Расчет технологического процесса производства древесностружечных плит

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Содержание

Введение

1. Плотность древесины

1.1 Плотность при различной влажности

1.2 Сpедневзвешенная плотность древесины

1.3 Средневзвешенная плотность сырья

1.4 Средневзвешенная условная плотность древесного сырья по слоям

2. Расчет расхода сырья, стружки, смолы и химикатов

2.1 Условные исходные данные для технологических расчетов

2.1.1 Характеристика сырья

2.1.2 Характеристика выпускаемой продукции

2.1.3 Норма расхода связующего

2.1.4 Режим работы цеха. Фонд рабочего времени. Коэффициент использования оборудования

2.1.5 Пооперационный расчет перерабатываемого материала

2.2 Расчет количества стружки на 1 м³ плит

2.3 Расчет расхода древесины на 1 м³ плит

2.4 Расчет расхода смолы и отвердителя на 1 м³ плит

3. Переработка сырья в технологическую щепу

4. Изготовление резаной стружки

4.1 Характеристика древесных частиц для производства плит

4.2 Переработка щепы и кусковых отходов

5. Повторное измельчение стружки

6. Хранение щепы и стружки

7. Сушка стружки

8. Сортировка стружки

9. Смешивание стружки со связующим

9.1 Определение содержания связующего в осмоленных древесных частицах

9.2 Определение влажности осмоленных древесных частиц

10. Формирование стружечного ковра

10.1 Способы формирования стружечного ковра

10.2 Формирующие машины

10.3 Расчет расхода осмоленной стружки на формирование стружечного ковра

11. Предварительная подпрессовка стружечных пакетов и горячее прессование плит

11.1 Предварительная подпрессовка стружечных пакетов

11.2 Горячее прессование стружечных пакетов

11.3 Режим прессования плит

12. Охлаждение, кондиционирование, механическая обработка и выдержка плит

12.1 Охлаждение и кондиционирование

12.2 Форматная обрезка

12.3 Шлифование

12.4 Выдержка и хранение

Описание технологического процесса производства древесностружечных плит

Заключение

Литература

Введение

Древесностружечными называют плиты, полученные путем горячего прессования древесных стружек смешанных с синтетической смолой.

Древесностружечные плиты широко применяются в производстве мебели, строительстве и имеют ряд преимуществ перед пиломатериалами и столярными плитами. Основные из них следующие: однородность свойств в различных направлениях по плоскости, возможность придать им в процессе производства повышенную биостойкость, водостойкость и влагостойкость, огнестойкость, возможность почти полной автоматизации процесса производства.

Древесностружечные плиты изготовляют из различных видов древесины и древесных частиц с использованием различных видов связующих, разными способами и для различных целей. Этим объясняется большое число разновидностей плит.

По заданию на курсовой проект необходимо рассчитать технологический процесс производства древесностружечных плит с годовой программой 170 тыс.м. Он состоит из расчета потребности сырья и материалов на каждой технологической операции, а также выбора необходимого количества оборудования.

1. Плотность древесины

1.1 Плотность при различной влажности

Выше точки насыщения волокна:

(1)

где - условная плотность древесины, кг/м(для березы 510 кг/м)

для березы: кг/м

1.2 Сpедневзвешенная плотность древесины

(2)

где - плотность древесины при данной влажности, кг/м(=80 %)

- доля данной породы в общем объеме сырья, %

кг/м

1.3 Средневзвешенная плотность сырья

Средневзвешенная плотность сырья по породам для наружного слоя определяется по формуле:

(3)

где , , - соответственно плотность здоровой древесины, коры и гнили (), кг/м³;

р_др, р_к, р_гн - соответственно доля здоровой древесины, коры и гнили в общем объеме сырья, %.

Процентное содержание коры, гнили и здоровой древесины соответственно составляет:

для березы: р =15 %, р_гн. = 0 %, р_др. = 100 - 15=85 %

для березы:

Средневзвешенная плотность всего используемого сырья:

(4)

кг/м³

1.4 Средневзвешенная условная плотность древесного сырья по слоям

Средневзвешенную условную плотность древесного сырья для наружных слоев определяем по формуле:

(5)

для березы: р_.=510; р =446, р_гн. = 0,65•510=331

кг/м³

Средневзвешенная условная плотность древесного сырья:

477•1=477 кг/м³

Средневзвешенную условную плотность древесного сырья для внутреннего слоя:

для березы: р_.=510; р =446, р_гн. = 0,65•510=331;

кг/м³

Средневзвешенная условная плотность древесного сырья:

485•1=485 кг/м³

2. Расчет расхода сырья, стружки, смолы и химикатов

2.1 Условные исходные данные для технологических расчетов

2.1.1 Характеристика сырья

Состав сырья по виду, %:

дровяная древесина для технологических нужд 50

технологическая щепа 50

Породный состав сырья, %:

береза 100

Влажность стружек, %:

в наружных слоях 7

в среднем слое 3

2.1.2 Характеристика выпускаемой продукции

Объем выпускаемых плит, 170

Марка плиты: П1

По виду обработки: шлифованные

По толщине: 25

Плотность ,: 760

Влажность плит Wnл, %: 8

Связующее: КФМТ/ Размер плит, мм: 3500x1750

При использовании для наружных слоев резаной стружки разность в плотности между внутренним и наружными слоями составляет примерно 100 кг/м. Плотность плиты _пл =760 кг/м³. Плотность внутреннего и наружных слоев _н = 710 кг/м³, _вн = 810 кг/м³.

Связь между плотностью плиты и плотностью ее слоев выражается зависимостью:

 (6)

где - плотность плиты, кг/м;

и - плотность наружного и внутреннего слоев, кг/м;

и - доля наружных и внутреннего слоев, %;

(7)

2.1.3 Норма расхода связующего

При использовании смеси пород норму расхода связующего определяют как средневзвешенную величину по формуле:

(8)

для внутреннего слоя:

для наружных слоев:

Средневзвешенное содержание связующего в плите определяется по формуле:

(9)

где - средневзвешенная норма расхода связующего соответственно для внутреннего и наружного слоев;

i_вн i_н - соответственно доля внутреннего и наружных слоев в общей массе плиты;

2.1.4 Режим работы цеха. Фонд рабочего времени. Коэффициент использования оборудования

Годовой фонд рабочего времени определяется, исходя из принятого режима работы цехов:

число смен: ………………………………………………..3

продолжительность рабочей смены, час:………………. 8

число дней в году……………………………………….365

число дней на капитальный ремонт…………………….20

число дней на профилактический ремонт………………30

праздничные дни………………………………………….11

Тогда фонд рабочего времени Т=365-30-20-11=304 дня. Число рабочих часов в году 304·3·8=7296 часов. Принимаем для расчетов коэффициент использования оборудования .

2.1.5 Пооперационный расчет перерабатываемого материала

Часовая производительность цеха мощностью 170 тыс. м³ в год составляет

,м³/ч (10)

где Q_г - годовая выработка плит, м³;

Т - годовой фонд рабочего времени, ч;

К_и.об. - коэффициент использования оборудования. Принимаем К_и.об. = 0,85.

кг/ч

Количество абсолютно сухого материала в готовых плитах составит, кг/ч

(11)

где 1,08 - коэффициент, учитывающий влажность плиты;

_сл. - толщина данного слоя, мм;

_пл. - толщина готовой шлифованной плиты, мм;

_сл. - средняя плотность данного слоя, кг/м³.

При толщине наружных слоев 2,5*2=5 мм и их плотности 810 кг/м³ количество абсолютно сухого материала в наружных слоях составит:

кг/ч

При толщине внутреннего слоя 20 мм и плотности 710 кг/м³ количество абсолютно сухого материала во внутреннем слое составит:

кг/ч

Масса абсолютно сухого материала в наружных слоях до шлифовки плит составит:

кг/ч

Потери абсолютно сухого материала при шлифовке плит:

5345-4111,5= 1233 кг/ч

Потери в виде шлифованной пыли на 50 % возвращаются в бункер сухой стружки для наружных слоев,

1233 0,5 = 617 кг/ч

Потери материала при обрезке плит по формату составят:

[[(3,55·1,8-(3,5·1,75)]/(3,55·1,8)]·100=4,2%

где 3,551,8 - формат плиты до обрезки, м;

3,51,75 формат плиты после обрезки, м.

Масса абсолютно сухого материала в плитах до обрезки составит для наружных слоев

кг/ч

для внутреннего слоя

кг/ч

Отходы при обрезке после измельчения на 90% возвращаются в бункер сухой стружки для внутреннего слоя. Количество возвращаемого материала составляет:

[(5579-5345)+(15048-14416)] 0,9 = 779 кг/ч

Потери при формировании ковра:

%

где 4100 - длина стружечного пакета с учетом стружечной массы в разделительной коробке формирующего конвейера.

Масса абсолютно сухого материала, проходящего через формирующие машины:

- для наружных слоев кг/ч;

- для внутреннего слоя кг/ч

Потери сухого материала для наружных слоев при формировании стружечного ковра:

6602 - 5579 =1023 кг/ч

Количество абсолютно сухого материала, выходящего из смесителя для внутреннего слоя:

15048 -1023= 14025 кг/ч

Часовой расход связующего составит:

- для наружных слоев кг/ч;

- для внутреннего слоя кг/ч

Количество абсолютно сухих древесных частиц, поступающих в смесители:

- для наружных слоев 6602 - 836 = 5766 кг/ч;

- для внутреннего слоя 17808 - 1692 = 16116 кг/ч

Масса абсолютно сухой стружки, поступающей в бункера, составит:

- для наружных слоев 5766 - 617 = 5149 кг/ч;

- для внутреннего слоя 16116 - 779 = 15337 кг/ч

Количество крупных древесных частиц, отделяемых при сепарации стружки наружного слоя и направляемых в стружку внутреннего слоя, равно примерно 10%. Масса абсолютно сухой стружки, выходящей из сушильных барабанов, составит:

- для наружных слоев кг/ч;

- для внутреннего слоя 5721 - 572 = 5149 кг/ч

где 572 = 5721 - 5149 - количество древесных частиц, перешедших из наружных слоев во внутренний.

Потери при сушке стружки составляют для наружных слоев 3%, для внутреннего 2,5%. Потребность в абсолютно сухой стружке перед сушкой составит:

- для наружных слоев кг/ч;

- для внутреннего слоя кг/ч

Потери при раскрое и измельчении сырья, изготовлении и транспортировке стружки, а также непредвиденные потери в сумме достигают примерно 7%. Тогда потребность в абсолютно сухой древесине составит:

- для наружных слоев кг/ч;

- для внутреннего слоя кг/ч

Часовой расход материала данной влажности на каждой технологической операции определяют по формуле, кг

(12)

где g_W - расход материала данной влажности, кг;

g_абс.с. - расход абсолютно сухого материала, кг;

W - влажность материала на данной технологической операции на данном потоке, %.

Результаты расчетов представлены в таблице 1.

Таблица 1/ Часовой расход абсолютно сухого материала и при данной влажности на каждой технологической операции

Технологические операции	Часовой расход абсолютно сухого материала по слоям, кг	Влажность материала	Часовой расход материала данной влажности по слоям, кг
	Наружные	Внутренний	Wн	Wвн	Наружные	Внутренний
Готовые шлифованные плиты	4111,5	14416	8	8	4440	15569
До шлифовки	5345	14416	8	8	5773	15569
До обрезки	5579	15048	8	8	6025	16252
В формирующих машинах	6602	17808	14	10	7526	19589
До формирующих машин	6602	14025	14	10	7526	15428
До смесителя	5766	16116	3	2	5939	16438
До бункеров сухой стружки	5149	15337	3	2	5303	15644
До сепарации	5721	5149	3	2	5893	5252
До сушилок	5898	5281	80	80	10616	9506
До измельчения	6342	5678	80	80	11416	10220

Средневзвешенная плотность сырья по породам для внутреннего слоя определяется по формуле:

, кг/м³ (13)

где , , - соответственно плотность здоровой древесины, коры и гнили (), кг/м³;

р_др, р_к, р_гн - соответственно доля здоровой древесины, коры и гнили в общем объеме сырья, %.

Процентное содержание коры, гнили и здоровой древесины соответственно составляет:

для березы р_др.=940; р =446, р_гн. = 0,65•940=611;

кг/м³

Средневзвешенная плотность всего используемого сырья:

(14)

кг/м³

Часовой расход древесного сырья:

V_др.с. = V_др.с.н. + V_{др.с.вн.} =

Удельный расход древесного сырья на 1 м³ плит:

где 14,5 - часовая выработка плит, м³.

Годовая потребность в древесном сырье указанного вида:

170000 2,2= 374000 м³

где 170000 - производительность цеха в год, м³.

Удельный расход смолы на изготовление 1 м³ плит:

кг

где 836 и 1692 - часовой расход смолы по сухому остатку для наружных и внутреннего слоев, кг/ч.

Удельный расход смолы стандартной концентрации (К = 64%) на изготовление 1 м³ плит:

кг

Годовой расход смолы стандартной концентрации:

170000 271 = 46070000 кг = 46070 т

2.2 Расчет количества стружки на 1 м³ плит

Количество абсолютно сухой стружки на 1мопределяют по формулам:

, кг (15)

,кг

где _н и _вн - соответственно плотность наружных и внутреннего слоев изготовляемых плит, кг/м³;

i_н и i_вн - доля наружных и внутреннего слоев в общей толщине плиты. Принимаем i_н = 0,37; i_вн = 0,63

p_н и p_вн - норма расхода связующего соответственно для наружных и внутреннего слоев плиты, %;

_пл - плотность изготовляемых плит, кг/м³;

W_пл. - влажность готовых плит, %. Принимаем W_пл. = 8 2

Количество стружки с некоторой влажностью на 1 м плит без учета потерь определяют по формулам:

, кг (16)

где W_стр.н и W_стр.вн - влажность стружки соответственно для наружных и внутреннего слоев, %(W_стр.н=7%, W_стр.вн=3%).

2.3 Расчет расхода древесины на 1 м³ плит

V_др.с. = V_др.с.н. + V_{др.с.вн.} = (17)

где К_п.н и К_п.вн - коэффициенты, учитывающие потери и отходы древесины соответственно для наружных и внутреннего слоев

К_п.=К_разд.К_сорт.щК_сК_сушК_трК_обрК_шл. (18)

где К_разд. - коэффициент потерь при разделке сырья. При разделке дровяной древесины наружных слоев на метровые отрезки К_разд = 1,01, при отсутсвии разделки отходов фанерного производства для внутреннего слоя К_разд = 1;

К_сорт.щ - коэффициент потерь сырья при сортировке щепы, К=1,06 При отсутствии сортировки щепы принимаем К_сорт.щ =1.

К_с - коэффициент, учитывающий вид сырья. При использовании дровяной древесины для технологических нужд К_с = 1,12, для шпона-рванины К_с = 1,25, для технологической щепы К=1,для кусковых отходов лесопиления и лесопиления К=1,10;

К_суш - коэффициент потерь стружки в период ее сушки. Принимаем для наружных слоев К_суш = 1,03; для внутреннего К_суш = 1,025.

К_тр - коэффициент потерь сырья при транспортировке стружки. Принимаем К_тр = 1,01.

К_обр - коэффициент потерь сырья и смолы при обрезке плит по периметру. Принимаем К_обр = 1,03.

К_шл - коэффициент потерь сырья и смолы при шлифовании плит. Принимаем для наружных слоев К_шл =1,12.

К_п.н= 1,011,06 •1 1,03 1,01 1,01 1,12 = 1,26

К= 1 1 1 1,025 1,01 1,01 = 1,04

Удельный расход древесного сырья на изготовление 1 м³ плит П - 1 толщиной 25 мм плотностью 760 кг/м³ с учетом неравномерной плотности по толщине составит:

V_др.с. = V_др.с.н. + V_{др.с.вн.} = (19)

2.4Расчет расхода смолы и отвердителя на 1 м³ плит

(20)

где К_п.н и К_п.вн - коэффициент потерь смолы соответственно для наружный и внутреннего слоев на отдельных участках технологического процесса.

Определяются по формуле:

К_п.=К_смК_трК_обрК_шл (21)

где К_см - коэффициент потерь смолы на отдельных участках ее приготовления и смешивания связующего со стружкой. Принимаем К_см = 0,007.

К_п.н = 1,0071,011,011,12 = 1,15

К_п.вн = 1,0071,011,01 = 1,03

Удельный расход смолы (по сухому остатку), кг на 1 м³ плит составит:

Удельный расход смолы на 100 мплит, кг:

(22)

Расход смолы в виде рабочего раствора определяется по формуле:

, кг (23)

кг

Расход жидкого отвердителя:

,кг (24)

где р_отв - процент добавления отвердителя. Принимаем р_отв = 5%.

Расход раствора отвердителя составит:

- для наружных слоев кг

- для внутреннего слоя кг

Определим расход химикатов. Результаты расчетов представлены в таблице 2.

Таблица 2. Расход химикатов в зависимости от состава отвердителя

Компоненты	Состав отвердителя, %, для слоев	Расход химикатов на 1 м3 плит для слоев, кг
	наружных	внутреннего	наружных	внутреннего
Раствор отвердителя в том числе: хлористого аммония	100 20	100 20	3,36 0,67	3,47 0,69
аммиачной воды	30	-	1,008	-
воды	50	80	1,68	2,78

3. Переработка сырья в технологическую щепу

Для переработки разного по виду сырья применяют рубительные машины.

Определим производительность дисковой рубительной машины МРНП-30:

П=60hznFККК/sin (26)

где h -выступ режущей кромки ножа над плоскостью диска (обычно h=15-20 мм);

z- число ножей в диске;

n- частота вращения диска, мин;

F- площадь проходного окна патрона, м;

К - коэффициент заполнения сечения проходного окна патрона. При переработке кусковых отходов К=0,1-0,2;

К - коэффициент полнодревесности перерабатываемого сырья. При измельчении кусковых отходов К= 0,4-0,5;

К- коэффициент использования машинного и рабочего времени (в расчетах принимают К=0,5-0,7);

- угол наклона загрузочного патрона (обычно = 45-52);

П=60•0,02•16•740•0,25•0,25•0,2•0,5•0,7/0,788=80 м/ч•0,4=32 пл. м/ч

Принимаем 1 шт.

Техническая характеристика рубительной машины МРНП-30:

Производительность, пл.м/ч ……………………………………… до 30

Проходное сечение патрона, мм………………………………..250250

Диаметр диска, мм……………………………………………………..1270

Частота вращения диска, мин………………………………………..740

Число режущих ножей…………………………………………………..16

Число контрножей………………………………………………………..3

Выброс щепы…………………………………………………………вниз

Установленная мощность двигателя привода диска, кВт…………….90

Габариты, мм

длина…………………………………………………………2660

ширина………………………………………………………1670

высота…………………………………………………………..1745

Полученную на рубительных машинах щепу сортируют, так как наряду с нормальной щепой, идущей в производство, образуется определенное количество мелкой и крупной щепы, которая не пригодна для дальнейшей переработки. Для этого в производстве применяют гирационную сортировку СЩ-120.

Техническая характеристика сортировки СЩ-120

Производительность, насыпных м/ч…………………………………..120

Наклон сит, град …………………………………………………………3

Число сит …………………………………………………………………3

Площадь сит, м:

Верхнего…………………………………………………………..8,40

Среднего…………………………………………………………..8,40

Нижнего…………………………………………………………...7,50

Мощность электродвигателя, кВт………………………………4,5

Габариты, мм:

длина……………………………………………………………..4900

ширина…………………………………………………………...2675

высота…………………………………………………………….1930

4. Изготовление резаной стружки

4.1 Характеристика древесных частиц для производства плит

Для производства древесностружечных плит используют стружку игольчатую (СИ) на внутренний слой и стружку плоскую (СП) на наружный слой.

Размеры древесных частиц, мм (СИ):	Размеры древесных частиц, мм (СП):
толщина: 0,15-0,45	толщина: 0,15-0,45
ширина: до 5	ширина: до 12
длина: до 40	длина: до 40

В зависимости от размеров частицы делятся на группы:

Средняя фракция: толщина частиц 0,15-0,25 мм, ширина 1-3 мм, длина 10-20 мм (для формирования наружных слоев)

Крупная фракция: толщина частиц более 0,25 мм, ширина более 3 мм, длина более 20 мм (для формирования внутреннего слоя).

4.2 Переработка щепы и кусковых отходов

Щепу и мелкие кусковые отходы перерабатывают в стружку на центробежном стружечном станке ДС-7.

Производительность, м³/ч определяется по формуле:

(27)

где l_н - длина ножей, м;

v_рез - скорость резания, м/с

z - число ножей в ножевом барабане;

p - средняя плотность перерабатываемого древесного сырья, кг/м;

К - суммарный коэффициент, учитывающий характер резания, заполнение объема барабана, использование длины ножа, использование машинного и рабочего времени. Принимаем К = 0,005.

м³/ч

Требуемое количество станков ДС-7:

(28)

где V_стр - объем сырой стружки из таблицы 1;

П- производительность станка

К- коэффициент использования оборудования

- для наружных слоев:

Принимаем 2 шт.

- для внутреннего слоя:

Принимаем 2 шт.

Техническая характеристика центробежного стружечного станка ДС-7:

Производительность, кг/ч абсолютно сухой стружки, при ее толщине:

0,3…………………………………………………………………….3200

0,4…………………………………………………………………….4300

0,5…………………………………………………………………….5900

Длина ножа, мм………………………………………………………525

Средняя толщина получаемой стружки, мм……………………...0,3-0,6

Габарит, мм

длина………………………………………………………3735

ширина……………………………………………………..2120

высота………………………………………………………1870

5. Повторное измельчение стружки

Для доизмельчения стружки наружного слоя выбираем лопастную мельницу ДМ-8 с производительностью П = 3000 кг/ч.

Требуемое количество мельниц ДМ-8:

шт.

Принимаем 4 мельницs ДМ-8.

Техническая характеристика мельницы ДМ-8:

Производительность при переработке стружки влажностью 80%, кг/ч, при ситах с отверстиями 1414 мм…………………………………3000

Размеры зубчато - ситового барабана, мм

диаметр…………………………………………………………1200

ширина……………………………………………………………525

Габарит, мм:

длина…………………………………………………………...3735

ширина…………………………………………………………2350

высота…………………………………………………………..2290

6. Хранение щепы и стружки

Хранение щепы на открытых складах организуется в тех случаях, когда необходимо создать значительный ее запас - до нескольких тысяч кубометров. Такая необходимость возникает, например, в случае применения высокопроизводительной рубительной машины, которая в течение сравнительно короткого времени может изготовить большое количество щепы, или при поступлении щепы от других предприятий железнодорожным и автомобильным транспортом.

При небольших запасах щепа может храниться в вертикальных бункерах (силосах) емкостью 300 - 1000 м³. В бункер ее загружают с помощью пневмотранспортных установок высокого давления или конвейером другого вида.

Выбираем вертикальный бункер ДБО-150 с максимальной производительностью по выдаваемой стружке П = 150 кг/мин.

Требуемое количество бункеров для хранения стружки определяем по формуле:

(29)

где g_стр - часовая потребность в стружке на потоке, по данным таблицы 1;

- время, в течение которого бункера обеспечивают бесперебойную работу потока на данном участке, ч. Принимаем = 1 ч.

V_б - объем бункера, м³;

_стр - насыпная масса стружки, кг/м³;

К - коэффициент заполнения рабочего объема бункера. Принимаем К =0,95.

Требуемое количество бункеров для хранения стружки:

- наружных слоев:

Принимаем 1 бункер ДБО-60.

- внутреннего слоя:

Принимаем 1 бункер ДБО-150.

Техническая характеристика вертикального бункера ДБО-150:

Емкость бункера, м………………………………………………150

Число загрузочных винтовых конвейеров…………………..…3

Общая высота бункера, м………………………………………16,75

7. Сушка стружки

Сырье, перерабатываемое в стружку, как правило, имеет высокую влажность (60-120%) в зависимости от вида, способов доставки, длительности и условий хранения на складе и т.д. Влажность стружки перед смешиванием со связующим должна быть в пределах: для наружных и промежуточных слоев 4-6%, для внутреннего 2-4%. На многих предприятиях стружку высушивают до влажности 1 - 3% независимо от ее назначения.

Выбираем барабанную сушилку Н411-56.

Необходимое количество сушилок определяем по формуле:

(30)

где V_{сух.стр} - объем сырой стружки в пересчете на абсолютно сухую;

П- производительность сушилки;

К- коэффициент использования оборудования;

- для сушки стружки наружных слоев:

.

Принимаем 2 сушилки.

- для сушки стружки внутреннего слоя:

.

Принимаем 2 сушилки.

Техническая характеристика барабанной сушилки Н 411-56:

Производительность по сухой стружке при высушивании от начальной влажности 80% до конечной 2-4%, кг/ч……………………………до 5900

Температура сушильного агента, С:

на ходе в барабан……..……………………………………....230-250

на выходе из барабана…..……………………………………..90-100

Установленная мощность двигателей, кВт……………..…………….…...62

Габариты, мм:

длина……………………………….…………………………...….14

ширина………………………………………..……………………...4

высота……………………………………..………………………..3,5

8. Сортировка 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 м² 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 сортировки стружки выбираем качающуюся сортировку ДРС-2 и пневматический сепаратор ДПС-1.

Количество качающихся сортировок для разделения стружки по формуле:

(31)

где V_.стр - объем сырой стружки, кг

П- производительность сортировки, т/ч

К- коэффициент использования оборудования

- наружных слоев:

- внутреннего слоя: .

Количество пневматических сепараторов для сортировки стружки наружного слоя:

Принимаем 2 качающихся сортировки ДРС-2 и 1 пневматическую сортировку ДПС-1.

Техническая характеристика качающейся сортировки ДРС-2:

Производительность, т/ч……………………………………до 8000

Размеры ячеек сит, мм………………………………………16,4

Габариты, мм:

длина………………………………………………………..5400

ширина……………………………………………………...2670

высота………………………………………………………3095

Техническая характеристика пневматического сепаратора ДПС-1:

Производительность по сухой стружке, кг/ч………………8000

Толщина кондиционной стружки, мм:

для наружных слоев…………………………………0,15-0,25

для внутреннего слоя………………………………..0,35-0,45

Габариты, мм:

длина............……………………………………………….5900

ширина……………………………………………………..3200

высота………………………………………………………9820

9. Смешивание стружки со связующим

Выбираем скоростной смеситель ДСМ-5 с производительностью П = 4000 кг/ч при осмолении мелких древесных частиц и П = 8000 кг/ч при осмолении стружки.

Количество смесителей для смешивания со связующим:

(32)

где V_.стр - объем сырой стружки; П- производительность смесителя;

К- коэффициент использования оборудования

- для наружных слоев:

.

- для внутреннего слоя:

.

Принимаем 4 смесителя ДСМ-5.

Техническая характеристика скоростного смесителя ДСМ-5:

Производительность, кг/ч

при осмолении стружки………………………….1000-8000

при осмолении мелких древесных частиц……1000-4000

Размеры рабочей камеры смешивания, мм:

длина…………………………………………………..2000

диаметр………………………………………………..500

Габариты, мм:

длина……………………………………………………3740

ширина………………………………………………….2813

высота…………………………………………………..1486

9.1 Определение содержания связующего в осмоленных древесных частицах

Для контроля технологического процесса необходимо определить фактическое содержание связующего (по сухому остатку) в осмоленных древесных частицах, что можно делать двумя способами (химическим и косвенным): по начальной влажности сухой стружки и влажности осмоленной стружки. Первый способ более точный, но очень длительный (несколько часов) и требует специальной аппаратуры, второй - менее точный, но дает возможность определить содержание связующего за несколько (10-15) минут.

Содержание абсолютно сухого связующего по отношению к массе абсолютно сухой стружки можно определить по формуле:

, (33)

где W_осм. - влажность осмоленных древесных частиц, %;

W_сух. - влажность сухой стружки, поступающей в смеситель, %;

К - концентрация связующего, вводимого в смеситель, %.

9.2 Определение влажности осмоленных древесных частиц

Влажность осмоленных древесных частиц, т. е, стружки, смешанной с жидким связующим, определяют по формуле, %:

, (34)

где W_п. - влажность стружки перед смешиванием со связующим, %.

10. Формирование стружечного ковра

10.1 Способы формирования стружечного ковра

Задачей формирования является дозирование и равномерное распределение стружек по площади пакета, что необходимо для получения одинаковых показателей толщины и прочности по всей площади плиты.

Формирование и подготовка стружечного ковра включает:

- насыпание бесконечного стружечного ковра и разделение его на пакеты требуемой длины;

- увлажнение поверхностей пакетов для ускорения прогрева при дальнейшем горячем прессовании плит в прессе;

Перечисленные операции выполняются с помощью главного конвейера и формирующих машин.

10.2 Формирующие машины

Выбираем формирующую машину ДФ-1, количество которых определяем по формуле:

(35)

где V_.стр - объем сырой стружки;

П- производительность машины;

К- коэффициент использования оборудования

- для наружных слоев:

шт.

Принимаем 2 формирующие машины ДФ-1.

- для внутреннего слоя:

шт.

Принимаем 2 формирующие машины ДФ-1.

Техническая характеристика формирующих машин ДФ-1:

Ширина формируемого ковра, мм………………………………1800

Производительность по выдаваемой осмоленной стружке, кг/мин. 4-80

Габарит, мм:

длина…………………………………………………………....4140

ширина………………………………………………………...4400

высота………………………………………………………….225

10.3 Расчет расхода осмоленной стружки на формирование стружечного ковра

Количество осмоленной стружки (стружечной массы), расходуемой на формирование пакета, определяют по формуле:

, (36)

где L_n и В_n - длина и ширина формируемого пакета, м;

д_пл - толщина нешлифованной плиты, мм;

W_стр - влажность осмоленной стружки слоя, %;

W_пл - влажность готовых плит, %;

д_стр - толщина слоя в нешлифованной плите, мм.

кг

Зная расход осмоленной стружки для формирования стружечного ковра и число формирующих машин, определяют производительность формирующей машины, кг/мин, разделив расход осмоленной стружки на число формирующих машин:

(37)

кг/мин

Зная расход осмоленной стружки, производительность и число машин, формирующих данный слой, можно проверить их загрузку по формуле:

, (38)

где П_ф.м - производительность формирующей машины, кг/мин (из техничес-кой характеристики).

Загрузка машин, формирующих стружечный ковер, равна:

Следовательно, четыре машины ДФ-1 могут обеспечить формирование стружечного ковра при данном требуемом расходе осмоленной стружки.

11. Предварительная подпрессовка стружечных пакетов и горячее прессование плит

11.1 Предварительная подпрессовка стружечных пакетов

Выбираем одноэтажный гидравлический пресс ПР-5, производительность которого определяется по формуле:

, м³/ч (39)

где l_пл, b_пл, _пл - длина, ширина и толщина обрезной нешлифованной плиты, м;

К - коэффициент использования главного конвейера (К = 0,85);

_ц - цикл работы пресса (_ц = 27 с).

м³/ч

Принимаем 2 пресса ПР-5.

Техническая характеристика пресса периодического действия предварительной подпрессовки ПР-5:

Номинальное усилие пресса, Н 10………………………980

Размер подпрессовываемого пакета, мм

длина………………………………………………………. 3550

ширина……………………………………………………...1800

Минимальная длительность цикла прессования, с………27

Габарит, м: длина…………………………………………3,83

ширина………………………………………………...2,7

высота……………………………………………..…3,43

11.2 Горячее прессование стружечных пакетов

Выбираем многоэтажный гидравлический пресс ПР-6, производительность которого определяется по формуле:

, м³/ч (40)

, м³/год (41)

где l, b, - длина, ширина и толщина обрезной шлифованной плиты, м;

T - продолжительность рабочей смены, ч;

m - число рабочих смен в сутки;

p - число суток работы в году;

n - число рабочих промежутков пресса;

_выд - продолжительность прессования плит в прессе, мин;

_всп - продолжительность вспомогательных операций на цикл работы пресса (_всп = 2 мин).

м³/ч

м³/год

шт.

Принимаем 2 пресса ПР-6.

Техническая характеристика многоэтажного гидравлического пресса ПР-6:

Максимальное удельное давление на пакет, Па 10 ……29

Формат плит пресса, мм:

длина…………………………………………….………....3700

ширина…………………………………………………......2000

Толщина плит пресса, мм………………………………………..… 40

Расстояние между плитами пресса, мм…………………………5-107

Габариты, м:

длина………………………………………………….…….20,7

ширина……………………………………………………...5,66

11.3 Режим прессования плит

Под режимом прессования плит понимают условия, которые обеспечивают требуемое качество плит.

Удельное давление при изготовлении плит толщиной 25 мм составит 2,7-2,9 МПа в зависимости от удельной продолжительности прессования свыше 0,4 мин/мм и плотности прессуемых плит 760 кг/м.

Удельная продолжительность прессования составит 0,47 мин/мм, в зависимости от температуры прессования 160 С и плотности плит 760 кг/м.

12. Охлаждение, кондиционирование, механическая обработка и выдержка плит

12.1 Охлаждение и кондиционирование

Выбираем камеру кондиционирования ДКП-1 производительность, которой определяется по формуле:

(42)

где П - производительность линии, м/ч

n - количество плит, охлаждаемых в час

- объем одной плиты, м

шт

Принимаем 1 камеру кондиционирования.

Техническая характеристика камеры ДКП-1:

Производительность(количество охлаждаемых плит) шт/ч ……150-160

Скорость пульсирующего движения конвейеров, м/мин…1,6

Габариты, мм:

Длина………………………………………………………12000

Ширина……………………………………………………..5310

Высота………………………………………………………6680

12.2 Форматная обрезка

Для обрезки плит по формату выбираем форматно-обрезной станок ДЦ-3, производительность которого определяется по формуле:

, м³/ч (43)

где u - скорость подачи, м/мин;

_пл, b_пл - толщина и ширина обрабатываемых плит, мм;

К₁ - коэффициент использования станка (принимаем К₁ = 0,9);

К₂-коэффициент использования рабочего времени (принимаем К₂= 8).

м³/ч

Количество станков ДЦ-3:

.

Принимаем 1 станок ДЦ-3.

Техническая характеристика станка ДЦ-3:

Размеры обработанной плиты, мм:

длина ………………………………………………....3500

ширина……………………………………………….1750

толщина……………………………………………..10-25

Число пил……………………………………………4

Диаметр пил, мм……………………………………320

Скорость подачи, м/мин:

при обработке продольных кромок…………………до 25

при обработке поперечных кромок…………………до 25

Габариты, мм

длина………………………………………………….9000

ширина………………………………………………..7150

высота…………………………………………………1425

12.3 Шлифование

Для шлифования плит выбираем линию ДЛШ-50.

Количество линий ДЛШ-50:

.

Принимаем 4 линии ДЛШ-50.

Техническая характеристика линии ДЛШ-50:

Размеры обрабатываемых плит, мм

длина……………………………………………..3500-3660

ширина…………………………………………...1750-1830

толщина……………………………………………….10-30

Годовая производительность, тыс. мплит……………………………..50

Габариты, м…………………………………………………63,9*6,35*3,20

12.4 Выдержка и хранение

Площадь склада хранения плит, м²:

F_пак=l_плb_пл (44)

F_пак= 3,5 1,75 = 6,125 м²

Объем пакета высотой 400 мм, м³:

V_пак=0,4F_пак (45)

V_пак= 0,4 6,125 = 2,45 м³

Число пакетов, укладываемых в один штабель высотой не более 4,5 м с учетом прокладок толщиной 100 мм между пакетами:

шт.

Объем плит в штабеле, м³:

V _шт=V_пакn_пак (46)

V _шт=2,459 = 22,1 м³

Число штабелей:

(47)

где Q - объем плит за 7 суток, м³.

шт.

Число штабелей для укладки суточного объема производства плит:

(48)

где Q_сут - суточная производительность цеха, м³ плит.

шт

Площадь склада хранения плит, м²:

S_хр=2F_пак n_шт (49)

S_хр=26,125177=2168 м²

Описание технологического процесса производства древесностружечных плит

Технологическая щепа и отходы лесопиления поступают в цех, где происходит измельчение в рубительной машине МРНП- 30 в технологическую щепу. Полученную на рубительных машинах щепу сортируют, так как наряду с нормальной щепой, идущей в производство, образуется определенное количество мелкой и крупной щепы, которая не пригодна для дальнейшей переработки. Для этого в производстве применяют гирационную сортировку СЩ-120. Затем технологическую щепу измельчают в центробежных стружечных станках ДС - 7 в игольчатую стружку. Для доизмельчения стружки наружного слоя применяем лопастную мельницу ДМ-8. Полученную стружку перемещают в бункер ДБО - 150, который подает ее в барабанную сушилку Н411-56, где происходит сушка стружки до влажности 3%. Для сортировки стружки применяем качающуюся сортировку ДРС-2 и пневматический сепаратор ДПС-1.

Далее происходит смешивание стружки со связующим в скоростных смесителях ДСМ-5. Формирование ковра (пакета) осуществляется на станке марки ДФ - 1, который непрерывно дозирует и равномерно выдает стружку на движущиеся внизу поддоны. Следующая операция является предварительная подпрессовка в холодных гидравлических прессах, марки ПР - 5 для уплотнения ковра (пакета). Процесс формирования плиты происходит в горячем многоэтажном гидравлическом прессе марки ПР - 6 со следующим режимом прессования: продолжительность прессования - 0,47 мин.; температура прессования - 160 ^оС; начальная величина удельного давления - 2,7 МПа. После выгрузки из горячего пресса плиты перемещают в камеру кондиционирования ДКП-1, где происходит охлаждение плиты в течении 20 минут при температуре воздуха 50 ^оС и относительной влажности 95 - 100%. Затем плиты поступают на механическую обработку.

На форматно-обрезном станке марки ДЦ- 3 осуществляется раскрой плиты на заданный формат 3,5 х 1,75, после чего плиты поступают на шлифовальный станок ДЛШ - 50 с двумя парами барабанов, где сначала шлифуются грубые неровности, а затем мелкие. Полученные плиты складируются на участке для готовой продукции.

Заключение

В работе приведены основные расчеты по производству древесностружечных плит для классических технологий с использованием связующего марки КФ-МТ.

В настоящее время разработаны и применяются различные технологии древесностружечных плит, с использованием малотоксичных или экологически чистых органических, минеральных и синтетических связующих, а также современного высокопроизводительного оборудования. Тем не менее, последовательность операций технологического процесса в целом сохраняются. Тоже самое можно сказать и об используемом оборудовании.

технология древесный стружка смола

Литература

1. Дружинин А.В., Зырянова А.А. Технологические расчеты в производстве клееных слоистых материалов из древесины. Екатеринбург, 2004.

2. Дружинин, А.В. Технология клееных материалов и древесных плит: Учеб. пособие. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2005.

Размещено на Allbest.ru