Монтаж и наладка технологического оборудования ООО «Вимм-Билль-Данн»

Введение

В машиностроении для пищевой промышленности планируется осуществить работы по созданию и производству комплексов и систем машин, обеспечивающих переход к полной механизации и автоматизации производственных процессов, значительно увеличить производство автоматических линий для фасовки сыпучих пищевых продуктов, расширить выпуск высокоэффективных машин и оборудования, оснащенных роботизированными устройствами и микропроцессорами.

Решению поставленных перед пищевыми отраслями задач будут способствовать ускоренная реконструкция и техническое перевооружение предприятий, ввод новых производственных мощностей. Значительная роль при этом отводится монтажным и пусконаладочным организациям и ремонтным службам предприятий.

Монтаж и наладка технологического оборудования, поточно механизированных линий и установок пищевых производств сложны и трудоемки. Соблюдение технологических правил монтажа, наладки и ремонта оборудования, конструкций и коммуникаций в решающей степени предопределяет их эффективную и безопасную эксплуатацию.

Монтаж (от французского слова montage — подъем, установка и сборка) следует за этапом изготовления оборудования в цепи создания активной части основных фондов объединений предприятий.

ООО «Вимм-Билль-Данн» российская продовольственная компания по производству питьевого пастеризованного молока, расположенная в городе Новосибирск по адресу Петухова 33. Цех по производству расположен на первом этаже четырех этажного здания.

монтаж технологический оборудование фундаментный Анализ способов монтажа технологического оборудования Монтаж технологического оборудования, связанных с ним опорных и обслуживающих металлоконструкций и трубопроводов, транспортирующих сырье, пар, воду, сжатый воздух, готовую продукцию и др., составляет комплекс механомонтажных работ. В состав строительно-монтажных работ, выполняемых в процессе строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, входят механомонтажные работы, составляющие значительный удельный вес и в решающей степени, определяющие общую продолжительность строительства предприятий, зданий и сооружений.

Монтаж технологического оборудования и технологических трубопроводов в соответствии со строительными нормами и правилами должен осуществляться на основе узлового метода строительства и комплектно-блочного метода монтажа.

Под узловым методом строительства понимается организация строительно-монтажных работ с разделением пускового комплекса на взаимоувязанные между собой технологические узлы — конструктивно и технологически обособленные части объекта строительства, техническая готовность которых после завершения строительно-монтажных работ позволяет автономно, независимо, от готовности объекта в целом, производить пусконаладочные работы, индивидуальные испытания, и комплексное опробование агрегатов, механизмов и устройств.

Комплектно-блочный метод означает организацию монтажа оборудования и трубопроводов с максимальным переносом работ со строительной площадки в условия промышленного производства с агрегированием оборудования, трубопроводов и конструкций в блоки на предприятиях-поставщиках, а также на сборочно-комплектовочных базах монтажных организаций с поставкой на монтажные площадки в виде комплектных агрегированных блоков.

Комплектно-блочный метод монтажа оборудования, конструкций и коммуникаций с высокой степенью заводской готовности и комплектности оборудования позволяет значительно сократить продолжительность монтажных работ и повысить эксплуатационную надежность оборудования.

Поточно-совмещенный метод предусматривает ведение строительно-монтажных работ в соответствии с графиком согласованным со всеми подрядными организациями участвующие в строительстве, а также заказчиками, которые обеспечивают поставку оборудования и материалов в согласованные сроки.

Работы ведутся в следующей последовательности: устройство фундаментов; железобетонных и металлических площадок для монтажа; подъем и установка в проектное положение тяжелого оборудования до монтажа плит перекрытия; устройство домонтажной изоляции аппаратов и сосудов;

установка канализационных систем в полах доустройство гидроизоляции в перекрытии.

Эффективность поточно-совмещенного метода достигается путем укрупнения оборудования, металлоконструкций. Технологических трубопроводов до монтажа на производственных базах строительных площадках для укрупнительной сборки.

Достоинство метода — сокращение продолжительности строительно-монтажных работ.

Недостатки — дополнительные затраты на защиту смонтированного оборудования от повреждений в процессе строительных и отделочных работ.

Поточно-узловой метод применяется при поставке оборудования с заводов изготовителей россыпью. Как правило, к такому оборудованию относятся нории, конвейерные пути и т. п. Основным принципом данного метода является непрерывное равномерное производство монтажных работ.

Здание предприятия запроектировано индивидуально и не имеет аналогов.

Для монтажа оборудования выбираем комплектно-блочный метод Определение геометрических размеров фундамента.

Исходя из габаритных размеров машины (3800Ч2100мм) и расположения относительно другого оборудования, принимаем индивидуальный фундамент, размер фундамента: ширина B=2300мм, длина L=4000 мм, общая высота фундамента 100 мм., высота наземной части H=0,1 мм.

Зная размеры верхнего основания и высоту фундамента, можем определить его массу, кг:

(2.1)

где Vф — объём фундамента, м3;

— объёмная плотность материала фундамента, кг/м3.

Статический расчёт фундамента При статическом расчёте фундамента должно выполняться условие:

(2.2)

Условие выполняется.

Динамический расчёт фундамента

гдемомент инерции. (2.3)

Определение момента инерции массы фундамента относительно той же оси

(2.4)

где м — радиус инерции.

Определение частот вертикальных, вращательных колебаний и колебаний чистого сдвига

(2.5) (6.5)

(2.6)

(2.7)

где М — масса фундамента и машины, кг;

F — площадь фундамента, м2;

Cz, Cy, Cx — коэффициенты упругости грунта.

Расхождения между числом собственных колебаний фундамента и числом оборотов вальца определяют по формуле.

(2.8) ,

Расчёт и выбор фундаментных болтов Для крепления упаковщика Tetra Cardboard Packer 70 выбираем фундаментный болт с анкерной плитой из материала ВСт3Гсп5 — 140 МПа.

Этому болту соответствует:

коэффициент нагрузки X =0,55

коэффициент стабильности затяжки Кст =1,7

глубина заделки болтов в бетон Н =15d

Необходимое усилие предварительной затяжки фундаментных болтов определяется по формуле.

(3.1) где Р — расчётная динамическая нагрузка.

Необходимую площадь сечения болтов по прочности определим по формуле.

(3.2) где — допустимое напряжение материала болтов, Па.

Расчётное сопротивление болта.

(3.3) где — коэффициент, учитывающий число циклов нагружения;

— коэффициент, учитывающий масштабный фактор.

Принимаем болт диаметром D = 20 мм Глубина заделки в бетон Н = 300 мм Проверка на выносливость.

(3.4)

Из расчётов видно, что болт с анкерной плитой из материала ВСтЗГсп5, с глубиной заделки в бетон 300 мм, с сопротивлением материала 140 МПа выдержит нагрузку 102Па.

Разработка схемы перемещения оборудования внутри цеха Производственное помещение ОАО «Вимм-Билль-Данн» 16*25 м, высота цеха составляет 6 м. В стене цеха имеется дверной проём размерами 2*4.5м, выходящий на погрузочно-разгрузочную площадку, которая поднята до уровня пола цеха. В свою очередь, подъезд автотранспорта сделан таким образом, что борт подъехавшего грузового автомобиля располагается в уровень с площадкой для разгрузки.

Для перемещения оборудования в цехе используется лебёдка и электрический легкий козловой кран (ручной). Дальнейшие расчёты показывают, что оптимальным будет перемещение оборудования на катках из труб.

Тяговое усилие, необходимое для перевозки оборудования, Н.

(4.1)

где g — ускорение свободного падения;

Q — масса оборудования вместе с листом;

f — коэффициент трения скольжения = 0,5…0,6

Тяговое усилие необходимое для перевозки оборудования на катках из труб по горизонтальной поверхности.

(4.2)

где К1 и К2 — коэффициенты трения качения, соответственно, между поверхностью качения и катками и между катками и грузом для стали по стали 0,05 и для стали по дереву 0,07.

Тяговое усилие необходимое для перевозки оборудования на тележке.

(4.3)

где масса оборудования;

— коэффициент.

где — коэффициент трения скольжения в цапфах тележки;

d — диаметр осей тележки;

К — коэффициент трения качения для колёс, равен 0,05;

D — диаметр колеса, м.

Расчётное тяговое усилие P необходимо увеличить на 50% при сдвиге груза с места.

,

. (4.5)

Оптимальным будет перемещение груза на катках из труб по горизонтальной поверхности.

По правилам Госгортехнадзора канаты подбирают по разрывному усилию исходя из соотношения

(4.6)

где Smax — max усилие в канате, Н;

Кз — коэффициент запаса прочности стальных канатов

(4.7)

где Р — расчётная нагрузка, приложенная к подвижному блоку;

а — угол между вектором усилия и ветвью каната, град;

n — общее число ветвей каната.

Диаметр каната Dк =3,8 мм; площадь сечения всех проволок = 5,63 мм².

Определение усилий, воспринимаемых строительными конструкциями.

Сила, препятствующая горизонтальному смещению лебёдки:

(4.8)

где S — усилие в канате, Н;

Т — сила трения рамы лебёдки об опорную поверхность, Н.

Тс=g (Qл+Qб)f=9,8(75+0)0,5=367,5, (4.9)

где Qл — масса лебёдки, кг;

Qб — масса балласта, кг.

Усилие воспроизводимое строительными конструкциями в точке крепления отводного блока:

P=2Sкcosа/2=2*2276,5*cos45/2=4188,76Н, (4.10)

где S — натяжение каната, Н;

а — угол между ветвями каната, град Подъем и установка оборудования на фундаменты.

Исходя из конструкции помещения цеха подъём оборудования в цех не требуется, т. к. оно закатывается туда на катках из труб. В цехе машина поднимается с помощью электрического легкого козлового крана и перемещается к месту монтажа. Машина устанавливается на фундамент и прикрепляется с помощью фундаментных болтов.

Выбор каната осуществляют по разрывному усилию.

(5.1)

Где — натяжение тяговой ветви каната, набегающей на барабан.

(5.2)

где G — вес груза, Н;

— кратность полистпаста;

— КПД блока, (0,96−0,99)

m — число блоков.

= 5555,5*6=3333,3Н (5.3)

Выбираем канат типа ЛК-Р конструкции 6*19 (1+6+6/6)+1 о.с. (по ГОСТ 2688–80), диаметром 8,3 мм; с расчётной площадью сечения всех проволок 25,15 мм²; масса 1000 м смазанного каната 256 кг.

Диаметр блока и барабана.

(5.4)

где — коэффициент пропорциональности.

Длина барабана Lб, мм

(5.5) (4.5)

где р = дк + I… 2 мм — шаг витков;

— полное число витков; - рабочее число витков; (5.6)

— число витков, необходимое для крепления каната;

— дополнительное число витков.

Полная длина барабана

(5.7)

Выбор двигателя.

Расчётная мощность двигателя, Вт

(5.8)

где G=mg — вес груза, Н;

m — масса груза, кг;

g — ускорение свободного падения, м/с2;

=0,85 — общий КПД механизма.

Марка двигателя и его характеристики:

Выбираем двигатель серии МТК 412−8,

Pдв= 30кВт, n= 675мин-1, mдв=315 кг.

Выбор электротали.

Марка тали выбирается по грузоподъёмности, характеристики тали mm=550кг, длина L=1250мм.

Массу крана выбираем приближённо по прототипу: mк=2 т.

Диаметр ходовых колёс мм, (5.9)

где Rmax — максимальная нагрузка при одном из положений электротали.

(5.10)

где G — вес груза, грузоподъёмность, Н;

Gm — вес тали, Н;

Gк — вес крана, Н.

Выбираем колесо Dк, и диаметр цапфы dц:

Dк=500мм; dц=115мм.

Сопротивление передвижению тележки по рельсам, Н

(5.12)

где — коэффициенты, соответственно трения по рельсам и трения в цапфах осей;

Кр — коэффициент учитывающий дополнительные потери от трения.

Мощность электродвигателя

(5.13)

где =0,85 — КПД механизма передвижения;

— 1,65 кратность среднего пускового момента по отношению к номинальному.

Тип и марка двигателя 4А 112 МА 6У3 с мощностью 3,0 кВт.

Эксплуатация основного оборудования ПТЛ.

1.Перед монтажом машины необходимо выполнить следующие подготовительные работы.

а) распаковать машину и удалить консервирующую смазку;

б) разметить на полу место установки машины с нанесением осевых линий и центров всех отверстий согласно установочному чертежу;

2.После установки машины на фундаментные болты и подсоединения приемных и загрузочных линий необходимо:

а) проверить затяжку болтов, винтов и гаек, крепления отдельных составных частей;

б) обработанные рабочие поверхности и резьбы тщательно осмотреть и устранить повреждения, полученные при транспортировке, в) проверить наличие смазки в подшипниковых узлах;

г) установить ограждение;

3.Подключить к электросети электродвигатель.

4.Заземлить машину в соответствии с действующими «Правилами устройства электроустановки».

5.При обкатке машины на холостом ходу производится проверка правильности взаимодействия отдельных деталей и узлов машины.

7.После часовой непрерывной работы на холостом ходу машину можно загрузить продуктом, постепенно увеличивая нагрузки до паспортной производительности.

Заключение

Для монтажа оборудования выбираем комплектно-блочный метод.

Перемещение оборудования внутри цеха осуществляется на катках из труб.

Оптимальным будет перемещение оборудования на катках из труб по горизонтальной поверхности.

Исходя из конструкции помещения цеха, подъём оборудования в цех не требуется, т. к. оно закатывается туда на катках из труб. В цехе машина поднимается с помощью электрического легкого козлового крана и перемещается к месту монтажа. Машина устанавливается на фундамент и прикрепляется с помощью фундаментных болтов.

В результате расчета подъемного оборудования был выбран канат, рассчитаны параметры лебедки и доказана их работоспособность.

Расчет тягового оборудования показал, что оборудование выбрано правильно с оптимальными возможностями.

Проведенный расчет фундамента доказал, что выбор его параметров правильный и он способен выдерживать воспринимаемые нагрузки.

Для крепления оборудования был произведен выбор и расчет болтов, доказавший их способность выдерживать нагрузку.

В разделе 6 описывается эксплуатация и ремонт монтируемого оборудования, которым необходимо следовать, так как технологический процесс нарушать нельзя.

Библиографический список

1. Баутин В. М. Монтаж оборудования перерабатывающих предприятий / В. М. Баутин, Ф. Я. Рудик, Н. В. Юдаев.- М.: Росинформагротех, 2002.-181 с.

2. Монтаж, техническое обслуживание и ремонт оборудования перерабатывающих отраслей АПК: Справочник / В. Ф. Федоренко [и др.]. — М.: Росинформагротех, 2005

3. Монтаж и эксплуатация оборудования пищевых предприятий: Журнал лабораторно-практических занятий с вопросами для самостоятельного изучения программного материала специальности 110 305 /Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т; Сост.: М. Н. Мефодьев, А. К. Туров, А. А. Мезенов, А. А. Диденко.-Новосибирск. 2006.-35 с.

4. Монтаж и эксплуатация технологического оборудования пищевых предприятий: Методика курсового проектирования / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т; Сост.: М. Н. Мефодьев, А. К. Туров, А. А. Мезенов, А. А. Диденко.-Новосибирск. 2006.-28 с.