ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени С. М. КИРОВА»

Кафедра ТДП

ТЕХНОЛОГИЯ КЛЕЕНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ДРЕВЕСТНЫХ ПЛИТ

Курсовая работа

Вариант № 4

Тема: Проектирование сушильно-сортировочного цеха (участки сушки, сортировки, починки и ребросклеивания шпона).

Выполнил: Игнатова Виктория

Владимировна

Студент факультета заочного

Обучения

Бюджетная форма обучения

5 курс, гр. 5530

Специальность ТДО

№ зач. Книжки 070669

Проверил: Юрова Ольга Венедиктовна, доцент

Сыктывкар 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………3

2.

ВВЕДЕНИЕ

ООО «Сыктывкарский фанерный завод» — один из крупнейших поставщиков фанеры на рынки России, стран СНГ, Европы, Азии и США. Предприятие специализируется на производстве большеформатной фанеры и ламинированной древесностружечной плиты.Ламинированная фанера SyPly™ и ЛДСтП Lamarty завоевали золотые медали на выставке-конкурсе "Всероссийская марка (III тысячелетие). Знак качества XXI век". Ведущим потребителем российской фанеры является Западная Европа, импортировавшая в 2005 году 730 тыс. куб. м этого продукта. Основные страны-импортеры – Италия, Великобритания, Германия, Финляндия, Швеция.

Численность персонала - 1 500 человек.

Проектирование лущильного участка (участки сушки, сортировки, починки и ребросклеивания шпона), изучение в связи необходимости его анализа.

Целью данной курсовой работы является анализ лущильного участка. Задачи работы – сделать технологический расчет лущильного участка, расчет потребного количества сырья и материалов, расчет потребности в оборудовании для выполнения производственной программы и расчет технико-экономических показателей лущильного участка. Ознакомиться со структурой технологического процесса данного участка, а также с применяемым оборудованием.

1. Исходные данные по выполнению курсового проекта

Таб. 7

Наименование показателей	Значения показателя		Обозначения
Номер варианта задания	4
Подлежат проектированию участки	Сушки, сортировки, починки и ребросклеивания
Заданные условия
1. Ассортимент фанеры:
а) марка	ФК
б) формат в обрезном виде (длина ширина), мм	1830 1220		F0
в) толщина, мм выпуск в процентах к заданной выработке			Sф P
2. Сырье и материалы:
а) порода древесины	Сосна
б) диаметр чурака, см количество к общему объему сырья, %
в) сортовой состав сырья I, II, III сортов, %	40 : 60 : 0
3. Характеристика прессового оборудования:
а) число этажей	40	m
б) скорость движения толкателя загрузочной этажерки, мм/с	300	u1
в) скорость подъема и опускания стола, мм/с	150	u2
г) скорость движения экстрактора, мм/с	350	u3
д) марка пресса	«Китагава»
4. Количество прессов	2	k
5. Условия работы:
а) число пакетов в рабочем промежутке	Один	n
б) сборка пакетов	Механизированная
в) объем починки, в процентах к общему количеству шпона	25
г) объем ребросклеивания, в процентах к общему количеству шпона	20
6. Марка клея	КФ-МТ

2. Характеристика продукции марки ФК:

Фанера ФК

Фанера, склеенная карбамидо-формальдегидными клеями (ФК) - согласно EN636 предназначена для использования в сухих условиях (W* < 65%) и соответствует первому классу биологической стойкости.

* W - параметр относительной влажности атмосферы.

Фанера, при изготовлении которой использован карбамидный клей, является фанерой марки ФК. Аббревиатура ФК расшифровывается так, – Ф-фанера, К-карбамидный клей.

В зависимости от качества шпона наружных слоев, фанеру ФК разделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III, IV.

Сорт фанеры I, II, III

По степени обработки поверхности фанеру ФК подразделяют на :
нешлифованную - НШ ;
шлифованную с одной стороны - Ш1 ;
шлифованную с двух сторон - Ш2 .

ЗАДАННЫЕ СВОЙСТВА ФК

· Формат в обрезном виде (длина ширина) 1830х1220 мм;

· Толщина, выпуск, в процентах к заданной выработке мм;

· Фанера ФК рекомендуется к использованию в конструкциях и изделиях предназначенных для эксплуатации внутри отапливаемых помещений.

Фанера ФК является более безвредной, чем фанера ФСФ, так как при ее изготовлении используется клей на фенольной основе. Фанера ФК является легко обрабатываемым материалом и применяется в изготовлении мебели, для внутренней отделки помещений, для устройства полов, в изготовлении тар и упаковок. Так же фанера ФК имеет четкую древесную структуру и благодаря этому качеству она легко вписывается в любой интерьер. Так как фанера ФК имеет среднюю водостойкость, то не рекомендуется использовать ее для внешних отделок.

Фанера ФК в основном производится из березы, но в нашем случае из сосны.

КФ-МТ Карбамидный клей представляет собой водный раствор карбамидной смолы. Часто в состав клея входит отвердитель (щавелевая, фталевая, соляная кислоты или некоторые соли) и наполнитель (мука бобовых или злаков, крахмал, древесная мука, гипс и т.п.). Введение в клей аммиачной воды, уротропина, мочевины или меламина позволяет увеличить срок хранения К. к. в 2 раза.

При использовании К. к. горячего отверждения склеиваемые детали в прессе подвергают нагреву. К. к. образуют клеевые соединения, обладающие хорошей механической прочностью [10—13 Мн/м² (100—130 кгс/см² )] и удовлетворительной стойкостью к действию влаги.

3. Характеристика сырья и материалов:

· Порода Сосна;

· Диаметр чурака, количество к общему объему сырья, % см;

· Сортовой состав сырья I, II, III сортов, % = 40 : 60 : 0

· Марка клея КФ-МТ (малотаксичный)

Как правило, хвойная фанера изготовляется из сосны. Свойства этого дерева позволяют сделать привлекательную на вид, лёгкую и особо прочную фанеру, которая активно используется при строительстве и отделке помещений. Наиболее часто фанеру хвойную применяют как основу под полы, для покрытия крыш и обшивки стен, а так же для сооружения перегородок.
Фанера хвойная практически не гниёт и имеет большую устойчивость к заражению грибками. Этими свойствами хвойная фанера обладает благодаря пропитанной смолами хвое, склеенной с помощью синтетической смолы (КФ-МТ клей). Клей применяется при холодном склеивании, в него добавляют отвердитель (хлористый аммоний или щавелевая кислота) Хвойную фанеру активно используют при работах по устройству кровель зданий.

Свойства смол:

Карбамидоформальдегидные смолы — это продукт поликонденсациикарбамида с формальдегидом.

В качестве сырья для получения карбамидоформальдегидной смолы могут использоваться:

· карбамид

Мочевина (карбамид ) — химическое соединение, диамидугольной кислоты. Белые кристаллы, растворимые в полярных растворителях (воде, этаноле, жидком аммиаке).

· карбамидоформальдегидный концентрат

· формалин

Формалин — водный раствор, содержащий 40% формальдегида, 8% метилового спирта и 52% воды. Источник формальдегида, дезинфицирующее и дезодорирующее средство, жидкость для сохранения анатомических препаратов и дублениякож.

Свойства:

По своему внешнему виду представляет собой суспензию однородного белого цвета, хотя зачастую цвет может варьироваться от белого до светло-коричневого цвета в зависимости от дополнительных включений и срока ее хранения.

Примерные свойства жидких смол:

1. Массовая доля сухого остатка %, не менее — 51,0

2.Плотность, кг/м³, не менее 1,2

3.Массовая доля свободного формальдегида %, не более 0,3

4.Вязкость условная, с, 20-35

5.Концентрация водородных ионов (Pн) 7,5-8,5

6.Предельная смешиваемость смолы с водой при которой наблюдается коагуляция, по объему 1:1-1:10

7.Время желатинизации при 100 °C, с, не более 110

Срок годности смолы при надлежащем хранении должен составлять не менее 45 суток с момента изготовления.

4. Рассчитываем годовую производственную программу клеевого участка цеха фанеры.

Горячий клеильный пресс марки «Китагава»

Производственная программа клеевого цеха составляется на основании расчетов производительности пресса. Марка пресса задана в исходных данных.

Для склеивания фанеры чаще всего используют горячие гидравлические многоэтажные прессы. Техническая характеристика приведена в таб. 8

Таб. 8

4.1. Определение основных технико-экономических показателей работы проектируемого участка

4.2. Расчет производительности клеильного пресса

Произво­дительность пресса для каждого вида фанеры , П_пр , м³ /ч, определяется по формуле [3]:

где F ₀ – площадь обрезной фанеры заданного формата, м² ;

S _ф – заданная толщина фанеры, мм;

n – число пакетов, склеиваемых в рабочем промежутке пресса;

m – число этажей пресса;

К_и – коэффициент использования рабочего времени. При расчетах можно принять К_и = 0,95;

t₀ – цикл работы клеильного пресса, с.

Число единичных пакетов, n , загружаемых в один проме­жуток пресса, зависит от толщины изготовляемой фанеры.

Цикл работы клеильного пресса складывается из време­ни, затрачиваемого на ряд операций, и определяется техно­логией, видом применяемого клея, толщиной склеиваемого пакета, породой древесины, наличием механизмов загрузки и выгрузки, этажностью пресса, организацией работ.

Время, потребное на загрузку пакетов , t₁ , определяется по формуле:

где l ₁ – ход толкателя загрузочной этажерки, мм; 1220 + 80 + 200 = 1500 мм;

u ₁ – скорость движения толкателя загрузочной этажер­ки, мм/с (выбирается из задания, таблица П1.1, приложение 1).

Ход толкателя обычно принимается равным наименьшему размеру листа обрезной фанеры с припусками на обрезку (75 – 80 мм ), увеличенному на 150– 200 мм .

Время, затрачиваемое на подъем стола пресса , t₂ , опреде­ляется по формуле:

Из приложения 2, таблица П2.2 – Величина упрессовки (%) пакетов шпона при склеивании . Из таблицы берем оптимальные значения для толщин фанеры равных 9, 12, 15 мм ; марки ФК ; для хвойных пород (по условию) – при толщине 9 = 9; 12 = 10; 15 = 12.

где S_ш - толщина склеиваемого материала, мм; S_n – толщина пакета шпона, помещаемого в один промежуток пресса, мм; у – упрессовка пакета при склеивании, %; n₁ – слойность фанеры.

S_ш – толщину шпона берем из приложения 2, таблица П2.1. Берем для хвойных пород = 1,9 мм. Определяем количество толщин шпона для выработки заданного ассортимента фанеры, выбираем одну толщину;

Полученный результат округляем от четного и выше – в сторону большего нечетного значения.

Время, затрачиваемое на создание рабочего давления на пакет , t₃ , определяется по формуле:

где t_п – время подъема давления, отнесенное к одному эта­жу пресса (t_п = 0,2–0,3 с); берем наибольшее значение 0,3

m – число этажей пресса.

Время выдержки пакетов под давлением , t₄ , и снижения давления, t₅ , выбираем по таб­лицам П2.3, П2.6 приложения 2 в зависимости от вида склеиваемой продукции, поро­ды древесины, вида клея, толщины и слойности пакета, при­нятой температуры плит пресса. Время t₄ дано в минутах, поэтому его нужно перевести в секунды.

;

;

;

Время снижения давления , t₅ , состоит из двух периодов. Продолжительность второго следует выбрать из приложения 2, таблица П2.7.

Время, затрачиваемое на опускание стола пресса , t₆ , оп­ределяется по формуле:

где у – величина упрессовки пакета, % (таблица П2.1, приложение 2);

u ₆ – скорость опускания стола пресса, мм/с (выбирается из таблице П1.1, приложение 1).

Время, затрачиваемое на выгрузку фанеры из пресса , t₇ , определяется по формуле:

где l ₂ – ход экстрактора разгрузочной этажерки, равный хо­ду толкателя загрузочной этажерки, мм;

u ₇ – скорость движения экстрактора, мм/с (выбирается из таблицы П1.1, приложение 1).

Цикл работы пресса , t₀ , составит:

Так как t₁ ≥ t_7, то t₇ не включают в цикл работы пресса.

Результаты расчета производительности пресса вносятся в таблицу 9.

Наименование показателей	Единица измерения	Обозначение	Значения показателя
1	2	3	4
Исходные данные
Вид продукции
Марка ФК
Формат в обрезном виде	1830 1220 мм мм	F0
Толщина продукции	9, 12, 15 мм	Sф	9	12	15
Количество фанеры данной толщины от общего ее объема	45, 45, 10 %	P	45	45	10
Порода древесины	Сосна
Марка применяемого клея КФ-МТ
Пресс: а) число рабочих промежутков б) высота рабочего промежутка	40 40	m h
в) скорость движения толкателя загрузочной этажерки г) скорость подъема и опускания стола д) скорость движения экстрактора	300 мм/с 150 мм/с 350 мм/с	u1 u2 u3
Данные подлежащие определению
Число пакетов в рабочем промежутке	Один	n	1	1	1
Толщина пакета	13,7	∑Sп	9,89	14,3	16,7
Толщина шпона	Sш	1,8	1,8	2,1
Слойность фанеры	n1	5	7	7
Режим склеивания пакетов: а) температура плит пресса б) продолжительность выдержки пакетов под давлением в) продолжительность снижения давления	0 C c c	t	115 330 175	115 420 175	110 750 180
Продолжительность части операций цикла пресса: а) загрузка пакетов в пресс б) подъем стола пресса в)создание давления г) опускание стола пресса д) выгрузки материала из пресса	c c c c c		5 7,89 12 8,14 4,28	5 6,85 12 7,38 4,28	5 6,27 12 7,06 4,28
Суммарная продолжительность цикла работы пресса	с		538,30	626,08	959,98
Производительность клеильного пресса	м3 /ч	Ппр i	5,11	5,85	4,77
Средневзвешенная производительность пресса	м3 /ч	Пср	5.38

Средневзвешенная производительность пресса , П_ср :

где , , – производительность пресса при изготовлении продукции определенной толщины, м³ /ч;

, , – процент выпуска фанеры данной толщины от общего ее количества, таблица 1 (++ = 100 %).

Объем производства каждого вида продукции в смену ,

где – количество установленных прессов в цехе (таблица П1.1, приложение 1) К = 2;

7,7 ч – средняя продолжительность смены, ч.

Годовая производственная программа для каждого вида продукции , Q_{i год} , м³ , определяется по формуле:

Q_{i год} (9)= Q_{i см} Д С = 37,3 260 3 = 29094

Q_{i год} (12)= Q_{i см} Д С = 37,3 260 3 = 29094

Q_{i год} (15)= Q_{i см} Д С = 8,28 260 3 = 6458,4

гдеД – число рабочих дней в году, можно принять 260 дней;

С – число смен: принимаем три смены, так как фанерные предприятия работают по непрерывному циклу.

Полученные результаты заносим в таблицу 10.

Таблица 10 – Производственная программы клеевого участка цеха фанеры

Вид и марка продукции	Формат в обрезном виде, мм ´ мм	Толщина, мм	Число пакетов в рабочем промежутке	Число этажей пресса	Заданный объем (Pi ) производства продукции, %	Количество прессов	Продолжительность цикла, с	Производительность пресса, м3 /ч	Средневзвешенная производительность пресса, Пср , м3 /ч	Объем производства каждого вида продукции в смену, Qi см , м3 /смен	Годовая производственная программа, Qi год , м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
ФК	18301220	9	1	40	45	2	538,30	5,11	5,38	37,3	29094
ФК		12	1		45		626,08	5,85		37,3	29094
ФК		15	1		10		959,98	4,77		8,28	6458,4
Итого:	64646,4

4.3. Определение расхода шпона и сырья,
потребного на изготовление заданного количества фанеры

Расчеты ведутся в направлении, противоположном ходу технологического процесса, – от готовой продукции к исходному сырью.

Последовательность расчета:

1. Расчет выхода шпона из чурака и количества образующихся отходов при лущении.

2. Расчет количества сухого шпона, необходимо для изготовления заданного количества нешлифованной фанеры.

3. Расчет количества кряжей, необходимых для изготовления заданного количества шпона.

Расчет выхода шпона из чурака
и количества образующихся отходов при лущении

В процессе лущения получается большое количество отходов в виде шпона-рванины и карандашей. Выход шпона из чурака (форматного и неформатного) зависит от размеров и формы чураков: качества древесины; точности базирования чураков при установке их в лущильный станок; диаметра остающегося карандаша.

Расчет ведут для двух размеров длин чураков (с целью получения продольного и поперечного шпона), по среднему диаметру. Результаты расчетов заносим в таблицу 11.

Для определения выхода шпона пользуются эмпирическими формулами.

Диаметр чурака , d _ч , м:

Диаметр средне взвешенного чурака , d _св , м:

мм

Длина чурака , м, 1,830 + 0,080 = 1,9

1,220 + 0,080 = 1,3.

Объем чурака , м³ ; Приложение 3, таб. П3.1

Диаметр в верхнем отрубе = 0,27 = Объем чураков, м³ , при длине в м

Продольное = 0,125 ; Поперечное = 0,082.

Сортовой состав сырья I , II , III сортов , %; равен по условию 40 : 60 : 0.

Коэффициент выхода шпона для сорта , К_В. ; Приложение 3, таб. П3.2. При длине чурака 1,3 м табличные значения коэффициентов умножаются на 1,02; при длине чурака 1,9 и 2,2 м – на 0,98.

- I сорта: Поперечное = 0,9045 1,02 = 0,92259 ; Продольное = 0,9045 0,98 = 0,88641

- II сорта: Поперечное = 0,8985 1,02 = 0,91647 ; Продольное = 0,8985 0,98 = 0,88053;

Коэффициент выхода форматного шпона для сырья сортов , К_Л ; Приложение 3, таб. П3.2. При длине чурака 1,3 м табличные значения коэффициентов умножаются на 1,02; при длине чурака 1,9 и 2,2 м – на 0,98.

- I сорта: Поперечное = 0,866 1,02 = 0,88332 ; Продольное = 0,866 0,98 = 0,84868

- II сорта: Поперечное = 0,857 1,02 = 0,87414 ; Продольное = 0,857 0,98 = 0,83986;

Диаметр остающихся карандашей , d _к , м, для сырья:

- I сорта:

- II сорта:

При расчетах значение d ₀ можно принять равным 0,065 м.

Объем неформатного шпона, получаемого из 1 м³ сырья , V ₁ :

где l _ч – длина чурака, м. Определяется исходя из размеров формата фанеры: к размерам фанеры необходимо прибавить припуск на обработку (60¸80 мм) и привести результат к стандартному размеру (стандартные размеры можно посмотреть в приложении 3, таблица П3.1);

d _ч – диаметр чурака, м;

К_в – коэффициент выхода шпона, определяется по таблице П3.2;

К_л – коэффициент выхода форматного шпона, определяется по таблице П3.2;

V _ч – объем чурака, определяется по таблице П3.1.

Объем форматного шпона, получаемого из 1 м³ сырья ,V ₂ :

Всего объем шпона, получаемого из 1 м³ сырья , V _ш :

где V ₁ – объем неформатного шпона, м³ ;

V ₂ –объем форматного шпона, м³ .

Объем карандашей, получаемых из 1 м³ сырья , V _к , м³ , вычисляют по формуле для каждого сорта сырья:

Объем шпона-рванины, получаемой из 1 м³ сырья , V _р , м³ , вычисляют по формуле:

Средневзвешенное значение объемов , V _ср , находится по формуле:

где a ₁ , a ₂ , a ₃ – сортовой состав сырья, % (таблица П1.1);

V ₁ , V ₂ , V ₃ – объем шпона, соответствующего определенному сорту.

4.4. Расчет количества сухого шпона

Количество фанеры каждой толщины определяется с учетом ее выпуска в процентах к заданной выработке. Расчет производится на сменную программу выпуска заданной продукции.

Количество переобрезанной фанеры , Q ₀ , определяется по формуле:

где Q ₁ –годовая программа выпуска продукции, м³ (таблица 3, графа 12);

– процент отходов при переобрезе; можно принять равным 2 %.

Объем отходов, получаемых при переобрезе , q ₁ , устанавливают из выражения:

Полученные данные заносят в графы 8 и 9 таблицы 11.

Процент отходов на обрезку фанеры , а ₂ , определяют из выражения:

где F _н – площадь необрезанного листа фанеры, м² = 1,91 1,3

F ₀ –площадь обрезного листа фанеры, м² =1,83 1,22

Припуски на обработку по длине и ширине листов фанеры обычно равны 60–80 мм (на обе стороны). С учетом величины отходов при обрезке а ₂ определяют количество необрезной фанеры , Q ₂ , из выражения:

Объем отходов, образующихся при обрезке фанеры , q ₂ , составит:

Полученные данные вносят в графы 10, 11, 12 таблицы 11.

Графу 13 заполняют данными о потере на упрессовку фанеры во время ее склеивания, которую выбирают из таблицы П2.2, приложение 2.

Количество сухого шпона , Q ₃ , поступающего на участок сборки пакетов с учетом потерь на упрессовку, а ₃ , определяют из выражения: а ₃ : 9 = 9; 12 = 10; 15 = 12,

Потери шпона на упрессовку при склеивании , q ₃ :

Количество сухого шпона, выходящего из сушилок , с учетом отходов, образующихся при сортировании, ребросклеивании, транспортировке, изготовлении ленточек шпона для починочных станков (а ₄ = 2÷3 %), Q ₄ , можно определить из выражения

Объем отходов шпона , образующихся на участке сортирования, починки ребросклеивания шпона, q ₄ :

Общее количество шпона при изготовлении неквадратной фанеры разделяют на продольный и поперечный с учетом слойности и строения пакета.

Слойность берем лицевую продольную, толщиной фанера = 9, 12, 15. Слойность, в «Таблица 9 – Расчет производительности клеильного пресса».

Таблица 12 – Расчет количества сухого шпона на годовую программу
Продукция				Выпуск данной продукции, % от общего ее количества	Количество, Q 1 , м3	Переобрезанная фанера			Необрезанная фанера			Сухой шпон, поступающий на участок сборки пакетов			Сухой шпон, выходящий из сушилок
марка	формат, мм ´ мм	толщина, мм	слойность			отходы при обрезке		Количество, Q 0 , м3	отходы при обрезке		Количество, Q 2 , м3	потери на упрессовку		Количество, Q 3 , м3	отходы при сортирова-нии и ребросклеивании		Количество, Q 4 , м3	в том числе, м3
						а 1 , %	q 1 , м3		а 2 , %	q 2 , м3		а 3 , %	q 3 , м3	а 4 , %	q 4 , м3	продольный	поперечный
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
ФК	1830 1220	9	5	45	29094	2	581,88	28512,12	9,61	3093,19	32187,19	9	3183,35	35370,54	2	368,29	36092,39	21655,434	14436,956
ФК		12	7	45	29094		581,88	28512,12		3093,19	32187,19	10	3576,35	35763,54		372,38	36493,41	20853,377	15640,033
ФК		15	7	10	6458,4		129,168	6329,232		686,64	7145,04	12	974,324	8119,36		84,54	8285,06	4734,32	3550,74
Итого:				100	64646,4	2	1292,928	63353,472	9,61	6873,02	71519,42	7734,024	79253,44	2	825,21	80870,86	47243,131	33627,729

4.5.Расчет количества сырья на изготовление заданного количества шпона

Расчет следует вести в табличной форме (см. таблицу 13).

В графу 1 переносят размеры листов шпона, определяемые исходя из размеров листов фанеры с учетом припуска на обрезку, и их строения.

Толщину листов шпона , S _ш , определяют с учетом упрессовки и слойности пакета из выражения

где S _ф – толщина фанеры, мм;

n – слойность листа фанеры.

Данные заносят в графу 2. В графу 3 переносят данные граф 19 и 20 таблицы 4. Для каждой толщины шпона приводят количество продольного и поперечного шпона.

Потери шпона на его усушку , а ₅ , по ширине а _т и толщине а _р можно принять равными

При конечной влажности шпона 5–10 % усушку шпона в тангенциальном направлении, т. е. по ширине листа (поперек волокон) можно принять равной а _т = 7–9 % по толщине а _р = 5–6 %.

Количество сырого шпона , Q ₅ , определяется с учетом суммарных потерь на усушку в тангенциальном и радиальном направлениях

Суммарные потери на усушку шпона по толщине и ширине листов , q ₅ :

Для заполнения последующих граф необходимо определить количество потребных чураков , N , по формуле:

где V _шср – средневзвешенный выход всего шпона из 1 м³ сырья среднего диаметра и требуемой длины, м³ (таблица 11);

К ₀ – коэффициент, учитывающий организационные потери древесины на участке лущения чураков, К ₀ = 0,975–0,995.

Объем сырья , Q ₆ , определяется по формуле:

Количество отходов на карандаши , q ₆ , определяют по формуле:

q₆ (9) = Q₆ V_K = 38762,989 0,05198= 2014,9

q₆ (12) = Q₆ V_K = 37327,317 0,05198 = 1940,274

q₆ (15) = Q₆ V_K = 8474,38 0,05198= 440,498

q₆ (9) = Q₆ V_K = 22648,455 0,0645 = 1460,825

q₆ (12) = Q₆ V_K = 24535,82 0,0645 = 1582,56

q₆ (15) = Q₆ V_K = 0,0645 = 359,867

где V _к – объем карандашей, получаемых из 1 м³ сырья, м³ .

Количество отходов на шпон-рванину , :

q ′₆ (9) = Q ₆ V _Р = 38762,989 0,3231 =

q ′₆ (12) = Q ₆ V _Р = 37327,317 0,3231 = 12060,456

q ′₆ (15) = Q ₆ V _Р = 8474,38 0,3231 = 2738,07

q ′₆ (9) = Q ₆ V _Р = 22648,455 0,2361 = 5347,3

q ′₆ (12) = Q ₆ V _Р = 24535,82 0,2361 = 5792,907

q ′₆ (15) = Q ₆ V _Р = 0,2361 = 1315,16

где V _р – объем шпона-рванины, получаемой из 1 м³ сырья, м³ .

При расчетах величина отходов при раскрое кряжей, а ₇ , может быть принята в пределах 1–3 %.

Потребное количество сырья в кряжах , Q ₇ , м³ :

Объем отходов, образующихся при раскрое кряжей на чураки , q ₇ :

Определяем расход сырья на изготовление фанеры, сырого и сухого шпона.

Расход сырья на 1 м³ готовой фанеры , R :

R

Расход сухого шпона на изготовление 1 м³ готовой фанеры , R ₄ :

R ₄

Расход сырого шпона на изготовление 1 м³ сырого шпона , R ₅ :

R ₅

Расход сырья на изготовление 1 м³ сырого шпона , R ₆ :

R ₆ продольное

Проверить правильность расчетов можно из выражения:

2,19 = 2,72

Таблица 13 – Расчет количества сырья
Сухой шпон			Сырой шпон			Чураки			Кряжи
Формат, мм ´ мм	толщина, мм	количество, Q 4 , м3	суммарные потери на усушку в тангенциальном и ра­диальном направлениях		количество, Q 5 , м3	Отходы при лущении		Количество, Q 6 , м3	Отходы при раскрое кряжей на чураки		Количество, Q 7 , м3
						карандаша, q 6 , м3	шпона-рванины, , м3		а7 , %	q 7 , м3
			а5 , %	q 5 , м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
19001300	1,978	5,51	15	1,14	6,48	0,72	5,71	10,46	3	0,32	10,78
	1,9	5,83		1,21	6,86	0,77	6,05	11,07		0,34	11,41
	2,435	6,99		1,45	8,22	0,92	7,25	13,27		0,41	13,68
Итого:	6,313	18,33	15	3,8	21,56	2,41	19,01	34,8	3	1,07	35,87
13001900	1,978	3,67	15	0,76	4,32	0,5	3,55	6,41	3	0,2	6,61
	1,9	4,37		0,91	5,14	0,59	4,22	7,62		0,24	7,86
	2,435	5,25		1,09	6,18	0,71	5,08	9,17		0,28	9,45
Итого:	6,313	13,29	15	2,76	15,64	1,8	12,85	23,2	3	0,72	23,92

5. Составление баланса сырья

Баланс сырья составляют на основании расчетов по расходу сырья.

Общее количество перерабатываемого сырья в смену выбирается из таблицы 13, графа 12.

Количество выпускаемой фанеры – таблица 12, графа 6.

Количество отходов берется из соответствующих граф таблиц 5 и 6.

Количество выпускаемой фанеры, отходов и потерь в сумме соответствует количеству перерабатываемого сырья (в м³ и %). Баланс сырья сводят в таблицу 14.

ИТОГО: вместо 100 % = 99,61 %

И где же моя ошибка???

6. Расчет количества клеематериалов

При изготовлении фанеры определяется производственный расход клея в кг на 1 м³ , учитывающий все возможные потери клея как при его изготовлении, так и при использовании.

Потребное количество жидкого клея на 1 м³ фанеры , Q _ж , определяется по формуле:

ДОРАБОТАТЬ!!

где q – техническая норма расхода, г/м² ;

т – слойность фанеры;

К_о – коэффициент, учитывающий потери клея при обрезке материала, К_о = F _н /F _о ;

F _н – площадь листа склеиваемого материала до его обрезки, м² ;

F _о – площадь листа фанеры после его обрезки, м² ;

К_п – коэффициент, учитывающий потери клея при его изготовлении и последующем использовании, К_п = 1,03–1,05;

S _ф – толщина фанеры, мм.

Техническая норма расхода клея выбирается из таблицы П4.1, приложение 4. Полученные результаты заносим в таблицу 15.

Таблица 15 – Расчет клея

Ассортимент фанеры				Количество фанеры, м3	Толщина шпона, покрываемого клеем, мм	Вид применяемого клея	Технологическая норма расхода на 1 м2 поверхности	Расход клея на 1 м3 обрезной фанеры, кг	Потребное количество клея на годовую программу, кг
формат, мм ´ мм	марка	толщина, мм	слойность
18301220	ФК	9 12 15	5 7 7	КФМТ КФМТ КФМТ

7. Установление производственного задания
для проектируемого участка

Задание для проектируемого участка составляется согласно расчетам расхода сухого, сырого шпона и сырья на заданную годовую программу выпуска фанеры.

Производственной программой склада сырья является количество кряжей определенного размера в год (таблица 13, графа 12).

Производственной программой участка окорки и разделки кряжей является количество кряжей и чураков определенного размера в год (таблица 13, графа 9).

Производственной программой лущильного участка является количество выпускаемого сырого шпона в год определенного размера и направления волокон (таблица 13, графа 6).

Производственной программой участка сушки является количество сухого шпона в год определенного размера и направления волокон. Количество шпона для ребросклеивания и починки задано в исходных данных (таблица 12, графа 18).

Производственной программой участка изготовления фанеры является количество выпускаемой фанеры в год (таблица 12, графа 6).

Производственную программу составляют по таблице 16.

8. Выбор и расчет потребности в оборудовании
на проектируемом участке

8.1 Выбор оборудования

Выбор оборудования производится по заданному участку. Ниже приведены технические характеристики оборудования для всех участков фанерного производства [4]. Технические характеристики выбранного оборудования следует привести в курсовом проекте.

8.1.1 Сушильные агрегаты

Сушилки для шпона отличаются теплоносителем (воздушные или газовые), направлением циркуляции воздуха (продольная, поперечная или сопловое дутье), по количеству этажей, по принципу работы (периодического или непрерывного действия). Технические характеристики сушильных агрегатов приведены в таблицах 10, 11.

8.1.2 Сортировка шпона

Сортировка шпона осуществляется на сортировщиках, они устанавливаются непосредственно у сушилок.

Техническая характеристика механизированных сортировщиков типа ViLK фирмы «Рауте» (Финляндия) приведена в таблице 18.

8.1.3 Ребкосклеивание шпона

Техническая характеристика различных моделей ребросклеивающих станков представлена в таблице 19.

8.1.4 Оборудование для сращивания шпона по длине

Для усования шпона используются станки разных моделей. Техническая характеристика усовочных станков приведена в таблице 20. Соединение шпона на «ус» производят на узкоплитных прессах. Техническая характеристика узкоплитных прессов приведена в таблице 21.

8.1.5 Шпонопочиночные станки

Для починки шпона с целью повышения сорта, используют шпонопочиночные станки. Техническая характеристика шпонопочиночных станков приведена в таблице 22.

8 .2 Расчет производительности оборудования

Расчет производительности выполняем по методике [4]. Ниже приведены формулы для расчета производительности для оборудования фанерного производства. Для расчета потребности в оборудовании необходимо определить часовую производительность оборудования.

8.2.1 Расчет производительности сушилок

Часовая производительность роликовой сушилки , П_ч , м³ /ч:

где l _р – рабочая длина ролика, м;

S – толщина сырого шпона, м;

m – число этажей сушилки, шт.;

L – рабочая длина сушилки, м (секции сушки плюс секции охлаждения);

z – продолжительность прохождения шпона по рабочей длине сушилки, мин:

где l – длина секции охлаждения, м;

t – продолжительность сушки в сушильной зоне, мин:

где W _нач , W _кон – соответственно начальная и конечная влажность шпона, %;

N – скорость сушки в первом периоде, %/мин;

k – коэффициент продолжительности второго периода, 1/мин;

Коэффициенты N , k определяют формулами:

- для роликовых сушилок с продольной циркуляцией:

- для роликовых сушилок с поперечной циркуляцией:

- для роликовых сушилок с сопловым дутьем при ширине сопловой щели 8 мм и

шаге расположения сопел вдоль сушилок 300–350 мм и расстоянии от среза

сопла до 10–20 мм:

В этих формулах:

а = 1 – при паровом (воздушном) обогреве;

а = 0,75 – при обогреве топочными газами;

а ₁ = 1,18 – для радиационно-сопловых паровых сушилок;

а ₁ = 1 – для газовых сопловых сушилок;

t – средняя температура воздуха или газовоздушной смеси, °С; для сушилок с продольной циркуляцией или для сушилок с поперечной циркуляцией равна полусумме температур на входе и выходе, для сушилок с сопловым дутьем применяется средняя температура воздуха (газовоздушной смеси) на выходе в сопловые короба;

V – средняя скорость воздуха, м/с; В роликовых паровых сушилках: с продольной циркуляцией 1÷2 м/с, с поперечной циркуляцией 2 м/с, с сопловым дутьем 12 м/с.В роликовых газовых сушилках 2,5 м/с, газовых сопловых 10м/с.[3]

S _ш – толщина шпона, мм;

C _п – поправочный коэффициент на породу древесины.

При сушке шпона в роликовых сушилках C _п = (600 + p ₀ )/1200,

при сушке шпона в конвективных сушилках C _п =p ₀ /600;

здесь p ₀ – плотность абсолютно сухой древесины заданной породы, кг/м³ (для березы – 600, ольхи – 490, сосны – 470, лиственницы – 630, тополя – 430, осины – 480, бука – 620, кедра – 410);

К_р – коэффициент использования рабочего времени;

К_ш – коэффициент заполнения ширины сушилки;

К_дл – коэффициент заполнения длины сушилки.

Техническая характеристика отечественных и импортных сушильных агрегатов приведена в таблицах 16, 17.

8.2.2 Расчет производительности ребросклеивающих станков

Производительность реброрсклеивающих станков в зависимости от подачи , м³ /ч, определяется по формулам:

а) с продольной подачей шпона:

где – часовая производительность ребросклеивающих станков соответственно в листах и в м³ ;

V – скорость подачи шпона, м/мин;

К_р = 0,96–0,98;

К_с – коэффициент проскальзывания шпона, принимается равным 0,96;

l_k – длина кусков шпона, м;

b – ширина листа сухого форматного шпона, м;

S – толщина кускового шпона, м;

n – число клеевых швов в форматном листе шпона: n = (b /b_n ) – 1, где b_n – средняя ширина полосы кускового шпона (принимается 0,2–0,25 м);

б) с поперечной подачей шпона:

где – часовая производительность ребросклеивающих станков соответственно в листах и в м³ ;

V – скорость подачи шпона, м/мин (берется из технической характеристики станка с учетом скорости отверждения применяемого клея);

К_р = 0,96–0,98;

К_с = 0,85;

b – ширина листа сухого форматного шпона, м;

l _к – длина кусков шпона, м.

8 .2.3 Расчет производительности узкоплитных прессов

Производительность узкоплитного пресса , П_ч , склейка/ч:

где К_р = 0,94–0,96;

t ₁ – продолжительность выдержки при склеивании на «ус», с, определяют по данным технологических инструкций в зависимости от толщины склеиваемого шпона (фанеры), вида применяемого клея, температуры плит пресса (t _плит ); например, для шпона S = 1,5 мм, t _плит = 145–150 °С и для фенольного клея t ₁ = 40–25 с, для карбамидного клея t ₁ = 5–10 с;

t ₂ – продолжительность ручных операций по укладке, выравниванию и подаче шпона (фанеры), обычно t ₂ принимают равной 20–30 с.

8.2.4 Расчет производительности шпонопочиночных станков

Производительность шпонопочиночного станка , П_ч , лист/ч, определяют по формуле:

где К_р = 0,95–0,96;

t ₁ – продолжительность ручных операций, приходящихся на один лист шпона (подача листа шпона на стол станка, снятие листа со стола станка), с, принимают 6–7 с;

m – число дефектных мест в одном листе шпона, подлежащих починке, принимают от 5 до 15;

t ₂ – машинное время, затрачиваемое на вырубку одного дефекта и установку одной вставки, с, выбирается в зависимости от модели станка, составляет 1,0–2,2 с;

t ₃ – время на перемещение листа шпона под просечной от одного дефектного листа к другому, с, составляет 0,4–0,8 с.