Проект цеха по производству слоистых клеёных материалов

 

Московский  государственный университет леса

Кафедра технологии изделий из древесины 
 
 
 
 
 
 
 
 

     КУРСОВОЙ   ПРОЕКТ 

     по  дисциплине

     «Технология клеёных материалов и плит» 

     на  тему:

     «Проект цеха по производству слоистых клеёных

     материалов».         
 
 
 
 
 
 
 

                                                        Выполнил: студент. гр. ДО-42     

                     Рева И. Н.   

 Проверил               Кириллов А. Н.      
 
 
 
 
 
 

Москва  2004 год.  

                                            Введение

 

   Фанерное производство является одним из основных производств клееных материалов. Фанеру и изделия из нее широко применяют в строительстве, вагоне-строении, производстве мебели и других отраслях народного хозяйства.

   Фанера -это слоистая клееная  древесина, состоящая из клееных между собой трех или более листов лущеного шпона с взаимно перпендикулярным расположением волокон древесины в смежных слоях.

   Фанера считается изготовленной  из той породы древесины, из  которого изготавливается ее  наружные слои, причем для внутренних слоев может применяться шпон как лиственных так и хвойных пород. Фанеру различают по следующим признакам:

1.По-виду  связующего- фанеру ФСФ, склеенную  Фенолоформальдегидными клеями; ФК- склеенную карбамидоформальдегидными  клеями; ФБА- склеенную животными клеями

2.По  способу производства-фанеры сухого  горячего и сухого холодного  склеивания, т. е. склеенную из  сухого шпона в клеильных прессах  с обогревом или без обогрева.

З.По виду обработки поверхности:

а) шлифованной  с одной или двух сторон;

б) не шлифованной;

4.По  соотношению размеров листа:

а) квадратную- фанеру, у которой размеры листа  по длине (вдоль волокон древесины  наружного слоя фанеры) и по ширине (поперек волокон) одинаковы;

б)продольную- фанеру, у которой размер по длине  волокон древесины наружного слоя больше, чем поперек волокон (2440х1220мм);

в)поперечную, у которой размер наружного слоя в направлении поперек волокон  древесины больше, чем вдоль волокон;

г)болыпеформатную- фанеру, имеющую длину и ширину больше 1800 мм. Плотность (Ьанепы определяется качеством лицевого и обратного слоевфанеры. Лучший по качеству наружный слой фанеры называется лицевым слоем.

Фанера  марки ФК- фанера водостойкая, склеенная

карбамидоформальдегидными клеями, оценивается пределом прочности  при склеивании по клеевому слою после вымачивания в воде в течении 24 ч. Влажность фанеры ФК 5-10%.    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Описание  технологического процесса  

Сырье в цех поступает на автотранспорте, откуда выгружается краном ККС-7,5. Этим же краном сырье поступает на гидротермическую обработку с целью придания пластичности древесины.

Рядом с цехом находится бассейн  с четырьмя секциями:

1. секция- для загрузки

2. секция -для разгрузки

3. секция -для очистки

4. секция- для гидротермической обработки.

Выбираем  мягкий режим с температурой 40±5С. Далее сырье поступает в окорочный станокВК-26, установленный с целью снятия коры, чтобы увеличить долговечность ножей лущильных станков.

Из окорочного станка кряжи попадают в пильный  агрегат марки АЦ-1 где они распиливаются  на чураки. Далее чураки по транспортеру попадают на линию лущения и рубки шпона. Потом шпон попадает на линию сушки, которая состоит из роликовой сушки СУР-4 с поперечной циркуляцией пара, где шпон сушится до конечной влажности 8%.

Далее шпон направляется на линию сортировки, состоящую из ручной сортировщика, где шпон сортируется по различным сортам. Потом шпон направляется к шпонопочиночным станкам ГТТТТ-2. Там происходит удаление некачественных участков шпона с целью повышения сорта шпона.   Так как из сушилок около 20% шпона выходит в виде кусков в цехе предусмотрен участок для склеивания кускового шпона в полноформатный. Для этого шпон сначала поступает на гильотиновые ножницы НГ-28 для прирубки кромок. Потом шпон поступает на ребросклеивающий станок РС-9 где склеиваются полосы шпона.

После нормализации, шпон поступает на участок  сборки, где происходит сборка пакетов. Собранные пакеты идут на транспортер  наполнитель. Далее собранные пакеты вручную загружаются в прессП714-5. После чего, спрессованная фанера направляется на форматную обрезку на форматнообрезной станок ФП-119. После чего фанера шлифуется для удаления загрязнений и царапин на шлифовальном станке ШДК-1. Далее фанера сортируется, упаковывается в пачки маркируется и отправляется на склад. Часть фанеры, при необходимости, проходит операцию устранения дефектов.     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Расчет  основного оборудования  

Основным  оборудованием для производства клееной фанеры является клеильный  пресс. Выбираем пресс для склеивания плит форматом 1220x2440, марки Д4042. Его производительность рассчитывается по формуле:  

 

T- время работы пресса; Т=60 мин

n - число рабочих промежутков пресса, n =20

m - число листов фанеры в 1-ом промежутке пресса, m =3

F - площадь обрезного склеиваемого материала;  F=2,98 м²

S - толщина фанеры; S=4 мм

К_п - коэффициент использования рабочего времени пресса,

К_п = 0.95

t_скл - время склеивания, мин

t_всп - время вспомогательных операций (3—3.5) мин

К₁- коэффициент теплопроводности пакета шпона,

при 110 ⁰С  К₁=3.13 мин/см²

Sn –толщина пакета шпона до склеивания, см

Sn = 3.45·4 =13.8мм =1.38см

t₁–температура плит пресса, t₁= 110 ⁰С

t₀ –начальная температура пакета шпона, t₀ = 20 ⁰С

t_п – заданная температура прогрева в данной точке,

t_п =100 ⁰С (для фанеры ФК)

х –  расстояние до наиболее удалённого клеевого слоя, мм

х = 13.8 /2 -1,15 =5.75 мм = 0,575 см

 

Техническая характеристика выбранного пресса.

Размер  плит    3330×1700

Число этажей 20

Высота  рабочего промежутка 70 мм

Установленная мощность  130 кВт 

  

Расчет  годовой производительности

     

Q _1год=Q _п ×Т_р×n 

где  Т_р- число рабочих дней в году

        n- количество смен за сутки

Q _1год= 37 ×260×1=9620   м³/год 

По заданию  найдем производительность на два пресса

 

Q _год=2×Q _1год=2×9620=19240  м³/год   
 

      Расчет  сырья  

Расчет  сырья основан на методе анализа схем набора пакетов шпона для фанеры разных толщины. По средней производительности пресса можно определить количество фанеры разной толщины в м³  выпускаемой в смену.

Объем фанеры заданной толщины переводим  в листы фанеры, вырабатываемые на одну смену одним прессом:  

М =Q_n·n =37 · 83,6 = 3093 листов /смену,

n -количество листов фанеры данной толщины в1м³ ; n =83,6  шт (табл.1)

По схеме  набора толщины фанеры определяют количество сухого шпона на одну прессо-смену  для фанеры каждой толщины.

Х=М  · m

Композиция  листа фанеры шпона -3 слоя шпона : 1.5+1.5+1.5=3·1.5 (табл.2)

m - число слоев шпона данной толщины

Х = 3093 · 3 = 9279,6 листов / смену  

Годовая потребность в сухом шпоне:

Объем сухого шпона 

 

В-число  листов сухого шпона данной толщины (в м³) сухого шпона, В=203 (табл.3)

N - число смен, N=1

Т_р - число рабочих дней в году, Т_р=260дней   
 
 

С учётом 2-ух прессов, общая потребность в  сухом шпоне:

V_общ. = 11885,2·2 = 23770,4 м³/год  

Годовая потребность в сыром шпоне  определяется с учетом усушки и потерь сухого шпона на дальнейших технологических операциях. Общие потери сухого шпона составляют 25% от объема V_общ. Следовательно, к общему объему сухого шпона необходимо прибавить еще 25% от объема этого же шпона.

Объём сырого шпона:

Q_шп. = V_общ. + 0,25 V_общ. = 23770,4 + 0,25·23770,4 = 29713 м³  

Для определения  количества сырья, необходимо для выработки  фанеры, следует вначале определить объем сырого шпона, получаемого  из одного чурака при заданном его  среднем диаметре. Объемный выход  сырого шпона из чурака определяется по следующей расчетной формуле:

 

d_к -диаметр карандаша (70 мм)

А, В- сортовые коэффициенты

А=0.75  В= 2.1 (сорт 2)

l_ч -длина чурака, l_ч =1.3 м

d_r -сырье по заданию, d_r = 22 см 

Объем форматного шпона из чурака определяется:

Объем кускового шпона из чурака определяется:

V_кycк = V_шп. - V_ф ; м³

Объем кускового и форматного шпона  является исходными данными для  расчета объема шпонопочинки и переработки  кускового шпона. Количество сырья, необходимого для выполнения заданий  программы, рассчитывается по формуле:

    

 Q_c = С·g,

С- количество чураков заданного диаметра, в  штуках

Q_c - объем сырья на программу, м³

g-объем чурака заданного диаметра, м³      

  

С учетом того ,что формат фанеры прямоугольный  и длина больше ширины в два  раза то расчет дальше будем вести на две разных длины чурака l_ч =1.3 м и   l_ч =2.54 м

Для l_ч =1.3 м   ;d_к=70 мм

Q_шп.1,3= Q_шп. *1/3=9904 

V_кycк = 0,02714-0,02477=0,0047 м³

  

g=0,043 м³ (табл.4)  

С = 9904 /0,02714 = 364935 чураков

Q_c1,3 = 364935· 0,043 = 15692 м³/сырья на годовую программу 
 

Для l_ч =2.54м   ;d_к=85 мм

Q_шп.1,3= Q_шп. 2/3=297132/3=19807  м³