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混凝土制品厂工艺设计,4.1 生产组织方法和设计原则,一、生产组织方法 （一）分类 1. 台座法 产品在固定台位上完成全部工序，工人、材料、工艺设备顺次由一个台位移至下一个台位。 2. 机组流水法 将整个生产线划分成若干工位，主要工艺设备组成若干个机组并与操作工人分别固定在相应工位上。模型和产品按工艺流程依次由一个工位移至下一个工位，并在各工位上完成相应的操作。分为空间流水或地面流水。 3. 流水传送法 按工艺流程分为若干个工位的闭环式流水线，工艺设备及工人均固定在有关工位上，而产品则按相同的流水节拍，强制的由一个工位移至下一个工位，并在每一个节拍内完成各工位的规定操作。如设备的生产效率或各工序的作业量不同，为保证流水节拍和流水程序，须对各工序进行必要的组合和分解以达到均衡，称为工序同期化。,（二）生产组织方法的比较 台座法：优点 - 设备简单、投资少、建厂快，可生产不同类型的产品；缺点 - 机械化程度和单位面积产量较低。应用 - 产量较小、体积大、产品类型繁多、生产任务多变的场合。 机组流水法：机械化程度和单位面积产量均优于台座法，分工较细、利于产品质量的控制与提高。与传送法比较，虽然自动化程度较低，但工艺比较灵活。,二、工艺设计的基本原则,根据设计任务书规定（产品品种、质量、产量）与要求进行设计； 选择技术先进，经济合理的工艺流程和生产设备； 全面考虑各种物料及半成品的储备关系 应考虑工厂建成后的挖潜，产品调整的可能性和留有发展余地； 合理地考虑机械化和自动化装备水平； 注意环保，减少污染； 方便安装，便于生产维修。,一、工厂组成,根据工程项目的性质和内容分类： 1. 主要生产工程：原材料储存设施，主要生产车间，成品堆场等。 2. 辅助生产工程：机修车间，木模车间，试验室等。 3. 动力系统工程：锅炉房，变电所等。 4. 交通及通讯工程：公路，铁路，广播站等。 5. 公用及生活工程：收发室，食堂等。 6. 其他工程：围墙，绿化等,4.2 设计的基本问题,二、工作制度 包括年工作制度和班工作制度。 三、生产系数 （一日产量不平衡系数K 考虑到设备故障、停电、产品配套生产和供需不平衡等, 日产量不平衡系数对于永久性工厂取1.2，临时性工厂取1.4-1.6。 （二设备利用系数K1 机械设备在每班八小时工作时间的有效利用率，一般取0.85。 （三时间利用系数K2 每班八小时工人工作的有效利用率，一般取0.9。,4.3 工艺流程的设计,定义：生产过程中在时间和空间上的组织形式，体现了生产过程的特征。 表示方式：工艺流程图,图示法,文字连线法,4.4 工艺计算,确定原始计算指标,原始计算指标确定得合适与否？ 影响 车间或企业的生产率 基建投资的规模 产品成本。,4.4 工艺计算,确定混凝土配合比 目的： 计算原料耗量 编制物料平衡表,4.4 工艺计算,设备的选型计算 主机选型正确与否？ 决定 整条生产线的生产率 产品质量 其他设备的生产率应尽量 与主机相适应！ 步骤,4.5 原料的贮存和加工,保证工艺流程顺畅； 尽可能提高卸料、转运、堆垛等工序的机械化水平； 尽可能减少转运次数； 有合理的原料贮备。 一、原料贮存期及贮存料耗系数 1、贮存期 生产性储备：原料运入的数量完全适应生产需要 后备储备：预防原料运输的意外中断而形成的储备。 季节性储备：预防在某一季节内气候影响使原料意外中断 工艺性储备：工艺上对某些原料的特殊要求，如安定性不合格的煤渣须有一个月以上的储存期。,二、胶凝材料贮存工艺设计原则 （一）干粉状材料的贮存 通常采用深仓贮存,方形筒仓,圆形筒仓,以 为准,二、胶凝材料贮存工艺设计原则 （二）块状生石灰的贮存 采用深仓贮存,三、集料贮存工艺设计原则,1. 地沟式; 2. 抓斗起重机; 3. 拉铲式; 4. 栈桥式,四、原料的准备与加工工艺,包括： 筛分、清洗、破碎、粉磨、脱水、磁选等。 1.集料的筛洗 2.原料的破碎与粉磨 3.原料的脱水,4.6 搅拌车间,混凝土制品厂的主要辅助车间 混凝土拌合物的制备：包括原料的中间贮备、配料、搅拌、拌合料输送。工序在平面和竖向的不同组合构成不同类型的拌合料制备工艺流程。 一、料仓工艺设计 水泥、粉煤灰、矿粉 常见形式：储库和储仓独立设计、储库和储仓合二而一 要求：满足储存期要求；确保品种；确保储存不同物料不会成拱。,二、称量设备的选型,定义：用于量配混凝土原材料的设备（也称为配料器） 一、对称量设备的要求 （1）称量的精度和误差应符合混凝土施工技术规范的要求 （2）称量多种材料用的每组称量装置，其工作循环延续时间应小于搅拌机的工作循环延续时间 （3）称量值调整方便 （4）结构简单，坚固耐用，操作方便，动作可靠,常用称量方法： 1）重量定量法：杠杆式、电子式 2）体积定量法：配水箱，自动水表 二、杠杆秤 结构：由称量料斗、进料装置、杠杆系统、操纵系统组成 称量斗的结构：称量斗的结构和形状与称量材料的性质有关，水泥称量斗：圆形、密封的；砂石称量斗：长方形、敞口的；液态添加剂称量斗：圆形、斗门处带橡皮衬垫密封。,进料装置的组成：进料装置设在物料储仓下方和称量料斗上方。主要由进料闸门和控制闸门启闭的气缸组成。 杠杆系统的组成：由主要杠杆、传递杠杆、主要秤杆、刻度秤杆和指示仪等组成。 杠杆系统的主要控制关系： 1）电风阀：ZJ：进料门电风阀 DJ：卸料门电风阀 1J：控制下面一根刻度秤杆 2J：控制上面一根刻度秤杆,2）开关： ：控制进料闸门启闭 ：控制卸料闸门启闭 ：控制上面一根主秤杆 ：控制下面一根主秤杆,3）水银接点： P1：在进料闸门上，控制精称；进料闸门关闭，P1接通；进料闸门打开，P1断开 P2：在卸料闸门上，控制进料闸门的启闭；只有卸料闸门关闭时，P2才接通，进料 P3：在进料闸门上，控制卸料闸门的启闭；只有进料闸门关闭时，P3才接通，卸料 P4、P5：在主秤杆上，主秤杆水平时，P4、P5接通；反之，断开。分别控制进料闸门（粗、精称）的启闭,杠杆系统的工作原理： 1）如果要量配上面一根秤杆的料重，开关合上，电风阀2J通电，止动闸将上面一根刻度秤杆释放； 2）合上开关, 主秤杆水平，P4、P5接通， ZJ接通，进料闸门开启，物料落入称量筒，称量开始； 3）主秤杆倾斜，当达到90料重时，P4首先断开，ZJ失去供电，进料闸门关闭，粗称完成；,4）P1接通，ZJ通过P5、P1得到供电，进料闸门开启，少量进料，P1断开，ZJ失去供电，进料闸门关闭，P1又接通，如此闸门一开一关，形成少量进料，直到精称完成，至此，整个称量过程结束。主秤杆进一步倾斜，P5断开； 5）合上开关，进料闸门上P3接通，卸料门电风阀DJ得到供电，卸料闸门开启卸料。,三、电子秤：由传感器和二次仪表组成,五、量水设备：常用的量水设备有配水箱、自动水表、量水秤等。 配水箱：由水泵、五通阀和水箱等组成 工作原理：,自动水表：由计量水表和电磁式水阀组成。,三、搅拌机的选型与计算 1、根据发展，合理选型 鼓筒式搅拌机，效率低下，基本淘汰； 立轴强制搅拌机，适合干硬性混凝土，悬辊制管中大量使用 卧轴强制搅拌机，适应塑性混凝土，且单机产量较大，目前商品混凝土的主要机型。 2、根据设计要求，合理选择数量 根据：物料平衡表、单机生产能力； 搅拌机的生产能力一般略大于计算需要； 数量选择过程中注意供应强度， 例如大型制管厂。,搅拌机选择 一、类型及特点 用途：将混凝土配合料均匀拌和，制成流态混凝土 类型： 1）按搅拌原理分：自落式、强制式 2）按工作过程分：周期式、连续式 3）按出料方式分：倾翻式、非倾翻式 4）按搅拌筒形状分：梨式、锥式、鼓式、槽式、盘式 5）按装置方式分：固定式、移动式,二、工作原理与组成 按工作原理，将搅拌机分为自落式、强制式。 自落式：沿筒内壁圆周安装若干搅拌叶片。工作时，原材料随筒体一起围绕自身轴回转，筒内叶片将材料带到一定高度，并让其自由跌落下来使之互相掺合而获得拌和。 特点：搅拌强度不大，效率低，适合一般骨料的塑性混凝土。,强制式：其搅拌机构是水平或垂直设置在筒内的搅拌轴，轴上安装搅拌叶片。工作时，转轴带动搅拌叶片对筒内物料进行强制剪切、挤压和翻转推移作用，使配合料在剧烈的相对运动中获得均匀拌和。 特点：搅拌质量好、强度大、效率高，特别适合干硬性混凝土和轻质骨料混凝土。,结构组成：搅拌单机结构 搅拌机构：有筒内安装叶片、搅拌轴上安装叶片两种结构 上料机构：翻转式料斗、提升式料斗、固定式料斗 卸料机构：斜槽式、倾翻式、螺旋叶片式 传动机构：皮带传动、齿轮传动、链轮传动、液压传动 配水系统：水泵配水箱系统、水泵水表系统、水泵时间继电器系统,三、搅拌机典型结构 1.锥形倾翻出料混凝土搅拌机： 自落式原理 主要用作混凝土搅拌楼（站）的主机，主要机构有搅拌系统和倾翻机构。,2.立轴强制式混凝土搅拌机 工作原理：强制式 类型：涡桨式和行星式 搅拌筒：水平放置的圆盘,立轴涡桨式搅拌机,立轴行星搅拌机,3.卧轴强制式混凝土搅拌机（双卧轴）,双卧轴强制式混凝土搅拌机,1) 搅拌缸体 搅拌缸体由厚钢片制成“”形状，而且由特别管状架框撑托，这能保证最佳的屈服阻力，承托的法兰亦能使缸身得到良好的强度及刚度，并能使轴心不偏不歪；在缸体的内侧衬以弧形耐磨铸铁衬板、两端板内侧装有平衬板；整个结构呈框形结构，具有良好的刚度。,双卧轴强制式混凝土搅拌机,2) 工作原理图 搅拌机工作时，传动机构带动二搅拌轴同步反向转动，每个搅拌轴上分布4-8个搅拌臂及两对侧搅拌臂，其上装有搅拌叶片和刮板，物料投入搅拌机以后，通过搅拌叶片、刮板对粗细骨料、掺和剂等的搅动，使混合料在罐体中间作径向和轴向运动，在二搅拌轴中间的交叉区域形成对流，实现对物料的强烈搅拌作用。图示的六方轴搅拌臂的布置结构可使搅拌强度更大，能在较短的时间内拌匀混凝土，缩短搅拌时间。,双卧轴强制式混凝土搅拌机,3) 传动装置 传动系统包括两个分离的驱动单元，二驱动单元之间以一个同步联轴节相连。,双卧轴强制式混凝土搅拌机,4) 润滑系统 根据搅拌机独特的使用环境与轴端密封保压特性，采用集中润滑系统。,双卧轴强制式混凝土搅拌机,5)卸料斗门液压驱动装置 单独配备一个液压动力单元，工作时由控制系统控制电磁阀实现卸料门的开启与关闭。,双卧轴强制式混凝土搅拌机,4.鼓筒式混凝土搅拌机 A.双口圆柱鼓筒搅拌机（自落式） B.双锥形鼓筒反转出料搅拌机（自落式）,A.双口圆柱鼓筒搅拌机,B.自落式双锥反转出料移动式混凝土搅拌机 可搅拌塑性和半干硬性混凝土。 搅拌筒正转搅拌，反转出料，每罐可以搅拌350升混凝土（指捣实后混凝土体积），理论生产率达10-14立方米。 适用于一般建筑工地、道路、桥梁工程和中小型混凝土构件厂。固定搅拌时，可挖地坑，使料斗口与地面平齐，进料方便，大大减轻劳动强度。,搅拌机数量的确定： M=P时/Q 式中 P时搅拌车间的设计小时产量(m3/h) Q 搅拌机小时生产能力(m3/h),四、搅拌车间的工艺布置,取决于生产工艺流程和车间规模 分为单列式、双列式和放射式 搅拌车间工艺布置时，注意： 1. 车间布置应尽量紧凑； 2. 混凝土出料层层高必须满足运输设备运行的要求； 3. 单阶式搅拌车间，应采取逐层平面与剖面相结合，上下层平剖面相互对应的方法，以兼顾布置紧凑、料流顺畅、设备联系可靠等要求； 4、通过工艺布置最终确定各料仓的组合和尺寸， 以及各溜槽和管道的布置和尺寸，并正确 处理好与建筑结构的关系。,4.7 钢筋车间,主要辅助车间 ，采用流水作业法 一、设计要求 1. 钢筋车间的产品必须满足全厂制品生产的产量、规格、品种、质量的要求。 2. 钢筋车间原则上以室内生产为主。 3. 对于有污染影响的生产工段，应在车间外组织生产。,4. 根据钢筋加工量、合理确定各种类型的加工设备数量。 5. 车间工艺布置必须保证工艺流程须畅、满足设备安装、生产操作和中间堆放等对场地面积的要求，合理确定车间跨度和面积。 6. 根据钢筋加工要求，车间内可选设粗钢筋加工、细钢筋加工和钢筋网片、骨架成型等流水作业线。 7. 车间内外运输应尽量减少人工小搬运，并合理选择起重设备。,二、生产能力的确定,依据工厂的产品纲领、产量及任务书所规定的钢筋加工量来确定。 步骤： 1. 根据产品纲领中的各种构件的产量和商品钢筋的加工量，得到各种钢筋半成品的需要量。 2. 按产品纲领中的产品设计图和商品钢筋加工图得到每个构件中按直径或钢筋类别划分的各种钢筋量。 3. 将前两项计算得出各类钢筋的加工量，编制成全厂钢筋加工量表。 计算钢筋加工量时，考虑损耗系数K=1.021.04,三、钢筋加工工艺组织,（一）冷拉 （二）冷拔 （三）调直、切断和弯曲 （四）对焊 （五）钢筋网片及骨架的点焊,四、车间工艺布置,钢筋车间工艺方案的通用性 某些特定制品采用专门的骨架成型机 一般情况，平面钢筋网组装成空间骨架 工序位置的确定应有利于工序间的紧密配合、互相协调，并尽量缩短钢筋在加工过程中的运输距离。,6.8 成型车间,包括制品成型、养护以及表面装饰、加工和成品检验 预应力混凝土制品，+预应力钢筋张拉工序 一、机组流水法生产线设计原则 （一）设备选型计算 非固定节拍，保持生产率均衡，必须在工位间配置中间贮备场地。制品成型多在一个工位上完成。 车间的生产平衡涉及成型、养护和车间运输三个环节。具体方法是先选择成型设备，再按成型设备的生产能力， 确定养护室的容积和数量，然后验算起重运 输设备的生产能力。,6.8 成型车间,设备选型计算步骤： 1.成型设备选型 1）成型设备的台班产量 2）成型设备需要量 2.养护室容积和数量的计算 3.起重运输设备计算 1）起重机操作时间的确定 2）起重机台数的确定,（二）工艺布置的一般原则 机组流水生产的工艺布置可按工位分区进行，再按工艺流程的顺序组合调整。生产线的流水方式对工艺布置影响大。,二、流水传送法生产线设计原则,主要问题：合理确定工位数和流水节拍。 两种布置形式： 1. 平面循环作业线 2. 立体循环作业线,三、台座法生产线设计原则,工艺特点：制品成型和养护集中在一个固定的台座上进行 生产线设计主要取决于制品品种、配筋方式、成型机械的特点和养护方法等因素。,