Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов
Описание изделия и характеристика формируемых покрытий. Выбор отделочных материалов и их характеристика. Выбор методов нанесения и отверждения лакокрасочных материалов. Краткое описание техпроцесса формирования покрытий. Расчет отделочных материалов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.09.2017 |
| Размер файла | 280,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Брянская государственная
инженерно-технологическая академия»
КП-02068025.250403.084 ПЗ
Кафедра технологии деревообработки
Курсовой проект
Цех отделки шкафа для прихожей с годовой программой 32000 штук
по дисциплине «Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов»
Автор работы В.О. Никитенкова
Руководитель канд. техн. наук, доц. Н.А. Ермачкова
Брянск 2012
Содержание
Введение
1. Описание изделия
2. Характеристика формируемых покрытий
3. Выбор отделочных материалов и их характеристика
4. Выбор методов нанесения и отверждения лакокрасочных материалов
5. Характеристика методов нанесения и методов отверждения покрытий
6. Краткое описание техпроцесса формирования покрытий
7. Технологические режимы формирования покрытий
8. Техническая характеристика оборудования
9. Расчёт отделочных материалов
10. Расчёт потребного количества оборудования и рабочих мест
11. Расчёт площади цеха
Заключение
Список использованных источников
Приложение А Спецификация
Введение
изделие лакокрасочный покрытие
Технология защитно - декоративных покрытий древесины и древесных материалов занимает важное место в деревообработке так как является завершающим этапом технологического процесса изготовления изделий из древесины и от качества ее выполнения зависит внешний вид изделий, товарный вид, конкурентоспособность, цена. На ее долю приходится от 30 до 70 % всех трудозатрат.
Формирование защитно - декоративных покрытий в настоящее время осуществляется преимущественно нанесением различных видов лакокрасочных материалов. Поэтому, отделка - одна из наиболее быстро развивающихся отраслей мебельного производства. Новые лакокрасочные материалы, новые технологические процессы и режимы, новое оборудование для получения защитно-декоративных покрытий - все это формирует непрерывный прогресс отрасли.
Главные пути повышения эффективности на этой стадии изготовления мебели сводятся к более широкому использованию пленочных отделочных материалов с поверхностью, не требующей дальнейшей жидкой отделки, и к широкому внедрению ускоренных методов отверждения с использованием ультрафиолетового облучения, что дает возможность полностью механизировать и автоматизировать почти весь процесс формирования покрытий.
1. Описание изделия
В данном курсовом проекте в качестве изделия, подлежащего отделке, выбран шкаф для прихожей.
Шкаф для прихожей относится к изделиям сборно-разборной конструкции. В качестве основного конструкционного материала используется плита древесностружечная ГОСТ 10632-2007 ”Плиты древесно-стружечные. Технические условия”. В качестве облицовочного материала пластей применяется шпон строганый ТУ 13-04-82-81, кромок - материал кромочный рулонный МКР-2 ТУ 13-771-90.
Общий вид шкафа для прихожей приведен на рисунке 1.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1 - Общий вид шкафа для прихожей
Ящик изделия изготовлен из пиломатериалов хвойных пород ГОСТ 8486-86 “Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия”. Задняя стенка шкафа выполнена из древесноволокнистой плиты ГОСТ 8904-81 ”Плиты древесноволокнистые. Технические условия”.
Функциональные размеры шкафа для прихожей выполнены в соответствии с ГОСТ 13025.1-85 «Мебель бытовая. Функциональные размеры шкафов».
2.Характеристика формируемых покрытий
В данном изделии в зависимости от требований, предъявляемых к декоративным свойствам отделываемых поверхностей, различают фасадные, лицевые и внутренние виды поверхностей.
Фасадные поверхности шкафа для прихожей имеют покрытие лаковое меламинное, I класса, прозрачное, с открытыми порами, матовое, водостойкое, ограниченно тепло- и морозостойкое, стойкое к воздействию химических реагентов, пищевых продуктов и других веществ - Лак МЛ-2111.I.П.ОП.М.6.С .
Меламинные лакокрасочные материалы образуют качественные тонкослойные покрытия деталей мебели, их достоинствами являются: высокое содержание нелетучего остатка (до 60 %), высокие декоративные свойства. Покрытия, образованные этим лаком, имеют хороший внешний вид и являются малотоксичными, с пониженной эмиссией формальдегида. Жизнеспособность покрытий, образованных меламинными лаками, доходит до 24 г, по цене отличаюся недороговизной.
Наряду с этим меламинные лакокрасочные материалы имеют и ряд недостатков: отверждение лаков требует более долгой продолжительности сушки, их нельзя хранить в металлической таре из-за содержания кислоты.
Лицевые поверхности шкафа для прихожей имеют покрытие лаковое нитроцеллюлозное, I класса, прозрачное, с открытыми порами, матовое, ограниченно водостойкое, низкотепло- и низкоморозостойкое, низкостойкое к воздействию химических реагентов, пищевых продуктов и других веществ - Лак НЦ-243.I.П.ОП.М.3.НС.
Внутренние поверхности шкафа для прихожей имеют покрытие лаковое нитроцеллюлозное, II класса, прозрачное, с открытыми порами, матовое, ограниченно водостойкое, низкотепло- и низкоморозостойкое, низкостойкое к воздействию химических реагентов, пищевых продуктов и других веществ - Лак НЦ-243.II.П.ОП.М.3.НС.
Нитроцеллюлозные лакокрасочные материалы наиболее распространены при отделке мебели, это обусловлено целым рядом достоинств: быстрое высыхание покрытия, хорошая адгезия к различным материалам, хорошие декоративные свойства покрытий, дешевизна и доступность сырья и др.
К недостаткам нитроцеллюлозных лакокрасочных материалов следует отнести невысокое содержание нелетучих веществ, наличие токсичных и пожароопасных растворителей, горючесть нитроцеллюлозы, низкую стойкость к действию воды, тепла, химических реагентов.
3. Выбор отделочных материалов и их характеристика
Выбор отделочных материалов осуществляется в зависимости от группы стойкости покрытия с учетом условий эксплуатации изделия.
Для формирования покрытия на фасадных поверхностях отделываемого изделия применяется матирующий меламиноалкидный лак МЛ-2111, который представляет собой смесь двух компонентов - полуфабриката лака и отвердителя.
Техническая характеристика лака МЛ-2111 приведена в таблице 1.
Таблица 1- Техническая характеристика лака МЛ-2111
|
Показатели |
Значения показателей |
|
|
Массовая доля нелетучих веществ, % |
52…58 |
|
|
Массовая доля свободного формальдегида, % не более |
0,5 |
|
|
Условная вязкость по вискозиметру В3-246(4),с, |
50…110 |
|
|
Теплостойкость при температуре (150 ± 2)°С, не менее |
0,3 |
|
|
Стойкость покрытия к статическому воздействию воды, ч, не менее |
24 |
|
|
Блеск покрытия по прибору ФБ-2,% |
20…30 |
|
|
Время высыхания однослойного покрытия до степени 3,мин, при температуре (55 ± 2)°С, при температуре (20 ± 2)°С |
20 60 |
Отделка деталей меламиноалкидным лаком МЛ-2111 в последние годы получает всё большее распространение. Причиной этого являются хорошие декоративные и защитные свойства покрытий, образованных этим лаком.
Для формирования покрытий на лицевых и внутренних поверхностях отделываемого изделия применяется лак нитроцеллюлозной группы НЦ-243.
Лак НЦ-243 имеет высокую исходную вязкость и предназначен для получения матовых покрытий. В качестве матирующего наполнителя этот лак содержит аэросил.
Техническая характеристика лака НЦ-243 приведена в таблице 2.
Таблица 2- Техническая характеристика лака НЦ-243
|
Показатели |
Значение показателей |
|
|
Способ нанесения |
налив, распыление |
|
|
Условная вязкость по ВЗ-4, с |
35…80 |
|
|
Массовая доля нелетучих веществ в полуфабрикате лака, % |
26…32 |
|
|
Температура отверждения, 0С |
40…45 |
|
|
Продолжительность отверждения, ч |
0,3…0,4 |
|
|
Твердость пленки по маятниковому прибору М-3 , не менее |
0,4 |
|
|
Блеск по фотоблескомеру ФБ-2 |
20 матовое |
|
|
Разбавитель |
646; РМЛ |
При отделке нитроцеллюлозными лаками применяется грунтовочный состав НЦ-0192.
Грунтовка НЦ-0192 - это суспензия наполнителей в растворе нитроцеллюлозы и пластификатора в смеси органических растворителей (спирт этиловый, бутилацетат, спирт бутиловый, этилацетат, толуол). Наносят эту грунтовку вальцами на станках, до рабочей вязкости разбавляют растворителем 646, РМЛ. Техническая характеристика грунтовка НЦ-0192 приведена в таблице 3.
Таблица 3 - Техническая характеристика грунтовки НЦ-0192
|
Показатели |
Значение показателей |
|
|
Содержание нелетучих, % |
22…25 |
|
|
Вязкость по прибору ВЗ-4, с |
55…100 |
|
|
Растворитель |
646,РМЛ |
|
|
Продолжительность отверждения, мин |
10 |
|
|
Твердость по прибору М-3 |
0,4 |
Облагораживание, а именно разравнивание матовых нитроцеллюлозных покрытий выполняют распределительной жидкостью НЦ-313 (ТУ-10-1406-73) вручную тампоном. Норма расхода состава - 30 г/м2. Действие этой жидкости основано на растворении выступов микронеровностей и заполнении впадин.
4. Выбор методов нанесения и отверждения лакокрасочных материалов
Существует несколько методов нанесения отделочных материалов:
- пневматическим распылением;
- безвоздушным и аэрозольным распылением;
- окунанием;
- струйным обливанием;
- наливом;
- вальцами и др.
Выбор метода нанесения лакокрасочных материалов определяется в значительной степени формой, размерами и конфигурацией деталей и изделий, а так же свойствами применяемых лакокрасочных материалов.
При прочих равных условиях решают следующие задачи:
- механизации и автоматизации формирования покрытия;
- снижения потерь лакокрасочного материала;
- повышение санитарно - гигиенических условий труда работающих;
- снижение загрязнения окружающей среды.
В данном курсовом проекте для нанесения покрытий были выбраны методы пневматического распыления, налив и вальцы.
Меламинный лак МЛ-2111 наносится вальцовым методом с последующей прокаткой нагретыми валами на линии ПФМО «Владимирмебель».
Нитроцеллюлозный лак НЦ-243 может наноситься всеми известными методами, за исключением электростатического распыления. Так как покрытие наносится на щитовые детали, то для уменьшения потерь лакокрасочного материала и увеличения производительности выгоднее использовать метод налива.
Для отделки коробки ящика лаком НЦ-243 применяем метод пневматического распыления.
Отделка щитовых поверхностей лаком НЦ-243 осуществляется на линии МЛН-1.
Метод отверждения (сушки) определяется только свойствами ЛКМ (его химической природой).
Существуют следующие способы сушки покрытий:
- тепловое отверждение покрытий:
а) конвективный нагрев;
б) предварительный нагрев подложки;
в) терморадиационный нагрев;
г) комбинированный;
- фотохимическое отверждение покрытий:
а) с помощью люминесцентных ламп;
б) с помощью ртутно-кварцевых ламп;
- радиационно-химическое отверждение покрытий.
В данном курсовом проекте используются три вида отверждения покрытий: естественная сушка (под вытяжным зонтом), конвективный нагрев (в сушильной конвективной камере) и терморадиационный нагрев (в сушильной терморадиационной камере).
5. Характеристика методов нанесения и методов отверждения покрытий
Для отделки шкафа для прихожей используется три метода нанесения покрытий: пневматическое распыление, вальцовый метод нанесения грунтовки и налив.
Пневматическое распыление - один из наиболее распространенных способов нанесения лакокрасочных материалов. Одним из основных достоинств этого способа является универсальность, то есть возможность отделывать изделия любой формы и конфигурации. Также к достоинствам метода пневматического распыления следует отнести простоту технического осуществления, высокое качество получаемых покрытий, высокую производительность.
Недостатками данного метода являются - большой расход растворителей для доведения лакокрасочного материала до требуемой, относительно небольшой вязкости, большие потери материала (до 25-55% в зависимости от размеров и сложности окрашиваемых изделий), повышенные загазованность рабочей среды и пожарная опасность.
Сущность нанесения способом пневматического распыления заключается в том, что лакокрасочный материал переходит в состояние аэрозоля путем дробления жидкости струей сжатого воздуха, движения аэрозольных частиц в направлении воздушной струи и последующего их слияния в сплошной слой на поверхности отделываемых деталей.
Метод нанесения лакокрасочных материалов вальцами используется для покрытия щитовых деталей мебели и древесных плитных материалов. Вальцовым способом возможно нанесение красителей, шпатлевок, грунтовок, лаков, печатных рисунков.
Достоинствами вальцового нанесения являются: высокая производительность, легкая встраиваемость станков в автоматические линии, незначительные потери лакокрасочных материалов, возможность нанесения материалов различной вязкости (от водных растворов красителей до пастообразных шпатлевок), возможность нанесения очень тонких слоев материала.
Из недостатков вальцового нанесения следует отметить сложность нанесения материалов, вязкость которых быстро изменяется, относительно быстрый износ наносящих вальцов.
Налив - наиболее эффективный метод нанесения лакокрасочных материалов на плоские щитовые детали, получил широкое распространение благодаря целому ряду достоинств.
Прежде всего, метод обеспечивает высокую производительность, благодаря большой скорости подачи детали могут направляться в лаконаливную машину с малым ритмом (5-15) с, в зависимости от размеров и массы деталей). За одну операцию можно нанести на отделываемую поверхность большее количество материала, чем при других методах нанесения, без образования наплывов и натеков. Более высокая вязкость наносимого материала и соответственно более высокое содержание нелетучих позволяют получить нанесенный высушенный слой большей толщины и тем самым уменьшить число операций нанесения. Так же еще одним достоинством метода налива является незначительные потери лакокрасочного материала (не больше 3-5%). Кроме того, уменьшается потребность в растворителях, так как вязкость используемого лакокрасочного материала в 2-2,5 раза выше, чем при пневматическом распылении. Процесс нанесения материала не зависит от погрешностей размеров деталей и искажений их формы, что выгодно отличает этот метод, например, от вальцового.
Методу налива присущи также и недостатки. Во-первых, существующие конструкции лаконаливных машин не позволяют получить тонкие нанесенные слои, так как наименьший расход материала составляет 90-120 г/м2. Во-вторых, скорости перемещения в лаконаливных машинах значительно превышают требующиеся скорости передвижения деталей в производственных потоках, и поэтому требуется применять специальные системы для разгона и торможения деталей в случае включения лаконаливных машин в автоматические линии. В-третьих, льющаяся плоская струя лакокрасочного материала и баки с недостаточной герметичностью являются источниками постоянного испарения растворителей, что приводит к постепенному увеличению вязкости материала и нарушению гидродинамических условий истечения из наливной головки, а также к повышенной загазованности рабочей среды.
Конвективный нагрев - нагрев теплым воздухом, давно применяется для сушки покрытий. Данный вид нагрева находит широкое применение благодаря его универсальности (пригоден для отверждения любых лакокрасочных материалов, нанесенных на изделия любой формы), мягкости и равномерности нагрева, простоте конструкции и легкости эксплуатации сушильных камер.
Метод этот наименее эффективен и энергоемок, что объясняется следующими обстоятельствами. Во-первых, вследствие низкой теплопроводности воздуха в конвективной подаче теплоты покрытию участвуют лишь пограничные слои, контактирующие с поверхностью покрытия. Теплопередача при этом происходит медленно. Во-вторых, быстрое удаление растворителей из верхних слоев покрытия приводит к образованию гелеобразной поверхностной пленки, задерживающей выход растворителей из нижних слоев покрытия. В-третьих, ограничение температуры нагрева обусловлено тем, что испарение влаги из поверхностных слоев древесины при достаточно длительной сушке приводит к растрескиванию древесины, что особенно часто наблюдается у облицованных шпоном деталей, и нередко к отслаиванию облицовки. Кроме того, на испарение влаги расходуется дополнительное тепло, до 10-20% в общем тепловом балансе. В-четвертых, на организацию принудительной циркуляции воздуха в сушильных камерах расходуется значительное количество электроэнергии. И, наконец, коэффициент полезного действия конвективных камер весьма низок. Полезно используемое тепло составляет 1-2%.
6. Краткое описание техпроцесса формирования покрытий
Технологический процесс создания лакокрасочных покрытий обычно состоит из трех стадий: I - подготовка поверхности подложки к отделке, II - нанесение покрытия, III - облагораживание покрытия.
Формирование меламинных покрытий первого класса на щитовых деталях на линии ПФМО «Владимирмебель» осуществляется по следующей схеме: грунтование вальцами > сушка > первое лакирование вальцами > сушка > второе лакирование вальцами > сушка > термопрокат.
В линии ПФМО «Владимирмебель» установлены четыре вальцовых станка, из которых один выполняет грунтование грунтом на основе лака МЛ-2111, два - лакирование и один резервный. Особенностью этой линии является использование после отверждения лака термопрокатного станка для разглаживания лакового слоя с целью улучшения его декоративного вида.
Линию обслуживают трое рабочих. Использование линий с вальцовым нанесением лака МЛ-2111 по сравнению с нанесением методом налива дает большой технико-экономический эффект: снижается трудоемкость процесса, сокращается расход лака в 2,5...3 раза, ускоряется высыхание в 4...4,5 раза, значительно уменьшается загазованность рабочей среды и улучшаются условии труда.
Формирование нитроцеллюлозных покрытий первого класса на щитовых деталях на линии МЛН-1 осуществляется по следующей схеме: грунтование вальцами > сушка > шлифование > первое лакирование наливом > сушка > шлифование > второе лакирование наливом > сушка.
При формировании нитроцеллюлозных покрытий второго класса на щитовых деталях на линии МЛН-1 делают на одно лакирование меньше.
В линию МЛН-1 входят пылеочистные станки, терморадиационные камеры для предварительного нагрева поверхности деталей перед нанесением грунтовки и лака, вальцовый станок для грунтования, лаконаливная машина, камеры нормализации (предварительной выдержки деталей перед сушкой и охлаждения после сушки), конвективные одноярусные сушильные камеры.
Формирование нитроцеллюлозных покрытий второго класса на коробке ящика происходит по следующей схеме: удаление пыли > лакирование > сушка > шлифование.
Удаление пыли с поверхности деталей происходит на рабочем месте. Затем деталь лакируется в распылительной кабине ККП-1. После лакирования осуществляется сушка под вытяжным зонтом и шлифование вручную на рабочем месте.
Операция разравнивания нитроцеллюлозных покрытий первого класса осуществляется, как правило, вручную тампонами.
7. Технологические режимы формирования покрытий
Технологический режим лакирования лаком МЛ-2111 вальцовым методом представлен в таблице 4.
Таблица 4 - Технологический режим лакирования лаком МЛ-2111 вальцовым методом
|
Показатель |
Значение показателя |
|
|
Вязкость рабочего состава по ВЗ-4, с |
100…120 |
|
|
Расход рабочего состава за одно нанесение, г/м |
25...30 |
|
|
Сушка грунтовки: -конвективная: а) температура, єС б) продолжительность, с -терморадиационная: а) температура ТЭН, єС б) продолжительность, с |
75…80 60 140 60 |
|
|
Первое нанесение лака вальцами: -рабочая вязкость, с -расход, г/м2 |
40…60 25…30 |
|
|
Сушка лака: -конвективная: а) температура, °С в) продолжительность, мин -терморадиационная: а) температура ТЭН, °С |
75-80 1,5 |
|
|
б) продолжительность, с |
||
|
Второе нанесение лака вальцами: - рабочая вязкость, с - расход, г/м2 |
40…60 25..30 |
|
|
Сушка лака: -конвективная: а) продолжительность предварительной выдержки, мин б) температура, °С в) продолжительность, мин -терморадиационная: а) температура ТЭН, °С б)продолжительность,мин в) продолжительность охлаждения, мин |
75…80 1,5 0,5…1 450…700 3..5 1,5 |
Технологический режим лакирования лаком НЦ-243 методом налива представлен в таблице 5.
Таблица 5 - Технологический режим лакирования лаком НЦ-243 методом налива
|
Показатель |
Значение показателя |
|
|
Температура, єС, не менее |
18 |
|
|
Относительная влажность, %, не менее |
70 |
|
|
Вязкость рабочего состава по ВЗ-4, с |
37±3 |
|
|
Расход рабочего состава за одно нанесение, кг/мІ |
0,140…0,150 |
|
|
Количество нанесений для покрытий: -первой категории -второй категории |
2…3 1 |
|
|
Расстояние от головки до обрабатываемой поверхности, м |
0,100±0,01 |
Технологический режим лакирования лаком НЦ-243 методом пневматического распыления представлен в таблице 6.
Таблица 6 - Технологический режим лакирования лаком НЦ-243 методом пневматического распыления
|
Показатель |
Значение показателя |
|
|
Количество нанесений для покрытий: -первой категории -второй категории |
2…3 1 |
|
|
Вязкость рабочего состава по ВЗ-4, с |
27±3 |
|
|
Давление воздуха: -на входе в краскораспылитель, МПа -на грунтовочный состав, МПа |
0,3…0,45 0,05…0,1 |
|
|
Расстояние от сопла до обрабатываемой поверхности, м |
0,25…0,3 |
|
|
Скорость перемещения распылителя, м/с |
0,8…1,0 |
Технологический режим грунтования грунтовочным составом НЦ-0192 методом пневматического распыления приведен в таблице 7.
Таблица 7 - Технологический режим грунтования грунтовочным составом НЦ-0192 вальцовым методом
|
Показатель |
Значение показателя |
|
|
Рабочая вязкость грунтовочного состава, с |
55…100 |
|
|
Расход рабочего состава за одно нанесение, кг/м2 |
30…50 |
|
|
Температура, єС, не менее |
18 |
8. Техническая характеристика оборудования
Техническая характеристика линии ПФМО «Владимирмебель» приведена ниже в таблице 8.
Таблица 8 - Техническая характеристика линии ПФМО «Владимирмебель»
|
Показатель |
Значение показателя |
|
|
Размеры обрабатываемых деталей, мм: -длина -ширина |
400…2000 200…800 |
|
|
Скорость подачи, м/мин |
7…7,5 |
|
|
Расчетная производительность, щитонанесений/ч |
225 |
|
|
Число валов в термопрокатном станке |
4 |
|
|
Температура нагрева валов, С |
65…70 |
|
|
Установленная мощность, кВт |
65 |
|
|
Габаритные размеры, мм -длина -ширина -высота |
46000 4000 2300 |
Техническая характеристика линии МЛН-1 приведена ниже в таблице 9.
Таблица 9 - Техническая характеристика линии МЛН-1
|
Показатель |
Значение показателя |
|
|
Размеры обрабатываемых деталей, мм: -длина -ширина -толщина |
400…2000 220…800 10…40 |
|
|
Скорость подачи, м/мин |
5…15 |
|
|
Температура сушки, °С |
60…70 |
|
|
Установленная мощность, кВт |
100 |
|
|
Габаритные размеры, мм -длина -ширина -высота |
48000 3900 800 |
|
|
Масса, кг |
32500 |
Техническая характеристика распылительной кабины ККП-1 приведена ниже в таблице 10.
Таблица 10 - Техническая характеристика распылительной кабины ККП-1
|
Показатель |
Значение показателя |
|
|
Размеры обрабатываемых деталей, м, max: -длина -ширина -высота |
0,8 1,2 1,8 |
|
|
Количество отсасываемого воздуха, м3/ч |
14400 |
|
|
расход свежей воды, л/ч |
180 |
|
|
мощность вентиляционной системы, кВт |
7,5 |
|
|
Габаритные размеры, мм -длина -ширина -высота |
3300 2850 4170 |
|
|
Масса, кг |
1700 |
9. Расчёт отделочных материалов
Отделочные материалы по своему назначению делятся на основные (лакокрасочные): лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки, и вспомогательные, которые участвуют в формировании покрытия, но не входят в его структуру. Это шлифовальные шкурки, полировочные пасты, ткани для удаления следов масла, растворители для промывки оборудования, марля для процеживания рабочих растворов лакокрасочных материалов и др. Отделочные материалы выпускаются химической промышленностью готовыми к применению и в виде отдельных компонентов (полуфабрикатной основы, отвердителя, ускорителя, разбавителя и др.). На месте потребления концентрированные составы доводят до рабочей вязкости; из составов, поступающих в виде отдельных компонентов, приготовляют рабочие смеси.
Основной задачей, решаемой при расчете материалов, является определение расхода основных и вспомогательных материалов на установленный объем выпуска продукции.
Расход лакокрасочных материалов, применяемых для создания защитно-декоративных покрытий, зависит от вида материала, метода нанесения и связанных с ним потерь материала, содержания нелетучих веществ, материала подложки и др. Большое влияние на расход ЛКМ оказывает подготовка поверхности подложки. Чем лучше и тщательнее подготовлена поверхность подложки, тем меньше расход материалов и выше качество создаваемых покрытий.
Расчет ЛКМ начинается с расчета норм расхода. Под нормой расхода понимают количество ЛКМ, необходимое для отделки единицы изделия. Исходными данными для расчета норм расхода ЛКМ являются:
- размеры отделываемых поверхностей детали;
- количество поверхностей в детали, отделываемых по одинаковой технологии;
- количество одноименных деталей в изделии;
- группа сложности отделываемой поверхности;
- метод нанесения ЛКМ;
- норматив расхода.
Норму расхода ЛКМ определяют в рабочей вязкости и дифференцированно по составляющим компонентам (в исходной вязкости).
Расчет норм расхода основных материалов
Расчет норм расхода ЛКМ (в рабочей вязкости) и составляющих его компонентов (в исходной вязкости) выполняется в следующем порядке.
Изначально определяются площади отделываемых поверхностей одноименных деталей (раздельно по каждому виду ЛКМ, методам нанесения и др.) Si, м2, по формуле
, (1)
где B и L - соответственно, ширина и длина щитовой детали или сборочной единицы, м;
m - количество одноименных деталей в изделии;
n - количество поверхностей детали, подвергающихся данному виду отделки.
Результаты расчетов приведены в таблице 11.
Таблица 11 - Расчет площадей отделываемых поверхностей деталей шкафа для прихожей
|
Сборочная единица (деталь) |
Материал отделываемой поверхности |
Лакокрасочный материал |
Фактура |
Класс покрытия |
Группа сложности отделываемой поверхности |
Метод нанесения |
Число деталей в изделии |
Число отделываемых поверхностей |
Размеры отделываемых поверхностей, м |
Площадь отделываемых поверхностей, м2 |
||
|
Длина |
Ширина |
|||||||||||
|
Стенка верхняя |
Строганый шпон |
НЦ-243 |
ОП |
I |
2 |
Налив |
2 |
1 |
1,2 |
0,6 |
1,44 |
|
|
Стенка вертикальная |
ОП |
I |
2 |
Налив |
2 |
1 |
2,1 |
0,58 |
2,436 |
|||
|
Стенка вертикальная |
ОП |
I |
2 |
Налив |
2 |
1 |
0,94 |
0,57 |
1,072 |
|||
|
Стенка горизонтальная |
ОП |
I |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,6 |
0,6 |
0,36 |
|||
|
Стенка задняя верхняя |
ОП |
I |
2 |
Налив |
1 |
1 |
1,117 |
0,6 |
0,670 |
|||
|
Стенка задняя нижняя |
ОП |
I |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,94 |
0,6 |
0,564 |
|||
|
Итого: 6,541 |
||||||||||||
|
Стенка верхняя |
Строганый шпон |
НЦ-243 |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
2 |
1 |
1,2 |
0,6 |
1,44 |
|
|
Стенка вертикальная |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
2 |
1 |
2,1 |
0,58 |
2,436 |
|||
|
Стенка вертикальная |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
2 |
1 |
0,94 |
0,57 |
1,071 |
|||
|
Стенка горизонтальная |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,6 |
0,6 |
0,36 |
|||
|
Полка |
Строганый шпон |
НЦ-243 |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
2 |
0,57 |
0,55 |
0,627 |
|
|
Полка |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
2 |
0,57 |
0,27 |
0,307 |
|||
|
Полка |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
2 |
2 |
0,58 |
0,3 |
0,696 |
|||
|
Стенка нижняя |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
2 |
0,59 |
0,57 |
0,672 |
|||
|
Дверь |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
2 |
1 |
2,0 |
0,3 |
1,2 |
|||
|
Дверь |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,86 |
0,3 |
0,258 |
|||
|
Стенка задняя верхняя |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
1,117 |
0,6 |
0,670 |
|||
|
Стенка задняя нижняя |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,94 |
0,6 |
0,564 |
|||
|
Цокольная коробка |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,57 |
0,08 |
0,045 |
|||
|
Цокольная коробка |
ОП |
2 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,27 |
0,08 |
0,021 |
|||
|
Итого: 10,370 |
||||||||||||
|
Ящик столярный |
п/м хв. пород |
НЦ-243 |
ОП |
2 |
2 |
Пневмораспыление |
1 |
СБ |
0,5 |
0,24 |
||
|
Стенка |
ОП |
2 |
2 |
2 |
1 |
0,5 |
0,09 |
0,09 |
||||
|
Стенка |
ОП |
2 |
2 |
2 |
1 |
0,24 |
0,09 |
0,043 |
||||
|
Итого: 0,133 |
||||||||||||
|
Дверь |
МЛ-2111 |
ОП |
1 |
2 |
Налив |
2 |
1 |
2,0 |
0,3 |
1,2 |
||
|
Дверь |
Строганый шпон |
ОП |
1 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,86 |
0,3 |
0,258 |
||
|
Накладная стенка ящика |
ОП |
1 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,26 |
0,11 |
0,028 |
|||
|
Цокольная коробка |
Строганый шпон |
МЛ-2111 |
1 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,57 |
0,08 |
0,045 |
||
|
Цокольная коробка |
1 |
2 |
Налив |
1 |
1 |
0,27 |
0,08 |
0,021 |
||||
|
Итого: 1,553 |
После определения площадей отделываемых поверхностей рассчитывается норма расхода ЛКМ (в рабочей вязкости) или его составляющих компонентов (в исходной вязкости) N, кг, по формуле
N = ? Ni · Si, (2)
где Ni - норматив расхода рабочего раствора ЛКМ (или его составляющих компонентов), кг/м2.
Результаты расчетов приведены в таблице 12.
Таблица 12- Расчёт норм расхода лакокрасочного материала (в рабочей вязкости) и составляющих их компонентов (в исходной вязкости) на изготовление шкафа для прихожей
|
Материал отделываемой поверхности |
Лакокрасочные материалы |
Фактура |
Класс покрытия |
Группа сложности отделываемой поверхности |
Метод нанесения |
Площадь отделываемой поверхности, мІ |
Норматив расхода, кг/мІ |
Норма расхода, кг |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
Шпон строганый |
Лак НЦ-243 в рабочей вязкости, в т.ч. -лак НЦ-243 в исходной вязкости -растворитель или разбавитель №646 «М» |
ОП |
I |
2 |
Налив |
6,574 |
0,33 0,300 0,03 |
2,169 1,972 0,197 |
|
|
Шпон строганый |
Лак НЦ-243 в рабочей вязкости, в т.ч. -лак НЦ-243 в исходной вязкости -растворитель или разбавитель №646 «М» |
ОП |
II |
2 |
Налив |
10,369 |
0,165 0,15 0,015 |
3,422 1,555 0,155 |
|
|
П/м хвойных пород |
Лак НЦ-243 в рабочей вязкости, в т.ч. -лак НЦ-243 в исходной вязкости -растворитель или разбавитель №646 «М» |
ОП |
II |
3 |
Пневмораспыление |
0,133 |
1,25 0,999 0,267 |
0,166 0,132 0,034 |
|
|
Шпон строганый |
Лак МЛ-2111 в рабочем растворе, в т.ч. -полуфабрикат лака -отвердитель |
ОП |
I |
2 |
Вальцы |
1,554 |
0,06 0,051 0,009 |
0,093 0,079 0,014 |
|
|
ИТОГО: |
Лак НЦ-243 в исходной вязкости Растворитель или разбавитель №646 «М» Полуфабрикат лака МЛ-2111 -отвердитель |
3,659 0,386 0,079 0,014 |
Расчёт норм расхода прочих отделочных и вспомогательных материалов
Расчет индивидуальных норм расхода вспомогательных и прочих отделочных материалов выполняется по методике расчета норм расхода основных лакокрасочных материалов. Площади поверхностей деталей, подвергающихся воздействию вспомогательных материалов, выбираем из таблицы 11.
Результаты расчетов приведены в таблице 13.
Таблица 13 - Расчет норм расхода прочих отделочных и вспомогательных материалов на изготовление шкафа для прихожей
|
Наименование операции |
Наименование прочих отделочных материалов |
Класс покрытия |
Метод нанесения |
Площадь отделываемой поверхности, м2 |
Наименование единицы |
Норматив расхода |
Норма расхода, кг |
|
|
Грунтование |
Грунт НЦ-0192 |
I,II |
вальцами |
16,943 |
кг/м2 |
0,030 |
0,508 |
|
|
Шлифование нитроцеллюлозных грунтовок |
Шлифовальная шкурка №6 на тканевой основе |
I,II |
станочное |
16,943 |
м2/м2 |
0,01 |
0,169 |
|
|
Шлифование нитроцеллюлозных лаковых покрытий |
Шлифовальная шкурка №6 на тканевой основе |
I,II |
станочное |
16,943 |
м2/м2 |
0,07 |
1,186 |
|
|
Разравнивание нитроцеллюлозных покрытий |
-жидкость НЦ-313 -миткаль -вата |
I |
ручное |
6,574 |
кг/м2 |
0,03 0,05 0,003 |
0,197 0,033 0,019 |
|
|
Грунтование |
Грунт на основе лака МЛ-2111, в т.ч. -полуфабрикат лака -отвердитель -7% аэросил |
I |
вальцами |
1,554 |
кг/м2 |
0,030 0,0251 0,0028 0,0021 |
0,047 0,039 0,004 0,003 |
|
|
Шлифование меламинных грунтовок |
Шлифовальная шкурка №5 на тканевой основе |
I |
станочное |
1,554 |
м2/м2 |
0,011 |
0,017 |
|
|
Шлифование меламинных лаковых покрытий |
Шлифовальная шкурка №4 на тканевой основе |
I |
станочное |
1,554 |
м2/м2 |
0,011 |
0,017 |
|
|
Шлифование нитроцеллюлозных лаковых покрытий |
Шлифовальная шкурка №6 на тканевой основе |
II |
ручное |
0,133 |
м2/м2 |
0,07 |
0,001 |
Потребное количество основных и вспомогательных материалов на годовую программу находят перемножением нормы расхода на одно изделие и годовой программы выпуска изделий.
Результаты расчетов приведены в таблице 14.
Таблица 14 - Расчет отделочных материалов на программу
|
Наименование материалов |
Потребное количество на |
||
|
1 изделие |
32000 изделий |
||
|
Лак НЦ-243 в исходной вязкости, кг |
3,659 |
117088 |
|
|
Растворитель или разбавитель №646 «М», кг |
0,386 |
12359 |
|
|
Полуфабрикатная основа лака МЛ-2111, кг |
0,118 |
3776 |
|
|
Отвердитель, кг |
0,018 |
576 |
|
|
Грунтовка НЦ-0192, кг |
0,508 |
16256 |
|
|
Шлифовальная шкурка №6 на тканевой основе, мІ |
1,356 |
43392 |
|
|
Аэросил, кг |
0,003 |
96 |
|
|
Жидкость для НЦ-313 для разравнивания, кг |
0,197 |
6304 |
|
|
Миткаль, мІ |
0,033 |
1056 |
|
|
Вата, кг |
0,019 |
608 |
|
|
Шлифовальная шкурка №5 на тканевой основе, мІ |
0,017 |
544 |
|
|
Шлифовальная шкурка №4 на тканевой основе, мІ |
0,017 |
544 |
10. Расчёт потребного количества отделочного оборудования и рабочих мест
Расчет потребного количества оборудования для выполнения технологических операций формирования защитно-декоративных покрытий производится в зависимости от схемы обработки детали (проходной или позиционной).
Расчет оборудования, работающего по проходной схеме обработки, начинается с расчета сменной производительности оборудования.
Сменная производительность Псм, шт./см, при проходной схеме обработки детали рассчитывается по следующей формуле
Псм = Тсм · U · Кр · Км · z / ((lо+lм) · m), (3)
где Тсм - номинальная продолжительность смены, мин;
U - скорость подачи, м/мин;
Кр - коэффициент использования рабочего времени;
Км - коэффициент использования машинного времени;
z - число одновременно отделываемых деталей, шт;
lм - расстояние между торцами деталей, м;
lо - длина детали, м;
m- количество проходов детали через рабочий орган станка, линии.
Скорость подачи (U) выбирается по характеристике оборудования.
Число одновременно пропускаемых через линию или станок деталей (z) зависит от рабочей ширины стола, линии, станка, ширины обрабатываемой детали и организации рабочего места.
Коэффициент использования фонда времени (Кр · Км) колеблется в интервале 0,5…0,8.
Обработка деталей на линии или станке может происходить с непрерывной (торец в торец) или прерывистой (с межторцовыми разрывами) подачей. В первом случае lм = 0, во втором lм = 0,3 м.
Зная сменную производительность, рассчитывается штучная норма времени tшт, мин, на выполнение технологической операций при обработке деталей j -го наименования по формуле
tшт = Тсм / Псм. (4)
Расчёт оборудования, работающего по позиционной схеме обработки, проводится по укрупненным нормативам времени. Расчет начинается с выбора оперативного времени tоп из инструкции или справочника для выполнения каждой технологической операции в зависимости от площади или размеров обрабатываемой детали.
Расчет tшт по укрупненным нормативам времени через оперативное время производится по формуле
tшт = tоп + t кос, (5)
где tкос - время косвенных затрат на данной операции, которое учитывается добавкой в процентах к оперативному времени (tкос=13,8%-14,9%).
Штучная норма времени tшт даётся в часах на 100 деталей.
Норма потребного времени tij , ст.-ч, на обработку одноименных деталей в изделии j-го наименования на i-й операции рассчитывается по формуле
tij = tшт · ашт · Ктп / 60, (6)
где ашт - количество одноименных деталей в изделии , шт;
Ктп - коэффициент, учитывающий технологические потери (1,03-1,05);
60 - переводной коэффициент минут в часы.
Потребное количество оборудования n, шт., на годовую программу выпуска изделий определяется по формуле
n = Тij · А / Тэф, (7)
где Тij = ? tij - время, потребное на выполнение i-ой операции для всех деталей изделия на данном оборудовании, ст.-ч;
А - годовая программа выпуска изделий, шт.;
Тэф - эффективный фонд времени работы оборудования, ч, (при двухсменной работе оборудования Тэф = 3856 ч).
Полученное значение n округляют в большую сторону до целого числа m.
Процент загрузки оборудования Р,% , рассчитывается по формуле
Р = n / m · 100, (8)
где n - расчетное количество оборудования, шт.;
m - принятое количество оборудования, шт.
На линии МЛН-1 проходная схема обработки деталей, при которой за основной фактор принимается скорость подачи U, м/мин. Исходными данными являются: Тсм = 480 мин; Кр =0,95; Км = 0,65; U = 7,5 м/мин; lм = 0,3 м. Сменная производительность рассчитывается по формуле (3).
1) при обработке стенки верхней: z = 1; m = 2; l = 1,2 м.
Псм = 480 ·7,5 · 0,95 ·0,65 ·1/ ((1,2 + 0,3) · 2) = 741.
Штучную норму времени рассчитываем по формуле (4)
tшт = 480 / 741 = 0,648.
Норму потребного времени на обработку стенки верхней на линии определяем по формуле (6). При этом ашт = 2; Ктп = 1,03.
tij = 0,648 · 2 · 1,03 / 60 = 0,022.
Аналогичным образом рассчитываются значения сменной производительности Псм, шт./см, штучной нормы времени tшт, мин, нормы потребного времени tij, ст.-ч для остальных деталей, проходящих обработку на данной линии. Результаты вычислений заносим в таблицу 15.
Таблица 15 - Расчет нормы потребного времени на отделку щитов на линии МЛН-1
|
Наименование детали |
Число одновременно пропускаемых деталей, z, шт. |
Количество проходов детали сквозь рабочий орган станка, m |
Длина летали, м |
Расстояние между торцами деталей, м |
Сменная производительность оборудования, Псм, шт./см |
Штучная норма времени tшт, мин |
Количество одноименных деталей, шт |
Норма потребного времени, tij, ст.-ч |
|
|
Линия МЛН-1 (7,5 м/мин) |
|||||||||
|
Стенка верхняя |
1 |
2 |
1,2 |
0,3 |
741 |
0,648 |
2 |
0,022 |
|
|
Стенка верхняя |
1 |
1 |
1,2 |
0,3 |
1482 |
0,324 |
2 |
0,011 |
|
|
Стенка вертикальная |
1 |
2 |
2,1 |
0,3 |
463 |
1,037 |
2 |
0,036 |
|
|
Стенка вертикальная |
1 |
1 |
2,1 |
0,3 |
926 |
0,518 |
2 |
0,018 |
|
|
Стенка вертикальная |
1 |
2 |
0,94 |
0,3 |
896 |
0,536 |
2 |
0,018 |
|
|
Стенка вертикальная |
1 |
1 |
0,94 |
0,3 |
1792 |
0,268 |
2 |
0,009 |
|
|
Стенка горизонтальная |
1 |
2 |
0,6 |
0,3 |
1235 |
0,389 |
1 |
0,007 |
|
|
Стенка горизонтальная |
1 |
1 |
0,6 |
0,3 |
2470 |
0,195 |
1 |
0,0035 |
|
|
Полка |
2 |
2 |
0,57 |
0,3 |
2555 |
0,188 |
1 |
0,003 |
|
|
Полка |
2 |
2 |
0,57 |
0,3 |
2555 |
0,188 |
1 |
0,003 |
|
|
Полка |
2 |
2 |
0,58 |
0,3 |
2526 |
0,19 |
2 |
0,007 |
|
