Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

производственный реечный щит

В настоящее время широко применяются изделия из клееной древесины на основе кусковых отходов лесопиления и деревообработки (панели, щиты, брусья) и комбинированную древесину (столярные плиты).

Преимущества клееной древесины - низкая средняя плотность, водостойкость, возможность получения из маломерного материала изделий сложной формы, крупных конструктивных элементов. Они характеризуются повышенной гнилостойкостью и низкой возгораемостью, не подвержены усушке и короблению. Клееные деревянные изделия и конструкции по срокам и трудозатратам при возведении зданий, стойкости при воздействии агрессивной воздушной среды часто успешно конкурируют со стальными и железобетонными конструкциями. Их применение эффективно при возведении промышленных предприятий, выставочных, торговых павильонов, зданий и сооружений сборно-разборного типа.

Номенклатура изделий из клееной древесины обширна. Так, из отрезков досок склеивают панели. Такие панели применяются для устройства перегородок, обшивки домов, настилов полов и т.д. Из кусковых отходов лесопиления изготавливают клееные щиты, применяемые в основном для настилов полов. Для устройства дверей, перегородок, встроенной мебели применяют столярные плиты, облицованы с обеих сторон шпоном.

При использовании клееных изделий экономия деловой древесины составляет до 20%, а стоимость конструкций сокращается в 3-4 раза по сравнению со стоимостью конструкций из цельной древесины.

В производстве массивного клееного щита различают два вида: однослойный и многослойный щиты.

В данной работе рассматривается производство трёхслойного клееного щита. Трёхслойный щит из массивной древесины изготавливается из деревянных заготовок (рейка) шириной от 44 мм, которые склеены друг с другом в один слой параллельно направлению волокон и облицованы шпоном с двух сторон.

Производство столярных плит открывает широкий спектр возможностей реализации продукции, как дополнительных опций основной продукции предприятия (замена ДСтП и МДФ на изделиях более высокой ценовой категории), так и в качестве поставок сырья на другие деревообрабатывающие предприятия.

Самым лучшим в изготовлении корпусной мебели является столярная плита покрытая шпоном твёрдых пород дерева, таких как дуб, орех, ясень и т.д. Столярная плита изготавливается по принципу бутерброда и состоит в середине в виде мебельного щита из склеенных между собой деревянных реек, небольшого бруса и окленного с 2-х сторон тонкими листами фанеры и мдф, а ещё сверху фанерованного шпоном дерева, например дуба, ясеня, ореха, бука. Такая мебельная плита дешевле цельного массива дерева. Также имеет свои плюсы перед цельным куском массива, например, столярная плита намного легче массива, меньше подвержена искривлению по сравнению с массивом под воздействием влажности, т.к. изготовлена по принципу бутерброда, и наружный слой и мебельный щит из реек имеют разные направления волокон дерева. Столярная плита намного более экологична по сравнению с ДСтП и МДФ. Такие столярные плиты часто используются в изготовлении мебели среднего и средневысокого уровня, например шкафы, гардеробные комнаты и т.д., особенно когда нужно показать красоту шпона дерева. Шпонирование - это процедура, которая выполняется на деревообрабатывающем производстве и заключается в облицовке панелей из столярной плиты, ДСП, МДФ или фанеры шпоном ценных пород дерева.

В данной работе мы рассматриваем применение столярных плит для производства корпусной мебели, в настоящее время предприятие ИП Романов использует ДСтП и МДФ. В дальнейшем на предприятии планируется открытие направлений по производству межкомнатных дверей, подоконников, кровельной плитки, фрамуг, настилов полов из щитового паркета.

Цель работы - спроектировать цех по производству реечных щитов на базе ИП «Романов».

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Проектирование технологического процесса, выбор основного и вспомогательного оборудования.

2. Выбор конструкции изделия.

3. Изучение влияния марки клея на прочность клеевого шва.

4. Расчёт площади цеха, освещения.

5. Анализ вредных и опасных факторов проектируемого производства.

6. Расчет основных экономических показателей.

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика предприятия

ИП Романов Роман Вячеславович было создано Романовым Романом Вячеславовичем, который и является директором данного предприятия в 2009 г. На протяжении всей истории существования предприятие активно развивается, привлекая молодых специалистов. Основными направлениями работы организации стало предоставление качественной мебели.

В 2013 г. был построен новый цех данного предприятия, соответственно ИП расширилось. Была приобретена новая техника. На сегодня, ИП Романов - это команда талантливых, целеустремлённых и ответственных людей, способных решать задачи любой сложности и соответствовать высокому качеству предоставляемых ими услуг.

Производство мебели по индивидуальным заказам позволяет без проблем решить целый ряд задач, которые всякий раз возникают при попытке обставить свою квартиру новой мебелью. Заказная мебель будет идеально соответствовать габаритам конкретной комнаты, где будет стоять, а значит заказчик сможет более эффективно использовать пространство в доме.

Помимо этого, у заказчика появляется реальная возможность оживить все свои идеи, выбрать цветовую гамму, материалы. Такая мебель будет полностью соответствовать Вашим желаниям, а значит - больше радовать Вас. Сейчас предприятие быстро развивается, но так как спрос на корпусную мебель из стандартных материалов и покрытий падает, руководство приняло решение о частичной замене материалов.

В настоящее время в состав предприятия входят:

1. Цех производства корпусной мебели.

2. Контрольно-пропускной пункт.

3. Котельная.

4. Электроподстанции.

5. Резервуар 10000 м³.

6. Водонапорная башня.

7. Материально-технический склад.

8. Насосная станция.

9. Здание управления.

Основные виды продукции предприятия:

1. Корпусная мебель для кухни.

2. Корпусная мебель для гостинной.

3. Шкуфы-купе.

4. Тумбочки.

5. Корпусная мебель для офиса.

6.

1.2 Местонахождение и пути сообщения

Предприятие ИП «Романов» расположено в селе Вазерки Бессоновского района. В центре Европейской России, на западных склонах Приволжской возвышенности, севернее г. Пензы, на левом берегу р. Суры.

Пути сообщения к комбинату приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Пути сообщения

Виды сообщения	Наименование	Расстояние до предприятия, км
1. Железная дорога Пенза - Рузаевка	Остановочный пункт 111 км Станция 109 км	2 7
2. Автодорога Пенза - Саранск	Федеральная траса М5	5

1.3 Поставщики сырья

Сырьем для производства корпусной мебели служит ДСтП и МДФ. Основные поставщики: официальный дилер Череповецкого фанерно-мебельного комбинат, официальный дилер компании ООО «СВЕЗА-Лес», а так же различные местные производители, в зависимости от предлагаемого качества и цен в данный момент. Требования предъевляемые к продукции Плита-основа ДСП - группа П-А, сорт 1, мелкоструктурная, класс эмиссии Е-1. Размер плиты 2750*1830, 3500*1750 Облицовка двухсторонняя, фактура поверхности: поры дерева, степень блеска матовая.

1.4 Снабжение комбината электроэнергией, паром, водой, сжатым воздухом

На территории комбината находиться производственная котельная, топливом являются отходы производства (опилки, кусковые отходы). В котельной установлен Котёл Гейзер фирмы «termowood», благодаря уникальному устройству топочной камеры, может работать на любом твёрдом топливе, даже имеющем повышенную влажность. Работа котла полностью автоматизирована и контролируется программным управлением. Котлы на древесном топливе ГЕЙЗЕР-termowood способны работать в любых климатических условиях и отличаются высоким КПД, а также функцией очистки дыма.

Для производства сжатого воздуха в цехе установлен компрессор марки Remeza ВК-20-15.

Водоснабжение осуществляется из артезианской скважины глубиной 112 м, а в дальнейшем от водонапорной башни предприятия.

Электричество поступает на предприятие из села Вазерки по линии на тяговую подстанцию, далее на 2 рабочие подстанции общей мощностью 2000 кВт. Станочное оборудование в ЦКМ запитано от напряжения 380 вольт.

Для удаления стружки в ЦКМ смонтирована аспирация, от каждого станка воздуховоды через воздухораспределители подают отходы в вытяжную трубу, которая соединена с вентилятором ВПР 122-45, а из него стружка попадает в циклон.

1.5 Кадровый потенциал. Производительность и оплата труда

Кадровый потенциал предприятия, производительность и оплата труда приведены в таблице 1.2 и 1.3.

Таблица 1.2 - Кадровый потенциал

Наименование показателя	Годы
	2013 год	2014 год
	чел.	%	чел.	%
1. Среднесписочная численность	44	100	48	100
2. Промышленно - производственный персонал: - рабочих - служащих	31 13	80 20	34 14	80 20

Среднесписочная численность работников в 2012 году увеличилась на 9,25% (4 человека). Доля рабочих увеличилась на 9,7% (3 человека). Доля служащих увеличилась на 8,7% (1 человек).

Таблица 1.3 - Показатели производительности и оплата труда, тыс. руб.

Наименование показателя	2013 год	2014 год	Процент роста
Объём производства продукции	5600000	6200000	110,7
Выработка продукции на одного работающего	127272	129166	101
Средства на оплату труда всего персонала	385000	471840	117
Среднемесячная зарплата	8750	9830	112

Объём производства продукции в 2014 году по сравнению с 2013 годом вырос на 10,7% (6000000 тыс. р.). Среднемесячная зарплата за 2012 год по сравнению с 2011 году выросла на 12,34% (1080 руб.).

1.6 Анализ производственной программы предприятия

Целью анализа является изучение производственной деятельности предприятия и оценка возможности организации на базе предприятия производства реечных щитов.

На предприятии освоен выпуск корпусной мебели.

В настоящее время предприятие использует для производства ДСтП и МДФ, что позволяет выпускать мебель среднего и эконом класса.

Производство столярных плит открывает широкий спектр возможностей реализации продукции, как дополнительной системы материалов для производства корпусной мебели, так и в качестве поставок сырья на другие деревообрабатывающие предприятия.

В дальнейшем на предприятии планируется открытие направлений по производству дверей, дверных коробок, подоконников, кровельной плитки, фрамуг, настилов полов из щитового паркета. Столярные плиты обладают большим потенциалом для возможности дальнейшего развития предприятия.

Площадь производственного цеха на предприятии ИП «Романов» составляет - 4608 м², при этом под производство клееного бруса занята площадь в 2604 м², то есть площадь в 2604 м² не освоена.

Таким образом, на неосвоенной площади может быть организовано производство столярных плит. Продукция будет использоваться в едином комплексе при производстве корпусной мебели и дальнейшего его расширения.

2. Технологический раздел

2.1 Режим работы предприятия

ИП «Романов» - работает пять дней в неделю по одной смене в день.

Продолжительность смены - 8 часов, с 8:00 ч до 17:00 ч.

Время, отпущенное перерывы:

Технический перерыв - 0,2 часа, с 10:00 ч до 10:20 ч.

- 0,2 часа, с 15:00 ч до 15:20 ч.

Обеденный перерыв - 1,0 часа, с 12:00 ч до 13:00 ч.

2.2 Технологический процесс изготовления реечных щитов

Исходным материалом для однослойных плит могут быть пиломатериалы как хвойных, так и лиственных пород. Доски после предварительной сортировки проходят сушку по мягким режимам и кондиционирование в условиях цеха. Сушку древесины производят на предприятии в сушильных камерах.

После этого они строгаются по толщине и раскраиваются на рейки, причем толщина доски становится шириной рейки.

Выбор схемы получения делянок зависит от толщины доски. На предприятии в основном используют доски толщиной 50 мм.

Далее рейки поступают на линию поперечного раскроя, где пороки (сучки, смоляные пятна, ненормальные окраски и пр.) маркируются и выпиливаются. После этого рейки проходят 4 - стороннюю строжку в заданный размер поперечного сечения с высоким качеством обработки поверхностей под склеивание.

Выбор оборудования для подготовки реек к склеиванию зависит от сорта и размера исходных пиломатериалов. При толщине досок 44…60 мм наилучшим вариантов является использование 5-ти шпиндельного строгального станка. За один проход доски строгаются с 4-х сторон и с помощью пятого пильного шпинделя раскраиваются вдоль на рейки нужной толщины. Затем следует сортирование реек и их поперечный раскрой с целью получения нужных длин, вырезки недопустимых дефектов и подготовки коротких реек к сращиванию. Здесь нужно иметь в виду, что сращенные по длине рейки необходимо дополнительно строгать с 4-х сторон и их поперечное сечение будет меньше, чем длинных реек, не проходящих сращивание на зубчатый шип.

На участке после прессовой обработки щиты проходят ремонт, обработку кромок и двустороннее шлифование пластей для получения продукции нужной толщины и ширины. Далее устраняются дефекты, и производится контроль качества продукции.

Следующей операцией является нанесение клея на плиту вальцами, сборка столярной плиты и прессование. После того как плита остынет, её передают на ремонт для контроля качества, далее на упаковку и на склад готовой продукции.

В случае, когда столярная плита идёт на собственное производство или при заказе плиты с лакировочным покрытием другими предприятиями, заготовка передаётся в покрасочную камеру для нанесения слоя грунта, и последующей сушки. Далее нанесение слоя лака, окончательная сушка. При индивидуальном заказе система покрытия может меняться. Для этого проводится подбор необходимых цветов, оттенков и глянца. Могут применяться морилки, патины и особые эффекты.

Заключительной операцией технологического процесса является ремонт, контроль качества продукции и передача столярной плиты в ЦКМ, или на упаковку при заказе на лакированную плиту другим предприятием.

2.3 Выбор оборудования для каждой операции

Выбор оборудования проводим по справочным материалам 4, с. 15-22 и 1, с. 232-243.

В технологическом процессе производства проектируемого столярных плит не предусматривается операция сращивания по длине, так как предприятие не имеет своего лесопильного производства, будут использовать в качестве сырья длинные доски, а не обрезки.

Для обрезки кромок необрезных пиломатериалов выбираем круглопильный станок Ц2Д-8, технические характеристики которого приведены в табл. 4.

Таблица 4 - Техническая характеристика круглопильного станка для обрезки кромок не обрезных пиломатериалов Ц2Д-8 3, с. 16.

Параметры	Ц2Д-8
Размеры обрабатываемого материала, мм:
- толщина	13-60 (100)
- ширина	60-300
- длина	1500-7500
Количество пил, шт.	2
Наибольший диаметр пил, мм	400
Частота вращения пильного вала, мин-1	3000
Скорость подачи, м/мин	80 и 120; 60 и 90; 20 и 40;
Установленная мощность, кВт	38 (53)
Габаритные размеры, мм:
- длина	2200
- ширина	1600
- высота	1310
Масса, кг	3660
Завод изготовитель	Вологодский станкозавод

Для поперечного раскроя пиломатериалов выбираем круглопильный станок ТСП-2, технические характеристики которого приведены в табл. 2.2.

Таблица 5. - Технические характеристики круглопильного станка для поперечного раскроя пиломатериалов ТСП-2 4, с. 15

Параметры	ТСП-2
Размеры обрабатываемого материала, мм:
- толщина	75
- ширина	250
Диаметр пилы, мм	355
Частота вращения пильного вала, мин-1	3000
Установленная мощность, кВт	4
Габаритные размеры, мм:
- длина	780
- ширина	990
- высота	1200
Масса, кг	272

Для продольного раскроя пиломатериалов выбираем станок ЦМ150К, технические характеристики которого приведены в табл. 6.

Таблица 6. - Техническая характеристика станка для продольного раскроя пиломатериалов ЦМ150К 4, с. 16

Параметры	ЦМ150К
Размеры распиливаемого материала, мм:
- толщина	20-150
- ширина	10-450
Наибольшая длина распиливаемого материала, мм	840
Количество пил, шт.	7
Наибольший диаметр пилы, мм	500
Частота вращения пильного вала, мин-1	3000
Скорость подачи, м/мин	4-25
Установленная мощность, кВт	46,5
Габаритные размеры, мм:
- длина	2050
- ширина	1300
- высота	1750
Масса, кг	2000

Для операции строжки пластей делянки выбираем четырехсторонний строгальный станок, технические характеристики которого приведены в табл. 7.

Таблица 8. - Техническая характеристика четырехстороннего строгального станка Unimat 500 (Weinig, Германия) 4, с. 17

Параметры	Unimat 500
Размеры обрабатываемого материала, мм:
- толщина	8-120
- ширина	20-230
- длина минимальная	260
Количество шпинделей, шт.	5-8
Частота вращения шпинделей, об/мин	6000
Скорость подачи, м/мин	5-30
Суммарная мощность, кВт	55
Габаритные размеры, мм:
- длина	4750
- ширина	1700
- высота	1700
Масса, кг	4400

Полученные рейки поступают на сортировочный стол. На этой операции одновременно выполняется сортирование реек по сортам, длине и текстуре древесины с подбором комплектов на один щит.

Для нанесения клея на делянки выбираем клеенаносящий станок КВ-2-3, технические характеристики которого приведены в табл. 9.

Таблица 9 - Технические характеристики клеенаносящего станка КВ-2-3

Параметры	КВ-2-3
Длина вальца, мм	200
Диаметр вальца, мм	200
Толщина заготовки, мм	20 - 100
Скорость подачи, м/мин	6,1; 14,0
Вязкость клея, с по ВЗ-4	60
Установленная мощность, кВт	0,25
Габаритные размеры, м	2,6 х 0,55 х 1,19
Масса, кг	310

Для склеивания делянок по ширине выбираем горячий пресс проходного типа ПС 1, технические характеристики которого приведены в табл. 10.

Таблица 10. - Техническая характеристика оборудования для склеивания клееного щита ПС 1 1

Параметры	ПС-1
Размеры клееной продукции, мм:
длина минимальная	-
длина максимальная	2600.
ширина максимальная	Неограниченная
толщина	15-90
Скорость подачи, м/мин	2
Производительность, м3/ч	-
Система нагрева	Термомасло
Мощность нагревателей, кВт	36
Установленная мощность, кВт	44
Размеры (L x B x H), м	4,59 х 4,27 х 1,9
Масса, кг	7000

После склеивания выполняют чистовую торцовку щита, для этого выбираем круглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериалов ЦФ-2, технические характеристики которого приведены в табл. 11.

Таблица 11. - Техническая характеристика станка для поперечного раскроя пиломатериалов ЦФ-2

Параметры	ЦФ-2
Число пил	4
Диаметр пилы, мм	400
Скорость окружная, м/с	61,1
Скорость подачи, м/мин	6,8 10,4
Тип подачи	Гусеничная
Максимальные размеры пачки, мм: длинна ширина толщина	2300 1200 90
Общая установленная мощность электродвигателя, кВт	23
Габарит станка, мм длинна ширина	5960 5870
Масса, кг	16900

Перед сортировкой щитов дополнительно потребуется их шлифование на проходных или позиционных станках, для этого выбираем станок для шлифования плоских и рельефных поверхностей ШлПС Камби, технические характеристики которого приведены в табл. 12.

Таблица 12. - Техническая характеристика станка для шлифования плоских и рельефных поверхностей ШлПС Камби 3, с. 321

Параметры	ШлПС Камби
Максимальные размеры обрабатываемой детали, мм:
- толщина	250
- ширина	1000
- длина	не ограничена
Толщина шлифовальной ленты, мм	100-160
Количество шлифовальных головок, шт.	1
Диаметр лепесткового круга шлифовальных головок, мм	300
Частота вращения, мин-1	6000
Установленная мощность, кВт	3
Габаритные размеры, мм:
- длина	3500
- ширина	1340
- высота	1350
Масса, кг	450
Завод изготовитель	ООО «Простор» г. Кострома

После контрольного осмотра качества плиты её облицовывают шпоном, для этого наносят на плиту клей вальцовым станком, выбираем Kami WT 1300, технические характеристики которого приведены в табл. 13.

Таблица 13. Техническая характеристика высокопроизводительного клеенаносящего станка Kami WT 1300

Параметры	Kami WT 1300
Рабочая ширина, мм	1300
Максимальная толщина обработки, мм	80
Диаметр валов, мм	200
Скорость подачи, м/мин	16
Мощность двигателя, кВт	2.2
Габариты, мм	2230*785*1470
Масса, кг	850

Для склеивания столярной плиты выбираем гидравлический горячий пресс с плоскими столами GAMMA T-90 25-13 PA, технические характеристики которого приведены в табл. 14.

Таблица 14. Техническая характеристика гидравлического горячего пресса с плоскими столами GAMMA T-90 25-13 PA

Параметры	Kami WT 1300
Модель	T-90 25/13/2 IP*
Размер плиты, мм	2500x1300
Количество пролетов, шт.	3
Усилие прессования, т	90
Количество гидроцилиндров, шт.	6
Диаметр гидроцилиндров, мм	70
Макс. расстояние между плитами, мм	108
Мощность двигателя гидростанции, кВт	2,1
Мощность бойлера, кВт	24
Максимальная температура плит град, С	120

Для шлифовки плит перед нанесением ЛКМ выбираем калибровально-шлифовальный станок VANGUARD SGJ 1000 R-RP, технические характеристики которого приведены в табл. 15.

Таблица 15. Техническая характеристика калибровально-шлифовального станка VANGUARD SGJ 1000 R-RP

Параметры	VANGUARD SGJ 1000
Рабочая ширина	40 - 1000 мм
Минимальная/максимальная рабочая толщина	2,5 - 150 мм
Скорость ленты на первом агрегате	19,5 м/сек
Скорость ленты на втором агрегате Ширина	15 м/сек
шлифовальной ленты	1030 мм
Длина шлифовальных лент	2200 мм
Мощность электродвигателя 1-го агрегата	15 кВт
Мощность электродвигателя 2-го агрегата	11 кВт
Мощность электродвигателя подающего конвейера	4 кВт
Скорость подающего транспортера с вариатором	6 - 24 м/мин
Рабочее давление в системе	0,4 - 0,8 МПа
Требуемая скорость воздуха в аспирации	25 - 30 м/сек
Размеры	2470х2310х2070 мм
Вес	3000 кг

Для нанесение ЛКМ выбираем покрасочную камеру с водяной завесой мод. W3000 и Покрасочную систему нанесения ЛКМ Kremlin, технические характеристики приведены в табл. 15. и в табл. 15.

Таблица 15. Техническая характеристика покрасочной камеры с водяной завесой мод. W3000

Параметры	мод. W3000
Габаритные размеры, мм	3000*3069*2000
Ширина по ванночке для насоса	3280
Мощность электродвигателя, кВт	1,5
Длинна водяного пола, мм	2000

Таблица 15. Техническая характеристика покрасочной системы Kremlin

Типы применяемых ЛКМ	ЛКМ и специальные покрытия - лаки, грунты, эмали, полиуретановые, акриловые, алкидные материалы на водной и органической основе, одно и двухкомпонентные.
Корпус пистолета	Алюминий с анодным покрытием золотистого цвета
Коэффициент переноса ЛКМ	86%
Давление материала (бар)	20 - 200
Максимальное давление сжатого воздуха (бар)	6
Рекомендуемое давление сжатого воздуха (бар)	0,8 - 3,0
Расход ЛКМ (л/мин)	Зависит от диаметра выбранного сопла
Вес (гр.)	564
Максимальная температура ЛКМ (єC)	50
Расход сжатого воздуха (м3/час)	3,5 - 6,0
Безопасность	Механическая блокировка куркового устройства
Металлические части контактирующие с ЛКМ	Нержавеющая сталь/PTFE
Стандартная система фильтрации ЛКМ в пистолете	Фильтр №6 (168 мкм)

Для сушки ЛКМ используем сушильную камеру, камера построена из профнастила и стекловаты в качестве утеплителя.

Таблица 15. Техническая характеристика сушильной камеры

Параметры
Габаритные размеры	12000*8000*3000
Мощность тэна	0.2-5000 кВт
Мощность э/двигателя вентилятора	0,37 кВт.

Операции технологического процесса производства столярной плиты из пиломатериала (порода сосна) представлены в таблицы 13.

Таблица 13. - Операции технологического процесса производства клееного щита

Операции	Станки	Название и марки станков
Обрезка кромок необрезного пиломатериала	Круглопильный станок для обрезки кромок необрезных пиломатериалов	Ц2Д-8
Торцовка на заданную длину черновой заготовки	Круглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериалов	ТСП-2
Продольный раскрой на рейки заданной ширины	Станок для продольного раскроя пиломатериалов	ЦМ150К
Чистовое строгание с 4-х сторон делянки	Четырехсторонний строгальный станок	Unimat500
Нанесение клея на делянки	Вальцовый клеенаносящий станок	КВ-2-3
Склеивание делянок по ширине	Пресс для склеивания древесины по ширине	ПС 1
Чистовая торцовка щита	Круглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериалов	ЦФ-2
Калибрование щитов	Шлифовальный станок	ШЛПС Камби
Шлифование щитов
Устранение дефектов	Вручную
Контроль качества	Визуальное
Нанесение клея на щит	Высокопроизводительный клеенаносящий станок	Kami WT 1300
Склеивание шпона и щита	Гидравлический горячий пресс с плоскими столами	GAMMA T-90 25-13 PA
Чистовая шлифовка	Шлифовальный станок	VANGUARD SGJ 1000
Нанесение ЛКМ	Покрасочная камера с водяной завесой	Мод. W3000
	Покрасочная система	Kremlin
Сушка	Сушильная камера
Устранение дефектов	Вручную
Контроль качества	Визуальное
Упаковка изделия	Вручную
Складирование	Погрузчик

2.4 Определение программы цеха

Программа производства обычно определяется по производительности головного оборудования, под которым в цехах клееной продукции понимается клеильный пресс, как наиболее сложное и дорогостоящее оборудование, под которое подстраивается вся технологическая цепочка в цехе. Исходя из параметров реечного щита выбран пресс проходного типа ПС 1. Производительность пресса проходного рассчитывается по формуле

, (1)

где l, h - чистовые размеры продукции, (хотя из пресса выходят необрезные щиты, расчет выполняют с учетом чистовых размеров щитов, так как программа цеха выражается в размерах товарной продукции); n - число щитов в одной запрессовке, шт.; К_р - коэффициент рабочего времени, К_р = 0,94 - 0,95; V - скорость подачи, м/мин; Км - коэффициент машинного времени (учитывает потери рабочего времени на настройку станка, межторцовые разрывы и пр.).

Годовая программа зависит от сменности работы оборудования и рассчитывается по формуле

, (2)

где принимаем 2000 час. (при односменной работе)

2.5 Расчет потребности в пиломатериалах

Расчет потребности в пиломатериалах проводим методом определения коэффициентов пооперационных потерь. Он заключается в том, что потери древесины рассчитываются для каждой операции механической обработки по известным припускам на обработку.

Первичная торцовка на заданную длину. Отходы на этой операции зависят от характеристик используемых пиломатериалов (сорт, длина, размеры сечения), а также от кратности заготовок по длине и схемы раскроя. Поперечно - продольно-поперечная схема раскроя является оптимальной для продукции, склеиваемой из реек. При этой схеме первичная торцовка ведется без вырезки дефектов, а задается только необходимая длина (или несколько длин). Припуски по длине для делянок дощатого щита определяли из табл. 11.16. 1.

Коэффициент выхода черновых заготовок из досок рассчитывали по формуле

, (3)

где l - заданная длина доски, мм; D_l - припуск по длине (табл. 11.16) 1. мм; n - целое число заготовок из доски, рассчитывается по формуле

, (4)

где К_д - коэффициент использования длины доски, учитывающий потери на оторцовку и пропилы, К_д = 0,98.

При продольном раскрое заготовок и строгание реек размеры делянок при известных размерах поперечного сечения доски можно рассчитывают по формуле:

, (5)

, (6)

где B, H - ширина и толщина доски, мм; b, h - ширина и толщина делянки, мм; n - число делянок, получаемых из доски (кратность); q - ширина пропила, мм; D_b, D_h - припуски на двухстороннее фрезерование соответственно по ширине и толщине заготовки, мм (см. табл. 11.16, 11.17) 1.

При работе с толстыми досками (Н>40 мм) операции фрезерования и продольного раскроя совмещаются в одном станке, поэтому можно записать:

, (7)

где - коэффициент выхода нестроганных реек из черновых заготовок; - коэффициент выхода фрезерованных реек из нефрезерованных.

В данном случае имеем потери 100 (1-0,751) = 24,9%, которые складываются из потерь в опилки и стружку.

Таблицы 11.171 и не отражают всего многообразия условий производства. В частности, они не учитывают длину заготовки и характер ее предыдущей обработки. Поэтому фактические минимально допустимые припуски целесообразно находить опытным путем, а расчеты вести с точностью 0,1 мм.

Потери древесины на участке отбраковки и торцовки реек не могут быть подсчитаны аналитически, так как зависят от качества (сорта) пиломатериалов, в данном случае от наличия пороков в рейках.

В практике технологических расчетов ориентировочные значения выхода заготовок из пиломатериалов принимают по табл. 11.19 1.

Для хвойных обрезных досок можно считать, что полезный выход составляет 67% (Р₄ = 0,67), а отпад примерно в 1/3 представляет собой кусковые отходы, частично пригодные для переработки на попутную продукцию.

На участке склеивание щитов не происходит механической обработки древесины, однако возможны потери из-за брака в работе, необходимости настройки и пробного склеивания щитов, по организационным причинам. По опыту предприятий можно принять потери в 1% (Р₅ = 0,99).

На участке послепрессовой обработки щитов щит, вышедший из пресса, требует обработки по длине с помощью опиливания, по ширине путем фрезерования или опиливания и по толщине путем двухстороннего шлифования. Соответствующие припуски указаны в табл. 11.20 1.

Припуск по ширине может быть сведен к минимуму за счет приклеивания последней рейки малой ширины, дополняющей щит до размера, близкого к заданному. Коэффициент выхода нешлифованных обрезных щитов из необрезных рассчитывают по формуле

, (8)

где l - длина реек, мм; b_ш - ширина щита после пресса, мм; n - число реек шириной b в щите; D_l и D_b - припуски на обработку щитов по длине и ширине (табл. 11.20) 1.

Коэффициент выхода шлифованных щитов из нешлифованных:

, (9)

где h - толшина реек, мм; D_h - припуск по толщине (табл. 11.19) 1, мм.

Перемножая все коэффициенты потерь, получим полезный выход щитов из пиломатериалов

, (10)

Обратная величина называется расходным коэффициентом, показывающим расход пиломатериалов на готовой продукции

, (11)

При известном расходном коэффициенте потребность в сухих пиломатериалах на программу М выпуска продукции рассчитывается по формуле

, (12)

Пооперационные потери древесины представлены в табл. 14.

Таблица 14 - Пооперационные потери древесины в производстве щитов

Операция	Отходы	Расчетая формула	Кол-во отходов м3
Торцовка досок	Кусковые	Q1= Qпм (1-Р1)	413,79
Торцовка и отбраковка реек	Кусковые	Q4 = Qпм P1 Р2 P3(1-P4)	7222,5
Прессование	Кусковые (отбраковка)	Q5= Qпм P1 Р2 P3 P4(1-P5)	218,86
Форматная обрезка	Кусковые и опилки	Q6 = Qпм P1 Р2 P3 P4 P5(1-P6)	3660
Шлифование	Шлифовальная пыль	Q7 = Qпм P1 Р2 P3 P4 P5 P6 (1-P7)	264

2.6 Расчет потребности в оборудовании

Потребность в оборудовании рассчитывается по методике, изложенной в п. 8.7. 1.

Число станков рассчитывают по формуле:

, (13)

где П_час - часовая производительность станка, определяемая из характеристики оборудования или расчетным путем, м³; Q_час - часовой объём работ, приходящийся на данный станок, м³.

, (14)

М - программа предприятия; обычно принимается равной годовой производительности головного оборудования, м³; Т_эф - эффективный фонд времени оборудования, зависящий от сменности работы предприятия. принимаем 2000 час (при односменной работе).

Коэффициент загрузки оборудования, %, вычисляют по формуле

, (15)

где - расчетное количество оборудования; - принятое количество оборудования.

Количество головного оборудования для склеивания, горячий пресс проходного типа ПС 1.

м³

Принимаем 1 станок

Коэффициент загрузки оборудования составит

Производительность проходных станков (прирезных, продольно - фрезерных, шлифовальных) зависит от скорости подачи V (м/мин) и рассчитывается по формуле

, (16)

где К_р и К_м - коэффициенты рабочего и машинного времени (табл. 11.22) 1, b, l и h - размеры материала, м, выходящего из станка; n - число одновременно обрабатываемых заготовок (например, реек получаемых из одной заготовки, шт.).

Скорость подачи для конкретного станка выбирается с учетом характеристик оборудования и требуемого качества обработки. Не следует стремиться использовать максимальные скорости подачи, так как это отрицательно скажется на качестве обработки поверхностей. Обычно проходные станки имеют более высокую производительность, чем позиционные, и форсировать их работу не требуется.

1). Круглопильный станок для обрезки кромок необрезных пиломатериалов Ц2Д-8.

Часовая производительность станка (форм. 16):

Число станков можно определить по формуле (13):

Принимаем 1 станок.

2). Круглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериалов ТСП-2.

Производительность торцовочного станка на участке раскроя досок на заготовки, м³/ч:

, (17)

где К_р - коэффициент рабочего времени, К_р =0,94; l, b, h - размеры заготовки, м; n - число резов на одну заготовку, n =1,2 - 1,5; Т_ц - время цикла, с.

, (18)

где N_р - число резов в минуту, N_р = 8 - 12.

c

м³/ч

Объём работ для данного станка следует принимать равным часовой потребности в заготовках (а не в пиломатериалах). Малые торцовки для реек рассчитываются аналогично, а за объём работ принимается часовая потребность в чистовых рейках, идущих на склеивание.

Число станков можно определить по формуле (13):

Принимаем 1 станок.

4). Станок для продольного раскроя пиломатериалов ЦМ150К.

Часовая производительность станка (форм. 16):

Число станков можно определить по формуле (13):

Принимаем 1 станок.

5). Четырехсторонний строгальный станок Unimat 500:

Часовая производительность станка (форм. 16):

Число станков можно определить по формуле (форм. 13):

Принимаем 1 станок.

6). Клеенаносящий станок КВ-2-3:

Часовая производительность станка (форм. 16):

Число станков можно определить по формуле (форм. 13):

Принимаем 1 станок.

8). Круглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериалов ЦФ-2:

Часовая производительность станка рассчитывается по формуле:

, (19)

Число станков можно определить по формуле (форм. 13):

Принимаем 1 станок.

9). Шлифовальный станок ШЛПС Камби:

Часовая производительность станка (форм. 15):

Число станков можно определить по формуле (форм. 13):

Принимаем 1 станок.

10). Клеенаносящий станок KAMI:

Часовая производительность станка (форм. 16):

Число станков можно определить по формуле (форм. 13):

Принимаем 1 станок.

11). Гидравлический горячий пресс GAMMA:

Число станков можно определить по формуле (форм. 13):

Принимаем 1 станок.

12). Шлифовальный станок VANGUARD:

Часовая производительность станка (форм. 15):

Число станков можно определить по формуле (форм. 13):

Принимаем 1 станок.

2.7. Составление схемы технологического процесса

При составлении схемы технологического процесса необходимо исключить пересечение маршрутов движения заготовок, а также возвратных движений. Технологические операции, выполняемые на выбранном оборудовании, располагаем в последовательности их выполнения и обозначаем на схеме кружками, соединенными между собой горизонтальной и вертикальной линиями.

3. Конструкторский раздел

3.1 Основные направления использования реечных щитов

Столярные плиты являются одним из самых востребованных материалов в строительстве и мебельном производстве. Все столярные плиты изготавливаются из натуральной древесины (сосны). Это натуральный, экологически безопасный материал. Широкий диапазон размеров позволяет использовать наши мебельные щиты в производстве высококачественной мебели для дома и офиса, детской мебели, а также из них изготавливаются деревянные лестницы, двери, ступени, подоконники, используются в строительных и отделочных работах.

Это идеальный вариант придания дизайну помещения натуральности, естественности и оригинальности. Столярные плиты - материал с чрезвычайно высокими эксплуатационными характеристиками. Мебель из него и другие изделия обладают повышенной прочностью, надежностью и долговечностью. Приятная для визуального восприятия текстура дарит эстетическое удовольствие и создает ощущения комфорта и уюта. Столярные плиты из сосны позволяет сделать интерьер помещения оригинальным, и в то же время практичным. Дерево - это природный материал, который ежедневно присутствует в нашей жизни. Уже много веков пиломатериал активно используется при строительстве и в качестве мебели. Свое признание он получил благодаря практичности, функциональности и простоте применения. Долгий срок службы, надежность, высокие эстетические качества, теплый, солидный и благородный цвет - все это основные характеристики, которые присущи всем изделиям из дерева, в том числе, безусловно, и деревянным мебельным щитам. Их универсальность и прочность позволяет рассчитывать на долгий срок службы изделий. Именно поэтому, мебель, изготовленную из таких щитов, можно увидеть практически в каждой квартире или офисе.

Столярная плита имеет широкую сферу применения и изготавливается путем склеивания ламелей по специальной технологии. Таким образом, используя этот метод, появляется возможность производить столярную плиту любого размера. Что способствует его широкому применению в строительстве в качестве стеновых панелей, межкомнатных перегородок и дверей, так же возможно использования столярной плиты в наружных конструкциях, например при создании летней веранды, при этом нужно заменить клей на влагостойкий. Этот материал универсален, благодаря чему и получил широкое распространение. Деревянные щиты из сосны и облицованные шпоном экологичны и функциональны. Оригинальная текстура и возможность придания им любого цвета делает незаменимыми клееные мебельные щиты из сосны при производстве мебели как в большом количестве в цехах, так и при единичном осуществлении индивидуальной разработки дизайнерской мысли.

В данном проекте мы рассматриваем производство корпусной мебели из столярной плиты. При сборе конструкции корпусной мебели из столярной плиты, нам очень важны величины допусков при производстве щитов. Используя цепной метод простановки размеров, можно обеспечить повышенную точность исполнения тех размеров, которые являются наиболее важными в формировании качества изделий. Метод простановки размеров обязывает придерживаться определенной последовательности при настройке оборудования и при контроле размеров. При конструировании сложных изделий необходимо обеспечить определенную точность взаимного расположения деталей, поверхностей, осей отверстий и т.д. относительно друг друга. Относительное положение элементов и составных частей изделия определяется взаимосвязью их размеров. Совокупность связанных между собой размеров, образующих замкнутый контур, называется размерной цепью. Размерные цепи могут быть линейными, плоскостными и пространственными. Если размеры, образующие размерную цепь, параллельны, они образуют линейную размерную цепь. Плоскостная цепь образуется размерами в одной плоскости, пространственная - в пространстве. Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи.

Размерные цепи, которые связывают размеры определенной детали, называют подетальными. В зависимости от назначения размерные цепи могут быть конструкторскими, технологическими и измерительными. Конструкторские размерные цепи используют при конструировании, технологические - при настройке оборудования и изготовлении детали, измерительные - при контроле размеров. Размерные цепи позволяют связать взаимозаменяемость отдельных размеров деталей с условиями обеспечения взаимозаменяемости сборочной единицы, и даже всего изделия, характеризуемого целым комплексом размеров. Обеспечение этих условий достигается решением задачи размерных цепей.

Согласовано: Утверждаю:

к.т.н., доцент зав. кафедрой «технология

Кислицына С.Н. строительных материалов и и деревообработки» и к.т.н., профессор

Калашников В.И.

Столярная плита

Техническое описание

ТДО-51-ТСМиД-ПГУАС-СП-01-15

Срок действия

установлен до 06.2016

Автор проекта

Афтаев А.

2015

3.2 Вводная часть

Техническое описание разработано в соответствии с заданием на дипломное проектирование и распространяется на столярные плиты.

Технические требования на столярные плиты должны соответствовать ГОСТ 6449.3-82 и конструкторской документации.

Конструкторская документация разработана на кафедре «Технология строительных материалов и деревообработки» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства.

Адрес: 440028, г. Пенза, ул. Беляева, 28.

3.3 Требования, предъявляемые к изделию

Столярные плиты должны соответствовать ГОСТ 13715-78* Плиты столярные. Технические условия.

Столярные плиты должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции.

Физико-механические показатели плит должны соответствовать значениям, указанным в табл. 3. [2].

Влажность плит определяют по ГОСТ 9621-72.

Предел прочности при скалывании по клеевому слою определяют по ГОСТ 9624-72. Предел прочности при статическом изгибе определяют по ГОСТ 9625-87.

Шероховатость поверхности R_тmax должна соответствовать требованиям ГОСТ 7016-82.

Транспортная маркировка должна производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 14192-77.

Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение плит для районов Крайнего Севера и труднодоступных районов должны соответствовать ГОСТ 15846-79.

Основные параметры и размеры пакетов - по ГОСТ 24597-81.

3.4 Описание изделия

Изделие, предназначенное в качестве сырья для производства корпусной мебели. В дальнейшем на базе предприятия планируется открыть выпуск межкомнатных дверей, подоконников, настилов полов.

3.5 Конструкция и материалы

Изделия клеёной конструкции.

Материалы: доска из массива сосны 6000*150*50 по ГОСТ 8486-86, Клей Dorus марки MD, однокомпонентный клей, строганный шпон I-II сорта.

3.6 Расчёт по детальной размерной цепи клеёного реечного щита

Задача: обеспечить требуемые размеры.

Номинальные размеры всех звеньев размерной цепи мм, рассчитаем по формуле

, (20)

где А_i - номинальный размер исходного звена; - передаточное отношение звена;

Расчёт размерной цепи клеёного реечного щита представлен в табл. 16.

Таблица 16. Расчёт размерной цепи

Звено	Передаточное отношение	Номинальный размер Аi	Поле допуска i звена	Допуск Аi	Координаты середины поля допуска звена
А1	+1	44	h13	0,2	0,1
А2	+1	44	h13	0,2	0,1
А3	+1	44	h13	0,2	0,1
А4	+1	44	h13	0,2	0,1
А5	+1	44	h13	0,2	0,1
А6	+1	44	h13	0,2	0,1
А7	+1	44	h13	0,2	0,1
А8	+1	44	h13	0,2	0,1
А9	+1	44	h13	0,2	0,1
А10	+1	44	h13	0,2	0,1
А11	+1	44	h13	0,2	0,1
А12	+1	44	h13	0,2	0,1
А13	+1	44	h13	0,2	0,1
А14	+1	44	h13	0,2	0,1
А15	+1	44	h13	0,2	0,1
А16	+1	44	h13	0,2	0,1
А17	+1	44	h13	0,2	0,1
А18	+1	44	h13	0,2	0,1
А19	+1	44	h13	0,2	0,1
А20	+1	44	h13	0,2	0,1
А21	+1	44	h13	0,2	0,1
А22	+1	44	h13	0,2	0,1
А23	+1	44	h13	0,2	0,1
А24	+1	44	h13	0,2	0,1
А25	+1	44	h13	0,2	0,1
А26	+1	44	h13	0,2	0,1
А27	+1	44	h13	0,2	0,1
А28	+1	44	h13	0,2	0,1
А29	+1	44	h13	0,2	0,1
А30	+1	44	h13	0,2	0,1
А31	+1	44	h13	0,2	0,1
А32	+1	44	h13	0,2	0,1
	+1	1400	-	-	-

Расчётные значения коэффициента среднего поля допусков различного звена мм, определим по формуле

, (21)

где середина поля допуска допуска;

Расчётный допуск звена мм, рассчитаем по формуле

, (22)

где допуска; корень квадратный для выражения в скобках;

Предполагаемое отклонение замыкающего звена мм, определим по формуле

(23)

(24)

Расчётное предельное отклонение замыкающего звена мм, определим по формуле

 (25)

(26)

4. Научно-исследовательский раздел

4.1 Состояние вопроса и задачи исследования

Актуальность исследования. Прочность клеевого соединения древесины один из важных показателей, влияющих на качество изделия в целом. Прочность клеевого соединения зависит от конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов.

Конструктивные факторы: конструкция клеевых швов (геометрические размеры и характер соединения), структура и свойства материалов адгезива и субстрата.

Технологические факторы: характер поверхностей склеиваемых материалов, качество подготовленной поверхности к склеиванию; концентрация, вязкость, время и вид сушки клея; количество остаточного растворителя; температура и время активации клеевых пленок; режимы склеивания, расход клея и др. Режимы склеивания для различных облицовочных материалов и разных клеев разнообразны.

Эксплуатационные факторы: температурные воздействия; действие воды и агрессивных сред; длительность эксплуатации и др.

Получение прочного клеевого соединения зависит от наличия у клея высоких адгезионных свойств. Адгезия - прилипание, связь молекул между приведенными в контакт двумя любыми разнородными телами. Определение адгезии может производиться с целью выявления режима образования связи или покрытия, а также выявления условия и времени эксплуатации на величину адгезии.

Согласно механической теории, адгезия вызвана действием сил (дисперсионных сил, сил взаимодействия диполей), образованием водородных связей, взаимодействием макромолекул в зоне контакта. Адгезия объясняется миграцией молекул адгезива к поверхности субстрата в результате броуновского движения или установлением адсорбционного равновесия, возникновением связей между адгезивом и субстратом.

В разработанной конструкции реечных щитов склеивание предусмотрено на гладкую фугу.

Качество склеивания при этом зависит главным образом от толщины клеевой пленки, от давления и степени равномерности запрессовки.

Нормальная толщина пленки должна быть от 0,1 до 0,15 мм и определяется по толщине фуги (т.е. толщине клеевого стыка на поверхности изделия).

Чрезмерно тонкая пленка не обеспечивает связи склеенных поверхностей между собой. При усыхании склеенной древесины возможны разрывы по склейке. При механическом испытании скалывание происходит по склейке и по поверхности склейки клеевая пленка отсутствует.

Очень тонкая клеевая пленка или «голодное соединение» может получиться при:

а) соединении нормальным или слишком жидким клеевым раствором торцевых и полуторцевых (усовых) поверхностей между собой или с поверхностями, имеющими продольное направление волокон. Весь клей легко впитывается при этом в поры древесины, почти не оставляя пленки;

б) недостаточной промазке склеиваемых поверхностей клеем;

в) несоблюдении режима открытой и закрытой пропитки и при значительном давлении пресса. Клей не успевает как следует связаться с древесиной и вытекает, не оставляя сколько-нибудь значительной пленки;

г) нанесении неправильно приготовленного, очень жидкого клея.

Толстая пленка или «жирное соединение» также снижает качество склеивания. Для толстой пленки характерна пузырчатость, заметная в шве в виде разрывов, и хрупкость. При испытании на скалывание жирное соединение разрушается по плоскости склейки и обнаруживает толстую неравномерной прочности пленку клея.

Толстая пленка получается при:

1) жирной намазке и недостаточном давлении клея, когда излишек клея не выжимается;

2) одностороннем давлении на плоскость склейки (перекос детали или сулаги);

3) в случае применения загустевшего клея;

4) слишком продолжительной открытой пропитке или при удлинении процессов сборки и запрессовки, выходящем за пределы установленных норм.

Недостаточное или неравномерное давление при запрессовке во всех случаях снижает крепость склейки. При правильном нанесении клеевого слоя надлежащей консистенции и равномерном и достаточном давлении клеевое соединение получается всегда крепче древесины и при механическом испытании дает скалывание по целому материалу. О качестве склеивания можно судить по характеру фуги; она должна быть тонкой, но достаточно заметной и не иметь перерывов и пузырей. Цвет фуги при склейке смоляными клеями должен быть розово-красным.

Цель исследования: определение прочности клеевого соединения древесины с применением различных клеев.

Задачи исследования:

- подобрать вид и составы клеев;

- разработать режим склеивания;

- провести испытания прочности клеевого шва.

4.2 Материалы и методы исследования

Применяемые материалы

Для исследований применяли:

Заготовки из древесины - сосны длиной 40 мм, шириной (b) 20 мм и толщиной 20 мм.

Перед испытанием образцы склеивались, длина склеивания при этом составляла 20 мм (см. рис. 4). После склеивания образцы выдерживались не менее 3 суток (согласно ГОСТ 15613.2-77).

Карбамидоформальдегидная смола марки КФ-Ж представляет собой сиропообразную бесцветную жидкость с концентрацией 60-70% после отгонки воды под вакуумом. Достоинства: высокая скорость отверждения, низкая стоимость, высокая прочность клеевого шва, слабый запах и бесцветность.