Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Мировой опыт показывает, что характерной чертой развития деревообрабатывающей промышленности является неуклонно возрастающий дефицит сырья для производства пиломатериалов и клееной фанеры. Вместе с тем отмечается постоянный рост потребительского спроса на материалы, используемые в производстве мебели и строительстве. Поэтому быстрыми темпами, до 3 % ежегодно, увеличивается производство древесных плит.

Применение новых технологий позволяет использовать низкокачественную древесину и отходы деревообрабатывающих производств. Повысить формоустойчивость, жёсткость и прочность изделия. Уменьшить или устранить анизотропные свойства. Повысить био-, огне-, водо- и химическую стойкость изделия за счёт применяемого связующего.

Процесс изготовления плит характеризуется высокой экономичностью и почти полностью автоматизирован.

ДСтП изготовляют из различных частиц с использованием разных видов связующих, различными способами и для различных целей. Этим объясняется большое число разновидностей плит. Чаще всего плиты классифицируются по следующим признакам:

· способу прессования;

· конструкции плит;

· плотности плит;

· виду используемых древесных частиц;

· виду поверхности;

· виду используемого связующего;

· виду обработки поверхности;

· качеству поверхности;

· физико-механическим свойств.

Основной составляющий материал плит - древесина. ДСтП изготавливают путём горячего прессования мелких древесных частиц, смешанных со связующим.

Отмечается устойчивая тенденция перехода к прессованию плит в одноэтажных большеформатных прессах с использованием проницаемых поддонов и предварительного прогрева стружечного ковра. Параллельно получила развитие технология непрерывного прессования плит, которая обеспечивает снижение материалоемкости продукции и гарантирует более высокое качество.

В целом отмечается устойчивая тенденция замены массивной древесины и клееной фанеры различными видами древесных плит.

1. Исходные материалы для проектирования

Характеристика продукции.

Основные показатели характеристики плит представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика производимых древесностружечных плит

Наименование показателя	Величина показателя
Марка плиты	П-А
Формат готовых плит, мм - длина - ширина - толщина	3500 1750 15
Конструкция плит	Однослойная
Характер окончательной обработки плит	Шлифованная
Доля в общей толщине плиты, % - наружных слоев - внутренних слоев	- -
Плотность плит, кг/м3	630
Марка смолы	КФ
Наименование отвердителя	Хлористый аммоний
Наименование спец. добавок в связующее	-
Нормы расхода по отношению к весу абсолютно сухой стружки, %: - смолы - отвердителя - специальных добавок	12,6 1 0

2. Выбор и обоснование принципиальной схемы производства ориентировано-древесностружечных плит

Выбор технологической схемы производства древесностружечных плит зависит в первую очередь от марки и конструкции плит, от вида сырья поставляемого на производство, а так же от типа выбранной прессовой установки, которая играет немаловажную роль в структуре схемы.



Рисунок 1 - Структурная схема производства однослойных плит

3. Определение производительности цеха

Чтобы определить производительность пресса и цеха, необходимо принять режим его работы. При непрерывной работе по скользящему графику может быть принят следующий режим работы цеха. Число дней работы цеха в году определяется по формуле.

где - количество смен работы пресса в сутки, смен; - количество дней работы цеха в году, дней; K - количество календарных дней, (365 дн.); x1+x2- количество праздничных и ремонтных дней.

Принимается =2 смены;

Принимаем:

дн.

Годовой фонд рабочего времени Tгод, м3, определяется по формуле:

,

где - количество смен работы пресса в году; - продолжительность рабочей смены, ч.

Принимается =8 ч. =3 смены.

Подставляя эти значения в формулу, получим:

ч.

Производительность одноэтажного пресса периодического действия вычисляется по формулам:

Плит в час:

.

В м3 обрезанных плит в час

;

где n - количество этажей пресса, 1 этаж; - продолжительности цикла горячего прессования, мин; K - коэффициент использования рабочего времени, 0,95; L - длина плиты, м; S - толщина плиты, м; B - ширина плиты, м.

Цикл прессования плит , мин, определяется по формуле:

,

где - продолжительность прессования плит в прессе под давлением, мин; - продолжительность вспомогательных операций за полный цикл работы пресса, мин.

Принимается =1,2 мин.

Продолжительность прессования плит в прессе под давлением, мин, определяется по формуле:

,

где - удельная продолжительность выдержки плит в прессе под давлением, мин/мм; - толщина шлифовальной плиты, мм; - припуск на шлифование плиты, мм.

Принимается =0,3 мин/мм при плотности плит 630 кг/м3;

=15 мм;

=1,5 мм.

Подставляя эти значения в формулы, получим:

мин;

мин;

плит в час;

м3 в час

Производительность одноэтажного пресса периодического действия в смену Псм, м3 /год, определяется по формуле:

;

м3/смену.

Годовая производительность многоэтажного пресса периодического действия Пгод, м3, обрезанных шлифованных плит в год, определяется по формуле:

;

где Кгод - климатический коэффициент, 0,86.

м3.

Диаграмма прессования представлена на рисунке 2

Рисунок 2 - Диаграмма прессования однослойных плит

Цикл прессования складывается из следующих периодов, мин:

1. время загрузки фз;

2. время смыкания плит пресса фс;

3. время подъема давления фп;

4. продолжительность выдержки при максимальном давлении ф1;

5. продолжительность выдержки при снижении давления ф2+ф3;

6. время размыкания плит пресса фр;

7. продолжительность выдержки плит в прессе без давления ф4;

8. продолжительность горячего прессования фпр;

9. продолжительность цикла прессования фц.

4. Расчет сырья на заданную программу

Расход древесного сырья в плотных м3 на 1 м3 плит вычисляется с учетом потерь древесины при ее исходной влажности, равной 30 % и более, м3/м3 , определяется по формуле:

,

где - плотность изготовляемых плит, кг/м3; - плотность древесного сырья заданной влажности, кг/м3; - влажность готовой плиты, %; - коэффициент, учитывающий потери древесины при изготовлении древесностружечных плит, - норма расхода связующего, %.

Принимается =630 кг/м3;

=357,14 кг/м3;

= 10 %;

= 12,6 % - формула.

Коэффициент потерь сырья учитывает потери сырья на отдельных технологических операциях, определяется по формуле:

,

где - коэффициент потерь при разделке сырья на метровые отрезки; - коэффициент, учитывающий вид сырья; - коэффициент потерь сырья при транспортировке стружки; , - коэффициент потерь стружки в период сушки; - коэффициент потерь сырья при обрезке плит по периметру; - коэффициент потерь сырья при шлифовании плит.

Подставляя эти значения в формулу, получим:

.

Подставляя численные значения в формулу, получим:

Норма расхода абсолютно сухой смолы , % по отношению к весу абсолютно сухой стружки, определяется по формуле:

,

где и - нормы расхода абсолютно сухой смолы к весу абсолютн сухой стружки во внутреннем и наружных слоях плиты, %; - доля толщины слоев в толщине плиты.

%.

Расход жидкой смолы на 1 м3 готовых плит.

Расход готовой смолы стандартной концентрации на 1 м3 готовых плит, определяется по формуле:

,

где - расход абсолютно сухой стружки на изготовление 1 м3 плит, кг; - коэффициент, учитывающий потери смолы в процессе производства и обработки плит; - стандартная концентрация смолы, %; - норма расхода абсолютно сухой смолы в % по отношению к весу абсолютно сухой стружки.

Принимаем =12,6 %;

=1,09.

= 65 %.

кг/м3

Расход абсолютно сухой стружки на изготовление 1 м3 плит, кг определяется по формуле:

=.

Подставляя численные значения в формулу, получим:

= кг.

Расход воды, кг, для приготовления рабочего раствора смолы на 1 м3 готовых плит определяется по формуле:

,

где - стандартная концентрация смолы, %, - концентрация рабочего раствора смолы, %.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Расход отвердителя, кг, на 1м3 готовой плиты:

=,

=.

Таблица 2 - Сводная ведомость расхода сырья

Вид сырья	Расход сырья
	на 1 м3	в час	в год
Древесное сырье, м3	1,6	26,8	196089,6
Смола жидкая стандартной концентрации, кг	107,47	1794,75	13171093,3
Вода, кг	32,24	540,34	3951205,4
Отвердитель, кг	1,075	18,017	131744,5

Определение часового расхода сырья по основным стадиям производства плит

Часовой расход абсолютно сухой стружечно-клеевой массы, кг, в пересчете на обрезные шлифованные плиты определяется:

По формуле:

,

где - часовая производительность цеха, м3; - плотность готовой плиты, кг/м3; - влажность готовой плиты, %.

Принимается =16,76 м3; =630 кг/м3; = 10 %.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Часовой расход абсолютно сухой стружечно-клеевой смеси, кг, с учетом потери на шлифование плит определяется:

,

где Кш - коэффициент потерь при шлифовании плит.

Принимаем = 9598,91 кг; = 1,09

Подставляя значения в формулу, получим

кг/ч.

Часовой расход абсолютно сухой стружечно-клеевой смеси, кг, с учетом потерь при форматной обрезке определяется:

,

где Кобр - коэффициент потерь сырья и смолы при форматной обрезке плит

Принимаем Кобр = 1,05; кг.

Подставляя значения в формулу, получим

кг.

Часовой расход стружечно-клеевой смеси, кг, проходящей через формирующие машины, с учетом потерь при формировании ковра вычисляется по формулам:

.

Принимаем кг; = 1,15.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Для однослойных плит стружечно-клеевой смеси заданной влажности:

,

где Wков - заданная влажность стружечно-клеевой смеси, %

Принимаем Wков = 16 %.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Часовое количество стружечно-клеевой смеси, выходящей из смесителя, кг, определяется по формулам:

1) абсолютно сухой стружечно-клеевой массы

кг.

2) стружечно-клеевой массы заданной влажности

,

где Wсм - заданная влажность стружечно-клеевой смеси для наружного слоя, %.

Принимаем Wсм = 16 %.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Влажность стружечно-клеевой смеси, выходящей из смесителя, %, можно определить по формулам:

,

где Wстр - влажность стружки после сушки, %, к - рабочая концентрация раствора смолы, %; Рн - нормы расхода абсолютно сухой смолы, %.

Принимаем Wстр = 3,0 %; к = 50; Рн = 12,6 %.

Подставляя значения в формулу, получим:

%.

Часовой расход абсолютно сухой смолы, кг, в часовом расходе абсолютно сухой стружечно-клеевой смеси выходящей из смесителя определяется по формулам:

,

где Рн - норма расхода абсолютно сухой смолы.

Принимаем Рн = 12,6 %.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Часовое количество стружки, выходящей из сортировочных устройств, кг, определяется по формулам:

1) Абсолютно сухой стружки:

,

где Ксор - коэффициент потери при сортировке стружки

Принимаем Ксор = 1,06.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

2) Стружки заданной влажности после сушки, кг:

,

где W стр - влажность стружки, %

Принимаем W стр = 2 %.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Часовое количество стружки, кг, выходящей из сушилки определяется:

1) абсолютно сухой стружки:

,

где Ксуш - коэффициент, учитывающий потери при сушке.

Принимаем Ксуш = 1,03.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

2) стружка заданной влажности:

,

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Часовое количество сырой стружки, кг., выходящей из стружечных станков

1) абсолютно сухой стружки:

,

где Кс - коэффициент потерь при изготовлении стружки

Принимаем Кс = 1,05.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

2) стружка заданной влажности:

,

где Wстр - влажность стружки.

Принимаем Wстр = 10 %.

Подставляя значения в формулу, получим:

кг.

Часовой расход древесины, м3, для изготовления стружки на стружечных станках

1) абсолютно сухой стружки:

,

где К разд - коэффициент потерь при разделке сырья на метровые отрезки; драбссух - плотность абсолютно сухой древесины, кг/м3.

Принимаем К разд = 1; драбссух = 449,5 кг/м3.

Подставляя значения в формулу, получим:

м3.

2) стружка заданной влажности:

,

где Wдр - влажность исходного сырья, %.

Принимаем Wдр = 8 %

Подставляя значения в формулу, получим:

м3.

Данные о часовом расходе сырья на основных стадиях производства, полученные в результате расчета, сводим в таблицу 3.

Таблица 3 - Часовой расход сырья по основным стадиям производства плит

Стадии производства и обработки плит	Расход сырья
	Абсолютно сухого	Заданной влажности
	Однослойные плиты	Однослойные плиты
Стружечно-клеевая масса в готовых обрезанных и шлифованных плитах, кг	9598,91
Стружечно-клеевая масса с учетом потерь на шлифование, кг	10462,81
Стружечно-клеевая масса с учетом потерь при форматной обрезке, кг	10985,95
Стружечно-клеевая масса, проходящая через формирующие машины, с учетом потерь при формировании, кг	12633,85	14655,27
Стружечно-клеевая масса, выходящая из смесителя, кг	10462,12	12136,86
Смола абсолютно сухая, кг	1229,32
Стружка, выходящая из сортировочных устройств, кг	9787,5	9983,25
Стружка, выходящая из сушилок, кг	10081,13	10383,74
Стружка или щепа, выходящая из стружечных станков или рубительных машин, кг	10585,18	11643,7
Древесина для изготовления стружки или щепы, м3	23,55	38.16

5. Разработка технологической схемы производства плит марки П-А, подбор и расчет основного технологического оборудования

Количество единиц оборудования на каждой технологической операции рассчитывается по часовой производительности и часовому расходу материала на каждой технологической операции по формуле

,

где Q - часовой расход материала на каждой технологической операции, кг/ч; Пч - часовая производительность оборудования, выбирается по техническим характеристикам; Ки - коэффициент загрузки оборудования, принимается Ки=0,8.

Число единиц оборудования принимается путем округления до ближайшего числа. Процент загрузки оборудования вычисляется по формуле

,

Расчет необходимого количества стружечных станков:

шт.

Принимаем 3 станка марки ДС-7А .

Процент загрузки оборудования:

%.

Расчет необходимого количества бункеров для хранения щепы ДБО - 150 производится по формуле:

,

где qстр - часовой расход стружки, кг/час; ф - время, в течение которого бункера обеспечивают бесперебойную работу на данном участке, ч, ф= от 2 до3часа; Vб - объем бункера, м3; гстр - насыпная плотность стружки, кг/м3 ; Кз - коэффициент заполнения объема бункера, Кз=0,95.

для внутреннего слоя:

шт.

Принимаем 1 бункер ДБО-150 для щепы.

Процент загрузки оборудования:

%.

Расчет необходимого количества бункеров для хранения сырой стружки ДБО-60:

шт.

Принимаем 2 бункера ДБО-60 для сырой стружки.

Процент загрузки оборудования:

%.

Расчет необходимого количества сушильных барабанов «Прогресс».

шт.

Принимаем 3 сушилки «Прогресс».

Процент загрузки оборудования:

%.

Расчет необходимого количества бункеров ДБОС-60 для хранения сухой стружки производится по формуле:

шт.

Принимаем 2 бункера ДБОС-60 для сухой стружки.

Процент загрузки оборудования:

%.

Расчет необходимого количества сортировочных устройств марки «Келлер»:

шт.

Принимаем 2 сортировочных устройства марки «Келлер»

Процент загрузки оборудования:

%.

Расчет необходимого количества смесителей типа ДСМ-5:

шт.

Принимаем 2 смесителя ДСМ-5.

Процент загрузки оборудования

%.

Расчет необходимого количества формирующих машин ДФ - 8.

шт.

Принимаем 3 формирующие машины ДФ - 8.

Процент загрузки оборудования:

%.

Для форматной обрезки плит применяются станки ДЦ-3М.

,

где V - скорость подачи, м/мин; Sпл и bпл - толщина и ширина плиты, мм; k1 - коэффициент использования станка, k1= от 0,8 до 0,9; k2 - коэффициент использования рабочего времени, k2 от 0,9 до 0,95.

.

шт.

Принимаем 2 форматно- обрезной станок ДЦ-3М.

%.

6. Расчет площади склада для хранения плит

Площадь пакета или штабеля, м3, рассчитывается по формуле:

,

где lпл и bпл - длина и ширина плиты, м.

Объем пакета высотой 400 мм, м3, рассчитывается по формуле:

,

.

Объем плит в штабеле, м3, рассчитывается по формуле:

,

где nпак - количество пакетов в штабеле с учетом прокладок между пакетами толщиной 100 мм, nпак=9.

Число штабелей, шт., вычисляют по формуле

,

где Q- объем плит за данный период времени (6 суток).

.

Площадь склада для хранения плит, м3, определяют с учетом проездов и проходов, вычисляют по формуле:

,

7. Описание технологического процесса

Производство древесностружечных плит марки П-А при периодическом способе прессования:

Технологическая щепа из бункера ДБО - 150 поступает на гидрационную сортировку СЩ-1 и после в центробежный стружечный станок ДС - 7А. Полученная игольчатая стружка из бункера ДБО-60 поступает в трехходовую сушилку «Прогресс». После высушивания стружка сортируется на одноступенчатой пневматической сортировке «Келлер». Крупная стружка доизмельчается дробилкой ДМ-7. Отсортированная стружка поступает в бункер ДБОС-60, далее в смеситель ДСМ-7 и после осмоления в формирующие машины ДФ-8. Сформированный ковер проходит через пресс ПР-6А для подпрессовки, далее через металлоулавливатель и контрольные весы.

Далее плиты поступают на веерный охладитель и форматную обрезку. Завершающими технологическими операциями являются калибрование и шлифование. Готовые плиты поступают на склад, где выдерживаются в течение 6-8 суток перед отправкой покупателю.

Заключение

В курсовой работе был произведен выбор принципиальной схемы производства плит ДСтП и исходных технологических данных, расчёт производительности цеха, расходов сырья и материалов, пооперационный расчёт сырья, разработка технологической схемы производства плит ДСтП. Также осуществлен подбор, расчёт количества основного технологического оборудования и описан технологический процесс производства.

древесностружечный плиточный однослойный пресс

Список использованных источников

Справочник по производству древесностружечных плит/ Под редакцией Отлева И.А. и др.-- 2-е изд. - М : Лесная промышленность, 1990.--З84с.

О.Б. Денисов, В.Л.Соколов, В.Н. Хлебодаров/ Технология древесных плит и пластиков: Метод. указ. к курсовому и дипломному проектированию. -- Красноярск: СибГТУ, 2009. -- 40с.

Шварцман Г.М., Щедро Д.А. Производство древесностружечных плит. -- М.: Лесная промышленность, 1987. -- 320с.

ГОСТ 10632-2007. Плиты древесностружечные. Технические условия. Ермолина Т.В. Оформление текстовых документов: Методические указания для студентов специальности 26.02. -- Красноярск: СТИ, 1996. -- 28с.

Размещено на Allbest.ru

...