4.8 Технологические расчеты
Под технологическим расчетом проектируемого оборудования обычно понимается совокупность расчетов, связанных непосредственно с видом, особенностями и рабочими параметрами технологического процесса.
В данном разделе выполняются: продуктовый расчет, уточненный расчет производительности ведущего оборудования линии, строится график работы основных машин и аппаратов.
Продуктовый расчет выполняется для определения объема производства, интенсивности технологических процессов, потребного количества технологического оборудования, вспомогательных материалов, воды, электроэнергии и пр. Исходными данными для расчета является производительность линии (из задания на дипломный проект) и унифицированные рецептуры. Расчет выполняется для одного вида изделий. При этом определяется суточный и годовой расход сырья, данные расчета сводятся в таблицу.
Важнейшей характеристикой технологического оборудования является его производительность, под которой понимается количество (массовое, объемное, штучное) продукции, полученное за единицу времени на этом оборудовании.
Производительность является основной исходной величиной для расчета всех остальных параметров оборудования. Она определяет размеры, как самого объекта, так и отдельных его частей, рабочих органов, деталей привода и т.д. Кроме того, от величины производительности зависят кинематические и силовые характеристики приводных механизмов, количество потребляемой энергии и другие показатели.
При расчете производительности может применяться различный подход. Если проектируется совершенно новое оборудование, то наиболее целесообразно идти «от процесса», т.е. вести расчет длительности технологического процесса, используя при этом опытные или литературные данные и учитывая необходимые по технологии затраты времени, а потом переходить к конструктивному расчету (например, вместимости резервуара, в котором проводится процесс, скорости движения рабочего органа и т.д.).
Если речь идет об изменении производительности оборудования (например, при перерасчете его на большую заданную производительность), то переходят сразу же к конструктивному расчету. Например, при расчете автомата по заданной производительности определяется ритм выдачи изделия, скорости рабочих органов и т.д.
Вначале подбирают и рассчитывают производительность основного оборудования линии, которые выполняют основные технологические операции.
За основу при расчете производительности машин и аппаратов принимают паспортную производительность, затем, учитывая производственные потери, определяют фактическую производительность по формуле
(GТ + åGН)/ (tB - åtЭ),
где GТ – требуемое количество продукции (массовое, кг; объемное, м3 или штучное, шт);
åGН – сумма возможных потерь продукции;
tB – время выдачи продукции (с, мин, ч);
åtЭ – эксплуатационные потери времени.
После подбора основного оборудования рассматривают оборудование для вспомогательных операций, например, подготовка сырья.
Для определения уровня использования оборудования строятся графики его работы во времени. В большинстве случаев продолжительность работы любого оборудования в смену принимают равным 6 час. По графику устанавливают продолжительность и очередность работы каждого оборудования, проверяют правильность его подбора и производительности.
Иногда определение производительности осуществляется методом проверочного расчета, т.е. заданная производительность сопоставляется с расчетной, вычисляемой с учетом конкретных размеров и кинематических параметров установки, которые могут быть взяты из чертежей или другой документации.
Проверочный расчет чаще всего имеет место тогда, когда разработка (модернизация) оборудования касается вспомогательных элементов и механизмов машин, привода и т.д., не влияющих на производительность
самой машины. Например, разработка нового привода фасовочной машины не влияет на конструкцию наполнителей, а поэтому ее производитель-
ность практически не изменяется, она нуждается лишь в проверочном
расчете.
4.9 Монтажный проект
Для размещения проектируемой технологической линии необходимо выбрать для него соответствующее помещение. Размеры здания, состоящее из отдельных модулей, выбираются в соответствии с таблицей 4.Х.
Таблица 4.Х – Основные параметры промышленных зданий
| Основные параметры | Модуль, м | Принимаемые размеры |
| Пролеты здания | 6 | 6; 9; 12; 18; 24 |
| Продолжение таблицы | ||
| Шаг колонн | 6 | 6; 12 |
| Высота этажа при пролете: 12 18 24 | 1,2 1,2 1,2 | 3,6; 4,8; 6,0 4,8; 6,0; 7,2; 8,4 4,8; 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,6; 12,6; |
Высота этажа считается от пола до низа несущих конструкций перекрытия в одноэтажных зданиях и от пола одного этажа до пола другого этажа в многоэтажных зданиях. Уровень пола первою этажа принимается за нулевую отметку (-0.00) и должен быть выше поверхности участка не менее, чем на 03м.
После выбора этажности здания, шага колонн и пролетов выполняют компоновку производственного цеха, где будет смонтирована рассматриваемая технологическая линия.
Компоновка – это схематичный план производственного корпуса с изображением на нем участков, отделений, складских, вспомогательных и слу-жебно-бытовых помещений. Компоновочные планы в проектах должны выполняться в масштабе 1:100.
На компоновочных планах с помощью принятых условных обозначений указывают: основные стены, границы между отделениями и участками, основные проезды к проходы, вспомогательные устройства (насосные и вентиляционные камеры, трансформаторы и т.д.)
На плане необходимо указать наименование производственных, вспомогательных, служебных и бытовых помещений. Площади цехов и участков основного производства предварительно необходимо рассчитать, умножив площадь, занимаемую оборудованием, на коэффициент запаса, который учитывает площади, занятые рабочими местами, проходами, лестницами и пр.
Коэффициент запаса зависит от размеров оборудования, отрасли промышленности. В среднем его можно принять равным 4-5. Тогда площадь производственного помещения
F = f × a,
где: f – площадь под оборудованием, м2; а – коэффициент запаса.
Площади складских помещений определяются, исходя из норм укладочной массы, сроков хранения, и рассчитываются с учетом специфики каждой отрасли.
Компоновка помещений должна учитывать последовательность производственного потока, удобную взаимосвязь между отдельными помещениями , сокращение протяженности транспортной связи и пробега оборудования.
Компоновка помещений может быть решена правильно лишь в том случае, если установлены функциональные взаимосвязи отдельных технологических схем помещений.
Для обеспечения решения этой задачи целесообразно предварительно составить диаграмму функциональных связей. Эта диаграмма позволяет учесть при компоновке совокупность условий, определяющих положение каждого помещения. Диаграмма функциональных связей должна была вычерчена в РПЗ.
Пекле компоновки помещений необходимо выполнить планировку производственного, вспомогательного и другого оборудования линии. Планировочные решения могут быть различными, однако имеется ряд положений общего характера.
При планировке отдельные машины связывают между собой в единую производственную линию. Часто продукт или полуфабрикат может быть передан с одной машины на другую непосредственно. В этом случае их устанавливают вплотную одна к другой. Если высота уровней загрузки и выгрузки двух последовательно размещенных машин различается незначительно, то регулировка этих уровней достигается при соответствующем изменении высоты фундаментной площадки. Если различие уровней велико, то машины связывают между собой при помощи транспортных устройств.
Производственные линии должны быть поточными, для этого оборудование расставляется в последовательности, соответствующей протеканию технологического процесса. Для обеспечения поточности не обязательно расставлять оборудование строго прямолинейно. Важно, чтобы сырье по пути своего движения не делало «петель». Поточные линии большой протяженности можно располагать по ломаной линии без пересечения потоков сырья.
В ряде случаев отдельные производственные линии должны быть связаны между собой. Так бывает в тех случаях, когда две линии или несколько на определенном процессе объединяются в одну линию, или, наоборот, одна линия разделяется на отдельные потоки.
При планировке оборудования решают вопросы организации и учета труда. Особенно это важно для массовых ручных операций. При решении этих вопросов определяют характер рабочего места и занимаемую им площадь, потребность в инвентаре и пр. Одновременно предусматривают технику подачи к рабочему месту сырья, материалов, тары, отправки обработанного продукта и отходов.
Оборудование в производственных помещениях расставляется с таким расчетом, чтобы оставались необходимые проходы, как по длине, так и по ширине цеха. Кроме того, должен быть обеспечен удобный подход к отдельным машинам и аппаратам для их эксплуатации, ремонта и регулирования. Расстояние между осями параллельно расположенных производственных линий принимают 3-4 м; если не предусмотрен проезд грузовых тележек, проходы составляют 1,8 м; при использовании тележек – 2,5 м. Расстояние между производственной линией и стеной должно быть 1,4 м, между приставными столами у конвейера – 0,6 м.