Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство образования и науки Российской Федерации

Поволжский Государственный Технологический Университет

Кафедра ДОП

Курсовой проект по дисциплине

Технологии клееных материалов и древесных плит

Выполнил ст.гр. ТД-41

Гаврилов Д. В.

Проверила к.т.н.

Колесникова А.А.

г. Йошкар-Ола 2012

Введение

Проблема использования сырья является важной для любого предприятия, особенно выпускающего материалоемкую продукцию. К такой продукции относится фанера, удельный вес древесины в материалоемкости которой составляет около 50%. Поэтому вопросы, связанные с определением источников отходов и потерь древесины, с рекомендациями по снижению расхода сырья, а также с поиском компромиссных решений при использовании пиловочника для выпуска высокосортной фанеры является важными для любого предприятия.

В настоящее время наряду с проблемой, связанной с ухудшением качества поступаемого сырья, встает проблема полного износа оборудования, что влечет за собой ухудшение качества обработки, неустойчивость режимов обработки и, как следствие, повышенный расход сырья и других ресурсов.

Древесина, поступающая на предприятие, определяет технологию изготовления фанеры, состав, количество и тип оборудования, организацию труда и всего производства в целом, а также тип и экономические показатели. В свою очередь, расход древесины на изготовление 1 м3 фанеры в условиях существующего технологического процесса с его случайными возмущениями будет определяться совокупностью характеристик древесины, качеством подготовки фанерных чураков и технологиями, используемыми в производстве фанеры. Цель данного курсового проекта - проектировка заданных технологических линий изготовления фанеры.

Задачами курсового проекта являются: составление производственной программы клеевого участка цеха фанеры, определение потребного количества сырья, клееных материалов и оборудования для проектируемого цеха, а также порядка размещения оборудования в цехе.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части с изображением схемы размещения оборудования на участках сортировки шпона и изготовления фанеры.

1. Характеристика выпускаемой продукции

Фанера это материал, полученный путем склеивания не менее трех листов лущеного шпона с взаимно перпендикулярным направлением волокон в смежных слоях.

Настоящий стандарт распространяется на фанеру общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород древесины.

Фанеру подразделяют в зависимости от внешнего вида поверхности на сорта, по степени водостойкости клеевого соединения на марки, по степени обработки поверхности на шлифованную и нешлифованную.

В зависимости от внешнего вида наружных слоев фанеру подразделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III и IV.

По степени клеевого соединения фанера относится к марке:

ФК - фанера клееная.

Размеры: 1525Ч1525Ч12 (мм)

Условное обозначение фанеры:

Фанера ФК, І/ІY,Е1,Ш1, ГОСТ 3916.1 96.

(Фанера размером 1525х1525мм толщиной 10мм сорт лицевого слоя I, сорт оборотного слоя IV, шлифованная с одной стороны, класс эмиссии Е1).

Технические требования к фанере ФК 1525x1525x10 устанавливаются ГОСТ 3916.1-96.

Для изготовления наружных слоев фанеры применяют шпон лиственных пород: березы, ольхи, клена, ильма, бука, осины, тополя, липы. Для внутренних слоев, кроме названных, также применяют шпон хвойных пород: сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра.

Фанера считается изготовленной из той породы древесины, из которой изготовлены ее наружные слои.

Фанеру, изготовленную из древесины одной или различных пород, подразделяют соответственно на однородную и комбинированную.

При четном числе слоев шпона два средних слоя должны иметь параллельное направление волокон. Симметрично расположенные слои шпона по толщине фанеры должны быть из древесины одной породы и толщины.

Толщина шпона, применяемого для наружных слоев фанеры, не должна превышать 3,5 мм, а внутренних слоев - 4 мм.

В наружных слоях фанеры не допускаются пороки древесины и дефекты обработки, превышающие ограничения, установленные в таблице.

Во внутренних слоях фанеры допускаются пороки древесины и дефекты обработки, не влияющие на ее качество и размеры.

Учет фанеры производят в квадратных метрах и (или) кубических метрах. Объем одного листа определяют с точностью до 0,00001 м3, объем партии фанеры - с точностью до 0,01 м3. Площадь листа фанеры учитывают с точностью до 0,01 м2, площадь листов в партии - с точностью до 0,5 м2.

Маркировка наносится несмываемой краской на оборотную сторону каждого листа фанеры с указанием марки, сорта фанеры, номера сортировщика.

На пакет фанеры наносят маркировку, содержащую:

- наименование страны-изготовителя;

- наименование предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак;

- условное обозначение фанеры;

- количество листов в пакете;

- обозначение национального знака соответствия для сертифицируемой продукции.

Транспортная маркировка - по ГОСТ 14192.

Допускается при поставке на экспорт наносить дополнительную маркировку.

Пакетирование и упаковка

Фанера должна быть сформирована в пакеты массой не более 1500 кг отдельно по породам, маркам, сортам, классу эмиссии, видам обработки поверхности и размерам.

Допускается по согласованию изготовителя с потребителем упаковывать в пакеты другой массы.

Пакетирование и упаковку фанеры, поставляемой в районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности, производят по 4.6.1 и ГОСТ 15846.

Правила приемки

Фанеру принимают партиями.

Партия должна состоять из фанеры одной породы древесины, марки, одного сорта, класса эмиссии, вида обработки поверхности и размера листов.

Партия должна быть оформлена одним документом о качестве, содержащим:

- наименование страны-изготовителя;

- наименование и (или) товарный знак предприятия-изготовителя и его адрес;

- условное обозначение фанеры;

- объем или площадь листов в партии;

- штамп технического контроля;

- обозначение национального знака соответствия для сертифицируемой продукции.

Качество и размеры листов фанеры проверяют выборочным контролем. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем осуществлять проверку сплошным контролем

Предел прочности при скалывании по клеевому слою, предел прочности при статическом изгибе волокон наружных слоев, предел прочности при растяжении вдоль волокон контролируют для каждой марки, толщины и слойности фанеры не реже одного раза в месяц. Допускается контроль для каждой партии по согласованию изготовителя с потребителем, для этого отбирают 0,1% листов от партии, но не менее одного листа.

Показатель содержания формальдегида контролируют для фанеры марки ФК - один раз в 15 сут каждой толщины фанеры.

Для контроля содержания и выделения формальдегида отбирают один лист фанеры от любого объема выборки. Допускается контроль по согласованию изготовителя с потребителем один раз в 7 сут.

Партию считают соответствующей требованиям настоящего стандарта и принимают, если в выборках:

- количество листов фанеры, не отвечающих требованиям стандарта по размерам, косине, прямолинейности, порокам древесины и дефектам обработки, меньше или равно приемочному числу;

- все листы фанеры не имеют пузырей, расслоения и закорины;

- содержание формальдегида соответствует нормам, установленным в таблице 6.

Методы контроля

Отбор образцов - по ГОСТ 9620, ГОСТ 27678, [1] - [3].

Длину и ширину фанеры измеряют в двух точках параллельно кромкам на расстоянии не менее 100 мм от кромок металлической рулеткой по ГОСТ 7502 с погрешностью 1 мм. За фактическую длину (ширину) листа принимают среднее арифметическое значение результатов двух измерений.

Толщину измеряют на расстоянии не менее 25 мм от кромок и посередине каждой стороны листа толщиномером по ГОСТ 11358 или микрометром по ГОСТ 6507 с ценой деления не более 0,1 мм.

За фактическую толщину листа принимают среднее арифметическое значение результатов четырех измерений.

Разнотолщинность в одном листе фанеры определяют как разницу между наибольшей и наименьшей толщиной четырех измерений.

Влажность - по ГОСТ 9621.

Предел прочности при скалывании по клеевому слою - по ГОСТ 9624.

Предел прочности при статическом изгибе - по ГОСТ 9625.

Предел прочности при растяжении - по ГОСТ 9622.

Содержание формальдегида - по ГОСТ 27678 (указанный метод используют в качестве арбитражного), выделение формальдегида в окружающую среду - по ГОСТ 30255 и [1].

Шероховатость поверхности - по ГОСТ 15612.

Измерение пороков древесины и дефектов обработки - по ГОСТ 30427.

Отклонение от прямолинейности кромок листа фанеры определяют измерением максимального зазора между кромкой листа и кромкой металлической линейки щупом по ГОСТ 8925 с погрешностью 0,2 мм.

Измерение косины - по ГОСТ 30427.

Коэффициент звукопоглощения - по ГОСТ 16297.

Ударная вязкость при изгибе - по ГОСТ 9626.

Звукоизоляция - по ГОСТ 27296.

Твердость - по ГОСТ 9627.1.

Биологическая стойкость - по [2].

Класс горючести - по ГОСТ 30244 и ГОСТ 12.1.044.

Коэффициент теплопроводности - по ГОСТ 7076.

Коэффициент сопротивления водяному пару - по ГОСТ 25898.

Транспортирование и хранение

Фанеру транспортируют в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта.

Транспортирование и хранение фанеры, отправляемой в районы Крайнего Севера и труднодоступные районы, - по ГОСТ 15846.

Фанеру хранят в виде горизонтально уложенных пакетов на поддонах или деревянных прокладках в закрытых помещениях при температуре от минус 40 до плюс 50°С и относительной влажности воздуха не более 80%.

шпон сушилка склеивание фанера

2. Расчет сырья и материалов в производстве фанеры

Доля лесоматериалов по сортам, %, определятся по формулам

,

где - доля первого сорта; - доля второго сорта; - доля третьего сорта; - коэффициент второго сорта.

Расход сырья на 1 м3 сырого шпона;

Нормы расхода сырья на 1 м3 сырого шпона для первой группы диаметра L1, для второй - L2, для третьей - L3 в зависимости от сортности лесоматериалов, породы древесины, длины чураков можно определить по формулам

;

,

,

,

где К0 - коэффициент породы древесины с учетом процента ложного ядра в чураках. Для березы с ложным ядром 10 %, 15 %, 20 %, 30 % соответственно К0 = 1,012; 1,018; 1,024; 1,036, для сосны К0 = 0,98, для ольхи К0 = 1,04; К2 - поправочный коэффициент на длину чурака, (см. табл.4.3); Q1…Q9 - нормативы расхода сырья на 1 м3 сырого шпона для 1, 2, 3 сортов по группам диаметров.

Коэффициенты для расчета средней нормы по каждому диаметру вычисляются следующим образом:

Среднюю норму расхода сырья на 1 м3 сырого шпона

.

Норма расхода сырого шпона на 1 м3 сухого шпона определяется по зависимости

,

где - тангенциальная усушка. Для древесины берёзы %.

Расход сухого шпона на 1 м3 фанеры определяют с учетом коэффициентов потерь и упрессовки пакетов по формуле:

где К1 - коэффициент технологических потерь шпона; К3 - коэффициент шлифовки фанеры; К4 - коэффициент нахлестки для большеформатной бакелизированной фанеры ФБС, ФБВ, древесных пластиков ДСП (табл. 4.5), формула (4.9); К6 - коэффициент отходов на прирубку шпона при ребросклеивании; К7 - коэффициент на починку листов шпона (табл. 4.6); У2 - упрессовка фанеры; W - отходы при обрезке фанеры, %.

Количество отходов, %, определяется по формуле

,

где Fн, Fo - площади необрезого, обрезного форматов.

Расход сырья на 1 м3 фанеры (Н) определяют на основе вычисленных пооперационных норм

.

Отходы на карандаши из 1 м3 сырья по группам чураков составят

где L0 - длина чурака, м; V1, V2, V3 - объем одного чурака по группам сырья, м3, (см. табл. 4.7); G1, G2, G3 - средние диаметры карандашей в группах чураков, мм

Среднее значение отходов на карандаши для групп разных диаметров

.

Отходы на оцилиндровку

.

Данные отходы целесообразно перерабатывать в технологическую щепу для производства древесностружечных плит.

Отходы на карандаши (О7) и на оцилиндровку (О8) на годовую программу

,

Расход сырья (М0), сырого шпона (М1), сухого шпона (М2) на программу определяют по следующим формулам:

где К5 - доля чураков определенной длины в объеме всей партии лесоматериала.

Сменное задание по сырью (С0), сырому шпону (С1), сухому шпону (С2) и фанере (F0) определяют по формулам



,

где G0 - годовой фонд рабочего времени в днях. При пятидневной рабочей неделе и восьмичасовом рабочем дне G0 = 250…255 рабочих дней; N - число смен в сутки.

Расход сырья на программу по сортам рассчитывают следующим образом

.

Расчет сырья и материала на ЭВМ IВМ РS



Рис. 2.1 Продоление расчета лесоматериалов

3. Расчет клеевых материалов

Расход клея на 1 м3 фанеры определяют с учетом нормативов расхода 13 и рассчитывают по формуле

где qуд - удельный норматив расхода клея, кг/м2; Fо, Fн - обрезной, необрезной форматы фанеры, м2; Nс - слойность фанеры, шт. Sф - толщина фанеры, м; Кп - коэффициент технологических потерь, К.п = 1,05…1, 15.

Нормы расхода клея при контактном способе нанесения на клеевых вальцах для наиболее распространенных смол приведены в табл. 4.8. Средний расход клея в производстве фанеры составляет 100…150 г/м2,

Слойность фанеры рассчитывается в зависимости от заданной толщины листа шпона Sш. Рекомендуется нечетное количество слоев.

;

где - сумма толщин шпона в пакете; - толщина одного листа шпона; m - число шлифуемых сторон фанеры, для декоративной, бакелизированной фанеры, древеснослоистых пластиков т = 0; У2 - упрессовка для данного вида фанеры.

На лущильных станках предприятий может выпускаться шпон толщиной 0,55…2,2 мм с градацией 0,05 мм. Для древеснослоистых пластиков рекомендуется толщина шпона 0,55...0,75 мм, для бакелизированной фанеры - 1,15...1,5 мм, для остальных видов - 1,2...2 мм.

При склеивании фанеры ФК, фанерных плит с предварительной холодной подпрессовкой пакета рекомендуется следующий рецепт клея: смола КФ-Ж (КФ-О, КФ-Б) - 100 массовых частей (м. ч.); лигносульфонат КБ-Ж - 20 м. ч.; пылевидный альбумин - 0,5…2 м. ч.; хлористый аммоний - 0,5…1 м. ч.

Рецепт клея, в м. ч., состоит из нескольких компонентов:

R = E + H + X + A +...

Тогда расчет каждого компонента на 1 м3 фанеры, кг, будет

Q1 =

H1 =

X1 =

A1 = и т.д.

Расход клея на программу, кг,

, или 3329,7т.

где P0 годовая программа по выпуску фанеры, м3.

Расход компонентов на программу следующий:

Q9 = Q1·P0=91,3•30000=2739000

H9 = H1·P0=18,27•30000=548100

X9 = X1·P0=0,46•30000=13800 A9 = A1·P0=0,91•30000=27300



Рис. 3.1 Расчет клеевых материалов

4. Схема технологического процесса выпускаемой продукции

В ассортименте продукции, выпускаемой фанерными предприятиями, наибольший объем составляет фанера общего назначения. Типовой технологический процесс изготовления фанеры показан на рис. 4.1

Лесоматериалы поступают на склад и извлекаются из воды башенным краном, а из вагонов - консольно-козловым краном ККС-10 (3), укладываются в штабеля или непосредственно в бассейны для гидротермической обработки, где осуществляется проварка сырья в течение 6…24 часов.

После проварки кряжи поступают на окорочный станок (4), а затем на круглопильный станок АПЗ пильный агрегат Зеленкова (5).

Полученные чураки продольным цепным транспортёром перемещаются к линии лущения и рубки шпона, которая состоит из поперечного транспортёра, накопителя брёвен, центровочнозагрузочного устройства, лущильного станка (6), транспортёрапетлеукладчика, пневматических ножниц (7) и укладчика шпона.

Сырой шпон перевозится электропогрузчиком к роликовым паровым или газовым сушилкам (8), которые оборудованы разгрузочными устройствами. Шпон высушивается до влажности 7…10 %, сортируется на линии сортировки (9) и направляется к клеевым вальцам (13).

Кусковый шпон выравнивают на гильотинных ножницах (11), проводят ребросклеивание (12). Сучки на шпоне вырезают и и ставят заплатки на шпонопочиночных станках (10). Починенный шпон также направляют к клеевым вальцам (13).

Из намазанных смолой листов шпона собирается пакет. Сборные пакеты подпрессовывают в однопролётном прессе (15), а затем прессуют в горячих прессах (16) с загрузочными и разгрузочными этажерками.



Рис. 4.1. Схема технологического процесса производства фанеры: 1 сухопутная доставка сырья; 2 укладка сырья в штабель; 3 гидротермическая обработка сырья; 4 окорка сырья; 5 раскрой кряжей на чураки; 6 лущение чурака; 7 рубка ленты шпона на форматные листы; 8 сушка шпона; 9 сортировка сухого шпона; 10 починка листов шпона; 11 прирубка кромок кускового шпона; 12 ребросклеивание шпона; 13 нанесение клея на шпон; 14 сборка пакетов; 15 холодная подпрессовка пакетов; 16 горячее склеивание пакетов шпона; 17 охлаждение фанеры; 18 обрезка фанеры по размерам; 19 шлифование фанеры; 20 сортировка фанеры; 21 починка фанеры; 22 упаковывание фанеры. Фанера охлаждается на веерном охладителе (17), обрезается по формату на обрезном станке (18), шлифуется (19). Готовая фанера сортируется на линии сортировки (20) и упаковывается (22).

4.1 Обоснование выбора оборудования

При выборе оборудования для технологического процесса необходимо учитывать следующие требования:

1) станки должны быть современные, отечественного или зарубежного производства и подобраны по справочникам, по каталогам деревообрабатывающего оборудования с учетом технологических особенностей изготовления фанерной продукции;

2) на оборудовании необходимо обеспечить возможность обработки материалов заданных размеров с максимальным выходом продукции;

3) станки необходимо выбирать с учетом минимального энергопотребления, максимальной загрузки и экономически эффективные;

4) габариты оборудования должны вписываться в размеры цеха и удовлетворять условиям монтажа.

Ведомость оборудования:

1) Консольно-козловой кран ККС-10 и грейфер ВМГ-10М

Грузоподъемность = 10 т.

Масса грейфера = 1,9 т.

2) Окорочный станок ОК63-1Ф (Россия)

Диаметр окариваемых кряжей (чураков) = 100…580 мм.

Наименьшая длина кряжа = 3000 мм.

Скорость подачи = 6…60 м/мин.

3) Круглопильный станок для разделки кряжей на чураки АЦ-1

Наибольший диаметр разделываемого кряжа = 100/460 мм.

4) Лущильный станок 3VKKT66/L65 для L=1,6

Длина чурака наибольшая = 1650 мм.

Длина ножа = 1680 мм.

Диаметр чурака наибольший = 750 мм.

Толщина шпона = 0,5-3,8 мм.

5) Ножницы для рубки шпона APL68KM для L=1,6

Длина ножа = 1750 мм.

6) Укладчик шпона VPL68-78/100 для L=1,6

Наибольшая длина шпона = 1630 мм.

Наименьшая длина шпона = 1270 мм.

Наибольшая ширина шпона = 1780 мм.

7) Роликовая газовая сушилка СРГ-25М

Число этажей = 8.

Рабочая длина камер сушки = 14,2 м.

Рабочая длина камер охлаждения = 2,16 м.

8) Шпонопочиночный станок VPR-165

Толщина шпона = до 6 мм.

Габаритные размеры станка: длина = 3400 мм; ширина = 1750 мм.

9) Гильотинные ножницы НГ-18

Размеры обрабатываемой пачки: длина = 2200 мм; ширина = 75 - 1800 мм.

Высота сечения = 18 мм.

10) Ребросклеивающий станок РС-9

Скорость подачи 14 - 40 м/мин.

11) Клеенаносящий станок 2LV27

Наибольшая ширина заготовки = 2600 мм.

Наибольшая окружная скорость вальцов = 0,67 м/с.

12) Пресс для холодной подпрессовки пакетов ДО-838Б

Размеры стола пресса = 1800Ч1800 мм

Высота рабочего промежутка = 1200 мм.

13) Оборудование, входящее в состав линий УГП-20

14) Пресс для склеивания фанеры 30-VPH (Финляндия)

Номинальное усилие: 7,7 МН

Размеры нагревательных плит: 1750Ч1750Ч45 (мм)

Число этажей: 30

Число главных цилиндров: 4

Диаметр главных плунжеров: 280 мм

15) Круглопильный обрезной станок ЦФ-190

Число пил = 2 штуки

Диаметр пилы = 400 мм

Максимальные размеры обрезаемой пачки: 1900Ч1900Ч50 (мм)

Скорость подачи: 10 - 50 м/мин

16) Шлифовальный станок SKV-376

Размеры шлифуемого материала: 2100 (наиб. Ширина)Ч450(наим. Длина)

Толщина шлиф. Материала: 3 - 200

Скорость подачи: 5 - 15 м/мин

4.2 Гидротермическая обработка сырья

Для придания древесине пластичности, повышения качества окорки и лущения, получения гладкого и прочного шпона, проводят гидротермическую обработку сырья. Тепловая обработка сырья может проводиться по мягким режимам, применяемым в открытых варочных бассейнах с температурой воды 30…45 °С и по жестким режимам в закрытых бассейнах с температурой воды 60…80 °С [10, 16].

Наиболее распространены открытые бассейны, состоящие из железобетонных секций, которые могут быть разделены на отсеки или без них. Размеры открытых бассейнов по длине зависят от пролета выбранного крана, а по ширине от длины обрабатываемых кряжей.

Загрузка сырья может осуществляться в пучках, в специальных контейнерах и с помощью грейферных захватов. Для погрузочноразгрузочных работ используем грузоподъемный кран ККС10.

Часовая производительность консольно-козловых кранов, м3/ч, определяется по формуле

где V0 - средний объем пачки бревен, м3; K1 - коэффициент использования рабочего дня: K1 = 0,9; K2 - коэффициент использования крана: K2 = 0,8…0,85; T - цикл обработки одной пачки груза: T = 240…400 с. Средний объем пачки бревен

V0 =

где P грузоподъемность грейфера, т; M - масса грейфера , т [14].; K - коэффициент загрузки: K = 0,5; P1 - средняя плотность древесины: P1 = 0,8 т/м3.

Сменная производительность одной секции открытого варочного бассейна, м3/смену, рассчитывается следующим образом:

Псм = ,

,

где Е - емкость одной секции, м3; T - продолжительность смены, ч; ф1 продолжительность теплообработки, ч; ф2 - время, затрачиваемое на загрузку и разгрузку секции; L - длина секции: L = 28,4 м для крана ККС-10 с шириной пролета 32 м и расстоянием от подкрановых путей до бассейна 1,8 м; B - ширина секции, равная длине загружаемых кряжей с некоторым запасом (для конструкции, разработанной Гипродревом): B = 8,4 м при длине кряжа 6,5 м; Н - глубина секции: Н = 2…3 м; - коэффициент заполнения: = 0,5.

,

где фтабл - табличное значение времени проварки (при -20 градусах фтабл=24)

Kп - коэффициент породы древесины: для сосны, ели, кедра

Kп = 1,0; для лиственницы Kп = 1,2

Kд - коэффициент способа доставки: при сплавном способе Kд = 1,2;

при доставке по железной дороге Kд = 1,0

Kх - коэффициент способа хранения: при дождевании, водном хранении Kх = 1,0;

при влагозащитной замазке Kх = 1,2;

при плотной укладке Kх = 1,4;

Пч - часовая производительность крана, м3/ч.

Необходимое число секций варочного бассейна определяется по формуле

секции варочного бассейна,

где С0 - сменное задание по сырью, м3.

С учетом чистки бассейна принимают дополнительно одну секцию.

2+1=3 секции

4.3 Оборудование окорочно-распиловочного участка

Окорка сырья в зависимости от климатических условий предприятия может осуществляться как перед разделкой кряжей на чураки, так и после разделки.

Часовая производительность окорочных станков, м3/ч, определяется по формуле

м3/ч,

м3

где U - скорость подачи, м/мин.; V, - объем чурака (кряжа), м3;
L - длина чурака (кряжа), м; Kд - коэффициент использования рабочего дня, Kд = 0,8…0,85; Kм - коэффициент использования машинного времени: Kм = 0,7…0,85.

Для раскроя по длине применяют круглопильные станки балансирного и маятникового типа. Наиболее распространены пильные агрегаты Зеленкова (АПЗ), состоящие из балансирного круглопильного станка, устройства для зажима кряжа, подающего и приемного конвейеров и конвейера для отходов.

Часовая производительность круглопильных станков для раскряжевки, м3/ч

Пч= ,

где Kд - коэффициент использования рабочего дня:

Kд = 0,9…0,95;

Kм коэффициент использования машинного времени, Kм = 0,7…0,85; n - число пропилов, приходящихся на один чурак с учетом вырезки дефектных мест n = 1,25…1,5; Z цикл обработки, с, зависящий от диаметра кряжа.

Необходимое количество оборудования рассчитывается по формуле

; Псм = 8 Пч

Окорочный станок

, т.е 1 окорочный станок .

Псм = 8•Пч=8•19,23=153,84

где С0 сменное задание по сырью, м3.

Круглопильный станок:

, т. Е. один круглопильный станок.

Псм = 8•Пч=8•15,68=125,44,

4.4 Линии лущения-рубки шпона

Производительность лущильного станка определяют по продолжительности цикла лущения чураков, который вычисляют по формулам

Z1 = T1 + T2 +T3 + T4 + T7 + T8 + T9 =4,2 + 1,7 + 0,6 + 37,1 + 2 + 0,7 + 2 = 48,3 ,

Z2 = T1 + T2 +T3 + T5 + T7 + T8 + T9 =4,2 + 1,7 + 0,6 + 51 + 2 + 0,7 + 2 =62,2 ,

Z3 = T1 + T2 +T3 + T6 + T7 + T8 + T9 =4,2 + 1,7 + 0,6 + 66,5 + 2 + 0,7 + 2 = 77,7 ,

где Z1 , Z2, Z3 - цикл лущения в секундах для каждого диаметра; Т1 - время установки чурака: Т1 = 4,2 с [14]; Т2 - время на зажим чурака шпинделями: Т2 = 1,7 с; Т3 подвод суппорта:
Т3 = 0,6 с; Т4 (Т5,Т6) - продолжительность оцилиндровки, лущения чураков различных диаметров, с, причем

с.

с.

с.

Где В0 - коэффициент формы чурака, для березы В0 = 0,935 + 0,167L0(1,202); L0 - длина чурака, м; d 1, d 2 d 3 - диаметры чураков, мм; Sш толщина шпона, мм; G1, G2, G3 - диаметры карандашей, мм; N1, N2, N3 - число оборотов шпинделей в минуту; T7 - отвод суппорта, T7 = 2,0 с; T8 - время прочистки засорений между лущильным ножом и прижимной линейкой: T8 = 0,7 с; T9 - время отвода суппорта: T9 = 2,0 с.

Сменную производительность лущильного станка в м3 сырого шпона для каждого диаметра определяют по формуле

м3

м3

м3,

где Псм - сменная производительность лущильного станка, м3;T - продолжительность смены, ч; J1 - коэффициент использования станка: J1 = 0,85…0,88; J2 - коэффициент использования рабочего времени: J2 = 0,9; V1, V2, V3 - объем одного чурака для данной партии сырья, м3; L1, L2, L3 - норматив расхода сырья на 1 м3 сырого шпона для данной партии, м3.

Сменную производительность ножниц для рубки шпона, м3/см, рассчитывают по следующим образом

м3/см,

где L0, B0, Sш - длина, ширина, толщина шпона, м; 1,09 - коэффициент, учитывающий усушку шпона; 60 - процент продолжительности рубки шпона от общего цикла, может составлять 60, 65, 70 % [1]; Z0 - цикл рубки одного листа шпона: Z0 = 2; 2,5; 3c.

Производительность линии лущения-рубки П1, П2, П3 для каждого диаметра принимают по минимальной производительности оборудования данного потока по производительности лущильного станка или по производительности ножниц для рубки. Если производительность ножниц меньше производительности лущильного станка, то производительность линии будет равняться производительности ножниц.

Средняя производительность линии составит

,

где П1, П2, П3 - производительность линии по разным диаметрам партий чураков; X1, X2, X3 - процентное соотношение партий сырья.

Расчетное число линий лущения-рубки шпона определяют исходя из сменного задания по сырому шпону С1:

Для длины чурака 1,6 м.

Рис. 4.2 Расчет линии лущения-рубки для длины чурака 1,6 м

4.5 Оборудование для сушки шпона

Выбираем роликовую газовую сушилку СРГ-25.

Производительность роликовых сушилок, м3/ч, 10 определяется по формуле

, =22.29

где m число этажей сушилки; n число листов шпона по ширине этажа; L рабочая длина сушилки, м; Sш, B толщина и ширина шпона, м; K1 коэффициент учета времени при переходе от сушки шпона одного вида к другому: К1 = 0,95; K2 коэффициент использования рабочего времени: К2 = 0,9...0,95; K3 коэффициент заполнения сушилки по длине: K3 = 0,9...0,95; продолжительность сушки, мин.

Продолжительность сушки, мин, определяется по формуле

где Wн, Wк начальная и конечная влажность, %:

Wн = 60, 80, 100 %; Wк = 6…12 %; Кп - коэффициент породы, учитывающий плотность древесины: для березы Кп = 1; для сосны и лиственницы Кп = 1,2 до t = 110 C, Кп=1при t = 110…125 C, Кп = 0,9 при t 130 C; Кц коэффициент циркуляции воздуха: при продольной циркуляции Кц = 1; при поперечной циркуляции Кц зависит от температуры.

N и Кс коэффициенты первого и второго периодов сушки, зависящие от вида циркуляции агента сушки. Для роликовых сушилок с продольной циркуляцией агента сушки СРГ-25, СРГ-25М

где t средняя температура агента сушки; а коэффициент источника обогрева: при паровом обогреве а = 1, при газовом
а = 0,75; скорость агента сушки: = 1...3 м/с; Sш толщина шпона, мм.

Расчетное количество сушилок определяют исходя из сменного задания по сухому шпону С2:

сушилки

Рис. 4.3 Расчет режимов сушки

4.6 Оборудование для сортировки лущеного шпона и его нормализации

Выбираем шпонопочиночный станок VPR-165.Выбираем гильотинные ножницы НГ-18.Выбираем ребросклеивающий станок РС-9.

Производительность шпонопочиночного станка определяется по формуле

где: V объем одного листа шпона, м3; K коэффициент использования рабочего времени: K = 0,94; tр - время ручных операций: tp = 6…7 с; t1 время на установку заплатки: t1 = 12 с; t2 время на перемещение листа, t2 = 0,4…0,8 с; n количество заплаток на 1 листе: n = 3-20.

Тогда количество оборудования рассчитывают по уравнению

m = станок,

Псм=8·0, 082 =0,656 м3/смену,

Производительность гильотинных ножниц или кромкофуговальных станков,

где L длина листа шпона, м; Bд средняя ширина делянок (кусков): Bд = 0,3…0,4 м; Hп высота пачки кускового шпона, при резе вдоль волокон наибольшая высота пачки Hп = 90 мм = 0,09 м; K коэффициент использования станка: K = 0,95; Z время цикла обработки: в среднем Z = 4…6 мин.

Тогда количество оборудования рассчитывают по уравнению

m = , Псм =8 Пч = 8 · 0,49 = 3,92 м3/смену

Производительность станков PC-9, м3/ч,

где U скорость подачи, м/мин.: для станка РС-9 U = 14-40 м/мин.; B, S ширина и толщина форматного листа шпона, м; K1 - коэффициент использования рабочего времени: K1 = 0,95; K2 - коэффициент использования машинного времени: K2 = 0,92.

Тогда количество оборудования рассчитывают по уравнению

m = станок

Псм =8 П ч =8·0,61=4,84м3/смену,

где С2 сменное задание по сухому шпону, м3; Псм производительность оборудования в смену, м3/смену.

4.7 Склеивание фанеры

4.7.1 Сборка пакетов

Перед склеиванием фанеры производят сборку пакетов.

При изготовлении фанеры число намазываемых листов шпона в 1 листе фанеры при нечётной слойности для фанеры общего назначения определяется по формуле

,

где Nс число слоев фанеры

Выбираем клеенаносящий станок 2LV27.

Производительность клеевых вальцов

где Тс - продолжительность смены в минутах; Ки - коэффициент использования рабочего времени: Ки = 0,8-0,9; Vл - объём 1 листа шпона, м3; lш длина листа шпона, м; Vо - окружная скорость барабанов, м/с; Кс коэффициент скольжения: Кс = 0,95; Тп - время подачи серединок в вальцы, с: на 1 лист Тп = 1с; Тк - косвенные затраты на 1 лист: по хронометражным данным Тк = 1,5…2,0 с.

Количество клеевых вальцов с учётом числа намазываемых листов

,

где С2 - сменное задание по сухому шпону; К - коэффициент числа намазываемых листов: .

Участок склеивания также включает операцию холодной подпрессовки пакетов.

Для подпрессовки используют холодный однопролетный пресс ДО-835-5 с размерами плит 1800Ч1800 [14].

Производительность холодного пресса, м3/ч

,

где L, b - длина и ширина форматного листа шпона, м; K1 - коэффициент использования рабочего времени: K1 = 0,9; K2 - коэффициент укладки шпона, K2 = 0,7; H - высота промежутка пресса; Z - время цикла запрессовки, мин.: Z ? 9 мин. При производительности 10 м3/ч.

4.7.2 Режимы склеивания фанеры и расчет прессового оборудования

Пресс для склеивания фанеры 30-VPH (Финляндия)

Толщина прессуемого пакета, мм, определяется по суммарной толщине шпона:

где - сумма толщин шпона в пакете; m - число шлифуемых сторон фанеры: для декоративной, бакелизированной фанеры, древеснослоистых пластиков т = 1; У2 - упрессовка для данного вида фанеры, У2=10 (см. подраздел 4.1).

Слойность фанеры, мм,

где Sш - толщина одного листа шпона, мм, принимаемая с градацией 0,05 мм для данного вида фанерной продукции.

По удельному давлению определяется манометрическое давление для 1-й и 2-й ступеней прессования, Мпа (кгс/см2):

1 ступень

,

2 ступень

,

Продолжительность термообработки, мин., для фанеры ФК

,

Цикл прессования, мин., для фанеры:

ФК:

где Тсн время снижения давления: Тсн = 1…2 мин.;
Твсп время вспомогательных операций, мин.: Твсп = 1,5…2 для ФК.

Производительность пресса определяется по формуле

где - длина, ширина, толщина фанеры; Nэ - число этажей пресса; М число листов фанеры на этаже пресса; Nс слойность фанеры; K1, K2 - коэффициенты использования рабочего дня и оборудования: K1 =0,8…0,9; K2 =0,75…0,8. Потребное количество прессового оборудования рассчитывается по зависимости

пресса

где F0 сменное задание по фанере, м3.

Рис. 4.4 Рассчет режимов пресования

Рис. 4.5. Продолжение расчета режимов прессования

4.8 Оборудование для обрезки и шлифования фанеры

Сменная производительность станков

где T продолжительность рабочей смены, мин.; U скорость подачи станка, м/мин.; V - объем одного листа фанеры, м3;

N число листов в пачке; K коэффициент использования рабочего времени: K = 0,95…0,98; В длина обрабатываемой поверхности, м:

для трехпильного станка для четырехпильного

В = Lн + 2Bн , В = Lн + Bн

где Lн, Bн длина и ширина необрезного формата фанеры.

Расчетное количество станков определяют исходя из сменного задания по фанере

станок,

где F0 сменное задание по фанере, м3.

Производительность шлифовальных станков определяют по формулам:

при двустороннем шлифовании

где T продолжительность смены, мин.; U скорость подачи, U = 6…20 м/мин.; V объем одного листа, м3; N количество одновременно шлифуемых листов; К1 коэффициент использования станка: K1 = 0,70,85; К2 коэффициент использования станка: K2 =0,9…0,95; L длина листа вдоль волокон, м.

Расчетное количество станков

станка

где К ш коэффициент шлифовки: К ш = 0,7…1.

Готовую фанеру сортируют, маркируют, упаковывают.

5. Расчет фонда заработной платы

Таблица 5.1 Определение расчетного количества рабочих в смену

Тип оборудования	Профессия	Расчетное число станков	Разряды работы
			I	II	III	IV	V	VI
Тяжелые и вредные условия
ККС-10	Крановщик Стропольщик Грузчик	2			2	4		2
ОК-63-1Ф	Станочник	0,7			0,7		0,7
АЦ-1	Станочник	0,9					0,9
3VKKT66/L65	Станочник	3,0			2	1	1
APL68KM	Станочник	3,0				3
VPL-68-78/100	Укладчик	3,0				3
СРГ-25М	Сушильщик	3,0			2	4
2LV27	Сборщик Фанеры	1,6			3	1
ДО-838Б		2				2
УГП-20	Оператор Загрузчик	2,1				2		1
30VPH	Станочник	1,6			1		1
ЦФ-190	Станочник	1			1	1	1
SKV-376	Шлифовщик Сортировщик Упаковщик	1,5			4 3	4	1,5
Электрокара ЭКП-П-750	Водитель	2						2
ИТОГО					16,7 (17)	25	6,1 (6)	5
Нормальные условия труда
VPR-165	Станочник	9,0				9
НГ-18	Станочник	1,5		1,5	1,5
РС-9	Станочник	1,2		1,2	1,2
ТЧН-31-3	Инструмщик	1				1	1
Топка СРГ-25М	Оператор	2				2
Ц-6	Станочник Разнорабочий	1		4			1
ИТОГО				6,7 (7)	2,7 (3)	12	2

Среднемесячную зарплату одного работающего, р, можно вычислить по формуле

р,

где Y годовой фонд заработной платы, р; N общее количество рабочих; С сменность работы; К1 коэффициент учета вспомогательных рабочих: К1 = 1,1; К коэффициент учета инженерно-технических работников: К2 = 1,1.

Рис. 5.1 Расчет заработной платы

6. Расчет себестоимости продукции и основных ТЭП

Расчетная рентабельность Р3, %, определяется по формуле

,

где D2 балансовая остаточная прибыль, р; Н5 плата за фонды, р; Н6 плата за банковский кредит, р.; Н7 фиксированные платежи, непредвиденные расходы, р; F сумма основных производственных и оборотных фондов.

Рис. 6.1 Расчет технико-экономических показателей

7. Планировка оборудования в цехе

Для рационального проектирования промышленного здания архитекторам необходимо знание основ технологии производства. В свою очередь, инженеры-технологи должны знать основы строительного дела.

К промышленным зданиям предъявляются технологические (функциональные), технические, архитектурно-художественные и экономические требования.

К технологическим относят требования к пространству, на котором можно разместить технологическое и транспортное оборудование для перемещения заготовок; требования к световому режиму, воздушной среде, акустическому режиму.

Для размещения оборудования в фанерном производстве площадь цеха, м2, можно вычислить по укрупнённым показателям 10:

F = f • P0=0,4•30000=12000 м2

где f - удельная площадь цеха: f = 0,3…0,4 м2/м3 для производства фанеры ФК; Р0 годовая производственная программа, м3.

К техническим относят требования к использованию модульной системы при проектировании, возможность привязки существующей планировки к типовым проектам и типовым конструкциям промышленных зданий.

Основной размерный модуль, применяемый при проектировании в строительстве М = 100 мм. Для больших размеров существуют кратные данному размеру модули:

6М = 600 мм; 12М = 1200 мм, 30М = 3000мм,

Например, с учетом кратного модуля 60М = 6000 мм, пролёт ферм может составлять 3•60М = 18000 мм, 4•60М = 24000 мм, шаг между колоннами 60М = 6000 мм, а внутри здания шаг может быть 2•60М = 12000 мм.

Для деревообрабатывающих производств целесообразно принимать здания с перекрытиями из железобетонных конструкций с пролётами ферм 18 м; 24 м.

При производстве фанеры общего назначения можно принять фермы с пролётом 18 м, а для бакелизированной фанеры на участке сборки и прессования 24 м [19]. Шаг колонн по длине здания 6 м. При производственной необходимости можно запланировать внутри здания шаг колонн 12 м.

Длину здания L, м, можно определить по формуле

где J - длина пролета фермы, м; N - число ферм по ширине здания.

При шаге конструкций В = 6 м число колонн по стенам длины здания

К = 2

Внутри здания с 4-мя пролетами число колонн составит

3 • 29 = 87.

При таких размерах здания чертеж целесообразно выполнять в масштабе 1 : 200.

Размер колонн в поперечном сечении 400Ч400 мм. Высота колонн от нулевой отметки пола может быть 4,8 м; 5,4 м; 6 м; 7,2 м; 8,4 м, т.е не достигает нижнего пояса фермы, и это необходимо учитывать при выборе сушильных агрегатов, прессов и широколенточных шлифовальных станков.

Перед расстановкой оборудования необходимо нанести на плане здания внутренние колонны.

Толщина кирпичных стен промышленного здания составляет 500 мм, а железобетонных панелей 300 мм, 400 мм.

Размеры панелей по длине и ширине соответственно составляют 6000Ч1200 мм, 6000Ч1800 мм.

Размеры оконных проемов шириной 2966 мм, 4490 мм и высотой соответственно 1690 мм, 1764 мм. В оконных проемах большой высоты коробки выполняют в два яруса.

Размер наружных дверей 4000Ч4000 мм.

Размещая оборудование на плане, необходимо учитывать его габаритные размеры.

Длина транспортеров-петлеукладчиков может составлять 18…24 м.

Расстояние станков от колонн и стен должно быть не менее
1 м. Расстояние между сушилками должно быть больше длины роликов, т.е. не менее 4,5…5 м.

Предусмотреть проезды для перевоза шпона на электропогрузчиках, места для сортировки, хранения сухого шпона, укладки готовой фанеры, рабочие места.

Для свободного перемещения электропогрузчика вдоль цеха и между оборудованием от операции к операции должны быть проезды шириной не менее 4…5 м.

Заключение

Экспортно-ориентированное производство фанеры является наиболее рентабельным сегментом деревообрабатывающей промышленности России. Фанера - один из наиболее конкурентоспособных российских товаров глубокой переработки древесины.

Мировой спрос на нее постоянно растет. По данным Федеральной таможенной службы РФ, общий объем российского экспорта клееной фанеры в денежном выражении в 2006 году увеличился на 3,0% и достиг 1529 тыс.м. куб. или 556,1 млн. долларов в стоимостном выражении. Доля экспорта фанеры в 2006 году несколько превысила 60%.

В настоящее время в России фанеру выпускают свыше 60 предприятий, общая производственная мощность которых постоянно повышается. По сравнению с 1999 годом объем производства увеличился примерно в 2 раза.

На внутреннем рынке продолжает увеличиваться спрос на фанеру в строительстве, машиностроении и для производства мебели.

С учетом последних решений правительства РФ, направленных на стимулирование развития более глубокой переработки древесного сырья и создание необходимых условий для улучшения инвестиционной привлекательности отрасли, в самое ближайшее время необходимо качественно повысить уровень производства фанеры прежде всего на основе комплексной модернизации существующих и строительства новых фанерных предприятий с использованием эффективных современных технологий производства продукции, создания конкурентно-способного отечественного оборудования, передовых методов управления производством, современной экономики при принятии текущих производственных решений.

Таким образом, для еще более эффективного развития отрасли необходима скоординированная работа фанерных и машиностроительных предприятий, а также научно-образовательных и исследовательских центров.

Список литературы

1. Справочное пособие по производству фанеры / Ю.В. Васечкин и др. М.: Экология, 1993. 288 с.

2. Справочник по производству фанеры / А.А. Веселов и др.: под ред. Н.В. Качалина. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 432 с.

3. Колесникова, А.А. Технологические расчеты в производстве фанеры: учебное пособие по курсовому проектированию А.А. Колесникова, В.А.Будаев. - Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2010. - 108 с.

4. Колесникова, А.А. Технология клееных материалов и древесных плит: конспект лекций / А.А. Колесникова. ЙошкарОла: МарГТУ, 2006. 112 с.

5. ГОСТ 3916.1-96. Фанера общего назначения из древесины лиственных пород.

Размещено на Allbest.ru

...