Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине ''Технология строительных материалов и изделий''

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология строительных материалов и изделий» для бакалавров по направлению 550100«Строительство»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Восточно-Сибирский государственный технологический университет

Составитель: Балханова Е.Д. Рецензент: Беппле Р.Р. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология строительных материалов и изделий» для бакалавров по направлению 550100 «Строительство» включают содержание расчетно-пояснительной записки, графической части курсового проекта. Ключевые слова: проект, технология, строительные материалы, изделия, производственная мощность, материальный баланс, оборудование, завод, цех, качество.

Редактор С.М. Ермоева

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология строительных материалов и изделий» для бакалавров по направлению 550100 «Строительство»

Составитель: Балханова Е.Д.

Подписано в печать 2005 г. Формат 60х84 1/16 Усл. п.л 1,39 , уч.-изд.л. 0,9. Тираж экз. Заказ № 40 Издательство ВСГТУ, Улан-Удэ, Ключевская, 40, в. Издательство ВСГТУ Улан-Удэ - 2005

Введение Курсовое проектирование по дисциплине «Технология строительных материалов и изделий» для бакалавров по направлению 550100 «Строительство» является основным этапом самостоятельного решения комплекса инженерных задач в данной области. Выполнение курсового проекта способствует систематизации и закреплению студентами теоретических разделов курса, углублению знаний в области производства строительных материалов и изделий, а также развитию навыков проектной работы. Основой проекта является разработка технологической части, которая требует от студентов глубоких знаний и творческого подхода к теме проекта. Для этого студент должен кроме основной рекомендуемой литературы изучить нормативную и специальную техническую документацию, отражающую основные направления развития производства строительных материалов с учетом отечественного и зарубежного опыта по теме проектирования. 1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Задачи курсового проектирования: - приобретение навыков самостоятельного выбора оптимальных технологических решений в области производства строительных материалов и изделий; - обучение основным технологическим расчетам; - приобретение навыков работы с нормативной литературой и другими информационными источниками; - проведение критического анализа существующих технологий; - выполнение основных технологических расчетов;

- выбор и обоснование технологических линий по производству строительных материалов и изделий. 2. ТЕМАТИКА И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Тематика курсового проекта охватывает все разделы программы курса. Проект состоит из двух частей: 1. Расчетно-пояснительной записки объемом 30-40 страниц с приложением схем, рисунков, графиков и таблиц. 2. Графической части на 2 листах формата А-24 или А-12. Расчетно-пояснительная записка и чертежи должны быть выполнены в соответствии с требованиями единой системы конструкторской документации и действующих стандартов и должны включать титульный лист и задание на курсовое проектирование. Текст пояснительной записки отражает полную характеристику материала, детальное описание технологического процесса, расчет материального баланса, подбор оборудования, обоснование количества принятого оборудования. Графическая часть курсового проекта содержит план и разрезы цеха с размещением оборудования в масштабе 1:100 (допускаются масштабы 1:50 и 1:200) и технологическую схему производства. Чертежи можно выполнять карандашом или маркером, а также в среде пакета AutoCAD. Выполнение проекта начинается с разработки технологической схемы производства строительных материалов и изделий, после чего производят все технологические расчеты. Затем составляется эскиз компоновки оборудования в цехе, и после согласования его с руководителем выполняются чертежи.

3. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

- технико-экономические показатели; - контроль производства и качества готовой продукции. 3.3.1 Выбор способа и технологической схемы производства

3.1. Введение Краткий обзор состояния и перспективы развития производства в регионе и Российской Федерации с учетом последних отечественных и зарубежных достижений, применение строительных материалов, изделий или конструкций в строительстве (по теме курсового проекта) 3.2. Производственная мощность и номенклатура продукции предприятия Общие сведения и характеристика продукции предприятия, технические требования, ГОСТ, ТУ на продукцию (сведения могут быть представлены в табличной форме). Производственная мощность предприятия по видам выпускаемой продукции. 3.3. Технологическая часть проекта Технологическая часть проекта является основной и включает следующие разделы: - выбор способа и технологической схемы производства; - описание технологического процесса; - режим работы предприятия; - сырьевая и топливно-энергетическая база; - расчет производительности, грузопотоков и определение расхода сырьевых материалов; - выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования; - потребность в энергетических ресурсах;

Краткая характеристика и обоснование решений по принятой технологии производства строительных материалов и изделий с учетом анализа двух-трех возможных вариантов схем технологического процесса, поточности производства, механизации трудоемких операций, автоматизации и контроля производственных процессов, повышение производительности труда и т.п.; технико-экономические показатели по производству аналогичной продукции по данным типовых проектов или действующих передовых предприятий; решение по применению малоотходных и безотходных технологических процессов и производств; соответствие принятых технических решений новейшим достижениям науки и техники. 3.3.2. Описание технологического процесса Описание технологической схемы производства с анализом факторов, влияющих на свойства готовой продукции; параметры ведения технологического процесса изготовления продукции с их обоснованием. Физико-химические процессы производства продукции со стабильными качественными параметрами. 3.3.3. Режим работы предприятия Исходными данными для расчета количества технологического оборудования, сырья и т.п. являются заданная мощность предприятия, режим работы предприятия.

Режим работы предприятия, цехов, участков принимается в соответствии с нормами технологического проектирования по данной отрасли промышленности строительных материалов и изделий (табл. 1). Таблица 1 Режим работы предприятия Наименование цеха, отделения, участка

Кол-во рабочих дней в году

Число смен в сутки

Число часов в смену

Годовой фонд эксплуатации оборудования

Коэффициент исполь зования оборудования

Годовой фонд рабочего времени

1

2

3

4

5

6

7

Коэффициент использования оборудования – 0,850,95. 3.3.4. Сырьевая и топливно-энергетическая база. В данном разделе приводятся характеристика сырьевой базы (природное сырье, отходы промышленности других отраслей и т.п.), доступность сырья, его запасы, расстояние проектируемого предприятия до сырьевой базы, способы доставки к месту потребления. Химический и минералогический состав сырья. Соответствие сырья требованиям ГОСТа или ТУ. Характеристика материалов и полуфабрикатов (марка, сорт и т.д.), заводы-поставщики.

3.3.5. Расчет производительности, грузопотоков и определение расхода сырьевых материалов Производство строительных материалов и изделий связано с переработкой и транспортировкой больших количеств материалов. При этом объем перерабатываемых материалов изменяется в связи с неизбежными потерями технологического (обжиг, тепловлажностная обработка, сушка) и механического (унос, распыл) характера. Учет изменений, происходящих в перерабатываемых материалах на всех стадиях производственного процесса, необходим для определения расхода сырьевых материалов и для расчета и подбора оборудования. Определение количества материалов, проходящих через отдельные технологические операции, называют расчетом грузопотоков. Расчет ведут исходя из программы производства, начиная со склада готовой продукции к складам сырья. Расчет потребности сырья и материалов ведут исходя из режима работы предприятия в год, сутки, час с учетом производственных потерь и нормируемого брака продукции. Руководствуясь данными по расчету производительности и данными, полученными при расчете расхода сырья на единицу продукции, составляют материальный баланс – потребность проектируемого предприятия, цеха, участка в сырье и полуфабрикатах (табл.2.) Размеры технологических потерь определяют по нормативным данным. Размеры механических потерь во многом зависят от организации производственного процесса и применяемого оборудования и принимаются на основании опыта аналогичных предприятий. В проекте могут быть приняты следующие размеры механических потерь: 1. Потери при дроблении – 0,5 %.

3.3.6. Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования

2. Потери при транспортировке дробленого материала – 0,5 %. 3. Потери при помоле – 1%. 4. Потери при транспортировке тонкомолотых материалов – 1%. Расчет производительности для каждого технологического передела производится по формуле:

П

где

П П

р

о

р

=

П

о

,

1− Б

100 - производительность рассчитываемого передела;

- производительность передела, следующего за

рассчитываемым; Б - производственные потери и брак. Таблица 2 Материальный баланс предприятия Наименова- Ед. ние техноло- изм. гического передела, сырья, материалов, полуфабрикатов 1 2

Потери, %

3

НорПотребность в материама лах расв в в год в хода По су- сме- час на ед. тки ну прод. Пс Псм 4

5

6

7

Примечание: Единицы измерения сырья и полуфабрикатов принимаются в зависимости от процесса и вида оборудования. Например, при дроблении и сортировке сырья – м3, при помоле и обжиге – в т.

8

В данном разделе приводятся состав, обоснование и расчеты количества применяемого технологического оборудования, показателей их загрузки от машин и агрегатов для обработки сырья до выхода готовой продукции, расчет количества подъемно-транспортного оборудования, бункеров, силосов, емкостей складов заполнителей, химических добавок, готовой продукции. Под технологическим оборудованием понимают определение производительности машин или установок и определение числа машин, необходимых для выполнения расчетной производственной программы. Расчету должен предшествовать выбор оборудования, при котором учитываются физико-механические свойства сырья и требования, предъявляемые к конечному продукту. При выборе типа оборудования следует принимать в установке серийно выпускаемые промышленностью машины отечественного производства. В исключительных случаях допускается установка машин зарубежного производства. Общая формула для расчета количества агрегатов имеет вид: Пч n= , Па ⋅ Ки где: n – число машин, подлежащих установке; Пч – требуемая производительность (принимается по табл.1); Па – часовая производительность выбранного агрегата; Ки – коэффициент использования оборудования, принимается для разных групп оборудования в следующих пределах:

а) оборудование технологическое, непрерывно действующее (шаровые мельницы, дробилки, ленточные прессы и т.д.) –0,8-0,9; б) оборудование периодического действия (мешалки, дозаторы и т.д.) – 0,5-0,6; в) оборудование транспортное, непрерывно действующее (элеваторы, конвейеры, шнеки) –0,8-0,9; г) оборудование подъемно-транспортное повторнократковременного режима (краны и кран-балки, лебедки, скиповые подъемники и т.д.) –0,3-0,4. После расчета основного оборудования выбирается остальное оборудование технологических линий и составляется ведомость оборудования. В ведомости должны быть указаны название, тип и краткая характеристика оборудования, производительность и мощность установленных электродвигателей. Для кранов дополнительно указывается грузоподъемность, для конвейеров – длина между осями барабанов, для элеваторов – высота в габарите. Сводная ведомость оборудования (табл. 3) составляется в соответствии с принятым технологическим потоком производства (см. табл. 2). Таблица 3 Ведомость оборудования НаименоЕд. вание и изм. краткая характеристика оборудования 1 2 Итого: Σ Эу

Кол-во единиц оборудования 3

Мощность электродвигателя ед. общая

4

5

Примечание

6

Расчет и организация складов и бункеров сырья и готовой продукции. В соответствии с суточной потребностью в материалах (см. табл. 2) и нормами проектирования складов определяются их емкости и подбираются типовые решения (см. табл. 4). Таблица 4 Вид материала Ед. Расчетное изм. время хранения 1 2 3 Зола, глина, шахтная порода: при наличии собственного карьера не менее ч 4 при доставке сырья автотранспортом сут 5-7 при доставке сырья железнодорожным транспортом сут 7-10 Твердое топливо сут 25-30 Готовая продукция сут 10 Запас шликера не менее ч 10 Шихта в шихтохранилище ч 24 Площадь склада рассчитывается по формуле: S = К ⋅ 3v / h, где: К – коэффициент использования склада; v – объем запаса; h – принятая высота штабеля. Коэффициент использования емкостей складов закрытого типа принимается 0,9. Коэффициент использования площади открытого склада готовой продукции – 0,6-0,7. Максимальная высота штабелей при свободном падении нерудных материалов – 12 м, золы и шлака – 15 м.

Объем запаса рассчитывается по формуле: v = Псут ⋅ n , где: Псут – суточная производительность цеха, участка, линии, м3/сут; n – расчетное время хранения, сут. Расчет бункеров запаса производится в зависимости от принятого режима работы участка или цеха. Перед сушильным агрегатом, мельницами запас устанавливается на 2-4 часа, перед вращающимися печами – на 8-10 часов, перед формовкой – на 8-12 часов. Расчет ведут по формуле: П ⋅t V = ч , ρ ⋅k где: V – объем бункера; Пчас – производительность агрегата, т/ч; t – время хранения, ч; к – коэффициент использования бункера – 0,75-0,8; ρ - плотность материала, т/м3. 3.3.7. Потребность в энергетических ресурсах К энергетическим ресурсам относятся вода и пар, идущие на технологические нужды, топливо, сжатый воздух и электроэнергия. Расходы воды, пара, топлива и сжатого воздуха принимаются по справочным пособиям исходя из средних технологических норм на единицу продукции. Для расчета расхода электроэнергии пользуются данными сводной ведомости оборудования (см. табл. 3) и выполняют расчет по группам оборудования (см. табл. 5). Расчет производится по формуле: Эгод= ∑ Эу ⋅ Ки ⋅ Кзм ⋅ Т ⋅ Ким , кВт ч/год, КПД

где: Σ Эу – общая мощность одновременно работающих двигателей линии; Ки – коэффициент использования по времени, принимается в зависимости от вида оборудования; Кзм – коэффициент загрузки по мощности, зависит от использования технической производительности оборудования и находится в пределах 0,8-0,9; Кпм – коэффициент потерь мощности 1,05 –1,1; КПД – коэффициент полезного действия привода 0,8-0,9. Наименование участка

1 Итого: Э год

Общая мощность установленного двигателя, кВт 2

Годовой фонд рабочего времени

Коэффициент использования во времени, Ки

3

4

Таблица 5 ПотребКоэфность в фициент за- электроэнергии грув год, женнокВт/ч сти по мощности, КЗ.М. 5 6

После приведения расчетов определяют удельный расход электроэнергии: Эуд= Эгод , Q

где: Эуд – удельный расход электроэнергии; Э год – годовой расход электроэнергии, итоговый результат последней графы таблицы 5, кВт/ч; Q – годовая производительность проектируемого участка, цеха, линии.

Далее составляется сводная таблица потребности в энергетических ресурсах (табл. 6). Таблица 6 Потребность в энергетических ресурсах Наименование

Вода технологическая Пар технологический, Р=атм Сжатый воздух, Р=атм Топливо (вид) Электроэнергия

Ед. изм.

Норма расхо- час да на ед. продукции

Расходы смена

сут

год

м3 т м3 т кВт/ч

3.3.8. Технико-экономические показатели В курсовом проекте рассчитывается трудоемкость выработки продукции, производительность труда, энерговооруженность, съем продукции с 1 м2 производственной площади, которые определяются мощностью предприятия и технологией производства. Для расчета технико-экономических показателей необходимо знать штатную ведомость предприятия – явочное число работающих – Чя. Расчет состава работающих ведется в соответствии с принятой технологией и по аналогии с типовыми решениями. Численность вспомогательных рабочих должна составлять 15-20%, служащих и ИТР – 20-25 % от численности производственных рабочих. На основании

полученных расчетов составляется штатная ведомость предприятия (табл.7). Трудоемкость производства продукции определяют делением количества человеко-часов на годовую производительность предприятия по основному виду продукции. Производительность труда – это количество продукции, приходящейся в год на одного списочного рабочего, в натуральном или ценностном выражении: Птр = Пгод/Чя, где: Пгод – годовая производительность предприятия; Чя – явочное число работающих. Таблица 7 Штатная ведомость предприятия Наименование Количество профессии или работающих видов работ 1 2 3 сме- сме- смена на на А. Производственные рабочие Б. Вспомогательные рабочие В. ИТР и служащие

Длительност ь смены

Кол-во чел-ч су- год тки

Всего: Съем продукции с 1 м2 (С) производственной площади составляет: С=Пгод/Sобщ где: Sобщ – суммарная площадь производственных помещений на всех уровнях, м2.

№ п\п 1

Таблица 8 Основные технико-экономические показатели

3.4. Мероприятия по технике безопасности, охране труда и защите окружающей среды

Наименование показателя 2

Перечисляются основные мероприятия по охране труда и технике безопасности на отдельных рабочих местах с учетом требований санитарных норм при проектировании промышленных предприятий. В данном разделе необходимо отразить мероприятия по защите окружающей среды, что чрезвычайно актуально для предприятий стройиндустрии (вопросы обеспыливания и др).

Единица измерения 3

Кол-во

Примечание

4

5

3.3.9. Контроль производства и качества готовой продукции В этом разделе необходимо привести основные решения по организации входного, пооперационного и приемочного контроля в соответствии с установленными режимами и технологическими картами (табл. 9). При этом следует указать, каким требованиям должны удовлетворять сырьевые материалы, готовая продукция, какие технологические операции и как будут контролироваться, каковы допустимые колебания технологических параметров и характеристики приборов, рекомендуемых для этой цели, а также привести методику осуществления контроля, правила приемки, маркировки, хранения и транспортировки готовой продукции. Таблица 9 Технический контроль производства Технологический передел, контролируемая продукция 1

Контролируемые характеристики

Периодичность

2

3

Место Наименование конметода контроля троля или контрольного прибора 4

5

В конце пояснительной записки должен быть приведен список использованной литературы. 4. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Графическая часть курсового проекта должна показывать размещение оборудования и взаимную увязку между отдельными машинами при организации поточного производства и строительными конструкциями. При размещении (компоновке) оборудования необходимо исходить из максимальной экономии производственных площадей и объемов зданий и возможности обслуживания оборудования минимальным количеством рабочих, однако при этом не следует забывать о необходимости создания нормальных условий обслуживания оборудования и выполнения производственных операций на рабочих местах, а также организации достаточных проходов, обусловленных правилами техники безопасности. Графическая часть включает в себя следующее: 1. Технологическая схема производства. 2. План размещения технологического, подъемнотранспортного оборудования. Спецификация оборудования.

3. Продольный разрез производственного (основного) корпуса или цеха. 4. Поперечный разрез производственного корпуса или цеха. Каждая проекция на чертеже должна иметь название (план или разрез). На плане указывается отметка, а на разрезе – его номер. ЛИТЕРАТУРА 1. Кашкаев И.С., Шейман Е.Ш. Производство керамического кирпича. – М.: Высшая школа, 1983.-248 с. 2. Мороз И.И. Технология строительной керамики. – Киев: Вища школа, 1980.-382с. 3. Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. – М.: Стройиздат, 1983.-340с. 4. Роговой М.И. Теплотехническое оборудование керамических заводов. – М.: Стройиздат, 1983.-367с. 5. Сайбулатов С.Ж., Сумийлинов С.Т., Ралко А.В. Золокерамические стеновые материалы. – Алма-Ата: Наука, 1982.-290с. 6. Сайбулатов С.Ж. Производство керамического кирпича. – М.: Стройиздат, 1989.-200с. 7. Рахалин И.А. и др. Основы проектирования керамических заводов. – М.: Стройиздат, 1973.-158с. 8. Строительная керамика: Справочник. – М.: Стройиздат, 1976.-491с. 9. Воробьев Х.С., Бурмистров В.Н. Повышение технического уровня предприятий стеновых керамических изделий / ВНИИЭСМ. – М., 1980.-51с. – (Сер. 4. Промышленность керамических материалов и пористых заполнителей: Обзор информации /ВНИИЭСМ МП СМ СССР, вып. 3).

10. Строительные материалы: Справочник. - М.: Стройиздат, 1989.-567с. 11. СНиП 11-3-95. Ч. II, Глава 3. Строительная теплотехника. – М.: Стройиздат, 1982. 12. Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики. -М.: Стройиздат, 1977. 13. Рекомендации по применению легких бетонов на пористых заполнителях / ЦНИИЭП жилища. – М., 1986.-77с. 14. Гладких К.В. Шлаки не отходы, а сырье. – М., 1966.113с. 15. Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции. М.: Высшая школа, 1990.-495с. 16. Баженов П.И. Технология автоклавных материалов. – М.: Стройиздат, 1978.-366с. 17. Воробьев Х.Г. Вяжущие для автоклавных изделий. – М.: Стройиздат, 1972.-287с. 18. Трюхан Ю.П., Минеев В.П. Комплексы основного технологического оборудования для производства силикатного кирпича/Минстройдормаш. – М., 1983.-41с. (Сер. 8. Машины и оборудование для промышленности строительных материалов. Вып. 3). 19. Хвостенков С.И. Современное производство силикатного кирпича /ВНИИЭСМ, - М., 1983-52с. (Сер. 8. Промышленность автоклавных материалов и местных вяжущих: Обзор информации/ВНИИЭСМ, Вып.1). 20. Вахнин М.П., Анищенко А.А. Производство силикатного кирпича. –М., Высшая шк., 1983.-191с. 21. Строительные материалы: Справочник /Болдырев А.С. и др. –М.: Стройиздат, 1989.-567с. 22. Инструкция по нормированию сырья и материалов в производстве автоклавных изделий /НИИПиН, ВНИИСТРОМ, - М., 1969.-67с.

23. Чистяков Б.З., Мысатов И.А., Бочков В.И. Производство газобетонных изделий по резательной технологии. – Л.: Стройиздат, 1977.-240с. 24. СН 27780 Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона. – М.: Стройиздат, 1981-47с. 25. Дамдинова Д.Р., Балханова Е.Д. Нормоконтроль курсового, дипломного проекта, отчетов по практике. Общие требования и правила оформления. Методические указания. –Улан-Удэ:Издательство ВСГТУ, 2002 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Титульный лист расчетно-пояснительной записки к курсовому проекту

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Восточно-Сибирский государственный технологический университет Кафедра «Производство строительных материалов и изделий» Допущен к защите Руководитель проекта _________ Е.Д. Балханова

(дата)

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Технология строительных материалов и изделий» (Д 330.01.1.02.014.ХХХХ ПЗ) Студент ________ Н.С. Иванов (дата)

Группа 300-1

Улан-Удэ (год)

СОДЕРЖАНИЕ стр. Ведение ............................................................................ 3 1. Цели и задачи курсового проектирования ............. 3 2. Тематика и объем курсового проекта..................... 4 3. Содержание расчетно-пояснительной записки ..... 5 3.1. Введение ................................................................... 5 3.2. Производственная мощность и номенклатура продукции предприятия ................................................. 5 3.3. Технологическая часть проекта ............................ 5 3.3.1. Выбор способа и технологической схемы производства ................................................................... 6 3.3.2. Описание технологического процесса ............... 6 3.3.3. Режим работы предприятия................................. 6 3.3.4. Сырьевая и топливно-энергетическая база........ 7 3.3.5. Расчет производительности, грузопотоков и определение расхода сырьевых материалов............. 8 3.3.6. Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования ................................... 10 3.3.7. Потребность в энергетических ресурсах .......... 13 3.3.8. Технико-экономические показатели ................. 15 3.3.9. Контроль производства и качества готовой продукции ...................................................................... 17 3.4. Мероприятия по технике безопасности, охране труда и защите окружающей среды ............................ 18 4. Графическая часть .................................................. 18 Литература .............................................................. 19 Приложение ............................................................ 22