Изучение особенностей изготовления арматурных изделий

Содержание Введение

1. Характеристика намеченных к выпуску железобетонных конструкций и их армирования

1.1 Односкатные балки

1.2 Плиты перекрытия П-1

2. Обоснование режима работы арматурного цеха и расчет производственной программы

3. Обоснование технологии изготовления арматурных изделий

3.1 Обоснование размещения арматурного производства на территории предприятия

3.2 Обоснование технологии транспортирования и складирования арматурной стали

3.3 Разработка карты выполнения арматурных работ

3.4 Обоснование технологии механической обработки арматурной стали и сварки арматурных изделий

3.5 Обоснование технологии выполнения подъёмно-транспортных работ

3.6 Разработка функциональной схемы технологического процесса

4. Организация технологической линии и её рабочих мест

4.1 Пооперационная технологическая схема поточного производства арматурных изделий

4.2 Определение ритмов работы многопредметной поточной линии

4.3 Расчет объемов работ и количества оборудования для механической обработки и сварки арматурных изделий

4.4 Определение количества рабочих на поточной линии

4.5 Организация рабочих мест

4.6 Расчет длительности операционного цикла производства арматурных изделий для железобетонной конструкции

5. Расчет запасов арматурной стали, готовых изделий, площадей складов и площадок для промежуточного складирования в арматурном цехе

6. Краткая характеристика компоновочных решений

7. Решения по контролю производственного процесса и качества продукции

8. Решения по охране труда и экологической безопасности производства

9. Расчет и оценка технико-экономических показателей Список используемой литературы

Введение

Бетон и железобетон являются основными строительными материалами в нашей стране. Менее чем за тридцать лет промышленность сборного железобетона превратилась в крупнейшую, технически оснащенную отрасль индустрии, которая значительно превосходит другие отрасли производства строительных материалов и конструкций по численности персонала, стоимости основных производственных фондов и по объему продукции. В развитии промышленности сборного железобетона существенную роль сыграли создание научно-технических основ массового производства и применения сборных железобетонных конструкций, а также достижения наших ученых в области расчета по предельным состояниям бетонных и железобетонных конструкций.

Номенклатура продукции предприятий сборного железобетона основана на типизации и унификации железобетонных конструкций для жилищно-гражданского и сельскохозяйственного производственного строительства. Ограниченная номенклатура изделий позволяет организовать их массовое производство, широко внедрить механизацию с использованием высокопроизводительного оборудования, специализировать предприятия, цехи и отдельные технологические линии. В производстве современных эффективных сборных железобетонных конструкций много зависит от цементной, металлургической промышленности и промышленности нерудных строительных материалов. За период с 1950 по 1982 г. производство цемента возросло с 10 до 124 млн. т, причем значительную долю выпуска составляет портландцемент марки 500, а средняя марка цемента повысилась до 400. За эти годы была создана новая отрасль металлургии — производство арматурных сталей, с объемом производства около 12% общего объема стального проката. Опережающими темпами развивалось производство сборных предварительно напряженных конструкций и изделий. Объем их выпуска удваивается в среднем через каждые 4—5 лет и составляет в настоящее время более четверти объема выпуска всего сборного железобетона.

В настоящее время поставлены задачи по дальнейшему повышению качества и эффективности применения бетона и железобетона в строительстве, в частности: переход к массовому внедрению в практику строительства высокоэффективных конструкций и изделий повышенной заводской готовности из высокопрочных, легких и ячеистых бетонов, предварительно напряженных конструкций, обеспечивающих значительное снижение массы конструктивных элементов, уменьшение их материалоемкости, повышение индустриализации строительства, снижение его стоимости, сокращение трудовых затрат при возведении зданий и сооружений и сроков их строительства.

1. Характеристика намеченных к выпуску железобетонных конструкций и их армирования

1.1 Односкатные балки Балки в соответствии с ГОСТ 20 372–9 подразделяют на типы:

БСП — стропильные с параллельными поясами;

БСО — то же, односкатные;

БСД — то же, двускатные;

БП — подстропильные.

Форма и основные размеры балок должны соответствовать на рис. 1 и в табл. 1.

Рисунок 1 — Балка односкатная.

Таблица 1 -Типоразмеры односкатных балок

Балки изготовляют предварительно напряженными. Балки изготовляют со строповочными отверстиями для подъема и монтажа. Допускается вместо строповочных отверстий предусматривать монтажные петли, выполненные в соответствии с указаниями рабочих чертежей этих балок.

Балки должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13 015.0:

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

по морозостойкости бетона, а для балок, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивной газообразной среды, также по водонепроницаемости бетона;

по показателю фактической средней плотности легкого бетона;

к маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных петель;

по толщине защитного слоя бетона до арматуры;

по защите от коррозии.

Балки должны удовлетворять установленным при проектировании требованиям по прочности, жесткости и трещиностойкости и при испытании их нагружением выдерживать контрольные нагрузки, указанные в рабочих чертежах этих балок.

рабочих чертежах этих балок.

Усилия обжатия (отпуск натяжения арматуры) передают на бетон после достижения им требуемой передаточной прочности.

Нормируемая передаточная прочность предварительно напряженных балок в зависимости от класса или марки бетона, вида и класса напрягаемой арматурной стали должна соответствовать указанной в рабочих чертежах этих балок.

Нормируемая отпускная прочность бетона балок с напрягаемой арматурой должна быть равна нормируемой передаточной прочности бетона, а для балок с ненапрягаемой арматурой — 50% прочности бетона на сжатие, соответствующей его классу или марке.

При поставке балок в холодный период года нормируемая отпускная прочность бетона балок может быть повышена до 90% прочности бетона на сжатие, соответствующей его классу или марке, согласно требованиям рабочих чертежей этих балок.

Для армирования балок следует применять арматурную сталь следующих видов и классов:

в качестве напрягаемой арматуры — стержневую термомеханически упрочненную периодического профиля классов Aт-IVC, Aт-IVK, Aт-V, Aт-VCK по ГОСТ 10 884; стержневую горячекатаную периодического профиля классов A-IV и A-V по ГОСТ 5781; арматурные канаты класса К-7 по ГОСТ 13 840; стержневую класса A-IIIB, изготовляемую из арматурной стали класса A-III по ГОСТ 5781 упрочнением вытяжкой с контролем значения напряжения и предельного удлинения;

в качестве ненапрягаемой арматуры — стержневую горячекатаную периодического профиля класса A-III по ГОСТ 5781; стержневую термомеханически упрочненную периодического профиля классов Aт-IVC и Aт-IIIС по ГОСТ 10 884 и арматурную проволоку обыкновенного периодического профиля класса Вр-1 по ГОСТ 6727.

Значения действительных отклонений напряжений в напрягаемой арматуре не должны превышать при натяжении:

механическим способом в процентах:

+5, -10 — в стержневой арматуре;

±5 — в арматурных канатах;

электротермическим способом, МПа:

±80 — в балках, перекрывающих пролет 6 м;

±75 — «» «» 7,5 м;

±70 — «» «» 9 м;

±60 — «» «» 12 м;

±50 — «» «» 18 м Значения действительных отклонений геометрических параметров балок не должны превышать предельных, указанных в табл. 2.

Таблица 2 — Отклонения от размеров мм

Требования к качеству поверхностей и внешнему виду балок — по ГОСТ 13 015.0.

При этом качество бетонной поверхности балок должно удовлетворять требованиям, установленным для категорий:

A6 — лицевой;

A7 — нелицевой, не видимой в условиях эксплуатации.

По согласованию изготовителя с потребителем лицевые поверхности балок могут быть категории A3.

Схема армирования представлена на рис. 2

Рисунок 2 — Схема армирования односкатной балки

1.2 Плиты перекрытия П-1

Плиты изготавливаются из тяжелого бетона класса В20 средней плотности более 2200 до 2500 кг/м³.

Фактическая прочность бетона соответствует требуемой, назначаемой по ГОСТ 18 105 в зависимости от нормируемой прочности (класса или марки по прочности на сжатие, передаточной и отпускной) и от характеристики фактической однородности прочности бетона.

При поставке плит в холодный период года, а также для обеспечения сохранности их при перевозке железнодорожным транспортом нормируемая отпускная прочность бетона плит повышается до 85% прочности бетона, соответствующей его классу (марке).

Морозостойкость и водонепроницаемость бетона плит соответствует его маркам по морозостойкости и водонепроницаемости.

Форма и размеры плит должны соответствовать установленным рабочими чертежами на эти плиты.

Действительные отклонения геометрических параметров плит не должны превышать предельных, указанных в таблице 3.

В качестве ненапрягаемой арматуры следует применять арматурную сталь классов Ат-IIIС, Ат-III и Вр-I.

Применение арматурной стали класса Ат-IIIС при среднеагрессивной степени воздействия газообразной среды на плиты не допускается.

Арматурная сталь должна удовлетворять требованиям:

термомеханически и термически упроченная арматурная сталь классов Ат-VI, Aт-V, Aт-VСК, A-IVC, Ат-IVК и Ат-IIIС — ГОСТ 10 884–81;

стержневая горячекатаная арматурная сталь классов А-V, A-IV и А-III — ГОСТ 5781–82;

арматурная проволока класса Вр-I — ГОСТ 6727–80. Категория бетонной поверхности плит должна cоответствовать установленной проектной документацией на конкретное здание или сооружение и указанной в заказе на изготовление плит.

Таблица 3 — Действительные отклонения геометрических параметров плит

В бетоне плит, поставляемых потребителю, трещины не допускают, за исключением:

усадочных и других поверхностных технологических трещин, ширина которых не должна превышать 0,1 мм;

поперечных в верхней зоне продольных ребер от обжатия бетона, размеры которых не должны превышать указанных в рабочих чертежах на плиты;

поперечных в торцевых ребрах, ширина которых не должна превышать 0,3 мм.

Схема армирования плиты представлена на рис. 3.

железобетонный цех арматурный армирование Рисунок 3 — Схема армирования плиты П-1

2. Обоснование режима работы арматурного цеха и расчет производственной программы Под режимом работы понимается количество рабочих дней в году, продолжительность и число рабочих смен для подразделений предприятия.

В режиме работы указывается как номинальное, так и расчетное количество рабочих дней.

Программа выпуска продукции предприятия составляется в виде количества изделий, выпускаемых в единицу времени (в соответствии с расчетным режимом работы).

Расчетное количество рабочих дней, равное количеству дней работы оборудования формовочного цеха — 246 для агрегатно-поточного способа производства.

Принята пяти дневная рабочая неделя и двухсменный режим работы.

Номинальное количество рабочих дней-253. Годовой фонд рабочего времени:

Т=246*2*8=3936 ч.

Внутренняя стеновая панель: V=2,41 м³

Плиты перекрытий: V=2,35 м³

Таблица 3. Производственная программа выпуска железобетонных изделий.

Пользуясь рабочими чертежами выпускаемых изделий, составим выборку арматуры на каждое изделие.

Данные представим в виде таблицы.

Таблица 4 — Выборка арматурных элементов на односкатную балку

Таблица 5 — Выборка на односкатную балку, кг

Таблица 6 — Выборка арматурных элементов на плиту П-1

Таблица 7 — Выборка стали на плиту П-1, кг

Таблица 9 — Производственная программа выпуска изделий*.

* - верхнее значение в таблице обозначает количество в штуках, а нижнее в тоннах.

3. Обоснование технологии изготовления арматурных изделий

3.1 Обоснование размещения арматурного производства на территории предприятия Компоновка арматурных цехов определяется видами выпускаемых изделий и их сложностью. В зависимости от типа арматурного цеха определяют и его расположение по отношению к формовочному цеху: в одном блоке с формовочным цехом или в отдельном корпусе.

На предприятиях, выполняющих заказы для промышленного и гражданского строительства и имеющих широкую номенклатуру выпускаемых изделий, арматурный цех целесообразно располагать в отдельном от формовочного, корпусе. При этом для удобства доставки арматурных изделий на посты формовочного цеха предусмотрено сопряжение двух цехов.

Арматурный цех условно разделен на три отделения:

— заготовительное, в котором производятся правка, резка, стыковая сварка и гибка стержневой арматуры, заготовка напрягаемых арматурных элементов;

— сварки сеток и плоских каркасов на многоточечных и одноточечных станках;

— сборки объемных каркасов.

Заготовительное отделение оснащено правильно-отрезными станками для правки и мерной резки проволочной и стержневой арматуры, поставляемой в бухтах, гидравлическими и механическими ножницами для резки стержневой и проволочной арматуры; безотходными линиями для контактной стыковой сварки, мерного раскроя и гибки стержневой арматуры; кондукторами, стеллажами и приспособлениями для складирования и транспортировки заготовленных стержней.

Отделение сварки сеток и плоских каркасов оснащены автоматизированными линиями. Отделение сборки объемных арматурных каркасов оснащено установками, состоящими из поворотной горизонтальной рамы с кондуктором и подвесными клещами для сборки объемных каркасов наружных стеновых панелей.

Эти отделения оснащены так же стеллажами и кондукторами для складирования готовых изделий и полуфабрикатов.

Склад арматурной стали проектируется закрытым, неотапливаемым, с твердым покрытием пола. Он вписан в общий габарит арматурного цеха с предусмотренной между складом и цехом разделительной перегородкой. Доставка стали осуществляется в основном железнодорожным транспортом непосредственно на склад, без промежуточных перегрузочных операций. Это позволяет снизить стоимость и трудозатраты транспортных и погрузочно — разгрузочных работ. Арматурный склад расположен со стороны заготовительных отделений арматурного цеха. Компоновочная схема арматурного цеха определяется объемом производства.

Арматурный цех может быть отдельно стоящим зданием, может быть включен в главный производственный корпус отдельным пролетом, расположенным параллельно или перпендикулярно к формовочным линиям. Также арматурный цех может занимать часть пролета формовочной линии по его длине.

Рис. 4. Варианты схем размещения арматурного цеха.

Проектируемый в данном курсовом проекте арматурный цех располагается в поперечном пролёте с торца формовочного производства. Это позволяет наиболее эффективно использовать производственные площади, и понизить длительность производственного цикла в сравнении с отдельно стоящим цехом за счет скорости транспортирования готовой продукции.

3.2 Обоснование технологии транспортирования и складирования арматурной стали Склад арматурной стали расположен со стороны заготовительного отделения. Для доставки арматурной стали к складам проложены железнодорожные подъездные пути и устроены подъезды для автомобильного транспорта, что позволяет снизить стоимость и трудозатраты транспортных и погрузочно-разгрузочных работ.

Способы укладки и хранения обеспечивают полную сохранность металлов и металлических изделий, удобство и дешевизну всех складских операций, а так же быстроту и удобство учета и контроля наличия материалов на складе.

Транспортирование стали необходимо организовывать таким образом, чтобы обеспечить своевременную поточную доставку на промежуточный склад или к местам механической обработки и сварки. Арматурная сталь на склад поступает по железной дороге. Транспортирование арматурной стали со склада в арматурный цех, а из него в формовочный осуществляется с помощью самоходных тележек, погрузка на тележку осуществляется с помощью мостового крана.

Заготовленная арматура доставляется на объект комплектно, так как иначе могут быть перебои в ее установке. Доставленную арматуру необходимо складывать с учетом последовательности ее установки.

Горячекатаная арматурная сталь классов, А (в том числе и термомеханически упрочненная) поступает на завод в мотках и в стержнях; холоднотянутая классов В — только в мотках.

Сталь классов, А III (А400) и АI, поступающая в мотках на склад, имеет диаметр 6,8 мм. Сталь класса AI и АIII диаметром 10, 12 мм поступает в стержнях. Сталь класса AтV диаметром 12 мм поступает в стержнях. Арматурная проволока Вр-I и Вр-III диаметром 3,4,5 мм — в мотках. Масса мотков от 100 до 1500 кг и внутренним диаметром 1200, 2000, 2500 мм. Стержни поставляются в связках массой до 15 т мерной длины 6 м и 12 м.

3.3 Разработка карты выполнения арматурных работ Обоснование технологии производства арматурных изделий выполняется после предварительного анализа возможных вариантов выполнения технологических операций.

Результаты подобного анализа указаны в таблице 8.

Таблица 8 -Карта выполнения арматурных работ

3.4 Обоснование технологии механической обработки арматурной стали и сварки арматурных изделий Механическая обработка стали для арматурных изделий Механическая обработка стали для арматурных изделий включает в себя размотку, правку, отмеривание и резку, гибку стержней, сеток и плоских каркасов, а также стыковку стержней внахлест вязальной проволокой.

Использование машин для выполнения этих работ позволяет механизировать и автоматизировать все основные переделы механической обработки стали арматурного производства.

Сталь привозится железнодорожным транспортом, выгружается на склад арматурной стали, который отделён от основного арматурного производства перегородкой. Первоначальная механическая обработка арматурной стали в мотках для каркасов и сеток производится на правильно-отрезных станках СМЖ-588−2, которые имеют высокую производительность и позволяют править и гладкую сталь, и сталь периодического профиля. После правки и резки на прутки сталь с помощью мостового крана поступает к одноточечным станкам, где она соединяется в готовые арматурные изделия. Арматурные изделия, подвергающиеся дальнейшим технологическим операциям, также с помощью тележек и кранов поступают на следующий пост.

Основными операциями механической обработки стержневой арматуры являются операции стыковой сварки, резки до необходимых размеров стержней и в дополнение к вышеуказанным операциям — высадка анкерных головок для напрягаемых стержней плиты перекрытия на установке СМЖ-524. Стержневую арматурную сталь для стержней и петель также можно подвергать резке на станках для резки и сварке на одноточечных станках.

Отмеренные прутки для получения петель гнутся на станке 173А.

Сваренные сетки С-1 поступают к посту гибки. Гибка осуществляется на станках марок СМЖ-353 с гидравлическим приводом.

Обоснование технологии сварных работ Для производства армирующих элементов в промышленных масштабах наиболее эффективным способом соединения арматурных стержней является контактная сварка, стыковая и крестообразная.

Контактную точечную сварку крестообразных соединений применяют для изготовления сеток, плоских и пространственных каркасов, соединения отдельных стержней или элементов. Это значительно улучшает качество соединений по сравнению с дуговой сваркой или вязкой, увеличивает производительность труда, снижает расход металла.

Для изготовления арматурных сеток целесообразно применять автоматизированные линии, в состав которых входят многоэлектродные сварочные машины, вертушки для мотков, рольганги, механизмы выдачи стержней, устройства правки арматуры, механизмы досылки сеток, сеточные ножницы, пакетировщики сеток и др. На линии марки 7934/1 продольную и поперечную арматуру подают с мотков.

Основными параметрами режима сварки, на которые настраивают установки точечной сварки, являются сварочный ток, продолжительность выдержки соединения под током, усилие сжатия стержней электродами и диаметр контактной поверхности электродов.

Для изготовления арматурных сеток и плоских каркасов применяются одноэлектродные сварочные машины общего назначения.

Для изготовления плоских каркасов используют одноточечные сварочные машины типа МТ-1222 с предварительной заготовкой продольных и поперечных элементов, которые раскладывают и передвигают в процессе сварки вручную. Готовые размерные стержни транспортируются к месту, где располагаются одноточечные станки и свариваются указанным выше станком.

3.5 Обоснование технологии выполнения подъёмно-транспортных работ Организация работ на арматурных заводах должна предусматривать наиболее эффективный цеховой транспорт, обеспечивающий своевременную поточную доставку на промежуточный склад или к местам потребления пакетов или контейнеров заготовок и готовых изделий.

В состав подъемно — транспортных работ на технологической линии входят операции: разгрузка арматурной стали, доставляемой со склада надземными транспортными средствами; установка мотков на вертушки или пакетов стержней в приемные устройства; перемещение полуфабрикатов и готовых изделий между площадками промежуточного складирования; установка арматурных изделий на сборочные кондукторы и снятие с кондукторов; отправка готовых изделий к формовочным линиям.

Разгрузка и распределение по складу арматурной стали ведётся мостовым краном, грузоподъёмностью 2 т. Также этой единицей оборудования выполняется погрузка на самоходную тележку, которая обеспечивает подачу арматурной стали непосредственно в цех.

Установка мотков на вертушки, ведётся с использованием консольного крана, смонтированного в непосредственной близости от правильно-отрезных станков и автоматизированной линии.

Готовые изделия формируются в пакеты для дальнейшей транспортировки их с помощью самоходных тележек на склад готовой продукции.

3.6 Разработка функциональной схемы технологического процесса Сталь, доставляемая железнодорожным транспортом, разгружается с помощью мостового крана и складируется, и выдаётся непосредственно на технологическую линию.

Сталь в мотках с помощью тележки доставляется к автоматизированным линиям для сварки сеток. Перегрузка мотков с тележки на вертушки осуществляется с помощью консольных кранов. Затем на этих линиях осуществляется сварка сеток. Сетки после сварки гнутся на специальных станках для гибки сеток. Аналогичным образом мотки доставляются к правильно-отрезному станку. На правильно-отрезном станке осуществляется правка и резка стержней для петель, поперечных стержней для каркасов. Стержни для петель подаются на гибочный станок, где происходит их гибка в петли.

Сталь в стержнях с помощью тележки подаётся к установке СМЖ-524, где разгружается мостовым краном. На этой установке происходит стыковая сварка и резка продольных стержней для каркасов и стыковая сварка и резка с высадкой анкерных головок напрягаемых стержней для плит перекрытия. Продольные стержни для каркаса подаются к одноточечной машине, где происходит их сварка с ранее полученными на правильно-отрезном станке поперечными стержнями. Данные технологические решения подробно представлены в виде функциональных и пооперационных схем для каждого из изделий на рисунках 3 и 4.

Рисунок 5 — Функциональная схема производства изделий для односкатной балки Рисунок Пооперационная технологическая схема производства набора арматурных элементов для плиты П-1.

4. Организация технологической линии и её рабочих мест

4.1 Пооперационная технологическая схема поточного производства арматурных изделий На основании принятой функциональной схемы разрабатываем пооперационную технологическую схему производства арматуры на каждое железобетонное изделие. В ней показаны все технологические операции, выполняемые на станках, их последовательность, промежуточное складирование запасов арматурных заготовок (полуфабрикатов) и готовых изделий на местах их изготовления перед отправкой на формовочные линии. Транспортные операции на схеме показаны линиями.

Пооперационные технологические схемы показаны на рис. 5 и рис. 6.

Рисунок 5 — Пооперационная технологическая схема производства пространственного каркаса для односкатной балки Рисунок 6. Пооперационная технологическая схема производства набора арматурных элементов для плиты П-1.

4.2 Определение ритмов работы многопредметной поточной линии Ритмом выпуска изделий называют промежуток времени между выпуском двух однотипных арматурных изделий (пространственных каркасов или наборов арматурных элементов на одну железобетонную конструкцию).

ri=Fрд/Ni,

где Fрд — расчетный годовой фонд времени работы арматурного цеха, час;

Ni — годовая программа выпуска i-го арматурного изделия (по таблице 4), шт.

r1=3936/27 060=0,145 ч/шт (для односкатных балок)

r2=3936/ 428 532=0,0092 ч/шт (для плит П-1)

Так как в процессе производства арматурного изделия участвуют несколько станков поточной линии, то у каждого из них образуют межоперационные оборотные заделы в виде партий изделий. Это исключает поштучную передачу, увеличивающую количество подъемно-транспортных операций, затраты на производство. Заделы из достаточно большого числа стержней, элементов, пространственных каркасов, уложенные в связки, пакеты или контейнеры, передают на другой станок или на промежуточное складирование с периодичностью R, которую называют ритмом выпуска партии однородных арматурных изделий. Его численное значение составляет от 1 до 2 часов рабочего времени. Значение принимается постоянным для всех станков поточной линии, при этом обеспечивается согласованность работы поточной линии, порядок подъёмно-транспортных операций при соблюдении принципа прямоточности передачи предметов труда.

Для удобства планирования принятому ритму выпуска партии должна быть кратна длительность смены, а он должен быть кратен ритмам выпуска арматурных изделий для каждой i-той железобетонной конструкции, т. е.

R=n1· r1= n2· r2,

где n1, n2- количество изделий в партии для внутренней стеновой панели и многопустотной плиты перекрытия соответственно.

Пусть R1=R2=1час, тогда

n1=1/0,145=6,9 шт (для односкатных балок),

n2=1/0,0091 =109,2 шт (для плит П-1).

Принимается:

n1прин =7 шт, n2прин =110шт.

Исходя из этого, следует, что за 8 рабочих часов смены можно выпускать 8 партий изделий.

Принятый ритм выпуска партии R и принятые целые значения n1прин, n2прин, n3прин являются исходными для определения объёмов работ при расчете оборудования, составления графика — регламента загрузки рабочих, циклового графика процесса и циклограммы работы подъёмно — транспортных машин, а также для окончательного оформления программы выпуска изделий.

4.3 Расчет объемов работ и количества оборудования для механической обработки и сварки арматурных изделий Для выполнения дальнейших расчетов необходимо иметь удельные объемы выполняемых работ за ритм R и показатель производительности каждой марки оборудования. Данные для определения производительности оборудования требуют дополнительного анализа, т.к. необходимая для расчетов производительность каждой марки оборудования не всегда приводятся в справочниках, а имеющиеся данные представлены с большим интервалом значений.

Помимо паспортной производительности может использоваться и эксплуатационная производительность оборудования.

Удельный объем работ (V1уд) за ритм R определяется в соответствии с принятыми ранее количествами изделий в партии n1пр, умножив объем работ для одного арматурного элемента на n1пр. Расчетное число единиц каждой марки определяется по формуле:

Njрасч= V1уд / Эj1,

где Эj1 — эксплуатационная производительность оборудования в соответствующих единицах измерения за время принятого ритма. Ее можно представить:

Эj1= Эj * R1,

где Эj — эксплуатационная производительность оборудования за один час;

R1 — принятый ритм работы линии в часах.

Эксплуатационную производительность Эj следует принять или по данным приложения 2 или рассчитать по имеющимся в справочной литературе данным о паспортной производительности Пj, используя формулу:

Эj= Пj*Кп*Корг, где Кп — предельно возможный коэффициент использования оборудования во времени, равный 0,97;

Корг — коэффициент организации работ, принимаемый для одноточечных станков 0,25, для гибочных и правильно — отрезных — 0,7, для неавтоматизированных многоэлектродных машин — 0,75, для автоматизированных линий и установок стыковой сварки — 0,85.

Окончательно спецификация оборудования арматурного цеха представляется в форме таблице 9.

Таблица 12. — Расчет объемов работ и количества оборудования.

Спецификация оборудования арматурного цеха представлена в форме таблице 10.

Таблица 10 — Спецификация оборудования

4.4 Определение количества рабочих на поточной линии Важными итоговыми показателями проекта являются списочное количество всех рабочих цеха и выработка на одного списочного рабочего. Численность рабочих (основных и вспомогательных) арматурного цеха определяется в соответствии с нормами обслуживания оборудования, а разряд рабочих назначается по тарифно-квалификационному справочнику.

Количество рабочих на каждой операции принимается на основании анализа составов работ. Содержание и объем выполняемых работ зависит главным образом от паспортных характеристик оборудования, а количество обслуживающих станок рабочих должно быть увязано с составом работ, степенью их механизации и автоматизации, массой заготовок и готового изделия.

Состав работ на изготовление арматуры:

1. Правка и резка на автоматических станках Состав работ: укладка мотка на вертушку с заправкой в барабан конца мотка; регулирование плашек; установка механизма резки на заданную длину стержней; привязывание бирок и откладывание стержней в сторону.

При расчете количества оборудования было принято 2 правильно-отрезных станка. Для их обслуживания принимаем 1 арматурщика 3 разряда.

2. Гнутье сварных арматурных сеток и каркасов на приводных станках Состав работ: укладка сеток на гибочный стол станка; гнутье сварных сеток на станке; снятие согнутых сеток со стола и укладка их в контейнер или пакет.

В проекте принимаются для гибки — 1станок; 1 арматурщик 3 разряда.

3. Изготовление арматурных сеток на многоточечных автоматизированных линиях Подача всех стержней производится из мотков.

Состав работ: выправка концов проволоки из мотков; заправка концов в приемное устройство машины; правка продольных стержней; правка и резка поперечных стержней; подача стержней под электроды; сварка стержней в точках их пересечения; резка сетки по заданным размерам; укладка в пакет.

По данным расчета принята 1 установка. Обслуживание производит один сварщик 4 разряда.

4. Гнутье стали на приводных станках Состав работ: установка пальцев в отверстия поворотного круга; надевание втулки на палец; укладка стержней на гибочный стол; нанесение на стержнях мест отгибов при помощи шаблона или мела; выравнивание концов стержней; включение станка; отгибание стержней по заданной конфигурации; выключение станка; откладывание стержней в контейнер; привязывание бирок к стержням.

Принята одна установка. Исполнитель: арматурщик 3 разряда — 1.

5. Сварка каркасов на одноточечном станке Состав работ: укладка стержней и разметка их; подача узлов под электроды; сварка; снятие готовых каркасов с укладкой их в пакет или контейнер с привязыванием бирок. Так как в данном проекте 9 машин и каркасы весят менее 20 кг, принимаем 9 сварщиков 4 разряда.

6. Стыковая сварка стержней непрерывной ниткой с резкой и высадкой головок на установке СМЖ-524

Состав работ: подача стержня по рольгангу к месту зачистки; зачистка концов на точиле; подача стержня к аппарату высадки головки; одевание шайбы; зажатие стержня в зажимных губках; горячая высадка первой головки; подача свариваемых стержней к аппарату стыковой сварки; зажатие их в зажимах и центрирование; контактная сварка; постановка клейма после сварки; подача стержня по рольгангу к ножницам; резка по заданной длине; одевание второй шайбы; зажатие стержня в зажимных губках; горячая высадка второй головки; снятие стержня с рольганга и укладка его в контейнер.

Проектом предусмотрен 1 станок, исполнитель — 1 сварщик 4 разряда.

7. Резка стали на приводных станках Состав работ: разметка стержней по заданному размеру; подача стержней к ножницам; резка по заданной длине; откладывание нарезанных стержней в контейнер; привязывание бирок; периодическая перестановка ножей.

Проектом предусмотрен 1 станок, исполнитель — 1 арматурщик 3 разряда.

График-регламент загрузки рабочих на линии представлен в форме таблицы 11.

Таблица 11 — График-регламент загрузки рабочих на линии Неиспользованное время рабочих применяется для выполнения погрузочно-разгрузочных работ. Кроме того, 2 крановщика на технологическую линию, 2 крановщика на склад, 3 рабочих склада.

Итого явочное количество рабочих в смену — 22 человека.

Списочную численность рабочих можно определить по явочной численности, умножив её на количество рабочих смен и на коэффициент перехода () от явочной к списочной численности.

=,

где

— принятое номинальное кол-во рабочих дней в году;

— кол-во выходных и праздничных дней в году (112 дней);

— кол-во отпускных дней в году (в среднем 25 рабочих дней);

— кол-во прочие невыходы на работу (по среднестатистическим данным 15 рабочих дней).

Списочное число рабочих:

основных 22*2*1,15=51 чел, вспомогательных 51*0,25=12,7513 чел.

Всего: 51+13=64 человека.

4.5 Организация рабочих мест Под организацией рабочих мест понимают создание на каждом из них условий, способствующих полному использованию технологических возможностей оборудования при минимальной утомляемости рабочих, обеспеченности требований по охране труда. Рациональная организация рабочего места повышает производительность труда без каких-либо значительных материальных затрат. Продуманная планировка рабочих мест должна предусматривать кратчайший путь прохождения заготовок в горизонтальной плоскости и минимальный — в вертикальной, что достигается укладкой их на удобном уровне в пределах досягаемости рук рабочего.

Для достижения максимальной производительности труда, повышения качества продукции и безопасного производства работ к организации рабочих мест предъявляют ряд требований.

Рабочее место арматурщика должно быть удобным — достаточно просторным, доступным для своевременной и бесперебойной подачи материалов. Располагают материалы так, чтобы они не стесняли работу и были вовремя под рукой. На рабочем месте необходимо иметь не менее двухчасового запаса материалов. Инструмент, приспособления, инвентарь, должны находится под рукой.

Механизмы следует располагать так, чтобы, пользуясь или управляя ими в процессе работ, арматурщик не делал лишних движений и переходов.

Правильно-отрезные станки обслуживается арматурщиком 3 разряда. Определяющими критериями для назначения размеров является максимальная длина заготавливаемых стержней, длина консоли для установки мотков на вертушку и количество связок стержней различной длины.

Рис. 7 — Схема организации рабочего места у правильно-отрезных станков: 1 — вертушка для мотков арматурной стали; 2 — консольный кран; 3 — площадка для промежуточного складирования мотков; 4 — предохранительное устройство: 5 — правильно-отрезной станок; 6 — стеллажи для нарезанных стержней; 7 — рабочий-арматурщик Рисунок 8 — Схема организации рабочего места у автоматизированной поточной лини: 1 — бухтодержатель с катушками; 2 — многоточечная машина; 3 — пакетировщик; 4 — устройство для резки; 5 — устройство для правки; 6 — рабочий арматурщик; 7 — консольный кран Рисунок 9 — Схема организации рабочего места у гибочного станка:

1 — связки (или контейнеры) с заготовленными стержнями; 2 — гибочный станок;3 — контейнер готовых изделий; 4 — рабочий-арматурщик Рисунок 10- Схема организации рабочего места у гнутьевого станка:

1 — связки (или контейнеры) с заготовленными сетками; 2 — гнутьевой станок; 3 — контейнер готовых изделий; 4 — рабочий-арматурщик Рис. 11 — Схема организации рабочего места у одноточечной сварочной установки:

1 — связки (или контейнеры) с заготовленными продольными и поперечными стержнями плоского каркаса; 2 — стол для размещения заготовок; 3 — сварочная машина; 4 — приемный стол готового каркаса; 5 -площадка для размещения пакета (с партией готовых каркасов); 6 — рабочий-сварщик Для одноточечного сварочного станка количество рабочих принимается в соответствии с составом работ, а определяющими размерами являются длина и ширина рабочих столов, площадок для промежуточного складирования исходных заготовок и готовых изделий.

Рис. 12 — Схема организации рабочего места у установки СМЖ-524:

1 — связка с заготовленной арматурой; 2, 6 — приемный и подающий конвейеры; 3 — станок для резки; 4 — машина для стыковой сварки и высадки анкерных головок; 5 — механизм подачи; 7- рабочий арматурщик; 8 — стойка с подъемным роликом; 9 — рабочий сварщик.

Рис.13-Схема организации рабочего места для резки арматурной стали:

1 — контейнер для стержней; 2 — контейнер для нарезанных стержней; 3 — станок для резки; 4 — рабочий арматурщик.

4.6 Расчет длительности операционного цикла производства арматурных изделий для железобетонной конструкции Определение длительности операционного цикла в арматурном производстве позволяет оценить, какую часть она занимает в общей продолжительности технологического процесса изготовления железобетонного изделия.

Показатели длительности используются при оперативном планировании и в технико-экономических расчетах производства, например, в расчетах стоимости незавершенного производства. Длительность операционного цикла (Топ.) получают в результате построения циклового графика изготовлении арматурного изделия.

Цикловым графиком называют изображенную во времени последовательность изготовления партии арматурных изделий по операциям, входящим в пооперационную схему.

Цикловой график для изготовления набора арматурных элементов, армирующих панель перекрытия представлен в таблице 12.

Таблица 12 — Цикловой график изготовления арматурных изделий на одну плиту

Таблица 13 — Цикловой график изготовления арматурных изделий на одну односкатную балку

5. Расчет запасов арматурной стали, готовых изделий, площадей складов и площадок для промежуточного складирования в арматурном цехе Для определения площадей складирования необходимо рассчитать потребности в арматурной стали на один год и на расчетные рабочие сутки. Исходные данные принимают из таблиц 4 и 5.

Результаты расчетов приводят в форме таблицы 14.

Таблица 14 — Потребности цеха в арматурной стали

Площадь для складирования мотков стали Fм вычисляют по формуле

Fм = Рс.м. · Тхр. 1 · Кисп / mуд. м.,

где Рс. м — суточный расход стали, т Тхр. 1 — срок хранения стали на складе, сутки Кисп — коэффициент использования площади склада (принимается в зависимости от ёмкости склада);

mуд. м. — масса мотков арматурной стали, размещаемая на 1 м² площади склада (в зависимости от условий хранения).

Fм=15,34· 20·2/1,2= 511,3 м²

Площадь для складирования стержней стали Fст вычисляют по формуле

Fст = Рс.ст. · Тхр. 1 · Кисп / mуд. ст.,

где Рс. ст — суточный расход стали, т Тхр. 1 — срок хранения стали на складе, сутки Кисп — коэффициент использования площади склада (принимается в зависимости от ёмкости склада);

mуд. ст. — масса стержней арматурной стали, размещаемая на 1 м² площади склада

Fст=17,48· 20·2/3,2= 218,5 м²

Fсклада = Fм + Fcт = 511,3 + 218,5 = 729,8 мІ

6. Краткая характеристика компоновочных решений При разработке проекта предусмотрено наилучшее размещение складского хозяйства по отношению к арматурному цеху, арматурного производства на территории предприятия. Такое размещение обусловлено принятыми способами выполнения подъемно-транспортных операций и по компоновке оборудования. Размещение складского хозяйства и размещение оборудования соответствует принципам поточного производства и требованиям технологического процесса.

Проектируемый в данном курсовом проекте арматурный цех относится к заводу железобетонных конструкций, расположенному на территории Воронежской области. Цех размещается на территории завода непосредственно перед формовочным цехом, чтобы обеспечить удобные условия транспортировки готовых арматурных изделий к постам формования.

Цех имеет закрытый, неотапливаемый склад арматурной стали, расположенный встык к нему и отделенный перегородкой, чтобы избежать потерь тепла зимой и обеспечить удобную транспортировку арматурной стали в арматурный цех. Для выполнения подъемно-транспортных операций в цехе имеются мостовые и консольные краны.

Доставка стали в цех осуществляется с помощью самоходных тележек. Перемещение изделий и стали от одного передела к другому осуществляется с помощью мостового крана.

Для уменьшения количества перегрузочных операций, оборудование размещено последовательно так, что предметы труда с предыдущих станков кратчайшим путём передавались на следующие переделы.

Кроме того, такое решение позволит уменьшить площади складирования за счёт того, что задел готовой продукции одного станка является заготовительным заделом для другого.

В пролёте изготовления арматурных элементов лестничных маршей, рельсовый путь тележки смещён к автоматизированной линии, что позволит разгружать сталь с помощью консольного крана без непосредственного участия мостового крана.

7. Решения по контролю производственного процесса и качества продукции Для обеспечения требуемого качества арматурных изделий и соответственно, железобетонных конструкций, производственный процесс изготовления арматуры обеспечен надлежащим контролем.

Производственный контроль охватывает все переделы технологического процесса. Предусмотрены следующие виды контроля: входной, пооперационный и приёмный.

Входной контроль включает периодические испытания свойств арматурной стали на предмет их соответствия требованиям стандартов.

Пооперационный контроль включает проверку режимных параметров всех технологических переделов, таких как режимы сварки.

Приёмный контроль включает проверку качества стыковых и крестообразных соединений, сварных швов, соответствие готовых арматурных изделий рабочим чертежам.

Мониторинг каждой партии арматурной стали, поступающей на склад, и партий готовых изделий позволяет эффективно отслеживать качество арматурных изделий на всех переделах.

Контроль проводится по отобранным из основной партии образцам. В случае несоответствия требуемым нормам и стандартам повторно проводится проверка, в случае несоответствия нормам и при повторной проверке, контрольной проверке подвергается вся партия.

Основные проектные решения по контролю на предприятии изложены в таблице 15

Таблица 15 — Карта контроля производственного процесса и качества продукции

8. Решения по охране труда и экологической безопасности производства Таблица 16 — Проектные решения по охране труда и экологической безопасности производства

9. Расчет и оценка технико-экономических показателей Эффективность и целесообразность принятых технологических и организационных решений находит отражение в экономических расчетах, которые необходимы для комплексной оценки проектируемого объекта и расчета численности капитальных вложений и материальных затрат. Предусматривается следующий порядок выполнения расчетов:

· Расчет себестоимости арматурных изделий по составляющим её затратам;

· Определение основных технико-экономических показателей проекта с их оценкой.

Исходными данными для расчёта являются: расход стали и закупочные цены арматурной стали по классам. Затраты на основное производство на единицу для односкатной балки:

где — закупочная цена арматуры по каждому из классов, тыс.р./т;

— масса арматуры каждого из классов, т.

Затраты на основное производство на единицу для плиты:

Затраты на основное производство в год для односкатной балки:

млн.р;

где — годовая программа выпуска изделий, шт.

Затраты на основное производство в год для плиты:

млн.р;

где — годовая программа выпуска и изделий, шт.

Затраты на обслуживающие работы на единицу и на годовую программу выпуска односкатной балки:

р.

млн.р.

Затраты на обслуживающие работы на единицу изделия и на годовую программу выпуска плиты:

р.

млн.р.

Затраты на электроэнергию на единицу и на годовую программу изделия выпуска односкатной балки:

Затраты на электроэнергию на единицу и на годовую программу изделия выпуска плиты:

где М1, М2-масса набора арматурных изделий для односкатной балки и плиты;

М21, М22 — то же на годовую программу выпуска,

qэл — стоимость 1 кВт•ч, р.

Затраты на тепловую энергию:

млн.р.

млн.р.

Где

V1, V2- объём соответственно односкатной балки и плиты, м³/год

qт — стоимость 1 т пара, р.

Затраты на воду:

млн.р.

млн.р.,

Годовую заработную плату списочных рабочих можно получить, умножив их количество на среднемесячную заработную плату одного рабочего, и на количество рабочих месяцев:

Зпл= 64•16 325•12=12,54 млн.р.

Отчисления от заработной платы составляют 26% от суммарного фонда заработной платы, таким образом:

Отч=12,54•0,26=3,26 млн.р.

Сумма амортизационных отчислений на основные фонды рассчитывается сумма 1,5% от капиталовложений на здания и сооружения и 15% от капиталовложений на оборудование.

тыс.р.

Капиталовложения для строительства зданий и сооружений, необходимых арматурному производству, рассчитывается по формуле:

тыс. р.

Где 2 — коэффициент, учитывающий затраты на строительство как основных, так и обслуживающих объектов предприятия;

— удельные капиталовложения на строительство 1 м³ одноэтажного промышленного здания, принимаемые усреднено равными 7 руб. 1991 года;

— объем здания арматурного цеха и склада арматурной стали, определяется расчётом по принятым геометрическим размерам;

— значение инфляционного индекса по зданиям и сооружениям, 75.

тыс.р.

Таблица 17 — Структура себестоимости арматурных изделий.

Таблица 18 — Технико-экономические показатели арматурного цеха

Характеристика транспортных и машинных операций

Список используемой литературы

1. Перспективы развития железобетонных конструкций, 2007 [Электронный ресурс]. www. building-2you.ru/article_3832.html.

2. ГОСТ 9561–91. Плиты перекрытий железобетонные многопустотные для зданий и сооружений. Технические условия. — М.: Госстрой СССР, 1991.-15 с.

3. ГОСТ 948–84. Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами. Технические условия. — М.: Госстрой СССР, 1984.

4. Зуев Б. М., Никулин А. Д., Шмитько Е. И. Проектирование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. — Воронеж, 2004. — 334 с.

5. Волков Л. А. Оборудование для производства арматуры железобетонных изделий. — М.: Машиностроение. 1984. — 224 с.

6. Константопуло Г. С. Механическое оборудование заводов железобетонных изделий и теплоизоляционных материалов: Учеб. для техникумов. — М.: Высш. шк., 1988. — 432 с.

7. Торопов А. С. Арматурные работы: учеб. для проф.-техн. училищ. М.: Высшая школа, 1972. — 312 с.

8. Зуев Б. М. Организация основного производства предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: Учебное пособие. — СПб: «Проспект Науки», 2008. — 224 с.

9. Строительные машины: Справочник: В 2 т., Т. 2: Оборудование для производства строительных материалов и изделий / В. Н. Лямин, М. Н. Горбовец. Под общ. ред. М. Н. Горбовца. — м.: машиностроение, 1991. — 496 с.