Расчёт процесса центрифугирования

 

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

<<Гродненский  государственный университет имени  Янки Купалы>>

Кафедра строительного материаловедения

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине <<Процессы и аппараты в технологии строительных изделий>>

Тема: Расчёт процесса центрифугирования

 

 

 

                Исполнитель

студент 3 курса группы 11 ПСИиК-1     ________________________        Панасюк А.Ю.

 

 

 

Руководитель

Преподаватель                                         _______________________          Барсуков В.Г.

 

 

 

 

 

Курсовой проект защищён с оценкой    _______________________________

 

 

 

 

Гродно 2013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт процесса центрифугирования при производстве железобетонных труб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

Расчёт процесса центрифугирования при производстве железобетонных труб.

Курсовая работа / Панасюк А.Ю., гр. 11 ПСИиК-1 – Гродно: ГРГУ им Я.Купалы,2013

Ключевые слова: центрифугирование железобетонные трубы.

Содержит: характеристику выпускаемой продукции, описание технологической схемы, составление структурной блок-схемы, расчёт специальной части, технико – экономические показатели, требования по охране труда и окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение …………………………………………………………………………………………………………………4

1 Разработка технологической схемы…………………………………………………………………….5

2 Обоснование способа производства……………………………………………………………………6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

       Железобетонные трубы – это конструкции изготовленные на основе арматурного каркаса и бетонного материала. Железобетонные трубы делятся на 2 типа : напорные и безнапорные.

В зависимости от величины расчётного внутреннего давления напорные железо-бетонные трубы подразделяют на следующие группы:

-Низконапорные: HI – 0,1;H3 – 0,3;

-Средненапорные: H5 – 0,5;H10 – 101;

-Высоконапорные:H15 – 151,5;H20 – 202.

       Напорные трубы получили широкое применение в самых разных областях строительства ,в том числе, промышленном, гражданском, гидротехническом, автодорожном. Чаще всего такие трубы используются для возведения коллекторов, трубопроводов, по которым транспортируются сточные, производственные и дождевые воды.Поскольку железобетон является водонепроницаемым, прочным и долговечным материалом, ЖБИ трубы служат очень долго.

       Железобетонные безнапорные трубы – это универсальные конструкции, применяемые практически во всех видах строительства: промышленном, гражданском, сельском, гидротехническом, водохозяйственном, железнодорожном и автодорожном. Безнапорные раструбные железобетонные трубы предназначены для прокладки подземных безнапорных трубопроводов глубокого заложения, транспортирующих самотеком бытовые и производственные жидкости, а также атмосферные, сточные воды. В дорожном строительстве данный вид железобетонных труб применяется для организации ливневых канализаций, водостоков.

        Безнапорные трубы изготовляют из бетона высокой прочности и укрепляют сталью АI и АIII. Марка железобетона, используемого в производстве безнапорных труб, зависит от того, на сколько агрессивны транспортируемые жидкости. Соответственно, от труб безнапорных для транспортировки химических требуется большая устойчивость и прочность – поэтому в их изготовлении используется бетон высокого класса прочности.

         По несущей способности железобетонные трубы безнапорные делят на три класса прочности, причём увеличение несущей способности осуществляется в основном за счет армирования при неизменной толщине стенки для одного диаметра:

1 группа — до 2 метров до верха трубы;

2 группа — до 4 метров до верха трубы;

3 группа  — применяется при расчетной  высоте засыпки грунтом до 6 метров  до верха трубы.

          Трубы имеют диаметр условного прохода 400, 500, 800, 1000, 1200 и 1500 мм. и полезную длину - 2,5 м.

           Срок службы железобетонных труб  в качестве безнапорных трубопроводов  составляет 80-100 лет, а напорных 75-80 лет, в то время как металические трубы служат всего 30 лет. Кроме того изделия из железобетона обладают коррозионной стойкостью.

 

          Требования предъявляемые к трубам.

           Прочностные характеристики труб должны обеспечивать их эксплуатацию при расчетной высоте засыпки грунтом в усредненных условиях, которым соответствуют:

 основание  под трубой - грунтовое плоское  для труб без подошвы диаметрами  условного прохода ( D у ) до 500 мм включ. и труб с подошвой всех диаметров или грунтовое профилированное с углом охвата 90° для труб без подошвы  D у более 500 мм;

            Резиновые кольца круглого сечения, применяемые для стыковых соединений, изготовляют в соответствии с требованиями нормативно-технической документации (НТД) на эти кольца.

            Для армирования труб следует  применять стержневую горячекатанную арматурную сталь классов А-l и А- lll по ГОСТ 5781-82; проволоку класса Вр- l по гост 6727-80. Сварные арматурные изделия должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922 и настоящего стандарта. Отклонения от номинального диаметра и длины каркаса, шаг спиральной арматуры не должны превышать ±5 мм.

             Трубы обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 23009 . Марка труб состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисом.

              Трубы должны быть прочными и трещиностойкими и при испытании их нагружением выдерживать контрольные нагрузки. Трубы должны быть водонепроницаемыми и выдерживать внутреннее испытательное гидростатическое давление, равное 0,05 МПа (0,5 кгс/см2). Трубы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015.0 :

 по показателям  фактической прочности бетона (в  проектном возрасте и отпускной);

 по морозостойкости;

 по отклонению  от толщины защитного слоя бетона до арматуры;

 к маркам  стали для арматурных изделий.

                  Трубы следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 класса по прочности на сжатие В25.Нормируемую отпускную прочность бетона труб принимают равной 70 % класса бетона по  прочности на сжатие. Указанную нормируемую отпускную прочность бетона на сжатие допускается уменьшать или увеличивать в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.0.           

               Водонепроницаемость бетона труб должна соответствовать марке по водонепроницаемости W 4. Водопоглощение бетона труб не должно быть более 6 % по массе.

                Трещины на поверхностях труб не допускают, за исключением усадочных шириной не более 0,05 мм.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

 

Технологическая схема

 

Сборка формы

↓

Натяжение продольной арматуры

↓

Подача в форму бетонной смеси

↓

Уплотнение на центрефуге

↓

Тепловая обработка в форме

↓

Распалубка трубы

↓

Водная тепловая обработка

↓

Навивка напряжённой спиральной арматуры

↓

Нанесение защитного слоя

↓

Водная тепловая обработка

↓

Испытание трубы

↓

Транспортировка на склад готовой продукции

 

         Приготовление бетонной смеси ведут путем перемешивания в определенных пропорциях цемента, воды, песка и щебня крупностью не более 10 мм.

         Арматурные каркасы изготовляют на специальных станках. Станок, предназначенный для изготовления каркасов труб диаметром 400-900 мм, оборудован специальным шаблоном для образования раструба; для труб 1000 - 1500мм каркас раструба вяжется отдельно вручную.

Арматурные каркасы раструбных труб диаметром 500.1300 мм при формовании изготовляют на станке СМЖ - 117 А. Станок имеет планшайбу с приводом вращения, сменные цилиндрические и конусные оправки, тележку, на которой размещается конусная оправка; механизм перемещения, используемый для протягивания продольных стержней; сварочный агрегат, установленный на тележке; механизм подачи спиральной арматуры; диск для укладки продольных стержней. Для изготовления арматурных каркасов труб с диаметром свыше 1400 мм применяют станок СМЖ-420.

 

Трубы изготовляют в разъемных металлических формах. Для сборки и разборки форм в пролете предусмотрены специальные посты, которые оборудованы консольными кранами, устройствами для снятия раструбообразователей, электрической талью, пневмоинструментом, оборудованием для очистки полуформ. После укладки арматурного каркаса в нижнюю полуформу, мостовой кран устанавливает верхнюю полуформу, пневматический гайковерт сболчивает полуформы, после чего в форму вставляют раструбообразователь н втулочное кольцо. Собранную форму мостовым краном транспортируют к стенду, где на форму надевают бандажи, после чего она устанавливается на центрифугу. Вверху форма поджимается роликами, предохраняющими ее от выброса в процессе центрифугирования.

           Продолжительность загрузки ложкового питателя смесью - 1мин. Формы диаметром до 800 мм загружают в один прием, а остальные - в два. Продолжительность цикла формования 25-38мин.

Шлам, образовавшийся в процессе центрифугирования, сливается через торец формы с помощью гидроподъемника, установленного на каждой центрифуге.

           После центрифугирования мостовой кран подает форму с изделием на стенд для снятия бандажей и кантования в вертикальное положение. Затем форма переносится на пост тепловой обработки, где она закрепляется в вертикальном положении. Тепловую обработку осуществляют путем пуска пара по внутреннюю полость трубы. Выдержка изделий перед тепловой обработкой составляет для труб диаметром 400-800мм - 1,8ч. для труб 1000-1200мм - 2,7ч. После тепловой обработки форму с изделием транспортируют на пост распалубки, где с помощью мостового крана и тали поворачивают из вертикального в горизонтальное положение. Здесь форма разболчивается, снимается верхняя полуформа, затем извлекается готовое изделие.

           Трубы после маркировки и приемки ОТК устанавливают на самоходную тележку для вывода на склад готовой продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоснование способа производства 

            Широкое распространение получил метод формирования труб центрифугированием.

            Железобетонные трубы армируют в двух направлениях: в продольном направлении предварительно напряженной стержневой арматурой, по окружности - спиральной. Стыкуют напорные трубы с помощью резинового кольца. С одной стороны труба имеет раструб, другая сторона выполняется конической.

              Способ послойного центрифугирования раструбных напорных труб осуществляют по трехстадийной технологии. На первом этапе изготовляют железобетонный сердечник с напряженной арматурой или со стальным тонкостенным цилиндром с уплотнением смеси центрифугированием или вибрированием. На втором этапе после пропаривания и водного дозревания сердечника на него навивают предварительно напряженную арматуру. На третьем этапе спираль покрывают защитным слоем.

              Производство труб методом радиального пресования. Этот метод по сравнению с центрифугированием и виброформованием более производителен, экономичен, его легче механизировать и автоматизировать, а это приводит к улучшению качества выпускаемой продукции.

Способ радиального прессования заключается в безвибрационном уплотнении бетонной смеси роликовой головкой. Роликовая головка состоит из основания, на котором свободно закреплены ролики, распределительного диска с разбрасывающими лопатками. На роликах также имеются разбрасывающие лопатки. Для заглаживания внутренней поверхности стенки трубы служит цилиндрическая часть основания головки. Уплотнение бетонной смеси происходит следующим образом. С помощью центробежных сил вращающихся лопаток набрызгивается бетонная смесь, образующая слабоуплотненную стенку трубы. Далее роликами производится укатка бетона предварительно отформованной стенки трубы. Цилиндрической частью основания головки заглаживается внутренняя поверхность трубы.

               Процесс производства железобетонных труб по методу вибропрессования заключается в следующем. Полусухая бетонная смесь в пресс-форме уплотняется под воздействием вибрации снизу или сбоку. Одновременно с этим на нее оказывается давление сверху. Производство труб по этой технологии достаточно высокопроизводительно и автоматизировано. Использование жесткой бетонной смеси гарантирует высокую прочность и морозостойкость готовому изделию. Показатели прочности М 300 и выше.

                Преимущества центробежного способа изготовления труб в сравнении с другими методами их производства следующие:

1) значительная  механическая прочность продукции, обусловливаемая весьма высоким  уплотнением бетонной смеси;

2) повышенная  сопротивляемость агрессивным воздействиям;

3) пониженная  водонепроницаемость и водопоглощаемость бетона;

4) незатруднительная  возможность изготовления длинных труб;

5) широкая  возможность варьирования толщины  стенок труб при пользовании  одной и той же формой, что  совершенно исключено при других методах формовки труб;

6) малая трудоемкость, так как процесс работы предполагает  высокую степень механизации  и индустриализации производства;

7) выдержанность  размеров  продукции   и, особенно, обеспечение в трубах равно степенности;

8) достаточно  высокая гидравлическая пропускная  способность труб, легко получающаяся  при условии применения соответствующих  материалов и выдержанности требующихся  режимов работы. К факторам, затрудняющим  широкое использование центрифугирования, относятся: