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.

Измельчение высушенного диатомита производится молотковой однороторной дробилкой СМ-431 типа М-8-6Б. Производительность при щели 13 мм 10-24 т/час. Крупность фракции загружаемого материала до250 мм. Крупность фракции получаемого материала до 13мм. Измельчаемый диатомит через загрузочный люк подается в корпус дробилки. При вращении ротора производится измельчение материала, который просыпается вниз. Номинальная скорость вращения ротора 1000 об/мин. Электродвигатель А02/01-6, диаметр ротора 800 мм, рабочая длина 600 мм, мощность электродвигателя 85 кВт.

Транспортировка измельченного и высушенного диатомита от дробилки к грохоту производится ковшовым элеватором ЛГ-320ОМ. Просев порошка осуществляется на грохоте ГИЛ-32 производительностью 90 м³/ч. Размеры сит 1200х2860. Грохот вибрационный инерционный. Количество сит 1.

При просеве (грохочении) производится отделение гранул более 7 мм. Гранулы менее 7 мм проходят через сито грохота к выгрузному лотку и разгружаются в течку транспортера, а размером более 7 мм возвращаются обратно в дробилку для повторного измельчения.

После грохочения пресс-порошок транспортируется в бункера-накопители. В бункерах происходит некоторое выравнивание влажности запаса порошка.

 4.4 Полусухое прессование кирпича.

Диатомитовая масса для полусухого прессования представляет собой сыпучий порошок, количество воды которого недостаточно для создания вокруг зерен сплошной пленки.

Поэтому диатомитовая масса не обладает пластичностью и связностью. Для придания кирпичу-сырцу надлежащей формы, целостности и требуемой прочности масса прессуется под высоким давлением, в результате чего зерна диатомитового порошка сближаются, деформируются, их суммарная контактная поверхность увеличивается и частицы диатомита соединяются за счет поверхностных молекулярных сил.

Для производств кирпича применяют пресс СМ -  1085. Данный пресс относится к типу механических коленорычажных прессов непрерывного действия с двухсторонним одноступенчатым режимом прессования.

Максимальное усилие прессования 630 т.

 4.5 Садка кирпича-сырца на обжиговые вагонетки.

Основные требования к садке кирпича:

а) садка должна быть прочной, устойчивой при большой усадке кирпича при обжиге, что достигается перевязкой ее рядов.

б) садка должна быть достаточно проницаемой для газов во всех направлениях и должна обеспечивать равномерное распределение огня по сечению печи, что достигается устройством продольных и поперечных каналов. По внешнему периметру садка должна соответствовать внутреннему профилю обжигового канала, а также сводом расстояние должно быть не более 100 мм.

 4.6 Транспортировка вагонеток к печам.

Транспортировка обжиговых вагонеток с садкой кирпича к обжиговым туннельным печам производится при помощи электропередаточных тележек (ЭПТ) типа СМ-94 С грузоподъемностью 12 т. Число транспортируемых вагонеток – 1. Скорость передвижения 0.4 м/с. Мощность электродвигателя 4 кВт. 

 4.7 Загрузка тоннельной печи вагонетками.

Закатывание обжиговых вагонеток с садкой кирпича в форкамеру, загрузка тоннельной печи обжиговыми вагонетками с садкой кирпича осуществляется гидротолкателем марки СМ-54 С. Загрузка тоннельной печи вагонетками с садкой кирпича-сырца производится по утвержденному графику проталкивания.

 4.8 Обжиг кирпича.

Обжиг кирпича производится в туннельных печах. Длина печи 66 м; ширина канала 2 м; высота 2.125 м; объем обжигового канала 164.5 м³; емкость печи 32 обжиговые вагонетки. Топливо – природный газ.

Обжиг является заключительным этапом в процессе производства кирпича, от которого зависит прочность и морозостойкость кирпича, его внешний вид и цвет. Основной характеристикой режима обжига в туннельной печи является температурная кривая.

Обжиг кирпича заключается  в тепловой обработке сырца горячими газами с температурой от 100 до 1200 ºС.

По числу находящихся одновременно в печи вагонеток она имеет 32 позиции. По длине печь условно делится на три зоны: подогрева (2 – 18), обжига (18 – 21), закала и охлаждения (21 – 32). В каждой зоне поддерживается определенный температурный режим и происходят соответствующие физико-химические процессы.

 4.9 Выгрузка кирпича из печи.

Выгрузка обожженного кирпича из печи происходит одновременно с загрузкой. При закатывании в печь с загрузочного конца одной вагонетки одновременно выкатывается одна вагонетка с выгрузочного конца.

 4.10 Транспортировка вагонетки с обожженным кирпичом на выставочную площадку.

 4.11 Съемка и укладка кирпича на поддоны.

На выставочной площадке с обжиговых вагонеток кирпич вручную снимается и укладывается на поддоны. Здесь же происходит его сортировка по сортаменту согласно эталонам.

Готовые поддоны козловым краном ККС-10 грузоподъемностью 10 т перемещаются на погрузочно-разгрузочную площадку.

 4.12 Отгрузка кирпича.

Единовременная емкость прирельсовой площадки 500 тыс. шт. кирпича (1262 поддона). Поддоны с кирпичом отгружаются на автотранспорт и в железнодорожные вагоны.

Технологическая схема производства кирпича методом        полусухого прессования на ООО «ККЗ»

Экскаватор

Хранилище сырья

Смеситель 2-х вальный

лопастной СМ-246

Ленточный транспортер

Лопастной питатель-дозатор

Ленточный транспортер

                              Сушильный барабан                   СИОТ

                                                    СМЦ 48.2

Элеватор ЛГ-250

                             Ленточный транспортер                    СИОТ

Бункера-накопители

Элеватор

Ленточный транспортер

Грохот ГИЛ-22

Молотковая роторная дробилка

СМ-431

                                      Элеватор                             СИОТ

Ленточный транспортер

Бункера-накопители

Ленточный транспортер

Элеватор

Ленточный транспортер

Пресс СМ-1085

Туннельная печь

Погрузочно-разгрузочная площадка

5. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АВТОМАТА-САДЧИКА

Автомат-садчик предназначен для отбора кирпича сырца от пресса СМ-1085 и укладки его в технологическую садку (рис.5.1 и 5.2) на печную вагонетку размером 2 х 2 м. Укладка кирпича в садку производится послойно в положении на постель.

В автомате предусмотрен механизм программирования на 18 слоев садки, причем 12 нижних слоев укладываются без продольной перевязки кирпичей.

Производительность автомата принята по максимальной паспортной производительности пресса СМ-1085 – 2040 шт. в час.

Техническая характеристика

1. Производительность максимальная                        - 2040 шт./час

2. Количество кирпичей в садке                                   - 870 шт.

3. Время набора вагонетки                                            - 40 мин.

4. Установленная суммарная мощность                       - 6.6 кВт 

     Привод накопителя ряда                                           - 1.1 кВт

     Привод накопителя  слоя                                          - 2.2 кВт

     Привод перемещения переносчика слоя                 - 1.1 кВт

     Привод подъемника слоя                                          - 2.2 кВт

5. Расход воздуха (при давлении в сети P = 5 атм.)     - 0.45 м³/1 тыс. шт.

6. Габариты:

    длина                                                                            - 6585 мм

    ширина                                                                         - 4380 мм

    высота                                                                          - 4500 мм

7. Масса                                                                           - 2800 кг

Автомат-садчик состоит из следующих основных узлов:

1.                Транспортер – накопитель ряда.

2.                Переносчик ряда.

3.                Транспортер – накопитель слоя.

4.                Переносчик слоя.

Накопитель ряда служит для накопления ряд кирпичей в количестве 10-ти штук с одинаковыми зазорами между ними. Он представляет собой ленточный конвейер, смонтированный на сварной раме. Верхняя ветвь ленты поддерживается металлической пластиной, нижняя – роликами. Приводной барабан приводится во вращение с помощью электродвигателя через редуктор.

Переносчик ряда предназначен для переноса рядков кирпича с накопителя ряда на транспортер-накопитель слоя садки. Он состоит из сварной рамы, на которой установлена переносная каретка. Каретка передвигается по раме на катках с помощью пневмоцилиндра. На каретке установлены пневмозажимы на десять кирпичей. Пневмозажимы опускаются и поднимаются при помощи пневмоцилиндров.

Транспортер-накопитель слоя служит для формирования слоев садки (50 шт. в нижних 12-ти слоях). На раме установлен приводной барабан и четыре натяжных барабана. Привод транспортера-накопителя слоя состоит из электродвигателя и редуктора.

Переносчик слоя предназначен для формирования садки кирпича на обжиговой вагонетке переносом слоев кирпича с транспортера-накопителя слоя на под обжиговой вагонетки. Он состоит из сварной рамы, в центре которой установлен механизм подъема пневмошин. Подъем и опускание производится от электродвигателя через редуктор двумя зубчатыми рейками, укрепленными на штангах, движущихся по роликам с ребордами. К штангам прикреплена рама с пневмошинами.

Передвижение тележки осуществляется по направляющим рамы автомата от электродвигателя через редуктор и ведущие скаты. Длина хода тележки переменная и зависит от четности слоев садки на обжиговой вагонетке. Для изменения длины хода тележки на направляющей рамы автомата установлено программное устройство.

Порядок работы автомата-садчика

При поступлении отформованных кирпичей от пресса на транспортер-накопитель ряда накопитель включается от конечного выключателя, расположенного на прессе и действующего от коленчатого вала. За один цикл работы пресса накопитель включается два раза, и каждый раз продвигается  на расстояние, равное 327 мм (расстояние, занимаемое двумя кирпичами).

После того, как под захватами ряда накапливается десять кирпичей, от десятого кирпича срабатывает конечный выключатель и захваты ряда опускаются вниз. Зажав кирпичи, пневмозажимы поднимаются и каретка переносчика ряда передвигается к транспортеру-накопителю слоя на позицию укладки рядка.

На позиции укладки рядка пневмозажимы опускаются, кирпичи устанавливаются на ленты транспортера. Переносчик возвращается в исходное положение и одновременно включается электропривод транспортера-накопителя слоя и уложенный рядок передвигается на определенный шаг.

Набрав на транспортере пять рядков (слой садки), пневмозажимы переносчика слоя опускаются вниз и захватывают кирпичи слоя. После подъема вверх каретка идет к обжиговой вагонетке.

После укладки слоя кирпича на обжиговую вагонетку переносчик слоя возвращается в исходное положение и ждет набора следующего слоя садки. При возврате тележки в исходное положение поворачивается барабан программного устройства, тем самым готовится изменение длины хода тележки при следующем переносе слоя садки.

Сделав 18 циклов, переносчик слоя перенесет 18 слоев кирпича с транспортера-накопителя слоя на обжиговую вагонетку и формирование садки будет закончено. Причем, в рядках 17-го слоя набирается по 8 кирпичей, а в рядках 18-го слоя по 6 штук. 

Указание мер безопасности

К управлению автоматом-садчиком могут быть допущены операторы, изучившие его устройство, правила эксплуатации и прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Включение автомата-садчика без подачи звукового сигнала (сирены) не допускается.

Категорически запрещается:

1.     Начинать или продолжать работу в случае обнаружения какой-либо поломки или неисправности.

2.     Чистить, смазывать или производить какие-либо регулировки механизмов во время работы автомата-садчика.

3.     Снимать ограждения во время работы  автомата-садчика.

4.     Производить какие-либо работы по ремонту и наладке электроаппаратуры лицам, не имеющим допуска на эту работу.

Регулировку, ремонт, а также техническое обслуживание производить разрешается только после снятия напряжения и разрыва цепей управления в двух местах с обязательным вывешиванием таблички «Не включать, работают люди!».

6. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ

Расчет переносчика слоя

Исходные данные:

Грузоподъемность Q = 0.25 т

Длина пролета L = 5 м

Скорость подъема груза υгр  = 0.15 м/с

Скорость передвижения тележки υт = 0.3 м/с

Выбор двигателя механизма подъема груза

Статическая мощность на валу двигателя при подъеме груза с заданной скоростью, Pст (кВт)

Pст.г  = (Gгр + Gг.у.)* υгр  / 1000*η,

где Gгр – номинальный вес груза, Н;

Gг.у. – вес грузозахватного устройства, Н;

υгр – скорость подъема груза, м/с;

η – общий КПД механизма,

Pст. г = (2000 + 3000)* 0.15 / 1000*0.9 = 0.833 кВт

Принимаем  двигатель Pг.ном = 2.2 кВт

Выбор двигателя механизма перемещения тележки

Статическая мощность на валу двигателя при передвижении груза номинальной массы с заданной скоростью, Pст.1 (кВт)

Pст.т  = Wтр* υт  / 1000*η,

где Wтр – сопротивление передвижению от сил трения, Н

Wтр = (Gгр + Gт ) * (ƒ * d + 2 * μ / D к) * k р,

        где Gт – собственный вес тележки, Н; Gт  = 5000 Н

               ƒ – коэффициент трения  в подшипниках; ƒ = 0.015

               d – диаметр вала колеса, м; d = 0.045

               μ – коэффициент трения качения, μ = 0.03

               Dк – диаметр ходового колеса, м; Dк = 0.17 

               kр – коэффициент, учитывающий сопротивление трения          реборд ходовых колес и торцов ступиц колеса;  k р = 2.5

Wтр = (2000 + 5000) * (0.015 * 0.045 + 2 * 0.03 / 0.17) * 2.5 = 6246 Н

Pст.т  = 6246 * 0.3 /1000 *0.9 = 2.08 кВт

Принимаем двигатель МТ 012 – 6; 

Рт.ном = 2.2 кВт; nдв = 890 об/мин

Число оборотов ходовых колес, nх.к.

nх.к. = υт / π * Dк

nх.к. = 0.3 / 3.14 * 0.17 = 56 об/мин

Передаточное число редуктора

ί 0 = nдв / nх.к. = 890 / 56 = 15.9

Выбираем редуктор типа ВК. Наиболее подходящим для установки на тележке является редуктор ВК-350 с передаточным числом 14.67

Тогда фактическое число оборотов ходовых колес

nх.к. = nдв / ί 0 = 890 /14.67 = 60 об/мин

Фактическая скорость передвижения тележки

υт = π * Dк *  nх.к. = 3.14 * 0.17 * 60 = 32 м/мин = 0.5 м/с

Требуемая при этом мощность двигателя

Pт.треб  = 6246 * 0.5 / 1000 * 0.9 = 2.4 кВт,

Что соответствует мощности выбранного двигателя.

   Предварительный расчёт вала на прочность

Необходимое условие  σ≤[σ]

σ-расчётное напряжение вала

[σ]-допускаемое напряжение стали

[σ]= σ-1/Кз,

где

σ-1-предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

σ-1=0,43* σВ,

где

Для примера, когда σВ=690 Н/мм2

σ-1=0,43*690=297 Н/мм2

Кз-коэффициент запаса прочности

Для примера, когда   Кз=4

[σ]= 297/4=74  Н/мм2

σ=√(Мизг.2+0,75*Ткр.2)/W,

 где

Ткр-крутящий момент на валу, Н*мм;  

W-осевой момент сопротивления 

W=0,1*d3=0,1*453=1064800 мм3

Мизг.-максимальный изгибающий момент

Для примера, когда Мизг.=27,67*106  Н*мм; Ткр=10,6*106 Н*мм

σ=√((27,67*106)2+(0,75*14,4*106)2)/1064800=28,5 Н/мм2

[σ]> σ

вывод: прочность обеспечена.

 Уточнённый расчёт вала на прочность

Необходимое условие n≥[n]

n-коэффициент запаса прочности;

[n]-допускаемый коэффициент запаса прочности

Для примера, когда   [n]=2,5

n=nσ*nτ/√( nσ2+nτ2),

 где

nσ-коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;

nτ- коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

nσ= σ-1/((kσ* σv/εσ*β)+ψσ*σт),

где

kσ-эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;

εσ-масштабный фактор для нармальных напряжений;

β-коэффициент учитывающий влияние шероховатости поверхности;

σv-амплитуда цикла нормальных напряжений

Для примера, когда kσ=1,75; εσ=0,61; β=0,9

σv=Мизг./0,1*d3,

где

d-диаметр вала, мм;

Для примера, когда  d=45 мм

σv=27,67*106/0,1*453=25,99 Н/мм2

σт –среднее напряжение цикла нормальных напряжений;

Для примера, когда σт=0

nσ= 297/((1,75* 25,99/0,61*0,9)+0)=4,43

nτ= τ-1/((kτ* τv/ετ*β)+ψτ*τт),

 где

 τ-1-предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

τ-1=0,58* σ-1=297*0,58=172 Н/мм2

ετ-масштабный фактор для касательных напряжений;

kτ-эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;

β-коэффициент учитывающий влияние шероховатости поверхности;

 Для примера, когда ψτ=0,1; ετ=0,52; kτ=1,6; β=0,9

τv= τт=0,5*Мк/Wр=14,4*106*0,5/0,2*2203=3,38 Н/мм2

nτ= 172/((1,6*3,38/0,52*0,9)+0,1*3,38)=14,5

n= nσ*nτ/√( nσ2+nτ2)=4,43*14,5/√(4,432+14,52)=4,24

n≥[n]

вывод: прочность обеспечена.

 Расчёт и подбор подшипников

Выбираем шариковый радиальный однорядный подшипник по ГОСТ 8338-75,  подшипник № 209

d=45 мм

D=85 мм

B=19 мм

[c]-динамическая грузоподъёмность подшипника, Н;

fп-коэффициент учитывающий скорость вращения

Для примера, когда [c]=778000 Н; fп=0,385

Рэ=X*Fr*Kδ*KT,

 где

X-коэффициент радиальной нагрузки; 

FR-радиальная сила действующая на подшипник, Н; 

Kδ-коэффициент безопасности; 

KT-температурный коэффициент 

Для примера, когда X=1; FR=32720 Н; Kδ=2; KT=1,05

с= fh* Рэ / fп

Рэ=1*32720*2*1,05=68712 Н

L10h=63000 ч.-номинальная долговечность

fh-коэффициент долговечности fh=4,2    при долговечности 60000  часов

с=4,2*68712/0,385=749585,5 Н

с<[c]

подшипник пригоден.

 Расчёт и подбор шпонок и муфт

Выбираем шпонку для диаметра 45 мм

b*h*l=14*9*60 мм

t1=5,2 мм      

где

b-ширина шпонки, мм;

 h-высота шпонки, мм;

 l-длина шпонки, мм;

t1-глубина паза вала, мм;  

Асм.-площадь смятия, мм2

Асм.=(0,94*h-t1)*lр ,

где

lр-рабочая длина шпонки, мм

lр=l-b=60-14=46 мм

Асм.=(0,94*22-11,2)*150=1422 мм2

Ft=2*Ткр./d=2*14,4*106/170=169411,8 Н

σсм.=169411,8/1422=119,1 Н/мм2

[σсм] =120 Н/мм2-допускаемое напряжение

 σсм<[σсм]

прочность обеспечена.

Выбираем шпонку для диаметра 40 мм

b*h*l=12*9*65 мм

t1= 4,2 мм        

lр=l-b=120-32=88 мм

Асм.=(0,94*18-9,2)*88=679,4 мм2

Ft=2*Ткр./d=2*14,4*106/40=25043,5 Н

σсм.= 25043,5/679,4=36,9 Н/мм2 

   σсм<[σсм]

прочность обеспечена.

Выбираем шпонку для диаметра 60 мм

b*h*l=18*11*90 мм

t1= 5,6 мм        

lр=l-b=90-18=72 мм

Асм.=(0,94*11-5,6)*72=815,3 мм2

Ft=2*Ткр./d=2*389,96 *103/60=12998,7 Н

σсм.= 12998,7/815,3=15,9 Н/мм2 

σс<[σсм]

прочность обеспечена.

Выбираем шпонку для диаметра 60 мм

b*h*l=18*11*140 мм

t1= 5,6 мм        

lр=l-b=140-18=122 мм

Асм.=(0,94*11-5,6)*122=578,3 мм2

Ft=2*Ткр./d=2*382,17*103/60=12739 Н

σсм.= 12739/578,3=22 Н/мм2 

σсм<[σсм]

прочность обеспечена.

  Подбор муфт

Выбираем муфту на тихоходном валу редуктора

Т=Ткр.*К1*К2*К3,

где

К1,К2,К3-коэффициент запаса

Для примера, когда К1=1,3;   К2=1,3;   К3=1,3

Т=14,4*1,3*1,3*1,3=31,6 кН*м

Выбираем муфту со змеевидной пружиной (типа Бибби)

Допустимый крутящий момент 33 кН*м

dвала=115 мм

D=438,8 мм

L=155 мм

Подбор тормоза

Определяем тормозной момент

Тт=Кт*Т1;

где

Т1-крутящий момент на первом валу;

ω-угловая скорость на первом валу;

Кт-коэффициент торможения для тяжёлого режима работы

Для примера, когда ω=76,93 рад/сек; Т1=382,17 Н*м; Кт=2

Тт=2*382,17=764,34 Н*м

По тормозному моменту выбираем тормоз колодочный постоянного или переменного тока: ТКТ-250 или ТКП-250

Dш-диаметр шкива; Dш=250 мм

В-ширина шкива; В=80 мм

Тт=800 Н*м

7. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ

АВТОМАТА-САДЧИКА

Техническое обслуживание автомата-садчика.

Техническое обслуживание заключается в периодической подтяжке болтовых соединений, наладке, устранении дефектов в работе схемы управления и замене смазки в узлах трения и механизмах согласно карте смазки.

Порядок регулировки  некоторых узлов и механизмов автомата-садчика.

1. Регулировка воздуха в шинах захватов кирпича производится регуляторами давления. Давление в шинах переносчика слоя должно быть не более 1.2 кг/см². Давление в шинах переносчика ряда должно быть не более 1.5 кг/см². Давление в шинах съемника 4-х кирпичей с пресса должно быть не более 1.5 кг/см².

Регулировку производить следующим образом: если давление велико, то барашек на регуляторе давления повернуть против часовой стрелки, если мало – то по часовой стрелке.

2. Регулировка скорости хода переносчика ряда, подъемника ряда и сдваивателей рядов производится при помощи дросселей. Ход данных механизмов должен быть плавным, без ударов в крайних положениях.

3.  Регулировка конечных выключателей на фрикционном механизме производится следующим образом. Перед началом работы на автомате-садчике ролик ВК 4 должен находиться во впадине малого диска фрикционного механизма. Ролик конечного выключателя ВК 5 должен находиться во впадине большого диска, обозначенной индексом «Н» (нечетный слой). Если садка начинается с четного слоя, то ролик ВК 5 должен находиться во впадине, обозначенной индексом «Ч» (четный слой).

Ролик конечного выключателя ВК 6 должен находиться между впадинами среднего диска. При необходимости включения транспортера-накопителя слоя в обратном направлении, фрикционный механизм необходимо приподнять (обрезиненный ролик оторвать от ленты транспортера) во избежание поломки конечных выключателей, установленных на фрикционном устройстве.

Виды и содержание ремонтов оборудования

При эксплуатации оборудования  производства строительных материалов и изделий в условиях абразивного изнашивания и повышенной запылённости происходит интенсивный износ основных деталей и узлов машин. Это  закономерный процесс потребления производственных фондов - процесс расходования средств производства.

Утерянная работоспособность оборудования в процессе эксплуатации восстанавливается при производстве ремонта. Практически на всех предприятиях ремонт основного технологического и вспомогательного оборудования ведётся по единой системе, которая совершенствовалась в течение длительного периода времени и получила название планово-предупредительных ремонтов.

Сущность системы планово-предупредительных ремонтов заключается в том, что каждая машина наряду с повседневным техническим обслуживанием подвергается через определённые промежутки времени периодическому техническому обслуживанию и различным видам ремонтов. Система технического обслуживания и ремонта определяет плановый порядок чередования технического обслуживания и ремонтных операций через равные по величине периоды времени в отработанных машино-часах при одной и той же интенсивности эксплуатации.

При капитальном ремонте восстанавливается исправность оборудования или производится полное или близкое к полному восстановление ресурса оборудования. Машины, прошедшие капитальный ремонт, по эксплуатационным качествам не должны уступать вновь изготовленным машинам такого же назначения.

В промежутке между двумя капитальными ремонтами проводятся текущие и средние ремонты.

При текущем ремонте выполняется комплекс работ, определённый и проведённый при периодическом техническом обслуживании, а также устраняются дополнительно выявленные дефекты. При этом ремонте осматриваются все узлы, заменяются или восстанавливаются некоторые детали; исправляются ограждения; проводится ревизия электрооборудования. Основные и сложные узлы при текущем ремонте не разбирают.

Объём выполняемых работ при среднем ремонте значительно больше, чем при текущем.

При среднем ремонте выполняются работы, предусмотренные текущим ремонтом, а также работы по усмотрению неисправностей, перечисленных в ведомости дефектов и обнаруженных при этом ремонте. Заменяются или восстанавливаются почти все изношенные детали и узлы, ремонтируются некоторые корпусные детали и ограждения, исправляются фундаменты и восстанавливаются анкерные крепления, ремонтируется или заменяется электрооборудование.

В порядке подготовки к среднему ремонту составляется ведомость дефектов, в которой перечисляются все работы, подлежащие выполнению при остановке машины на ремонт. Ещё до остановки оборудования для ремонта подготавливают необходимые материалы, запасные детали и узлы.

Организация и технология проведения капитального ремонта

В условиях непрерывного роста промышленного производства, расширяющейся специализации предприятий, цехов и участков при производстве огнеупорных, керамических и фарфоровых изделий. Требуется широкое внедрение рациональных форм организации ремонтного производства на высоком техническом и организационном уровне, соответствующем основным процессам производства.

Централизованная форма организации ремонтов обеспечивает наибольшую концентрацию ремонтного персонала и материальных средств. При этой форме все виды плановых ремонтов производятся цехами, подчинёнными главному механику предприятия.

В настоящее время на предприятиях страны, кроме централизованной формы, существует ещё две основные формы организации ремонтного хозяйства:

1) децентрализованная, при которой все виды плановых ремонтов, включая капитальный, производятся цеховым ремонтным персоналом. Функции ремонтно-механического цеха в этом случае сводятся к изготовлению деталей и сборки узлов, а также капитальному ремонту некоторого оборудования, в большинстве случаев доставляемого непосредственно в механический цех;

2) смешанная, при которой все виды ремонтов, кроме капитального и среднего, выполняются цеховым ремонтным персоналом, а капитальный и средний ремонты производятся ремонтно-механическим цехом.

В керамической и фарфоровой промышленности наиболее распространённой является смешанная форма организации ремонтного хозяйства. Хотя опытом подтверждается, что легче всего внедрить передовые высокопроизводительные способы производства работ при централизации ремонтов, проще создать условия для специализации бригад, внедрения сдельной оплаты труда и выработки условий для материальной заинтересованности в досрочном окончании ремонтов. В перспективе централизованная форма организации ремонтного хозяйства, безусловно, будет преобладать и получит дальнейшее развитие.

Главным направлением повышения эффективности ремонтного производства является его индустриализация, то есть максимальное приближение процесса ремонта к процессу изготовления нового оборудования на машиностроительных заводах. Наиболее рациональными методами проведения ремонта оборудования в настоящее время являются агрегатный и узловой, причём во многих случаях - узловой с рассредоточенной заменой изношенных деталей и узлов.

Сущность агрегатного метода заключается в том, что заранее в ремонтно-механическом цехе восстанавливается машина или подготавливается новая и доставляется в собранном виде к месту её установки вместо машины, которая предназначена для капитального или среднего ремонта. При агрегатном методе ремонта необходимо иметь в обороте определённое количество резервного оборудования, а сам демонтаж и монтаж, насколько это возможно, желательно проводить без разборки фундамента.

Узловой метод характеризуется тем, что при ремонте машины отдельные сборочные единицы (узлы) не разбираются, а целиком заменяются запасными. При этом ремонт сводится к демонтажу неисправных и установке вместо них новых либо заранее восстановленных в ремонтно-механическом цехе узлов, которые ещё до остановки машины в ремонт доставляются на ближайшую к ней площадку.

Карта смазки

  Табл. №1

Наименование

механизма

Наименование

точки смазки

Кол-во

точек

Вид

смазки

Способ смазки

Периодич-ность смазки

Программное устройство

Подшипники барабана

2

Солидол УС-2(л)

 ГОСТ 1033-75

Ручная набивка

Ежемесячно

Фрикционное устройство

Подшипники опор шестерен

Шестерни

4

2

Солидол УС-2(л)

 ГОСТ 1033-75

Ручная набивка

Ежемесячно

Счетное устройство

Подшипники барабана

4

Солидол УС-2(л)

 ГОСТ 1033-75

Ручная набивка

Ежемесячно