Рекомендуется влажность стружек при производстве однослойных плит 3 - 5 %, трехслойных 3 - 5 % для наружных слоев и 2 - 4 % для внутреннего слоя. При бесподдоном прессовании плит для повышения прочности брикетов рекомендуется снижать влажность стружки внутреннего слоя на 1 - 2 % по сравнению с прессованием на поддонах.

Тип агрегата для сушки стружек выбирают в зависимости от их вида, начальной и конечной влажности, типа агента сушки и его параметров и объема производства плит.

В производстве древесностружечных плит используют сушилки с вращающимися барабанами. В процессе сушки древесные частицы перемещаются вдоль барабана под действием потока газовоздушной смеси. Перемешивание частиц и омывание их агентом сушки обеспечивается вращением барабана, внутри которого для этого предусмотрены перегородки и лопасти.

Для цехов ДСтП выпускают сушильные установки с вращающимся барабаном фирмы «Прогресс» марок Н-411-56 и Н-167-66, а также «Бизон» (Германия) и «Рофама» (Польша) [4, таблица 7.12]. Используются также высокопроизводительные сушильные установки фирмы «Бизон», «Бютнер» и трубы-сушилки BSH-4.

Необходимое количество сушилок рассчитывается по формуле (5.1).

Подставляя значения в формулу (5.1), получим:

;

;

.

Подставляя значения в формулу (5.2), получим:

;

;

.

Выбираем 3 трехходовых барабанных сушилок Н-167-66.

5.6 Сортировка стружки

При изготовлении стружки на стружечных станках образуется смесь с разными размерами (длиной, шириной и толщиной). 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.

В связи с внедрением в промышленное производство технологии производства древесностружечных плит с мелкоструктурной поверхностью сортировка стружки приобретает новое значение. Раньше от стружки отделялись мелкие древесные частицы и пыль, которые чаще всего направлялись на сжигание, а в настоящее время эта мелкая фракция используется для формирования наружных слоев. Поэтому операцией сортировки предусматривают следующие цели.

1. Отделить от общей массы стружки мелкие древесные частицы и пыль и направить их в поток наружного слоя для получения плит с высококачественной поверхностью.

2. Отделить от общей массы стружки крупные грубые древесные частицы и направить их на дополнительное измельчение в специальных дробилках, для возврата в производство.

3. При изготовлении трехслойных плит без облицовки бумагой отделить от стружки внутреннего слоя часть мелких древесных частиц и пыли и направить в поток стружки для наружного слоя, а от стружки наружных слоев отделить крупные (некондиционные) древесные частицы и направить во внутренний слой (иногда после дополнительного измельчения).

Обычно сортируют высушенную стружку. Для этого применяют механические качающиеся сортировки и пневматические сепараторы. Первые сортируют стружку по длине и ширине, вторые - по толщине. Высококачественная классификация стружки по фракции может быть достигнута только при двухступенчатой сортировке: сначала механической, затем пневматической.

Механические сортировки. В механических сортировках стружки разделяются по размерам с помощью сит с определенными размерами отверстий. В настоящее время применяют в основном сортировки, в которых короб с ситами совершает плоскопараллельное качающиеся движение в горизонтальной плоскости. Каждое сито движется по траектории окружности. При таком движении стружки не подбрасывается, а скользит по поверхности сита, чем обеспечивается качественное разделение стружки по длине.

В производстве ДСтП применяются отечественные механические сортировки марки ДРС-2, ДРС-3, а также зарубежные фирмы «Миаг» и «Алгайер» [4, таблица 7.13].

Подставляя значения в формулу (5.1), получим:

;

.

.

Подставляя значения в формулу (5.2), получим:

;

;

.

Выбираем 3 механических сортировки Gr900/2d фирмы «Миаг».

5.7 Осмоление стружки

Смешивание стружки со связующим (осмоление) является одним из важнейших технологических процессов, так как оно в значительной степени определяет качество и стоимость древесностружечных плит. Сложность этого процесса заключается в том, что на относительно большую поверхность стружки необходимо равномерно распределить сравнительно небольшое количество связующего. В производстве древесностружечных плит норма расхода связующего составляет около 4 - 7 г (по сухому остатку) на 1 м 2 поверхности тонкой резаной стружки. Необходимо добиваться наиболее равномерного распределения связующего по поверхности древесных частиц, так как при неравномерном распределении снижаются физико-механические показатели древесностружечных плит.

Для осмоления стружки связующим применяют высокооборотные смесители с безвоздушным распылением связующего. На предприятиях с отечественным оборудованием широкое распространение получил высокооборотный смеситель конструкции ВНПО «Научплитпром» [4, таблица 7.15]. За рубежом выпускают аналогичные по конструкции и принципу работы смесители [4, таблица 7.15]. Фирма «Лёдиге» изготавливает смесители со смесительной камерой вместимостью 0,17 - 0,76 м 3, производительностью 250 - 25000 кг/ч. Фирма «Рауте» выпускает смеситель LLКА-360 со смесительной камерой вместимостью 0,36 м 3, производительностью 2000 - 8000 кг/ч для осмоления стружки наружного слоя, LLКК-215 производительностью 1600 - 3600 кг/ч для осмоления пыли и LLКА-600 производительностью 3000 - 14500кг/ч для осмоления крупной стружки внутреннего слоя. Расчет необходимого количества сместителей производится по формуле (5.1).

Подставляя значения в формулу (5.1), получим:

;

.

.

Подставляя значения в формулу (5.2), получим:

;

;

.

Выбираем один высокооборотных смесителя контракции ДСМ-7 и два LLK-215.



5.8 Выбор главного конвейера прессования плит

Формирование непрерывного стружечного ковра (пакетов) из осмоленной стружки и горячее прессование ДСтП в современных цехах происходит на автоматической линии, получившей название главного конвейера.

Существует большое разнообразие типов главных конвейеров, которые можно объединить в следующие основные группы:

1) конвейеры для прессования плит на поддонах;

2) конвейеры для бесподдонного прессования плит;

3) конвейеры для прессования плит на проницаемых поддонах; Кроме указанных основных, существуют и другие, менее распространенные типы главных конвейеров.

Конвейеры для бесподдонного прессования плит. Значительная часть ДСтП выпускается прессованием в многоэтажных прессах бесподдонным способом. Существует до десяти вариантов этой технологии. Общим для них является прессование ДСтП в горячем прессе без сплошных и проницаемых поддонов.

В связи с необходимостью придания повышенной транспортной прочности стружечным пакетом во всех вариантах технологических схем главные конвейеры комплектуются устройствами для подпрессовки стружечных пакетов. Это могут быть стационарные и подвижные прессы периодического действия.

Схемы конвейеров для формирования стружечного ковра на непрерывной ленте, составленной из гибких синтетических поддонов, или на ленточном конвейере из синтетической или прорезиненной ленты, а горячее прессование плит осуществляется без поддонов в многоэтажных гидравлических прессах. Бесподдонное прессование ДСтП предусматривает придание стружечным брикетам прочности, достаточной для их дальнейшей транспортировки конвейером и загрузки в рабочие промежутки пресса без поддонов. Прочный транспортабельный брикет получается при относительно высоком давлении подпрессовки непрерывного стружечного ковра или пакетов в прессе периодического действия передвижном прессе или при двухступенчатой подпрессовке первоначально в ленточно-вальцовом прессе непрерывного действия, а затем в двухэтажном прессе периодического действия. Во всех типах конвейеров для бесподдонного прессования плит оборудование и связывающие их ленточные конвейеры расположены в одну линию.

1 - формирующая станция; 2 - формирующий конвейер; 3 - гусеничный пресс непрерывного действия; 4 - поперечная пила для распиловки непрерывного стружечного ковра на пакеты заданной длины; 5 - контрольные весы; 6 - качающийся конвейер для отвода некондиционных брикетов;7 - этажерка накопитель; 8 - приемник с измельчителями для стружечной массы и некондиционных брикетов; 9 - загрузочная ленточная этажерка; 10 - пресс горячего прессования; 11 - выгрузочный цепной конвейер; 12 - разгрузочная этажерка

Рисунок 8.4 - Схема главного конвейера для формирования непрерывного стружечного ковра на ленте из гибких синтетических поддонов и горячего прессования плит без поддонов на линии ДК - 100.

Ритм конвейера - промежуток времени между сходом с конвейера двух следующих друг за другом изделий, в данном случае готовых древесностружечных плит. Ритм главного конвейера, мин:



R_к = ф_ц/n;(5.4)

где ф_ц - продолжительность цикла прессования, мин; (ф_ц = 6,63 мин)

n -число одновременно прессуемых плит, равное числу рабочих промежутков пресса; (n = 8 шт)

Подставляем значения в формулу 5.4 и получаем:

R_к = 6,63/8 = 0,83 м/мин.

Расчет скорости формирующего конвейера производится по формуле:

(5.5)

где t_k - шаг между упорами главного конвейера, м; (t_k = 4,2 м.)

Подставляем значения в формулу 5.5 и получаем:

.

5.9 Формирующие машины

Для формирования стружечного ковра применяют различные по конструкции и принципу работы формирующие машины. Независимо от вида формирующая машина состоит из небольшого по объему бункера, дозирующего устройства и распределительного механизмов. Дозирование стружки осуществляется по массе, по объему или в сочетании обеих способов.

Дозирование по массе является наиболее совершенным и осуществляется автоматически действующими порционными весами. Дозирование по объему достигается выдачей стружечной массы в виде непрерывного слоя определенной ширины и толщины. Дозирование по объему - менее точный способ, так как насыпная масса стружки зависит от многих факт ров - формы, размеров, влажности и др.

Для формирования древесностружечного ковра при поддонном и бесподдонном прессовании плит применяют отечественные формирующие машины ДФ-1, ДФ-2М, ДФ-6, импортные формирующие машины фирмы «Рауте», «Валмет» и формирующие станки фирмы «Бизон» [4, таблица 7.18]. Для формирования стружечного ковра с мелкоструктурной поверхностью и с ориентированным расположением древесных частиц применяют формирующую станцию фирмы «Бэре и Гретэн» (ФРГ).

Расчет необходимого количества формирующих машин производится по формуле (5.1).

Подставляя значения в формулу (5.1), получим:

;

;

.

Подставляя значения в формулу (5.2), получим:

;

;

.

Выбираем формирующие машины ДФ-2, LSKV-1-259 P, LSKV-1-130 P.

5.10 Охлаждения плит

После выгрузки из пресса горячего прессования в отпрессованных древесностружечных плитах имеют место значительные градиенты температуры, влажности и степени поликонденсации (отверждения) связующего: температура поверхностных слоев 160 - 180°С; среднего - 105 - 110 °С; влажность наружных слоев 2 - 4 %, внутреннего - 10 - 13 % при средней влажности плит 8%; степень поликонденсации в наружных слоях значительно выше, чем во внутренних. Это является причиной образования внутренних напряжений в плитах, которые с течением времени при охлаждении выравниваются. Поэтому после выгрузки из пресса плиты должны сначала охлаждаться и только потом поступать на механическую обработку (форматную обрезку, шлифование, раскрой и др.). Это особенно важно при интенсифицированных режимах прессования.

Продолжительность полного охлаждения плит при обдувании их воздухом цеховой температуры составляет примерно 30 мин для плит толщиной 19 мм, а при охлаждении до температуры 45 - 50 °С - 12 - 15 мин.

Прочность древесностружечных плит практически не зависит от интенсивности их охлаждения.

Охлаждение древесностружечных плит производится в установках веерного типа. Работа охладителя сблокирована с работой разгрузочной этажерки пресса.

В цехах с отечественным оборудованием охлаждение плит производится в камере ДЛКО100 [4, таблица 7.19].

Выбираем камеры охлаждения ДКО100.

5.11 Форматная обрезка и шлифование плит

Существует несколько конструкций форматно-обрезных станков, которые отличаются друг от друга типом или схемой работы механизмов, выполняющих взаимное перемещение плиты и пил при обрезке продольных и поперечных кромок.

В цехах с отечественным оборудованием для обрезки плит по формату применяют четырехпильные форматно-обрезные станки ДЦ- 3, ДЦ-ЗМ, ДЦ-8 [4, таблица 7.20]. Эти станки представляют собой два спаренных двухпильных агрегата, расположенных под углом 90" друг к другу с цепными конвейерами и упорами. Поперечные и продольные кромки обрезают две пары 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.

Для обрезки плит по формату, укладки обрезных плит в штабеля и передачи последних на линию шлифования в новых цехах с отечественным оборудованием используют линию ДЛФО100 правого и левого исполнения. Линия ДЛФО100П и ДЛФО100Л отличаются компоновкой входящего оборудования для обеспечения правого и левого направления выхода плит из обрезного станка.

Производительность форматно-обрезных станков, м³/ч определяется по формуле:

,(5.6)

где - скорость подачи, м/мин (принимаем из технической характеристики 5 м/мин);

- толщина и ширина обрабатываемых плит, мм (принимается из задания);

- коэффициент использования станка (принимается 0,8-0,9);

- коэффициент использования рабочего времени (0,9-0,95).

Подставляя значения в формулу (5.6), получим:

.

Выбираем форматно-обрезной станок ДЦ-8.

5.12 Шлифование плит

Основная цель шлифования древесностружечных плит - получение плит заданной толщины с шероховатостью поверхности в соответствии с требованиями стандарта. Кроме того, при шлифовании снимаются поверхностные слои, имеющие наименьшую прочность, макронеровности, пятна, а также обладающие неудовлетворительной адгезией к пленочным покрытиям или покрытиям из строганого шпона.

Шлифовальные станки обычно выполняются в виде отдельных функциональных блоков: калибровального, калибровально-шлифовального (промежуточного) и шлифовального (чистового). Калибровальный блок осуществляет предварительное калибрование плит, при котором в результате шлифования крупнозернистой лентой с обеих сторон снимается примерно одинаковый припуск и получаются плиты одной толщины, но имеющие значительную шероховатость. Калибровально-шлифовальный блок выполняет обработку плит шлифовальной лентой меньшей зернистости, в результате чего шероховатость поверхности уменьшается и происходит окончательное шлифование плит. Чистовой блок производит так называемое выглаживание поверхности мелкозернистой лентой при легких режимах обработки путем равномерного снятия слоя незначительной толщины. В итоге окончательно формируется толщина плит и снижается шероховатость их поверхности до допустимых показателей согласно стандарту.

В действующих цехах с отечественным оборудованием для калибрования и шлифования плит используют линии шлифования ДЛШ100. Основным агрегатом линий шлифования является калибровально-шлифовальный станок ДКШ-1 [4, таблица 7.21].

На базе калибровально - шлифовальных станков ДКШ-1 созданы автоматические линии шлифования ДЛШ100 с тремя встроенными станками ДКШ-1 [4, таблица 7.22]. На этих линиях плиты калибруются по толщине, шлифуются и сортируются по качеству и толщине. Сортировку плит по качеству (сортам), осуществляют операторы линий, которые, определив сорт плиты, направляют плиту на определенный гидравлический подъемный стол.

В последнее время на крупных предприятиях по производству древесностружечных плит в ФРГ и других зарубежных странах начали применять линии шлифования и обрезки плит по формату, имеющие преимущества по сравнению с существующими. Их установка позволяет снизить численность обслуживающего персонала, увеличить скорость шлифования. Производительность линии шлифования определяется по формуле (5.5).

Подставляя значения в формулу (5.6), получим

.

Выбираем линию шлифования и сортировки плит марки ДЛШ100.

5.13 Транспорт в цехах древесностружечных плит

Для нормальной работы оборудования требуются правильно подобранные транспортные связи, которые должны учитывать состояние и геометрические размеры древесных частиц, а также дальность и профиль перемещения. При этом нужно учитывать, что транспортные средства не только определяют устойчивую высокопроизводительную работу цеха, но и существенно влияют на энергозатраты и эксплуатационные расходы, связанные с их содержанием и ремонтом, а, следовательно, на себестоимость продукции. Как правило, для транспортировки технологического сырья применяют цепные и ленточные транспортеры, для транспортировки щепы, стружки - ленточные, скребковые, с погруженными скребками, пневмотранспортные установки; для транспортировки плит - роликовые транспортеры.



6. Технологический режим проведения операции на участке формирования стружечного ковра

6.1 Дробилка GSK-900

Дробилка GSK-900 предназначена для дробления материалов средней степени твердости, такие как древесина и древесные отходы, уголь, шлак, кирпич, пеногазобетонные блоки, старый асфальт и т. п. Может использоваться для подготовки лабораторных проб углей бурых, каменных, антрацитов, горючих сланцев и продуктов их обогащения.

Общий вид дробилки GSK-900 представлен в графической части курсового проекта на формате А1.

Общий вид дробилки GSK-900 представлен в графической части курсового проекта на формате А1.

Технические характеристики дробилки представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Технические характеристики дробилки GSK-900.

Показатель	Значение
Производительность, кг/ч	2000
Диаметр ротора по кромкам бил или лопастям, мм	900
Ширина ротора, мм	320
Частота вращения ротора, об/мин	1440
Количество лопастей или рядов бил	6
Установленная мощность электродвигателя, кВт	90
Масса дробилки, т	2,8

6.2 Устройство и принцип работы дробилка

Стандартная дробилка представляет собой чашу, внутри которой размещен конический подвижный орган. Тот в свою очередь крепится к валу, позволяющему ему свободно двигаться внутри чаши.

Во время движения между подвижным органом и внутренней поверхностью чаши образовываются конические пространства, в которые попадают щепа. Щепа засыпается в погрузочное отверстие в верхней части чаши.

После того как щепа попадает в конусное пространство, подвижная деталь начинает движение в обратном направлении и создает высокое давление на щепу, которая не выдерживая нагрузки измельчается и под силой земного притяжение падает в нижнее разгрузочное отверстие.

Схема работы представлена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Схема дробилки GSK-900.



7. Описание технологического процесса производства древесностружечных плит

С приемного стола (1) отходы деревообработки поступают в два центробежных стружечных станка PZ12P и один центробежный стружечный станок ДС-5 (3) для переработки в стружку. Далее для вторичного измельчения стружка поступает в три лопастных дробилки GSK-900 (4), где разделяется на три фракции: для внутреннего, промежуточных и наружных слоев пятислойных ДСтП.

Стружка для наружных слоев транспортируется в вертикальный бункер ДБО-60 (5). Далее она попадает в две трехходовых барабанных сушилки Н 167-66 (6). Затем высушенная стружка поступает на механическую сортировку Gr900/2d фирмы «Миаг» (8). После стружка поступает в смеситель LLK-215 (10), где смешивается со связующим. Осмоленная стружка поступает в формирующую машину ДФ-2M (11).

Стружка для внутренних слоев транспортируется в вертикальный бункер ДБО-150 (5). Далее она попадает в две трехходовых барабанных сушилки Н 167-66 (6). Затем высушенная стружка поступает на механическую сортировку Gr900/2d фирмы «Миаг» (8). После стружка поступает в смеситель ДСМ-7 (10), где смешивается со связующим. Осмоленная стружка поступает в формирующую машину LSKV-1-259 P (11).

Стружка для промежуточных слоев транспортируется в вертикальный бункер ДБО-60 (5). Далее она попадает в одну трехходовую барабанную сушилку Н 167-66 (6). Затем высушенная стружка поступает на механическую сортировку Gr900/2d фирмы «Миаг» (8). После стружка поступает в смеситель LLK-215 (10), где смешивается со связующим. Осмоленная стружка поступает в две формирующие машины LSKV-1-130 P (11).

Стружечный ковер на ленточном конвейере поступает в подвижный пресс Беккерван Хюллен (12) для подпрессовки. Масса каждого пакета контролируется на весах (13). Затем плиты разрезается на брикеты, которые передаются в загрузочную этажерку (14). После заполнения всех этажей происходит загрузка пресса Беккерван Хюллен (15) и одновременно выгрузка из пресса готовых плит. Далее плиты переходят в разгрузочную этажерку (16), с которой плиты поступают в камеру охлаждения ДКО100 (17). После камеры охлаждения плиты конвейером перемещаются к форматно-обрезному станку ДЦ-8 (18) с последующим калиброванием и шлифованием на линии шлифования ДЛШ100 (19). Далее плиты поступают для продолжительной выдержки на промежуточный склад.



Заключение

В ходе выполнения курсового проекта по дисциплине «Технология композиционных материалов и древесных плит» были решены следующие задачи:

1) Выбраны исходные технологические данные. Сырьем для производства ДСтП является технологическая щепа. Связующим выступает карбамидоформальдегидная смола КФ-МТ-15;

2) Произведен расчет производительности цеха. Число рабочих часов в году составило А=7296 ч/год, часовая производительность составила П_ч=5,815 м³/ч, годовая - П_год=42496,2 м³/год;

- произведен расход сырья и материалов. Рассчитано количество стружки на одну плиту, количество стружки на 1 м³ плит, расход древесины на 1 м³ плит, расхода смолы на одну плиту, расходы смолы и отвердителя на 1 м³ плит;

3) Выполнен пооперационный расчет перерабатывающего материала. Рассчитано количество абсолютно сухого материала в готовых чисто обрезных шлифованных плитах, абсолютно сухого материала в нешлифованных плитах, количество абсолютно сухого материала в необрезной плите, количество абсолютно сухого материала, проходящего через формирующие машины, количество абсолютно сухого связующего и стружки, поступающего в смеситель, количество абсолютно сухой стружки, поступающей в бункер, количество абсолютно сухой стружки, поступающей в сушилки, количество абсолютно сухой древесины с учетом потерь, расход материала данной влажности при каждой технологической операции;

4) Подобрано и рассчитать количество основного технологического оборудования. Выбрано оборудование для изготовления резаной стружки, для вторичного измельчения стружки, для хранения межоперационных запасов стружки, для сушка стружки, для сортировки стружки, для осмоления стружки, для охлаждения плит, для форматной обрезки и шлифования плит, для шлифования плит.



Библиографический список

1. Журавлева, Л.Н. Технология композиционных материалов и древесных плит. Проект цеха по производству древесностружечных плит: учебное пособие к курсовому проектированию для студентов направления 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», профиль подготовки «Машины и оборудование лесного комплекса» очной и заочной форм обучения / Л.Н. Журавлева. - Красноярск: СибГТУ, 2016. - 109 с.

2. Волынский, В.Н. Технология древесных плит и композитных материалов: учебно-справочное пособие / В.Н. Волынский. - СПб: Издательство «Лань», 2010. - 336 с.

3.. Леонович, А.А. Технология древесных плит: прогресивные решения: учеб. пособие / А.А. Леонович. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2005. - 208 с. +8 с. цв. вкл.

4. Карасев, Е.И. Оборудование предприятий для производства древесных плит / Е.И. Карасев, С.Д. Каменков. - М.: МГУЛ, 2002. - 320 с.: ил. 184.

Размещено на Allbest.ru