• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Фанерный цех - курсовой

  • Добавлен: 28.05.2014
  • Размер: 1009 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект по технологии и оборудованию клееных материалов. Описание технологического процесса и расчеты сырья и оборудования для производства фанеры. Чертежей нет.

Состав проекта

icon
icon
icon Моя фанерка)))закончил-проверен.doc

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Моя фанерка)))закончил-проверен.doc

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА8
1 Подготовка сырья к лущению8
1.1 Раскрой на чураки8
1.3 Гидротермическая обработка древесины (ГТО)9
3 Рубка ленты шпона11
4 Сушка листов шпона12
5 Сортировка сухого шпона13
6 Подготовка сухого шпона14
6.2 Выравнивание кромок кускового шпона и ребросклеивание14
7 Нанесение клея на шпон15
8 Сборка пакетов шпона16
9 Подпрессовка пакетов17
10 Склеивание фанеры17
12 Шлифование фанеры18
13 Сортировка фанеры19
14 Упаковка фанеры и маркировка фанеры20
РАСЧЕТ РАСХОДА СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФАНЕРЫ21
1Определение количества обрезной фанеры Q021
2Объем отходов получаемых при переобрезе испытании21
3Количество необрезной фанеры22
4Объем отходов образующихся при обрезке фанеры:22
5 Расход необрезной фанеры на 1м3 готовой фанеры23
6Количество сухого шпона используемого для склеивания (поступающего на участок сборки пакетов)23
7Потери шпона на упрессовку при склеивании24
8Расход сухого шпона на 1м3 готовой продукции25
9Количество сухого шпона выходящего из сушилок25
10Объем отходов образующихся при сортировке прирубке
ребросклеивании и починке шпона25
11 Расход сухого шпона на 1 м фанеры26
12 Количество сырого шпона с учетом потерь на усушку составит26
13Суммарные потери на усушку шпона по толщине и ширине листов27
14 Расход сырого шпона на м3 готовой продукции27
15 Выход сухого шпона из сырого составляет27
16 Выход полноформатного шпона и деловых кусков (Vш) из одного чурака может быть определен по формуле в зависимости от сорта сырья28
17 Средневзвешенный выход полноформатного шпона и деловых кусков29
18 Объем карандаша определяется из формулы цилиндра29
19 Средний выход полноформатного шпона и деловых кусков из сырья каждого сорта определяется30
20Выход сырого шпона (полноформатного и деловых кусков) из сырья каждого сорта %30
21 Выход сухого шпона из сырья каждого сорта (в %) рассчитывается как30
22Потребный объем сырья в чураках31
23Потребное количество сырья в кряжах с учетом потерь сырья31
24Выход готовой фанеры из сырья при поставке его (в %)31
25Расход сырья на 1 м3 готовой (товарной) фанеры32
26 Объем обрезков кряжей32
27 Количество отходов32
СОРТОВОЙ ВЫХОД ШПОНА И ФАНЕРЫ36
РАСЧЕТ РАСХОДА КЛЕЕВ44
РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ФАНЕРЫ46
1 Подготовка сырья к лущению шпона47
1.1 Гидротермическая обработка сырья48
1.2 Раскрой кряжей на чураки50
2Лущение и рубка шпона51
3.1 Расчет производительности роликовых (ленточных) сушилок57
4 Нормализация качества и размеров шпона60
4.1 Расчет производительности шпонопочиночных станков60
4.2 Расчет производительности гильотинных ножниц61
4.3 Расчет производительности ребросклеивающих станков62
5 Нанесение клея на шпон холодная подпрессовка и склеивания
5.1 Расчет производительности клеильных прессов64
5.2 Расчет производительности подпрессовочных прессов65
5.3 Расчет производительности клеенаносящих станков (вальцового вида)67
6 Участок обработки фанеры69
6.1 Расчет производительности обрезных станков 4-пильных
(составленных из 2-пильных спаренных)69
6.2 Расчет производительности шлифовальных станков70
7. Расход пара на технологические нужды71
8 Расчет площадей складов72
9 Расчет количества электроэнергии потребляемой силовой
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .78
Данный курсовой проект выполнен по дисциплине «Технология клееных материалов и древесных плит». Разработана технологическая часть проекта фанерного цеха и выполнены все необходимые расчеты.
Проект включает пояснительную записку. Записка содержит 84 листов печатного текста 89 формул 10 таблиц количество использованных источников 4 чертёж формата А1 с расстановкой оборудования в цехе по производству фанеры.
Основные ключевые слова: кряж чурак шпон фанера карандаш лущение рубка сушка клей прессование подпрессовка ребросклеивание склеивание расход производительность.
Рациональному использованию древесного сырья способствует широкое применение склеивания дающее возможность не только снижать материалоемкость изготовляемой продукции и более полно использовать низкосортные пиломатериалы и отходы но и повышать формоустойчивость жесткость и прочность изделий легче придавать им требуемую форму уменьшать или устранять анизотропию прочностных и упругих свойств повышать огне- био- и химическую стойкость. Склеивание позволяет также получать из тонких пиломатериалов и шпона детали крупных сечений. За счет меньшего расхода сырья идущего на изготовление клееных деталей себестоимость их как правило ниже чем у деталей из цельной древесины.
Практически нет такой отрасли народного хозяйства которая не потребляла бы древесину. Многообразное использование ее объясняется редкостным сочетанием в этом продукте многих ценных свойств.
Однако материалы получаемые из древесины чисто механическим путем имеют недостатки которые в значительной мере устраняются путем химической и химико-механической переработки древесины в листовые и плитные материалы – бумагу картон древесностружечные и древесноволокнистые плиты фанеру и др.
Видов изделий и полуфабрикатов в которых применяется склеивание как способ соединения очень много. Это мебель щитовой паркет и паркетные доски клееные несущие и ограждающие конструкции (балки арки фермы щиты) переводные и мостовые брусья шпалы дверные и оконные блоки планерные и спортивные самолеты.
Особое место занимает клееная древесина основной представитель которой – фанера различного назначения. Из нее изготовляют элементы и кузова автомобилей дома на колесах борта товарных вагонов полы и стены холодильников многообразную опалубку моторные и парусные лодки тару различного назначения элементы домов и многое другое [1].
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
1Подготовка сырья к лущению
ГОСТы 3916. 1 - 96 и 3916.2 - 96 устанавливают технические требования к фанере общего назначения с наружными слоями соответственно из древесины лиственных и хвойных пород. По степени водостойкости фанера может быть марок ФСФ (повышенной водостойкости) и марки ФК (водостойкая). Нужно получить фанеру ФК толщиной 12 мм склеиваемую на карбамидоформальдегидный клей КФ-Б и фанеру ФСФ толщиной 3 мм склеиваемую клеем СФЖ-3011. Влажность фанеры марки ФСФ и ФК должна быть от 5 до 10%.
Сырьем для изготовления фанеры служит сосна средний диаметр которой 22 см. На склад сырьё доставляется в виде кряжей железнодорожным транспортом. Поступившее сырье хранится в штабелях. Сырье укладываемое в штабеля должно быть рассортировано по породам сортам и размерам.
Подготовка сырья к лущению состоит из раскроя кряжей на чураки и окорки гидротермической обработки (ГТО).
Вариант раскрой - окорка - ГТО позволяет отсечь на первой стадии всё некондиционное сырье и избежать сильного загрязнения воды в бассейнах корой с её токсичными дубильными веществами.
1.1 Раскрой на чураки
Разделка сырья на чураки включает в себя предварительную разметку и собственно разделку сырья на круглопильном станке ПА-15. Количество станков 1К станкам идёт поставка двухкратных кряжей. Количество резов приходящихся на один кряж с учётом оторцовки (которая производится с двух сторон) и вырезки дефектных мест (сучков гнили синевы и т.д.) равняется 4. Продолжительность одного реза зависит от диаметра кряжа и равняется 104 с. Длина получаемых чураков 16 м.
Окорка сырья выполняется на окорочных станках роторного типа с тупыми короснимателями. Окорка дает следующие преимущества в технологии производства лущеного шпона:а) уменьшается затупление лущильного ножа на 15-20%;б) зазор между ножом и прижимной линейкой меньше забивается лубом и частичками древесины;в) шпон-рванину без коры можно использовать для получения более качественной технологической щепы;г) увеличивается производительность лущильного станка на 4-5 %.. Операцию выполняем на окорочном станке ОК63-1Ф. Количество станков 1шт. используемый объём чурака равен 0066 м3 используемая длина чураков 16 м.
1.3 Гидротермическая обработка древесины (ГТО)
Гидротермическая обработка древесины необходима для повышения пластичности материала с целью повышения качества окорки и снижения глубины трещин на внутренней стороне шпона при его лущении. Гидротермическую обработку проводим в течении 17 часов при температуре воды 40 0С в открытых бассейнах. Загрузка сырья осуществляется навалом с помощью грейферных захватов крана. Пролет крана ККУ-10 составляет 20 м поэтому длину секции бассейна можно принять равной 18 м. Ширина секции 7 м (из расчета максимальной длины кряжа 62 м) глубина секции 2м.
Оптимальная температура древесины перед лущением карандаша (минимальная) температура поверхности 20 С0 оцилиндрованного чурака (максимальная) температура поверхности 40-50 С0.
В лущильном цехе выполняется подача чураков и их центровка в лущильном станке лущение рубка и укладка шпона удаление и переработка вторичного сырья.
Качественный выход сырого шпона определяется сортовым составом сырья пороками древесины точностью установки чурака в шпинделях станка состоянием станка квалификацией оператора и транспортировкой шпона от станка к ножницам.
Основные пути увеличения качественного выхода шпона из сырья следующие: повышение точности центровки чурака в шпинделе лущильного станка; отбор кускового шпона; уменьшение диаметра карандаша.
Центрирование чураков в шпинделях станка может осуществляться по двум схемам базирования: по трем точкам и по четырем точкам. Лучшие результаты дает второй способ базирования при котором противолежащие точки располагаются всегда на одинаковом расстоянии от будущей оси вращения.
Использование изношенного и плохо налаженного оборудования нарушение режимов гидротермической обработки и лущения параметров подготовки и настройки режущего инструмента приводят к появлению характерных дефектов лущеного шпона.
Мы используем ЦЗУ 17-10 которое осуществляет центрирование по 4 точкам и работает в паре со станком ЛУ 17-10. Чурак в шпиндели лущильного станка переносится рычагами с торцовыми захватами.
Лущением называется процесс резания древесины при котором с вращающегося чурака поступательно движущимся ножом снимается непрерывная лента (стружка) древесины — шпон. Выполнение предъявляемых к шпону требований обеспечивается применением правильных режимов лущения.
Состояние древесины подвергаемой лущению параметры определяющие заточку лущильного ножа и его положение относительно чурака (угол заточки угол резания задний угол и др.); параметры обжима шпона (углы заточки прижимной линейки угол обжима угол между ножом и линейкой радиус закругления кромки высота установки)— основные факторы характеризующие режимы лущения.
Состояние древесины — ее температура и влажность — оказывает существенное влияние на процесс лущения и качество получаемого шпона. Температура чураков при которой обеспечивается качественное лущение для различных пород древесины имеет свои минимальное и максимальное значения. С увеличением температуры древесины улучшаются ее деформативные свойства однако нагрев древесины до слишком высоких температур нежелателен вследствие ухудшения качества поверхности получаемого шпона (табл. V.1)[1].
В процессе тепловой обработки сырья его влажность практически не изменяется поэтому влажность чураков зависит от породы древесины способов доставки и хранения сырья (табл. V.2)[1].
Угловые параметры резания характеризуются углом резания и дополнительным углом между касательной к кривой лущения и вертикалью. Угол резания
где α — задний угол образованный задней гранью ножа и касательной к поверхности чурака в точке касания ножа;
— угол заточки ножа.
На рис.1 показана схема положения лущильного ножа по отношению к чураку.
Рисунок 1 – Схема положения лущильного ножа по отношению
Рисунок 2 – лущильный нож с фаской
Для увеличения стойкости ножей (особенно при лущении хвойной древесины) рекомендуется производить микрозаточку ножей — снятие микрограни шириной 1 мм под углом 24—25° со стороны задней грани ножа. Основной угол заточки в этом случае находится в пределах 18—20° (рис.2).
Значение заднего угла α зависит от кривизны поверхности чураков подвергаемых лущению. Рекомендуемое значение изменений заднего угла при лущении березовых чураков диаметром 25 см составляет 05-2°. Тогда оптимальное значение = 185-23°.
Положение ножа по отношению к чураку определяется высотой установки ножа относительно шпинделей h и расстоянием r на котором находится нож от оси вращения чурака. Эти параметры оказывают влияние на величину дополнительного угла е между касательной к кривой лущения и вертикалью.
В практике представляют интерес три характерных варианта установки ножа по высоте (для станков в которых суппорт движется по горизонтальным параллелям) h относительно оси шпинделей и его влияния на изменение углов α и : нож установлен выше оси вращения чурака (величина h положительна) — уменьшение радиуса r приводит к уменьшению а; нож установлен ниже оси вращения чурака на величину h = а – в процессе лущения а = нож установлен ниже оси вращения чурака на величину h > a — с уменьшением радиуса r угол а увеличивается. Величина а — поднормаль траектории резания.
В зависимости от конструкции суппорта лущильного станка рекомендуемая высота установки лущильного ножа колеблется от +1 до -1 мм. Знак «+» указывает на установку ножа выше а знак «-» ниже оси шпинделей.
Обжим шпона при лущении древесины осуществляется специальным прижимным органом (прижимной линейкой). Положение прижимной линейки относительно ножа определяется двумя координатами S0 и h0.
При известном значении степени обжима Δ % величина S0 находится из выражения
S0 =S(100 - Δ)100 (2)
где Δ - степень обжима %;
S - толщина шпона устанавливаемая величиной подачи суппорта на один оборот шпинделя лущильного станка.
Оптимальную степень обжима шпона в зависимости от его толщины S определяют из выражений:
для древесины березы бука ели сосны лиственницы
Δ(115) =7·115 + 9 = 1705 %
Δ(15) =7·15 + 9 = 195 %
Степень обжима шпона Δ % выше которой начинается заметное разрушение поверхностных волокон лежит в пределах: для древесины березы липы кедра ели и лиственницы 35; для древесины ольхи и осины 45—50.
К параметрам обжима шпона относятся также (см. рис. 3): угол обжима α1 между передней гранью и касательной к кривой лущения проходящей через нажимную кромку линейки; угол наклона линейки 1 между задней гранью линейки и касательной к кривой лущения; угол между линейкой и ножом γ образуемый нижней гранью линейки и передней гранью ножа.
S0 (115) =115(100 – 1705)100 = 095 мм
S0 (15) =15(100 – 195)100 = 1208 мм
Высота установки линейки относительно ножа h0 определяем по табл. V.6. [1]
Рисунок 3 – Параметры обжима шпона
Для лущильных станков ЛУ17-10 у которых угол γ = 83. ..84° а угол резания = 19. ..27° линейку с нажимной кромкой следует затачивать под углом 1 = 48. ..63°. Радиус закругления нажимной кромки ρ рекомендуется в пределах 02—03 (не более 05) мм.
Рисунок 4 – Профиль прижимной линейки
При лущении шпона с использованием линеек имеющих нажимную микрогрань их устанавливают так чтобы нижнее ребро линейки находилось на уровне лезвия ножа.
Основные геометрические параметры прижимной линейки: угол заточки 1 = 60° радиус закругления нажимной кромки ρ = 03 мм.
Для получения 50134423 м3 сырого шпона используется три лущильных станка ЛУ17-10 с коэффициентами загрузки 10 каждый.
Рубка шпона ставит своей целью получение форматных листов шпона и заготовок кускового шпона. Необходимо чтобы пропускная способность ножниц была больше чем производительность лущильного станка. В противном случае производительность линии лущения - рубки - укладки шпона принимается равной производительности ножниц.
Сразу после лущения лента шпона по ленточному конвейеру У10-УЛТР-6 подходит к ножницам для рубки ленты шпона НФ-18-3. Затраты времени на прохождение одного листа шпона через ножницы и отрезку его от ленты составляют 15 с. После рубки листы шпона отправляются на склад где лежат перед сушкой шпона.
4 Сушка листов шпона
Операция необходима для избегания в клееной слоистой древесине во время ее эксплуатации внутренних напряжений которые могут снизить ее качество а также предохраняет шпон от возможности его последующего биологического заражения.
Сушка шпона до строго определенной влажности осложняется широким диапазоном колебания ее начальной влажности зависящей главным образом от способа доставки сырья на завод. Так сырье доставляемое сухопутным путем может иметь влажность 60 120 % сплавом - 80 140 % и более. Имеют значение также порода древесины способ хранения сырья а также зона поперечного сечения сортимента из которого получен шпон - ядро или заболонь. Конечная влажность шпона зависит от назначения шпона вида клея применяемого для его склеивания породы древесины и может составлять 6 12%. В нашем случае начальная влажность 80% конечная – 8%
В процессе сушки шпон изменяет свои размеры из-за усушка шпона. Усушка шпона не одинакова в разных направлениях. Наибольшая она по ширине листа в тангенциальном направлении (7 11 %) меньшая - по толщине листа в радиальном направлении (5 6 %). Вдоль волокон шпон практически не усыхает.
Сушка шпона осуществляется в роликовых сушилках – наиболее совершенных агрегатах для сушки шпона. Это сушилки непрерывного действия (проходного типа) с принудительной циркуляцией воздуха (агента сушки) в которых листы шпона перемещаются от сырого к сухому концу системой приводных парных роликов.
Для сушки полноформатного шпона (85%) применяются две газовые сушилки СРГ-25М с Кз = 098 каждая. Сушилка СРГ-25М относится к роликовым (рабочая длина роликов 39 м) сушилкам с проходной циркуляцией. Сушилка данного вида отличается высокой производительностью которая достигается высокой температурой в камере – около 270-300°С. Время сушки шпона толщиной 115 мм в камере составляет 456 мин а шпона толщиной 15 мм – 616 мин. По ширине сушилки осуществляется загрузка сразу 2-х листов полноформатного шпона.
Для сушки кускового шпона (15%) необходима одна паровая сушилка СУР-6 с Кз = 091. Кусковой шпон рекомендуется сушить именно в паровых сушилках. Хотя они менее производительны (почти в 25 раза) однако у этих сушилок есть преимущество: меньшее по сравнению с газовыми расстояние между роликами исключающее залом под них шпона что может привести к возгоранию. Циркуляция в камере – поперечная. Время сушки шпона толщиной 115 мм в сушилке составляет 339 мин а толщиной 15 мм – 886 мин. Рабочая длина роликов в СУР-6 равна 37 м что позволит загружать пять листов кускового шпона одновременно.
Подача шпона в рамки должна осуществляться так чтобы продольное направление волокон древесины совпадало с направлением перемещения шпона. Это связано с тем что усушка древесины в продольном направлении очень незначительна и не приведет к разрыву шпона. Усушка же шпона по ширине равная 7 % будет свободной т. к. она происходит вдоль роликов.
После сушки шпон имеет следующие размеры: кусковой – 1604 м; форматный – 1616 м.
5 Сортировка сухого шпона
Операция необходима для распределения массы шпона на группы по сортам т.е. по порокам древесины и дефектами обработки.
В общем случае шпон может быть рассортирован по следующим признакам: а) по породам древесины. Этот признак определяется уже на стадии гидротермообработки сырья; б) по толщине шпона. Толщина шпона задается в лущильном станке и в дальнейшем в одной стопе сохраняется шпон только одной породы и одной толщины; в) по назначению - для фанеры для отдельного использования для починки для ребросклеивания; г) по качеству (по сортам).
После сушки шпона происходит его сортировка. Пачка сухого шпона отвозится погрузчиком к ленточному транспортеру и раскладывается по подстопным местам.
6 Подготовка сухого шпона
Качественный выход шпона улучшается за счет починки шпона. Починка заключается в удалении из листов шпона дефектных мест с последующей заменой их вставками из качественного шпона. Из общего числа починке подвергается примерно 30% сухого шпона. Починке подлежит шпон сортов II III IV.
Операция выполняется на шпонопочиночных станках ПШ-2(количество станков 9 шт.). Должно учитываться вспомогательное время на один лист 7 с время затрачиваемое на одну заплатку 26 с длина листа шпона 16 м ширина листа шпона 16 м толщина листа шпона 2 мм и 12 мм. Размеры вставок 40х25 60х32 80х40 мм.Предусматривается операция по нанесению клея (ПВАД) на торец вставки.
В соединении вставки с листом шпона должен быть обеспечен натяг 01-02 мм для этого вставка должна быть на 2-4 % ниже влажности листов шпона. Форма вставки может быть овальной в виде «лодочки» «собачей кости».
6.2 Выравнивание кромок кускового шпона и ребросклеивание
Операция ребросклеивания заключается в склеивании между собой полос шпона для получения полноформатных листов.
Перед ребросклеиванием происходит обработка кускового шпона которая заключается в превращении его в форматный шпон за счет операций сортировки кусков по качеству ширине и толщине подготовки кромок и ребросклеивания. Пачка кускового шпона обрабатывается на гильотинных ножницах марки НГ-18-1 целью формирования строго прямолинейных кромок для последующего ребросклеивания без фугования. Длина листа шпона 16 м средняя ширина кускового шпона 03 м высота пачки шпона 009 м продолжительность цикла обработки 5 минут.
Ребросклеивание полос шпона производится вдоль волокон на станках РС-9. Склеивание с помощью клеевой нити основано на том что клеевая нить проходит через зону горячего воздуха оплавляется и приклеивается зигзагообразно на стык кусков шпона где почти моментально отверждается. Парные полосы шпона вручную подаются в станок где одновременно с их продольным перемещением производится их стяжка и наложение на шов расплавленной термопластичной нити. Расплавление производится нагретым воздухом подаваемым через нагреватель а наложение - нитеводителем в котором нить проходит через сопла смонтированные в гильзе совершающей колебательное движение. Средняя ширина форматного шпона16 м средняя ширина кускового шпона 03 мТолщины шпона 2 мм и 12 мм.
7 Нанесение клея на шпон
Процессы нанесения клея на шпон сборки пакетов холодной подпрессовки и склеивании фанеры находятся в одной автоматической линии.
Многокомпонентные клеи приготовляют в стационарных или передвижных клеемешалках 3Ш-400 вместимостью 300-500 л располагаемых на полу цеха или вместимостью 150-200 л размещаемых над клеевыми вальцами. Для охлаждения клея аппарат имеет водяную рубашку в которую направляют водопроводную воду. Время перемешивания составляет 15-30 мин.
При приготовлении клея КФ-Б отвердитель хлористый аммоний вводят в количестве 094 % к массе смолы(1 м.ч.) после получения однородной смеси смолы в количестве 9434 % (100 м.ч.) с наполнителем древесной мукой в количестве 472 % к массе смолы(3 м.ч.). После перемешивания в течении 10-15 минут и клей готов. Расход клея 8309 гм2.
При приготовлении клея СФЖ-3013 в смеситель загружают половину требуемого количества смолы затем при работающей мешалке в смолу частями вводят наполнители мел 536 % к массе смолы (9 м.ч.) древесную муки 268 % к массе смолы(3 м.ч.) и размешивают в течение 5-15 мин. Потом добавляют вторую половину смолы и параформ и перемешивают до получения массы однородной консистенции которую продолжают перемешивать в течение 20-30 минут и отбирают пробу для определения вязкости. Затем добавляют количество воды 268 % к массе смолы(3 м.ч.) и доводят клей до нужной вязкости. Приготовленный клей оставляют в смесители на 1 час для вызревания. Расход клея 14276 гм2.
Слой наносимого клея должен быть непрерывным и равномерным по толщине. Клей наносится контактным способом с помощью клеевых вальцов 2LV20.
8 Сборка пакетов шпона
При сборке особое внимание обращают на симметричность листа фанеры и соблюдение заданной конструкции. Лучшие поверхности крайних листов должны быть обращены наружу. При использовании хвойной древесины заболонный шпон должен быть снаружи а ядровый внутри. Для снижения затрат ручного труда используют различные питатели и укладчики шпона. При сборке на конвейере повышается производительность труда но растет численность бригады и требуется большая производственная площадь.
Операция заключается в подборе и укладке шпона в соответствии с заданной конструкцией и сортом фанеры. Сборка осуществляется на конвейере. Слойность 3 мм фанеры 3 число пакетов склеиваемых в одном промежутке клеильного пресса 4шт. Слойность 12 мм фанеры 11 число пакетов склеиваемых в одном промежутке клеильного пресса 1шт. Всего участков сборки 4Используемые схемы сборки для 3 мм фанеры 115-115-115 для 12 мм фанеры 15-115*9-15
9 Подпрессовка пакетов
Холодная подпрессовка пакетов собранного шпона проводится непосредственно перед горячим прессованием с целью получения цельных пакетов удобных для транспортирования и загрузки в горячий пресс. Холодное прессование позволяет исключить взаимное смещение листов уменьшить повреждение наружных слоев увеличить скорость транспортирования и загрузки в пресс отказаться от использования прокладок повысить производительность пресса за счет повышения его этажности сделать работу пресса независимой от участка сборки пакетов.
Холодная подпрессовка пакетов осуществляется на станке ДО838-Б. Количество прессов для шпона толщиной 115 мм – 2шт. для шпона толщиной 15 мм – 1Продолжительность холодной подпрессовки составляет 10 мин при давлении 1 МПа. Загрузка и выгрузка осуществляются цепным конвейером проходящим через нижний стол. Высота рабочего промежутка составляет 1120 мм.
10 Склеивание фанеры
После подпрессовки пакеты поставляются в 20ти этажный клеильный пресс Д4038(количество прессов 3 шт.). Продолжительность цикла прессования для фанеры ФК 883 мин для фанеры ФСФ – 1103мин. Давление прессование 25МПа. Усилие пресса 63мН. Влажность шпона 8%число единичных пакетов загружаемых в один промежуток пресс для 3 мм фанеры – 4для 12 мм фанеры – 1 Температура прессования для клея КФ-Б 115 -120 0С Для клея СФЖ-3013 – 120-125 0С.
Обрезка кромок фанеры необходима для их выравнивания. Допускаемые отклонения габаритов составляют ± 4 5 мм.
После склеивания фанера выгружается и поступает на обрезку. Обрезка фанеры производится на станке ЛФО-16. Формат обрезной фанеры 1525мм х 1525мм. Максимальная высота пачки 50 мм но мы не можем взять такую большую так как производительность станка будет очень велика. Фанера обрезается строго под прямым углом. Косина листа не должна превышать 2 мм на 1 метр длины кромки. Отклонение от прямолинейности кромок не должно превышать 2 мм на 1 метр длины листа.
Оператор должен систематически следить чтобы рез был чистым без бахромы сколов отщепов косины зигзагообразного пропила и зарезания пилы в сторону. После обрезки фанера отправляется на склад обрезной фанеры.
Почти неизбежной операцией послепрессовой обработки является переобрез фанеры. Цель этой операции заключается в опиливании листа фанеры на меньший стандартный размер из-за наличия недопустимого дефекта на нем. Потери на переобрез составляют 046%. Переобрез выполняется на станке ЦФ-2.
12 Шлифование фанеры
Для повышения качества и сортности фанера подлежит шлифованию.
Поверхность фанеры обычно шлифуется относительно грубой абразивной бумагой (№ 80 - 100) перпендикулярно текстуре древесины. Если требуется исключительно ровная обработка например для высококачественного лакирования рекомендуется шлифовка мелкозернистой бумагой в продольном направлении текстуры древесины.
Операция осуществляется на станках ДКШ-1 с целью облагораживания поверхности. Количество станков 1
Перед шлифованием с фанеры необходимо сметать мусор опилки. Листы фанеры в станок должны подаваться встык друг за другом.
При обнаружении недошлифовки на листах производится повторное шлифование но не более 1 раза.
Необходимо систематически проверять толщину шлифованной фанеры а также следить за толщиной фанеры подаваемой в станок. Листы не соответствующие по толщине откладываются отдельно па подстопное место.
После окончания работы шлифовальные пояса на головках должны быть ослаблены.
13 Сортировка фанеры
Сортировка фанеры - весьма ответственная операция от качества выполнения которой в значительной степени зависят показатели работы всего предприятия. Поэтому она поручается только высококвалифицированным лицам хорошо знающим требования предъявляемые к сортам фанеры и пути устранения обнаруженных дефектов.
Фанеру сортируют по толщинам маркам сортам виду обработки. Нормы допускаемых пороков древесины те же что и для шпона. Сортировка фанеры осуществляется непосредственно возле шлифовальных станков.
Проверенные на дефекты и рассортированные листы фанеры укладываются по сортам и размерам на подстопные места. Листы фанеры укладываются на обложку которая должна быть для 3–5 мм фанеры толщиной 8–10 мм а для фанеры толщиной 6–40 мм 65 мм.
14 Упаковка фанеры и маркировка фанеры
Фанеру упаковывают в пачки массой не более 80 кг. Листы фанеры укладывают в пачки лицевыми сторонами внутрь. Каждую пачку сверху и снизу укрывают упаковочной (низкосортной) фанерой а по кромкам деревянными планками из сухой здоровой древесины. Для упаковки используют полиэстеровую упаковочную ленту по ГОСТ толщиной не менее 08 мм шириной 19 мм. Затем пачку перевязывают металлической (стальной) лентой в продольном и поперечном направлениях.
На каждую пачку фанеры наносят маркировку в которой указывают: наименование предприятия-изготовителя; марку и сорт фанеры породу древесины размеры фанеры слойность число листов в пачке массу пачки обозначение стандарта которому соответствует фанера. Надпись должна иметь четкую маркировку нанесенную несмываемой краской: для фанеры марки ФСФ – фиолетового цвета для фанеры марки ФК- зелёного цвета.
После упаковки и маркировки фанера поступает на склад готовой продукции откуда поставляется потребителю.2 РАСЧЕТ РАСХОДА СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФАНЕРЫ
Расчет расхода сырья ставит своей целью составление: баланса сырья с учетом всех отходов и потерь на основных технологических участках; основных показателей по расчету расхода сырья и шпона.
Расчет расхода сырья осуществляется в следующей последовательности.
1Определение количества обрезной фанеры Q0
Количество обрезной фанеры Q0 определяется по формуле
где qгот - заданный объем фанеры м3;
а1 - потери фанеры из-за ее переобреза на меньший формат (в случае наличия дефектов в краевых зонах листа) потерь при физико-математических испытаниях на упаковку внутрицеховое потребление (a1=1-2 для фанеры общего назначения).
2Объем отходов получаемых при переобрезе испытании
3Количество необрезной фанеры
где а2 - отходы на обрезку фанеры %.
где FH - площадь необрезного листа фанеры м2;
F0 - площадь обрезного листа фанеры м2.
Значение F0 определяется по данным таблицы 1.1[2] а значение FH определяется с учетом припуска на обрезку по длине и ширине листов фанеры который обычно равен 60-80 мм на обе стороны.
обрезной 15251525 мм F0 = 2326 м2
необрезной 16001600 мм Fн = 256 м2
4Объем отходов образующихся при обрезке фанеры:
5 Расход необрезной фанеры на 1м3 готовой фанеры
6Количество сухого шпона используемого для склеивания (поступающего на участок сборки пакетов)
где а3 - потери шпона связанные с его упрессовкой при горячем прессовании %.
где Sф - заданная толщина фанеры мм;
SH - сумма толщин неупрессованных листов шпона из которых состоит один лист фанеры мм.
Из формулы 12 величина Sф определится как:
Величина а3 может быть взята из табл. 1.2 [2] после чего определяется величина Sн по формуле 10.
По величине SH устанавливается схема набора пакетов шпона с учетом толщины шпона и слойности фанеры.
Ряды толщин лущеного шпона приведены в табл. 1.3 [2].
В табл. 1.4 приведены рекомендуемые схемы набора пакетов шпона.
При выборе схемы набора пакетов необходимо иметь в виду следующее:
-в производственных условиях чаще всего используют шпон двух толщин для изготовления фанеры нескольких толщин реже - шпон одной толщины;
-шпон обеих толщин в разных наборах фанеры должен использоваться как для наружных так и внутренних слоев с целью более рационального его использования;
-на наружные слои более целесообразно использовать тонкий шпон на внутренние - толстый.
мм 115 3 а3 = 1304 %
мм 15 × 2 + 115 × 9 а3 = 1011 %
7Потери шпона на упрессовку при склеивании
8Расход сухого шпона на 1м3 готовой продукции
9Количество сухого шпона выходящего из сушилок
где а4 - потери образующиеся при сортировке шпона прирубке и ребросклеи-вании изготовлении лент для починки шпона %; (а4=3-4).
ребросклеивании и починке шпона
11 Расход сухого шпона на 1 м фанеры
12 Количество сырого шпона с учетом потерь на усушку составит
Количество сырого шпона поступающего в сушилку всегда больше количества выходящего из сушилки шпона за счет потерь на усушку шпона.
Потери шпона на усушку его по ширине (тангенциальная) ат и толщине (радиальная) аР можно принять равными:
При конечной влажности березового шпона 5 - 10% усушка березового по ширине листа (поперек волокон) составляет:
Величина тангенциальной усушки лущеного шпона различных пород древесины приведена в табл. 1.7[1].
Принимаем ат = 8% ар= 5%.
13Суммарные потери на усушку шпона по толщине и ширине листов
14 Расход сырого шпона на м3 готовой продукции
15 Выход сухого шпона из сырого составляет
Далее необходимо рассчитать какое количество сырья в виде чураков или кряжей необходимо переработать чтобы получить данное количество сырого шпона.
При лущении чураков образуется шпон в виде полноформатных и не полноформатных (деловых кусков) а также отходы: карандаш и шпон-рванина.
Vч = Vш + Vк + Vр м3 (25)
где VЧ - объем одного чурака;
Vш - выход полноформатного шпона и деловых кусков из одного чурака м3;
VK - объем карандаша;
Vp - объем шпона - рванины получающегося из одного чурака м3.
16 Выход полноформатного шпона и деловых кусков (Vш) из одного чурака может быть определен по формуле в зависимости от сорта сырья
где Дч – диаметр чурака см;
Дк – диаметр карандаша см;
Lч – длина чурака м;
K1 K2 – коэффициенты значения которых зависят от сортности сырья и породы древесины.
Для сырья первого сорта К1 = 076 К2 = 16
Для сырья второго сорта К1 = 075 К2 = 21
При использовании в технологии фанеры сырья различных сортов определяется средневзвешенный выход полноформатного шпона (Vш.ср).
17 Средневзвешенный выход полноформатного шпона и деловых кусков
где Vш.1 Vш.2 - выход полноформатного шпона и деловых кусков из одного чурака соответствующего сорта м3;
PI PII - соответствующее содержание сырья каждого сорта в данной партии %.
18 Объем карандаша определяется из формулы цилиндра
Vч = Vш + Vк + Vр м3 (30)
Vр = 0066 – – 0006 = 001597059 м3
19 Средний выход полноформатного шпона и деловых кусков из сырья каждого сорта определяется
20Выход сырого шпона (полноформатного и деловых кусков) из сырья каждого сорта %
21 Выход сухого шпона из сырья каждого сорта (в %) рассчитывается как
где – выход сухого шпона из сырого %.
22Потребный объем сырья в чураках
23Потребное количество сырья в кряжах с учетом потерь сырья
где а6 коэффициент потерь сырья за счет отходов при хранении и раскряжевке (а6=2 4).
24Выход готовой фанеры из сырья при поставке его (в %)
25Расход сырья на 1 м3 готовой (товарной) фанеры
26 Объем обрезков кряжей
27 Количество отходов
- шпона-рванины из одного чурака
- в виде карандаша из одного чурака
Таблица 1 – Баланс сырья
Наименование показателя
Потери на испытание и переобрез
Готовая продукция отходы и потери
Таблица 2 - Основные показатели по расчету расхода сырья и шпона
Количество (м3)при толщине фанеры (мм)
Количество готовой фанеры
Количество обрезной фанеры
Количество сухого шпона для склеивания фанеры
Количество сухого шпона выходящего из сушилок
Количество сырого шпона
Количество необрезной фанеры
СОРТОВОЙ ВЫХОД ШПОНА И ФАНЕРЫ
Годовой объем фанеры - 35000 м3
- фанеры толщиной 3 мм – 16800 м3
- фанеры толщиной 12 мм – 18200 м3.
Схемы сборки пакетов (наборы) фанеры 3 мм: 115 мм × 3сл.; фанеры 12 мм 15 × 2 + 115 мм × 9 сл. Сортовой состав сырья: 1 сорт - 48 % 2 сорт – 52 %.
Из расчета сырья потребуются следующие данные:
- объем обрезной фанеры 3 мм – 1714286 м3;
- объем обрезной фанеры 12 мм – 1857143 м3;
- расход сырья (в чураках) на программу – 7977004 м3;
- количество сухого шпона для склеивания 3 мм фанеры – 2274348 м3;
- количество сухого шпона для склеивания 12 мм фанеры – 2170135м3;
- выход сухого шпона из сырья 1 сорта – 5739 %; 2 сорта – 5418 %.
Определяем количество сырья каждого сорта:
Qчур 1 = 7977004 048 = 3828962 м3;
Qчур 2 = 7977004 052 = 4148042 м3;
Рассчитываем количество сухого шпона получаемого из сырья каждого сорта:
Qсух 1 = 3828962 05739 = 2197441 м3
Qсух 2 = 4148042 05418 = 2247409 м3
Рассчитываем потребное количество сухого шпона каждой толщины.
Фанера толщиной 3 мм набирается полностью из шпона толщиной 115 мм а фанера толщиной 12 мм из 2 листов шпона толщиной 15 мм. и 9 листов толщиной 1.15 мм.
Шпон толщиной 115 мм фанеры 3 мм составляет 100%. Шпон толщиной 15 мм для 15 мм фанеры составляет :
где Sш – толщина листов шпона одного размера;
S – сумма толщин шпона в фанере.
Количество шпона толщиной 115 мм составит – 3956854 м3.
Количество шпона толщиной 15 мм составит – 487629 м3.
Общее количество шпона составит 4444483 м3.
Из сырья первого сорта получается 2197441 м3 шпона а его для толщины 115 мм необходимо 3956854 м3 следовательно необходимо привлечь часть сырья второго сорта а именно:
56854 – 2197441 = 1759413 м3
Шпон толщиной 15 мм второго сорта составит:
47409 – 1759413 = 487996 м3
Рассчитаем сортовой выход шпона каждой толщины в м3.
Таблица 3 – Количество шпона из сырья каждого сорта толщиной 115
Кол-во шпона (м3) из сырья каждого сорта
Таблица 4 – Количество шпона из сырья каждого сорта толщиной 15 мм
Расчет фанеры толщиной 3 мм.
На лицевой наружный слой можно израсходовать 294530 м3 шпона сорта Е. На оборотный наружный слой потребуется столько же (294530 м3) шпона сорта I.
Объем одного листа сухого шпона:
Vш.115 = 16 16 11510-3 = 0002944 м3
Объем одного листа обрезной фанеры составит:
Vф (3) = 1525 1525 0003 = 0006977 м3
Количество фанеры получаемое из 294530 м3 шпона будет равно:
Шпон сорта Е израсходован полностью. Остаток шпона сорта I составит:
QI = 920560 – 294530 = 626030 м3.
Проверим сколько шпона необходимо задействовать на оставшееся до заданного количества фанеры – 1016278 м3
Это количество необходимо удвоить т.е. шпон идет на оборотную и лицевую стороны листа следовательно будет израсходовано 857652 м3. Остатки шпона сорта I – 626030 м3 следовательно будет израсходовано 428826 м3 сорта I и столько же шпона сорта II.
Остатки шпона: QI = 1972.04 м3 QII = 7609.39 м3.
Таблица 5 – Расход шпона на наружные слои 5 мм фанеры
Расход шпона по сортам фанерым3
Израсходовано шпона м3
Расчет фанеры толщиной 12 мм.
На лицевой наружный слой можно израсходовать 244 м3 шпона сорта Е. На оборотный наружный слой потребуется столько же (244 м3) шпона сорта I.
Объем одного листа сухого шпона толщиной 15:
Vш.15 = 16 16 1510-3 = 000384 м3
Vф (12) = 1525 1525 0012 = 00279075 м3
Количество фанеры получаемое из 244 м3 шпона будет равно:
Сорт Е израсходован полностью остаток шпона сорта I составит:
QI = 907.67 – 244 = 663.67
Наберем фанеру сорта I II:
Остаток шпона сорта II составит:
QII = 1703.11 – 663.67 = 1039.44 м3
Наберем фанеру сорта II II:
Подсчитаем количество набранной фанеры:
Q = 1773.29 + 4823.27 + 3777.11 = 10373.67 м3
До заданного количества необходимо набрать:
Q = 18571.43 – 10373.67 = 8197.76 м3
Проверим сколько шпона необходимо задействовать что бы набрать оставшееся количество фанеры:
Это количество необходимо удвоить т.к. шпон идет на облицовку лицевой и оборотной стороны и составит 172958 м3.
Результаты набора фанеры 12 мм сведем в таблице 6.
Таблица 6 – Расход шпона на наружные слои 12 мм фанеры (15)
Расход шпона по сортам фанеры м3
Таблица 7 – Расход шпона на наружные слои 12 мм фанеры (115)
Рассчитаем теперь достаточно ли оставшегося количество шпона на внутренние слои.
Расход шпона на внутренние слои фанеры.
Фанера толщиной 5 мм (набор 115 × 3)
Фанера толщиной 12 мм по 1 схеме набора
Количество шпона для внутренних слоев фанеры толщиной 3 мм составит:
Количество шпона для внутренних слоев фанеры толщиной 12 мм составит:
Погрешность вычислений составит:
Погрешность объясняется округлением значений при расчетах.
Сводим результаты расчетов сортового выхода фанеры в таблицу 8.
Таблица 8 – Выход фанеры по сортам
Количество фанеры по сортам м3
РАСЧЕТ РАСХОДА КЛЕЕВ
Производственный расход рабочего раствора клея на 1 м3 продукции рассчитывается по формуле:
где q – технологическая норма расхода клея на 1 м2 склеиваемой поверхности гм2;
F – суммарная площадь клеевых прослоек в 1 м3 продукции м2;
f – коэффициент учитывающий организационные потери клея при транспортировке приготовлении нанесении и т.д. равен 102-105.
где Sф – толщина фанеры мм;
m – слойность фанеры;
kобр = – коэффициент учитывающий потери клея при обрезке материала;
Fн – площадь листа необрезного материала м2;
Fо – площадь листа после обрезки м2.
Расчет расхода отдельных компонентов клея на 1 м3 готовой продукции:
где aj – содержание каждого компонента в рабочем растворе %
Состав клея КФ-Б для фанеры марки ФК:
карбамидоформальдегидная смола(КФС) 100 м.ч.
хлористый аммоний 1 м. ч.
древесная мука .3 м. ч.
Состав клея СФЖ-3013 для фанеры марки ФСФ:
фенолформальдегидная смола (СФЖ-3013) 100 м.ч.
древесная мука . .3 м.ч.
параформ . .. .02 м.ч.
РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В
Для расчета количества технологического оборудования необходимо предварительно выполнить расчет расхода сухого шпона и сырья на заданную программу.
При выборе оборудования необходимо учитывать следующее. Производительность и коэффициент загрузки оборудования качество выполняемой операции уровень автоматизации и механизации работ на нем перспективность его использования условия эксплуатации.
Расчетное количество потребного оборудования по отдельным технологическим операциям на заданную программу рассчитывается:
где Q – количество продукции (полуфабриката) определенного вида на заданную программу;
Псм – сменная производительность определенного вида технологического оборудования;
m – число рабочих смен в сутки;
N – число дней работы оборудования в году.
При этом необходимо следить в каких размерностях определяется производительность оборудования. Количество продукции определенного вида должно выбираться из расчета расхода сухого шпона и сырья на заданную программу.
Например производительность лущильного станка в смену определяется в м3 сырого шпона определенной толщины. Количество лущильных станков рассчитывается по расходу сырого шпона этой толщины в м3 на годовую программу. Количество рабочих смен в сутки выбирается с учетом организации работ на отдельных участках технологического процесса (непрерывности процессов сезонного характера работы условий работы и т.п.)
Число дней работы оборудования в году (фонд времени работы оборудования) определяется с учетом продолжительности рабочей смены продолжительности планируемого текущего ремонта оборудования количество календарных рабочих дней в году.
Коэффициент загрузки фактически принятого оборудования:
где nрасч. – расчетное количество единиц оборудования;
nфакт – фактически принятое количество оборудования.
Фактически принятое количество оборудования получается путем округления nрасч до ближайшего целого числа.
В отдельных случаях допустима перегрузка оборудования на 5 10 % (К3 = 105 110) если при расчете производительности оборудования использованы средние параметры режима обработки например скорости подачи числа оборотов шпинделей температуры при оклеивании и т. п. Целесообразно при этом сравнить расчетную производительность со средней производительностью оборудования достигнутой наиболее передовыми промышленными предприятиями.
1 Подготовка сырья к лущению шпона
Подготовка сырья к лущению включает следующие основные операции: гидротермическую обработку сырья (ГТО) окорку и разделку по длине. Последовательность технологических операций на этом участке может быть различной зависит от вида производства породы и размеров используемого сырья и т. д.
Необходимо учитывать что оборудование для окорки и разделки сырья по длине обычно располагают в одном потоке в этом случае производительности окорочных станков и круглопильных должны быть согласованы.
1.1 Гидротермическая обработка сырья
Продолжительность ГТО сырья при производстве фанеры может быть рассчитана по методикам изучаемым в курсе ГТО древесины. При производстве фанеры широкое распространение получил способ прогрева сырья при мягких режимах в открытых бассейнах с температурой воды 40±5°С реже используется способ прогрева в закрытых бассейнах.
Продолжительность прогрева фанерного сырья определяют по формуле
где t – продолжительность прогрева ч (определяется по табл.2.1. и 2.2[3]). Температуру воздуха в Иркутске принимаем -38 0С следовательно t = 18 ч (при среднем диаметре исходного сырья 25 см).
Кn- коэффициент породы древесины: для березы Кп=1;
Кд – коэффициент зависящий от способа доставки: доставленного железной дорогой Кд = 10;
Кх – коэффициент зависящий от способа хранения: дождевание
водное хранение Кх=12.
= 18·1·1·12 = 216 ч.
Открытые бассейны состоят обычно из нескольких секций изготовленных из железобетонных элементов. Загрузка каждой секции осуществляется краном.
Производительность секции определяется по формуле:
где L В Н – соответственно длина ширина и глубина секции м;
К3 – коэффициент загрузки (в пучках К3= 090)
Ку – коэффициент плотности укладки сырья (Ку=070);
Кр – коэффициент рабочего времени (Кр=095);
Тсм – продолжительность смены ч (Тсм=8);
– продолжительность ГТО сырья ч.
Размеры открытых бассейнов зависят от пролета крана. Пролет крана ККУ – 10 составляет 20 м поэтому можно принять L=18 м. Величина В=7 м (из расчета максимальной длины кряжа 62 м; а Н=2 м).
При выборе оборудования необходимо учитывать следующее: производительность и коэффициент загрузки оборудования; качество выполняемой операции; уровень автоматизации и механизации работ на нем; перспективность его спользования; условия эксплуатации.
Псм – сменная производительность определенного вида технологического оборудования;
N – число дней рабочих оборудования в году.
Принимаем 3 секции для ГТО древесины с коэффициентом загрузки
1.2 Раскрой кряжей на чураки
Для раскроя кряжей на чураки чаще всего используются круглопильные однопильные станки балансирного или маятникового типов.
где Т – продолжительность смены ч (Т = 8 ч)
m – количество чураков получаемых из одного кряжа(m = 3).
Vч – объем чурака м3(Vч = 0088 м3);
Кр – коэффициент использования рабочего времени станка обычно принимается 095;
t – продолжительность одного реза или пропила (состоит из затрат времени на продвижение кряжа опускание пилы пиление и подъем пилы) с;
р – количество резов (пропилов) приходящихся на один кряж с учетом оторцовки и возможной вырезки дефектных мест(р = 42).
Принимаем 1 круглопильный станок ПА-15А с коэффициентом загрузки
где Vч – объем чурака м3(Vч =0088 м3);
U – скорость подачи станка ммин;
Кр – коэффициент рабочего времени (Кр =080);
Км – коэффициент машинного времени (Км =085);
Lч – длина чурака м (Lч =16 м).
Принимаем 1 окорочных станка ОК63-1Ф со скоростью подачи U=6-60 ммин. и с коэффициентом загрузки:
2 Лущение и рубка шпона
Для изготовления лущеного шпона в нашей стране распространены поточные линии лущения-рубки-укладки шпона менее – лущения-сушки-рубки-укладки шпона. Основным оборудованием в этих линиях является лущильный станок который определяет пропускную способность всей линии.
Производительность лущильного станка.
В чураках разлущиваемых за смену
в м3 сырого шпона за смену
где Т – продолжительность смены мин;
Тц – продолжительность полного цикла обработки одного чурака с;
К – коэффициент использования рабочего времени (К=094 095);
Vш.ср. – объем сырого шпона (полноформатного и деловых кусков) полученного из одного чурака м3 (определяется при расчете расхода сырья).
Продолжительность полного цикла обработки одного чурака (Тц) включает следующие затраты
где T1 – продолжительность установки чурака зависит от диаметра и формы чурака конструкции станка и центровочно-загрузочного приспособления с. (Т1=3-6 с.)
где hk – глубина внедрения центра кулачка в торец чурака равна в среднем 30-60 мм (принимаем hк = 30 мм);
UH – скорость осевого перемещения наружных шпинделей ммс (принимаем Uн = 70 ммс);
Tз – продолжительность подвода суппорта при ускоренной подаче с ;
где Lc – путь проходимый суппортом на ускоренной подаче мм;
Uc – скорость ускоренной подачи суппорта ммс; (50 100ммс);
Т4 – продолжительность оцилиндровки чурака
где b – коэффициент формы чурака определяется по формуле
а – коэффициент оцилиндровки определяемый по формуле
Дч – диаметр чурака мм;
nш – число оборотов шпинделей мин-1;
Sш – толщина шпона мм;
Т5 – продолжительность лущения оцилиндрованного чуракас ;
где Дк – диаметр карандаша мм;
Т6 – продолжительность отвода суппорта с;
Т7 – продолжительность отвода шпинделяс;
Т8 – продолжительность удаления карандаша 2-3 с (принимаем Т8 = 2 с);
Т9 – продолжительность прочистки просвета между ножом и прижимной линейкой (1-2 с принимаем Т9 = 2с.).
Выбираем лущильный станок ЛУ17-10.
Определяем потребное количество станков:
Принимаем 4 лущильных станка с коэффициентом загрузки
Производительность ножниц для рубки ленты шпона определяется по формуле
где Т – продолжительность смены ч;
Ки – коэффициент использования рабочего времени ножниц (093-095; принимаем Ки = 093);
Vл – объем одного листа сырого шпона м3;
V(115) = 16·16·000115 = 0002944 м3
V(15) = 16·16·00015 = 000384 м3
Кр – коэффициент продолжительности рубки листов % отпродолжительности полного цикла получения шпона от одного чурака;
t – затраты времени на прохождение одного листа шпона через ножницы и отрезку его от ленты (15-5 с) или из технической характеристики ножниц (принимаем t= 2 с).
При отводе шпона от ножниц (без перекладки) Кр=06-08 при перекладывании шпона вручную со стола ножниц на подстопное место Кр= 04-06. Принимаем Кр= 06.
Определяем расчетное количество ножниц:
Принимаем 4 ножниц для рубки шпона НФ-18-3 с коэффициентом загрузки
Сушка шпона необходима для повышения качества склеиваемых древес-нослоистых материалов. Влажность шпона после сушки должна быть в пределах 8+2 % начальная влажность шпона определяется влажностью древесины чураков которая зависит от сезона и способа доставки сырья сроков и условий его хранения вида и продолжительности гидротермической обработки сырья и т.п.
Сушка лущеного шпона в настоящее время осуществляется в сушильных устройствах непрерывного действия. Наиболее распространены в нашей стране роликовые сушилки газовые и паровые менее - ленточные (сетчатые) сушилки газовые и паровые. На производстве в настоящее время полноформатный шпон предпочитают сушить в газовых роликовых сушилках как наиболее производительных. Для кускового шпона особенно неформатного и по длине и по ширине преимущественно используют паровые сушилки с поперечной циркуляцией воздуха которые имеют меньшее чем газовые расстояние между роликами что снижает количество заломов шпона. Объем кускового шпона составляет ориентировочно 15-20 % от всего шпона. В расчетах принимаем 15 % от объемы всего шпона.
Средняя температура в сушилках выбирается как среднеарифметическая величина температур на входе и выходе сушилок. Для газовых сушилок средняя расчетная температура ориентировочно 160-165 °С для паровых - 120-125 °С.
При использовании однокомпонентных фенолоформальдегидных клеев для склеивания требуется сушка шпона после нанесения смолы на шпон или пропитки шпона смолами. С этой целью применяют конвейерные сушилки.
3.1 Расчет производительности роликовых (ленточных) сушилок
Производительность сушилок за смену по сухому шпону
где Т - время работы сушилки за смену мин;
n - число листов шпона по ширине этажа умноженное на число этажей (для полноформатного шпона принимаем n=12; для кускового шпона n =20);
S - толщина листа шпона м;
b - ширина листа после сушки м (16 м);
L - полная рабочая длина сушилки м;
- время прохождения шпона через сушилку мин;
K1 - коэффициент учета времени при переходе от сушки шпона одного вида к другому и равен 09 1 (принимаем K1 = 097);
K2 - коэффициент использования времени работы сушилки К2 = 09 095(принимаем К2 = 095 );
K3 - коэффициент заполнения шпоном рабочей длины сушилки равен 098.
Продолжительность прохождения шпона по всей роликовой сушилки (по зонам сушки и охлаждения) определяется по формуле
где – продолжительность сушки шпона в сушильной зоне мин;
L – полная рабочая длина сушилки м;
l – длина сушильной зоны м.
Продолжительность сушки шпона в роликовых сушилках определяется по формуле
где Wн WK - начальная и конечная влажность шпона % (принимаем 80 и 8% соответственно);
- влажность шпона соответствующая переходу от периода постоянной скорости сушки к периоду убывающей скорости;
Np - скорость сушки в период постоянного ее значения %мин (табл.2.6)[3];
Кр - коэффициент продолжительности сушки в период убывающей скорости сушки (табл. 2.7)[3];
Кп - коэффициент учитывающий породу древесины (для березы равен 1);
Кц - коэффициент учитывающий направление циркуляции воздуха (при продольной циркуляции коэффициент Кц=1; при поперечной выбирается в зависимости от средней температуры агента сушки и составляет для 120°С – 08).
Сушка полноформатного шпона (СРГ-25М)
Определяем продолжительность сушки:
Продолжительность прохождения шпона по всей роликовой сушилки:
Производительность сушилок:
Определяем расчетное количество сушилок СРГ-25М
Принимаем 3 газовые сушилки с коэффициентом загрузки
Сушка кускового шпона (СУР-6)
Определяем расчетное количество сушилок СУР-6
Принимаем 1 паровую сушилку с коэффициентом загрузки
4 Нормализация качества и размеров шпона
Для повышения сортности (качества) шпона проводится его починка т.е. заделка сучков и других дефектов на шпонопочиночных станках. Для повышения объемного выхода шпона кусковой шпон ребросклеивается в форматные листы но перед этим необходимо выравнивать продольные кромки шпона. Для выравнивания продольных кромок в настоящее время чаще применяют гильотинные ножницы.
4.1 Расчет производительности шпонопочиночных станков
где Т - время смены мин;
К - коэффициент загрузки станка К=094;
t1 - вспомогательное время на один лист t1 = 7с;
t2- время затрачиваемое на одну заплатку t2=26c;
n - среднее количество заплаток на один лист 10-15(принимаем n=12);
- длина листа шпона м;
b - ширина листа шпона м;
Починке подлежит 20-30 % от объема сухого шпона в зависимости от сортности сырья
где m - объем шпона подлежащего починке % (20-30).
Объем шпона подлежащего починке:
Производительность шпонопочиночных станков:
Определяем расчетное количество шпонопочиночных мест на базе шпонопочиночного станка ПШ-2
Принимаем 8 шпонопочиночных мест с коэффициентом загрузки
4.2 Расчет производительности гильотинных ножниц
где Lш - длина листа шпона м;
bк- средняя ширина кускового шпона м (03-04; принимаем bк = 04);
hп - высота пачки шпона м (по технической характеристике принимаем 90 мм);
tц - продолжительность цикла обработки мин (4-6 принимаем tц = 5).
Кр - коэффициент рабочего времени (Кр=095).
Расчетное количество гильотинных ножниц марки НГ-18-1:
Принимаем 3 гильотинных ножниц с коэффициентом загрузки:
4.3 Расчет производительности ребросклеивающих станков
По способу подачи шпона ребросклеивающие станки делятся на станки с продольной подачей и поперечной. Способ соединения полос шпона может быть различный: ленточный (с применением гуммированной ленты) безленточный (термореактивный клей) клеевая нить клеи-расплавы.
Производительность станков с продольной подачей
где U - скорость подачи ммин(принимаем по технической характеристике U = 30 м мин);
bш - средняя ширина форматного шпона м(bш = 16 м);
Sш - толщина шпона м;
Кр - коэффициент рабочего времени (096);
Км - коэффициент машинного времени (092);
вк - средняя ширина кускового шпона м(принимаем вк = 04 м);
При использовании термореактивных клеев для ребросклеивания скорость подачи зависит от состава клея толщины шпона и температуры нагревателей.
Расчетное количество ребросклеивающих станков Купер ФРГ:
Принимаем 2 ребросклеивающих станка с коэффициентом загрузки
5 Нанесение клея на шпон холодная подпрессовка и склеивание
Основной технологической операцией производства фанеры является склеивание. Наиболее распространен горячий способ склеивания фанеры в многоэтажных клеильных прессах.
В зависимости от организации производства сборку пакетов холодную подпрессовку их и склеивание могут производить на поточных (механизированных или полуавтоматических) линиях сборки-подпрессовки-склеивания. Производительность такой линии определяется производительностью клеильного пресса но при этом необходимо учитывать производительность участков сборки пакетов холодной подпрессовки которые не должны сдерживать работу клеильного пресса.
Реже эти три операции выполняются на отдельных участках.
5.1 Расчет производительности клеильных прессов
где Т - продолжительность смены мин;
n - число этажей пресса (по технической характеристике пресса Д403820 этажей);
m - число единичных пакетов загружаемых в один промежуток пресса (табл. 2.9)[3];
Sф - толщина фанеры (или другой клееной продукции) мм;
F0 - площадь листа обрезной фанеры м2;
- продолжительность цикла прессования мин;
К - коэффициент использования рабочего времени (094).
Продолжительность цикла прессования фанеры складывается из суммы трех слагаемых
где п с.д. b - продолжительности соответствию пьезотермообработки (прессования) снятия давления и вспомогательных операций мин.
Продолжительность прессования:
Производительность клеильных прессов:
Потребное количество прессов:
Принимаем 3 пресса с коэффициентом загрузки
5.2 Расчет производительности подпрессовочных прессов
Так как подпресовочный пресс расположен в линии соборки пакетов-подпрессовки-склеивания то необходимо согласовывать производительность подпрессовочного пресса с производительностью клеильного.
В этом случае производительность участка подпрессовки пакетов должна равняться или несколько превышать производительность клеильного пресса.
Потребное количество подпрессовочных прессов для бесперебойной работы одного клеильного пресса в этом случае рассчитывается исходя из производительности клеильного пресса.
Если выразить производительность клеильного пресса в количестве склеиваемых за смену пакетов т.е.
где m - число единичных пакетов шпона склеиваемых в одном промежутке многоэтажного пресса;
n - число этажей клеильного пресса;
К - коэффициент использования рабочего времени для пресса К=095;
п - продолжительность цикла работы клеильного пресса мин.
Высота стопы для подпрессовки в уплотненном состоянии должна быть 500-800 мм. Желательно чтобы число пакетов в стопе было равно или кратно числу пакетов склеиваемых за один цикл в клеильном прессе что упрощает организацию производства; с учетом этого количество подпресовачных прессов будет
где К3 - кратность подпрессовываемой стопы по отношению к числу пакетов склеиваемых одновременно в многоэтажном клеильном прессе.
Обычно для 30-40 этажных клеильных прессов кратность равна 1 т.е. высота подпрессованной стопы соответствует суммарной высоте пакетов загружаемых в многоэтажный клеильный пресс для одной запрессовки. При меньшей этажности пресса возрастает кратность до 2-3х.
Кратность стопы пакета при этом будет 4.
Принимаем 3 подпрессовочных пресса ДО-838Б.
5.3 Расчет производительности клеенаносящих станков (вальцового вида)
Потребное количество клеенаносящих станков на один многоэтажный клеильный пресс рассчитывается по формуле
где L - длина намазываемого листа шпона м;
m - количество намазываемых листов шпона необходимое для одной запрессовки пресса шт;
- продолжительность цикла склеивания фанеры мин;
d - диаметр вальцев м;
nв - число оборотов вальцевмин ;
К - коэффициент использования вальцев К=067.. .070
где m - количество листов фанеры склеиваемых в одном промежутке пресса шт;
mп - количество намазываемых листов шпона в одном листе фанеры шт;
n - число этажей клеильного пресса шт.
Производительность клеенаносящих станков для фанеры марок ФК и ФСФ и потребное их количество на один пресс будет:
Принимаем по одному клеенаносящему станку марки КВ18-1 для каждой линии склеивания фанеры.
При работе жидкими клеями клеенаносящие станки располагают на участках сборки пакетов в линиях оборки пакетов-подпрессовки-склеивания. В этом случае суммарная производительность клеенаносящих станков должна быть согласована с производительностью клеильного и подпрессовочного прессов и с производительностью участков оборки пакетов. При позиционной сборке пакетов как правило на каждом участке сборки устанавливают один клеенаносящий станок. Если затраты времени на сборку необходимого числа пакетов не превышают затрат времени нанесения клея на шпон и его транспортировки к участку сборки то количество участков сборки пакетов принимается по количеству клеенаносящих станков. Если же производительность участка сборки пакетов ниже производительности клеенаносящих станков (по фактическим затратам времени взятым в производственных условиях или по ориентировочным нормам приведенным в табл. 2.19) то количество участков оборки рассчитывается следующим образом
где сб. - затраты времени на сборку единичного пакета с;
m - число пакетов склеиваемых в одном промежутке клеильного пресса шт;
n - число этажей клеильного пресса шт;
В этом случае количество клеенаносящих станков принимается по количеству участков сборки.
Принимаем по одному клеенаносящему станку для каждой линии склеивания. Для ФСФ принимаем 2 участка сборки. Для ФК по одному участку сборки на каждый пресс.
6 Участок обработки фанеры
После охлаждения фанера подвергается обрезке. В настоящее время для обрезки фанеры наиболее распространены 4-хпильные (или 2-х пильные спаренные станки). Причем в зависимости от конструкции станка обрезку проводят по 1 листу или по несколько листов в пачке. Переобрез фанеры производит как правило на однопильных станках. Для шлифования фанеры в настоящее время и в перспективе используют широколенточные шлифовальные станки.
6.1 Расчет производительности обрезных станков 4-пильных
(составленных из 2-пильных спаренных)
U - скорость подачи ммин;
n - число листов фанеры в пачке; ;
Sn - высота пачки мм;
Sф- толщина фанеры мм;
К1 - коэффициент использования машинного времени станка К1=09;
К2 - коэффициент использования рабочего времени К2=09;
L b - соответственно длина и ширина листа обрезной фанеры м.
Потребное количество станков марки ЛФО-16 составляет:
Принимаем один обрезной станок с коэффициентом загрузки:
6.2 Расчет производительности шлифовальных станков
Двухсторонние широколенточные шлифовальные станки
U - скорость подачи ммин (по технической характеристике принимаем U = 14 ммин);
К3 - коэффициент заполнения станка (К3=09.. .095);
Кр - коэффициент использования рабочего времени станка (Кр=09 094);
b Sф - ширина (м) и толщина фанеры (мм).
Потребное количество шлифовальных станков:
Принимаем 1 шлифовальный станок с коэффициентом загрузки
7. Расход пара на технологические нужды
Пар расходуется на ГТО сырья на сушку шпона на склеивание фанеры.
Расход пара на ГТО складывается из расхода пара на оттаивание и нагревание в воде.
Оттаивание происходит только в зимнее время и расход пара на 1 м3 древесины составляет 165-210 кг (для березовых кряжей). Принимаем Qотт = 210 кгм3.
Расход пара на нагревание в воде в летнее время составляет 75 кгм3 а в зимнее 150 кгм3.
Продолжительность отопительного сезона (г. Курск) составляет 215 дня.
Средний расход пара на сушку кускового шпона в паровой сушилке СУР-6 определяется из расхода 1100 кг пара на 1 м3 готовой продукции. Следовательно
Расход пара на склеивание фанеры в клеильном прессе для толщин фанеры ФК 5 мм и ФСФ 15 мм составляет 200 и 100 кгм3 соответственно.
Тогда расход пара на 1 м3 готовой клееной продукции составит:
8 Расчет площадей складов
Для обеспечения бесперебойной работы предприятия необходимо иметь запасы сырья полуфабрикатов и готовой продукции. Существуют нормы создаваемых запасов.
Потребная площадь складов для хранения шпона фанеры (м2) может быть определена по формуле:
гдеQ – производительность участка м3ч;
Кн – коэффициент неравномерности укладки (Кн =11-12);
Тр – рекомендуемый срок хранения ч;
hш – высота штабеля (стопы) м;
Кз – коэффициент заполнения штабеля по высоте Кз = 092-095;
Кu – коэффициент использования площади склада в случае применения погрузчиков Кu =05.
Площадь склада сырого шпона перед сушилкой
Высота стопы шпона обычно до 08 м в штабель могут укладываться 2-3 стопы.
В данном случае принимаем hш = 08 м · 2 =16 м. Срок хранения (Tр) принимаем равным 8 часов (из интервала 1 15 смены).
Площадь склада сухого шпона перед сборкой
Принимаем hш = 08·м; Тр = 24 ч.
Площадь склада обрезной фанеры
Принимаем hш = 24 м; Тр = 8 ч.
Площадь склада готовой продукции
Принимаем hш = 24 м; Тр = 20·24 = 480 часов. (из интервала 10 30 дней).
9 Расчет количества электроэнергии потребляемой силовой
Годовое потребление электроэнергии оборудованием
где Руст – установленная мощность электродвигателей соответствующего оборудования кВт;
n – количество установленного оборудования шт;
Кс –коэффициент спроса;
К3 – коэффициент загрузки соответствующего оборудования;
сosφ – коэффициент мощности;
Тф – годовой фонд времени работы оборудования ч.
где N – число дней работы оборудования в году;
m - число рабочих смен в сутки;
Т – продолжительность смены ч;
К3 – коэффициент загрузки соответствующего оборудования.
Полученные данные сведем в таблицу 9.
Таблица 9 - Расчет количества электроэнергии
Потребители электроэнергии
Установ. мощность кВт.
Годовой фонд времени ч.
Годовое потребление кВт.ч
Загрузки оборудования Кз
Круглопильный однопильный станок (ПА-15)
Окорочный станок (ОК63-1Ф)
Лущильный станок (ЛУ17-10)
Шпонопочиночный станок (ПШ-2)
Гильотинные ножницы (НГ18-1)
Ребросклеивающий станок(РС-9)
Клеильный пресс (Д4038)
Подпрессовочный пресс (ДО-838Б)
Клеенаносящий станок (КВ18-1)
Обрезной станок (ЛФО-16)
Шлифовальный станок (ДКШ-1)
Ножеточильный станок
Пилоточильный станок
Рубительная машина (МРГ-40)
Ленточный конвейер для рванины
Цепной конвейер для чураков
Количество электроэнергии израсходованной для производства 1м3 фанеры рассчитывается по формуле:
В данном курсовом проекте мы спроектировали цех по производству фанеры в городе Вологда. Годовой объем производства фанеры составил 35000 м3.
Произвели расчеты основных показателей расхода сырья: количество готовой фанеры 3 мм – 16800 м3 12 мм – 18200м3; количество сырого шпона 3 мм – 2598341м3 12 мм – 2723118 м3; количество чураков 3 мм – 389498м3 12 мм – 4082024 м3.
Определен оптимальный выход фанеры по сортам (с целью получения максимальной прибыли) предприятие выпускает фанеру сорта ЕI III а также II. Рассчитано количество рабочего раствора клея КФ-Б–8309 кгм3 и СФЖ-3013–14276 кгм3. Также для бесперебойной работы цеха найдено необходимое количество технологического оборудования с его синхронизацией (для прессов и сборки фанеры) и коэффициентами загрузки. Определены необходимое количество пара (93578 кг) и электроэнергии (5337 кВт) на выпуск 1 м3 продукции.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Щербинин А.А.Альбом основного технологического оборудования по производству фанеры для курсового и дипломного проектирования студентам специальностей 260200 «Технология деревообработки» и 060800 «Экономика и управление на предприятиях лесного комплекса» А.А. Щербинин О.В. Лавлинская – Воронеж: ВГЛТА 2004 – 35с.
Мурзин В.С. Технология клееных материалов и древесных плит. Расчет расхода сырья и материалов в производстве фанеры [Текст] : методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 250403 – Технология деревообработки В.С. Мурзин Е.М. Разиньков О.В. Лавлинская; фед. агентствопо образованию Воронеж. гос. лесотехн. акад. – Воронеж 2012. – 43 с.
Мурзин В.С. Технология клееных материалов и древесных плит. Расчет технологического оборудования в производстве фанеры [Текст] : методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 250403 – Технология деревообработки В.С. Мурзин Е.М. Разиньков; Фед. агентство по образованию Воронеж. гос. лесотехн. акад. – Воронеж 2012. – 56 с.
Разиньков Е.М. Технология и оборудование клееных материалов и древесных плит [Текст]: учебное пособие Е.М. Разиньков В.С. Мурзин Е.В. Кантиева; Фед. Агентство по образованию ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж 2007. – 353 с.
up Наверх