Исходными данными проектирования технологиче­ского процесса являются номенклатура изделий, выбранный спо­соб производства и необходимая производственная мощность технологической линии.

При проектировании необходимо разрешить ряд вопросов, представляющих собой организационную и технологическую ха­рактеристики процесса:

А) перечень и последовательность выполнения операций про­цесса; установление их продолжительности и условий (режи­мов) выполнения отдельных операций (например, параметров вибрирования бетонной смеси, режима тепловой обработки и т. п.);

Б) установление возможности совмещения технологических операций во времени, расчет продолжительности технологиче­ского цикла;

В) определение числа и параметров основного технологиче­ского оборудования (формовочных постов, камер тепловой об­работки и др.);

Г) расчет производственной мощности технологической ли­нии;

Д) организация выполнения процесса (составление графика работы линии, компоновочная схема организации рабочих мест, расчет необходимых материальных и энергетических ресурсов).

Результаты проектирования, находят отражение в техно­логической карте процесса, которая составляется на каждую линию и служит основой для организации производства в цехе или на предприятии.

Расчет продолжительности технологического цикла.

При проектировании технологических линий особое значение ’ приобретает установление продолжительности несовмещенных операций для получения минимальной длительности ведущих циклов (формования, армирования и др.).

Для решения таких задач наиболее удобен графоана­литический метод расчета. Технологический процесс расчленяется, на отдельные операции. Принимается наиболее це­лесообразный порядок их выполнения и производится расчет намеченного варианта. Аналитический расчет целесообразно вы­полнять в табличной форме с указанием принимаемых техноло­гических режимов (продолжительности уплотнения бетонной смеси, натяжения арматуры и т. п.), а также технических ха­рактеристик оборудования.

По полученным величинам продолжительности операций строится циклограмма, в которой определяется возможное сов­мещение операций во времени.

На рис. 101 показана циклограмма работы формовочной установки для. изготовления тонкостенных плоских плит. По оси абсцисс откладываются расстояния перемещения оборудования в метрах, а по оси ординат—время в минутах или секундах. Проекция любой линии на ось абсцисс показывает перемещение агрегата или машины при выполнении соответствующей опе­рации (путь, пройденный машиной). Проекция на ось ординат показывает продолжительность выполнения операции машиной или перемещения ее (простоя). Угол наклона линий к оси аб­сцисс характеризует скорость перемещения машины. Например, линия Ф]—Фг отражает время, затрачиваемое на перемещение формы к месту ее установки; линия Фг—Фз соответствует вре­мени, необходимому для опускания формы на опорные рамы; линия Ф3—Ф4 показывает время на возврат формоукладчика в исходное положение.

Окончание этой операции дает возможность переместить виброформовочную машину на пост формования для уплотне­ния бетонной смеси (линия В3—В4). После второго прохода виброформующей машины (линия В5—£6) изделие мостовым краном снимается с формовочного поста (линия /С3—К4) и на­правляется в камеру твердения. На этом заканчивается цикл формования плиты.

Отражая развитие основных операций в пространстве и во времени, циклограмма дает возможность согласовать работу ведущих механизмов, обеспечивая максимальную уплотненность цикла. Это особенно важно при проектировании автоматически управляемых постов и линий.

Графоаналитический метод расчета процесса может быть использован при анализе его организации на действующих тех­нологических линиях. В этом случае циклограмма строится для

Установления фактической структуры технологического процесса и дает возможность более точно определить «узкие места» и резервы времени, а также установить степень использования машин и агрегатов по времени.

В Вц л вк Рис. 101. Циклограмма работы формовочного поста: В — внброформовочный агрегат под загрузкой бетонной смесью; Ви и Вк — Виброформовочный агрегат в начальном и конечном рабочем положении; П — пост формования; Ф — формоукладчнк.

Большое значение имеет расчет минимальной продолжитель­ности механизированных операций, которая зависит от скорости движения рабочих органов машины, технически необходимого времени обработки, выдержив. ания и т. п. К числу таких опе­раций относится вибрирование бетонной смеси, продолжитель­ность которой устанавливается опытным путем или расчетом в зависимости от вида смеси, ее подвижности и других фак­торов.

Продолжительность операции натяжения арматуры на фор­му, которая обычно совмещается во времени с операцией формо­вания, рассчитывается, исходя из необходимого времени на на­грев стержней или скорости движения поршня домкрата при натяжении.

П родолжительность электротермического нагрева стержневой арматуры для одного изделия можно определить по формуле

Т= £у 4— Ь Tф ,

«2

Где Ty—'Продолжительность укладки одного стержня в установ­ку для нагрева и в упоры формы (для расчета можно принимать 10+10 = 20 Сек)

А)—число стержней, необходимых для армирования одного изделия;

—продолжительность нагрева стержней в установке, оп­ределяемая расчетом;

&2—число стержней, одновременно нагреваемых в установ­ке;

—время, необходимое для подготовки формы на посту (40—60 Сек)-, съем и установка формы осуществляется во время нагрева стержней.

Пример. Подставив в формулу числовые значения для изделия, армиро­ванного четырьмя стержнями, при продолжительности их нагрева 120 Сек, Получим:

Г = 20 • 4 + 120 + 40 = 240 Сек.

Цикл электротермического натяжения арматуры при нагреве 4—5 стержней одновременно составит 4—5 Мин, что примерно вдвое меньше минимальной продолжительности цикла формо­вания. Следовательно, одну нагревательную установку можно использовать для двух технологических линий.

Продолжительность одновременного натя­жения стержневой арматуры гидравлическими дом­кратами можно определить по формуле

TOC o "1-5" h z ™ А+*з *1 + М

Т= £ф + К, х + (--------------------- (- -)---------- ) ,

Щ »2 /

где ^ф—время, необходимое для смены формы на посту и ее подготовки к натяжению;

1—длина свободного хода поршня домкрата; И—удлинение арматуры, необходимое для. достижения в ней расчетного напряжения;

V]—средняя скорость движения поршня при натяжении ар­матуры;

£>2—средняя скорость обратного движения поршня;

£г—время, необходимое для закрепления захвата с натяну­тым стержнем (эта операция исключается при автома­тическом закреплении стержней).

Пример. Для расчета примем следующие цифры (сек), полученные хрономегражными наблюдениями: Fф = 120; Fy=10; T = 30,

После подстановки в формулу числовых значений получим:

Т = 120 + 10 • 4 + 135 + 30 • 4 + 115 = 530 Сек.

Как следует из приве­денных расчетов, продол­жительность одновремен­ного натяжения стержне­вой арматуры гидравли­ческими домкратами бо­лее чем вдвое превышает продолжительность элек­тротермического натяже­ния арматуры.

Рис. 102. Пример технологического проек - тирования цеха: 1 — мостовой кран; 2 — бетоноукладчик; 3 — трол­лейное устройство; 4 — внброплощадка; 5 — формоукладчнк; 6 — пульт управления; 7 —• уста­новка для электротермического напряжения арма­туры: 8 — камеры ямного типа.

Расчеты продолжи­тельности отдельных опе­раций и циклограмма формовочного поста яв­ляются основанием для составления графика ра­боты технологической ли­нии, который отражает порядок выполнения опе­раций и их совмещение во времени. В графике должна быть показана работа транспортных средств, обслуживающих технологическую линию.

В табл. 16 приведен гра­фик технологической ли­нии по формованию мно­гопустотных панелей на виброплощадке с пригру - зочным виброщитом; опе­рации распалубки, арми­рования и осмотра изде­лий совмещены с опера­циями формования. Так как технологическую ли­нию обслуживает только один мостовой кран, в работе виброплощадки возникают перерывы. Для организации непрерывной работы не­обходимо оснастить технологическую линию двумя мостовыми кранами и формоукладчиком.

Проектирование технологической линии. Организа­ция рабочих мест технологической линии заключается в наибо­лее рациональном размещении оборудования и средств внутри­цехового транспорта, чтобы обеспечить наименьшую затрату труда и материальных ресурсов. Для этого необходимо обеспе­чить удобство работы на каждом рабочем месте и хорошую транспортную связь между отдельными агрегатами. Предусмат­риваются необходимые площади для машин, обслуживающих рабочих, промежуточных запасов полуфабрикатов и изделий, для. проходов, проездов и т. п. Общий размер необходимой площади определяется расчетом в соответствии с нормами (табл. 17).

Таблица 17 Нормы проектирования агрегатной технологической линии Наименование показателей Единица Измерения Норма Максимальная продолжительность цикла фор­ 15 Мования однослойных панелей иа одном посту. Мин То же, на автоматизированных установках. Максимальная продолжительность цикла фор­ П 12 Мования многослойных или офактуренных пане­ 30 Лей на одном посту................................................................................................ » Запас арматурных сеток и каркасов в формо­ Вочном цехе .... ...... Рабочие Часы 3 Продолжительность остывания изделий в це­ Хе в зимнее время после обработки..................................................... „ 4 Высота штабелирования изделий в цехе. М До 2 Объем изделий на 1 М2 площади выдержива­ Ния: М3 Л Ребристые панели (в бетоне) .... 0,4 Пустотные панели (в объеме изделий) . 1,8 Линейные элементы правильной формы (в бе­ 1,0 Тоне) ......................................................................................... То же, неправильной формы............................................................... Площадь для текущего ремонта форм при об­ 0,5 50 Щем весе находящихся в работе форм до 200 Т. Мг То же, при общем весе форм до 400 Т. * 100

При проектировании технологического процесса и размеще­ния оборудования необходимо учитывать требования и нормы строительного проектирования промышленных зданий. На рис. 102 приведен пример технологического проектирования агрегат­ной линии с размещением основного оборудования и определе­нием необходимой высоты производственного помещения..

Высота помещений, обслуживаемых мостовыми или балоч­ными кранами, определяется в первую очередь расстоянием от уровня пола помещения до головки подкранового рельса. Мини­мальная высота от пола до головки рельса, необходимая для осуществления технологического процесса, рассчитывается в за­висимости от габаритов производственного оборудования, раз­меров транспортируемых изделий и стропов для подвески их к крюку крана.

Н = И, -(- й2 + /г3.

Где —расстояние от уровня пола до низа перемещаемого из­делия, принимаемое не менее 2,5 М, а от оборудова­ния — не менее 0,5 М;

/г2—расстояние, зависящее от максимальных размеров пе­ремещаемого груза (изделия, бадьи, арматурного кар­каса и др.) и способа его подвески к крюку;

—расстояние от крюка крана до уровня головки рельса, принимаемое для наиболее высокого положения крю­ка по техническим характеристикам кранов.

Перемещение грузов над рабочими местами и высоким обо­рудованием, не требующим обслуживания, краном, правилами техники безопасности не допускается и поэтому не должно учи­тываться при определении высоты производственного помеще­ния.

Общая высота помещения принимается с учетом габарита мостового крана и зазора между наиболее высокой точкой га­барита крана и нижней кромкой балок или ферм покрытия; ве­личина зазора должна быть не менее 100 Мм.

Расчет производственной мощности. Производ­ственная мощность технологической линии при агрегатном спо­собе производства определяется мощностями основных техно­логических этапов производства: формования и тепловой обра­ботки изделий. Мощности формующих машин и пропускная способность камер твердения должны быть между собой увя­заны, так как изменение производительности на одном из эта­пов неизбежно отразится на общей производительности техно­логической линии.

При расчете производственной мощности по этапу фор­мования, зависящей от продолжительности технологическо­го цикла, следует учитывать, что часть операций процесса мо­жет быть совмещена во времени (например, распалубка и подготовка формы), поэтому в расчете нужно принимать про­должительность несовмещенных процессов (обычно операций формования).

Производственная мощность агрегатной технологической ли­нии определяется по формуле

Во

Ма = -^- пд,

1 Н

Где ВР—расчетный фонд времени работы оборудования, Ч;

ТН—^продолжительность цикла формования, Ч п—число одновременно формуемых изделий;

<7—объем или размер изделия в принятом измерителе: Пог. м, м2 или М3.

Производственная мощность технологической линии может быть значительно увеличена путем совмещения операций и пе­рехода на поточное выполнение процессов.

В настоящее время производственную мощность агрегатной технологической линии принято определять по этапу тепловой обработки изделий, характеризуя ее съемом продукции с 1 М3 Объема камеры.

Производительность агрегатной линии по этапу теп­ловой обработки зависит от продолжительности полного оборота камеры, определяемой длительностью цикла прогрева и затратами времени на загрузку и выгрузку изделий, а также от степени полезного использования объема камер.

Продолжительность цикла тепловлажностной обработки из­делий зависит от ряда факторов и, в первую очередь, от вида цемента, типа пропарочных камер и состояния теплового хо­зяйства.

Степень полезного использования объема камер определяется коэффициентом К0, который представля­ет собой частное от деления объема партии загруженных в ка­меру изделий 2 Ои на объем камеры Ок,

Для более полной характеристики коэффициента заполнения объема камер изделиями необходимо рассмотреть влия. нпя на него двух других показателей:

Kl —• соотношение между объемом изделия и объемом фор­мы. (по внешним габаритам), в которой это изделие изготовля­ется;

Kz — соотношение между объемом загруженных в камеру форм и объемом камеры.

Коэффициент fei для каждого изделия является постоянным и зависит от конфигурации изделия, его приведенной высоты и рациональности конструкции формы. Для разных видов изде­лий значение Ki колеблется от 0,5 (для стеновых блоков) до 0,2 — для лестничных площадок, ребристых панелей и др.

Коэффициент K2 выражает отношение объема форм, загру­женных в камеру, к объему камеры и зависит от их обоюдных размеров, характеризуя степень соответствия размеров камеры и габаритов форм. Коэффициент более высок для камер, специализированных на выпуск определенного вида продукции,

Приспособленных по своим размерам к соответствующим га­баритам форм. Так, например, для специализированного завода по выпуску пустотных настилов значение коэффициента £2=0,81 Приближается к расчетному &2=0,86 (табл. 18).

Таблица 18 Показатели полезного использования объема камер твердения Показатели заводов Изделия Расчетные коэффици­енты Специализированных Неспециализи­ Рованных Ко К2 ^о ^2 К0 Фундаментные блоки. 0,39 0,82 0,32 0,66 — Прогоны .... 0,27 0,78 0,28 0,65 0,18 Лестничные марши 0,23 0,82 0,16 0,33 0,12—0,16 Настилы пустотные 0,35 0,86 0,33 0,81 0,27 Мелкие изделия. — — — — 0,08

Производственную мощность камер твердения можно опре­делить по формуле

Мт = к0 м3/год,

Где Т—продолжительность оборота камеры;

£о—коэффициент заполнения камер изделиями.

По этой формуле можно рассчитать необходимый объем ка­мер тепловой обработки при заданной производственной мощ­ности технологической линии.

ТЕХНОЛОГИЯ СТЕНДОВОГО ПРОИЗВОДСТВА