Расчет материального баланса

Необходимо рассчитать конвейерную линию по производству гипсокартонных листов производительностью 500 м² в год. Режим работы линии принимаем по ОНТП-07-85[12]:

- расчетное количество рабочих суток в году –260;

- количество рабочих смен в сутки – 3;

- продолжительность рабочей смены в часах – 8.

5.1 Расчет производственной программы и потребности в сырье

– Производственная программа цеха

5.2 Расчет технической пены

Для производства гипсокартона необходимо подавать в гипсомешалку готовую техническую пену.

Техническую пену получают из 3% раствора.

Рассчитаем количество пены требуемую на 1 м² гипсокартона толщиной 9,5 мм.

Найдем необходимое количество воды по формуле 1.

Где П – масса пенообразователя, (по табл. 10 П=0,033 кг);

97 – процент содержания воды в технической пене;

3 – процент содержания пенообразователя в технической пене.

Объем готовой технической пены вычислим по формуле 2.

где П – масса пенообразователя, (по табл. 10 П=0,033 кг);

- плотность пенообразователя, (по табл. 7 =1050 кг/м³);

- масса воды, кг;

- плотность воды, ( =1000 кг/м³);

- кратность пены (по табл.7 =12,7).

Массу технической пены вычислим по формуле 3.

(3)

Плотность технической пены вычислим по формуле 4.

5.3 Расчет раствора добавок рабочей концентрации

Определим остаток воды, который будет использоваться для создания раствора добавок рабочей концентрации, по формуле 5.

где - масса воды, (по табл. 10 В=3,12 кг)

кг

Объем необходимого раствора рабочей концентрации для получения 1 м² определим по формуле 6.

где У – масса ускорителя, (по табл. 10 У=0,002 кг);

- плотность ускорителя, =1350 кг/м³;

К – масса крахмала, (по табл. 10 К=0,04 кг);

- плотность крахмала, (по табл. =1100 кг/м³).

Определим массу раствора добавок рабочей консистенции по формуле 7.

Концентрацию добавок в растворе рабочей консистенции определим по формуле 8.

Полученные данные потребности в технической пене и растворе добавок рабочей консистенции для получения 1 м² гипсокартона приведены в таблице .

Таблица – Потребность в технической пене и растворе добавок на 1 м² ГКЛ

5.4 Расчет потребности в сырьевых материалах

Для расчетов потребности в сырьевых материалах необходимо учитывать технологические потери по переделам:

- при складировании сырья – 1%;

- при сушке – 1%;

- при торцевании – 0,02%.

Расход сырьевых материалов приведен в таблице.

Таблица – Потребность в сырье

Наименование переделов	Ед. изм-я	Производительность в	Кол-во рабочих дней в году
год	сутки	Смену	час
Складирование: Гипс Облицовочный картон Пенообразователь Крахмал Стекловолокно		2254,871 224,47 16,835 20,204 10,203	8,673 0,863 0,065 0,078 0,039	2,891 0,288 0,022 0,026 0,013	0,361 0,036 0,003 0,0033 0,0016
Подготовка сырья: Гипс Стеклоровинг Техническая пена Раствор рабочей конс Облицовочный картонФормовочная масса	т т т т т т	2232,546 10,102 555,611 1056,671 222,244 3854,93	8,587 0,039 2,137 4,064 0,855 14,827	2,862 0,013 0,712 1,355 0,285 4,942	0,358 0,0016 0,089 0,169 0,0356 0,618
Формование
Сушка	м2		1942,7	647,565	80,946
Торцевание	м2		1923,462	641,154	80,144
Складирование	м2		1923,077	641,026	80,128

5.5 Технологические расчеты

Руководствуясь заданной производительностью цеха, режимом работы, принятой технологической схемой и режимами работы определим необходимое количество оборудования по формуле 9.

где N – необходимое количество оборудования;

- часовая производительность цеха;

- паспортная производительность выбранного оборудования;

- коэффициент использования оборудования во времени ( ).

5.6 Расчет количества основного оборудования

Гипсомешалка непрерывного действия:

- Характеристики непрерывной гипсомешалки СМ-733

По формуле 9 определим необходимое количество оборудования:

(9)

Принимаем 1 гипсомешалку непрерывного действия.

Дозаторы

Для подбора дозаторов определяем расход материала на 1 замес:

где Г – масса гипса, (по табл. Г=361 кг);

П – пенообразователь, (по табл. П=3 кг);

У – ускоритель, (по табл. У=0,002 кг);

К –крахмал, (по табл. К=3,3 кг);

С – стекловолокно, (по табл. С=1,6 кг);

В – вода, (по табл. В=3,12 кг);

– площадь гипсокартонного листа отформованного за час, (по табл. =80,946 м²);

Д – раствор добавок рабочей концентрации, (по табл. Д=169 кг).

Г = 0,1 361=36,1 кг/замес;

П = 0,1 3=0,3 кг/замес;

У = 0,1 0,16=0,016 кг/замес;

К = 0,1 3,3=0,33 кг/замес;

С = 0,1 1,6=0,16 кг/замес;

В = 0,1 3,12 80,946=25,25 л/замес;

Д = 0,1 169=16,9 кг/замес.

Для дозирования гипса примем шнековый дозатор, принцип действия которого описан ниже.

Шнековый питатель забирает сыпучий материал из накопительного бункера и направляет его в дозатор. Скорость вращения шнека можно плавно изменять с помощью управляемого привода, который состоит из асинхронного мотор-редуктора и преобразователя частоты. Поток материала попадает в приемный бункер дозатора шнекового, установленный на тензодатчиках. Электрический сигнал с тензодатчиков, пропорциональный весу материала в приемном бункере дозатора, поступает в тензометрический контроллер. Контроллер при помощи сигналов управления преобразователем частоты производит непрерывную коррекция скорости вращения шнеков и их остановку для выгрузки в случае набора заданной массы дозы.

Шнековый дозатор ДВ-50Б примем в количестве 1 шт.

– Технические характеристики дозатора ДВ-50Б

Для дозирования остальных компонентов гипсовой массы примем весовые дозаторы.

Принцип действия весового дозатора основан на преобразовании силы веса дозируемой добавки, находящейся в грузоприемном бункере, с помощью тензодатчиков в электрический сигнал, пропорциональный массе груза. Сигнал от тензодатчиков подается в контроллер дозирования, который, изменяет его в цифровой код и после преобразования результаты взвешивания подает на мастер-контроллер.

Основные преимущества весового дозатора:

- взвешивание осуществляется тензодатчиком.

- разгрузка осуществляется с помощью электропневматической системы управления

Для дозирования воды примем дозатор - Гамма 500-1, в количестве 1 шт.

– Технические характеристики дозатора Гамма 500-1

Для дозирования малых добавок принимаем дозатор - Гамма ДМД, в количестве 2 шт (для ускорителя и крахмала).

– Технические характеристики дозатора Гамма ДМД

Для дозирования пенообразователя примем дозатор Гамма 10-1.

– Технические характеристики дозатора Гамма 10-1

Для дозирования раствора рабочей концентрации примем дозатор - Гамма 50-1, в количестве 1 шт.

– Технические характеристики дозатора Гамма 50-1

Для дозирование стеклоровинга примем дозатор волокнистых материалов - Гамма АКД-Т60, в количестве 1 шт.

– Технические характеристики дозатора Гамма АКД-Т60

Пеногенератор

Для получения технической пены примем пеногенератор Вибромастер-ПГ-600, в количестве 1 шт.

– Технические характеристики пеногенератора Вибромастер-ПГ-200

Определим необходимую часовую производительность пеногенератора по формуле

где - масса технической пены, (по табл. =89 кг);

- плотность технической пены, (по табл., =78,8 кг/м³).

По формуле 1 определим необходимое количество пеногенераторов

Принимаем 1 пеногенератор

Формовочный стол

– Технические характеристики формовочного стола СМ-122

Требуемую часовую производительность формовочного стола определим по формуле 18.

где - площадь формовки за час, м²/ч (по табл. 13);

В – ширина изделия, м.

По формуле 9 определим необходимое количество оборудования:

Принимаем 1 формовочный стол

Конвейер схватывания

– Технические характеристики конвейера схватывания СМ-123Д

По формуле 1 определим необходимое количество конвейеров схватывания:

Примем 1 конвейер схватывания

Автоматический отрезной нож

– Технические характеристики автоматического отрезного ножа СМ-125

Требуемую часовую производительность ножа определим по формуле 19.

где – площадь формовки за час, м²/ч (из табл.);

- длина изделия, м.

По формуле 9 определим необходимое количество автоматических отрезных ножей:

Принимаем 1 автоматический нож.

Ускоряющий рольганг

Ускоряющий рольганг расположен за автоматическим отрезным станком и предназначен для создания интервала между отрезанными гипсокартонными листами. Дойдя до концевого выключателя, гипсовая лента отклоняет его, включая при этом электродвигатель ускоряющего рольганга. На ускоряющем рольганге осуществляется также автоматическое отмеривание гипсокартонных листов по длине и включение отрезного станка. При подходе ленты к электродвигателю она его отводит, электрическая цепь замыкается и автоматический отрезной нож режет гипсовую ленту на отдельные листы.

– Технические характеристики ускоряющего рольганга СМ-126Д

Принимаем 1 ускоряющий рольганг

Загрузочный мост

– Технические характеристики загрузочного моста СМ-128

Требуемую производительность загрузочного моста определим по формуле 20.

где – площадь гипсокартона, поступающего в сушило за час, м²/ч (по табл.);

- площадь одного гипсокартонного листа, м².

По формуле 9 определим необходимое количество загрузочных мостов:

Принимаем 1 загрузочный мост.

Поперечный стол

– Характеристики поперечного стола СМ-127А

Требуемую производительность поперечного стола определим по формуле 21.

где - площадь гипсокартона, произведенного за час, м²/ч (по табл.);

- площадь одного листа гипсокартона.

По формуле 9 определим необходимое количество попеченного стола:

Принимаем 1 поперечный стол.

Штабелировщик листов

– Технические характеристики штабелировщика СМ-1004

Требуемую часовую производительность определим по формуле 22.

где - площадь гипсокартона, произведенного за час, м²/ч (по табл.);

- площадь одного листа гипсокартона

По формуле 1 определим необходимое количество штабелировщиков:

Принимаем 1 штабелировщик.

Туннельная сушилка

– Технические характеристики шестиярусной сушилки СМ-129

По формуле 9 рассчитаем необходимое количество сушил туннельного типа:

Принимаем 1 сушилку туннельного типа.

5.7 Расчет объема и геометрических размеров расходных бункеров

Вместимость бункеров, м³, для того или иного материала определяют по формуле:

где – часовой расход материалов, кг. ;

n_з – количество часов, на которое создается запас материала в расходные бункера (8 часов);

– насыпная плотность материала т/м³;

К_зап – коэффициент заполнения бункера (К_зап=0,8…0,9).

Вместимость расходного бункера для гипса составит:

Величина конусной части бункера определяется по формуле:

А величина призматической части бункера определяется по формуле:

где В – ширина бункера - 2м;

– наименьший угол наклона днища - 60°;

- вместимость бункера, м³;

с – размер выгрузочного отверстия, м.

Общая высота бункера для гипса составит: Н=1,6+0,41=2,01≈2,1 м.

Определим часовой расход воды по формуле 26.

(26)

где - площадь гипсокартонного листа отформованного за час, м²/ч,;

-масса воды, необходимого на формование 1 м² гипсокартона, кг

Объем емкости для создания оперативного запаса воды составит:

В качестве емкости возьмем бак вместимостью 2,5 м³.

Размеры бака: диаметр 2 м;

высота 0,8 м.

Объем емкости для получения раствора добавок рабочей концентрации составит:

В качестве емкости для раствора добавок возьмем бак с мешалкой, объемом 1,5 м³. Размеры бака: диаметр 1,5 м;

высота 0,85 м

• ⇐ Назад
• 123
• Далее ⇒