Технология изготовления древесно стружечных плит

МинистерствообразованияРоссийскойФедерации

Брянскаягосударственнаяинженерно –технологическаяакадемия

(БГИТА)

кафедраІТехнологиядеревообработкиІ

КУРСОВОЙПРОЕКТ

Подисциплине ІТехнологияизготовленияДСтПІ

Пояснительнаязаписка

(01ТД 540 – ПЗ )

Разработал

студентгр. ТД – 402 М.Ю.Алдухова

Поверил

к.т.н.,доцент А.В. Лукаш

2000

Введение.Цель курсовогопроекта.

Цельюкурсовогопроекта являетсярасчёт нормрасхода сырьяи клеевых материаловна каждойтехнологическойоперации, расчётпотребногоколичестваоборудования,составлениесхемы технологическогопроцесса иразработкаплана размещенияоборудования.

Производстводревесностружечныхплит (ДСтП) динамичноразвивающаясяотрасльдеревообрабатывающейпромышленности.

Увеличениеобъёмов производстваДСтП происходитглавным образомза счёт реконструкциидействующихпредприятий.

ПроизводствоДСтП началосьв Германии в40-х годах, в связис трудностямиснабженияматериальнымиресурсами.

Применениедревесностружечныхплит даёт возможностьснизить материалоёмкостьпродукции. 1м³ДСтП заменяет2-2,5 м³пиломатериалов.Применениеновых технологийпозволяетиспользоватьнизкокачественнуюдревесину иотходы деревообрабатывающихпроизводств.Повыситьформоустойчивость,жёсткость ипрочностьизделия. Уменьшитьили устранитьанизотропныесвойства. Повыситьбио-, огне-, водо-и химическуюстойкостьизделия за счётприменяемогосвязующего.

Процессизготовленияплит характеризуетсявысокой экономичностьюи почти полностьюавтоматизирован.

ДСтП изготовляютиз различныхчастиц с использованиемразных видовсвязующих,различнымиспособами идля различныхцелей. Этимобъясняетсябольшое числоразновидностейплит. Чаще всегоплиты классифицируютсяпо следующимпризнакам:

1. способу прессования;

2. конструкцииплит;

3. плотностиплит;

4. виду используемыхдревесныхчастиц;

5. виду поверхности;

6. виду используемогосвязующего;

7. виду обработкиповерхности;

8. качествуповерхности;

9. физико-механическимсвойств.

Плиты изготавливаюттолщиной 8...28 мм,длиной 1830-5680 мм,шириной 1220-2500мм.

Основнойсоставляющийматериал плит- древесина.ДСтП изготавливаютпутём горячегопрессованиямелких древесныхчастиц, смешанныхсо связующим.

1Характеристикаплит , намеченныхк производству

Данные оплитах, намеченныхк производствуприведены втаблице 1

Таблица 1-характеристикаплит марки П-А

Наименованиепоказателя	Показатели
Заданныйформат плит,мм	3500-1750
Расчётнаятолщина шлифованныхплит, мм	19
Плотностьплит, кг/м 3	720
Слойностьплит	3
Толщинаслоёв, мм
наружных	5,7
внутренних	13,3
Характерокончательнойобработки	шлифован.
Связующеена основе смолымарки	КФ-МТ-15

Таблица2 – Физико-механическиепоказателиплит плотностью720 кг/ м³марки П-А

2 Расчётпроизводительностицеха

2.1Общаясхема главногоконвейера испособов

производстваплит

Формированиенепрерывногостружечногоковра изосмоленнойстружки и горячеепрессованиедревесностружечныхплит в соответствиис современнымпроизводствомпроизводятна автоматическойлинии, получившейназвание главногоконвейера.

Существуетбольшое разнообразиетипов главныхконвейеров,которые можнообъединитьв следующиегруппы:

1. конвейерыдля формированияпакетов ипрессованиеплит на жёсткихметаллическихподдонах;

2. конвейерыдля формированиястружечногоковра и горячеепрессованиеплит на непрерывнойгибкой ленте;

3. конвейерыдля формированиястружечногоковра на непрерывнойленте из гибкихсинтетическихподдонов игорячее прессованиеплит без поддонов;

4. конвейерыдля формированиястружечногоковра и горячеепрессованиеплит на гибкихметаллическихподдонах.

БесподдонноепрессованиеДСтП предусматриваетпридание стружечнымбрикетам прочности,достаточнойдля их дальнейшейтранспортировкиконвейерамии загрузки врабочие промежуткипресса безподдонов.

Рассмотримотечественныйконвейер ДК-100.В этом конвейерестружечныйпакет формируетсяна формирующе-прессующемленточномконвейере изпрорезиненнойленты типа БКНЛшириной 2000 мтолщиной 10мм.Боковые кромкистружечногоковра формируютсявертикальнорасположеннымилентами ширинойдо 300 мм двухбоковых конвейеров,установленныхс обеих стороносновногогоризонтальноголенточногоконвейера взоне насыпкистружечногоковра.

Стружечныйковёр подпрессовываетсяв прессе Д4046-3.Подпрессованныебрикеты передаютсясистемой ленточныхконвейеровиз прорезиненнойленты к прессовойустановки длягорячего прессования,перед которойзагружаютсяспособом вкладыванияв загрузочнуюэтажерку .

БесподдонноепрессованиеДСтП имеетследующиепреимуществаперед прессованиемна поддонах:уменьшаетсяплощадь, занимаемаяглавным конвейером,в связи с отсутствиемлинии возвратаподдонов; отпадаетпотребностьв поддонах;уменьшаетсяразнотолщинностьплит; исключаютсязатраты энергиина нагрев поддонов.

Конструкцияплиты- трёхслойная.Особенностьпроизводства-чёткое разделениедвух потоковизготовлениястружки длявнутреннегои наружногослоёв.

При смешиваниистружки сосвязующим кстружке длянаружного слоядобавляетсябольшее количествосвязующего,чем к стружкевнутреннегослоя. В результатеполучаютсяплиты с высокимимеханическимипоказателями,гладкой и ровнойповерхностью.

2.2 Прессдля горячегопрессования

Основнаяцель горячегопрессованияДСтП -уплотнениестружечногобрикета дозаданной толщиныплиты и стабилизацииэтой толщиныза счёт склеиваниямежду собойдревесныхчастиц. Быстроеотверждениесвязующеговнутри стружечногопакета достигаетсяза счёт нагреваклеевых слоёв,расположенныхна поверхностидревесныхчастиц. Т.О. дляпрогрева клеевыхслоев требуетсяпрогреть стружечныйбрикет по всейего толщине,чтобы в среднемслое температурадостигалазначения нениже 100 ⁰С,при которойпроисходитбыстрое отверждениесвязующего.Кроме того,такая температураобеспечиваетиспарение ивыход избыточнойвлаги из стружечногобрикета завремя прессования.

Основнойспособ прессованияв мировой практике-прессованиеДСтП в многоэтажныхгидравлическихпрессах. Дляпрессованияплит без поддоновприменяютсямногоэтажныегидравлическиепресса маркиД 4744.

2.3 Выборрежима горячегопрессованияДСтП

Продолжительностьпрессованияплит в прессеявляется важнымтехнологическимпараметром,т.к. она определяетне только свойства,но и производительностьпресса длягорячего прессования.

Продолжительностьпрессования_пр,мин, определяетсяпо формуле

(1)

где _уд-удельнаяпродолжительностьпрессования,мин/мм, /1/, (_уд=0,28мин/мм);

-толщинаплиты.

Удельноедавление Р=2710⁵Па определяетсяпо таблице 15.4/1/ в зависимостиот плотности720 кг/м³и удельнойпродолжительностипрессования_пр=0,28мин/мм.

Режимгорячего прессования

Температурапрессования,⁰С 160

Начальноеудельное давление,Па10⁵ 2,7

Влажностьстружечныхбрикетов,

загруженныхв пресс, % 8

Продолжительностьпрессования,мин 5,7

2.4 Режимработы цеха

Максимальнаяпроизводительностьцеха достигаетсяпри непрерывнойработе цехадостигаетсяпри непрерывнойработе основныхего отделенийпо скользящему4^хбригадномуграфику по 8часов в сменубез перерывамежду сменамии без остановкив выходные дни.

Устанавливаетсяследующий режимработы цехов

Число рабочихдней в годуТ_эф,определяемпо формуле

(2)

где -продолжительностьсмены;

к-число смен;

КоэффициентиспользованияоборудованияК_и.обцеха ДСтП впервую очередьопределяетсякоэффициентомиспользованияглавного конвейера,зависит отуровня освоениятехники и технологиипроизводства,квалификацииобслуживающегоперсонала.

2.5 Определениепроизводительностицеха

Производительностьцеха по производствуДСтП определяетсяпроизводительностьюмногоэтажногогидравлическогопресса, которыйявляется узловымагрегатомглавного конвейера.Производительностьдругих участковподчиненапроизводительностигорячего пресса.Производительностьгидравлическогомногоэтажногопресса П_ч, м³/ч,определяетсяпо формуле

(3)

где n- число рабочихпромежутковпресса;

lи b- соответственнодлина и шириначистообрезныхДСтП, м;

к- коэффициентиспользованиивсех агрегатовглавного конвейера;

_выд-продолжительностьпрессованияплит, мин;

_всп-продолжительностьвспомогательныхопераций на1 цикл работыпресса, мин.

Годоваяпроизводительностьпресса П_г, м³/год,определяетсяпо формуле

(4)

где n-число рабочихчасов в году,ч.

3 Характеристикасырья, древесныхчастиц, смолы,

отвердителядля производстваплит

Для наружныхи внутреннихслоёв используетсясырьё по ОСТ-13-200-85при одинаковомсоотношениипород (берёза,осина, сосна).В сырье недопускаютсятакие дефекты,как наружнаятрухляваягниль, обугленность.Ядровая гнильограничиваетсяв зависимостиот сорта, остальныедефекты допускаются.

Характеристикадревесныхчастиц дляформированияслоёв древесностружечныхплит приведенав таблице 3.

Таблица 3-Характеристикадревесныхчастиц дляформирования

слоёвДСтП

Для производстваДСтП используетсякарбамидоформальдегиднаясмола маркиКФ-МТ-15. Карбамидоформальдегидныесмолы обладаютследующимипреимуществами:быстро отверждаютсяпри нагревании;скоростьжелатинизацииможно регулироватьв значительныхпределах (от15 до120); имеют высокуюпрочностьсклеиванияи светлую окраску;запасы сырьядля производствакарбамидныхсмол практическинеограниченны.

Смола маркиКФ-МТ-15 по ТУ6-05-12-88малотоксичная.

Таблица 4 –Физико-химическиепоказателикарбамидоформальдегиднойсмолы КФ-МТ-15

ПродолжениеТаблицы 4 –Физико-химическиепоказателикарбамидоформальдегиднойсмолы КФ-МТ-15

В качествеотвердителядля внутреннегослоя используют20%-ый растворхлористогоаммония. Воизбежаниепреждевременногоотверждениясвязующегов поверхностныхслоях при загрузкебрикетов впресс для наружныхслоёв в качествеотвердителяиспользуется2-5%-ый растворхлористогоаммония иликомбинированныйотвердительследующегосостава:

Расход отвердителясоставляет5-6 м.ч. на 100 м.ч. рабочегораствора смолы.

4 Расчётрасхода сырья,стружки, смолыи химикатов

Для определенияпотребностив сырье, стружке,синтетическихсмолах на единицупродукции илидля выполнениязаданной программыв единицу времени,необходимовыполнитьсоответствующиерасчёты.

Для определениятребуемогоколичестваоборудованияи его загрузкинеобходимознать какоеколичествоматериалаперерабатываетсяна даннойтехнологическойоперации.

Необходимозадаться илиопределитьплотность плитыпо слоям и установитьнорму расходасвязующего.

1. Плотностьплиты по слоям

ДСтП имеетнеодинаковуюплотность потолщине: большуюв наружном слоеи меньшую вовнутреннем.Разница в плотностизависит отфракционногосостава древесныхчастиц и другихфакторов.

Плотностьплиты по слоям_ни _вн,кг/м³,определяемпо формуле

(5)

где _пл-плотностьплиты, кг/м³;

_ни _вн-плотностьсоответственнонаружных ивнутреннего

слоёв,кг/м³;

i_ни i_вн-соответственнодоля внутреннегои наружныхслоёв;

;

;

,

.

Проверка:660,50,7+858,80,3=720кг/м³

4.2 Нормарасхода связующего

Норма расходасвязующегов процентахк массе абсолютносухой стружкизависит отпороды древесины,слоя и конструкцииплит.

При использованиисмеси породнорму расходасвязующегодля каждогослоя Р_ср,определяемкак средневзвешеннуювеличину, поформуле

(6)

где Р₁,Р₂, Р_n-нормарасхода связующего/1/;

i₁,i₂,i_n-доля сырья данной породыв общем объёмесырья, по

спецификации.

Для наружныхслоёв

Для внутреннегослоя

Средневзвешенное содержаниесвязующегоР_ср.пл,%, по сухому остаткув стружечнойплите определяемпо формуле

(7)

4.3 Пооперационныйрасчёт перерабатываемого

материала

Данныйрасчёт позволяетопределитьколичествоперерабатываемогосырья на каждойтехнологическойоперации длярасчёта количестватехнологическогооборудования,а также расходсырья и связующегодля выполнениязаданной программы.

Количествоабсолютносухого материалав готовых плитахg_абс.с.,кг/ч, (при влажностиготовых плит8%) определяемпо формуле

, (8)

где П_ч-часовая производительностьцеха, кг/ч;

_сл-толщина одногослоя, мм;

_пл-толщина готовойплиты, мм;

_пл-средняя плотностьданного слоя,кг/м³;

1,08- коэффициент,учитывающийвлажностьплиты.

Для наружныхслоёв

Для внутреннегослоя

Масса абсолютносухого материалав наружныхслоях до шлифовкиплит, кг/ч, (с учётомприпуска наобе стороны1,5 мм) составит

3626(5,7+1,5)/5,7=4580.

Тогда потериабсолютносухого материалапри шлифовкиплит, кг/ч, равны

4580-3626=954.

Примем, чтопотери в видешлифованнойпыли на 50% возвращаютсяв производствов бункер сухойстружки длянаружных слоёв

9540,5=477.

Потери материалапри обрезкеплит по формату,%, составят

(3,551,8)-(3,51,75)/(3,551,8)100=4,15,

где 3,551,8-форматплиты до обрезки,м;

3,51,75-форматплиты послеобрезки, м.

Массаабсолютносухого материалав плитах дообрезки, кг/ч,составит

длянаружных слоёв 4580100/(100-4,15)=4778

длявнутреннегослоя 6506100/(100-4,15)=6789.

Отходыпри обрезкепосле измельченияна 90% возвращаютсяв бункер сухойстружки длявнутреннегослоя. При этомколичествовозвращаемогоматериала кг/ч,составляет

(4778-4580)+(6789-6508)0,9=432.

Потери приформированииковра, %, составляют

(4100-3550)/3550100=15,5,

где 4100-длинастружечногопакета с учётомстружечноймассы в разделительнойкоробки формирующегоконвейера, мм.

Массаабсолютносухого материала,кг/ч, проходящегочерез формирующиемашины, составит

длянаружных слоёв 4778100/(100-15,5)=5654

длявнутреннегослоя 6785100/(100-15,5)=8034.

Потерисухого материаладля наружныхслоёв, кг/ч, приформированиистружечного ковра равны

5654-4778=876.

Стружечнаямасса из разделительныхкоробок главногоконвейера спомощью пневмотранспортнойустановкивозвращаетсяв формирующиемашины внутреннегослоя, поэтомуколичествоабсолютносухого материала,кг/ч, выходящегоиз смесителя,для внутреннегослоя равно

6789-876=5913.

Норма расходасвязующегосоставляетдля наружныхслоёв 14,5%, длявнутреннегослоя 9,5%(см 4.2). Тогда часовой расходсухого связующего,кг/ч, составит

для наружныхслоёв 565414,5/(100+14,5)=716

длявнутреннегослоя 5913 9,5/(100+9,5)=513.

Количествоабсолютно сухих древесныхчастиц, кг/ч,поступающихв смесители,равно

для наружныхслоёв 5654-716=4938

для внутреннегослоя 5913-513=5400.

Массаабсолютно сухойстружки, кг/ч,поступающейв бункера, сучётом возвраташлифованнойпыли в бункернаружного слояи дроблёнкиот форматнойобрезки- в бункердля внутреннегослоя составит

длянаружных слоёв 4938-447=4461

для внутреннегослоя 5400-432=4968.

Количествокрупных древесныхчастиц, отделяемыхпри сепарациистружки наружногослоя и направляемыхв стружку внутреннегослоя, равнопримерно 10%. Тогдамасса абсолютносухой стружки,кг/ч, выходящейиз сушильныхбарабанов,составит

длянаружных слоёв 4461100/(100-10)=4957

для внутреннегослоя 4968-496=4472,

где 496=4957-4461- количестводревесныхчастиц, перешедшихиз

наружныхслоёв во внутренний.

Потери присушке стружкисоставляютдля наружныхслоёв 3%, длявнутреннегослоя 2,5%. Тогдапотребностьв абсолютносухой стружке,кг/ч, перед сушкойсоставит

длянаружных слоёв 4957100/(100-3)=5110

длявнутреннегослоя 4472100(100-2,5)=4587.

Потерипри раскроеи измельчениисырья, изготовлениии транспортировкистружки, а такженепредвиденныепотери в суммедостигаютпримерно 7%. Тогдапотребностьв абсолютносухой древесине,кг/ч, составит

длянаружных слоёв 5110100/(100-7)=5494

длявнутреннегослоя 4587100/(100-7)=4932

Результатырасчётов сводимв таблицу 3.

Часовойрасход материаладанной влажностина каждойтехнологическойоперации g_w,кг, определяемпо формуле

, (9)

где g_абс.с.-расход абсолютносухого материала,кг;

W-влажностьматериала наданной технологическойоперации %, наданном потоке.

Для наружныхслоёв (примеррасчёта)

Таблица 5 -Часовой расходабсолютносухого материалаи при даннойвлажности накаждой технологическойоперации.

Пооперационныйрасчёт позволяетне только определитьпоток материала(стружки) в единицувремени наданной технологическойоперации, нои по результатамего расчётаопределитьудельный расходдревесногосырья и смолына 1 м³плит. Для этогонеобходимочасовой расходсырья по массеразделить наплотностьдревесногосырья при даннойвлажности(80%). Первоначальноопределяютплотностьдревесногосырья.

Средневзвешеннуюплотностьдревесины однойпороды _ср.п., кг/м³, для наружныхслоёв определяемпо формуле

(10)

где р_др.,р_к.,р_гн.- соответственнодоля здоровойдревесины,

коры,гнили в общемобъёме сырья,%;

_др.,_к.,_гн.- соответственноплотностьздоровой древесиныкоры, гнили вобщем объёмесырья, %.

Средневзвешеннаяплотность всегоиспользуемогосырья по слоям_{ср.др.с.},кг/м³,определяетсяпо формуле

, (11)

где i_n-доля древесногосырья даннойпороды в общеймассе

сырья,%.

Тогдасредневзвешеннаяплотность всего используемогосырья для наружногослоя равна

Средневзвешеннуюплотностьдревесины однойпороды _ср.п.,кг/м³,для внутреннегослоя определяемпо формуле

(12)

Часовойрасход илипотребностьв древесномсырье V_др.с.,м³/г,определяемпо формуле

(13)

Удельныйрасход древесногосырья м³,на 1 м³плит составит

,

где 15,2- часоваявыработка плит,м³.

Годоваяпотребностьв древесномсырье, м³,составит

,

где 110170-производительностьцеха в год, м³.

Удельныйрасход смолым³, (впересчёте насухой остаток)на изготовление1 м³ плитравен

,

где 716 и513-часовой расходсмолы по сухомуостатку, соотенно,для наружныхи внутреннегослоёв.

Удельныйрасход, кг, смолыстандартнойконцентрации(К=64%) на изготовление1м³ плитсоставит

.

Годовой расходсмолы, тонн,стандартнойконцентрациисоставит

4.4 Проверочныйрасчёт расходасырья, смолыи

химикатовна изготовление1 м³плиты

Часовойрасход илипотребностьв древесномсырье V_др.,м³,определяемпо формуле

(14)

где _баз.н и _баз.вн- средняя базиснаяплотностьдревесинысоотв.

длянаружных ивнутреннегослоёв;

К_п.ни К_п.вн.-коэффициенты,учитывающиепотери и отходы

древесиныпри изготовленииплит;

где К_разд-коэф. потерьпри разделкисырья, К_разд=1,07;

К_суш.-коэф. потерьстружки в периодеё сушки

длявнутреннегослоя К_суш.=1,025,

длянаружных слоёвК_суш.=1,03;

К_тр.-коэф.потерьсырья и смолыпри обрезкеплит по

периметру,К_тр=1,0415;

К_шл.-коэф. потерьпри шлифованииплит, К_шл.=1,18

Средняябазисная плотностьдревесины длянаружных слоёв_ср.баз.,кг/м³,определяетсяпо формуле 10

Средняябазисная плотностьвсего используемогосырья _{ср.бпаз.др.},кг/м³,определяетсяпо формуле 11

Средняябазисная плотностьдля внутреннегослоя _ср.баз.,кг/м³,определяетсяпо формуле 12

Расчётрасхода смолыg_сух.см.,кг, производимпо формуле

(15)

где К_п-коэффициентпотерь смолына отдельных участках техпроцесса, определяемпо формуле

,

где К_см.-коэффициентпотерь смолына участкахеё приготовленияи смешиваниясвязующегосо стружкой,принимаем1,007.

Выход смолыв виде рабочегораствора, кг,с К_р=60%,равен

Расходсмолы, кг, стандартнойконцентрацииК_ст.=64%,равен

Расходсмолы g_{р.раств.},кг, в виде рабочегораствора равен

Расходжидкого раствораотвердителяg_отв.,кг, определяемпо формуле

(16)

где Р_отв.-процент добавленияотвердителя,который выбираетсяв зависимостиот марки смолыи слоя плиты,принимаемР_отв.=5%.

Для наружныхслоёв

Для внутреннегослоя

Таблица 6-Сводная ведомостьрасхода смолыи химикатов

5 Выбори расчёт потребногоколичестваосновного

технологическогооборудования

5.1 Выборсхемы переработкисырья

От технологическойсхемы переработкисырья в стружкузависит подготовкасырья предизмельчением.Применяютсядве схемы:

1. Длинномернуюдровяную древесинуи карандашифанерногопроизводствараскраиваютпо длине намерные отрезкидлиной не более1 м. Мерные отрезкиперерабатываютв стружку настружечныхстанках (ДС-6или ДС-8.) с ножевымвалом. Стружкудополнительноизмельчают(в основном поширине и частичнопо длине) вспециальныхдробилках.Полученнаяпо такой технологииплоская стружкапригодна дляизготовленияоднослойныхи всех трёхслойных,после повторногоизмельчения-и наружныхслоёв пятислойныхи многослойныхплит.

2. Длинномернуюдровяную древесину,карандаши,кусковые отходы,шпон-рванину измельчаютв рубительныхмашинах втехнологическующепу, а последнюю-в центробежныхстружечныхстанках (типовДС-5, ДС-7 и др.) вигольчатуюстружку. Такаястружка бездополнительногоповторногоизмельченияне пригоднадля формированиянаружных слоёвплит, поэтомуможет использоватьсядля внутреннегослоя. При повторномизмельчениии последующейсортировкена фракции(мелкую и крупную)игольчатаястружка становитсяпригодной дляформированиянаружных (мелкая)и внутреннего(более крупная)слоёв.

В данномкурсовом проектемы используемпервую схему,а следовательнодвухпоточноеизготовлениестружки. Приданном изготовлении(на станках сножевым валом)стружка имеетлепестковуюформу. ДСтПприготовленноеиз этой стружкибудет иметьболее высокиепрочностныехарактеристики,чем плиты изстружки приготовленнойпо второмуспособу.

2. Разделкадлинномерногосырья по длинеи толщине

Для разделкидлинномерногосырья диаметромдо 400 мм на отрезкидлиной 1 м рекомендуетсяиспользоватьмногопильныйстанок ДЦ-10.

Производительностьстанка П, м³/см,определяемпо формуле

, (17)

гдеT-продолжительностьсмены, мин;

21. скоростьподачи подающегоконвейера,м/мин;

V_бр-средний объёмразрезаемыхбрёвен со средним

расчётнымдиаметром поГОСТ 2708-75. V_бр=0,12м³;

К₁-коэффициентиспользованиярабочего времени;

К₂-коэффициентзаполненияподающегоконвейера;

21. шаг междуупорами, м.

Требуемоеколичествостанков n,шт, определяемпо формуле

(18)

гдеQ_сырья-объём сырья,который необходимопереработатьв

смену,м³;

П- расчётнаяпроизводительностьстанка, м³/см.

5.3 Обнаружениив сырье металлическихпредметов

Для обнаруженияметаллическихвключений всырье применяютэлектронныеметаллоискатели:электронныйприбор, состоящийиз автогенераторногодатчика металла,детектора,усилителяимпульсов свыходным реле,выпрямителя,стабилизаторовнапряженияи приборовзвуковойсигнализации.

На ленточномконвейере сшириной ленты1700 мм перед рубительноймашиной установленметаллоискательс размерамипроходногоокна 17001200мм.

4. Измельчениедревесины встружку

Для переработкииспользуембарабаннуюрубительнуюмашину ДС-6 ицентробежныйстружечныйстанок ДС-7.

Требуемоеколичествомашин ДС-6 n,шт., определяемпо формуле

(19)

где Q_стр-потребностьв стружке в часна данном потоке,м³;

П- производительностьмашины,м³/см

Принимаем2 машины ДС-6.

Требуемоеколичествостанков ДС-7 n,шт, определяемпо формуле (19)

Принимаем2 станка ДС-7.

5.5 Буферноехранение щепы,сырой и сухойстружки.

Для хранениязапасов щепыи дозированнойеё выдачи используютбункера. Количествобункеров дляхранения щепыn_б,шт, определяемпо формуле

(20)

где g_стр.-часовая потребностьв стружке напотоке, кг/ч;

-время,в течении которогобункера обеспечивают

бесперебойнуюработу, =1ч;

V_б-объём бункера,м³;

_стр.-насыпная массастружки, кг/м³;

К_з-коэффициентзаполненияобъёма.

Примем 1 бункерДБО-150.

Требуемоеколичествобункеров дляхранения сыройстружки n_б,шт., определяемпо формуле 20

Примем 2 бункераДБО-60.

Требуемоеколичествобункеров дляхранения сухойстружки n_б,шт., определяемпо формуле (20)

для наружныхслоёв

Примем 1 бункерДБОЕ 60

для внутреннегослоя

Примем 1 бункерДБОЕ 60.

5.6 Сушкадревесныхчастиц

Для сушкидревесныхчастиц используемсушильныйбарабан

Прогресс.

Перерабатываемоесырьё имеетважность 60-70 %.Влажностьстружки передсмешиваниемсо связующимдолжна быть2-4 % для внутреннихи 4-6 % для наружныхслоёв, поэтомудревесныечастицы подвергаютсушке. Для сушкиизмельчённойдревесиныиспользуютпреимущественногазовые сушилкинепрерывногодействия, которыеработают натопочных газах.

Основнойчастью барабанаПрогрессявляется одноходовойсварной барабан,на которомзакрепленыбандажи, оникатятся поопорным роликам.Барабану вращениепередаётсяот электродвигателяи редукторачерез зубчатуюпару с венцовойшестерней набарабане.

По длинесушилка разделенарадиальнымиперегородкамина 5 отсеков.На этих отсекахзакрепленыпродольныелопасти. В торцовыхчастях сушилкирасположеныцентральныелюки для входаи выхода стружкис газо- воздушнойсмесью. Топочныегазы с t=800900⁰С поступаютв смесительнуюкамеру, гдесмешиваютсясо свежим воздухом,температурапри этом снижаетсядо 300450⁰С. Вэту смесь попадаетсырая, измельчённаядревесина,стружка пересыпаетсяиз отсека вотсек и перемещаетсявдоль барабана.Под влияниемгазо-воздушногопотока, высушеннаястружка попадаетв циклон, гдеотделяетсяот газо-воздушнойсмеси, температурана выходе 170 ⁰С.Производительностьсушилки 5900 кг/г.

Требуемоеколичествосушильныхбарабанов n,шт., определяемпо формуле

(21)

гдеV_расч.-требуемый объёмсушильногобарабана.

(22)

гдеU- напряжениебарабана повлаге, т.е. количествоиспаряемойвлаги в час на1 м³ объёмабарабана, U=3060кг/м³;

g_вл.-количествоиспаряемойвлаги на 1 кгвысушиваемой

стружки,определяемпо формуле

(23)

гдеW_н,W_к- соответственноначальная иконечная влажность,%.

Принимаем2 барабанаПрогресс.

5.7 Сортировкадревесныхчастиц

Для сортировкидревесныхчастиц применяеммеханическиесортировкимарки ДРС-2,одноступенчатыйпневматическийсепараторКеллердля наружныхслоёв и двухступенчатыйпневматическийсепараторДПС-1для внутреннегослоя

ТребуемоеколичествосепараторовДПС-1 n,шт., определяемпо формуле (19)

Принимаем1 пневматическийсепараторДПС-1.

ТребуемоеколичествосепараторовКеллерn,шт, определяемпо формуле (19)

Принимаем1 пневматическийсепараторКеллер.

ТребуемоеколичествомеханическихсортировокДРС-2 n,шт,определяемпо формуле (19)

Принимаем1 механическуюсортировкуДРС-2.

5.8 Повторноеизмельчениестружки

Для измельчениястружки подлине и шириненаиболеераспространенымолотковыеи лопастныедробилки, которыеработают попринципу удара.

Принимаемзубчатовинтовуюдробилку ДМ-8.

Требуемоеколичестводробилок n,шт., определяемпо формуле

(24)

где_стр-толщина стружки,мм.

Принимаем1 дробилку ДМ-8.

5.9 Приготовлениерабочих растворовсмолы,

отвердителяи связующего

5.9.1 Приготовлениерабочего растворасмолы

СмолаКФ-МТ-15 послеизготовленияимеет высокуюконцентрацию(661%)и относительновысокую вязкость(до 50с. по ВЗ-4).вязкостьдолжна бытьне более 35с.,поэтому вязкостьснижают следующимиспособами:

1. Разбавлениемводой, т.е. снижениеконцентрациидо 5266%.

2. Подогревомсмолы.

Первыйспособ имеетпреимущественноеприменение.В ёмкость длясмолы при работающеймешалке постепеннодобавляютрасчётноеколичествоводы температурой1820⁰С.

Количествоводы g_в.,кг, определяетсяпо формуле

(25)

гдеg_см.-масса смолы,кг;

К₁-начальнаяконцентрациясмолы, %;

К₂-заданнаяконцентрациясмолы, %.

5.9.2 Приготовлениерабочего раствораотвердителя

Ввидуразличныхусловий нагреванаружных ивнутреннихслоёв стружечныхбрикетов впериод горячегопрессования,применяютсвязующее сразной продолжительностьюотверждения:для внутреннегослоя- 30...60с., длянаружных слоёв110...130с. Для внутреннегослоя используютболее активныйотвердитель,обычно 20 %-ыйраствор хлористогоаммония. Длянаружных слоёв37%-ый растворNH₄Cl.

Отвердительготовят следующимобразом:

В горячуюводу (50-60 ⁰С)загружаютотвешенноеколичествохлористогоаммония, нужнойконцентрации,перемешиваютдо растворения,после чего,добавляютнашатырь 25 %-ый.Готовый отвердительдолжен соответствоватьследующим требованиям:

5.9.3 Приготовлениесвязующего

На 100 м.ч. рабочегораствора смолырекомендуетсядобавить 5 м.ч.рабочего раствораотвердителя.

Таблица 7-Характеристикаготовых связующихдля производстваплит

5.9.4 Дозированиекомпонентов,приготовлениеи

подачасвязующегов смесители

Смолу изспециальнойёмкости подаютв небольшуюрасходнуюёмкость с датчикомуровня. Послерасходнойёмкости смолапроходит черезрабочий фильтри далее насосомподаётся кфильтру с манометром,а затем к ДКС-1.Из ёмкостиприготовленияотвердительподают в расходнуюёмкость, изкоторой егоотбирают насосоми направляютв компенсатор.

Для контролярасхода смолыиспользуютсчётчик 2СВЩС-25.Для контролярасхода отвердителяиспользуютпоплавковыйротаметр РС-3с непосредственнымизмерением.

Расчётрасхода смолыпринятой концентрацииV_ж.см.,л/мин, определяемпо формуле

(26)

гдеР- процентдобавлениясмолы по сухомуостатку, %;

К- концентрациярасхода связующего,%;

_см.-плотностьсмолы, кг/м³;

g_w-расход стружки,кг.

ПримемустановкуДКС-2, количествоэтих установокn,шт., определяемпо формуле

(27)

Принимаем2 установкиДКС-2.

10. Смешиваниедревесныхчастиц со связующим

ПринимаемсмесителиДСМ-7.

Требуемоеколичествосмесителейn,шт., определяемпо формуле(27). При расчётечасовой расходосмоленнойстружки даннойвлажностипринимаем изтаблицы 7 Доформирующеймашины из последнихколонок.

Принимаем2 смесителяДСМ-7.

Выполняютдвухступенчатоедозированиесначала помассе, потомпо объёму. Объёмноедозированиеосуществляютдозаторами-питателяминепрерывногодействия. Погрешностьобъёмногодозирования2050% и поэтому неможет бытьрекомендовано.

На предприятиис отечественнымоборудованием,для дозированиястружки используютковшовые весыОДК4-20017, которыеустанавливаютсяпосле вертикальныхбункеров ДБОС-60.Так как в смесительстружка должнапоступатьнепрерывнои равномернопотоком, топеред смесителемустанавливаютвыравнивающийбункер- питатель.Получаетсядвухступенчатоедозирование-первоначальнопо массе наковшовых весах,а затем по объёмув бункере-питателе.

11. Формированиестружечногоковра

Определяемритм главногоконвейера R_к,с.,по формуле

(28)

где_ц-продолжительностьпрессования,мин;

14. число рабочихпромежутковв прессе;

Скоростьформирующегоконвейёра ,м/мин, по формуле

, (29)

гдеt_к-шаг между упорамиглавного конвейера,м;

Производительностьформирующеймашины (расходосмоленнойстружки) П_ф.м.,кг/мин, определяемпо формуле

(30)

где_сл.-заданная плотностьслоя, кг/м³;

_сл.-толщина формируемогослоя, мм;

W_{осм.стр}-влажностьосмоленнойстружки, %;

R_к-ритм главногоконвейера, с;

Загрузкуформирующеймашины определяемпо формуле

, (31)

гдеП_ф.м-производительностьформирующеймашины, кг/мин,

(по техническойхарактеристике/1/).

Для наружныхслоёв

Для внутреннегослоя

Принимаем4 формирующихмашины.

5.12 Предварительнаяподпрессовкаи контрольмассы

стружечныхпакетов

Для обеспечениянепрерывногопроцесса работыглавного конвейеранеобходимо,чтобы циклработы прессапредварительнойподпрессовкибыл на 2-3 секундыкороче ритмаработы главногоконвейера.

Производительностьпресса Д4046 П_пр,м³/ч,определяемпо формуле

(32)

гдеu-скорость формирующегоконвейера,м/мин;

b_пл-ширина обрезнойплиты, м;

_пл-толщина нешлифованнойплиты, м;

К_и.к-коэффициентиспользованияглавного конвейера.

Загрузкапресса определяетсяпо формуле

, (33)

гдеQ_пл-часовая выработкачистообрезныхплит, м³/ч;

Для полученияплит со стабильнымипоказателямифизико- механическихсвойств важнообеспечитьодинаковуюнасыпку осмоленнойстружки.

Для контролямассы сформированныхпакетов предусмотреныконтрольныевесы маркиДВ-3.

Массувлажного стружечногопакета g_п,кг, определяемпо формуле

, (34)

гдеB_п,L_п-соответственноширина и длинаформируемыхпаке-

тов, м;

W_п-влажностьпакета, %;

W_пл-влажностьготовых плит,%.

Влажностьпакета W_n,%, определяемпо формуле

(35)

гдеi-отношение массынаружных слоёвк массе внутреннего,

i=0,8;

W_вни W_н-влажностьосмоленныхдревесныхчастиц, соотв.

внутреннегои наружныхслоёв.

Влажностьосмоленныхдревесныхчастиц W_осм,%, определяемпо формуле

(36)

гдеК- сухойостаток связующего,% (табл.3 /1/);

W_стр.-влажностьстружки, поступающейв смеситель,%.

По формуле(35) определяемвлажностьпакета

По формуле(34) определяеммассу влажногостружечногопакета

13. Охлаждение,кондиционированиеи выдержкаплит

После выдержки впрессе горячегопрессования,в плитах имеютместо значительныеградиентытемпературы,влажности истепени поликонденсациисвязующего.Это служитпричиной образованиявнутреннихнапряженийв плитах, которыес течениемвремени выравниваются.Поэтому послевыгрузки изпресса, плитынеобходимокондиционировать.Для кондиционированияиспользуемвеерный охладитель.

Работа веерногоохладителясблокированас работой прессагорячего прессования,т.е. он долженпропускатьвсе плиты, выходящиеиз пресса.

Число этихплит m,шт/ч, определяемпо формуле

, (37)

гдеn-число рабочихпромежутковпресса;

К_и.к-коэффициентиспользованияглавного конвейера;

_ц-продолжительностьцикла прессования,мин.

После охлажденияплиты укладываютв плотные стопывысотой 400 мл.Для этого применяютштабелеукладчикиДШ-1.

14. Форматнаяобрезка и шлифование

Для обрезкиплит используемстанок ДЦ-8.

Производительностьстанка П, м³/ч,определяемпо формуле

, (38)

гдеu-скорость подачи,м/мин;

_пли b_пл-соответственнотолщина и ширинаобрабатываемых

плит,мм;

К₁-коэффициентиспользованиястанка, К₁=0,9;

К₂-коэффициентиспользованиярабочего времени,К₂=0,95.

Примем 1 обрезнойстанок .

Загрузкустанка проверяемпо формуле (33)

Для шлифованияплит применяемлинию шлифованияДЛШ-50, производительностью50 тыс. м³/год.

Производительностьшлифовальнойлинии П_л,м³/ч,линии определяемпо формуле (38)

Загрузкулинии определяемпо формуле (33)

Примем 1шлифовальнуюлинию.

15. Промежуточнаявыдержка ихранение плитна складе

От линиишлифованияи сортировкипачки плитвысотой до 600мм перевозятавтопогрузчикамина склад, гдеукладываютв штабели высотойдо 4,5 метров.

Площадьдля выдержкиили храненияплит F_пак,м²,определяетсяпо формуле

, (39)

гдеl_пли b_пл-соответственнодлина и ширинаплит, м;

Объём 1пакета V_пак,м³, высотой400 мм, определяемпо формуле

(40)

Число пакетовn,шт., укладываемыхв 1 штабель высотойне более 4,5 м сучётом прокладоктолщиной 100 мммежду пакетамиравно

Объём плитв 1 штабеле V_шт,м³,определяемпо формуле

(41)

Числоштабелей дляукладки суточногообъёма производстваплит n_шт.с,шт, определяемпо формуле_с

(42)

гдеQ_сут-объём производстваплит за однисутки.

Числоштабелей дляукладки 7-мисуточногообъёма производстваплит n_шт,шт., составит

Площадьсклада храненияплит S,м²,определяемисходя из количестваштабелей на7-ми суточныйзапас плюспроезды и проходы,площадь которыхможно принятьравной площади,занятой штабелями,по формуле

(43)

гдеF_пак-площадь одногоштабеля.

16. Своднаяведомостьосновноготехнологического

оборудования

Таблица 8-Сводная ведомостьосновноготехнологического

оборудования

Продолжениетаблицы 8- Своднаяведомостьтехнологического

оборудования

6 Описаниятехнологическогопроцесса

1. Подготовкасырья и изготовлениестружки

Стружкудля наружныхслоёв изготавливаютиз сырья длятехнологическойпереработкикарандашейи другогокругломерногосырья, опилоки стружки- отходовот деревообрабатывающихстанков.

Для изготовлениястружки внутреннегослоя, крометого, используютщепу, получаемуюизмельчениемнеокоренныхкусковых отходов(горбыли, рейки,обрезки) и шпон-рванина фанерногопроизводства.

Кругломерноесырьё со складабашенным иликозловым краном,оснащённымгрейфернымзахватом, подаётсяпучками наразобщители,которые поштучновыдают чуракина станок ДЦ-10.Предварительновсё сырьё поленточномуконвейерудолжно пройтичерез металлоискатель.

От станкаДЦ-10 мерные отрезкиленточнымконвейеромнаправляютсяна конвейеры-накопителиперед стружечнымистанками сножевым валомДС-6. Распределениечураков наконвейере-накопителиосуществляетсяавтоматическимисбрасывателями.

От стружечныхстанков ДС-6стружка возвращаетсяскребковымиконвейерамиили пневмотранспортнымиустановками,направляетсяв бункера сыройстружки ДБО-60,устанавливаемые,как правило,в главном корпусеперед сушильнымибарабанами.

Кусковыеотходы лесопиленияизмельчаютсяв щепу на барабаннойрубительноймашине. От неёщепа щепа поступаетна сортировкуСЩ-1, где производитсяотделениекрупных и мелкихчастиц. Крупнаящепа и сколы,не прошедшиечерез верхнеесито , направляютсяна дополнительноеизмельчениена рубительнуюмашину и возвращаютсяна сортировку.Мелкие частицыщепы, прошедшиечерез нижнеесито (D=6мм),направляютсяна зубчато-ситовую мельницуДМ-8 для дополнительногоизмельченияв микростружкуили на сжигание.

При содержаниив мелких частицахщепы большогоколичествакоры, гнили илиминеральныхпримесей, онинаправляютсялибо в неиспользуемыеотходы, либона сжиганиев котельную.

Кондиционнаящепа от сортировкинаправляетсяв вертикальныебункера ДБО.Мелкая фракцияиспользуетсябез дополнительнойобработки длявнутреннегослоя, сход снижнего ситапосле дополнительногоизмельченияв мельницахДМ-8 для наружныхслоёв плит.

Подготовленныетаким образомдревесныечастицы направляютсяв соответствующиебункера ДБОС-60(для внутреннегоили наружныхслоёв) передсушильнымибарабанами.

2. Сушкаи сортировкастружки

Сырая стружкадля наружныхслоёв с влажностью80 % подаётся избункеров всушильныеагрегаты, гдевысушиваютсяв потоке топочныхгазов, получаемыхот сжиганиямазута илиприродногогаза. Температураагента сушкина входе в сушильныйбарабан равно300 ⁰С.Стружка длянаружных слоёввысушиваетсядо 4 % влажности,а для внутреннихдо 2 %.

Сортировкадревесныхчастиц длявнутреннегослоя производитсятолько в одинэтап на двухступенчатомпневматическомсепаратореДПС-1.

А для наружныхслоёв последовательнов 2 этапа: сначалапо ширине намеханическомсепаратореДРС-2, затем потолщине наодноступенчатомпневматическомсепараторемарки Келлер.На механическомсепаратореотделяютсямелкие древесныечастицы (микростружка),пригодные дляформированиянаружных слоёвДСтП, и направляютсяв бункер длянаружного слоя.В пневматическомсепаратореотделяется кондиционнаястружка длявнутреннегослоя.

3. Смешиваниедревесныхчастиц со связующим

Древесныечастицы длянаружных ивнутреннегослоёв смешиваютсясо связующимраздельно ввысокооборотныхсмесителяхДСМ-5. Передпоступлениемв смесительдревесныечастицы дозируютпо массе весами ВК-250. Затем онинаправляютсяв выравнивающийбункер- питатель,с помощью которогообеспечиваетсяравномерноеобъёмное дозированиедревесныхчастиц в смеситель.

Дозированиекомпонентов(смола и отвердитель)связуюшегоосуществляетсяс помощью весовтипа НД и подачив смесителис помощьюклееприготовительныхустановокДКС-1, установленныхрядом со смесителями.

Осмоленнаястружка каждогопотока раздельнотранспортируетсяна линию распределениястружки поформирующиммашинам.

6.4 Формированиестружечногоковра, предварительная

подпрессовкастружечныхпакетов, горячеепрессование

и охлаждениеплит

Стружечныйковёр формируетсяпослойно формашинамиДФ-6 на формирующемконвейере .

Сформированныйстружечныйковёр поступаетв пресс предварительнойподпрессовкиД4046 , чтобы придатьпакетам транспортнуюпрочность иобеспечитьсвободнуюзагрузку впресс горячегопрессования.

Послепредварительнойподпрессовкиковёр распиливаетсяпоперечнойпилой на брикеты.Стружка в результатепиления попадаетв приёмник искребковымиконвейерамиподаётся ввертикальныйбункер сыройстружки передсушильнымагрегатом длявнутреннегослоя.

Полученныестружечныебрикеты, поускоренномуконвейерупоступают наконтрольныевесы ДВ-3 дляконтроля массыстружечногобрикета. Некондиционныебрикеты припоступлениина качающийсяконвейер направляютсяв игольчатыевальцы, гдепроисходитих дробление.Полученнаяосмоленнаястружка поступаетв бункер сыройстружки длявнутреннегослоя. Кондиционныестружечныебрикеты поступаютна загрузочныйконвейер идалее в этажерку-накопитель.

С помощьюзагрузочнойэтажерки брикетызагружают впресс Д4744 . Отпрессованныеплиты поступаютв веерный охладитель, где охлаждаютсядо t50⁰C.С помощью траверсныхтележек, пакетыдоставляютсяк штабелеразгрузчикуДРШ , которыйотправляетплиты на обрезнойстанок ДЦ-8 . Отходыот обрезкиизмельчаютсяи попадают вбункер сухойстружки длявнутреннегослоя. По роликовомуконвейеру плитыпоступают налинию шлифованияДЛШ-100. Отшлифованныеплиты поступаютна линию сортировкиплит.

Отсортированныеплиты подаютсяк линии раскрояплит на заготовкиили на складготовой продукции.

Списокиспользуемыхисточников

1. ЛукашА.А.Технологияи оборудованиедревесных плити пластиков.Методическиеуказания повыполнениюкурсового идипломногопроектов длястудентовспециальности260200 «Технологиядеревообработки».

2. Отлев И.А.,Штейнберг Ц.Б.Справочникпо древесностружечнымплитам.- М. :Лесн.пром-ть,1983.-240 с.

3. БаженовВ.А., КарасевЕ.И., Мерсов Е.Д.Технологияи оборудованиепроизводствадревесных плит и пластиков.– М.: Экология,1992, - 416 с.

4. ГОСТ 10632-89. Плитыдревесностружечные;Введ. 01.01.90. до 01.01.95. –М.: Изд-во стандартов,1989.-13с.