Технологические процессы формирования покрытий заданного вида

прыер.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
Кафедра механической технологии древесины
по дисциплине «Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов»
Студент 3 курса ТД2-112ОБ группы
Руководитель кан. тех. наук доцент
Данная курсовая работа содержит 35 страниц пояснительной записки 15 таблиц 11 формул 5 рисунка включая схему поточной линии для образования покрытий фасадных и лицевых поверхностей.
В курсовой работе спроектированы технологические процессы формирования покрытий заданного вида скомпонованы поточные линии приведен расчет производительности оборудования определена потребность в материалах.
Ключевые слова: изделие кромка фасад покрытие эмаль окрашивание выдержка сушка шлифование.
Эскиз изделия тип корпуса и размеры по ОСУ 5
Ведомость отделочных покрытий 6
Система покрытий .. 7
Характеристика технологических свойств выбранных материалов ..9
Технологический процесс формирования покрытий ..14
Характеристика выбранного оборудования . 17
Схема поточной линии для образования покрытий фасадных и лицевых поверхностей . .20
Расчет производительности применяемого оборудования 21
Расчет годовой программы 25
Расчет количества прочего оборудования .26
Расчет расхода лакокрасочных материалов .. .27
Библиографический список .35
Приоритетными задачами в области создания защитно-декоративных покрытий на поверхностях изделий из древесины и древесных материалов являются наряду с качественными показателями покрытий рациональное использование лакокрасочных материалов сокращение их расхода и повышение производительности труда.
В целях рационального использования лакокрасочных материалов пересмотрены сложившиеся за многолетнюю практику технологии создания защитно-декоративных покрытий применяемые для различных поверхностей изделий. При этом учитывается появление новых материалов технико-экономические показатели различных технологий создания покрытий современные требования к эстетическим и эксплуатационным свойствам покрытий кроме того принимается во внимание спрос и перспективы развития.
Перспективные технологические процессы создания защитно-декоративных покрытий на поверхностях изделий из древесины и древесных материалов проявляются в двух основных направлениях: создание защитно-декоративного покрытия жидкими лакокрасочными материалами; создание защитно-декоративного покрытия с использованием облицовочных материалов на основе пропитанных бумаг и полимерных пленок.
ЭСКИЗ ИЗДЕЛИЯ ТИП КОРПУСА И РАЗМЕРЫ ПО ОСУ
Рис. 1 – Эскиз изделия
Стенка вертикальная 1824 × 560 × 16 мм – 2 шт.
Стенка горизонтальная 1122 × 560 × 16 мм – 2шт.
Перегородка 1692 × 560 ×16 мм – 1 шт.
Дверь 1728 × 560 ×16 мм – 2 шт.
Полка 560 × 530 × 16 мм – 3
Стенка задняя 1824× 1122 ×16 мм – 1 шт.
Ложный плинтус 1090 × 100 × 16 – 1 шт.
ВЕДОМОСТЬ ОТДЕЛОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
Ведомость покрытий является исходным документом бля разработки технологических процессов. В каждом изделии различают фасадные лицевые внутренние и невидимые поверхности. Они отделываются разными лаками и по различным категориям.
Составим ведомость покрытий согласно своего варианта:
Таблица 1 – Ведомость покрытий.
Наименование деталей
Облицовочный материал
Стенка горизонтальная
СИСТЕМА ПОКРЫТИЙ И ВЫБОР ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Система покрытий – это комплекс материалов применяемых для формирования покрытия. Поверхности на которых создаются лакокрасочные покрытия называются подложками. В качестве подложки могут использоваться массивная древесина строганый или лущеный шпон ДСтП плиты облицованные синтетическим шпоном ДВП.
Составим схему покрытий:
Фасадные и лицевые поверхности лак ПЭ.Б1.П.ВГ.9: прозрачное покрытие образовано полиэфирным лаком ПЭ-246 закрытопористое текстура древесины хорошо проявлена без дефектов высокоглянцевое обладает высокими защитными свойствами – водостойкое теплостойкое морозостойкое без разрушения.
– древесина; 2 – грунтовка ПЭ-0155; 3 – лак ПЭ-426
Рисунок 2 – Система закрытопористого прозрачного покрытия ПЭ.Б1.П.ВГ.9
Внутренние поверхности: лак НЦ.А2.П.ПГ.3 – покрытие образовано нитроцеллюлозным лаком поры древесины открыты имеет большее количество допустимых дефектов (допускаются шагрень штрихи риски проколы) покрытие прозрачное обладает низкими защитными свойствами – ограниченно водостойкое низкотеплостойкое низкоморозостойкое.
– древесина; 2 – грунтовка НЦ-0140; 3 – лак НЦ-224
Рисунок 3 – Система открытопористого прозрачного покрытия НЦ.А2.П.ПГ.3
Кромки: лак НЦ.Б1.П.Г.3 – покрытие с закрытыми порами без дефектов прозрачное глянцевое обладает низкими защитными свойствами – ограниченно водостойкое низкотеплостойкое низкоморозостойкое.
Рисунок 4 – Система открытопористого прозрачного покрытия НЦ.Б1.П.Г.3
Невидимые поверхности: ТР.Б2.ПГ.3 – покрытие образованное синтетическим облицовочным материалом на основе бумаг пропитанных термореактивными полимерами: использовалась рулонная пленка типа РПЛ РПТ. покрытие выполнено по 1 категории – дефекты не допускаются; матовое; защитные свойства покрытия – ограниченно водостойкое низко теплостойкое и морозостойкое.
–ДВП; 2 – клей; 3 – пленка РПЛ
Рисунок 4 – Система покрытия синтетическим облицовочным материалом на основе бумаг
ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЫБРАННЫХ МАТЕРИАЛОВ
1 Нитроцеллюлозные материалы
Нитроцеллюлозная грунтовка НЦ-0140 - раствор лакового коллоксилина и пластификатора в смеси летучих органических растворителей. Используется для грунтования под нитроцеллюлозные лаки. Наносится на поверхность древесины путем распыления.
Густой грунт наносят шпателем а жидкий - тампоном. При нанесении тампоном грунт втирают в поверхность древесины делая круговые движения. Излишки грунта снимают сухим тампоном двигая его вдоль волокон.
Таблица 2 – Технологический режим грунтования грунтовкой НЦ-0140
Рабочая вязкость с(по ВЗ-3246(4))
Расход за одно нанесение кгм3
Количество нанесений
Метод пневматического распыления
Рабочая вязкость при отделке с:
горизонтальных поверхностей
вертикальных поверхностей
Давление воздуха на входе в краскораспылитель МПа
Давление воздуха на состав МПа
Таблица 3 – Режим сушки загрунтованных поверхностей
Сушка на стеллажах под вытяжным зонтом:
после1-го нанесения мин
после 2-го нанесения ч
Нитролак НЦ-224 (бывший ТК-3) представляет собой раствор коллоксилина ПСВ окситерпеновой смолы и эфира гарпиуса в смеси летучих органических растворителей. Лаковая пленка образованная терпеноколлоксилиновым лаком при покрытиях толщиной более 100 мк не растрескивается. Нитролак НЦ-224 выпускается с рабочей вязкостью поэтому разбавлять его перед употреблением почти не требуется. Лаковая пленка легко шлифуется разравнивается и полируется.Температура наносимого лака НЦ-224 должна быть 18—20° С. Нитролак НЦ-224 содержит меньше токсичных растворителей.
Таблица 4 – Технологический режим окрашивания лаком НЦ-224
Рабочая вязкость лака по ВЗ-4 при 20 °С с
Расстояние от головки до лакируемой поверхности мм
Норматив расхода рабочего состава за одно нанесение гм2
Количество слоев для покрытий:
Давление воздуха на лак МПа
Расстояние от сопла до окрашиваемой поверхности мм
Расход рабочего состава за одно нанесение гм2
Таблица 5 – Режимы сушки покрытий лаком НЦ-224
при 18-23 °С на стеллажах под вытяжным зонтом после:
при 40-45 °С в конвективной сушильной камере при относительной влажности 10 % и скорости воздуха 05 мс после:
перед конвективной сушкой при 18-23 °С не менее
после конвективной сушки и перед окрашиванием второй стороны детали
до сборки ч не менее
До температуры помещения
2 Полиэфирные материалы
Полиэфирный лак ПЭ - 246– это лак холодной сушки. Представляет собой четырехкомпонентную систему состоящую из полуфабриката полиэфирного лака ускорителя инициатора и 3% раствора парафина в стироле. предназначен для получения высоко глянцевых покрытий при отделке деталей мебели облицованных натуральным шпоном древесины или материалами на основании пропитанной бумаги.
Таблица 6 – Технологические характеристики лака ПЭ-246
Внешний вид и цвет полуфабрикатного лака
Однородная прозрачная бесцветная жидкость без посторонних примесей и механических включений.
Внешний вид пленки после шлифования и полирования
Гладкая ровная прозрачная высокоглянцевая поверхность. Допускается незначительная просадка лаковой пленки.
Условная вязкость по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм (ВЗ-4) при температуре (20±05)оС сек
Массовая доля нелетучих веществ в полуфабрикатном лаке %
Жизнеспособность готового лака после смешения четырех компонентов при температуре (20±05)оС мин.
Жизнеспособность смеси полуфабрикатного лака после смешения трех компонентов: полуфабрикатный лакинициатор и раствор парафина в стироле при температуре (20±05)оС час не менее
Время высыхания пленки при температуре (20±05)оС до степени 3 час не более
Способность пленки к шлифованию и полированию
Покрытие должно хорошо шлифоваться и полироваться
Твердость прибора по маятниковому прибору типа ТМЛ (маятник А)условные единицы не менее
Морозостойкость при температуре минус (30±2)оС час не менее
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ
Таблица 7 – Технологический процесс образования покрытия
Фасадные поверхности
Станок для удаления пыли МЩП-4
Скорость подачи 15 ммин
Вальцовый станок ВЩ-9
Скорость подачи 10 ммин
Вязкость 20с(ВЗ-246)
Лаконаливная машина ЛМ-140-1
Скорость подачи 50 ммин
Содержание нелетучих веществ 70%
Продолжение таблицы 7
Внутренние поверхности
Вязкость 25-30с Расход 165 гм2
Вязкость 17с(ВЗ-246)
Вязкость 25-35с(ВЗ-246)
ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫБРАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Таблица 8 – Характеристика пылеочистного станка МЩП - 4
Размеры обрабатываемых деталей мм:
Число щеточных барабанов шт
Скорость подачи ммин
Мощность электродвигателей кВт
Таблица 9 – Характеристика вальцовочного станка ВЩ-9
Таблица 9– Характеристика лаконаливной машины ЛМ80
Длина сливной кромки мм
Вместимость расходных баков л
Высота конвейера над уровнем пола мм
Число обслуживающих чел
Таблица 10– Характеристика краскораспылителя КРУ-1
Давление воздуха на распыление МПа
Ширина отпечатка факела мм
Расход лакокрасочного материала кгч
Расход сжатого воздуха м3 ч
Рабочее расстояние мм
СХЕМА ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ ФАСАДНЫХ И ЛИЦЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Рисунок 5 - Схема поточной линии для образования покрытий фасадных и лицевых поверхностей
РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРИМЕНЯЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Общая формула расчета производительности:
где Тсм – продолжительность смены мин;
Ко – коэффициент использования фонда времени работы оборудования (Коследует рассматривать как Ко = Кд Км где Кд - коэффициент использования рабочего времени; Км – коэффициент использования машинного времени);
z – количество одновременно обрабатываемых деталей;
r – ритм обработки одной детали мин;
m – число проходов детали.
Для автоматических линий и проходных станков работающих по свободному ритму:
a – межковровый промежуток м;
u – скорость подачи ммин.
Расчет производительности лаконаливной машины с ручным обслуживанием выполняю по формуле:
Расчет производительности распылительных машин рассчитаем по формуле:
где S - площадь отделываемой детали м2;
R – коэффициент учитывающий форму отделываемой детали;
Q – условная производительность лакораспыления м2ч;
tk – дополнительные затраты времени операцию нанесения материала мин.
Из производительности рассчитаем норму времени затрачиваемую на обработку каждого i-го типоразмера детали:
где Тсм – продолжительность смены час;
n – количество одинаковых деталей в изделии.
И затем считают суммарное время Hi часизд затраченное на получение данного вида покрытия на всех деталях подлежащих отделке.
Таблица 11 - Расчет производительности пылеочистного станка МЩП-4 и номы времени.
Окончание таблицы 11
Горизонтальная стенка
Таблица 13 - Расчет производительности вальцовочного станка ВЩ-9
Таблица 12 - Расчет производительности лаконаливной машины ЛМ-140-1
Таблица 13 - Расчет производительности распылительной кабины КРУ-1
РАСЧЕТ ГОДОВОЙ ПРОГРАММЫ
Для расчета годовой программы определяем годовой фонд времени работы оборудования в часах:
Тэф. = Тном. с 8 Крем час(8)
где Тном = 253 – число рабочих дней в году;
с = 2 – количество рабочих смен;
Крем = 09 – коэффициент учитывающий простои оборудования связанные с его ремонтом.
Тэф. = 247. 2 8 09 = 35568 час.
Годовую программу ( изд.год) рассчитываем по формуле:
где q – количество принятого оборудования.
Принимаем одну лаконаливную машину со 100% загрузкой т.е. q = 1.
РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ПРОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Количество прочего оборудования необходимого для выполнения определенной программы рассчитывают по формуле:
где Hi – норма времени на обработку деталей на оборудовании количество которого рассчитывают часизд.
Процент загрузки вычисляют по формуле:
где qр и qп – расчетное и принятое количество единиц оборудования. допускается перегрузка до 120%.
)Оборудование для отделки фасадных поверхностей количество станков МЩП-4 Hi = 00293 часизд.
Принимаем 1 пылеочистной станк МЩП – 4 с коэффициентом загрузки
)Оборудование для отделки фасадных поверхностей количество станков ВЩ-9 Hi = 00692 часизд.
Принимаем 2 вальцовочных станка ВЩ-9 с коэффициентом загрузки
)Оборудование для отделки кромок количество станков КРУ-1 Hi = 00229 часизд.
Принимаем 1 краскораспылитель КРУ-1 с коэффициентом загрузки:
РАСЧЕТ РАСХОДА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Прежде всего следует определить объем отделки то есть площади отделываемых для каждого заданного вида покрытий для одного изделия. Для этого из ведомости покрытий выписываются детали на которых формируется одно и тоже покрытие их количество в изделии количество отделываемых сторон размеры деталей. Учитываются метод нанесения и категория покрытия. Данные удобно свести в таблицу. Объемы отделки для пластей рассчитываются в м2.
После определения объемов отделки переходят к расчету расхода отделочных материалов используемых в данном технологическом процессе. Расход производится по нормативам расхода который выражается в кг м2.
Выбор норматива производится по справочным данным (123) и зависит от вида и марки лакокрасочного материала метода нанесения вида отделываемой поверхности (породы древесины) требований к качеству покрытия (категории покрытия) группы сложности отделываемых поверхностей. Если применяются многокомпонентные материалы необходимо определить расход каждого компонента в отдельности. Для нахождения нормы расхода материала на изделие площадь отделываемой поверхности умножается на соответствующий норматив.
Расчет выполняется виде табл.14.
Расчет расхода материалов должен заканчиваться составлением сводной ведомости в которой приводятся суммарные расходы по каждому материалу затрачиваемому на отделку одного изделия и рассчитанной годовой программы.
Таблица 14 – Расчет объемов отделки
Обозначение покрытия
Количество деталей в изделии
Количество отделываемых сторон
Отделываемая площадь м2
Окончание таблицы 14
(1824×0016)+(056×0016×2)
(1728×0016×2)+(056×0016×2)
(109×0016×2)+(01×0016×2)
(056×0016×2)+(053×0016×2)
Таблица 15 – Расчет расхода материалов на изделие
Материал отделываемой поверхности
Отделочные материалы
Норматив расхода кгм2
Расход на изделие кг
грунт ПЭ-0155 лак ПЭ-246 в рабочей вязкости в том числе
-й раствор: полуфабрикат лака
ПЭ-246 3 % р-р парафина в
Перекись циклогексанона LE-50
-й р-р: полуфабрикат лака
ускоритель № 30 шлиф-шкурка № 5
(м21м2 поверхн. шлиф-шкурка № 3)
Продолжение таблицы 15
Лак НЦ-22 в рабочей вязкости в том числе:
Лак НЦ-224 в исходной вязкости
грунт БНК в том числе:
Окончание таблицы 15
Лак НЦ-224 в рабочей вязкости в том числе:
пневматическое распыление
В ходе выполнения курсовой работы был спроектирован технологический процесс формирования покрытия заданного вида скомпонованы поточные линии рассчитана производительность оборудования и его необходимое количество для выполнения годовой программы равной Qгод = 6974118 издгод спроектированы сушильные камеры определена потребность в материалах рассчитано количество вредных выбросов на участке отделки и количество воздуха необходимого для их удаления.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Новоселова И. В. Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов. Нормативы расхода лакокрасочных материалов в производстве мебели [Текст] : метод. указания к выполнению курсовых и дипломных проектов для студентов по направлению подготовки 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств И. В. Новоселова. – Воронеж 2012. –
Рыбин Б. М. Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов [Текст] : учеб. Б. М. Рыбин. –
М. : МГУЛ 2003. –568 с.
Дополнительная литература
Справочник мебельщика [Текст] : учеб. пособие под ред.
В. П. Бухтиярова. – М. : МГУЛ 2008. – 600 с.