Курсовая работа: Проект цеха лущения и сушки шпона

Министерство образования Российской Федерации

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет: Механическая технология древесины

Кафедра: Технология клееных материалов и древесины

ПРОЕКТ ЦЕХА ЛУЩЕНИЯ И СУШКИ ШПОНА

Пояснительная записка

(ТКМиД.000000.028.ПЗ)

Руководитель: ктн, доцент

__________ А. И. Криворотова

__________________________

(подпись) (дата)

Выполнил:

Студент группы 2602 с______

И.А.Кожевников

(подпись)

Красноярск - 2010

Реферат.

В курсовой работе на основе заданной годовой программе и марке фанеры, а также по сырью, формату, классу обработки и классу эмиссии формальдегида произведен расчет годового объема сырья и клеевых материалов, рассчитана производительность необходимого оборудования и установлено его количество. Курсовая работа представлена пояснительной запиской на страницах, в ней 16 таблиц, 2 рисунока. Представлен список использованных источников, дано описание технологического потока и состав оборудования.

Введение.

Фанера представляет собой слоистый материал, состоящий из склеенных между собой листов лущеного шпона, нередко в композиции с другими материалами. В листе фанеры разли­чают наружные (лицевой и оборотный) и внутренние слои шпона, отличающиеся качеством и иногда породой древесины. В основу классификации фанеры положен ряд конструктивных и технологических признаков, определяющих эксплуатационные качества каждого ее вида.

Фанера общего назначения. Фанеру общего назначения из­готовляют из трех и более слоев шпона и используют в произ­водстве мебели, тары, в строительстве, а также в ряде других отраслей.

В зависимости от вида применяемого клея фанера выпуска­ется следующих марок: ФСФ—фанера повышенной водостой­кости, с применением фенолоформальдегидных клеев; ФК—фа­нера средней водостойкости, с применением карбамидоформальдегидных клеев; ФБА—фанера средней водостойкости, с при­менением альбуминоказеиновых клеев.

Обычно фанеру выпускают с нечетным числом слоев шпона, перпендикулярно. При четном количестве слоев шпона два средних слоя должны иметь одинаковое направление волокон. Шпон наружных (лицевого и оборотного) и внутренних слоев фанеры изготавливают из древесины различных пород в соответствии с ГОСТ 99—75. Фанера считается изготовлен­ной из древесины той породы, из которой изготовлены наруж­ные ее слои. Симметрично расположенные относительно про­дольной оси сечения фанеры слои шпона должны быть одной породы и одинаковой толщины.

В зависимости от качества шпона своих наружных слоев фанера делится на пять основных сортов: А/АВ, АВ/В, В/ВВ, ВВ/С, С/С. Допускается изготовлять фанеру со следующим со­четанием лицевых слоев: А/В, А/ВВ, АВ/ВВ, В/С. Фанеру вы­пускают нешлифованной и шлифованной с одной или двух сто­рон. Шероховатость нешлифованной фанеры из древесины лист­венных пород не более 200 мкм, шлифованной не более 80 мкм, а из хвойной древесины — соответственно не более 300 и 200 мкм.

Влажность фанеры марок ФСФ и ФК должна быть 5—10 %, марки ФБА 6—15 %. Фанера для производства мебели должна иметь влажность 6—10 %.

Фанеру выпускают длиной 2440—1220 мм, шириной 1525— 725 мм и толщиной 1,5—18 мм. При длине одной из сторон бо­лее 1800 мм фанеру называют большеформатной. Фанеру, у ко­торой больший размер совпадает с продольным направлением волокон шпона наружных слоев, называют продольной, в про­тивном случае — поперечной.

1. Характеристика проектируемой продукции.

Основной продукцией фанерной промышленности является фанера общего назначения и из шпона лиственных и хвойных пород, технические требования к которой регламентируются стандартами 3916.1-96, 3916.2-96 и изменением № 1 к ним от 24.09.2003 г. № 266-ст.

По степени водостойкости клеевого соединения фанера:

ФСФ – повышенной водостойкости для внутреннего наружного использования ( на фенолформальдегидных клеях);

В зависимости от породы (а в данном случае это ель) и вида шпона фанера подразделяется на пять сортов:

Хвойных пород Ex/Ix, Ix/IIx, Iix/IIIx, IIIx/Ivx, Ivx/Ivx.

По степени механической обработки поверхности фанеры в данной курсовой работе : шлифованная с одной стороны – Ш 2.

Размерные характеристики и физико – механические свойства фанеры приведены в таблицах 1.1, 1.2. В соответствии с изменением №1 по согласованию изготовителя с потребителем кроме указанных в таблице 1.2 обязательных показаний могут определяться:

- модуль упругости при статическом изгибе;

- ударная вязкость при изгибе;

- твердость;

- коэффициент теплопроводности;

- коэффициент сопротивления водяному пару;

- коэффициент звукопоглощения;

- звукоизоляция;

- биологическая стойкость;

Размерные характеристики, физико-механические и санитарные свойства фанеры приведены в таблицах 1,2,3.

Таблица 1 – Размерные характеристики фанеры по ГОСТ 3916.1-96, ГОСТ 3916.2-96.

Таблица 2 – Физико-механические свойства фанеры общего назначения (по ГОСТ 3916.1-96, 3916.2-96).

Таблица 3 – Показатели содержания формальдегида в фанере

2. Расчет производственной программы.

2.1. Режим работы цеха и расчет годового фонда рабочего времени оборудования.

Режим работы цеха представлен в таблице 4.

Таблица 4 – Примерное распределение календарного времени.

2.2. Календарный выпуск продукции

Годовую программу выпуска продукции , м³ , принимаем из задания на проектирование

м³ .

Часовой П_ч и сменный выпуск продукции П_см определяется по формулам

, (1)

, (2)

где П_год – годовая программа выпуска продукции, м³ ;

Ф_год – годовой фонд рабочего времени оборудования, ч;

Ф_см – расчетная продолжительность смены, ч

П_ч =

П_см = 19,47,7 = 149,38 м³

Программа производства фанеры представлена в таблице 5.

Таблица 5 – Программа производства фанеры.

3. Расчет расхода сырья.

3.1. Расчет фанерного пакета

В соответствии с заданной спецификацией продукции необходимо определить схемы набора пакетов по каждому виду фанеры. При этом сумма толщин шпона ∑S_ш , мм, рассчитывается по формуле для шлифованной фанеры

(3)

где – номинальная толщина фанеры, мм, (21 мм);

У_ф – упрессовка фанеры, %, принимается в зависимости от пород древесины, толщины и слойности пакетов, марки фанеры, (18%);

∆S_ш – припуск на шлифование, 0,1…0,2 мм на одну сторону, большая величина принимается для фанеры хвойных пород, (0,4 мм);

n – число шлифуемых сторон фанеры, (2).

∑ S_ш = +0,42 = 26,4 мм

Предварительно рассчитываем толщину шпона, S_ш

, (4)

где n_ш – число слоев шпона в листе фанеры заданной толщины.

S_ш = мм

Расчетное значение S_ш округляем до ближайшего значения по ГОСТ 99-96, т.е. 3,20 мм.

Проверяем расчетную упрессовку фанеры по формуле

У_ф = , (5)

У_ф = .

3.2. Пооперационный расчет сырья и полуфабрикатов.

Основой расчета является определение на каждой технологической операции объемов полуфабрикатов и потерь на учетную единицу продукции. В качестве исходного объема продукции, с которого начинается пооперационный расчет можно принять годовую или часовую программу выпуска продукции, но из-за громоздкости расчетов и возможных ошибок целесообразнее взять 1м³ фанеры.

3.2.1. Объем фанеры Q₁ с учетом потерь на шлифование, м³

Q₁ = , (6)

где а ₁ – потери объема древесины на шлифование, %

а₁ = , (7)

где Р_ш – объем шлифованной фанеры, % к общему выпуску фанеры, Р_ш ;

– припуск на шлифование, (0,4 мм).

А₁ = .

Q₁ = .

Объем отходов q₁ в виде шлифовальной пыли, м³

q₁ = Q₁ -1,0 (8)

q₁ = 1,02-1,0=0,02 м³

3.2.2 Объем фанеры Q₂ с учетом потерь на физико-механические испытания и переобрез фанеры

, (9)

где а₂ – потери на испытания и переобрез, (0,5…1%).

Q₂ = .

Объем отходов q₂ в виде опилок и обрезков, м³

q₂ = Q₂ -Q₁ , (10)

q₂ = 1,03-1,02 = 0,01 м³ .

3.2.3 Объем фанеры Q₃ с учетом потерь а₃ на обрезку по формату

, (11)

(12)

где F_н – площадь листа необрезной фанеры, м² ;

F_ф - площадь листа готовой фанеры, м² .

мм.

мм.

м² .

м² .

а₃ = ,

Q₃ = .

Объем отходов q₃ в виде опилок и обрезков реечного типа, м³

q₃ = Q₃ -Q₂ , (13)

q₃ = 1,10-1,03= 0,07 м³ .

3.2.4 Объем сухого шпона Q₄ с учетом потерь а₄ на упрессовку фанерного пакета и усушку шпона по толщине

где а₄ – величина упрессовки фанерного пакета.

Q₄ = .

Объем безвозвратных потерь

q₄ = Q₄ -Q₃ , (14)

q₄ = 1,34-1,10 = 0,24 м³ .

3.2.5 Объем сухого шпона с учетом потерь на участке ребросклеивания кусков и починки форматного шпона (шпон на выходе из сушилок)

Q₅ = (15)

где а₅ – потери сухого шпона на прирезку и прифуговку деловых кусков и изготовление лент для починки форматного шпона, в зависимости от сорта сырья принимаются в пределах 2…4%.

Q₅ = .

Объем отходов в виде обрезков шпона

q₅ = Q₅ -Q₄ , (16)

q₅ = 1,40-1,34 = 0,06 м³ .

Полученная величина Q₅ является нормой расхода сухого шпона на 1м³ фанеры и по ней рассчитывается требуемая производительность цеха сушки шпона, т.е. Н_с =Q₅ .

Суммируем общие потери объема древесины в м³ и % на участках подготовки шпона и прессования фанеры

∑а_i = а₁ + а₂ + а₃ + а₄ + а₅ , %; (17)

∑q_i = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ , м³ . (18)

∑а_i = 1,8+1+6,88+18+4= 31,68%.

∑q_i = 0,02+0,01+0,07+0,24+0,06=0,4 м³ .

Рассчитываем расход сухого шпона на часовую и годовую программу в соответствии с календарным планом:

Q_ч = Q₅ ∙П_ч , (19)

Q_год = Q₅ ∙П_год , (20)

где П_год – годовая программа выпуска фанеры, м³ ;

П_ч – часовая программа выпуска фанеры, м³ .

Q_ч = 1,40 ∙ 19,4=27,16 м³ .

Q_год = 1,40∙110000=154000 м³ .

Аналогично рассчитаем объём безвозвратных потерь и отходов:

3.2.6 Объем сырого шпона Q₆ на входе в сушилки

Q₆ = (21)

где а₆ – потери на усушку шпона принимаются равными величине тангенциальной усушки шпона U_т , %.

Радиальная усушка шпона по толщине учтена в величине упрессовки фанерного пакета. Усушка шпона по ширине U_т рассчитывается по формуле

а₆ = U_т = (9-0,55)∙К_s ∙К_t ∙К_п , (22)

где w_к – конечная влажность сухого шпона, %, (6…12%);

К_s ,К_t ,К_п – поправочные коэффициенты соответственно на толщину шпона, температуру агента сушки и породу древесины;

К_s = 1,21 – 0,14S_ш , (23)

К_t = 1,42-0,003t_с , (24)

К_п = (25)

где S_ш – толщина шпона, мм;

t_с – средняя температура агента сушки по длине сушилки (100-200)⁰ С;

ρ₀ – плотность древесины, кг/м³ (ель – 450 кг/м³ ).

К_п = 450/600 = 0,75;

К_t = 1,42-0,003∙200=0,82;

К_s = 1,21-0,14∙3,20=0,76.

а₆ = U_т = (9-0,55∙10^0,8 )∙0,76∙0,82∙0,75= 2,58 %.

Q₆ =

Ширина листа сырого шпона, В_сыр , мм

(26)

где В_сух - ширина листа сухого шпона, принимается с учетом ширины фанеры и припуска на обрезку 50…60 мм.

.

.

Длина листа сырого и сухого шпона одинакова (L_сыр = L_сух ), т.к. усушка незначительна и припуск на усушку по длине листа не дается. Безвозвратные потери на усушку шпона q_б м³

q_б = Q₆ – Q_5. (27)

q_б = 1,44 - 1,40 = 0,04 м³ .

Полученная в данном расчете величина Q₆ является нормой расхода сырого шпона на 1 м³ сухого шпона, по которой рассчитывается задание участку сушки шпона, т.е.

Н_{сыр/сух} =Q₆ . (28)

Н_{сыр/сух} = 1,44 м³ .

3.2.7 Объем чураков Q₇ с учетом потерь на участке лущения

Q₇ = (29)

где а₇ - суммарные потери объема чураков, %.

Для каждого сорта и диаметра чураков рассчитываем показатели объемного выхода форматного шпона, деловых кусков карандашей, шпона-рванины, по формулам

(31)

V _дш = V ₂ + V ₃ , (32)

(33)

V_p = V _ч – ( V _дш + V_k ) , (34)

где - длина чурака, м;

d _ч - диаметр чурака в верхнем торце, м;

d_k - диаметр карандаша, м (принимается как средняя величина

по данным базового предприятия или рассчитывается по формуле 35);

К_в - коэффициент суммарного выхода делового шпона;

К_л - коэффициент выхода форматного шпона;

V ₂ - объём деловых кусков, м³ ;

V₃ - объём форматного шпона, м³ ;

V _дш - суммарный выход делового шпона, м³ ;

V_p - объём рванины, м³ ;

V _Ч - объем чурака по ГОСТ2708-75.

По заданию сырье I сорта, диаметр чураков d_ч для продольного шпона примем 0,38 и 0,40 м, диаметр карандашей d_к , м, рассчитываем по формуле

d_к = (d₀ - 0,003+0,24)∙К_дл , (35)

где d ₀ - диаметр внутренних кулачков лущильного станка, м (65,70,75,90, 100мм);

К_дл - поправочный коэффициент на длину карандаша (чурака), (1,19).

d_к0,38 =(0,1-0,003+0,24∙(0,38)² )∙1,19= 0,074 м.

V_2(0,38) =

V_3(0,38) =

V_дш(0,38) =0,018+0,182=0,200 м³ .

V_{k (0,38)} =.

V_р(0,38) = 0,320-(0,200+0,011)=0,131 м³ .

Аналогичным образом вычисляем необходимые объёмы для другого диаметра и для поперечного шпона. Все полученные данные заносим в табпицу 6.

Таблица 6 – Объемный выход шпона и отходов из чураков (l_ч =2,6 м; d₀ =0,07 м; ель d_ч =0,38; 0,40 м; I сорт ; l_ч =1,3 м; d₀ =0.07 м; ель; d_ч =0.34; 0,36м; I сорт ).

% %;

м³ м³

Выход делового шпона в процентах к объёму сырья вычисляется по формуле

Р_дш (36)

где - объём чурака, м³ .

Р_дш =

Тогда потери объёма на участке лущения а₇ , %, будут равны

а₇ = V _пош =100-Р_дш . (37)

а ₇ = V _пош = 100-54,4= 45,6%

Доля длинных чураков пропорциональна сумме толщин продольного шпона содержащейся в фанерном пакете:

(38)

где - доля длинных чураков для продольного шпона;

- число слоев продольного шпона;

- толщина продольных слоев шпона, мм ;

- сумма толщин шпона в фанерном пакете.

Доля коротких чураков для поперечного шпона будет равна:

(39)

Далее по вычисленным величинам Q₇ для каждой длины чураков рассчитываем средневзвешенный расход чураков на 1 м³ фанеры :

(40)

где , - соответственно расход чураков для продольного и поперечного шпона, м³ .

м³

Общий объем отходов на участке лущения q₇ , м³ (карандаши, шпон-рванина):

(41)

м³

Рассчитанная величина Q₇ является нормой расхода чураков на 1 м³ фанеры ,

3.2.8 Расход сырья Q₈ в кряжах (круглых лесоматериалах для лущения)

Q₈ = (42)

где а₈ - потери объёма при раскрое бревен на чураки; в зависимости от

кратности длины бревен и сорта сырья; (а ₈ = 1 . . . 3 % ).

Q₈ = .

Объем отходов в виде опилок и обрезков брёвен

q ₈ = Q ₈ – Q₇ . (43)

q ₈ = 2,54-2,46=0,08 м³ .

На этом заканчиваем расчет нормативов по расходу сырья на 1 м³ фанеры.

Далее рассчитываем общий баланс продукции, сырья и отходов на часовую и годовую программу выпуска фанеры (таблица 7).

Таблица 7 - Пооперационный расчет норм расхода сырья и потерь 1м³ фанеры (ФСФ 2440.

3.3 Составление баланса сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

Рассчитываем общий баланс продукции (таблица 8), сырья и отходов на часовую и годовую программу выпуска фанеры. Полученные результаты используем для расчета оборудования и проектирования производственных участков по всему технологическому процессу.

Таблица 8 - Общий баланс продукции, сырья и отходов.

3.4 Сводная ведомость расхода шпона на часовую и годовую программу выпуска фанеры.

3.4.1 Выбор состава клея и расчёт состава клеевых материало

Состав клея выбирается в зависимости от марки фанеры, породы древесины и назначения продукции и классу эмиссии.

Состав клея на основе фенолоформальдегидных смол:

Смола СФЖ-3013—водорастворимая фенолоформальдегидная смола горячего отверждения с минимальным содержанием свободных продуктов (не более0,18%); предназначена для изготовления фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ, фанерных плит, клеевого паркета и другой фанерной продукции.

Таблица 9 - Состав фенолоформальдегидного клея

Технологическая норма расхода на единицу поверхности шпона выбирается из таблици 10 по средним или максимальным значениям и равна 0,140 кг/м² .

Производственная норма расхода жидкого клея. Нк кг/м²

Рассчитывается по формуле:

, (44)

где: Н_к – производственная норма расхода клея, кг/м²

g_r – технологическая норма расхода клея, кг/м²

К_тп – коэффициент учитывающий потери клея в трубопровадах, баках и станках (Ктп =1,06…1,11).

F_н - Площадь необрезных листов шпона

S_ф - толщина фанеры

F_ф - площадь форматной фанеры

кг/м³

На основе таблици 4 и рассчитанных норм расхода клея определяется часовая потребность в клее и его расход на годовую программу, кг.

Gч = Нк *Пч; (45)

Gг = Нк *Пг; (46)

Пч, Пг –объём производства фанеры м³ (час,год)

Gч = 62,58*19,4 = 1272,2 кг;

Gг = 62,58*110000 = 6883800 кг;

Расход каждого кампанента клеевого состава:

(47)

где M_i = потребное количество каждого из компонентов, кг;

m_{i =} количество i - го компонента клея, м.ч.

∑ m_i = общая сумма всех компонентов, м.ч.

G – производственная норма расхода клея, кг/м³ .

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.5

Смола СФЖ 30 13 = кг.

модификатор смола Р1 = кг.

мел = кг.

мука древесная = кг.

гексаметилентетрамин = кг.

NaOH = кг.

Нормы расходов клеевых компонентов на часовую программу указаны в таблице 10.

Таблица 10 - Расчет расходов клеевых материалов для фанеры марки ФСФ (Пч-5,66 м³ /ч.)

3.5 Сводная ведомость расхода сырья и материалов на годовую программу выпуска продукции

Таблица 11 - Сводная ведомость расхода сырья и материалов на годовую программу выпуска фанеры марки ФСФ, Пг—40000м³ .

4 Технологический расчет цеха лущения

4.1 Обоснование технологии лущения древесины, сушки и обработки шпона.

В зависимости от объемов производства фанеры цех изготовления шпона может включать участки: лущения, сушки и обработки шпона.

Технологические линии лущения включают конвейерные системы подачи чураков, лущильные станки, устройства приема ленты шпона, ножницы для раскроя ленты шпона, шпоноукладчики, конвейеры или устройства для отбора кускового шпона и конвейеры удаления отходов лущения-шпона-рванины и карандашей.

В фанерной промышленности распространены в основном линии лущения-раскроя шпона, состоящие из перечисленного оборудования. В этом случае между лущением и сушкой шпона организуется буферный запас сырого шпона, что имеет преимущество в смысле гибкости технологии и надежности работы оборудования. Более совершенными считаются линии «лущение – сушка – раскрой шпона». Они отличаются высоким уровнем автоматизации процесса и меньшей трудоемкостью обслуживания. Недостатками подобных линий следует считать жесткую технологическую связь между механическим процессом лущения и теплофизическим процессом сушки ленты шпона, невозможность отбора и сушки кускового шпона, а также сложность сушки ядрового и заболонного шпона сосны и лиственницы. При значительной разнице влажности ядра (40…50%) и заболони (более 100%) возникает необходимость повторной сушки заболонного шпона до требуемой конечной влажности 6…10 %.

С другой стороны, линии «лущение – раскрой» с приемом ленты шпона на транспортер-петлеукладчик непригодны для выработки хвойного шпона, особенно повышенных толщин. Из-за большого числа разрывов ленты при перегибах.

Выбор типа лущильного станка зависит в основном от рабочей длины ножа и максимального диаметра чурака. Появившиеся в последнее время станки бесцентрового лущения предназначены для обработки предварительно оцилиндрованных чураков, что требует установки дополнительных лущильных станков.

Технические характеристики выбранного лущильного станка представлены в таблице 13.

Таблица 12 – Технические характеристики лущильного станка.

4.2. Расчет цикла лущения, производительности и числа технологических линий лущения.

Производительность лущильных станков П_ч , м³ /ч, рассчитывается по формуле:

(48)

где - продолжительность цикла лущения одного чурака, с;

V_ч – объем чурака, м³ ;

К_и – коэффициент использования рабочего времени линии лущения (0,85…0,90);

Н_ч – норма расхода чураков на 1 м³ сырого шпона (Н_ч =Q₇ ).

Продолжительность цикла лущения , с, слагается из затрат машинного времени на собственно лущения и на вспомогательные операции . Последние от размеров чураков почти не зависят, и для применяемых в настоящее время станков их можно принять следующими, с:

Центрирование и установка чураков 4,0-5,0.

Зажим чурака кулачками 1,2-1,7.

Подвод суппорта 0,5-0,7.

Отвод суппорта 2,0-2,5.

Отвод шпинделей 1,0-1,2.

Удаление карандаша 2,0-2,5.

Очистка зазора между линейкой

и ножом 0,5-0,7.

Включение механизмов линии 1,5-2,0.

Итого = 12,7…16,3.

Продолжительность лущения и оцилиндровки , с, зависит от диаметров чурака и карандаша, толщины шпона, частоты вращения шпинделей и определяется по формуле

где к_ф –коэффициент формы чураков;

d_ч , d_к – диаметр чурака и карандаша соответственно, м;

S – толщина шпона, м;

n_ч – частота вращения шпинделей лущильного станка, мин^-1 .

Общая продолжительность цикла лущения , с

(50)

.

.

Определяем расчетное количество лущильных станков n

(51)

где П_ч – производительность станка в м³ чураков;

П₇ – требуемая программа переработки чураков, м³ /ч.

Полученные значения округляются до целого числа, и определяется коэффициент загрузки оборудования для каждого типоразмера чураков. Перезагрузка допускается не более 10%.

.

Принимаем к установке 2 станка для лущения продольных слоев шпона.

.

Принимаем к установке 4 станка для лущения поперечных слоев шпона.

Коэффициент загрузки оборудования К_зг

%

%

По числу лущильных станков устанавливается соответствующее количество линий лущения.

4.3. Расчет продолжительности сушки шпона, производительности и числа сушильных агрегатов.

При выборе типа сушильного агрегата принимают во внимание заданные объемы производства шпона, породу древесины, технико-экономическую эффективность процесса сушки, степень автоматизации производства.

Для хвойного шпона, сушка которого при невысоких температурах связана с загрязнением рабочих поверхностей смолистыми веществами, рекомендуется сушить в газовых сушилках или паровых с температурой 170⁰ С и выше.

Технические характеристики выбранного сушильного агрегата представлены в таблице 14.

Таблица 13 - Технические характеристики сушильного агрегата

Продолжительность сушки шпона = 10,45 мин.

Производительность сушильного агрегата П_ч , м³ /ч, рассчитывается по формуле

(52)

где - продолжительность сушки, мин;

В_р – рабочая ширина камеры сушки (длина роликов), м;

n – число этажей камеры сушки;

S_ш – толщина шпона, м;

К_ш – коэффициент заполнения рабочей ширины камеры сушки, (0,85);

К_дл – коэффициент заполнения по длине зоны сушки, (0,75).

Расчетное количество сушильных агрегатов:

(53)

где П₆ – требуемая программа выпуска сухого шпона, м³ /ч (таблица 9)

принимаем к установке 11 сушильных агрегата.

принимаем к установке 6 сушильный агрегат.

4.3.1. Сортировка шпона

Для фанеры общего назначения (ГОСТ 3916.1-96; ГОСТ 3916.2-96) лущеный шпон после сушки сортируется по качественным признакам в соответствии с требованиями ГОСТ99-96 на пять сортов: Е, I, II, III, IV. Высшие сорта используются для формирования наружных слоев фанеры, а низшие - для внутренних. В общем случае выделяют следующие сортовые группы шпона по назначению и качеству:

- форматный шпон для лицевого и оборотного слоев фанеры (2…3 стопы);

- форматный шпон для внутренних слоев (3.. .4 стопы);

- форматный шпон на починку (1…3 стопы);

- шпон неполного формата и куски шириной более 300 мм на ребросклеивание (2...3 стопы).

В зависимости от типа основного оборудования и сортиментного состава готовой продукции может применяться схема сортирования непосредственно на выходе из сушильных агрегатов вручную или на механизированных линиях сортирования на 8... 10 подстопных мест или на специально выделенных площадках, оборудованных ленточными сортировочными конвейерами.

Производительность линий типа "Рауте" м³ /ч, рассчитывается по формуле

П_ч =60∙ U ∙ S ∙В∙К_дл ∙К_м ∙К_и , (54)

где U - скорость укладки листов шпона распределительным конвейером, шт/мин;

S - толщина шпона, м;

В - ширина листа шпона (в направлении подачи), м;

К_дл - коэффициент, учитывающий разрывы в подаче листов, (0,6);

К_м - коэффициент использования машинного времени, (0,7);

К_и -коэффициент использования рабочего времени оборудования (0,85...0,90).

П_ч =60∙8∙0,0032∙1,220∙0,6∙0,7∙0,9 = 0,53 м³ /ч.

Расчётное количество полуавтоматических линий сортирования устанавливаемых на отдельных площадках, определяют аналогично расчёту сушильных агрегатов. При ручном сортировании рассчитывается число рабочих мест, каждое из которых обслуживает 8...10 подстопных мест.

Расчетное число линий сортировки, n

(55)

где П₆ – объем сухого шпона на выходе из сушильного агрегата, м³ /ч

U - скорость укладки листов шпона, шт/мин; (16 шт/мин )

L , B , S – размеры листа шпона, м.

,

принимаем к установке 5 линий сортировки.

В отечественной и зарубежной промышленности нашли применение технологические линии лущения - сушки - сортирования шпона. Производительность и количество таких линий рассчитывается по сушильным агрегатам.

4.4. Расчет оборудования для починки и ребросклеивания шпона.

Количество шпона, подвергаемого починке, зависит от сортности фанерного сырья. Практически на предприятиях в починку выделяется 20-25% от всего объема сухого шпона.

Технические характеристики выбранного шпонопочиночного станка представлены в таблице 14.

Таблица 14 - Технические характеристики шпонопочиночного станка.

Производительность станка П_ч , м³ /ч, рассчитывается по формуле

(56)

где L , B , S – размеры листа шпона, м;

m – число рабочих вставок, приходящейся на один лист, (10…15);

n – число рабочих ходов станка, мин^-1 ;

- время на премещение листа шпона от одного дефектного места к другому (0,4…0,8 с);

– продолжительность ручных операций на подачу листа в станок, (6…7 с);

- коэффициент использования рабочего времени оборудования, (0,85…0,9).

Число станков, необходимых для выполнения программы починки шпона каждого формата, рассчитывается по формуле:

(57)

где - количество шпона на починку (20…25%);

П₅ – часовая программа выпуска сухого шпона, м³ /ч.

, принимаем 1 станок.

После сушки и сортирования шпона около 20 % составляет неформатный, кусковой шпон. В процессе переработки в полноформатные листы куски сортируют по качеству, толщине и ширине, выравнивают кромки и подают на ребросклеивающие станки продольного или поперечного типа.

Кромки кускового шпона выравниваются на кромкофуговальных станках или гильотинных ножницах. Поточные линии подготовки кромок на базе кромкофуговальных станков обеспечивают высокое качество соединения полос шпона и не требуют предварительной прирубки кусков на одинаковую ширину. Подобная линия, установленная на Братском ФЗ, включает кромкофуговальный станок, клеенаносящее устройство, встряхиватель пачки шпона на обработку второй кромки шпона. С нанесённым термореактивным клеем пачки шпона далее подаются на ребросклеивающий станок "Торвеге" с поперечной подачей кусков.

Технические характеристики выбранного кромкофуговального станка представлены в таблице 15.

Таблица 15 - Технические характеристики кромкофуговального станка.

Производительность кромкофуговальных станков и гильотинных ножниц П_ч , м³ /ч, рассчитывается по формуле

(58)

где L - длина шпона, м;

b - средняя ширина кусков, (0,3.. .0,4 м);

h - высота пачки шпона, принимается из характеристики станка, м;

- продолжительность цикла обработки пачки, (в среднем 4…6 мин);

- коэффициент использования рабочего времени оборудования, (0,85…0,90).

Технические характеристики выбранного ребросклеивающего станка представлены в таблице 16.

Таблица 16 - Технические характеристики ребросклеивающих станков с поперечной подачей шпона.

Производительность оборудования П_ч , м³ /ч рассчитывается по формуле

П_ч = 60U∙L_ш ∙S_ш ∙К_м ∙К_и , (59)

где U – скорость подачи шпона, м/мин;

L_ш , S_ш - длина и толщина шпона, м;

К_м – коэффициент использования машинного времени, (0,90);

К_и – коэффициент использования рабочего времени оборудования, (0,95).

П_ч = 60∙15∙2,440∙0,0032∙0,90∙0,95 = 6 м³ /ч.

Объём кускового шпона, подлежащего ребросклеиванию, составляет около 20 % всего объёма сухого шпона. После прирубки и ребросклеивания выход форматного шпона составляет 85-95%. Расчётное число ребросклеивающих станков
устанавливают с учётом объёма кускового шпона и выхода форматного
шпона

(60)

где - заданный объем выпуска сухого шпона, м³ /ч;

- для объема кускового шпона, (0,2);

- коэффициент выхода форматного шпона из кусков, (0,7…0,8).

, принимаем 1 станок.

4.5. Расчет склада шпона.

На складе сухого шпона храниться двух-трех суточный запас шпона. Производиться вторичное сортирование шпона и комплектование сорторазмерных стоп для текущего выпуска заданной спецификации фанерной продукции. Шпон перевозится и храниться на фанерных поддонах. Основными транспортными средствами для приема и дальнейшей подачи в производство служат электрокары и электропогрузчики. Ширина главных проездов между группами стоп В принимается с учетом ширины груза В, наименьшего радиуса поворота R_и ширины транспортного средства 2с:

- при в В = R+1+a+m;

- при в В = R+m,

где - расстояние от оси передних колес до передних стенок грузовых вил;

а – длина груза;

m – зазор безопасности, (0,25 м).

Ширина вспомогательных проездов равна ширине погрузчика или пакета плюс 0,3…0,4 м.

Площадь склада буферного хранения сухого шпона F, м²

(61)

где - требуемый часовой выпуск сухого шпона, м³ /ч;

- продолжительность хранения шпона на складе, (2*3*8 = 48 ч);

- высота стопы шпона, (0,8…1,5 м);

- коэффициент использования площади склада, (0,4…0,5 при работе с электропогрузчиками);

- коэффициент неравномерности подачи шпона на склад, (1,2…1,5).

В составе оборудования буферного склада предусматривается устройство для кантования стоп шпона, предназначенного для оборотного наружного слоя фанерного пакета.

5. Разработка и описание структурной схемы производства фанеры.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1. Учебное пособие. Анисов П.П. Технология клееных материалов и древесных плит. – Красноярск: СибГТУ, 2007. – 135 с.

2. Справочник по производству фанеры / под ред. Н. В. Качалина. – М.: Лесн. пром-сть, 1984.-430с.

3. Кондратьев, В.П. Синтетические клеи для древесных материалов / В.П. Кондратьев, В.И. Кондращенко. – М.: Научный мир, 2004. – 520 с.

4. Васечкин, Ю.В. Справочное пособие по производству фанеры / Ю.А. Васечкин, А.Д. Валягин, В.П. Сергеев. – М.: МГУЛ, 2002. – 502 с.

5. Васечкин, Ю.В. Технология и оборудование для производства фанеры: учеб. Для техникумов / Ю.В. Васечкин. – М.: - Лесн. пром-сть, 1983. - 312 с.

6. Волынский, В.Н. Технология клееных материалов: учебное пособие для вузов / В.Н. Волынский. – Архангельск: Изд-во Арханг.гос.техн ун-та, 2003. – 208 с.