Производство древесностружечных плит имеет большее значение и перспективы развития, т.к. сырьем для их производства служат отходы деревообрабатывающего и лесопильного производства, низкокачественная древесина.
Древесностружечные плиты, как конструкционный материал, отделочный и поделочный материалы получают все большее применение в различных областях народного хозяйства.
В настоящее время основным потребителем древесностружечных плит является мебельная промышленность, она потребляет свыше 70 % всего производства ДСтП.
По сравнению с массивной древесиной, столярными плитами и другими материалами древесностружечные плиты имеют ряд преимуществ: одинаковые физико-механические свойства по всем направлениям, сравнительно небольшие линейные изменения в условиях переменной влажности, возможность почти полной автоматизации процесса производства и его высокая экономичность.
Совершенствование технологии изготовления ДСтП на отдельных участках производства, сопровождаемая созданием нового высокопроизводительного оборудования приводит к необходимости сооружать более эффективные, крупные предприятия. В связи с этим по мере развития производства ДСтП возрастает средняя мощность отдельных предприятий.
Для правильного построения технологического процесса производства древесностружечных плит и рентабельной работы предприятия необходимо чтобы все звенья производственного процесса были обоснованы и подтверждены соответствующими расчетами. В курсовом проекте рассчитаны потребность в сырье и материалах; выбрано и рассчитано необходимое количество технологического оборудования для выпуска заданной программы. финансовый ликвидность платежеспособность
1. Пооперационный расчет перерабатываемого материала при изготовлении однослойных плит
Исходные данные для технологических расходов
Характеристика сырья:
Состав сырья,%
Дрова , Технологическая щепа , Породный состав,% , СоснаБереза |
65454060 |
|
Характеристика выпускаемой продукции
|
Объем, тыс. м. 3 |
179 |
|
|
Марка |
П-1М |
|
|
По конструкции |
многослойная |
|
|
По виду обработки |
шлифованная |
|
|
Толщина , мм (готовых плит) |
19 |
|
|
Плотность плит, кг/мЗ |
780 |
|
|
Влажность плит, % |
8 |
|
|
Размер плит, мм |
2000х5900 |
|
|
Влажность стружек, % |
5 |
|
|
Связующие |
смола марки КФМТ |
|
Для изготовления древесностружечных плит используют:
Дрова-лесоматериалы, которые по качеству не соответствуют утвержденным стандартам и техническим условиям (содержание коры не более 10-12%) и карбамидоформальдегидные смолы.
Карбамидоформальдегидные смолы имеют следующие преимущества по сравнению с другими смолами; быстро утверждаются при нагревании; продолжительность их желатинизации можно регулировать в значительных пределах (от 15 до 120с), высокая прочность склеивания и светлая окраска. Запасы сырья для производства карбамидных смол практически неограниченны.
Физико-химические свойства смолы КФМТ
Массовая доля сухого остатка, % 66 ± 1
Коэффициент рефракции 1,462 — 1,465
Массовая доля свободного формальдегида, % не более 0,3
Вязкость условная по ВЗ-4 при 20 ± 0,5 °С, с:
сразу после изготовления 30 — 50
после хранения в течение 60 сут., не более 150
Концентрация водородных ионов, рН 6,5 — 8,5
Продолжительность желатинизации при добавлении 1% NH 4 Cl:
при 100 0 С,с 35-55
при 20±1 0 С, ч, не менее 8
Технологический расчет производим по методике, изложенной в [1].
Данный расчет позволяет определить количество перерабатываемого сырья на каждой технологической операции, расход связующего для выполнения заданной программы.
Часовая производительность цеха
гдеQ г = 179000 м3 — годовая выработка плит;
- Т = 7296 ч — годовой фонд рабочего времени;
К и.об = 0,85 — коэффициент использования оборудования.
Чистый технологический расход абсолютно сухой стружки при заданной часовой производительности цеха
Масса абсолютно сухого материала до шлифовки плит (с учетом припуска на обе стороны 1,5 мм)
20872(19 +1,5)/19 = 22520кг/ч.
Потери абсолютно сухого материала при шлифовке
22520-20872=1648 кг/ч.
Принимаем, что потери в виде шлифовальной пыли на 50 % возвращаются в бункер сухой стружки
1648·0,5 = 824ек5ук
Потери материала при обрезке плит по формату
[(2,5 х 5) — (2,44 х 4,88) / (2,5 х 5)] х 100 = 4,2 %
где 5 х 2,5 — формат плиты до обрезки;
2,44х 4,88 — формат плиты после обрезки
Масса абсолютно сухого материала в плитах до обрезки
22520*100/(100 — 4,2)=23507
Отходы при обрезке после измельчения на 90 % возвращаются в бункер сухой стружки. Количество возвращенного материала составляет
(23507-22520) ·0,9 =883 кг/ч.
Потери при формировании ковра
[(5100-4880)/4880]*100= 15,5%
где 5100 — длина стружечного пакета с учетом стружечной массы в разделительной коробке формирующего конвейера
Масса абсолютно сухого материала, проходящего через формирующие машины
23507*100/(100 — 15,5 ) =27819 кг/ч.
Потери сухого материала при формировании стружечного ковра
27819-23507=4312 кг/ч.
Стружечная масса из разделительных коробок главного конвейера с помощью пневмотранспортной установки возвращается в формирующие машины, поэтому количество абсолютно сухого материала, выходящего из смесителя равно
8317-1526=6791 кг/ч.
Норма расхода связующего составляет 14 %. Тогда часовой расход сухого связующего
27819·14,1/(100 + 14,1)=3438 кг/ч.
Количество абсолютно сухих древесных частиц, поступающих в смесители
27819-3438=24381 кг/ч.
Масса абсолютно сухой стружки, поступающей в бункера, с учетом возврата шлифованной пыли и дробленки от форматной обрезки в бункер
24381-824=23557 кг/ч.
Потери при сушке стружки составляют 5 %. Потребность в абсолютно сухой стружке перед сушкой
23557·100/(100 — 5 ) =24797г/ч.
Потери при раскрое и измельчении сырья, изготовлении и транспортировке стружки, а также непредвиденные потери в сумме достигают примерно 7 %. потребность в абсолютно сухой древесине
24797*100/(100 — 7) =26663 кг/ч.
Часовой расход материала данной влажности на каждой технологической операции
гдеW — влажность материала на данной технологической операции на данном потоке.
Результаты расчетов приведены в таблице 1.
Для производства плит используется сырье смешанных пород. Определяем среднезвешанную плотность древесины
где с i — плотность древесины данной породы [1, таблица 1.1];
i i — доля данной породы от общего объема сырья;
- n — количество пород, используемых для производства плит.
Влажность сырья принимаем W др = 70 %. Тогда плотность будет равна
Средневзвешенная плотность древесины одной породы
гдес др. , ск , сгн. — соответственно плотность здоровой древесины, коры и гнили;
р др. , рк , ргн. — соответственно доля здоровой древесины, коры и гнили.
для сосны р к , = 18 %, ргн. = 10 %, рдр. = 100 — (18 + 10) = 72 %.
для березы р к , = 15 %, ргн. = 0 %, рдр. = 100 — 15 = 85 %.
Средневзвешенная плотность сосны, березы
Средневзвешенная плотность сырья
Часовой расход или потребность в древесном сырье
47993/721=66,56м 3 /ч.
Удельный расход древесного сырья на 1 м 3 плит
66,56/28,9 =2,3 м 3 .
Годовая потребность в древесном сырье
2,3 *179000=411700 м 3 .
Количество стружки с некоторой влажностью на 1 м 3 плиты без учета потерь
гдес пл = 780 кг/м3 — плотность изготовляемых плит;
W стр = 5 % — влажность стружки;
W пл = 8 % — влажность готовых плит;
Расчет расхода древесины на 1 м 3 плит. При влажности исходного сырья, равной и выше точки насыщения волокна, расход древесины, определяется по формуле
где с усл — средняя условная плотность древесины;
К п — коэффициент, учитывающий потери при изготовлении многослойных плит.
где с i — плотность древесины данной породы [2, таблица 2.3];
i i — доля данной породы от общего объема сырья;
- n — количество пород, используемых для производства плит.
К п = Кразд. Ксорт.щ Кс Ксуш Ктр Кобр Кшл.,
где К разд. = 1,01 — коэффициент потерь при разделке сырья на метровые отрезки;
К сорт.щ = 1 — коэффициент потерь при сортировке щепы;
К с = 1,12 — коэффициент, учитывающий вид сырья;
К суш = 1,03 — коэффициент потерь стружки в период ее сушки (выброс стружки в атмосферу через циклоны, потери при пожарах и др.);
К тр = 1,01 — коэффициент потерь сырья при транспортировке сушки;
К обр. = 1,01 — коэффициент потерь сырья и смолы при обрезке плит по периметру [1, таблица 2.4];
К шл. = 1,18 — коэффициент потерь сырья и смолы при шлифовании плит.
К п = 1*1,06*1,10*1,10*1,03*1,01*1,05*1,24=1,7
Расчет расхода смолы и отвердителя на 1 м 3 плит
гдеК п — коэффициент потерь смолы на отдельных участках технологического процесса.
К п = Ксм Ктр Кобр Кшл,
где Ксм = 1,007 — коэффициент потерь смолы на участках ее приготовления и смешивания связующего со стружкой.
К п = 1,007·1,01·1,05·1,24= 1,3 .
Удельный расход смолы на 100 м 2 плит
гдед пл = 19 мм — толщина изготовляемых плит.
Расход жидкой смолы
гдеК = 64% — концентрация жидкого раствора смолы.
Годовая потребность в смоле
179000·182,8 = 32721,2 т.
Расход сухого отвердителя
гдеp от = 1 % — процент добавления отвердителя.
Таблица 1 — Часовой расход абсолютно сухого материала и при данной влажности на каждой технологической операции
|
Технологические операции |
Часовой расход абсолютно сухого материала, кг |
Влажность материала, % |
Часовой расход материала данной влажности, кг |
|
|
Готовые шлифованные плиты |
20872 |
8 |
22542 |
|
|
До шлифовки |
22520 |
8 |
24322 |
|
|
До обрезки |
23507 |
8 |
25388 |
|
|
В формирующих машинах |
27819 |
14 |
31714 |
|
|
До формирующих машин |
27819 |
14 |
31714 |
|
|
До смесителя |
24384 |
5 |
25600 |
|
|
До бункеров сухой стружки |
23557 |
5 |
24735 |
|
|
До сушилок |
24797 |
80 |
44635 |
|
|
До измельчения |
26663 |
80 |
47993 |
|
2. Переработка отходов фанерного производства на технологическую щепу
Для получения щепы, предназначенной для производства стружки предусматривается дисковая рубительная машина МРН — 50.
Техническая характеристика рубительной машины МРН — 50
Производительность, пл. м 3 /ч до 50
Расположение оси загрузочного патрона наклонное
Проходное сечение патрона, мм 400х400
Диаметр диска, мм 2140
Частота вращения диска, мин -1 365
Число режущих ножей 10
Выброс щепы вверх
Установленная
Габариты, мм:
длина 6810
ширина 3350
высота 4230
Масса, кг 22780
Ориентировочно производительность дисковых рубительных машин определяется по формуле, м 3 /ч
где h — выступ режущей кромки ножа над плоскостью диска, м
h=15 — 20 мм
Z — число ножей в диске;
n — частота вращения диска, мин -1 ;
F — площадь проходного окна патрона, м 2 ;
- Кзап — коэффициент заполнения сечения проходного окна патрона.
При переработке дровяной древесины Кзап=0,2 — 0,4;
- Кп — коэффициент полнодревесности сырья.
При измельчении дровяной древесины Кп=1;
- Ки.м. — коэффициент использования машинного и рабочего времени и соответственно равен 0,5 и 0,6
— угол наклона загрузочного патрона
= 45-52 о
Дрова составляют 55% от объема используемого сырья, следовательно на этом станке необходимо переработать V=Vобщ.*0,55=411700*0,55=226435/7296=31,0 м3 /ч
Количество рубительных машин
n =
Примем одну рубительную машину МРН -50.
К з =0,88*100/1=55%
3. Переработка щепы в стружку
Щепу перерабатывают в стружку на центробежных стружечных станках ДС-7.
Техническая характеристика центробежных стружечных станков ДС-7
Производительность при толщине абсолютно
сухой стружки 0,4 мм, кг/ч4300
Число ножей42
Длина ножа, мм525
Число лопастей крыльчатки18
Установленная мощность, кВт
привода барабана13
крыльчатки200
Габарит, мм
длина3735
ширина2120
высота1870
Масса, кг8340
Расчет необходимого количества станков
Количество отходов фанерного производства и отходов лесопиления на программу равно 8877 кг/ч. Производительность станка берем по его характеристике.
Количество станков
n = 26623/4300·0,85 = 7,28.
Принимаем n = 8.
Коэффициент загрузки оборудования
з = 7,28/8·100 = 91,9 %.
4. Бункера для хранения стружки
Бункера для стружек устанавливают на стыках смежных технологических участков цеха. Они принимают стружку с предыдущего участка и выдают ее на последующий. При выходе из строя оборудования на одном участке бункера обеспечивают бесперебойную работу другого, так как в течение определенного времени стружка может накапливаться в бункере или выходить из него. Длительность бесперебойной работы цеха будет зависеть от емкости бункеров. Они представляют собой агрегаты, автоматически связанные с предыдущим и последующим участками.
Технические показатели горизонтальных бункеров для стружки ДБО-150
Максимальная емкость бункера, м 3 150
Число выгрузочных винтовых конвейеров3
Установленная мощность электродвигателей, кВт21,9
Масса, т30,5
Определение необходимого количества бункеров типа ДБО-1 для обеспечения бесперебойной работы потока в течение 2 ч.
гдеф = 2 ч — время, в течение которого бункера обеспечивают бесперебойную работу потока на данном участке;
V б = 150 м3 — объем бункера;
g стр = 44635 кг/ч — часовая потребность в стружке на потоке;
с стр = 130 кг/ м3 — насыпная масса стружки;
К з = 0,9 — коэффициент заполнения рабочего объема бункера.
Принимаем
Коэффициент загрузки бункеров
з = 2,54/3·100 = 86,0 %.
5. Сушка стружки
Сырье, перерабатываемое в стружку, имеет влажность 8 %. Влажность стружки перед смешиванием со связующим должна быть в пределах 2-4 %. В нашем случае 5%. Для этого применяют конвективные сушилки с пневматическим перемещением древесных частиц от загрузочного конца к выгрузочному. Для сушки частиц будем использовать трехходовую барабанную сушилку «Бизон».
Техническая характеристика барабанной сушилки «Бизон», тип 80
Производительность при сушке стружки от начальной влажности
100 % до конечной влажности 3 %, кг/ч8000
Температура газовой смеси, ° С:
на входе в барабан550 — 650
на выходе из барабана90 — 125
Частота вращения барабана, мин- 1 5,5
Масса, т68,6
Необходимое количество сушилок
гдеV сух.стр. = 13589,04 кг/ч — объем сырой стружки в пересчете на абсолютно сухую;
П суш = 8000 кг/ч — производительность сушилки;
k и = 0,8 — коэффициент использования оборудования.
Принимаем n = 5.
Коэффициент загрузки оборудования
з = 4,46/5·100 = 89,3 %.
6. Сортировка стружки
При изготовлении на стружечных станках образуется смесь древесных частиц. В смеси наравне с кондиционной стружкой содержатся мельчайшие древесные частицы (пыль) и толстые крупные частицы (сколы, грубые стружки).
Мелкие и крупные древесные частицы отрицательно влияют на физико-механические показатели плит. Поэтому для получения плит заданных свойств излишнюю пыль и толстые грубые древесные частицы выделяют из общей массы стружки.
Обычно сортируют высушенную стружку. Для этого применяют двухступенчатые пневматические сепараторы ДПС-1.
Техническая характеристика двухступенчатого пневматического сепаратора ДПС-1
Производительность по сухой стружке, поступающей в сепаратор, кг/ч8000
Толщина кондиционной стружки, мм0,3
Установленная мощность электродвигателей, кВт6,9
Габарит, мм:
длина3200
ширина9820
высота5900
Масса, кг5900
Необходимое количество сепараторов
гдеV сух.стр. = 8168 кг/ч — объем сырой стружки в пересчете на абсолютно сухую;
П суш = 8000 кг/ч — производительность сушилки;
k и = 0,9 — коэффициент использования оборудования.
Принимаем n = 2.
Коэффициент загрузки оборудования
з = 2,94/3·100 = 98 %.
7. Смешивание стружки со связующим
Стружку смешивают со связующим в смесителях. Для проклеивания мелких древесных частиц и пыли используются малогабаритные скоростные смесители с безвоздушным распылением связующего. Для этого используются смесители типа ДСМ-5.
Техническая характеристика скоростного смесителя ДСМ-5
Производительность, кг/чдо 8000
Установленная мощность двигателя, кВт40
Габарит, мм:
длина3740
ширина2813
высота1486
Масса, кг3185
Содержание абсолютно сухого связующего по отношению к массе абсолютно сухой стружки
гдеW осм. — влажность осмоленных древесных частиц;
W сух. = 5 % — влажность сухой стружки, поступающей в смеситель;
К = 64 % — концентрация связующего, вводимого в смеситель.
гдеW стр. = 5 % — влажность стружки перед смешиванием со связующим;
Расчет необходимого количества станков
Часовой расход материала данной влажности 25600кг/ч. Производительность станка берем по его характеристике.
Количество станков
n =25600 /8000·0,95 = 3,2
Принимаем n = 4.
Коэффициент загрузки оборудования
з = 3,2/4*100 = 80%.
8. Формирование стружечного ковра (пакетов)
Задачей формирования стружечного ковра (пакетов) является дозирование и равномерное распределение осмоленных древесных частиц для обеспечения одинаковой толщины, плотности и прочности по площади древесностружечных плит при последующем прессовании. Поэтому при формировании стружечного ковра основное внимание должно быть уделено равномерности насыпки стружки по площади и равномерной выдаче стружки в единицу времени каждой головкой формирующей станции. Формирующие машины непрерывно дозируют и равномерно выдают (насыпают) стружку на движущиеся внизу поддоны или ленточный конвейер. Для образования стружечного ковра используем машину типа LSKV-1-189.
Техническая характеристика формирующей машины LSKV-1-189
Ширина формирующего ковра, мм1890
Производительность по выдаваемой осмоленной стружке, кг/мин47
Число тактов работы весов в минуту6
Установленная мощность двигателя, кВт15,3
Габарит, мм:
длина2220
ширина3700
высота2800
Масса, т4,5
Расчет необходимого количества станков
Количество осмоленной стружки (стружечной массы), расходуемой на формирование пакета
гдеL п = 5,1 м — длина формируемого пакета;
B п = 2,54 ширина пакета;
д пл. = 20 мм — толщина нешлифованной плиты;
W о c м. = 8,37 % — влажность осмоленной стружки.
Необходимое количество формирующих машин
n =31714/(90*60) = 3,98
Принимаем n = 4.
Коэффициент загрузки оборудования
з =3,98/4·100 = 99,5 %.
9. Предварительная подпрессовка стружечных пакетов (ковра)
После формирования стружечного ковра (пакетов) производится предварительная подпрессовка в холодных гидравлических прессах для уплотнения ковра. Это необходимо для того, чтобы при дальнейшей транспортировке к горячему прессу кромки ковра не осыпались, а мелкие древесные частицы с поверхностного слоя не просачивались внутрь.
Для подпрессовки стружечных пакетов используют одноэтажные гидравлические прессы периодического действия типа ПР-5.
Техническая характеристика пресса периодического действия предварительной подпрессовки R-R4000ЕР
Номинальное усилие пресса, H·10 4 3920
Размер подпрессованного пакета, мм:
длина6100
ширина2050
Высота рабочего промежутка, мм250
Продолжительность предварительного прессования, с4
Максимальное удельное давление на пакет, Па 10 5 35
Минимальная длительность цикла прессования, с27
Суммарная мощность электродвигателей насосов, кВт83
Масса, т72,6
Расчет необходимого количества станков
Производительность гидравлических прессов периодического действия для предварительной подпрессовки стружечных пакетов
гдеl = 5,900 м — длина обрезной нешлифованной плиты;
д пл. = 0,0215 м — толщина обрезной нешлифованной плиты;
b пл. = 2 м — ширина обрезной нешлифованной плиты;
- К = 0,85 — коэффициент использования главного конвейера;
ф ц = 28 с — цикл работы пресса.
Необходимое количество прессов
гдеQпл = 11,86 м 3 /ч — часовая выработка чистообрезных нешлифованных плит.
Принимаем n = 1.
Коэффициент загрузки оборудования
з = 0,93 /1·100 = 93 %.
10. Расчет произодительности многоэтажных прессов
Производительность установки (цеха) по производству древесностружечных плит определяется производительностью самого основного и узлового агрегата — пресса горячего прессования. Технологическое и транспортное оборудование на остальных участках должно быть подчинено производительности пресса. Для прессования плит будем использовать многоэтажный гидравлический пресс типа ПР-6.
Техническая характеристика многоэтажного гидравлического пресса R-R2600КР
Максимальное удельное давление на пакет, Па 10 5 24,5
Формат плит пресса, мм:
длина5700
ширина2100
Толщина плит пресса, мм140
Число рабочих промежутков16
Расстояние между плитами пресса, мм200
Скорость смыкания плит, мм/с200
Установленная мощность двигателей, кВт511
Высота над уровнем пола, м9,00
Масса, т468
Расчет необходимого количества станков
Часовая производительность пресса
гдеn = 16- число рабочих промежутков пресса;
- l = 5,9 м — длина чистообрезной плиты;
- д = 0,019м — толщина плиты;
- b = 2,00м — ширина чистообрезной плиты;
- К = 0,95 — коэффициент использования всех агрегатов главного конвейера;
ф выд. = 0,27*19=5,13мин — продолжительность прессования плит в прессе;
ф всп. =1,5 мин — продолжительность вспомогательных операций на один цикл работы пресса.
Принимается 1 пресс R-R2600КР
Коэффициент загрузки оборудования
з = 0,91·100 =90,0 %.
Производительность пресса в плитах, спрессованных в смену
11. Охлаждение и кондиционирование пакетов
После горячего прессования в плитах образуются внутренние напряжения, которые с течением времени (при охлаждении или кондиционировании) выравниваются. Поэтому после выгрузки из пресса плиты должны сначала охлаждаться или кондиционироваться и только потом поступать на механическую обработку.
Для получения максимально прочных плит и уменьшения коробления их необходимо выдерживать в свободном состоянии или охлаждать потоком воздуха в специальных камерах до температуры 45 — 50 °С. Продолжительность полного охлаждения при обдувании воздухом цеховой температуры составляет примерно 30 мин для плит толщиной 20 мм, а до температуры 45 — 50 °С — 12 — 15 мин. Прочность древесностружечных плит не зависит от интенсивности их охлаждения.
Древесностружечные плиты охлаждают в веерных установках. Для охлаждения плит в линии устанавливается одна камера охлаждения плит конвейерного типа с обводным транспортером на случай ее остановки. Конструкция камеры полностью обеспечивает максимальную производительность линии.
Техническая характеристика веерного охладителя
Минимальная длительность оборота веера, мин4
Длительность поворота на один шаг (ячейку), с7,3
Число промежутков (ячеек)34
Число одновременно загружаемых плит15 — 16
Установленная мощность двигателей, кВт4,2
Габариты, мм5890x4760x3100
Масса, кг4350
Часовая производительность веерного охладителя определяется по формуле:
где V пл. — объем плиты, м3 ;
n — число одновременно загружаемых плит, n=15
К — коэффициент использования веера
t ц = tоб. + tпов.
где tоб. — длительность оборота веера, с;
- t пов. — длительность поворота на один шаг, с.
t об. = 4 мин. х 60=240 с.
t пов. = 7,3 с.
Количество веерных охладителей определяется по формуле:
где П пр. — производительность горячего пресса, м 3 /ч;
П в — производительность веерного охладителя, м 3 /ч.
Принимается
12. Форматная обрезка пакетов
После горячего прессования древесностружечные плиты имеют неровные рыхлые кромки (3660×1830 мм), поэтому их обрезают на форматно-обрезных станках. Для обрезки плит по формату используем четырехпильные форматно-обрезные станки типа ДЦ-3М.
Технические показатели форматно-обрезных станков ДЦ-3М
Размеры обработанной плиты, мм:
длина2000 — 3750
ширина1200 — 1800
толщина10 — 60
Число пил4
Диаметр пил, мм320
Частота вращения пил, мин- 1 2930
Минимальный ритм, с25; 35; 40
Скорость подачи, м/мин:
при обработке продольных кромокдо 25
при обработке поперечных кромокдо 25
мощность электродвигателей, кВт19
Габарит, мм:
длина9000
ширина7150
высота1425
Масса, т6,5
Расчет необходимого количества станков
Производительность станка
гдеu = 10 м/мин — скорость подачи;
д пл. = 19мм — толщина обрабатываемых плит;
b пл. = 2000 мм — ширина обрабатываемых плит;
К 1 = 0,8 — коэффициент использования станка;
К 2 = 0,8 — коэффициент использования рабочего времени.
Необходимое количество станков
n = 28,9 /14,59*0,9= 2,04.
Принимаем n = 1.
Коэффициент загрузки линии з = 2,04/2·100 =102 %.
13. Шлифование пакетов
Чтобы получить древесностружечные плиты одинаковой толщины с ровными гладкими поверхностями, а также устранить производственные дефекты (вмятины, пятна, загрязнения и т.п.), плиты калибруют и шлифуют. При шлифовании необходимо снимать одинаковую толщину слоев с обеих сторон во избежание коробления.
Для калибрования и шлифования плит используем автоматическую линию ДЛШ-50.
Техническая характеристика линии «Бизон»
Размеры обрабатываемых древесностружечных плит, мм:
ширина2200
толщина3 -200
Количество пар шлифовальных барабанов2
Точность шлифования плит по толщине±0,3
Скорость подачи плит (определяется скорость подачи
шлифовальных станков), м/мин0 — 30
Установленная мощность электродвигателей линии, кВт197
Габариты, м33,9×33,5×2,70
Масса, т36,2
Определение необходимого количества оборудования
Производительность линии шлифования
гдеu = 15,5 м/мин — скорость подачи;
д пл. = 19 мм — толщина обрабатываемых плит;
b пл. = 2000 мм — ширина обрабатываемых плит;
К 1 = 0,8 — коэффициент использования станка;
К 2 = 0,8 — коэффициент использования рабочего времени.
Необходимое количество линий
n = 28,9 /22,6*0,9 = 1,42
Принимаем n = 1.
Коэффициент загрузки линии
з = 1,42/2·100 =71,0%.
гдеQ сут. = 111 — суточная производительность цеха.
Площадь склада хранения плит
14. Описание технологического процесса
Разделанные дрова поступают в рубительную машину МРН-50 для превращения их в технологическую щепу. При рубке сырья щепа через подножевые щели проходит в полость барабана, а затем с открытого торца забирается воздушным потоком, образуемым вентилятором. Механизм принудительной подачи состоит из шести вертикальных и горизонтальных подающих вальцов с шипами. Верхний валец подвешен шарнирно и перемещается по высоте на расстоянии от 5 до 300 мм в зависимости от толщины подаваемого в машину материала.
Затем вся щепа с помощью дозирующего конвейера поступает в станок ДС-7, загружается в зигзагообразную течку с магнитными сепараторами, закрепленными на откидных стенках. Металлические предметы задерживаются на магнитных сепараторах, а щепа через загрузочную воронку с направляющим козырьком попадает в корпус станка. С лопастей крыльчатки щепа центробежными силами отбрасывается на вращающийся в обратную сторону ножевой барабан. При дальнейшем движении она прижимается билами крыльчатки к ножам, в результате чего срезается стружка (в основном вдоль волокон древесины), которая проходит в зазор между ножами и покровными планками, попадает в полость корпуса и затем через нижнее окно выбрасывается из станка на конвейер.
После этого полученная стружка поступает в бункер для хранения ДБО-150. Материал в бункер загружают конвейером. По мере заполнения бункера на пульт управления выдаются контрольные сигналы. При полной загрузке подается сигнал об отключении подачи материала. Вращающийся ротор с подпружиненными лопастями разрыхляет материал и сбрасывает его в приемные люки разгрузочных винтовых конвейеров. Если проход лопастей через плотный слой материала затруднен, они поворачиваются и могут целиком уйти под планшайбу. Под действием пружины лопасти стремятся вернуться в исходное положение и постепенно разрыхляют материал. Таким образом обеспечивается бесперебойная выдача материала в винтовые загрузчики.
Производительность бункера регулируется с пульта управления поворотом головки задатчика скорости тиристорного привода и тем самым изменением частоты вращения электродвигателей привода винтового конвейера.
Затем необходимо высушить стружку до влажности 2 %. Для этого используются трехходовые барабанные сушилки «Бизон». Поступающая через роторный питатель сырая стружка подхватывается газовоздушным потоком и направляется в сушильный барабан. Первоначально смесь стружки с сушильным агентом проходит по центральной трубе, затем поворачивает назад и движется в обратном направлении по средней кольцевой полости, затем поворачивается опять назад и через наружную кольцевую полость направляется к выходу из сушильного барабана. Мелкие древесные частицы пролетают через сушилку почти со скоростью газовоздушной смеси, а более влажные и тяжелые выпадают из потока вниз, но благодаря вращению барабана вновь поднимаются и возвращаются в поток. Таким образом происходит непрерывное их омывание сушильным агентом. Ясно, что при таком движении более мелкие частицы высыхают быстрее и быстрее выходят из сушилки, более крупные частицы сохнут дольше и поэтому дольше находятся в сушилке. Этим обеспечивается сравнительно высокая равномерность сушки и высокая производительность сушильного барабана.
При изготовлении на стружечных станках образуется смесь древесных частиц. В смеси наравне с кондиционной стружкой содержатся мельчайшие древесные частицы (пыль) и толстые крупные частицы (сколы, грубые стружки).
Мелкие и крупные древесные частицы отрицательно влияют на физико-механические показатели плит. Поэтому для получения плит заданных свойств излишнюю пыль и толстые грубые древесные частицы выделяют из общей массы стружки.
Обычно сортируют высушенную стружку. Для этого применяют двухступенчатые пневматические сепараторы ДПС-1. Сухая стружка через загрузочный питатель по центральной плите подается в верхнюю пневматическую камеру. мельчайшие древесные частицы и пыль захватываются потоком воздуха, отсасываются вентилятором из верхней камеры и направляются в поток для дальнейшего формирования слоя. Остальная стружка с помощью ворошителя равномерно распределяется по днищу и направляется к приемникам, из которых через роторные питатели и трубопроводы попадает в нижнюю пневматическую камеру. Здесь процесс сепарации повторяется. Тонкие древесные частицы отсасываются из камеры и направляются в поток для дальнейшего формирования слоя.
После этого стружка поступает к смесителю ДСМ-5. Связующее в смеситель подают через полый вал и насадки с отверстиями центробежным способом. Стружку в смеситель подают через загрузочную воронку. Вследствие высокой скорости вращения вала захватывающие лопасти, находящиеся под загрузочной воронкой, придают древесным частицам кольцеобразное и далее аксиальное направление. Затем движущийся кольцеобразный слой древесных частиц проходит через зону осмоления, где связующее разбрызгивается с помощью сопел. последующие лопасти продолжают перемешивать древесные частицы со связующим. Хорошее распределение связующего по древесным частицам достигается в результате разной скорости древесных частиц и перемешивающих лопастей, а также разной скорости самих древесных частиц, т. е. интенсивным перемешиванием их между собой.
Задачей формирования стружечного ковра (пакетов) является дозирование и равномерное распределение осмоленных древесных частиц для обеспечения одинаковой толщины, плотности и прочности по площади древесностружечных плит при последующем прессовании. Поэтому при формировании стружечного ковра основное внимание должно быть уделено равномерности насыпки стружки по площади и равномерной выдаче стружки в единицу времени каждой головкой формирующей станции. Формирующие машины непрерывно дозируют и равномерно выдают (насыпают) стружку на движущиеся внизу поддоны или ленточный конвейер. Для образования стружечного ковра используем машину типа LSKV-1-189.
В бункере-дозаторе размещен наклонный цепно-ленточный конвейер, который выносит стружку в ковшевые весы. Над ковшевыми весами имеется отсекатель стружки с двумя поворотными створками, которые приводятся в движение пневмоцилиндром. При подаче стружки на весы створки опущены. В конце отвешивания стружки створки быстро поворачиваются вверх и смыкаются, прекращая поступление стружки в ковш.
Отвешенная стружка из весов поступает в дозировочный бункер, дном которого служит дозирующий валец. На вальце вдоль образующих расположено шесть щеточных ребер. Периодически поступающая в бункер стружка выдается из него непрерывным потоком на горизонтальный конвейер. Непрерывность потока повышает равномерность выдачи стружки на фракционный валец.
После формирования стружечного ковра (пакетов) производится предварительная подпрессовка в холодных гидравлических прессах для уплотнения ковра. Это необходимо для того, чтобы при дальнейшей транспортировке к горячему прессу кромки ковра не осыпались, а мелкие древесные частицы с поверхностного слоя не просачивались внутрь. Для подпрессовки стружечных пакетов используют одноэтажные гидравлические прессы периодического действия типа ПР-5. Пресс имеет три секции, которые связаны распорными трубами, стяжками и столом для поддона с пакетом. В верхней части каждой секции закреплено по два рабочих цилиндра двустороннего действия, с помощью которых создается необходимое давление в прессе. К плунжерам цилиндров подвешена на сферических опорах верхняя плита. Снизу к ней свободно подвешен перфорированный поддон, облицованный фторопластом, который предупреждает выдувание стружки с поверхности пакета при опускании верхней плиты на пакет. Загрузка, выгрузка и прессование осуществляется автоматически. При поднятой верхней плите цепным конвейером поддон со стружечным пакетом загружается на нижнюю плиту пресса и останавливается. Включается в работу гидросистема, и верхняя плита опускается на пакет. Затем подается давление до 15·10 5 Па и производится выдержка в течение 4 с, после чего верхняя плита поднимается, а поддон со стружечным брикетом выгружается из пресса.
Для получения древесностружечных плит со стабильными показателями физико-механических свойств важно обеспечить одинаковую насыпку осмоленной стружки на поддоны как в пределах одного пакета, так и всех пакетов в целом. Для контроля массы сформированных пакетов в главном конвейере предусмотрены контрольные весы, которые устанавливают после формирующей станции.
Стружечный пакет на поддоне поступает на платформу весов. Масса пакета, находящегося на платформе, воспринимается рычажным механизмом и циферблатным указательным прибором. На циферблате устанавливают ограничительные контакты, ограничивающие допускаемое отклонение массы пакетов от заданной, которое не должно превышать ±3 %. При отклонении дается световой сигнал и команда специальному устройству для удаления таких пакетов с конвейера.
После предварительной подпрессовки и контроля массы стружечные брикеты на поддонах подаются главным конвейером на этажи (роликовые полки) загрузочной этажерки пресса ПР-6. По мере заполнения полок этажерка вначале опускается. При этом загрузка производится через один этаж, т. е. вначале загружаются нечетные этажи, а при подъеме — четные этажи. После заполнения всех этажей загрузочная этажерка устанавливается в таком положении, чтобы каждая полка находилась против рабочего промежутка пресса. В работу включается загрузчик, который заталкивает поддоны с брикетами в рабочие промежутки пресса. Включается гидропривод пресса, который нагнетает рабочую жидкость в цилиндры, плунжеры поднимаются и поднимают нижний стол, последовательно смыкаются снизу вверх рабочие промежутки пресса. Под действием давления нагреваемые стружечные брикеты уплотняются и плиты пресса смыкаются с дистанционными прокладками, которые препятствуют дальнейшему сближению обогреваемых плит. Так обеспечивается заданная толщина древесностружечных плит.
После некоторой выдержки брикетов в прессе под давлением по их толщине отверждается связующее, склеивающее древесные частицы, в результате чего получается прочная древесностружечная плита. После этого пресс размыкается, к нему подходит разгрузчик, захватывает специальными захватами поддоны и при обратном движении вытаскивает их с плитами из рабочих промежутков пресса на полки разгрузочной этажерки. Этажерка начинает последовательно на один этаж опускаться, и поддоны с плитами выгружаются из нее на конвейер, которым направляются к месту отделения готовых древесностружечных плит от поддонов.
После горячего прессования в плитах образуются внутренние напряжения, которые с течением времени (при охлаждении или кондиционировании) выравниваются. Поэтому после выгрузки из пресса плиты должны сначала охлаждаться или кондиционироваться и только потом поступать на механическую обработку.
Древесностружечные плиты охлаждают в веерных установках. Веерный охладитель представляет рычажный веер с 32 — 35 ячейками. В каждом ряду в одной плоскости закреплено по три двойных рычага, между которыми укладывают плиты. Веер периодически по мере поступления плит поворачивается на одну ячейку. Одновременно в охладителе может находиться не менее 15 — 16 плит. Остальные ячейки пустые и расположены ниже осевой линии. За время поворота ячейки на 180° плиты охлаждаются до 50 — 70 °С в зависимости от температуры в цехе, и затем передаются по роликовому конвейеру на штабелеукладчик ДШ-1, который укладывает их в пакеты. Плиты охлаждаются только за счет омывания их воздухом. Для охлаждения плит в линии устанавливается одна камера охлаждения плит конвейерного типа с обводным транспортером на случай ее остановки. Конструкция камеры полностью обеспечивает максимальную производительность линии.
После охлаждения в веерном охладителе плиты необходимо укладывать в плотные пачки (стопы) высотой до 2,5 м и выдерживать на участке не менее суток постепенного дальнейшего охлаждения, выравнивания влажности по толщине, снятия внутренних напряжений перед форматной обрезкой и шлифованием.
После горячего прессования древесностружечные плиты имеют неровные рыхлые кромки, поэтому их обрезают на форматнообрезных станках ДЦ-3М, представляющих собой два спаренных двухпильных агрегата, расположенные под углом 90° друг к другу, с цепными конвейерами и упорами. Поперечные и продольные кромки обрезаются двумя парами неподвижных пил, мимо которых с помощью цепных конвейеров перемещается плита. Обрезаемые рейки измельчаются в дробленку фрезами, установленными рядом с пилами на валу электродвигателей пильных головок и удаляются эксгаустерной установкой.
Чтобы получить древесностружечные плиты одинаковой толщины с ровными гладкими поверхностями, а также устранить производственные дефекты (вмятины, пятна, загрязнения и т.п.), плиты калибруют и шлифуют. При шлифовании необходимо снимать одинаковую толщину слоев с обеих сторон во избежание коробления.
Для калибрования и шлифования плит используем автоматическую линию ДЛШ-50. Штабель древесностружечных плит устанавливают на приемный рольганг загрузочного устройства приводными роликами с линии кондиционирования и обрезки плит. Если все секции приемных рольгангов свободны и подъемный стол загрузочного устройства находится в нижнем положении, штабель плит по рольгангам перекатывается на ролики стола. Стол поднимается до положения, при котором верхняя плита штабеля оказывается на уровне стола первого в линии калибровально-шлифовального станка ДКШ-1. При этом включается толкатель и своими упорами перемещает верхнюю плиту штабеля вперед. Плита направляется боковыми линейками и подается в механизм подачи калибровально-шлифовального станка. Толкатель возвращается в исходное положение, стол со штабелем поднимается на толщину плиты, и толкатель подает очередную плиту в шлифовальный станок.
В калибровально-шлифовальном станке плиты центрируются для съема одинаковых припусков с обеих сторон, шлифуются с верхней и нижней сторон и выдаются на промежуточный рольганг. По нему плита от первого передается ко второму шлифовальному станку ДКШ-1 для чистового двухстороннего шлифования. При выходе из него плита щетками очищается от шлифовальной пыли и направляется на автоматический толщиномер ДТ-1.
Далее плита проходит по рольгангу сортировочного устройства, на котором установлено зеркало для осмотра оборотной пласти. Оценив качество поверхности и другие показатели, а также приняв во внимание результат измерения толщины, оператор определяет сорт плиты. Если результаты визуального осмотра совпадают с показаниями световых сигналов толщинометра, плита направляется на соответствующую сортплощадку автоматически. Если результаты не совпадают, оператор нажимает соответствующую кнопку на пульте управления линией.
После сортировочного устройства плита последовательно проходит по рольгангам распределительных устройств первого и второго сортов, группы перешлифования и брака. Когда плита дойдет до своей позиции, путь ей преграждает упор, автоматически устанавливающийся в соответствующее положение в зависимости от сигнала на сортировочном устройстве, рольганг останавливается, включается поперечный конвейер, который передает плиту на подъемный стол, опускающийся на толщину плиты.
Когда последовательным опусканием на толщину каждой плиты стол опустился до нижнего положения, штабель будет полностью набран.
На позициях второго сорта, перешлифования и брака штабель убирается непосредственно с подъемного стола электропогрузчиком. На позиции первого сорта штабель по приводным роликам перемещается на дополнительный рольганг, а стол поднимается для приема очередных плит. С рольганга во время работы линии штабель убирается электропогрузчиком.
При работе в автоматическом режиме линией управляют с главного пульта. Обслуживают линию три оператора, один из которых наблюдает за работой загрузочного устройства и калибровально-шлифовальных станков, второй у пульта управления осуществляет визуальный контроль шлифовальных плит и рассортировку их по четырем сортплощадкам, третий наблюдает за работой штабелеукладчиков.
От линии шлифования и сортировки пачки плит отправляют на склад готовой продукции, где укладывают в штабеля высотой до 4,5 м. Плиты хранят в сухом отапливаемом (в зимнее время) вентилируемом помещении, оснащенном механизмами для погрузки, разгрузки и транспортировки.
Список используемой литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/tehnologicheskiy-protsess-proizvodstva-dsp/
