Thiết kế phân xưởng sản xuất ống dẫn nước cao áp BTCT (thuyết minh + bản vẽ)

Thiết kế phân xưởng sản xuất ống dẫn nước cao áp BTCT: Giới thiệu chung về sản phẩm Luận chứng kinh tế kỹ thuật về địa điểm đặt công nghệ sản suất Tính toán cân bằng vật chất Tính toán cấp phối bê tông Phân xưởng tạo hình sản xuất Tính toán các thiết bị sản xuất Bản vẽ sản xuất

Chơng I: Giới thiệu chung

I.1 – Mở đầu

Sau chiến tranh đất nớc chúng ta đã bắt tay ngay vào công cuộc xâydựng đất nớc, xây dựng một nớc khang trang hơn, to đẹp hơn đàng hoànghơn, chính vì vậy ngành Xây Dựng nói chung và ngành Vật liệu Xây dựng nóiriêng đóng một vai trò rất quan trọng, là cơ sở cũng nh tiền đề xây dựng cơ sởhạ tầng, giúp ổn định đất nớc và tạo điều kiện để đất nớc thoát ra cảnh đóinghèo, lạc hậu

Nhìn lại những năm đổi mới, ngành chúng ta đóng vai trò quan trọng, từ

sự phát triển của ngành Vật liệu Xi Măng, thì ngành công nghệ bê tông cũngkịp thời phát triển theo, cũng đã dần chở thành một ngành độc lập và khôngngừng mở rộng lĩnh vực nghiên cứu của ngành, nhiệm vụ chính của ngành lànghiên cứu tạo và ra những cấu kiện bê tông đúc sẵn phục vụ các công trình

đang thi công, nhằm đẩy nhanh quá trình thi công sớm đa công trình đi vào

sử dụng

Nhận thấy điều đó, những ngời trong ngành chúng ta ngày một mở rộngngành và nghiên cứu kết cấu,để sảm xuất ra nhiều cấu kiện bê tông, đa dạngphong phú về chủng loại sản phẩm, rất tiện lợi, rút ngẫn thời gian cho cáccông trình đang thi công, phù hợp với các công trình xây dựng

Chúng em cũng là một thành viên trong ngành, cũng rất mong ngànhcủa ta ngày càng mang tầm quan trọng hơn, đóng góp hữu ích trong côngcuộc xây dựng và bảo vệ đất nớc, sau đây với nhiệm vụ đợc giao em cũng xin

đi sâu vào thiết kế dây chuyền để sản xuất một trong các cấu kiện đó, đó làcấu kiện ống dẫn nớc cao áp với nhiệm vụ cụ thể nh sau “Thiết kế phân xởngthép và tạo hình sản phẩm ống dẫn nớc cao áp dài 5m, công nghệ 3 giai đoạncông suất 10.000m3/năm”

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Thiện Ruệ đã tận tìnhgiúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này!

I.2 – Địa điểm xây dựng nhà máy

Nhà máy đợc thiết kế xây dựng tại Thành phố Hải Dơng nằm bên cạnh

đờng Quốc Lộ 5, cách trung tâm thành phố 5 km về phía tây Đây là vị trí hếtsức thuận lợi cho việc cung cấp nguyên vật liệu cũng nh tiêu thụ sản phẩmbằng cả đờng sắt và việc vận chuyển bằng ôtô chủ yếu ở các tỉnh ,thành nh HàNội, Hải Phòng,Quảng Ninh, Bắc Ninh,Hng Yên, Bắc Giang Đồng thời nhàmáy không nằm trong phạm vi trung tâm thành phố nên việc sản xuất, vậnchuyển ít ảnh hởng đến vệ sinh môi trờng, giao thông đi lại của dân c

I.3 – Các nguồn cung cấp nguyên vật liệu cho nhà máy

Đá Dăm:

Đá dăm đợc lấy từ Chí Linh – Hải Dơng với khoảng cách vận chuyển là 20

km, đá dăm đợc vận chuyển bằng ôtô ben, ôtô tự đổ có gắn rơmoóc

Cát vàng:

–

Nguồn cung cấp là cát vàng Sông Hồng, đợc vận chuyển về từ bãi cát

đã khai thác với khoảng cách vận chuyển 60 km, cát đợc chở trên các ôtô tự

I.4 – Sản phẩm của nhà máy và công nghệ sản xuất

I.4.1 – Sản phẩm nhà máy chế tạo

Hiện nay ống dẫn nớc cao áp bằng bê tông cốt thép đang đợc dùng phổbiến vì chúng có nhiều u điểm hơn hẳn so với các loại ống dẫn nớc bằng gang,thép hoặc ximăng amiăng tiêu biểu là chúng không bị han gỉ hay làm ô nhiễmnguồn nớc cũng nh ô nhiễm môi trờng

Các sản phẩm mà nhà máy chế tạo là các ống có đờng kính D500, D700,D1000.có hình dạng và thống kê chi tiết các kích thớc nh sau

thanh

thép

Hình dángcủa thanhthép

Đờngkínhcủathanhthép(mm)

Chiềudài 1thanhthép(mm)

Sốthanhthép

Tổngchiềudài loạithép(m)

Tổngtrọng l-ợng củathép(kG)

+ 30% là ống cống D 500 chiếm 3000 m3 bêtông/năm+ 30% là ống cống D 700 chiếm 3000 m3 bêtông/năm+ 40% là ống cống D1000 chiếm 4000 m3 bêtông/năm

Số sản phẩm chế tạo đợc của mỗi loại ống cống là:

+ Với D500 là 5360

56 , 0

Quá trình chế tạo ống dẫn nớc cao áp theo công nghệ ba giai đoạn bắt

đầu từ khâu chuẩn bị khuôn, khi tổ hợp khuôn ta lắp các bộ phận tạo loa và tạo

đuôi ống, các bộ phận này đợc liên kết với vành tựa để căng cốt thép dọc tạoứng suất trớc cho cốt dọc Sau khi tổ hợp, căng và neo cốt thép; khuôn đợc cẩulên máy quay li tâm và mở máy Hỗn hợp bê tông đựơc đa vào khuôn đangquay chậm nhờ cấp liệu băng tải tự hành Sau khi dàn đều lớp bê tông thứnhất, cấp liệu đợc lùi về vị trí ban đầu và bắt đầu tăng tốc độ quay khuôn đểlèn chặt hỗn hợp bê tông Tiếp đến là đổ và lèn chặt lớp thứ hai, thứ ba cũngtiến hành tơng tự Sau đó khuôn và lõi ống vừa tạo hình đợc cẩu đến thiết bịlật và nó đợc lật ra t thế thẳng đứng và bố trí vào khu vực gia công nhiệt

Sau khi bê tông đạt cờng độ buông lực căng cốt thép, ta cẩu khuôn vàlõi ống đến vị trí tháo khuôn ở đây trớc hết thực hiện buông đều đặn và từ từcốt thép dọc ứng suất trớc lên bề mặt bê tông, cắt cốt thép ở hai đầu khuôn vàtiến hành tháo khuôn Lõi ống đợc đa vào bể nớc ấm 40–500c để cho bê tôngtiếp tục đợc cứng rắn ở điều kiện thuận lợi từ 1–2 ngày đêm Trớc khi lấy rakhỏi bể nớc ta phải làm sạch lớp cặn bẩn hấp thụ lên các bề mặt lõi, rồi cẩu nó

ra khỏi bể, đa sang máy cuốn cốt thép vòng ứng suất trớc Cốt vòng đợc tạoứng suất trớc nhờ đốt nóng bằng điện ở nhiệt độ 350–3800c trong thời gian30–50 giây Đầu mối của sợi thép đợc định vị vào phía đầu không có loa củaống ở vị trí cách đầu mút 10cm

Sơ đồ dây chuền công nghệ của phân xởng thép và tạo hình

Sau khi cuốn cốt vòng ứng suất trớc, lõi ống đợc cẩu đến vị trí tạo lớpvữa bảo vệ là hỗn hợp vữa ximăng–cát với cấp phối 1:2,5 theo khối lợng và

tỷ lệ N/X=0,32 Lớp vữa bảo vệ đồng đều dày từ 20–25cm ống với lớp vữabảo vệ cốt thép vừa tạo đợc đa sang vị trí tĩnh định Để tránh các vết nứt co

ngót cho lớp vữa bảo vệ ta phủ lên nó một lớp màng dung dịch thuỷ tinh lỏng10% sau khoảng 1 giờ, khi lớp thuỷ tinh lỏng se lại, dùng bao tải ẩm phủ lênống và thờng xuyên làm ẩm trong 4h tiếp theo ống sau khi tĩnh định đợc đavào bể gia công nhiệt cho lớp bảo vệ trong khoảng 4,5 h ở nhiệt độ từ 60–700c.

Tại nhà máy chúng ta chế tạo ống dẫn nớc cao áp theo công nghệ bagiai đoạn Các ống dẫn nớc này có khả năng làm việc dới áp lực trung bình và

áp lực cao, sản phẩm ống có hai loại đờng kính trong là:  = 500 mm,  =

– Tính chất của xi măng sử dụng:

Khối lợngthể tích Khối lợngriêng Hàm lợngC3A

Nớc tiêuchuẩn

đá dăm chứa trong ống trụ thép dới tác dụng của tải trọng nhất định và đợctính theo công thức sau:

N 100

1

2 1

m

m m

m1 : Khối lợng mẫu bỏ vào xilanh ( g )

m2 : Khối lợng mẫu còn sót lại trên sàng ( g )

Quy định về hình dáng:

Hạt tròn và ô van có khả năng chịu lực lớn, còn hạt thỏi và dẹt khả năngchịu lực kém Do vậy yêu cầu hàm lợng các loại hạt dẹt hay thỏi trong đá dămkhông đợc vợt quá 15% theo khối lợng Ngoài ra các loại hạt yếu bao gồmcác loại hạt dòn, hạt dễ phong hóa cũng có tác dụng làm giảm đáng kể cờng

độ của bê tông Vì vậy hàm lợng của các hạt này cũng không đợc lớn hơn10% theo trọng lợng

Hàm lợng tạp chất sét, phù sa trong đá dăm quy định không quá 1%,hàm lợng hợp chất lu huỳnh (SO3) không quá 0,5% theo khối lợng Đá dămyêu cầu phải có đờng tích luỹ cấp hạt không vợt ra ngoài miềm giới hạn đợcxác định theo quy phạm sau

Khối ợngriêng

Hàm ợngbùn sét

l-Lợnghạtdẹt,thỏi

Độnéndập Ev

Hàm ợng

Mica có cờng độ bản thân bé, ở dạng phiến mỏng, lực dính với xi măngrất yếu Mica lại dễ phong hoá, nên làm giảm cờng độ và tính bền vững của bêtông , vì thế lợng mica không đợc quá 0,5%

Các hợp chất lu huỳnh gây tác dụng xâm thực hoá học đối với xi măng ,nên lợng của nó trong cát tính quy ra SO3 không quá 1% Tạp chất hữu cơ làxác động vật và thực vật mục nát lẫn trong cát, làm giảm lực dính kết giữa cát

và xi măng, ảnh hởng đến cờng độ, mặt khác có thể tạo nên axít hữu cơ gâytác dụng xâm thực đến xi măng làm giảm cờng độ của xi măng trên 25% Nếucát có chứa nhiều tạp chất hữu cơ thì có thể rửa bằng nớc sạch Bụi sét lànhững hạt bé hơn 0,15 mm, chúng bao bọc quanh hạt cát, cản trở sự dính kếtgiữa cát và xi măng , làm giảm cờng độ và ảnh hởng đến tính chống thấm củabêtông Quy phạm quy định không quá 5%,

Kích thớc mắt

100 80 60 40 20 0

2

áp dụng cho cát chế tạo bê tông nặng, đây cũng là loại bê tông nhà máy củachúng ta sản xuất nên ta có thể áp dụng quy phạm này Sau đây là bảng quyphạm của cát mà loại cát nhà máy nhập về phải nằm trong vùng quy phạm này

Nguồn

Khốilợngriêng

Khốilợngthểtích

Độrỗng Môdun

độ lớn

Độẩm

Lợngmica LợngSO3

I.5.2 – Đối với hỗn hợp bê tông dùng cho chế tạo ống cao áp

Hỗn hợp bê tông đợc chế tạo tại nhà máy đòi hỏi phải đảm bảo đúng và

đủ theo thành phần cấp phối đã thiết kế, phải đạt đợc tính đồng nhất khôngphân tầng tách nớc, tách vữa, đạt đợc độ sụt (tính công tác) yêu cầu cho từngloại hỗn hợp bê tông để chế tạo các sản phẩm tại nhà máy Có mác thiết kế lớnhơn 450 (Rb450daN/cm2), độ sụt của hỗn hợp bê tông đạt SN = 6 –7 cm

Chơng II: Quỹ thời gian của nhà máy

II.1 – Quỹ thời gian làm việc của phân x ởng thép

+Đối với phân xởng thép

Số ngày trong năm : 365 ngày

Số ngày nghỉ chủ nhật : 52 ngày

Số ngày nghỉ lễ tết : 10 ngày

Số ngày nghỉ bảo dỡng, sửa chữa : 10 ngày

+Từ đó ta có số ngày làm việc thực tế trong năm :

N = 365 – ( 52 + 10 +10) = 293 ngày

Số ca sản xuất trong một năm : 1  293 = 293 ca/năm

Số giờ sản xuất trong ca : 8 giờ/ca

Số giờ sản xuất trong một năm : 293  8 = 2574 giờ/năm

II.2 – Quỹ thời gian làm việc của phân x ởng tạo hình

+ Đối với phân xởng tạo hình

Số ngày trong năm : 365 ngày

Số ngày nghỉ chủ nhật : 52 ngày

Số ngày nghỉ lễ tết : 10 ngày

Số ngày nghỉ bảo dỡng, sửa chữa : 10 ngày

– Từ đó ta có số ngày làm việc thực tế trong năm

N = 365 – ( 52 + 10 +10) = 293 ngày

Số ca sản xuất trong một năm : 2  293 = 586 ca/năm

Số giờ sản xuất trong ca : 8 giờ/ca

Số giờ sản xuất trong một năm : 586  8 = 4408 giờ/năm

Chơng III: Thiết kế phân xởng thép

III – Thiết kế kho thép và phân x ởng thép

Với nhà máy của ta thiết kế thì sản phẩm chính là ống dẫn nớc cao áp

Để chế tạo các linh kiện cốt thép trong nhà máy ta dùng dây chuyến côngnghệ có mức độ cơ giới hoá và tự động hoá cao, kết hợp với một số khâu thủcông Tuỳ từng khối lợng sản xuất và số loại sản phẩm mà trên tuyến dâytruyền chế tạo các linh kiện cốt thép có các công đoạn sau : Nắn thẳng, cắt,uốn, hàn lới và khung phẳng, chế tạo các chi tiết chờ, hoàn chỉnh linh kiện cốtthép Việc chế tạo các linh kiện cốt thép rất quan trọng, nó phải thoả mãn cácyêu cầu chĩnh xác về kích thớc, hình dáng, phải đảm bảo không bị biến dạngtrong quá trình vận chuyển và tạo hình, vị trí của các chi tiết chờ và các chitiết móc cẩu phải đợc chính xác

Kho thép và phân xởng thép đợc lối liền nhau, các loại thép đợc mua từnhà máy thép Thái Nguyên đợc vận chuyển bằng ôtô về kho nhà máy, thép đ-

ợc vận chuyển vào kho bằng cần trục của phân xởng thép, ở đây thép đợc dựtrữ và đợc cấp cho phân xởng thép cũng bằng chính cần trục của phân xởngthép Thép lấy từ kho thép và ở phân xởng thép chúng đợc gia công, gia cờng,uốn nắn thép và đợc cắt theo kích thớc yêu cầu của cấu kiện đề ra Sau khithép 5,8 chúng đã đợc cắt, cốt thép đợc vận chuyển tới khu vực tổ hợp khuôn,

ở đây cốt thép đợc neo căng thép

Thép 3,4 đơc gia cờng cùng với giai tạo cốt vòng cho cấu kiện, vầ đợc

bố chí tại gần phân xởng tạo hình sản phẩm ở giai đoạn 3

Lợng dùng thép cho phân xởng thép và tạo hình trong một năm đợcthống kê chi tiết cha kể đến hao hụt trong bảng sau.

– Lợng dùng cốt thép cho phân xởng thép và tạo hình kể đến hao hụt

đợc tính theo bản sau với lợng hao hụt của mỗi loại thép lấy h = 1%

TT Loại thép Số thanh Thép Năm(kg) Ngày(kg) ca(kg) giờ(kg)

III.1 – Diện tích kho thép

Phân xởng thép thờng nối liền với kho thép, ta phải tính toán diện tíchkho thép chứa, và dự chữ thép Phục vụ cho quá trình cấp thép cho phân xởngthép.phục vụ tiến độ thi công chung của toàn bộ phân xởng tạo hình của nhàmáy

p n

k Q

F t t k

Qt – Lợng cốt thép cần gia công trong 1 năm của phân xởng T/n

t – Thời gian dự trữ cốt thép trong kho, t =7 – 30 ngày, lấy t =20 (ngày)

k – Hệ số tính đến lối đi lại trong kho thép k =2,5

n – Số ngày làm việc của phân xởng thép n =293(ngày)

p – Mật độ xếp cốt thép trong kho p = 3,2 đối với thép cuộn

85 , 58 2

, 3 293

5 , 2 20 571 , 1103

III.2 – Diện tích của phân x ởng thép

Diện tích phân xởng thép cần phải đảm bảo hợp lí để đặt các thiết bị giacông, cắt thép và tạo cốt thép Hơn thế phải đảm bảo tính hiệu quả và kinh tế,thuận lợi cho quá trình gia công và di chuyển trong quá trình làm việc

Diện tích phân xởng thép đợc tính theo công thức sau

368 3

571 , 1103

III.3.1– Ph ơng tiện bốc dỡ cốt thép vào kho

Ta có lợng thép cần bốc dỡ vào kho nh sau :

Mỗi lần cầu trục cẩu một cuộn

Số lần phải đa thép cuộn vào đúng vị trí trong một ngày là :

5 , 7 500

Thời gian một chu trình cẩu nh sau:

III.3.2 – Tính chọn máy tuốt, cắt cốt thép:

Máy tuốt thép

–

Tất cả các loại cốt thép trớc khi gia công đều phải qua khâu làm sạchcác chất gỉ sắt và các loại chất bẩn khác bằng máy tuốt Muốn chọn máy tuốtcốt thép và máy cắt cốt thép ta quy đổi cốt thép cần phẩi cắt trong một gìơ, tacần tính toán và thống kê số mét dài cốt thép cần tuốt trong một giờ

Dựa vào bảng thống kê cốt thép ta xác định đợc số mét cốt thép cần choquá trình tạo hình trong một năm, một ngày, một ca, một giờ là

Chiều dài 1thanh (m)

Năm(m)

Ngày(m)

Ca(m)

Giờ(m)

1002

m/ph

Từ năng suất yêu cầu trên ta chọn hệ số sử dụng máy là: 0,85

Vậy ta có năng suất thực tế của máy cần chọn là:

9,64 1 85 , 0

85 , 7

+Khối lợng máy : 670kg

III.3.3 – Cầu trục vận chuyển trong phân x ởng thép

+Sử dụng cầu trục MK – 2 có các đặc trng kỹ thuật nh sau :

+Tốc độ di chuyển cầu trục khi không tải : 120 m/ph

+Tốc độ di chuyển cầu trục khi có tải : 80 m/ph

Lợng cốt thép theo kế hoạch sản xuất ở trên là 470,8kg/h

Với lợng cốt thép này và năng suất cầu trục ở trên ta chọn một cầu trục

là thoả mãn năng suất yêu cầu

III.3.4 – Máy tạo mũ thép

Thanh thép đợc tạo mũ một đầu, đầu còn lại đợc giữ và căng thép bằngphơng pháp căng thép lồng, với thiết bị kích thuỷ lực

Thống kê số mũ thép đợc tạo trong một giờ làm việc và lựa chọn máytạo neo cốt thép thông qu bảng thống kê sau

TT Loại thép Tổng số thanh Ngày(thanh) Ca(thanh) Giờ(thanh)

Theo bảng kế hoạch trên ta có tổng số thanh ép là 183 thanh/h

Chọn máy ép đầu mũ kí hiệu 65960/l của Nga có đặc trng kỹ thuật nh sau :

+Trọng lợng : 2,4 tấn

Nh vậy ta chọn 3 máy là có thể đảm bảo năng suất cần ép

III.3.5 – Xe vận chuyển thép từ nhà máy thép

Thép dùng cho xí nghiệp đợc lấy từ nhà máy gang thép Thái Nguyênhoặc các đại lí lớn quanh vùng với khoảng cánh vận chuyển trung bình 70 km.Chọn ô tô có các thông số giống xe chở cát,đá Khối lợng thép dùng cho mộtngày 3,766 tấn, vậy số chuyến cần cho một ngày là:

sd

k q

766 , 3

T1 : Thời gian chạy trên đờng : 2,8 giờ

T2 :Thời gian bốc lên đổ xuống : T2 =15 phút =0,25 giờ

T3 : Thời gian làm các thủ tục xuất, nhập kho :30 phút =0,5 giờ

T = 2,8 + 0,25 + 0,5 =3,55 giờPhơng tiện vận chuyển chỉ làm việc 1 ca:8 giờ

Chọn 1 xe để vận chuyển thép từ nhà máy về phân xởng thép của nhà máy

ChơngIV –Thiết kế phân xởng tạo hình

IV – Giới thiệu phân x ởng tạo hình

Phân xởng tạo hình có nhiệm vụ thợc hiện tất cả các công đoạn tạo hình

và gia công nhiệt, đến việc hoàn thiện các công đoạn cuối cho sản phẩm vàkết thúc đợc chuyển ra bãi sản phẩm

Phân xởng tạo hình yêu cầu phải đảm bảo sao cho linh hoạt các công

đoạn không đợc chồng chéo nên nhau, các bớc công việc liên kết với nhau

nh-ng khônh-ng đợc phụ thuộc vào nhau

Công việc của phân xởng tạo hình phai thực hiện đợc các việc sau

+ Tạo hình các loại sản phẩm

+ Thực hiện tháo lắp tổ hợp khuôn

+ Gia công, tĩnh định sản phẩm

+ Hoàn thiện sản phẩn cho giai đoạn cuối

– Sau đây là bẳng thống kê các sản phẩm mà phân xởng phải thực hiện trongnăm, ngày, ca, giờ