Классификация форм и их конструкция

1. По условиям работы формы подразделяются на передвижные (при агрегатных способах производства) и неподвижные (при стендовом производстве).

2. По числу одновременно изготавливаемых изделий формы бывают индивидуальные и групповые.

3. В зависимости от положения изделий при формовании формы делятся на горизонтальные и вертикальные.

4. Формы бывают силовые – для преднапряженных изделий и несиловые – при обычном армировании.

5. Различаются формы с плоским и профильным днищем.

6. По конструкции формы могут быть:

- переносная металлическая форма с откидными шарнирно открывающимися бортами;

- разъемные формы, состоящие из поддона и бортов, собираемых с помощью болтовых соединений;

- набор поддонов со съемной бортоснасткой;

- неподвижные сборно-разборные формы типа кассет;

- неразъемные формы, собранные в пакеты;

- неразборные железобетонные формы-матрицы с металлическими бортами (для крупноразмерных элементов).

7. По виду материала, из которого изготовлены: металлические, железобетонные, иногда - деревянные и комбинированные (металлодеревянные).

Наибольшее распространение на заводах ЖБИ получили металлические неразъемные формы с поддонами и откидными бортами. В них формуют плиты, балочные конструкции, колонны и другие изделия, главным образом, при агрегатном производстве. Это связано с переносом форм, поэтому они должны обладать большой жесткостью, быть относительно легкими, не деформироваться при транспортировании. На рисунках 1–3 показаны примеры конструкций некоторых форм.

Элементы таких форм:

1. Поддоны (днище) металлических форм конструируются по балочной схеме из швеллеров № 14 – 18 и листовой стали толщиной 8 – 10 мм. Перекрестная решетка в поддонах значительно увеличивает жесткость конструкции.

2. Бортовые элементы выполняются из швеллеров, уголков или делаются составными из листовой стали и уголков.

3. Борта к поддонам крепятся обычно при помощи трубчатых или пластинчатых шарниров.

4. Продольные и поперечные борта форм соединяются между собой замками различных систем:

а) натяжного типа – обеспечивают плотное соединение бортов и они не раскрываются под действием вибрации;

б) замки клинового типа – просты и надежны в эксплуатации, однако, трудоемки в работе и приводят к деформации форм;

в) наиболее просты накидные замки.

5. Подъемные петли (для подъема форм при транспортировании) привариваются к поддону и должны располагаться на расстоянии 1/5 длины ее от концов. Скобы не должны выступать в стороны и увеличивать габариты форм.

Сборно-разборные (разъемные) формы применяются для тонких конструкций, у которых высота значительно превышает ширину. Эти формы состоят из поддона, двух боковых и двух торцевых щитов. Собираются они с помощью болтов.

Рисунок 1 – Металлическая форма для изготовления крупнопанельных ребристых плит покрытия промышленных зданий

1 – поддон; 2 – продольный борт; 3 – торцовый борт; 4 – стяжка; 5 – шарнир; 6 – подъемная петля; 7 – замок типа накидной скобы

Рисунок 2 – Поперечные сечения металлических форм для изготовления прогонов таврового сечения

а) одиночная форма; б) двойная форма

Рисунок 3 – Силовые формы для преднапряженных балок

а – для подкрановой балки длиной 12 м; б – для ригеля; 1 – изделие; 2 – силовая часть формы; 3 – съемный борт; 4 – откидной борт

Применение жестких бетонных смесей позволяет после формования удалять бортовую оснастку. Применяются поднимаемые и сдвигаемые бортовые оснастки.

На стендах используются бортовые неразъемные формы, собранные в пакеты. Они имеют скошенные боковые поверхности для выемки изделий из форм.

Для изготовления крупноразмерных тонкостенных плит, панелей, криволинейных элементов сборных элементов и других подобных конструкций применяются неразборные железобетонные формы-матрицы, иногда с металлическими бортами.

Металлодеревянные формы применяются при изготовлении небольших партий нестандартных изделий.

Эксплуатация форм

Содержание форм в чистоте необходимо для обеспечения высокого качества изделий и продления срока их эксплуатации.

После каждого цикла формования формы чистятся вручную с помощью металлических скребков или специальными машинами с относительно мягкими металлическими щетками. Раз в 2 – 3 месяца формы необходимо чистить машинами с абразивными кругами или жесткими щетками. При такой чистке быстро изнашивается металл. Для очистки разделительных стенок кассетных установок применяются передвижные шлифовальные машины. Также, для чистки форм применяется химический способ – соляной кислотой. Этот способ можно применять не чаще одного раза в год.

На качество железобетонных изделий влияет сцепление бетона с поверхностью форм. Для уменьшения сцепления применяются смазки.

Смазка должна удовлетворять следующим требованиям:

- иметь консистенцию, позволяющую наносить ее распылителем или кистью на поверхность сплошным тонким слоем (0,1 – 0,3 мм);

- обладать достаточной адгезией с металлом форм;

- не смешиваться с бетоном;

- быть достаточно водостойкой;

- не оказывать вредного действия на твердеющий бетон;

- не оставлять пятен на поверхности бетона;

- не вызывать коррозии рабочей поверхности форм;

- не создавать антисанитарных условий в цехе;

- быть безопасной в пожарном отношении.

При изготовлении железобетонных изделий применяются три вида смазок: водные и водно-масляные суспензии; водно-масляные и водно-мыльные эмульсии; нефтепродукты и их смеси.

Суспензии: известковая, меловая, глиняная и шлаковая. Применяются редко, если нет других. Они легко размываются.

Из нефтепродуктов и их смесей используются: автол, соляровое, веретенное и отработанные масла и их смеси с керосином в соотношении 1 : 1 по массе.

На заводах ЖБИ используются, как правило, эмульсионные смазки на основе кислого синтетического эмульсола – ЭКС (смесь веретенного масла 95 % и высокомолекулярных синтетических кислот 5 %). Они наиболее стойки и экономичны. Из ЭКС делаются: прямая эмульсия («масло в воде») и обратная («вода в масле).

Прямая эмульсия готовится из следующих компонентов: вода мягкая конденсатная – 90 %, ЭКС – 10 % и сода кальцинированная – 700 г на 100 л эмульсии. Обратная эмульсия более водостойкая и состоит из 20 % ЭКС, 53 % водного 1 %-го раствора извести и 27 % воды. Проценты в составах смазок даны по объему.

Для кассетных установок целесообразно применять водно-мыльно-масляные эмульсии. Их можно наносить на горячие поверхности. Они не оставляют на стенках форм пригара и хорошо очищаются.

Смазка на поверхность форм наносится обычно различными распылителями. Более тонкое распыление и большой факел дает применение для нанесения смазки сжатого воздуха.

Расход смазки зависит от ее консистенции, конструкции и типа форм (горизонтальные или вертикальные), способа нанесения, качества поверхности для смазки. По нормам технологического проектирования он должен составлять 0,2 кг/м².

Формы следует чистить и смазывать на специальном посту с соблюдением требований техники безопасности и производственной санитарии.

Сборка формы, в зависимости от вида армирования изделия и конструкции бортоснастки, может выполняться, как до армирования, так и после него. Процесс сборки может осуществляться вручную или с помощью мостового крана или других приспособлений.

Оборачиваемость форм

Металлоемкость форм и их стоимость очень велики. Они составляют не менее 50 % от общей стоимости всего технологического оборудования. Поэтому при оценке эффективности производства большое значение придается формоемкости. Средняя удельная формоемкость заводов ЖБИ составляет 12 – 14 кг на 1 м³ проектной мощности.

Формоемкость зависит от массы форм и от степени их использования. Плановый срок эксплуатации форм – 5 лет.

Формы изнашиваются не только физически, значительно быстрее происходит их моральный износ (изменение типоразмеров изделий, отдельных их деталей, характера армирования и т.п.). Поэтому выбор типа форм, правильная их эксплуатация при многократном использовании и быстрая оборачиваемость, имеют не только техническое, но и большое экономическое значение.

Формоемкость снижается при использовании форм, пригодных для изготовления широкой номенклатуры изделий. Например, инвентарный поддон формы принимается по наибольшим габаритам изделий, и при изменении типоразмера изделия – меняется только бортоснастка.

Занятость форм в производстве оценивается коэффициентом использования формы, равным отношению фактического использования к максимально возможному. Чем выше этот коэффициент, тем эффективнее работа формы.

Необходимое число форм (N_ф) может быть определено по формуле:

N_ф = Q / Q_max шт,

где Q - число оборотов форм необходимое для выпуска заданной

программы;

Q_max – максимально возможное число оборотов формы за время

выпуска изделий.

Q_max = Т · Q_сут ,

где Т – продолжительность расчетного периода, сут.;

Q_сут – число оборотов формы в сутки.

Число оборотов форм в сутки зависит от продолжительности одного оборота формы (Т_о.ф.), которая обычно соответствует длительности цикла изготовления изделия. В общем случае она может быть вычислена следующим образом:

Т_о.ф. = Т_ф + Т_тво + Т_п.ф. час,

где Т_ф - средняя продолжительность формовочных операций;

Т_тво – продолжительность пропаривания;

Т_п.ф. – время подготовки форм к бетонированию.

2. Классификация методов формирования.