|
|
1. ВВЕДЕНИЕ
Быстрое обновление парка механического оборудования предприятий строительных материалов, широкого внедрения передовой техники, наиболее прогрессивных технологических процессов и гибких производств, позволяющих оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции и дающих наибольший экономический эффект, а также завершение комплексной механизации и перехода к автоматизации имеет первостепенное значение.
Решение этой важной задачи возможно путем создания высокоэффективных новых и совершенствования существующих технологических процессов, машин и оборудования, обеспечивающих получение высококачественной продукции с минимальными затратами энергетических, материальных и трудовых ресурсов, а также широкое использование энергосберегающих и безотходных технологий.
Быстрое обновление производственного аппарата, обеспечение качественных сдвигов в промышленности строительных материалов, резкое снижение ручного труда, повышение производительности труда и улучшение качества продукции во многом зависят от внедрения новой высокоэффективной техники, отвечающей этим требованиям.
2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
До введения в эксплуатацию автомата-садчика укладка отпрессованного кирпича-сырца на обжиговые вагонетки производилась вручную. С пресса кирпич подавался на транспортер, по которому он перемещался к обжиговой вагонетке, куда его перемещал рабочий – укладчик. Скорость укладки была невысока, что снижало производительность работы пресса СМ-1085, на котором производилось прессование кирпича. Антропометрические данные рабочего не позволяли производить укладку кирпича по наиболее оптимальной схеме, поэтому количество кирпичей в садке было меньше. Случались легкие травмы укладчиков (ушибы кистей и пальцев рук).
Задачи дипломного проекта:
1. Автоматизация процесса укладки кирпича на обжиговые вагонетки.
2. Садка кирпича должна оптимально сочетать проницаемость газами при обжиге и количество кирпича в садке.
3. Разработать систему ремонта и технического обслуживания автомата-садчика.
4. Обеспечить безопасные условия труда при использовании автомата-садчика.
5. Произвести расчеты основных узлов и механизмов.
6. Рассчитать и выбрать стандартное оборудование (двигатели, редуктора, муфты, тормоза).
3. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Способ прессования изделий из материалов влажностью 7 – 12 % называют полусухим.
Сырец, спрессованный по полусухому способу, имеет точные геометрические размеры и большую механическую прочность, незначительную усадку при сушке и обжиге. Благодаря точным геометрическим размерам кирпич полусухого прессования можно использовать в строительстве в качестве как стенового, так и лицевого изделия, а высокая механическая прочность сырца позволяет легко автоматизировать его межоперационное транспортирование и садку.
Кроме того, незначительная влажность пресс-порошка позволяет совмещать сушку и обжиг изделий в одном печном агрегате, что уменьшает расход топлива и сокращает срок производства. Полусухой способ производства кирпича дает возможность расширить сырьевую базу, так как позволяет применять малопластичные глины – глинистые сланцы и сухарные глины.
Следует отметить, что в технической литературе, знакомящей нас с механическим оборудованием по производству строительных материалов, изделий и конструкций, мало внимания уделено автоматам-садчикам. В некоторых источниках о них нет ни слова, в других – лишь общие сведения. Описание устройства и принципа действия встречаются крайне редко. Методика расчета автомата-садчика отсутствует.
Причиной этому служит тот факт, что, как правило, изготовлением и внедрением в производство автоматов-садчиков занимаются предприятия по производству строительных материалов сами для собственных нужд, или заказывают у предприятий той же отрасли, на которых они уже введены в эксплуатацию.
Объясняется это тем, что автоматы-садчики устанавливаются на конкретную технологическую линию с учетом ее особенностей и нюансов.
Рассмотрим устройство автомата-укладчика силикатного кирпича на примере, взятом из учебника для студентов вузов по специальности «Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций».
Автомат-укладчик предназначен для съема силикатного кирпича-сырца со стола пресса и укладки его на запарочную вагонетку в штабель, конфигурация которого соответствует поперечному сечению автоклава.
Автомат-укладчик (рис. ) состоит из привода, съемника-кантователя, транспортера-накопителя, переносной тележки с подъемом и выдвижением пневмошин, механизма программирования, пневматического оборудования.
Автомат получает движение от коленчатого вала 1 пресса. Привод отбора мощности включает цилиндрическую 2 и коническую 3 зубчатые передачи и кривошип 10. Кривошип 10 с помощью тяги 11 передает колебательные движения от пресса к транспортеру-накопителю 12. Съемник-кантователь состоит из двух парных (симметричных) пневмозахватов 4, которые зажимают кирпичи, снимают их со стола пресса, разворачивают в линию, кантуют на 90˚ и устанавливают на лотковую поверхность ленты транспортера-накопителя 12. во время этих операций съемник поворачивается в вертикальной плоскости на 100˚. При холостом ходе съемника пневмозахваты 4 возвращаются в исходное положение.
Во время переноса четырех кирпичей с пресса на транспортер-накопитель 12 его лента перемещается на величину, равную толщине кирпича. В результате этого на транспортере-накопителе освобождается место для установки следующего ряда кирпича. Это перемещение производится приводом 33 транспортера-накопителя, получающего движение от вала 9 съемника-накопителя. После набора на ленте транспортера-накопителя слоя кирпича тележка 24 переносит его на автоклавную (запарочную) вагонетку для укладки в штабель. Переносная тележка 24 имеет привод перемещения, состоящий из электродвигателя 27, редуктора 28, зубчатой цилиндрической передачи 29 и катков 30, движущихся по рельсам (на рисунке не показаны).
На переносной тележке смонтирован также механизм подъема-спуска, состоящий из электродвигателя 31 и редуктора 26, на обоих концах выходного вала которого закреплены барабаны 25 для навивки каната 23. Канат прикреплен к подъемной раме 20. Для обеспечения строгого направления подъемной рамы имеются две кинематические пары, шестерня-рейка 22. В направляющих балках подъемной рамы 20 перемещаются ролики 16 , к которым подвешена выдвижная рама 18 с пневмошинами 17.
По окончании выбора слоя кирпича на ленте транспортера-накопителя 12 пневмошины 17 опускаются в зазоры между рядами кирпичей и вслед за подачей воздуха зажимают весь слой, после чего поднимаются в исходное положение. Механизм 24 передвижения переносной тележки продвигает ее на позицию укладки, где пневмошины снижаются на исходный уровень укладки данного слоя, что обусловлено положением упора 15 снижателя 14.
Снижатель представляет собой вертикально установленный вал, на котором в определенном порядке закреплены упоры, служащие ограничителями опускания пневмошин. Переносная тележка 24, передвигаясь в сторону вагонетки, поворачивает вал снижателя. Соответствующий упор вала занимает положение, при котором во время опускания пневмошин на него набегает конечный выключатель, смонтированный на подъемной раме. В этом нижнем положении воздух из пневмошин выпускается и слой кирпичей остается на автоклавной вагонетке, а пневмошины поднимаются в исходное положение.
Механизм выдвижки предназначен для формования овального штабеля и представляет собой барабан 19 с кулачками, поворачиваемый с позиции на позицию при обратном ходе переносной тележки. Кулачки барабана 19 управляют выдвижной рамой18 с пневмошинами 17, ролики 16 которой передвигаются по направляющим балкам подъемной рамы 20. в течении рабочего хода переносной тележки 24 выдвижная рама 18 вместе со слоем кирпича выдвигаются на величину уступа в штабеле, а при холостом ходе возвращается в исходное положение. Выдвижная рама передвигается с помощью пневмоцилиндра 21.
Толкатель 13, устанавливаемый в колее между рельсами ниже оси вагонетки, предназначен для выталкивания загруженной автоклавной вагонетки и подачи поршней. Для передвижения толкателя служит пневмоцилиндр 32 с ручным управлением.
Назначение механизма программирования – включать переносную тележку 24 в автоматическую работу после набора на транспортере-накопителе 12, требуемого для данного слоя количества кирпичей. Он представляет собой храповой диск 7, на котором закреплен кулачок 5 программирования, воздействующий через рычаг 6 и на конечный выключатель. Замыкаясь в моменты окончания набора данного слоя штабеля, он тем самым подает импульс на включение схемы автоматического управления. Храповый диск 7 приводится в движение вместе с кулачком 5 от эксцентрика съемника через тягу с качающимся рычагом 8. [ ].
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
Общая характеристика производства и выпускаемой
продукции
Цехом производится керамический кирпич из диатомитов методом полусухого прессования. По назначению кирпич подразделяется на:
а) строительный по ГОСТ 530-95 размером 250х120х65, применяемый для кладки наружных и внутренних стен и других элементов зданий и сооружений а также для изготовления стеновых панелей и блоков;
б) лицевой по ГОСТ 7484-78 размером 250х 120х65, применяемый для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних зданий и сооружений;
в) профильный.
Кирпич выпускается пустотелым со сквозными вертикальными пустотами (17 отверстий на одном изделии), расположенными перпендикулярно постели. Размер сквозных цилиндрических пустот должен быть не более 20 мм. Толщина наружных стенок кирпича от отверстий должна быть не менее 12 мм.
Технологическая схема производства
4.1 Добыча, транспортировка, подготовка сырья и подача его на сушку.
Разработка месторождения диатомита (трепельные глины ) производится открытым способом круглогодично экскаватором типа ОЭ 5116 с емкостью ковша 1 м³ в четыре уступа. Высота уступа 7м.
Диатомиты из карьера транспортируются автосамосвалами марки МАЗ грузоподъемностью 8 тонн в хранилище, которое предназначено для вылежки и усреднения, а также создания запаса для бесперебойной работы технологической линии в осенне- весенний и зимний периоды. Объем хранилища до 30 тыс. м³. Загрузка хранилища диатомитом автосамосвалами производится через боковые разгрузочные эстакады. Постоянная степень заполнения его должна быть не менее 1/3. От эстакад диатомит перемещается бульдозером и разравнивается по всей площади хранилища.
Из хранилища диатомит бульдозером типа ДЗ-109 подается в бункер двухвального смесителя (на базе модели СМ-246). Число лопастей на валу 22, число оборотов вала 32 в минуту, производительность до 35 м³/час, мощность электродвигателя 55 кВт.
Смесителем производится:
1) Разрыхление крупных естественных слежавшихся комков диатомита.
2) Равномерная подача разрыхленной массы на ленточный транспортер.
3) Дозирование подаваемой на транспортер массы диатомита, которое осуществляется изменением угла поворота лопастей по отношению к валу в пределах 25-30%.
Смеситель может работать на ручном и автоматических режимах.
После смесителя заданная по объему масса диатомита посредством транспортера подается в бункер лопастного питателя-дозатора. Для улавливания из массы случайно попавших на транспортер металлических предметов, в конце его устанавливается электромагнит.
Технические данные транспортера:
Марка Т-210, ширина ленты 650 мм, длина 75 м, мощность электродвигателя 75 кВт. Эл. магнит напряжением 127 В постоянного тока.
Питатель-дозатор на базе смесителя СМ-477А (число оборотов валов 31 в минуту, производительность не менее 18 м³/час, мощность электродвигателя 28 кВт) предназначен для объемного дозирования и равномерной подачи диатомитовой массы на транспортер подачи к сушильному барабану.
Выданная по заданному объему масса диатомита ленточными транспортерами подается к сушильным барабанам и поступает через течку с загрузочной стороны работающего барабана.
4.2 Сушка диатомита.
Сушильный барабан типа СМЦ-428.2. Диаметром 2.8 м. Уклон оси барабана к горизонту в сторону разгрузки 3º. Число оборотов барабана 3-6 об/мин. Средняя производительность барабана 25 т/час. Температура теплоносителя на входе 900-1000º С, на выходе 150-180º С.Продолжительность сушки 30-45 мин.
Сушильный барабан предназначен для сушки диатомита топочными газами в смеси с воздухом и частичного его измельчения.
Принцип сушки диатомита в барабане является прямоточно-беспрерывным, горячие газы с температурой до 1000ºС поступают из топки внутрь барабана, соприкасаются с диатомитом и движутся с ним в одном направлении, нагревают его и содержащуюся в нем влагу.
Отработанные газы пропускаются через аспирационную систему и выбрасываются в атмосферу. При изменении влажности сырья или интенсивности его подачи в барабан, режим сушки может регулироваться количеством поступающего в барабан газа и незначительным изменением его температуры.
4.3 Транспортировка высушенного диатомита, подготовка порошка.
Высушенная масса диатомита от сушильного барабана посредством системы элеваторов, ленточных транспортеров, бункеров, грохота подается в молотковую дробилку.
Элеваторы ЛГ-250 производительностью 14 кг/с, емкость ковша 4л., скорость движения ковшей 1.6 м/с. Мощность электродвигателя 7 кВт.
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.