Технология производства железобетонных труб

 

1.4. Обоснование технологической схемы производства с обоснованием технологических процессов

Схема технологического процесса изготовления напорных железобетонных труб представлена на рис.1.

Для приготовления  труб методом виброгидропрессования  используют формы особой конструкции.  Форма подготавливается к заполнению бетонной смесью в следующем порядке. После очередного формования упорные кольца и центрирующее кольцо очищаются от остатков бетона и смазки. Затем торцовые поверхности формы, внутренние поверхности упорных и центрирующих колец, а также продольные фланцы сегментов наружного кожуха формы, начиная от раструба, на протяжении 1,5 м смазывают битумной мастикой (пост 15). Внутреннюю поверхность половин или сегментов наружного кожуха смазывают эмульсионной смазкой, оставляя несмазанными полосы шириной 100 мм продольных стыков, на которые позднее наклеивается клейкая уплотняющая лента. Внутренняя часть формы готовится к бетонированию параллельно с подготовкой наружного кожуха. Подготовка заключается в очистке всех резиновых поверхностей от остатков смазки и бетона, в тщательной проверке целостности всех частей и в проклейке клейкой лентой втулочного конца резинового чехла для предохранения его от повреждения при бетонировании. Затем резиновые поверхности смазывают мыльной эмульсией.    После смазки элементов форму начинают собирать. Форма состоит из наружного кожуха и сердечника. Кожух может выполняться из двух или четырех элементов, скрепляемых болтами с тарированными пружинами. Форму собирают в 2 этапа. Сначала производят сборку наружной формы с помощью болтов с тарированными пружинами. Заклеив клейкой лентой продольные стыки наружного кожуха формы, их смазывают эмульсионной смазкой. Внутренняя форма представляет собой металлический сердечник, состоящий из двух стальных цилиндров: один сплошной, а другой (наружный) имеет перфорацию. На сердечник надевают резиновый чехол. Между наружным и внутренним цилиндрами сердечника предусмотрен кольцевой зазор 6 мм, который при прессовании бетонной смеси заполняется водой.            В подготовленную форму устанавливают спиральный арматурный каркас (он изготавливается на 20, 19 и 18 постах). На торцах формы (внизу и вверху трубы) укрепляют упорные кольца. Через отверстия колец пропускают стержни продольной арматуры (изготавливают на 17 и 16 постах), которую напрягают с помощью гидродомкратов -8. После этого наружный кожух формы с арматурным каркасом ставят с помощью специальной траверсы (6) в вертикальное положение раструбом вниз. Сборку двух частей формы (наружной и сердечник) осуществляют на посту комплектации. На подготовленный в вертикальном положении сердечник устанавливают при помощи крана наружный кожух формы. Его опускают до тех пор, пока раструбное кольцо предварительного натяжения продольной арматуры встанет на стальное донное кольцо сердечника, которое предназначено для точной установки кожуха и сердечника.    Собранную форму (4) переносят на пост бетонирования, где во втулочный конец формы устанавливают центрирующее кольцо (его закрепляют тремя зажимами), обеспечивающее правильное положение наружного кожуха относительно сердечника, а также закрепляют с помощью резиновых жгутов загрузочный конус с вибратором. На кожух формы крепят три — пять пневматических прикрепляемых вибраторов в зависимости от размеров бетонируемой трубы. У раструбной части продольные стыки формы скрепляются струбцинами во избежание преждевременного расширения формы. Бетонную смесь подают в форму через загрузочный конус с помощью винтового бетонораздатчика -3. Во время подачи смеси включают вибраторы, и происходит ее уплотнение. После заполнения формы бетонной смесью загрузочный конус и центрирующее кольцо удаляют, а на их место устанавливают уплотняющее кольцо с крестовиной. Заполненную бетоном форму переносят мостовым краном на пост гидропрессования (22) и тепловой обработки, где её закрепляют в вертикальном положении четырьмя захватами (чтобы при раздвижке водой и при пропарке форму не сорвало с поста) и присоединяют к водопроводу. Давление в гидросистеме равномерно повышают в течение получаса до 2-3 МПа при температуре воды до 60-70°С. Под гидравлическим давлением воды, которое поступает через перфорированные стенки сердечника, резиновый чехол расширяется (при этом происходит прессование бетонной смеси) и, перемещаясь, раздвигает наружную форму, скрепленную болтами с тарированными пружинами. Он растягивает спиральную арматуру, создавая предварительное ее натяжение. Тепловую обработку паром производят путем пуска острого пара в полость внутренней части формы и под брезентовый пропарочный колпак (чехол) в течение 5-7 ч. По окончании тепловой обработки снимают брезентовый чехол. Форма, отсоединенная от основания, передается краном в приямок комплектации, где снимается кольцо с крестовиной (центрирующее кольцо). К внутренней части формы подсоединяется вакуумная система-21, которая удаляет остатки воды из внутреннего объема формы. Для удобства обслуживания формы и сердечника в верхней части приямка комплектации имеется самоходный мостик -5.

Обрезаются  концы продольной арматуры, снимаются пружинные болты и калибрующее кольцо втулочной части формы. Затем снимаются детали кожуха (с помощью установок 9 и 10). Труба извлекается из кожуха и передается на установку, оборудованную приводом вращения, где отрезаются вровень концы продольной арматуры и отделываются торцы. Далее трубы передаются на посты выдержки, где они укладываются на прокладках в горизонтальное положение в два, три или четыре ряда. Выдерживают в течение трех суток при периодической поливке водой. После выдержки трубы транспортируются к машинам для шлифования раструба - 11, а затем подвергаются гидравлическому испытанию на специальной установке.

После гидравлического испытания трубы выдерживаются в цехе в зимнее время в течение 4 ч, а затем самоходной тележкой с прицепом (14) вывозятся на склад готовой продукции.     Производительность одной линии – от 10 до 15 тыс. м³ в год (в зависимости от диаметра труб).

Рис. 1. Схема технологического процесса изготовления напорных железобетонных труб:

1 — камера  для мойки бункеров; 2 — передвижной  бункер; 3 — винтовой бетонораздатчик; 4 — форма; 5 — самоходный мостик; 6 — автоматический захват; 7 и 9 — кантователи (Кантователь - производственный механизм, производящий перекладку или передачу различных объектов с одного поста или обрабатывающего устройства на другое, с обязательным изменением пространственной ориентации объекта (переворотом, простым или двухосным поворотом)); 8 — гидродомкрат; 10 — консольный съемник; 11 — машина для шлифования раструбов; 12 -автоматический захват; 13 — установка для гидравлических испытаний труб; 14 — самоходная тележка для вывоза труб на склад; 15 — установка для приготовления и нанесения смазки; 16 — машина для холодной высадки концов проволоки; 17 —- установка для резки высокопрочной проволоки; 18 — станок для изготовления арматурных каркасов; 19 — машина для перемотки проволоки; 20 — машина для изготовления штампованных полос; 21 — вакуумная установка; 22 — установка высокого давления; 23 - водопровод.

 

 

 

1.5. Выбор  режима работы предприятия и  план производства продукции

Режим работы предприятия  определяется характером протекания производственных процессов. Предприятие по производству железобетонных напорных и безнапорных  труб работает в 2 смены. Таким образом, при выборе режима работы предприятия  необходимо руководствуются следующими параметрами:

- эффективный фонд времени (Т_эф) составляет 262 рабочих дня;

- число часов работы в смену (Т_см) принимают 8;

- проектная годовая мощность предприятия равна 60000 м³ (годовая производительность одной линии 10000 м³, а таких линий на предприятии 6).

Необходимое количество смен в сутки можно рассчитать по формуле:

,

Q – проектная мощность предприятия,

q – часовая производительность производства.

Часовая производительность равна:

14 (м³)

Таким образом, количество смен в сутки составит:

С_см =2

Годовой план производства продукции определяется проектной  мощностью предприятия, а выпуск её на рынок сбыта в течение года может быть распределён поквартально. Намечаемый объём выпуска продукции показан в таблице 7.

Таблица 7.

Намечаемый объём  выпуска продукции.

Производство и распределение	Распределение объёма выпуска  продукции по кварталам,  м3
	I	II	III	IV
Объём производства	60000	60000	60000	60000
Выпуск товара на рынке	48000	60000	60000	54000
В том числе запасы	12000	0	0	6000

 

 

 

2. Механическая часть

 

Данные о технологическом  оборудовании сведены в таблице 8.

Таблица 8.

Перечень основного и вспомогательного оборудования.

№	Наименование	Тип, марка	Производительность	Мощность двигателя	Масса, габарит	Количество
1	Станок для резки высокопрочной  проволоки	СМЖ – 357-А	200 прутков-час	12,6 кВт	Масса 1,9 т; габариты: 1620х925х480 мм	2
2	Машина для изготовления штампованных полос	СМЖ-312	50-60 полос/час	1,7 кВт	Масса 1690 кг; Габариты: 8400х1350х1940 мм	6
3	Станок для изготовления арматурных спиральных каркасов	РТ-195	7-10 каркасов/смену	21,1 кВт	Масса 11360; габариты: 9480х2805х1880 мм	12
4	Винтовой (шнековый) бетонораздатчик	СМЖ-96	2,4-9,2 т/час	Мощность привода шнека: 1,6-3,2; 3,2-5 кВт. Мощность привода передвижения: 27 кВт	Объем бункера 0,82 м3, диаметр шнека 200 мм	18
5	Пневматический прикрепляемый  вибратор	ИВ-64	8000 ± 20% колебаний	0,8 кВт	Масса 19 кг, габариты: 270х120х245	36
6	Гидромкрат	6873/20СУ, завода им. Калинина		2,2 кВт	20 кг	12
7	Машина для шлифования раструбов	СМЖ-156	6 труб/смену	21,7 кВт	5450 кг	12
8	Установка гидравлического  испытания труб	СМЖ-97А	8-12 труб/смена; 45 м3/час	2920 об/мин;         15 кВт	Масса 12410 кг, габариты: 9150х2650х2900 мм	6
9	Установка высокого давления	Завод им. Фрунзе	Насос высокого давления тип ГБ-315: 30 л/мин; насос низкого давления тип ЛК 5-15: 5 м3/час; компрессор тип КВД: 10 м3/час	23 кВт	Объем резервуара (баллона) -низкого давления 2 м3; -высокого давления 410 м3	12
10	Вакуумная установка	завода им. Фрунзе	5 л/с	1,7 кВт	Емкость вакуумного резервуара 0,5 м3, емкость резервуара водоотделителя 0,25 м3	3
11	Автоматические захваты	СМЖ-380		Грузоподъемность 10 т	Масса 1150 кг; габариты: 6840х810х1866	12
12	Машина для перемотки  проволоки	СМЖ-101	0,4-0,9 м/с	1,6 кВт	Масса 1484 кг, габариты установки: 1650х1700х1080 мм	2
13	Самоходная тележка для  вывоза труб на склад готовой продукции	6274С	Скорость хода 36,6 м/мин	Грузоподъемность 20 т (с прицепом -40 т)	Вес: 3,7 т; длина 2,4 - 6,5 м	6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Контроль производственного процесса и качества готовой продукции

Основные параметры контроля сведены в таблице 9.

Таблица 9.

Место контроля	Наименование технологической  операции	Параметры контроля	Периодичность контроля и кто его осуществляет	Нормативная документация, в соответствии с которой осуществляется контроль
Отбор проб из каждого вагона	Проверка качества сырья  для приготовления бетонной смеси	Наличие документа о качестве, сопровождающего каждую партию; проверка гранулометрического состава заполнителей	1 раз при поступлении  каждой партии (вагона). Контроль  осуществляет лаборатория.	ГОСТ 8267-93, ГОСТ 8269.0-97, ГОСТ 10178-85, ГОСТ 310.1-76, ГОСТ 310.2-76,  ГОСТ 310.3-76, ГОСТ 310.4-81
Бетоносмеситель	Приготовление бетонной смеси	Визуальный осмотр состояния  бетоносмесителя; температура воды, песка, щебня.	1-2 раза в смену; мастер  БСЦ	ГОСТ 27006-86
Бетоносмесительная установка (БСУ)	Перемешивание бетонной смеси	Время перемешивания материалов	2 раза в смену; место  БСУ (лаборатория)	ГОСТ 7473-94, ГОСТ 10180-90
Пост изготовления разделительных полос	Изготовление  разделительных полос	Длина и сечение полосы, состояние поверхности	1 раз в смену и по  мере появления дефектов; ОТК	ГОСТ 12586.1-83
Пост изготовления спиральных каркасов	Изготовление спиральных каркасов	Количество полос в  пучках должно соответствовать числу  их в трубах данного типоразмера	При поступлении установки  для навивки спиральных каркасов, далее 1 раз в квартал; ОТК и  ОГТ	ГОСТ 12586.1-83
Пост комплектации	Сборка форм	Положение ленты, её приклейка  на продольные разъемы формы, внутренний диаметр калибрующего кольца, наличие  кронштейнов для установки анкерного  и калибрующего кольца, крепление  витков спиральной арматуры к стержням продольной арматуры со стороны втулочного конца формы, порядок натяжения  продольной арматуры.	По мере выпуска (сплошной контроль); технолог	Технологическая карта
Пост формования	Формование	Давление воздуха, режим  работы пневмовибраторов, скорость поступления  бетонной смеси в форму	Выборочно; отдел главного технолога (ОГТ), мастер	Технологическая карта, Пособие по технологии формования железобетонных изделий (к СНиП 3.09.01-85)
Пост гидропрессования	Гидропрессование	Раздвижка частей формы	Выборочно; мастер цеха, технолог	Технологическая карта
Пост тепловой обработки (ТВО)	Тепловая обработка	Температура пара, время  термообработки, давление в паропроводе	Выборочно; мастер ТВО, инженер  лаборатории, технолог	ГОСТ 12586.0-83
Пост отделки	Качество состояния наружной поверхности труб и геометрические размеры	Наличие трещин на наружной и внутренней поверхностях труб, раковин, наплывов и околов на стыковых поверхностях раструба и втулочного конца труб, раковин на остальной поверхности.	Каждая труба; ОТК	ГОСТ 13015-2003, ГОСТ 12586.0-83, ГОСТ 12586.1-83
Пост гидроиспытаний	Гидростатические испытания  труб	Водонепроницаемость, трещиностойкость	Каждая труба для проверки на водонепроницаемость и 1 труба от партии для проверки трещиностойкости- 1 раз в 3 месяца; ОТК	ГОСТ 12586.0-83, ГОСТ 8829-94
Склад готовой продукции	Складирование труб	Правильность складирования, число рядов по высоте, способы  укладки рядов, наличие подкладок  в нижнем ряду	1 раз в смену; начальник  цеха, мастер, бригадир, ОТК	ГОСТ 12586.0-83

 

 

 

 

 

4. Мероприятия  по охране труда и окружающей  среды 

В производстве железобетонных изделий, в частности труб, имеется  ряд факторов, которые ухудшают условия  работы обслуживающего персонала и  могут явиться причинами травматизма. С целью снижения влияния этих факторов необходимо осуществление  различных мероприятий.

К работе допускаются лица, достигшие 18-тилетнего возраста, прошедшие  медицинское обследование и вводный  инструктаж по технике безопасности, кроме инструктажа администрация  организует обучение рабочих правилам безопасности на производстве. После  обучения проводят аттестацию и выдачу соответствующего удостоверения.      

Для осуществления безопасного  и высокопроизводительного труда  рабочих большое значение имеет  освещение рабочего места. Воздействуя  на глаза, свет тем самым влияет на весь организм человека, включая центральную  нервную систему. При неудовлетворительном освещении зрительная способность  глаз снижается, и у человека могут  появиться такие глазные болезни, как близорукость, резь в глазах, катаракта, а также головные боли. Наличие резких теней в рабочей  зоне, также негативно влияют на зрение, так как служат причиной повышенной утомляемости глаз. Кроме  того, неудовлетворительное освещение  часто служит причиной производственного  травматизма.       Установки в дозировочно-смесительном цехе находятся под высоким напряжением. Неисправность электропроводки, случайное прикосновение к оголенным проводам, проводам с поврежденной изоляцией, а также к металлическим частям электрооборудования, находящимся под напряжением, но не защищенным ограждением приводят к электротравматизму. При замыкании электрической цепи через тело возникает поражение человека электрическим током. Внутренняя электропроводка должна быть исправна и закреплена так, чтобы исключить возможность случайного прикосновения человека к проводам. Внутреннюю электропроводку прокладывают в трубах. Причем трубки с силовыми проводами проводят непосредственно к клеммам электродвигателя, чтобы оградить электрические провода от попадания на них масла и бетонной смеси. Необходимо заземлить следующие элементы электроустановок: корпусы оборудования, моторов, трансформаторов, светильников, металлической оболочки кабелей и проводов, стальной трубы электропроводки, с целью снижения на них напряжения относительно земли до величины, безопасной для человека.       Все электромагнитные установки должны находиться в специально отведенных помещениях, на двери которых должна быть надпись, предупреждающая работников, не связанных с обслуживанием электромагнитных установок.        Для предотвращения травматизма перед пуском бетоносмесителя все вращающиеся и подвижные детали должны быть ограждены. Открывать дверцы кожухов смесителей во время работы запрещается. Пробы из смесителей должны отбираться специальными приспособлениями. Отбирать пробы руками запрещается.