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混凝土预制构件工厂设施规划技术研究

2014年01月13日

打印专业人士:韩彦军   来源:河北新大地机电制造有限公司

    摘要:本文重点介绍了混凝土预制构件的流水生产组织及工厂设施设计与评价方法;并以某PC构件工厂规划实例介绍了其建设内容。


   1 预制构件的流水生产组织

流水生产组织是大批大量的典型组织形式。在流水生产组织中,劳动对象按制订的工艺路线及生产节拍,连续不断地,顺序通过各个工位,最终形成产品的一种组织方式。其特征是:工艺过程封闭,各工序时间基本相等或成简单的倍比关系,生产节奏性强,过程连续性好。其优势在于能采用先进、高效的技术装备、能提高工人的操作熟练程度和效率,缩短生产周期。缺点是适应性差。


   按流水生产要求设计和组织的生产线叫流水生产线,简称流水线。按生产节拍性质分为强制节拍流水线和自由节拍流水线。按自动化程度分为自动化流水线、机械化流水线和手工流水线。按加工对象移动方式分为移动式和固定式流水线。按加工对象品种分为单品种和多品种流水线。结合以上划分,在各类预制构件方面典型的流水生产类型包括:


   1) 环形生产线。如轨枕、管片生产线和目前新上PC构件生产线。前者属于单一品种、强制节拍、移动式自动化生产线,后者为多品种、柔性节拍、移动式自动化生产线。


   2) 长线台座法。如预应力叠合板生产线、无砟轨道板生产线等,属于固定式机械化生产线,该类型生产线比较典型的布置形式是采用三套(或成三的倍数)长模的布置形式,在三班制作业条件下分别交替进行空模作业、浇注作业、养护。


   3) 固定台座法。传统预制构件多采用该形式。手工作业,可按照流水生产组织形式。


   2 PC构件工厂设施布置

   预制构件工厂设计的核心内容之一是厂内设施布置,即合理选择厂内设施(如混凝土搅拌、钢筋加工、预制、存放等生产设施,以及实验室、锅炉、配电室、生活区、办公室等辅助设施)的合理位置及关联方式,使得各种物资资源以最高效率组合为产品服务。


  按照系统工程的观点,设施布置在提高设施系统整体功能上的意义比设备先进化程度更大。PC构件生产厂几种典型布置形式如下图所示。


   在进行设施布置时,尽可能考虑遵守以下原则,并考虑搬运要求。

   1)系统性原则。整体优化,不能追求个别指标先进。

   2)近距离原则。在环境与条件允许的情况下,设施之间距离最短,减少无效运输,降低物流成本。

   3)场地与空间有效利用原则。空间充分利用,有利于节约资金。

   4)机械化原则。既要有利于自动化的发展,还要留有适当的余地。

   5)安全方便原则。保证安全,不能一味追求运输距离最短。

   6)投资建设费用最小原则。使用最少的投资达到系统功能要求。

   7) 便于科学管理和信息传递原则。信息传递与管理是实现科学管理的关键。


  3工厂设施布置的评价方法

  在获得的多方案布置结果中可此用设施优化分析的方法进行评价。其基本原理是:设给定平面系统有


   n个设施,并记每两个设施间的物流量(在一定时期内)为fij,fij可又统计工作得到;两设施之间的距离为dij,则两设施之间的物料搬运量为:


  全系统的物料搬运工作量M:      

       

   若cij为设施i到设施j的单位搬运费用,则系统搬运费用为cM:  


   由于受设施面积、工艺条件、环境、管理等方面所限,假设设施布置存在l个方案,则最佳位置布置设计方案Mp或从cMp为:

   Mp=min{M(1), M(2) ,…,M(l)}               cMp=min{cM(1), cM(2) ,…,cM(l)}


  4 某PC构件工厂规划实例

   如某PC构件工厂规划,其建设内容主要包括:

   Ø 预制构件生产车间总体构造

   Ø 板环形生产线

   Ø 固件生产固定台座

   Ø 钢筋加工车间

   Ø 混凝土搅拌站

   Ø 实验室

   Ø 材料、成品等辅助储存区域

   Ø 锅炉房、变配电室等辅助设施

   Ø 办公设施


   1)PC构件生产车间总体构造

   PC构件车间按二个环形生产线车间、台座生产新车间、钢筋预埋件准备车间共四跨车间设计,设计尺寸(参考)为:长约200m、宽4×24m,钢结构厂房,地面硬化采用C20混凝土,厚度不低于200mm。车间需配料斗桁吊2台、脱模桁吊2台、钢筋构件桁吊1台,要求起吊重量各为10t,起升高度不小于8m。预留各设备基础及地脚螺栓,生产线振动台基础需特殊处理。车间内配套水、电、暖、气的供应设施。钢筋车间内配搅拌站(楼)一座,理论生产率2×90m³/h,通过运料小车把预制混凝土运送到车间内。车间一端为附属用房和办公用房。


   2)环形生产线二条,其中一条以生产叠合楼板、单一内墙板为主,另外一条以生产复合墙板为主同时能够生产叠合楼板、单一内墙板。


   3)固定台座生产线

   固定台座生产线主要产品:异形构件和小批量构件。用于生产楼梯、阳台、异型墙板等小批量构件。生产按照模具清理、布料、振捣、抹光、养护、脱模等生产工艺,台座法生产。主要设备:固定大平模、吊斗布料机、附着振动器、插入式振动器、抹光机、折叠式构件养护罩、混凝土运输车、成品运输车。


   4)钢筋构件、预埋件、保温板准备车间

   钢筋焊件、预埋件、保温板车间设置在板环形生产线车间和固定台座生产线车间中间,钢筋原材料、保温板、钢筋焊件、钢筋折弯件等集中放置。主要放置的物品有钢筋原材料、保温板等,在该车间可加工钢筋桁架、钢筋网片、钢筋折弯件。安装的主要设备有:桁架钢筋生产线、钢筋调直切断机、氩弧焊机、钢筋折弯机等。


   5)混凝土搅拌站

   建造混凝土搅拌站一座,双搅拌筒,摆放在钢筋预埋件车间一端,理论生产率2×90m³/h,通过运料小车把混凝土运送到两侧车间,为两条环形生产线和固定台座提供预拌混凝土。


   6)实验室

   在办公楼的一层建立实验室,实现主要原材料及生产过程的检验与记录,实验室可实现对于诸如钢筋强度、混凝土强度等主控项目的自动测量和记录,不能人工干预,可实现每个构件关键数据的可追溯性。


   7)材料、成品等辅助储存区域

    材料储存区域主要用于钢材储存、砂石料储存、成品储存。钢材储存区和各成品储存区各配置16t天车一台。


   8)锅炉房、变配电室等辅助设施

   厂内建立锅炉房、变配电室等辅助设施,用于厂内供气、供暖、供电等。


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