Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Сибирский государственный технологический университет

Лесосибирский филиал

Кафедра: Технологии производств в лесном комплексе

технология клеёных материалов и плит

Пояснительная записка

(ТПЛК 000.000.001.ПЗ)

Руководитель:

Л.Н. Журавлёва

Разработал:

Студент группы 71-3

М.Т. Боровских

Лесосибирск 2008

Содержание

Введение

1. Выбор условий гидротермической обработки чураков

2. Определение количественного выхода шпона при лущении

3. Определение производительности линии лущения - рубки ленты шпона

Заключение

Список использованных источников

Введение

Фанера представляет собой слоистую клееную древесину, состоящую из трёх и более листов лущеного шпона с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях, это композиционный листовой материал. К фанерной продукции относятся различные виды клееной слоистой древесины, полуфабрикаты ее производства, а также отдельные виды клееной древесины (столярные плиты) и продукты переработки древесных отходов (древесные пресс - массы). [2]

Главной задачей данной расчётно-графической работы является определение количественного и качественного выхода шпона для производства фанеры, производительности линии лущения. Цель работы - овладеть методикой расчёта производительности оборудования.

Производство клееных материалов является крупной и непрерывной развивающейся отраслью деревообрабатывающей промышленности. С каждым годом растет выпуск этих материалов и расширяется их ассортимент. Они находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства [1]. Фанеру и изделия из неё всё более широко применяют в строительстве, вагоностроении, автомобилестроении, производстве мебели. Специальные виды фанеры используют в авиастроении и судостроении, а также для производства труб, контейнеров, тары и других видов продукции. [3]

Фанерное производство включает в себя выпуск различных марок фанеры. Основные виды фанерной продукции: фанерные плиты, состоящие из склеенных между собой 7 и более листов лущеного шпона с заданным направлением волокон в смежных слоях; бакелизированная фанера - фанера повышенных водоатмосферостойкости и прочности; авиационная фанера - фанера, предназначенная для использования в авиационной промышленности; декоративная фанера - фанера, облицованная плёночным покрытием в сочетании с декоративной бумагой; фанерные трубы и муфты, изготавливаемые навивкой из специальной трубной фанеры; древесные слоистые пластики (ДСП), состоящие из склеенных синтетическими клеями в процессе термической обработки под высоким давлением слоёв лущеного шпона; гнутоклееные детали, полученные методом гнутья с одновременным склеиванием нескольких слоев шпона; лущеный шпон, получаемый при лущении чурака; строганый шпон, получаемый при строгании бруса или ванчеса; столярные плиты, изготавливаемые облицовыванием шпоном реечных щитов; массы древесные прессовочные (МДП) - продукт совместной обработки частиц древесины, синтетических смол или их модификаций [2]. Увеличение объёмов фанерного производства будет происходить за счёт расширения, модернизации производства и улучшения качества продукции.

1. Выбор условий гидротермической обработки чураков

При лущении тонкий слой древесины, срезаемый с чурака, должен быть достаточно плотным, не иметь трещин и разрывов. Для предотвращения появления трещин чураки перед лущением подвергаются тепловой обработке с целью усиления деформативности древесины. Гидротермообработка чураков перед лущением производится путем их проваривания, т. е. они выдерживаются в течение определенного количества времени в горячей воде.

Для получения качественного шпона температура древесины перед лущением должна быть для ольхи и березы не менее 200С, сосны, ели 300С, дуба 400С, лиственницы 30 - 450С.

Режим гидротермообработки чураков включает температуру нагревающей среды и время выдержки их в этой среде. При этом время нагревания чураков зависит как от температуры нагревающей среды, так и от физических свойств древесины, диаметра чураков и их начальной температуры, желаемой температуры на поверхности карандаша, остающегося после лущения.

Условия режима определены исходными данными, указанными в таблице 2 [1].

Последовательность решения задачи по определению времени нагревания чураков:

1.Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу r/R.

Отношение r/R подсчитываем для каждой группы заданной группы диаметров чураков, при этом радиус R берем по наибольшему значению диаметра в данной группе.

Для определения диаметра остающегося карандаша, dk, м, используем следующую формулу

dk = do - 0,00275 + 0,26dч2 - 0,12dч3, (1.1)

где do - диаметр кулачков лущильного станка, м;

dч - диаметр чураков, м.

Вычисляем отношение для первой группы диаметров 17 - 19 см. Сначала рассчитываем диаметр остающегося карандаша dk, м.

Принимаем d0 = 0,060 (исходя из исходных данных пункт 9[1]); dч = 0,18 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

dk1 = 0,060 - 0,00275 + 0,26*0,182 - 0,12*0,183 =

Определяем радиус карандаша, r, м

r1 =

Определяем радиус чурака, R, м

R1 =

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

Аналогичные операции проводим с другими группами.

Вычисляем отношение для второй группы диаметров 30 - 32 см. Рассчитываем диаметр остающегося карандаша dk, м.

Принимаем d0 = 0,075; dч = 0,31 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

dk2 = 0,075 - 0,00275 + 0,26*0,312 - 0,12*0,312 = 0,09

Определяем радиус карандаша, r, м

r2 = .

Определяем радиус чурака, R, м

R2 =

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

Вычисляем отношение для третьей группы диаметров 34 - 36 см. Рассчитываем диаметр остающегося карандаша dk, м.

Принимаем d0 = 0,075; dч = 0,35 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

dk3 = 0,075 - 0,00275 + 0,26*0,352 - 0,12*0,352 = 0,1

Определяем радиус карандаша, r, м

r3 =

Определяем радиус чурака, R, м

R3 =

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

Вычисляем отношение для четвертой группы диаметров 38 - 40 см. Рассчитываем диаметр остающегося карандаша dk, м.

Принимаем d0 = 0,075; dч = 0,39 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

dk4 = 0,075 - 0,00275 + 0,26*0,392 - 0,12*0,392 = 0,1

Определяем радиус карандаша, r, м

r4 = .

Определяем радиус чурака, R, м

R4 =

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

2. По способу доставки чураков, породе древесины выбираем влажность древесины по таблице 4[1].

Так как в данном варианте способ доставки сырья железнодорожный и порода древесины - лиственница, то влажность берём равную 60-80%.

3.Зная влажность и породу древесины, выбираем значение коэффициента тампературопроводности a, , по таблице 5[1].

а = 0,00063

4.Значение безразмерной температуры, и, находим по формуле

(1.2)

где t - температура на поверхности карандаша, 0С;

t0 - начальная температура чурака, 0С;

t1 - температура нагревающей среды, 0С;

Температура на поверхности карандаша t, как уже указывалось, зависит от породы древесины и может быть принята: для березы, ольхи -200С, сосны, ели 300С, лиственницы 400С.

Температура нагревающей среды t1 принимается 40 - 500С (при обработке древесины по мягким режимам). Значения начальной температуры выбираем по таблице 2[1].

Принимаем t = 400 C; t1 = 500 C; t0 = 350C. Подставляя эти значения в формулу (1.2), получим

5.Величину критерия, F0, определяем по таблице 6 [1].

Принимаем и = 0,67 , получим F01 =0,1

Принимаем и = 0,67 , получим F02 =0,12

Принимаем и = 0,67 , получим F03 =0,12

Принимаем и = 0,67 , получим F04 =0,14.

Время нагревания чураков, Z, ч, определяем по формуле

(1.3)

где а - коэффициент температуропроводности, ;

R - радиус чурака, м;

F0 - критерий теплового подобия Фурье.

Расчёты времени нагревания проводим отдельно для чураков каждой группы диаметров.

Находим Z1 для первой группы диаметров 26-28 см.Принимаем F01 = 0,1; R1 = 0,14 м; а = 0,00063. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Находим Z2 для второй группы диаметров 30-32см. Принимаем F02= 0,12; R2 = 0,16 м; а = 0,00063. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Находим Z3 для третьей группы диаметров 34-36см. Принимаем F03=0,12; R3 = 0,18 м; а = 0,00063. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Находим Z4 для четвёртой группы диаметров 38-40см. Принимаем F04=0,14; R4 = 0,20 м; а = 0,00063. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Для нагревания сырья в настоящее время стремятся использовать как открытые бассейны, так и закрытые многосекционные варочные бассейны, в которых обработка ведётся по мягким режимам. Емкость одной секции, Е, м3, такого бассейна определяем по формуле

(1.4)

где L - длина секции, м;

B - ширина секции, м;

H - высота бассейна, м;

- коэффициент плотности укладки чураков.

Возможные размеры секций:

L = от 5 до 15 м;

B = l + (1-2 м);

H = 2,5 - 3 м;

l -длина нагреваемого чурака, м;

- коэффициент плотности укладки принимаем равным 0,7.

Находим ёмкость, Е, м3,одной секции. Принимаем L = 10 м; B = 3,2 м; H = 3 м; = 0,7. Подставляя эти значения в формулу (1.4), получим

Е = 10*3,2*3* 0,7 = 67,2 м3.

Производительность бассейна (секции), А, м3/см, определяем по формуле

(1.5)

где T - продолжительность смены, ч;

E - емкость одной секции, м3;

Z - время нагревания чураков, ч;

ZВСП - время загрузки и разгрузки одной секции бассейна, ч.

Затраты вспомогательного времени могут приниматься из расчета 0,26 - 0,28 ч на каждый погонный метр длины секции.

Находим производительность бассейна для первой группы диаметров 26-28см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м3; Z1 = 3,1 ч; ZВСП = 0,27 ч. Подставляя эти значения в формулу (1.5), получим

.

Находим производительность бассейна для второй группы диаметров 30-32см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м3; Z2 = 4,88 ч; ZВСП = 0,27ч, получаем

.

Находим производительность бассейна для третьей группы диаметров 34-36см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м3; Z3 = 6,17 ч; ZВСП = 0,27 ч, получаем

.

Находим производительность бассейна для четвертой группы диаметров 38-40см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м3; Z4 = 8,89 ч; ZВСП = 0,27 ч, получаем

.

Расчет производительности варочного бассейна производим отдельно для каждой заданной группы диаметров чураков, приведенных в задании.

Заданием предусмотрено общее количество перерабатываемого сырья и распределение этого сырья по группам диаметров в процентах. С учетом этого определяем количество перерабатываемого сырья по каждой группе диаметра Q1, Q2,...,Qn.

Находим Q1, т. е. 10% от 190 Q1 =

Находим Q2, т. е. 30% от 190 Q2 =

Находим Q3, т. е. 40% от 190 Q3 =

Находим Q4, т. е. 20% от 190 Q4 =

Зная производительность варочного бассейна, количество сырья по каждой группе диаметров, определяем потребное количество секций бассейна, n, секций, для проваривания сырья каждой группы по формуле

(1.6)

где Q1; Q2;...,Qn - количество сырья данной группы диаметров, м3;

А1; А2;....,Аn - производительность варочного бассейна при проваривании чураков той же группы диаметров, м3/смену.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна, n, секций, для первой группы диаметров 26-28см. Принимая Q1 = 19; А1 = 64,23. Подставляя эти значения в формулу (1.6), получим

n1 = 1.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для второй группы диаметров 30-32см. Принимая Q2 = 57; А2 = 40,8, получаем

n2 = 2.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для третьей группы диаметров 34-36см. Принимая Q3 =76; А3 = 32,27, получаем

n3 = 3.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для четвертой группы диаметров 38-40см. Принимая Q4 =38; А3 =22,4 , получаем

n4 = 2.

Затем определяем общее количество секций бассейна для тепловой обработки заданного количества сырья.

n1 + n2 + n3 + n4 = 1+2+3+2 = 8 секции.

2. Определение количественного выхода шпона при лущении

Объём шпона, полученный из единицы объёма перерабатываемого сырья, называется количественным выходом. Различают технологический и производственный количественный выходы.

Технологический выход - возможное количество продукции, получаемой в результате переработки сырья по принятой технологии.

Производственный выход - фактическое количество продукции, получаемое в результате переработки сырья с учётом не только технологических, но и производственных потерь.

В данной работе рассматривается только технологический выход.

У чурака следует различать четыре зоны (Рисунок 2.1): 1 - зона шпона-рванины - являющуюся следствием неправильной формы чурака (искривление его оси, сбежистости и эллипсоидальности сечения); зону 2 - зона кусков - возникающую в результате неправильной установки чурака (базирования) между шпинделями лущильного станка; зону 3 - зона форматного шпона; зону 4 - зона карандаша - представляющую собой остаток древесины после разлущивания чурака.

Рисунок 2.1 - зоны поперечного сечения.

Следовательно, объём чурака, Vч, м3, можно рассматривать, как сумму объёмов кускового и форматного шпона, а также объёмов потерь, неизбежных при лущении

Vч = Vф. ш. + Vкус + Vк + Vр, (2.1)

где Vч - объём чурака, м3;

Vф. ш. - объём форматного шпона, м3;

Vкус - объём длины кусков, м3;

Vк - объём карандаша, м3;

Vр - объём рванины, м3.

Объём древесины, заключенной в каждой из рассматриваемых зон, можно охарактеризовать следующими данными:

для берёзы dч = 210-220 мм

зона шпона-рванины - 20-23%;

зона длинных кусков - 4-5%;

зона форматного шпона - 60-64%;

зона карандаша - 11-12%.

Объем первых трёх зон не может быть точно определен теоретическим путем исходя из геометрической формы чурака. Поэтому для вычисления объёма шпона пользуемся эмпирическими формулами.

Исходными данными при расчётах являются: порода древесины, диаметр чураков, сорт сырья, которые выбираются из таблицы 2 [1].

Для определения расхода сырья на шпоне необходимо рассчитать:

выход шпона;

выход длинных кусков;

количество отходов на карандаш и шпон-рванину.

Указанные показатели рассчитываем для средневзвешенного диаметра чураков и сырья указанных сортов.

Средневзвешенный диаметр чураков, dч. ср., м, определяем по формуле

, (2.2)

где Р1, Р2,..., Рn - количество чураков данной группы диаметров в процентах к объёму сырья, берем по заданию таблицы 2 [1];

dч-1, dч-2, dч -n - средний диаметр чурака в данной группе диаметров, м.

Прежде чем рассчитать объём чурака, Vч, м3, рассчитываем ниже следующие формулы.

Рассчитываем средний диаметр чурака и количество чураков в каждой группе.

Для чураков диаметром 0,26-0,28 м dч-1 = 0,27; Р1 = 10%.

Для чураков диаметром 0,30-0,32 м dч-2 = 0,31; Р2 =30%.

Для чураков диаметром 0,34-0,36 м dч-3 = 0,35; Р3 =40%.

Для чураков диаметром 0,38-0,40 м dч-4 = 0,39; Р4 = 20%.

Рассчитываем средневзвешенный диаметр для первой группы чураков.

Принимаем dч-1 = 0,27 м; Р1 = 10 %; dч-2 = 0,31 м; Р2 =30 %; dч-3 = 0,35 м; Р3 =40 %; dч-4 = 0,39 м; Р4 = 20 %. Подставляя эти значения в формулу (2.2), получим

.

Выход шпона, Vф. ш., м3, и кусков, Vкус, м3, из одного м3 сырья каждого сорта определяем по формулам

; (2.3)

, (2.4)

где l - длина чурака, м;

dч. ср. - средневзвешенный диаметр чураков, м [определяем по формуле (2.2)];

Vч - объём чурака данного диаметра dч. ср. и длины, м3 (выбираем по таблице 7 [1]);

КВ - коэффициент выхода всего шпона (выбираем по таблице 8 [1]);

КЛ - коэффициент выхода форматного шпона (выбираем по таблице 8 [1]);

dК - диаметр остающегося карандаша, м, выбираем по таблице 9 [1] или рассчитываем по формулам

dK.I = d0 - 0,00275 + 0,245d2ч. ср. - 0,195d3ч. ср.; (2.5)

dK.II = d0 - 0,00275 + 0,26d2ч. ср. - 0,12d3ч. ср., (2.6)

где d0 - диаметр кулачков, м (выбираем из задания таблица 2 [1]).

Рассчитываем для сырья 1-го сорта. Принимаем d0 = 0,075 м; dч. ср. = 0,34. Подставляя эти значения в формулу (2.5), получим

dK.I=0,075 - 0,00275 + 0,245*0,342 - 0,195*0,343 = 0,09.

Рассчитываем для сырья 2-го сорта. Принимаем d0 = 0,075 м; dч. ср. = 0,34, получаем

dK.II = 0,075 - 0,00275 + 0,26*0,342 -0,12*0,343 = 0,097.

Рассчитываем коэффициент выхода всего шпона по таблице 8 [1], при длине чураков 1,6 м

КвI = 0,89 КвII = 0,88

Рассчитываем коэффициент форматного шпона по таблице 8 [1], при длине чураков 1,6 м

КлI = 0,85 КлII = 0,84

Рассчитываем объём форматного шпона, Vф. ш., м3.

Для 1-го сорта. Принимаем Vч = 0,23 м3; Кл = 0,85; dч. ср. = 0,34; dK = 0,09 м. Подставляя эти значения в формулу (2.3), получим

Vф. ш.I = *(0,852*0,342 - 0,092) = 7,5 (0,72*0,12 - 0,008) = 0,59.

Для 2-го сорта. Принимаем Vч = 0,23 м3; Кл = 0,84; dч. ср. = 0,34; dK = 0,097 м, получим

Vф. ш.II = *(0,842*0,342 - 0,0972) = 0,57.

Рассчитываем объём длинных кусков, Vкус., м3.

Для 1-го сорта. Принимаем Vч = 0,23 м3; dч. ср. = 0,34; Кв = 0,89; Кл = 0,85. Подставляя эти значения в формулу (2.3), получим

Vкус.I = 0,06.

Для 2-го сорта. Принимаем Vч = 0,23 м3; dч. ср. = 0,34; Кв = 0,88; Кл = 0,84, получим

Vкус.II = 0,05.

Отходы на карандаши, Vк, м3, и шпон рванину, Vр, м3, получаемые при переработки сырья различного сорта, определяем по формулам

, (2.7)

Vp=1-(Vф ш+Vкус+Vк), (2.8)

Рассчитываем отходы на карандаш, Vк, м3.

Для 1-го сорта. Принимаем Vч = 0,23 м3; dK = 0,09 м. Подставляя эти значения в формулу (2.7), получим

VкI = = 0,06.

Для 2-го сорта. Принимаем Vч = 0,23 м3; dK = 0,097 м, получаем

VкII = = 0,07.

Рассчитываем отходы на шпон-рванину Vр, м3.

Для 1-го сорта. Принимаем Vф. ш = 0,59; Vкус. = 0,06; Vк = 0,06. Подставляя эти значения в формулу (2.8), получим

VрI = 1 - (0,59 + 0,06 + 0,06) = 0,29.

Для 2-го сорта. Принимаем Vф. ш = 0,57; Vкус. = 0,05; Vк = 0,07, получаем

VрII = 1 - (0,57 + 0,05 + 0,07) = 0,31.

Расход сырья R на 1 м3 сырого шпона определяем по формуле

, (2.9)

Рассчитываем расход сырья, R, м3, на 1 м3 сырого шпона.

Для 1-го сорта. Принимаем Vф. ш = 0,59; Vкус. = 0,06. Подставляя эти значения в формулу (2.9), получим RI = =1,54.

Для 2-го сорта. Принимаем Vф. ш = 0,57; Vкус. = 0,05, получим

RII = =1,61.

Находим объём чурака, Vч, м3. Подставляя значения по сортам в формулу (2.1), получаем

VчI = 0,59 + 0,06 + 0,06 + 0,29 = 1;

VчII = 0,57 + 0,05 + 0,07 + 0,31 = 1.

Используя указанные формулы, производим расчеты по количественному выходу шпона для каждого сорта сырья в отдельности, а затем с учетом заданного процентного соотношения сортов в общем его объеме, определяем средневзвешенный выход шпона, Vф. ш. - ср., м3,кусков, Vкус. - ср., м3, расход сырья на 1 м3 шпона, Rср., м3,средневзвешенный отпад сырья на карандаши, Vк -ср, м3,и шпон-рванину, Vр. - ср., м3, по формуле

, (2.10)

где Vф.ш-1, Vф.ш-2 - выход форматного шпона из сырья 1, 2-го сортов,м3;

а1, а2 - соотношение сортов сырья в общем его объёме в процентах (выбирается из таблицы 2[1]).

Vф. ш. - ср. = .

Определяем средневзвешенный выход кусков, Vкус. - ср., м3

Vкус. - ср. = .

Определяем средневзвешенный отпад сырья на карандаши, Vк. - ср., м3

Vк. - ср. = .

Определяем средневзвешенный отпад сырья на шпон-рванину, Vр. - ср., м3

Vр. - ср. = .

Определяем средневзвешенный расход сырья, Rср., м3, на 1 м3 сырого шпона

Rср. = .

Результаты расчетов необходимо свести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Количественный выход шпона при лущении.

Наименование показателей	Значения показателей при переработки сырья	Средневзвешенное значение показателей
	1-го сорта	2-го сорта
1	2	3	4
Выход шпона, Vф. ш, м3, из 1 м3 сырья	0,59	0,57	0,58
Выход кусков, Vкус., м3, из 1 м3 сырья	0,06	0,05	0,06
Отходы на карандаш, Vк, м3, из 1 м3 сырья	0,06	0,07	0,07
Отходы на шпон-рванину, Vр, м3, из 1 м3 сырья	0,29	0,31	0,3
Расход сырья, R, м3, из 1 м3 сырья	1,54	1,61	1,58

3. Определение производительности линии лущения - рубки ленты шпона

Для изготовления лущеного шпона используют линии, в состав которых входят: механизм базирования чурака, лущильный станок, устройство для приёма ленты шпона и ее транспортирования к ножницам, ножницы с механизмами подачи в них ленты шпона и укладки в стопу прирезанных форматных листов.

Прирубку кусков чаще всего выполняют на отдельных ножницах, не входящих в состав линии, что и предусмотрено как одно из условий в данном расчете.

Основным звеном линии лущения - рубки ленты шпона является лущильный станок, но его производительность не всегда определяется производительностью линии, а лишь в том случае, когда ее остальные звенья и, в частности, ножницы не задерживают работу лущильного станка.

Содержание и последовательность выполнения работы по определению производительности линии лущения - рубки ленты шпона следующие:

Определение поэлементных затрат времени на операции лущения одного чурака.

Определение общей продолжительности цикла разлущивания одного чурака.

Расчет длины ленты шпона, получаемой из одного чурака.

Расчет времени, затрачиваемого ножницами на отрубание одного листа форматного шпона.

Расчет времени, потребного для рубки на листы всей ленты шпона, получаемой из одного чурака.

Расчет производительности лущильного станка и ножниц в м3 форматного шпона в час.

Определение производительности линии.

Продолжительность цикла одного чурака, Z, с, определяем по формуле

Z = ZУ + ZЗ + ZП.С. + ZО.Ц. + ZК.С. + ZФ + ZО.С. + ZВ.К. , (3.1)

где ZУ - время, затрачиваемое на установку чурака между шпинделями, с (принимаем равным 4с);

ZЗ - время, затрачиваемое на зажим чурака шпинделями, с (принимаем равным 0,7с);

ZП.С. - время, затрачиваемое на подвод суппорта, с (принимаем равным 0,8с);

ZО.Ц. - время оцилиндровки чурака, с [рассчитываем по формуле (3.2)];

ZК.С. - время срезания кускового шпона с одного чурака, с [рассчитываем по формуле (3.3)];

ZФ - время срезания ленты шпона с одного чурака, с [рассчитываем по формуле (3.4)];

ZО.С. - время, затрачиваемое на отвод суппорта после окончания лущения чурака, с [рассчитываем по формуле (3.5)];

ZВ.К. - время, затрачиваемое на прочистку зазоров и включение различных механизмов станка, с (принимаем равным 2с).

Ниже приводим формулы расчёта для определения поэлементных затрат времени на выполнение операций оцилинировки чурака

лущение шпон рубка древесина

ZО.Ц. = (КФ + 0,02 - Кк), (3.2)

срезания кускового шпона

ZК.С. = (Кк - Кл), (3.3)

срезания ленты форматного шпона

ZФ = (Кл*dч.ср. - dк), (3.4)

отвода суппорта

ZО.С. = , (3.5)

где dЧ. СР.- диаметр чурака, мм;

КФ - коэффициент формы чурака (берем из таблицы 11 [1]);

Кк - коэффициент, учитывающий уменьшение диаметра чурака к началу выхода кускового шпона (принимаем равным 0,95);

n - частота вращения шпинделей, мин-1 (берем из задания таблицы 2 [1]);

Sш - толщина шпона, мм (обусловлена в задании таблицы 2 [1]);

Кл - коэффициент выхода форматного шпона (выбираем из таблицы 8 [1]);

dК - диаметр карандаша, мм (рассчитали в предыдущем пункте);

lс - путь перемещения суппорта из крайнего положения к чураку на ускоренной подаче, мм (принимаем lс = 50 мм);

vп.с. - скорость ускоренной подачи суппорта, мм/с (принимаем равной 80 мм/с).

Рассчитываем время оцилиндровки чурака, ZО.Ц., с, отдельно для каждой толщины.

Принимаем dЧ. СР. = 340мм; n = 150мин-1; Sш = 1,8мм; КФ = 1,2; Кк = 0,95. Подставляя эти значения в формулу (3.2) получим

ZО.Ц.1,8 = (1,2 + 0,02 - 0,95) = 0,27 = 37,78 * 0,27 = 10,2.

Аналогично рассчитываем для других толщин.

ZО.Ц.2,8 = (1,2 + 0,02 - 0,95) = 0,27 = 24,29 * 0,27= 6,56;

ZО.Ц.3,2 = (1,2 + 0,02 - 0,95) = 0,27 = 21,25 * 0,27 = 5,74.

Рассчитываем время срезания кускового шпона с одного чурака, ZК.С., с, разных толщин и сортов.

Принимаем dЧ. СР. = 340мм; n = 150мин-1; Sш = 1,8мм; Кк = 0,95; Кл = 0,85. Подставляя эти значения в формулу (3.3), получим

ZК.С.1,8I = (0,95 - 0,85) = 0,1 = 37,78 * 0,1 = 3,78;

Рассчитываем для 2-го сорта при тех же данных, но при Кл = 0,84, получим

ZК.С.1,8II = (0,95 - 0,84) = 0,11 = 37,78 * 0,11 = 4,16;

Рассчитываем для толщины 2,8мм.

ZК.С.2,8I = (0,95 - 0,85) = 0,1 = 24,29 * 0,1 = 2,43;

ZК.С.2,8II = (0,95 - 0,84) = 0,11 = 24,29 * 0,11 = 2,67;

Рассчитываем для толщины 3,2мм.

ZК.С.3,2I = (0,95 - 0,85) = 0,1 = 21,25 * 0,1 = 2,13;

ZК.С.3,2II = (0,95 - 0,84) = 0,11 = 21,25 * 0,11 = 2,34;

Рассчитываем время срезания ленты шпона с одного чурака ZФ, с.

Принимаем n = 150мин-1; Sш = 1,8мм; Кл = 0,85; dЧ. СР. = 340мм; dК = 90мм. Подставляя эти значения в формулу (3.4), получим

ZФ1,8I = (0,85*340 - 90) = (289 - 90) = 0,11 * 199 = 21,89.

Рассчитываем для 2-го сорта. При Кл = 0,84; dК = 97мм., получаем

ZФ1,8II = (0,84*340 - 97) = (285,6 - 97) = 0,11 * 188,6 = 20,75;

ZФ2,8I = (0,85*340 - 90) = (289 - 90) = 0,07 * 199 = 13,93;

ZФ2,8II = (0,84*340 - 97) = (285,6 - 97) = 0,07 * 188,6 = 13,20;

ZФ3,2I = (0,85*340 - 90) = (289 - 90) = 0,06 * 199 = 11,94;

ZФ3,2II = (0,84*340 - 97) = ( 285,6 - 97) = 0,06 * 188,6 = 11,32;

Рассчитываем время, затрачиваемое на отвод суппорта после окончания лущения чурака, ZО.С., с, для 1-го, 2-го сортов.

Принимаем КФ = 1,2; dЧ. СР. = 340мм; dК =90мм; lс = 50мм; vп.с. = 80мм/с. Подставляя эти значения в формулу (3.4), получим

ZО.С.I = .

Рассчитываем для 2-го сорта при тех же условиях, но при dК = 97мм.

ZО.С.II = .

Рассчитываем продолжительность цикла одного чурака, Z, с.

Подставляя найденные значения в формулу (3.1), получаем

Z1,8I=4+0,7+0,8+10,2+3,78+21,89+2,66+2=46,03;

Z1,8II=4+0,7+0,8+10,2+4,16+20,75+2,61+2=45,22;

Z2,8I=4+0,7+0,8+6,56+2,43+13,93+2,66+2=33,08;

Z2,8II=4+0,7+0,8+6,56+2,67+13,20+2,61+2=32,54;

Z3,2I=4+0,7+0,8+5,74+2,13+11,94+2,66+2=29,97;

Z3,2II=4+0,7+0,8+5,74+2,34+11,32+2,61+2=29,51;

Время, затрачиваемое на разлущивание одного чурака, определяем для всех толщин шпона, указанных в задании, но с учетом переработки чурака среднего диаметра, определенного по формуле (2.2).

Длина ленты форматного шпона, Lл, м, получаемой из одного чурака определяем по формуле

Lл = (Кл2 dч.ср2. - dк2), (3.6)

dч.ср, dк, SШ, мм.

Рассчитываем длину ленты форматного шпона, Lл, м.

Принимая SШ = 1,8мм; dч.ср = 340. Подставляя эти значения в формулу (3.6), получим

Lл1,8I = (0,852 *3402 - 902)=0,0004*(83521 - 8100) = 0,0004*75421 = 30,17;

Lл1,8II = (0,842 *3402 - 972)=0,0004*(81567 - 9409) = 0,0004*72158 = 28,86;

Принимая SШ = 2,8мм; dч.ср = 340. Подставляя эти значения в формулу (3.6), получим

Lл2,8I = (0,852 *3402 - 902)=0,00028*(83521 - 8100)=0,00028*75421=21,12;

Lл2,8II = (0,842 *3402 - 972)=0,00028*(81567 - 9409)=0,00028*72158=20,20;

Принимая SШ = 3,2мм; dч.ср = 340. Подставляя эти значения в формулу (3.6), получим

Lл3,2I = (0,852 *3402 - 902)=0,00025*(83521 - 8100)=0,00025*75421=18,86;

Lл3,2II = (0,842 *3402 - 972)=0,00025*(81567 - 9409)=0,00025*72158=18,04;

Время, затрачиваемое ножницами на отрезку одного листа, ZР, с, и рубки на листы всей ленты шпона, ZР/, с, определяем по формулам

ZР = , (3.7)

ZР/ = , (3.8)

где b - ширина листа сырого шпона, м;

m - число двойных ходов ножа ножницы, мин (принимаем m = 120);

vП - скорость подачи ленты шпона в ножницы, м/с (таблица 2[1]);

LЛ - длина ленты шпона, м;

ZД - время, затрачиваемое на заправку ленты шпона в ножницы в первый раз, с, (принимаем ZД = 5с).

Рассчитываем время, затрачиваемое ножницами на отрезку одного листа, ZР, с.

Принимая b = 1,44м; vП = 0,8 м/с; m = 120 мин. Подставляя эти значения в формулу (3.7), получим ZР = = 2,3.

Рассчитываем время, затрачиваемое рубкой на листы всей ленты шпона, ZР/, с.

Принимая LЛ = 30,17 м; b = 1,44м; ZР = 2,3с; ZД = 5с. Подставляя эти значения в формулу (3.8), получим

ZР/I1,8 = =20,95*2,3+5=53,19.

ZР/II1,8 = =20,04*2,3+5=51,09.

Рассчитываем для толщины 2,8 мм

ZР/I2,8 = =14,67*2,3+5=38,74;

ZР/II2,8 = =14,43*2,3+5=38,19;

Рассчитываем для толщины 3,2мм

ZР/I3,2 = =13,10*2,3+5=35,13;

ZР/II3,2 = =12,53*2,3+5=33,82;

Производительность лущильного станка, АЛ,С,, м3/ч, и ножниц, АН, м3/ч, определяем по формулам

АЛ,С = , (3.9)

АН = , (3.10)

где Ки. - коэффициент использования рабочего времени, равный 0,95.

Производительность лущильного станка и ножниц определяем отдельно для каждого сорта сырья и каждой толщины шпона.

Рассчитываем производительность лущильного станка, АЛ,С,, м3/ч.

Принимаем Ки. = 0,95; Zр. = 2,3с; LЛ = 30,17; l = 2,2м, Sш = 1,8мм. Подставляя эти значения в формулу (3.9), получим

АЛ,С1,8I = =1,49*66,37*1,8=178;

АЛ,С1,8II = =1,49*63,49*1,8=170,29;

АЛ,С2,8I = =1,49*46,46*2,8=193,85;

АЛ,С2,8II = =1,49*44,44*2,8=185,40;

АЛ,С3,2I = =1,49*41,49*3,2=197,83;

АЛ, С3,2II = =1,49*39,69*3,2=189,24;

Рассчитываем производительность ножниц, АН, м3/ч.

Принимаем Ки. = 0,95; ZР/ = 55,74с; LЛ = 30,17; l = 2,2м, Sш = 1,8мм. Подставляя эти значения в формулу (3.10), получим

АН1,8I = =0,06*66,37*1,8=7,17;

АН1,8II = =0,07*63,49*1,8=7,1;

АН2,8I = =0,09*46,46*2,8=11,71;

Ан2,8II = =0,09*44,44*2,8=11,20;

Ан3,2I = =0,10*41,49*3,2=13,28;

Ан3,2II = =0,10*39,69*3,2=12,70;

Часовая производительность линии лущения - рубки ленты шпона, АЛ, м3/ час, определяем при анализе производительности лущильного станка и ножниц.

Производительность линии АЛ равна производительности лущильного станка АЛ, С, если производительность ножниц равна или больше производительности лущильного станка.

Если Ан < Ал.с., то производительность линии будет определять производительность ножниц.

Потребное количество линии по переработки сырья, n, шт., определяем по формуле

n = , (3.11)

где Q - количество сырья, подлежащего переработке, м3/ см (таблица 2[1]);

VФ.Ш.-СР + VКУС.-СР. - средневзвешенный выход шпона и кусков из 1 м3 сырья, м3;

х - количество шпона заданной толщины, %, (берется из таблицы 2[1]);

АЛ - установленная производительность линии лущения - рубки при переработки сырья на шпон соответствующей толщины, м3/ ч.

Принимаем Q = 190 м3; VФ.Ш.-СР = 0,58 м3; VКУС.-СР = 0,06 м3; х = 30%; АЛ = 7,17 м3/ ч. Подставляя эти значения в формулу (3.11), получим

n 1,8I = =0,64=0,6=1;

n 1,8II = =0,64=0,6=1;

n 2,8I = =0,39=0,4=1;

n 2,8II = =0,41=0,4=1;

n 3,2I = =0,34=0,3=1;

n 3,2II = =0,36=0,4=1.

В данной формуле величина представляет собой количество шпона определенной толщины, подлежащей выпуску, м3/ ч.

Заключение

В данной расчётно-графической работе были решены задачи, связанные с подготовкой сырья к лущению, определением количественного и качественного выхода шпона из чураков, определением производительности линии лущения - рубки ленты шпона. А также были выполнены поставленные цели: рассчитаны производительность соответствующего оборудования при переработке сырья различных диаметров и сортов и при изготовлении шпона различных толщин.

А именно мы рассчитали производительность оборудования при переработке сырья хвойной породы, двух сортов и диаметров 26-28 см, 30-32 см, 34-36 см, 38-40 см и при изготовлении шпона толщиной 1,8 мм, 2,8 мм и 3,2 мм. Был рассмотрен выбор условий гидротермической обработки чураков. Определив время пропаривания, мы видим, что оно зависит от диаметра чурака: с увеличением диаметра время пропаривания возрастает. Также мы подсчитали количество секций варочного бассейна, оно равно 8, что соответствует данному количеству сырья, и нашли производительность бассейна для каждой из групп диаметров; с увеличением диаметра производительность уменьшается.

Во втором пункте работы был определён количественный выход при лущении, который представлен в таблице 2.1. Большие производственные потери древесины в виде отходов - это шпон-рванина и карандаш, они составляют 32 процента в среднем по двум сортам. Выход форматного шпона по второму сорту меньше, следовательно, больше количество отходов на шпон-рванину и карандаш и расход сырья на 1 м3 сырого шпона больше, чем по первому сорту.

В третьем пункте мы определили производительность линии лущения - рубки ленты шпона: рассчитали продолжительность цикла обработки одного чурака, она равна 7-13 м3 в час, что говорит о неиспользованных резервах для повышения производительности оборудования, а также потребное количество линий по переработке сырья. Продолжительность цикла обработки одного чурака по первому сорту больше чем по второму, а с увеличением толщины продолжительность уменьшается. Длина ленты форматного шпона также уменьшается с увеличением толщины. Производительность лущильного станка больше производительности ножниц.

В графической части представлена продолжительность обработки чурака по толщинам для одного сорта.

Список использованных источников

1. Сосна Л.М. Методические указания «Технология клееных материалов и плит». - Ленинград: 1985г. - 39 с.

2. Качалина Н.В. Справочник по производству фанеры. - М.: Лесная промышленность, 1984г. - 432 с.

3. Васечкин Ю.В. «Технология и оборудование для производства фанеры». Учебник для техникумов. - М.: - Лесная промышленность, 1983г. - 312 с.

Реферат

В расчётно-графической работе были выбраны условия гидротермической обработки чураков, определен количественный выход шпона при лущении, а также производительность линии лущения - рубки ленты шпона

Расчетно-графическая работа состоит из 25 страниц машинописного текста, содержит 1 таблицу, 1 рисунок, 27 формул и 3 литературных источника.

Размещено на Allbest.ru