Монтаж и наладка технологического оборудования ООО 'Вимм-Билль-Данн'

Монтаж и наладка технологического оборудования ООО 'Вимм-Билль-Данн'

Введение

В машиностроении для пищевой промышленности планируется осуществить работы по созданию и производству комплексов и систем машин, обеспечивающих переход к полной механизации и автоматизации производственных процессов, значительно увеличить производство автоматических линий для фасовки сыпучих пищевых продуктов, расширить выпуск высокоэффективных машин и оборудования, оснащенных роботизированными устройствами и микропроцессорами.

Решению поставленных перед пищевыми отраслями задач будут способствовать ускоренная реконструкция и техническое перевооружение предприятий, ввод новых производственных мощностей. Значительная роль при этом отводится монтажным и пусконаладочным организациям и ремонтным службам предприятий.     

Монтаж и наладка технологического оборудования, поточно механизированных линий и установок пищевых производств сложны и трудоемки. Соблюдение технологических правил монтажа, наладки и ремонта оборудования, конструкций и коммуникаций в решающей степени предопределяет их эффективную и безопасную эксплуатацию.

Монтаж (от французского слова montage - подъем, установка и сборка) следует за этапом изготовления оборудования в цепи создания активной части основных фондов объединений предприятий.

ООО «Вимм-Билль-Данн» российская продовольственная компания по производству питьевого пастеризованного молока, расположенная в городе Новосибирск по адресу Петухова 33 . Цех по производству расположен на первом этаже четырех этажного здания.

монтаж технологический оборудование фундаментный

Анализ способов монтажа технологического оборудования

Монтаж технологического оборудования, связанных с ним опорных и обслуживающих металлоконструкций и трубопроводов, транспортирующих сырье, пар, воду, сжатый воздух, готовую продукцию и др., составляет комплекс механомонтажных работ. В состав строительно-монтажных работ, выполняемых в процессе строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, входят механомонтажные работы, составляющие значительный удельный вес и в решающей степени, определяющие общую продолжительность строительства предприятий, зданий и сооружений.

Монтаж технологического оборудования и технологических трубопроводов в соответствии со строительными нормами и правилами должен осуществляться на основе узлового метода строительства и комплектно-блочного метода монтажа.

Под узловым методом строительства понимается организация строительно-монтажных работ с разделением пускового комплекса на взаимоувязанные между собой технологические узлы - конструктивно и технологически обособленные части объекта строительства, техническая готовность которых после завершения строительно-монтажных работ позволяет автономно, независимо, от готовности объекта в целом, производить пусконаладочные работы, индивидуальные испытания, и комплексное опробование агрегатов, механизмов и устройств.

Комплектно-блочный метод означает организацию монтажа оборудования и трубопроводов с максимальным переносом работ со строительной площадки в условия промышленного производства с агрегированием оборудования, трубопроводов и конструкций в блоки на предприятиях-поставщиках, а также на сборочно-комплектовочных базах монтажных организаций с поставкой на монтажные площадки в виде комплектных агрегированных блоков.

Комплектно-блочный метод монтажа оборудования, конструкций и коммуникаций с высокой степенью заводской готовности и комплектности оборудования позволяет значительно сократить продолжительность монтажных работ и повысить эксплуатационную надежность оборудования.

Поточно-совмещенный метод предусматривает ведение строительно-монтажных работ в соответствии с графиком согласованным со всеми подрядными организациями участвующие в строительстве, а также заказчиками, которые обеспечивают поставку оборудования и материалов в согласованные сроки.

Работы ведутся в следующей последовательности: устройство фундаментов; железобетонных и металлических площадок для монтажа; подъем и установка в проектное положение тяжелого оборудования до монтажа плит перекрытия; устройство домонтажной изоляции аппаратов и сосудов;

установка канализационных систем в полах доустройство гидроизоляции в перекрытии.

Эффективность поточно-совмещенного метода достигается путем укрупнения оборудования, металлоконструкций. Технологических трубопроводов до монтажа на производственных базах строительных площадках для укрупнительной сборки.

Достоинство метода - сокращение продолжительности строительно-монтажных работ.

Недостатки - дополнительные затраты на защиту смонтированного оборудования от повреждений в процессе строительных и отделочных работ.

Поточно-узловой метод применяется при поставке оборудования с заводов изготовителей россыпью. Как правило, к такому оборудованию относятся нории, конвейерные пути и т.п. Основным принципом данного метода является непрерывное равномерное производство монтажных работ.

Здание предприятия запроектировано индивидуально и не имеет аналогов.

Для монтажа оборудования выбираем комплектно-блочный метод

Определение геометрических размеров фундамента.

Исходя из габаритных размеров машины (3800×2100мм) и расположения относительно другого оборудования, принимаем индивидуальный фундамент, размер фундамента: ширина B=2300мм, длина L=4000 мм, общая высота фундамента 100мм., высота наземной части H=0,1мм.

Зная размеры верхнего основания и высоту фундамента, можем определить его массу, кг:

, (2.1)

где Vф - объём фундамента, м3;

 - объёмная плотность материала фундамента, кг/м3.

Статический расчёт фундамента

При статическом расчёте фундамента должно выполняться условие:

 (2.2)

Условие выполняется.

Динамический расчёт фундамента

, где -момент инерции. (2.3)

Определение момента инерции массы фундамента относительно той же оси

, (2.4)

где м - радиус инерции.

Определение частот вертикальных, вращательных колебаний и колебаний чистого сдвига

, (2.5)   (6.5)

, (2.6)

         (2.7)

где М - масса фундамента и машины, кг;- площадь фундамента, м2;,Cy,Cx - коэффициенты упругости грунта.

Расхождения между числом собственных колебаний фундамента и числом оборотов вальца определяют по формуле.

 (2.8) ,

Расчёт и выбор фундаментных болтов

Для крепления упаковщика Tetra Cardboard Packer 70 выбираем фундаментный болт с анкерной плитой из материала ВСт3Гсп5 - 140 МПа.

Этому болту соответствует:

коэффициент нагрузки X =0,55

коэффициент стабильности затяжки Кст =1,7

глубина заделки болтов в бетон Н =15d

Необходимое усилие предварительной затяжки фундаментных болтов определяется по формуле.

 (3.1) где Р - расчётная динамическая нагрузка.

Необходимую площадь сечения болтов по прочности определим по формуле.

 (3.2) где  - допустимое напряжение материала болтов, Па.

Расчётное сопротивление болта.

 (3.3) где  - коэффициент, учитывающий число циклов нагружения;

 - коэффициент, учитывающий масштабный фактор.

Принимаем болт диаметром D = 20мм

Глубина заделки в бетон Н = 300мм

Проверка на выносливость.

         (3.4)

Из расчётов видно, что болт с анкерной плитой из материала ВСтЗГсп5, с глубиной заделки в бетон 300мм, с сопротивлением материала 140 МПа выдержит нагрузку 102Па.

Разработка схемы перемещения оборудования внутри цеха

Производственное помещение ОАО «Вимм-Билль-Данн» 16*25 м, высота цеха составляет 6 м. В стене цеха имеется дверной проём размерами 2*4.5м, выходящий на погрузочно-разгрузочную площадку, которая поднята до уровня пола цеха. В свою очередь, подъезд автотранспорта сделан таким образом, что борт подъехавшего грузового автомобиля располагается в уровень с площадкой для разгрузки.

Для перемещения оборудования в цехе используется лебёдка и электрический легкий козловой кран(ручной). Дальнейшие расчёты показывают, что оптимальным будет перемещение оборудования на катках из труб.

Тяговое усилие, необходимое для перевозки оборудования, Н.

,   (4.1)

где g - ускорение свободного падения;- масса оборудования вместе с листом;- коэффициент трения скольжения = 0,5…0,6

Тяговое усилие необходимое для перевозки оборудования на катках из труб по горизонтальной поверхности.

,    (4.2)

Тяговое усилие необходимое для перевозки оборудования на тележке.

,    (4.3)

где  масса оборудования;

 - коэффициент.

где - коэффициент трения скольжения в цапфах тележки;- диаметр осей тележки;

К - коэффициент трения качения для колёс, равен 0,05;- диаметр колеса, м.

Расчётное тяговое усилие P необходимо увеличить на 50% при сдвиге груза с места.

, ,

 . (4.5)

Оптимальным будет перемещение груза на катках из труб по горизонтальной поверхности.

По правилам Госгортехнадзора канаты подбирают по разрывному усилию исходя из соотношения

 (4.6)

где Smax - max усилие в канате, Н;

Кз - коэффициент запаса прочности стальных канатов

, (4.7)

где Р - расчётная нагрузка, приложенная к подвижному блоку;

а - угол между вектором усилия и ветвью каната, град;- общее число ветвей каната.

Диаметр каната Dк =3,8мм; площадь сечения всех проволок = 5,63мм2.

Определение усилий, воспринимаемых строительными конструкциями.

Сила, препятствующая горизонтальному смещению лебёдки:

         (4.8)

где S - усилие в канате, Н;

Т - сила трения рамы лебёдки об опорную поверхность, Н.

Тс=g(Qл+Qб)f=9,8(75+0)0,5=367,5, (4.9)

где Qл - масса лебёдки, кг;б - масса балласта, кг.

Усилие воспроизводимое строительными конструкциями в точке крепления отводного блока:

=2Sкcosа/2=2*2276,5*cos45/2=4188,76Н,      (4.10)

где S - натяжение каната, Н;

а - угол между ветвями каната, град

Подъем и установка оборудования на фундаменты.

Исходя из конструкции помещения цеха подъём оборудования в цех не требуется, т. к. оно закатывается туда на катках из труб. В цехе машина поднимается с помощью электрического легкого козлового крана и перемещается к месту монтажа. Машина устанавливается на фундамент и прикрепляется с помощью фундаментных болтов.

Выбор каната осуществляют по разрывному усилию.

, (5.1)

Где - натяжение тяговой ветви каната, набегающей на барабан.

 (5.2)

где G - вес груза, Н;

 - кратность полистпаста;

 - КПД блока, (0,96-0,99)- число блоков.

= 5555,5*6=3333,3Н   (5.3) 

Выбираем канат типа ЛК-Р конструкции 6*19 (1+6+6/6)+1 о.с. (по ГОСТ 2688-80), диаметром 8,3 мм; с расчётной площадью сечения всех проволок 25,15 мм2; масса 1000 м смазанного каната 256 кг.

Диаметр блока и барабана.

, (5.4)     

где  - коэффициент пропорциональности.

Длина барабана Lб, мм

 (5.5)    (4.5)

где р = дк + I... 2 мм - шаг витков;

 - полное число витков;   - рабочее число витков;  (5.6)  

 - число витков, необходимое для крепления каната;

 - дополнительное число витков.

Полная длина барабана

 (5.7)

Выбор двигателя.

Расчётная мощность двигателя, Вт

, (5.8)

где G=mg - вес груза, Н;- масса груза, кг;- ускорение свободного падения, м/с2;

=0,85 - общий КПД механизма.

Марка двигателя и его характеристики:

Выбираем двигатель серии МТК 412-8,дв= 30кВт, n= 675мин-1, mдв=315 кг.

Выбор электротали.

Марка тали выбирается по грузоподъёмности, характеристики тали mm=550кг,

длина L=1250мм.

Массу крана выбираем приближённо по прототипу: mк=2 т.

Диаметр ходовых колёс

мм, (5.9)   

где Rmax - максимальная нагрузка при одном из положений электротали.

 (5.10)

где G - вес груза, грузоподъёмность, Н;- вес тали, Н;к - вес крана, Н.

Выбираем колесо Dк, и диаметр цапфы dц: к=500мм; dц=115мм.

Сопротивление передвижению тележки по рельсам, Н

где - коэффициенты, соответственно трения по рельсам и трения в цапфах осей;

Кр - коэффициент учитывающий дополнительные потери от трения.

Мощность электродвигателя

 (5.13)

где =0,85 - КПД механизма передвижения;

 - 1,65 кратность среднего пускового момента по отношению к номинальному.

Тип и марка двигателя 4А 112 МА 6У3 с мощностью 3,0 кВт.

Эксплуатация основного оборудования ПТЛ.

.Перед монтажом машины необходимо выполнить следующие подготовительные работы.

а) распаковать машину и удалить консервирующую смазку;

б) разметить на полу место установки машины с нанесением осевых линий и центров всех отверстий согласно установочному чертежу;

.После установки машины на фундаментные болты и подсоединения приемных и загрузочных линий необходимо:

а) проверить затяжку болтов, винтов и гаек, крепления отдельных составных частей;

б) обработанные рабочие поверхности и резьбы тщательно осмотреть и устранить повреждения, полученные при транспортировке,

в) проверить наличие смазки в подшипниковых узлах;

г) установить ограждение;

.Подключить к электросети электродвигатель.

.Заземлить машину в соответствии с действующими «Правилами устройства электроустановки».

.При обкатке машины на холостом ходу производится проверка правильности взаимодействия отдельных деталей и узлов машины.

.После часовой непрерывной работы на холостом ходу машину можно загрузить продуктом, постепенно увеличивая нагрузки до паспортной производительности.

Заключение

Для монтажа оборудования выбираем комплектно-блочный метод.

Перемещение оборудования внутри цеха осуществляется на катках из труб.

Оптимальным будет перемещение оборудования на катках из труб по горизонтальной поверхности.

Исходя из конструкции помещения цеха, подъём оборудования в цех не требуется, т. к. оно закатывается туда на катках из труб. В цехе машина поднимается с помощью электрического легкого козлового крана и перемещается к месту монтажа. Машина устанавливается на фундамент и прикрепляется с помощью фундаментных болтов.

В результате расчета подъемного оборудования был выбран канат, рассчитаны параметры лебедки и доказана их работоспособность.

Расчет тягового оборудования показал, что оборудование выбрано правильно с оптимальными возможностями.

Проведенный расчет фундамента доказал, что выбор его параметров правильный и он способен выдерживать воспринимаемые нагрузки.

Для крепления оборудования был произведен выбор и расчет болтов, доказавший их способность выдерживать нагрузку.

В разделе 6 описывается эксплуатация и ремонт монтируемого оборудования, которым необходимо следовать, так как технологический процесс нарушать нельзя.

Библиографический список

1. Баутин В. М. Монтаж оборудования перерабатывающих предприятий / В. М. Баутин, Ф.Я. Рудик, Н. В. Юдаев.- М.: Росинформагротех, 2002.-181 с.

. Монтаж, техническое обслуживание и ремонт оборудования перерабатывающих отраслей АПК: Справочник / В.Ф. Федоренко [и др.].- М.: Росинформагротех, 2005

. Монтаж и эксплуатация оборудования пищевых предприятий: Журнал лабораторно-практических занятий с вопросами для самостоятельного изучения программного материала специальности 110305 /Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т; Сост.: М.Н. Мефодьев, А.К. Туров, А.А. Мезенов, А.А. Диденко.-Новосибирск. 2006.-35 с.

. Монтаж и эксплуатация технологического оборудования пищевых предприятий: Методика курсового проектирования / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т; Сост.: М.Н. Мефодьев, А.К. Туров, А.А. Мезенов, А.А. Диденко.-Новосибирск. 2006.-28 с.