ее на камеру посредством мостового крана.

    Работы, связанные с приемкой  материалов, применяемых для пропиточной изоляции труб, приготовлением пропиточной композиции и пропитки производят с соблюдением правил техники безопасности, предусмотренных пп. 8.5 и 8.8, СНиП III-4-80.*