Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования российской федерации

Уральский государственный лесотехнический университет

Кафедра механической обработки древесины

Курсовой проект

(Расчёт технологического процесса по отделке входной двери)

По технологии защитно-декоративных покрытий

Тема:

Разработка производственного процесса отделываемых щитов мебели из массивной древесины

Выполнил:

студент группы МТД-46

Брель Н.А.

Проверил: преподаватель

Газеев М.В.

Екатеринбург 2004 г.



Содержание

1. Характеристика рекомендуемого лакокрасочного материала (состав, рецептура)

2. Вид отделки и структурная схема покрытия

3. Схема технологического процесса (с учётом последовательности выполнения технологических операций)

4. Выбор оборудования и расчёт производительности, с определением его количества исходя из заданной программы

5. Режимы для каждой технологической операции

6. Расход основных отделочных и вспомогательных материалов, включая расход материалов на промывку оборудования

7. Способы очистки технологических выбросов от вредных лакокрасочных веществ

8. Экономическая оценка предложенной технологии

9. Технологический процесс на участке отделки



1. Характеристика рекомендуемого лакокрасочного материала (состав, рецептура)

Лак НЦ-222 предназначен для прозрачной отделки, используется внутри помещения, боится влаги. Лак НЦ-222 горячего нанесения, с содержанием нелетучих веществ 48 % и вязкостью 100 сек по ВЗ-4. Рабочая вязкость достигается нагреванием до 70-80°С, в горячем виде лак наносится пневматическим распылением, при этом сушка покрытия отсутствует.

Преимущества лака НЦ-222

1. Универсальность. Наносится всеми известными способами, (безвоздушным распылением, воздушным распылением, наливом, обливом, вальцами, окунанием, экструзией и вращающимися барабанами).

2. Может создавать как тонкослойные, так и толстослойные покрытия.

3. Быстро сохнет, при комнатной температуре 18-23°С время высыхания от 30-40 мин., при температуре 45-50°С время высыхания 10-15 мин., используется только конвективная сушка.

4. Неограниченная жизнеспособность.

5. Хороший розлив по поверхности подложки. Может наноситься, как на горизонтальные, так и на вертикальные, расположенные под углом поверхности, без сползания.

6. Хорошая адгезия к любым древесным подложкам, в том числе смоляным.

7. Высокие декоративные свойства покрытий, т.е. с помощью этих материалов поверхность можно окрашивать и получать как глянцевые, так и матовые поверхности. При нанесении большого количества слоев можно получить высокоглянцевую поверхность.

8. Доступность и дешевизна материалов.

Недостатки лака НЦ-222

1. Низкий процент сухого остатка особенно у нитролаков.

2. Огнеопасность и горючесть образующегося покрытия и материала.

3. Испаряющиеся в большом количестве летучие растворители и разбавители взрывоопасны, токсичны и загрязняют рабочее помещение, а выбросы их в атмосферу могут являться источником загрязнения окружающей среды. Поэтому при их использовании, кроме общей вентиляции, необходима местная вентиляция.

4. Плохие защитные свойства покрытия. Данное покрытие имеет низкую склерометрическую твердость, легко царапается, подвержено истиранию, обладает недостаточной влагостойкостью, термостойкостью, недолговечно.

Цвет по йодометрической шкале 45.

Вязкость по ВЗ-4, с25-35.

Содержание сухого остатка, % не менее 22.

Плотность лака, г/смі 0,942.

Время практического высыхания, ч1.

Плотность плёнки, г/ смі 1,29.

Твёрдость плёнки по маятнику (ГОСТ 5233-67) не менее 0,60.

Светостойкость под лампой ПРК-2, ч2.

Теплостойкость плёнки, °С60.

Водостойкость, не менее 6.

Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки) - раствор нитроцеллюлозы (лакового коллоксилина) и смолы в легкоиспаряющихся растворителях с добавлением пластификатора.

Типовой состав нитроцеллюлозных лаков,%.

Плёнкообразующие

Летучая часть

Нитроцеллюлоза 4-20

Растворитель18-36

Смола природная синтетическая 5-8

Разбавители, разжижители 72-24

Пластификатор 1-12

Итого 10-40

Итого 90-60

Плёнкообразование у нитролаков происходит за счёт полного испарения растворителя. Нитроцеллюлоза придает лаковой плёнке высокую механическую прочность и твёрдость. Добавка модифицирующих смол повышает сцепляемость плёнки с основой и увеличивает блеск лакового покрытия. Наиболее часто в качестве модифицирующих смол применяют канифоль или её производные, глифтали и другие продукты.

Для пластификации используют обычно касторовое масло, дибутилфтолат, трикрезилфосфат и тому подобные материалы. Летучая часть представлена органическими растворителями: ацетоном, метанолом, амилацетатом, бутилацетатом, и др. В качестве разбавителей применяют чаще всего бензин, толуол, бутанол и т.п.

Грунтовка НЦ-0140 это суспензия пигментов в растворе коллоксилина, алкидной смолы, пластификаторов и органических красителей. Выпускается трех цветов: коричневого, темно-коричневого и красновато-коричневого. Применяется при последующей отделке деталей полиэфирными, нитроцеллюлозными и другими мебельными лаками. Наносят вальцами и пневматическим распылителем.

2. Вид отделки и структурная схема покрытия

Лак НЦ-222. А. 1. П. М. 3., горячего отверждения предназначен для прозрачной отделки подложки. Лаком НЦ-222 отделывают все лицевые поверхности изделия подлежащие отделке. Лакокрасочное покрытие состоит из следующих слоёв:

1. Подложка; 2. Шпатлёвка; 3. Окрашенный грунтовочный состав; 4. Промежуточный слой лака; 5. Покрывной слой лака.

дверь отделка лакокрасочный оборудование

3. Схема технологического процесса (с учётом последовательности выполнения технологических операций)

1. Местное шпатлевание подложки

2. Удаление пыли

3. Нанесение грунтовочного состава на кромки

4. Сушка кромок при температуре 45-50°С

5. Шлифование кромок

6. Грунтование пласти

7. Сушка пластин

8. Шлифование пласти

9. Лакирование кромок первым слоем лака.

10. Сушка кромок при температуре 45-50°С.

11. Сухое шлифование кромок шкуркой зернистостью 6 и 5

12. Лакирование пласти первым слоем лака

13. Сушка пласти при температуре 45-50°С

14. Шлифование пласти

15. Нанесение второго слоя лака на кромки

16. Сушка кромок при температуре 45-50°С

17. Нанесение второго слоя лака на пласти

18. Сушка пластин при температуре 45-50°С

19. Третье лакирование кромок.

20. Сушка кромок при температуре 45-50°С

21. Третье лакирование пласти

22. Сушка пласти при температуре 45-50°С

23. Выдержка для остывания после сушки до температуры помещения

24. Разравнивание покрытий на пластях деталей



4. Выбор оборудования и расчёт производительности, с определением его количества исходя из заданной программы

1. Пневматический распылитель внутреннего смешения

Марка распылителя 0-45;

Диаметр сопла, мм 3,5-2,14;

Давление воздуха на распыление, Па (39,2…44,1)·10⁴;

Давление воздуха на краску, Па 19,6·10⁴;

Рабочее расстояние, мм 500;

Ширина отпечатка факела, мм 600-650;

Расход краски, кг/ч 70;

Расход воздуха, мі/ч 65,8;

Условная производительность мі/ч 540;

Потери на туманобразование, %31.

2. Сушильная камера непрерывного действия ПКБ ММСК-1.

Размеры обрабатываемых щитов, мм:

Длина 1000-1900;

Ширина 50-600;

толщинадо 40;

Производительность щитопокрытий, до 350;

Температура по зонам сушки, °C:

120-25;

225-30;

335-40;

440-50;

Количество этажерок, шт. 13;

Количество щитов, одновременно находящихся в камере, шт. 440;

Установленная мощность, кВт 20,8;

Количество циркуляционных вентиляторов, шт. 12;

Количество вытяжных вентиляторов, шт. 1;

Характер загрузки и выгрузки щитов вручную;

Габарит (длинаЧширинаЧвысота), мм

14400Ч4900Ч3400;

Масса, кг15000;

3. Шлифовальный станок ШлПС-5М.

Наибольшие размеры шлифуемых деталей, мм:

Длина 1900;

Ширина 800;

Толщина 400;

Количество шлифовальных лент, шт.1;

Ширина шлифовальной ленты, мм 150;

Скорость движения шлифовальной ленты, м/с 26,5;

Размеры каретки (длинаЧширина), мм 2000Ч800;

Перемещение каретки в поперечном направлении, мм 1120;

по высоте, мм 400;

Установленная мощность электродвигателя, кВт 2,8;

Габаритная (длинаЧширинаЧвысота) станка, мм

3225Ч1800Ч1267;

Масса станка, кг 630;

4. Шлифовальный станок ШлПС-Л.

Наибольшие размеры шлифуемых деталей, мм:

Длина2000;

Ширина 850;

Толщина 400;

Количество шлифовальных лент, шт. 2;

Ширина шлифовальной ленты, мм 160;

Скорость движения шлифовальных лент, м/с 12 и 24;

Перемещение стола (регулируется безступенчато), м/мин 4-12;

Перемещение стола, ммпо высоте 400;

в горизонтальной плоскости 1050;

Ход пневмобалки (утюжка), мм 40;

Установленная мощность, кВт 9;

Габариты (длинаЧширинаЧвысота) станка, мм

4000Ч1900Ч1350;

Масса, кг 1750;

5. Распылительная кабина СПКБ В/О.

Размеры рабочего проёма, мм:

Ширина 1620;

Высота 1900;

Скорость воздуха в рабочем проёме, м/с 1,2;

Количество отсасываемого воздуха, мі/ч 10000;

Вентилятор центробежный взрывобезопасный.

Мощность электродвигателя, кВт 2,8;

Габариты (длинаЧширинаЧвысота) без вентиляторной установки, мм

2290Ч1720Ч2700;

Масса (с вентиляторной установкой), кг 1200.

Расчёт потребного количества оборудования необходимого для выполнения заданной программы

Производительность пневматического распылителя О-45, мІ:

П=(Т_смUBК_мК_д)/Р,(4.1)

где: В-ширина отпечатка факела, м;

Р-число проходов распылителя, необходимое для получения требуемой толщины покрытия;

U-скорость перемещения распылителя (для ручного перемещения 15-20, для автоматического 30-40), м/мин.

П=(Т_смUBК_мК_д)/Р=(480·17·0,63·0,6)/4=771 мІ.



Производительность сушильных камер непрерывного действия с подвижными этажерками шт./см:

П=(60Т_см/r) К_д,(4.2)

П=(60Т_см/r) К_д = (60·480/15)·0,6=1152 шт./см.

где: Т_см-продолжительность смены, мин;

К_д-коэффициент использования рабочей смены;

r-ритм укладки одной детали (для форматных деталей 6ч8, для

крупноформатных 12ч15), с.

Производительность шлифовального станка, шт./см:

П=(0,6Т_смК_д)/S,(4.3)

где: Т_см-продолжительность смены, мин;

К-коэффициент использования оборудования;

S-площадь поверхности подлежащая отделке.

Царга: П=(0,6Т_смК_д)/S=(0,6·480·0,86)/5,8=42,7 шт./см.

Передняя стенка: П=(0,6Т_смК_д)/S=(0,6·480·0,86)/7,6=32,6 шт./см.

Задняя стенка: П=(0,6Т_смК_д)/S=(0,6·480·0,86)/15=16,5 шт./см.

Время необходимое для обработки одной детали (сборочной единицы),

Н_вр, мин:

Н_вр=Т_см/П,(4.4)

1. Распылитель.

Царга: Н_вр=(Т_см/П)·S=(480/771)·5,8=3,6 мин.

Передняя стенка: Н_вр=(Т_см/П)·S=(480/771)·7,6=4,7 мин.

Задняя стенка: Н_вр=(Т_см/П)·S=(480/771)·15=9,3 мин.

2. Сушильная камера

Царга: Н_вр=(Т_см/П)·S=(480/1152)·5,8=2,4 мин.

Передняя стенка: Н_вр=(Т_см/П)·S=(480/1152)·7,6=3,2 мин.

Задняя стенка: Н_вр=(Т_см/П)·S=(480/771)·15=6,3 мин.

3. Шлифовальный станок.

Царга: Н_вр=Т_см/П=480/42,7=11,2 мин.

Передняя стенка: Н_вр=Т_см/П=480/32,6=14,7 мин.

Задняя стенка: Н_вр=Т_см/П=480/16,7=29 мин.

Время необходимое для выполнения годовой программы:

Т_потр=(АkН_врК_т)/60,(4.5)

где: А-годовая программа, шт.;

k-количество деталей в изделии, шт.;

К_т-коэффициент технологических потерь 0,3.

1. Распылитель

Царга: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·2·3,6·0,3)/60=360 ч.

Передняя стенка: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·1·4,7·0,3)/60=235 ч.

Задняя стенка: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·1·9,3·0,3)/60=465 ч.

2. Сушильная камера

Царга: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·2·2,4·0,3)/60=240 ч.

Передняя стенка: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·1·3,2·0,3)/60=160 ч.

Задняя стенка: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·1·6,3·0,3)/60=315 ч.

3. Шлифовальный станок

Царга: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·2·11,2·0,3)/60=1120 ч.

Передняя стенка: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·1·14,7·0,3)/60=735 ч.

Задняя стенка: Т_потр=(АkН_врК_т)/60=(10000·1·29·0,3)/60=1450 ч.

Фонд рабочего времени за год, ч Т_ср:

Т_ср=Nфbз,(4.6)

где: N-количество рабочих дней в году;

ф-продолжительность рабочей смены, ч;

b-количество смен в сутках;

з-простой оборудования по техническим причинам.

1. Распылитель:

Т_ср=Nфbз=300·8·1·0,14=336 ч.

2. Сушильная камера:

Т_ср=Nфbз=300·8·1·0,1=240 ч.

3. Шлифовальный станок:

Т_ср=Nфbз=300·8·1·0,35=600 ч.

Необходимое количество оборудования, шт.:

n_расч.=Т_потр./Т_ср.,(4.7)

Если расчётное количество необходимого оборудования не является целым числом, то принимаем его равным ближайшему наибольшему числу.

1. Распылитель.

Царга: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=360/336=1,07. n_прин.=1 шт.

Передняя стенка: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=235/336=0,7. n_прин.=1 шт.

Задняя стенка: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=465/336=1,4. n_прин.=2 шт.

2. Сушильная камера.

Царга: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=240/240=1. n_прин.=1 шт.

Передняя стенка: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=160/240=0,7. n_прин.=1 шт.

Задняя стенка: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=315/240=1,3. n_прин.=2 шт.

3. Шлифовальный станок.

Царга: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=1120/600=1,87. n_прин.=2 шт.

Передняя стенка: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=735/600=1,2. n_прин.=2 шт.

Задняя стенка: n_расч.=Т_потр./Т_ср.=1450/600=2,4. n_прин.=3 шт.

Процент загрузки оборудования:

(n_расч./n_прин.)100,(4.8)

1. Распылитель.

Царга: (n_расч./n_прин.)100=(1,07/1)·100=107 %.

Передняя стенка: (n_расч./n_прин.)100=(0,7/1)·100=70 %.

Задняя стенка: (n_расч./n_прин.)100=(1,4/2)·100=70 %.

2. Сушильная камера

Царга: (n_расч./n_прин.)100=(1/1)·100=100 %.

Передняя стенка: (n_расч./n_прин.)100=(0,7/1)·100=70 %.

Задняя стенка: (n_расч./n_прин.)100=(1,3/2)·100=65 %.

3. Шлифовальный станок

Царга: (n_расч./n_прин.)100=(1,87/2)·100=93,5 %.

Передняя стенка: (n_расч./n_прин.)100=(1,2/2)·100=60 %.

Задняя стенка: (n_расч./n_прин.)100=(2,4/3)·100=80 %

5. Режимы для каждой технологической операции

1. Нанесение грунтовочного состава НЦ-0140.

Рабочая вязкость грунтовочного состава по ВЗ-4 при 20єС, с 26-30;

Давление воздуха на входе в распылитель, МПа не ниже 0,5;

Давление воздуха на грунтовочный состав, МПа 0,07-0,15;

Диаметр отверстия сопла для распылителя, мм 3,5-2,14;

Расстояние от сопла до обрабатываемой поверхности, мм 500;

Скорость перемещения распылителя, м/мин 15-20;

Форма струи при обработке узких поверхностей круглая;

Нанесение грунтовки вдоль детали;

Количество покрытий 1;

2. .Сушка грунтовочного слоя в конвективной сушильной камере

Продолжительность сушки покрытий. При температуре 45-50єС в конвективной сушильной камере 20-30 мин.

3. Шлифование

После сушки загрунтованные поверхности шлифуют шкуркой №5 или 6 на станке ШлПС-5М. Оптимальное удельное давление прижима 0,001-0,0002 МПа

4. Первое лакирование нитролаком НЦ-222

Рабочая вязкость лака по ВЗ-4 при 20єС, с30±5;

Давление воздуха на входе в краскораспылитель, МПа 0,392…0,441;

Расстояние от сопла до лакируемой поверхности, мм при работе с пневматическим распылителем 500;

Форма струи для поверхностей:

Узких - прямая;

больших в горизонтальном направлении - плоская вертикальная;

больших в вертикальном направлении - плоская горизонтальная;

Нанесение лака на поверхности:

Узкие - вдоль волокон;

Широкие - перекрестное перекрывающимися по краям полосами;

Расход рабочего состава за одно нанесение г/мІ 205-515;

Количество нанесений лака 1

5. Сушка первого слоя лака

Продолжительность сушки первого слоя лака при температуре 45-50°С в конвективной сушильной камере в течение 8-10 минут

6. Сухое шлифование

После сушки производится сухое шлифование поверхности на станке ШлПС-Л шкуркой зернистостью 6 и 5 удельное давление прижима 0,001-0,0002 МПа.

7. Второе лакирование пласти нитролаком НЦ-222, распылением.

Рабочая вязкость лака по ВЗ-4 при 20єС, с 30±5

Давление воздуха на входе в краскораспылитель, МПа - 0,392-0,441

Расстояние от сопла до лакируемой поверхности при работе с распылителем 500;

Форма струи для поверхностей:

Узких - круглая;

Больших в горизонтальном направлении - плоская вертикальная;

Больших в вертикальном направлении - плоская горизонтальная.

Нанесение лака на поверхности:

Узкие - вдоль волокон;

Широкие - перекрестное перекрывающимися по краям полосами.

Расход рабочего состава за одно нанесение, г/мІ 205-515;

Количество нанесений лака 1

8. Сушка в конвективной сушильной камере лака НЦ-222 при температуре 45-50єС в течение, мин 15-17.

9. Третье лакирование пласти лаком НЦ-222

Узкие - вдоль волокон;

Широкие - перекрестное перекрывающимися по краям полосами.

Расход рабочего состава за одно нанесение, г/мІ 205-515;

10. Сушка в конвективной сушильной камере лака НЦ-222 при температуре 45-50єС в течение 20-25 мин.

11. Выдержка деталей для остывания после искусственной сушки до температуры помещения на подстопных местах.

12. Разравнивание покрытий на пластях деталей при помощи ватного тампона.

6. Расход основных отделочных и вспомогательных материалов, включая расход материалов на промывку оборудования

Определение площади отделываемых данным видом лакокрасочного материала поверхностей одноимённых деталей по формуле

S_i=B L m n,(6.1)

Боковая стенка кровати: S_i=1,9·0,38·2·4=5,78 мІ.

Лицевая стенка кровати: S_i=0,954·1·8=7,63 мІ.

Задняя стенка кровати: S_i=1,9·1·8=15,03 мІ.

Норма расхода лака НЦ-222 в рабочей вязкости N и его составляющих компонентов в исходной вязкости.

N=У N_i S_i,(6.2)

N=У N_i S_i=0,36·5,78 + 0,36·7,63 + 0,36·15,03=10,24 кг.

Норма расхода грунтовки НЦ-0140 в рабочей вязкости N и его составляющих компонентов в исходной вязкости.

Вязкость состава по ВЗ-4 при температуре 20є С не более 30 сек.

Сухой остаток рабочего раствора вязкостью 25-28 с, не менее 30%.

Продолжительность практического высыхания плёнки при 18-22єС, не более 1 ч

N=У N_i S_i=0,21·5,78 + 0,21·7,63 + 0.21·15,03=5,97 кг

7. Способы очистки технологических выбросов от вредных лакокрасочных веществ

При формировании покрытий в деревообрабатывающей и мебельной промышленности выделяются следующие виды вредных веществ: органические растворители; пыль, образовавшаяся во время процессов шлифования покрытий и распыления составов; остатки лаковых систем и органических средств очистки. К ним относятся также выделения из зон отверждения составов и сушки при нагреве, а также выбросы из котельных.

Рекомендуется применять следующие способы очистки: от шлифовальной пыли - фильтрация;

для очистки воздуха, содержащего растворители лака - используются абсорбционные и адсорбционные системы;

для очистки воздуха, содержащего аэрозоли - рекомендуется термическое сжигание;

для очистки растворителей после промывки оборудования - используется метод перегонки.

8. Экономическая оценка предложенной технологии

В разработанном технологическом процессе используется минимальное количество оборудования для отделки мебели. Технологический процесс является наиболее эффективным, т.к. технологический процесс обеспечивает высокую, стабильную прибыль предприятия и высокую окупаемость основных средств. Высокая заработная плата рабочим обеспечивается за счет автоматизации производства т.к. автоматизация производства позволяет сократить трудовые затраты производства и численность персонала, что существенно удешевляет себестоимость производства продукции. Оборудование позволяет существенно сократить затраты на электроэнергию и площадь занимаемую оборудованием.

9. Технологический процесс на участке отделки

Предварительно отшлифованная заготовка подается в покрасочную камеру, где рабочий осуществляет нанесение слоя грунтовки НЦ-0140. После нанесения грунтовки заготовка поступает в сушильную камеру, где происходит отверждение грунтовочного слоя. Затем заготовка поступает к шлифовальному станку, на котором происходит шлифование заготовки. После шлифования сухого грунтовочного слоя технология предусматривает нанесение первого слоя лака, а затем сушку этого слоя лака. Затем заготовка с первым слоем лака проходит операцию шлифования на шлифовальном станке. По окончании операции шлифования заготовка поступает на повторное нанесение слоя лака в покрасочную камеру. Затем заготовка поступает в сушильную камеру, где происходит сушка второго слоя лака. После сушки заготовка подается в туже самую покрасочную камеру для нанесения третьего слоя лака, а затем в туже самую сушильную камеру, для сушки третьего слоя лака. Наконец заготовка после сушильной камеры укладывается в подстопные места для остывания до комнатной температуры после искусственной сушки, а затем поступает на рабочий стол для разравнивания поверхности. По окончании операции разравнивания готовая деталь поступает на участок сборки изделий.

Размещено на Allbest.ru