Механизация и автоматизация технологических процессов в машиностроении

Светорассеивающее стекло выпускается матовым и узорчатым. Его используют для остекления окон, дверей и перегородок, когда необходимо обеспечить освещение помещения внутри без сквозной видимости.

Увиолевое стекло значительно лучше, по сравнению с оконным, пропускает ультрафиолетовые лучи. Его используют в северных районах, а также для сооружения лечебных учреждений, теплиц по выращиванию растений, помещений для зимнего выгула животных и птиц.

Закаченное стекло в 5-8 раз прочнее обыкновенного; его используют для остекления витрин, дверей, перегородок, окон на транспортных средствах, а также для изготовления стеклопакетов. Его получают путем нагрева до температуры 600-680°С и резкого равномерного охлаждения. Листы закаленного стекла, покрытые с внутренней стороны цветными керамическими красками, называют стемалитом. Его применяют для остекления дверей, перегородок и для устройства многослойных панелей.

Солнце- и теплозащитное стекло в зависимости от состава может пропускать лучи различной длины, т. е. обладать свойствами селективного пропускания света и быть теплоотражающим или теплопоглощающим. В состав последнего вводят закись железа, в результате чего стекло задерживает до 75% тепловых инфракрасных лучей.

Пустотелые стеклянные блоки получают свариванием отпрессованных из стекломассы половинок. Благодаря наличию на лицевой стороне рисунка стеклоблоки имеют рассеивающую способность. Их изготавливают бесцветными или окрашенными в различные цвета. Стеклоблоки выпускают размером 294x294 мм и толщиной до 98 мм.

Стеклопакеты представляют прозрачные изделия, состоящие из двух или нескольких листов стекла, соединенных по периметру так, что между ними образуется замкнутое пространство, заполненное сухим воздухом или газом. В зависимости от типа соединения стекол они могут быть клеенными, паянными или сварными. Толщина пространства между стеклами составляет 12-20 мм. Благодаря герметичности стеклопакетов они изнутри не запотевают, не замерзают и не покрываются пылью. Они весьма эффективны с точки зрения теплоизоляции и звукоизоляции при остеклении оконных проемов, они не замерзают при температуре - 40°С, не запотевают и не требуют внутренней протирки.

Стеклянные трубы представляют собой прозрачные цилиндрические изделия с открытыми торцами. Они находят применение для устройства трубопроводов по транспортировке различных жидкостей и газов, в т. ч. кислот, щелочных растворов и пищевых материалов. Стеклянные трубы можно эффективно использовать для пневмотранспорта, электроизоляции и т. п.

3.3 Гидроизоляционные, герметизирующие, уплотняющие и кровельные материалы

Для гидроизоляции строительных элементов наиболее часто применяют материалы типа рубероида, толя, пергамина, стеклору-бероида, гидроизола, гидростеклоизола, фольгоизола, битумной, дегтевой, битумно-резиновой изоляционной мастики и др. Указанные материалы должны быть водостойки, водонепроницаемы, стойки к атмосферным воздействиям.

Рубероид представляет собой рулонный материал, получаемый путем пропитки кровельного картона расплавленным легкоплавким битумом, нанесения на него покрытия с одной или с двух сторон тугоплавким битумом и мелкозернистого минерального порошка, слюды или другой присыпки, которая предотвращает слипание материала в рулонах. Для верхних слоев многослойного кровельного ковра при изготовлении мягкой кровли применяют рубероид кровельный с крупнозернистой посыпкой с лицевой стороны и пылевидной с нижней стороны. Толь получают двукратной пропиткой картона дегтевыми продуктами. Иногда толь выпускают с песчаной посыпкой с одной или двух сторон, применяют такое изделие для нижнего или верхнего кровельного ковра.

Пергамин получают из кровельного картона пропиткой нефтяными битумами, используется как кровельный подкладочный материал под рубероид и для пароизоляции.

Стеклорубероид получают нанесением битума на стеклохолст и покрытием с одной или двух сторон крупнозернистой, чешуйчатой или мелкозернистой посыпкой. Гидроизол изготавливают пропиткой нефтяным битумом асбестового или асбестоцеллюлозного картона. Гидростеклоизол получают покрытием стеклоткани смесью битума, молотого талька, магнезита и пластификатора.

Фольгоизол является двухслойным материалом, состоящим из тонкой алюминиевой фольги и покрытым с нижней стороны слоем битумно-резинового состава. Его применяют для устройства кровли, парогидроизоляции, а также для герметизации стыков панелей. Фольгорубероид состоит из слоя алюминиевой фольги, покрытой с двух сторон битумно-резиновой мастикой; применяют для гидроизоляции подземных частей строительных элементов. Изол является кровельным материалом, который изготавливается из смеси нефтяного битума и материалов, содержащих каучук, каменноугольную смолу, минеральные наполнители и антисептики. Изол эластичен, биостоек, невлагоемок, долговечнее рубероида в два раза.

Битумы и дегти, а также мастики на их основе применяют для гидроизоляционных и кровельных работ. Они являются водостойкими и водонепроницаемыми материалами, стойкими к атмосферным воздействиям. В строительстве в основном применяют нефтяные битумы, которые выпускаются в твердом, полутвердом и жидком состоянии. При кровельных работах рекомендуется применять теплостойкие битумы с температурой размягчения не менее 70--90 °С. Битумная мастика представляет собой однородную массу из нефтяных битумов, пылевидных или волокнистых наполнителей (известняковый, доломитовый, кварцевые порошки, тальк, минеральная вата и т. п.), антисептиков и добавок. Наполнители позволяют уменьшить расход битума, повысить его эластичность и теплостойкость. Битумно-резиновая изоляционная мастика более эластична за счет резиновой крошки и пластификатора, она также морозостойка. Дегтевые мастики состоят из дегтевого вяжущего материала и наполнителей. Битумно-каучуковая мастика включает в себя 85% нефтяного битума и 15% этиленпропиленового каучука.

Кровельное железо выпускают оцинкованным и неоцинкован-ным, плоским и предварительно спрофилированным с целью повышения его жесткости, технологичности сочетания с сопрягаемыми элементами, а также для улучшения эстетичности конструкций кровли, ограждений и других элементов. В последнее десятилетие в нашей республике расширяется применение металлочерепицы, которую изготавливают по специальным технологиям, обеспечивающим высокую антикоррозионную стойкость стали. Основой таких технологий являются металло- и полимерные покрытия.

3.4 Применение сборного и монолитного бетона в строительстве

Бетон и железобетон начали применять сравнительно недавно, 180-150 лет тому назад. По влиянию на развитие мировой цивилизации изобретение бетона и железобетона можно ставить в ряд наиболее выдающихся открытий. Железобетон начали активно применять в странах СНГ с 1930 г. Из монолитного железобетона выполняют несущие конструкции промышленных зданий (фундаменты, колонны, каркасы промышленных и жилых зданий, подкрановые балки, перекрытия и даже стены, балочные и безбалочные), возводят жилые здания, элеваторы, бункеры, емкости и подземные сооружения.

Бетон соответствует всем основным требованиям, предъявляемым к прогрессивному строительному материалу, а именно: высокая прочность и долговечность эксплуатации, хорошая сочетаемость с другими материалами, широкая возможность использования огромных сырьевых запасов и отходов, продуктов утилизации, высокая технологичность, эстетичность, экологическая безопасность, низкая энергоемкость и экономичность процесса. Бетон выпускают легкий, ячеистый, напряженный, водостойкий, жаропрочный, с полимерными и другими наполнителями, Из бетона можно делать станины крупных машин, морские суда и нефтяные платформы.

С 1950 г. сборные железобетонные конструкции начали применять во все возрастающих масштабах в промышленном строительстве. Вначале производство сборного бетона было организовано на специализированных технологических линиях в специализированных цехах мощных строительных предприятий. Объем применения сборных железобетонных конструкций в 1990 г. составил около 60% общего объема выпуска железобетона. Ориентация на строительство комбинатов крупнопанельного домостроения большой мощности породило унификацию типовых серий сборных элементов и, как следствие, однообразие строящихся зданий. Было снижено внимание к кирпичному домостроению, значительные средства затрачены на объемно-блочное строительство. В угоду конъюнктуре выбирались сборные варианты вместо монолитных, что не всегда было рационально. Концентрация производственных мощностей приводила к нецелесообразной перевозке строительных изделий на большие расстояния. В настоящее время наблюдается неоправданный отказ от сборного железобетона, несмотря на наличие развитой производственной базы.

Производство сборного железобетона расширяется в связи с возможностью обеспечения высокого качества сооружаемых строительных объектов. В Республике Беларусь около 80% общего объема выпуска сборного железобетона составляют различные виды плоских и линейных конструкций (стеновые панели, плиты перекрытий и кровли, перегородки, площадки и т. д.). Ориентировочная структура производства различных видов конструкций в общем объеме сборного железобетона выглядит так: фундаменты - 8%; элементы каркаса зданий - 10%; стеновые элементы и элементы зданий - 35%; плиты покрытий и перекрытий - 30%; мостовые конструкции, опоры ЛЭП, шпалы, трубы и т. д. - 13%.

Для производственных зданий наиболее рационально изготавливать в виде сборных конструкций фермы, стропильные балки, подстропильные конструкции, плиты перекрытий, плиты на пролеты, колонны, каркасы многоэтажных зданий, перемычки, панели, блоки для наружных стен из легких бетонов, забивные сваи, бетонные и железобетонные фундаменты массой до 3 т. Из сборного железобетона в настоящее время изготавливается примерно 70% конструкций производственных одноэтажных зданий, а многоэтажных - примерно 30%.

В жилищном строительстве в сборном железобетоне целесообразно выполнять крупнопанельные здания высотой до 16 этажей, а при обосновании и выше, в первую очередь при использовании легких бетонов для ограждающих и несущих конструкций, блоков из легких и ячеистых бетонов, плит перекрытий и покрытий, лестниц и других элементов.

В связи с повышением требований и увеличением термического сопротивления ограждающих конструкций значительная роль принадлежит ячеистому бетону, плотность которого может достигать 100 кг/м³. Расширение применения ячеистых бетонов для теплоизоляции в многослойных конструкциях и стеновых блоках является одним из основных путей снижения энергозатрат в строительстве. Кроме того, использование высокопрочного бетона в несущих конструкциях зданий позволит получить значительную экономию цемента, энергии и снизить транспортные расходы и трудоемкость строительства.

Проблема ускорения твердения бетона является одной из важнейших в технологических процессах производства сборных железобетонных изделий. Несмотря на то, что активно разрабатываются химические добавки-ускорители твердения бетона, тепловая обработка паром будет являться основным методом. Однако постепенно будут приходить более эффективные способы интенсификации твердения бетона, в частности, электротермообработка, которая позволяет снизить расход энергии более чем в 2 раза.

Производство бетона по своему технологическому содержанию можно отнести к химическому производству, так как твердение бетона происходит в результате протекания сложных химических реакций. Прочность бетона зависит от соотношения и качества используемых при этом составляющих материалов. Отсюда вытекает необходимость строгого контроля и свойств исходного сырья, и технологических параметров, что можно успешно решить, только применяя средства автоматизации.

Одним из основных направлений повышения эффективности бетона является его химизация, применение специальных добавок, улучшающих свойства бетона как на стадии приготовления и укладки, так и на стадии эксплуатации. Добавки подразделяются на регулирующие свойства бетонной смеси (пластифицирующие, ускоряющие, замедляющие, воздухововлекающие и т. д.), повышающие прочность, коррозионную стойкость, морозостойкость.

Современная технология приготовления бетона характеризуется применением тщательно промытых и отсортированных заполнителей, точной дозировкой добавок и в перспективе должна стать тонкой химической технологией, что определит значительное повышение качества изготавливаемых строительных объектов.

По объему производства и применению монолитный бетон существенно опережает другие виды строительных материалов. На изготовление бетона для монолитного строительства расходуется более половины мирового объема производства цемента. В монолитном исполнении возводятся промышленные и жилые здания, объекты социального и культурного назначения, плотины, энергетические комплексы, телевизионные башни и т. д. В последние годы наметились тенденции к увеличению применения монолитного бетона с использованием специальной опалубки, высокопроизводительной технологии и комплексной механизации и автоматизации, транспортирования и укладки бетонной смеси. Возведение строительных объектов с использованием монолитного бетона открывает возможность повышения качества архитектурных решений при снижении затрат ресурсов. Экономические преимущества монолитных железобетонных конструкций по сравнению с кирпичным и полносборным строительством характеризуется снижением затрат на создание производственной базы на 20-30%, расход стали уменьшается на 10-15%, энергоемкость - до 30%, суммарные трудовые затраты- на 25%. Монолитный бетон и железобетон также характеризуется несколько меньшими расходами цемента по сравнению со сборным железобетоном, но средняя его прочность ниже, а трудоемкость арматурных работ в 1,5-2 раза выше.

Наиболее рациональные области применения монолитных железобетонных конструкций являются фундаменты под колонны и оборудование, подземные конструкции (подвалы, тоннели и т. п.), несущие элементы зданий, каркасы и перекрытия многоэтажных зданий, стволы жесткости высотных сооружений.

Расход основных строительных материалов в монолитных железобетонных сооружениях различен и зависит от их конструкции и назначения, прочностных характеристик материалов. В среднем расход бетона на 1 м² общей площади многоэтажного жилого здания составляет 0,4-0,7 м³, а стали - 35-70 кг.

Монолитные решения эффективны в инженерных сооружениях. Это емкости различного назначения; дымовые трубы; градирни и т. п.; автодороги; мосты; очистные танки; тоннели; плотины ГЭС; фундаменты; реакторные отделения АЭС и корпуса реакторов и защитных оболочек; корпуса тепловых аккумуляторов и т. д.

Бетонную смесь приготавливают как в условиях строительной площадки, так и на заводах в бетоносмесительных установках стационарного или передвижного типа. Процессы дозирования составляющих, перемешивания и выгрузки полностью компьютизирова-ны. Распечатка сопроводительной документации содержит сведения о марке цемента, данные о продукции, времени ее доставки, адрес и маршрут движения автобетоновоза. Одна транспортная единица перевозит в год примерно 5 тыс. кубометров бетонной смеси. Средняя дистанция транспортирования обычно не превышает 20 км. При перевозке бетона на дальние расстояния для предупреждения его схватывания в него вводят добавки-замедлители.

Применение современной технологии укладки бетона при помощи автобетононасосов и использование пластификаторов предъявляет повышенные требования к конструктивным решениям опалубки. Разработаны основные типы универсальных опалубок: разборно-переставная, мелкощитовая, блочная, скользящая, объемно-переставная, греющая, несъемная многофункционального назначения. Объем бетона, укладываемого в унифицированные опалубки, в настоящее время составляет 70-80%. Для опалубок используются такие материалы, как ламинированная фанера, металлоконструкции облегченного профиля, стеклопластики, алюминиевые панели и т. д.

Наиболее распространенная разборно-переставная опалубка, готовые элементы которой в виде щитов или коробов демонтируются после набора бетона и его затвердевания; монтируется вновь на следующем участке бетонирования. Современные системы переставной опалубки для строительства монолитных многоэтажных зданий могут иметь размеры 9x12 мм и массу до 12 т.

Скользящая опалубка поднимается, опираясь на готовую конструкцию непрерывно или периодически с определенным шагом, применяется для бетонирования высотных сооружений. Скорость подъема опалубки определяет весь технологический цикл. Темп бетонирования в зависимости от условий выдерживания бетона обычно равен 3--4 м в сутки. Скользящая опалубка может также перенастраиваться для образования сложных поверхностей.

Значительный резерв повышения эффективности использования монолитного железобетона в массивных конструкциях - внедрение несъемной опалубки в виде тонкостенных элементов из армоцемента, стеклофиброцемента или тонких железобетонных плит. Перспективно применение в малоэтажном строительстве несъемной опалубки из пенополистирола. Она собирается насухо из отдельных блоков толщиной 7-10 см с применением связей между наружным и внутренним слоями. После затвердевания залитого бетона такая стена снаружи оштукатуривается по сетке из стекловолокна или стали.

Можно прогнозировать расширение использования монолитного бетона при возведении оригинальных по назначению и по архитектуре административных и жилых зданий с развитием и совершенствованием технологии устройства опалубки, которая позволит разнообразить архитектурные формы.

3.5 Устройство дополнительной теплоизоляции зданий

Сооружаемые и эксплуатируемые здания часто не соответствуют современным требованиям по экономному использованию тепловой энергии. Для повышения теплозащитных характеристик наружных стен при строительстве и ремонте зданий целесообразно устройство дополнительных слоев теплоизоляции. Теплоизоляционный материал, повышая сопротивление теплопередаче стены, оказывает заметное влияние на влажностный режим ограждения (стены). Неправильно установленный утеплитель может привести к снижению санитарно-гигиенических характеристик стены и всего помещения, вызвав повышение влажности.

Теплоизоляционный слой можно устанавливать с наружной, внутренней, а также одновременно с наружной и внутренней сторон стены. При внутреннем расположении теплоизоляции наблюдается скопление влаги в толще стены на границе с утеплителем. При устройстве теплоизоляции с наружной стороны стены она становится более теплоустойчивой. Паропроницаемый утеплитель не дает скапливаться влаге в стене, обеспечивая естественную просушку ограждения. Стена аккумулирует теплоту, так как утеплитель задерживает ее в ограждении, изолируя ее от холодного воздуха, и повышает температуру в толще стены. Естественная диффузия водяных паров и повышенная температура ограждения положительно сказывается на теплотехнических характеристиках стены. Однако в этом случае требуется устройство специальных защитных покрытий теплоизо-ляторов от неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды: устройство поверх утеплителя прочного пароизоляционного материала типа известковой штукатурки, керамических плиток, ограждающих профилированных металлических или неметаллических элементов.

Установка пароизоляции и утеплителя одновременно с внутренней и наружной сторон стены препятствует высыханию материала конструкции и способствует скоплению влаги в толще ограждения. Такое решение недопустимо для деревянных стен, а также для стен первых этажей.

При утеплении здания с наружной стороны используют различные материалы: минераловатные плиты, полистирольные пено-пласты, штукатурные растворы, плиты из ячеистых бетонов. Теплоизоляционные плиты или блоки крепятся к стене на специальных клеевых составах, а также с помощью дюбелей, гвоздей, шурупов, деревянных брусков и реек, металлических столиков и т. д. При нанесении штукатурных материалов используют металлические или пластиковые сетки, которые крепят на соответствующих элементах, соединенных со стеной.

Второй вариант теплоизоляции может быть реализован на принципе вентилируемого фасада, при котором на фасаде здания монтируется каркас, в нем крепится утеплитель, а поверх каркаса навешиваются облицовочные панели. При этом между утеплителем и облицовкой предусматривается зазор, по которому свободно циркулирует воздух. Этот воздух удаляет влагу, испаряющуюся из поверхности стены, не давая ей задержаться в утеплителе. Фасад вместе с утеплителем дышит, и его теплоизолирующая способность постоянно сохраняется на определенном уровне. Этот технологический процесс свободен от нанесения клеевого или штукатурного составов, а также созданы условия для неограниченного выбора вариантов облицовки панелей из различных материалов, разного размера и различной текстуры и расцветки. Кроме того, наблюдается высокая шумоизолирующая способность вентиляционного фасада, повышается технологичность монтажа.

4. Технологические процессы в деревообрабатывающей и мебельной промышленности

Технологические процессы, применяемые в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Эта промышленность Республики Беларусь имеет устойчивые темпы развития. Удельный вес отрасли в структуре промышленного комплекса республики составлял в 2006 г. - 4,4%, в 2003 г. - 5,4%, в 1990 г.- 4,4%. Среднегодовая численность промышленно-производственного персонала за 1991-2006 гг. увеличилась более чем на 13%. Эта промышленность в настоящее время насчитывает около 5 000 предприятий и производств. В том числе находящихся на самостоятельном балансе -- 323 (2003 г.). Рентабельность выпускаемой продукции в 2003 г. составляла 10,4%. В структурном отношении лесопромышленный комплекс делится на четыре отрасли -лесозаготовительную (лесоэксплуатационную), деревообрабатывающую, целлюлозно-бумажную и лесохимическую

Лесозаготовительная промышленность заготавливает ежегодно около 7,5 млн м³ древесины и производит 13,55 валовой продукции лесопромышленного комплекса. Ежегодные заготовки древесины составляют около 1% общего запаса, при этом вырубается примерно 50% среднего ежегодного прироста древесины.

Деревообрабатывающая промышленность производит из древесины материалы (доски, брусья, бруски, рейки и т. д.), мебель, рамы, двери, строительные деревянные элементы, паркет, фанеру, древесно-стружечные (ДСП) и древесно-волокнистые (ДВП) плиты, спички, тару и т. п., ее доля в структуре комплекса составляет 65%. Наибольшей ее составляющей является мебельная промышленность, которая производит около 38% валовой продукции комплекса и 57,6% всей деревообрабатывающей подотрасли. В настоящее время в Республике Беларусь работает свыше 300 мебельных предприятий, среди которых наиболее мощными являются «Бабруйскмебель», «Гомельдрев», «Минскмебель», «Витебскдрев» и «Пинскдрев». Беларусская мебель успешно поставляется в страны СНГ, Россию, дальнее зарубежье (Австрию, Венгрию, ФРГ, Нидерланды, Швецию и др.). Заметной частью комплекса является предприятия по производству фанеры, ДСП и ДВП. Сейчас в Беларуси работает шесть фанерных предприятий общей мощностью 183,5 тыс. м³ фанеры в год, около 70% фанеры экспортируется. Деревообрабатывающее и мебельное производство одно из наиболее древних видов деятельности. Республика Беларусь для развития этой отрасли имеет достаточно хорошую сырьевую базу, столетиями наработанные опыт и традиции. Общий запас древесины на корню составляет около 800 млн м³, в том числе спелой древесины - 85 млн м³. Для устойчивого функционирования деревообрабатывающих предприятий республике необходимо заготавливать ежегодно около 7 млн м³ древесины, из которой 42% потребляет строительная промышленность, 34% деревообрабатывающая отрасль, остальная перерабатывается другими промышленными производствами, в том числе и энергоотраслью. Лесистость территории Республики Беларусь составляет 34,5%, при условии высокой культуры лесного хозяйства и применении прогрессивных технологических процессов деревоперерабатывающих производствах лесистость не должна превышать 25%. В Республике Беларусь ежегодно добывается сосна (60%), ель (9%), дуб (3,6%), береза (16%), черная ольха (8%), осина (2%), другие породы древесины (1,4%). Твердые породы древесины (бук, граб, красное дерево, ясен, орех и др.) импортируются и используются, как правило, для облицовки (отделки) изделий. В целом, ввоз и вывоз древесины из республики приблизительно равен.

Предприятия деревообработки подразделяются на предприятия с полным технологическим циклом, когда производственный процесс начинается из раскроя бревен и заканчивается готовым изделием из древесины (двери, рамы, шкафы, стулья и т. д.) и производства с неполным технологическим циклом (мебельное предприятие, фабрика по производству фанеры, древесностружечной плиты и т. д.). В свою очередь мебельные предприятия бывают двух типов:

-- КМД-предприятия по производству мебельных деталей, сборочных единиц высокой степени готовности (щиты, бруски, гну-токлеенные детали и т. д.);

-- ОСП-отделочно-сборочные предприятия мебельного производства, где полуфабрикаты из дерева окончательно обрабатывают, отделывают, подвергают лакокрасочным покрытиям, производят частичную или полную сборку и упаковывают.

Общая структура технологического процесса изготовления изделий из дерева (древесины) включает в себя следующие стадии:

1) сушка (досушка) заготовок из древесины;

2) раскрой заготовок на штучные полуфабрикаты;

3) пластификация и гнутье массивной древесины с целью получения заготовок с заданной изогнутой продольной осью в соответствии с чертежом детали;

4) первичная механическая обработка;

5) склеивание и облицовывание (фанеровка, покрытие шпоном) основной древесины декоративным слоем материала;

6) повторная механическая обработка полуфабрикатов;

7) отделка и окраска;

8) комплектование, сборка, упаковка и т. д.

Сушка древесины выполняется на предприятиях в естественных условиях, но чаще в специальных сушильных камерах, так как сушка в естественных условиях очень длительный процесс (не менее года). Сушка необходима для того, чтобы древесина стала более технологична в обработке резанием, кроме того высушенная древесина до влажности не более 10% не имеет склонность к короблению и сохраняет приданную ей форму в процессе обработки и эксплуатации в нормальных температурно-влажностных условиях. Для сушки древесины в естественных условиях заготовки в виде досок, бруса или брусков аккуратно укладываются в штабеля таким образом, чтобы между заготовками в одном ряду был достаточный зазор для свободного прохода воздуха. Причем укладывают заготовки так, чтобы они не имели свободной возможности изменять свою геометрическую форму. Стопки или штабеля древесины должны быть защищены от дождя, влаги от почвы и прямых солнечных лучей. Способ не требует больших капитальных затрат, но малопроизводительный, часто сочетается с искусственной сушкой древесины в сушильных камерах, в которых необходимые условия создаются с помощью пара, электрических нагревательных элементов или токов высокой частоты.

Раскрой древесины реализуется в несколько этапов. Вначале раскраиваются бревна, в котором кора составляет 10-12%, ее желательно удалить перед раскроем. Бревна раскраивают на доски, бруски или брусья на пилорамах, на которых зубчатые пилы совершают возвратно-поступательное движение, в установках с ленточной или дисковой зубчатой пилой. Выбор раскройного оборудования определяется качеством раскроя, отходами древесины в виде опилок (не более 11-15%) и безвозвратными потерями древесины (не более 4-6%), а также производительностью процесса. Обычно выход годных пиломатериалов составляет 53-65% от объема бревна. Бревно или цельную заготовку можно раскраивать и на шпон с помощью специальных установок, работающих на принципе срезания специальным ножом тонкого слоя древесины различной толщины. Шпон применяют для отделки основной древесины путем приклейки его с целью значительного улучшения внешнего вида поверхности детали и повышения ее прочности.

Раскрой фанеры, древесностружечных, древесноволокнистых, столярных и склеенных из кусочков цельной древесины плит на черновые штучные заготовки выполняется сквозными резами с помощью одно- или многопильных прорезных установок с ручной или механической подачей. В качестве инструмента применяют дисковые или ленточные зубчатые пилы. При этом применяют три схемы раскроя: продольную, поперечную и смешенную.

Раскрой досок или брусков выполняется на прорезных и торцовочных станках с ручной или механической подачей. Часто для этих целей применяют так называемые циркулярные станки. При массовом производстве применяют автоматизированное оборудование, в том числе с программным управлением и лазерным считывающим лучом, который обнаруживает дефектные места (сучки, трещины, вырывы и т. п.) и подает сигнал на управляющий блок. Система автоматически выберет наиболее рациональную схему раскроя и обеспечит высокое качество заготовок.

Пластификация и гнутье цельной древесины производят в три стадии: 1) повышение пластичности древесины за счет пропа-ривания, проваривания и нагрева ее до температуры 102-105°С, обработки аммиаком, пропитки древесины железными и алюминиевыми квасцами, хлористыми калием или магнием; 2) гибка в специальных установках с использованием спецоснастки; 3) сушка с целью стабилизации формы. Гибка заготовок составленных из большого количества тонких полуфабрикатов (шпона, тонких досок, тонких реек или брусков и т. д.) выполняется одновременно со склеиванием их и последующей сушкой в спецоснастке. Изготовление деревянных деталей этим способом позволяет значительно сократить отходы древесины по сравнению с механической обработкой подобных изделий, повысить их прочность, кроме того расширяются технологические возможности получения сложных и эстетически красивых форм деталей.

Первичная механическая обработка направлена на выполнение отверстий, шипов, фасок, скосов, углов определенного профиля, строжки по толщине и торцам заготовок с помощью фуговалъно-строгальных, фрезерных, долбежных, сверлильных и других станков. После первичной механической обработки получают черновую заготовку, которая затем поступает на облицовку шпоном, приклеивание к ней конструктивных и декоративных элементов. Эта обработка может выполняться при ручной и механической подаче в рабочую зону, а также в автоматических установках.

Склеивание и облицовывание (фанеровка, наклейка шпона или пленочно-листовых материалов с целью облагоаживания поверхностей и повышения их формоустойчивости, крепление конструктивных и декоративных реек) полуфабрикатов выполняется с применением современных клеящих составов (термореактивные и термопластичные, карбамидные, поливинилацетатные, каучуковые, белковые, формалиндегидные, полихролопреновые и другие клеи) и прогрессивного прессового или другого оборудования, которое обеспечивает строгое соблюдение всех технологических параметров, в том числе давления и температуры.

Повторная механическая обработка включает в себя удаление излишков шпона, сверление и долбление недостающих отверстий, выполнение шипов, профилирование внутренних и внешних углов кромок и т. п. Повторная механическая обработка предусматривает шлифовку поверхностей заготовок с помощью шлифовальной шкурки различной зернистости на специальном оборудовании. Шлифовка - трудоемкий и несовершенный технологический процесс, поэтому по мере возможности надо его исключать, но не в ущерб качеству обработки.

Отделка и окраска деревянных изделий предназначена для их защиты от воздействия вредных факторов окружающей среды, декоративной отделки и придания им требуемых свойств для эстетического восприятия. На этой стадии важно иметь необходимый ассортимент отделочных и лакокрасочных материалов, применять прогрессивные технологические процессы отделки, оборудование и инструмент. Весьма важная роль при этом принадлежит металлической и пластмассовой фурнитуре, которая помимо функционального предназначения имеет декоративное значение.

Комплектация, сборка и упаковка для многих готовых деревянных изделий в настоящее время является весьма важной стадией изготовления, небрежное выполнение которой может свести на нет расходы ресурсов по предыдущим этапам. Для удобства транспортировки, погрузки и разгрузки, установки у потребителя рациональным является изготовление разборной или корпусной мебели, которая позволяет при оптимальных затратах ресурсов обеспечить большое количество различных вариантов ее компоновки при высоком качестве конечных результатов работы.

Подготовленные к упаковке готовые детали складываются в пакеты, заворачиваются в гофрированный или коробчатый картон и стягиваются пропиленовой лентой. Упаковка может выполняться вручную или с применением специальных упаковочных станков. В последнее время для предохранения поверхностей мебельных деталей от различного рода повреждений применяется пузырьковая полиэтиленовая пленка.

Научно-технический прогресс в деревообработке и мебельном производстве направлен на непрерывное совершенствование традиционных и разработку новых технологических процессов, которые позволяют: заметно повысить качество изготавливаемых изделий; снизить расход материалов, энергии, трудозатрат и других ресурсов; повысить производительность труда при эффективном использовании основных и оборотных ресурсов предприятия; значительно улучшить условия труда и экологическую ситуацию. При этом огромное значение имеет разработка и внедрение новых материалов, обладающих высокой технологичностью обработки и эксплуатации, а также внедрение современных видов деревообрабатывающего инструмента и оборудования.

Целлюлозно-бумажная промышленность производит примерно 20% валовой продукции лесопромышленного комплекса. В 2005 г. произведено 60,6 тыс. т целлюлозы, которая является прекрасным сырьем для производства бумаги, картона и искусственных тканей.

Лесохимическая промышленность производит скипидар, канифоль, различные клеи, кормовые дрожжи, этиловый спирт, дубильные экстракты, фурфурол и др. Она дает около 1% валовой продукции лесопромышленного комплекса.

5. Технико-экономические расчеты вариантов технологических процессов

Наиболее эффективный вариант из числа возможных выбирают на основании технико-экономических расчетов. При этом используют абсолютные и относительные показатели экономической эффективности.

Для технологических процессов показателем абсолютной экономической эффективности Э является отношение разности между оптовой ценой Ц предприятия и себестоимостью С продукции к капитальным вложениям К, которые необходимы для реализации этого техпроцесса:

Э = (Ц-С) / К (1)

Значение Э сопоставляют с соответствующим значением отраслевого норматива Е, и если значение Э>Е, то предполагаемые капитальные вложения эффективны. Норматив абсолютной экономической эффективности зависит от отраслевой принадлежности предприятия, в среднем он составляет Е=0,160.

Сравнительная экономическая эффективность одного варианта технологического решения определяется по расчетному коэффициенту сравнительной экономической эффективности Е_р или по расчетному сроку окупаемости Т_р дополнительных капитальных вложений за счет экономии на себестоимости:

Ер = (C1 - С2) / (К2- К1) (2)

Тр = (К2 - K1) / (С2 - С1) (3)

Вариант считается эффективным, если Е_Р>Е или Т_Р<Т_Н. Если под С1 и С2 подразумевают себестоимость единицы продукции, то под К1 и К2 - удельные капиталные вложения, отнесенные к единице произведенной продукции при новом и старом варианте технологического процесса. При осуществлении различных вариантов их приводят в сопоставимый вид по обьему и качеству производимой продукции, а также по срокам осуществления вариантов. Если число вариантов более двух, то расчет сравнительной экономической эффективности ведут по величине приведенных затрат для каждого сравниваемого варианта.

W_i=C_i + E • K_i (4)

Вследствие высвобождения рабочих возникает экономия от уменьшения простоев оборудования. Эту экономию можно подсчитать с помощью фондовооруженности (К_ф) рабочих на данном предприятии.

Общий годовой экономический эффект определяют из выражения:

Э_год=(С1+ЕК1)-(С2+ЕК2)+(е-1) • ДЭ+Е (К_фЧ_высв+Э_соц) (5)

где Ч_высв - число высвобожденных рабочих; ДЭ - экономия живого труда.

Расчеты сравнительной экономической эффективности выполняют, как правило, на стадии разработки нового технологического процесса и проектирования нового оборудования, когда неизвестно конкретное место применения данного новшества или когда область применения новшества очень обширна. Если новые технологические процессы разрабатывают для конкретного предприятия, то расчеты выполняют по формуле (1). При расчетах необходимо определить с достаточной точностью и достоверностью слагаемые текущих (С) и капитальных (К) затрат.

При технологических расчетах цеховой себестоимости детали (С_цех.) учитывают: М₀ - стоимость основных материалов; - стоимость вспомогательных материалов; З_о - заработную плату основных производственных рабочих (основную и дополнительную) с отчислением на социальное страхование; 3_вс - заработную плату вспомогательных рабочих с отчислением на социальное страхование; А„ - амортизационные отчисления от оборудования; А_то- амортизационные отчисления от технологического оснащения; Р_о- затраты на ремонт оборудования; И- затраты на инструмент и малоценные приспособления; Л - затраты на энергию для технологических целей; ПЛ - затраты на амортизацию и содержание производственных площадей; Р_у - затраты на ремонт и обслуживание управляющих устройств и программ; Б_р - потери на технологический брак.

Стоимость основных материалов с учетом утилизации отходов определяют по формуле:

МО = Ц_заг - G_omx • Ц_omx (6)

где Ц_заг -- цена заготовки, р/шт.

Стоимость вспомогательных материалов (M_вc) определяют по заводским нормам расхода и по соответствующим прейскурантам на материалы с добавлением транспортно-заготовительных расходов (8-10%).

Заработная плата основных производственных рабочих при сдельных работах определяется как сумма расценок по всем операциям технологического процесса изготовления детали:

З_о = (?g_i) • бвгд (7)

i=1

где g_i - сдельная расценка по операциям (р./шт.);

б - коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты, увеличивающие фактический часовой заработок рабочего по сравнению с тарифной ставкой, обычно б = 1,2-1,4;

в - коэффициент дополнительной заработной платы (оплата отпусков, льготных часов несовершеннолетних и т. п.), в =1,07-1,09;

г - коэффициент социального страхования, у = 1,14;

д - коэффициент, учитывающий многостаночность работы и численность бригады, а также среднюю степень перевыполнения технически обоснованных норм.

При повременной оплате труда:

З_о = фI_cp • бвг (8)

где ф - трудоемкость изготовления детали (чел./час);

I_cp - средняя часовая ставка по выполняемым работам. Заработную плату вспомогательных рабочих рассчитывают либо прямым способом, либо косвенным (пропорционально сумме заработной платы основных рабочих).

Амортизационные отчисления от стоимости оборудования определяют из выражения:

А_о = (Ф • Н_а / 100N_год) • з (9)

где Ф - первоначальная, с учетом переоценок, балансовая стоимость оборудования с учетом затрат на его модернизацию;

Н_а - годовая норма амортизации;

N_год - годовая программа выпуска данных деталей;

з - коэффициент загрузки оборудования по времени данными деталями, доли единицы.

Амортизационные отчисления от стоимости технологического оснащения рассчитывают по формуле:

A_mo = ?Ф_то • n / Т_сл • mo • N_год (10)

i=1

где Ф_то - стоимость технологического оснащения;

п - число одинаковых штампов, пресс-форм, опок, кокилей и другой технологической оснастки и приспособлений (устройств), эксплуатируемых на данной операции;

т - число операций в технологическом процессе.

Затраты на ремонт оборудования можно определить исходя из нормативов годовых затрат на все виды ремонта, осмотры и межремонтное обслуживание:

P_o = (H_мK_м + H_эK_э) • з • K_m (11)

где H_м - норматив годовых затрат на ремонт механической части оборудования;

Н_Э - норматив годовых затрат на ремонт на ремонт электрической части оборудования;

К_м и К_э - категория сложности ремонта соответственно механической и электрической частей;

з - коэффициент загрузки оборудования по времени данными деталями;

К_т - коэффициент, зависящий от класса точности обслуживаемого оборудования.

Ориентировочно затраты на ремонт и обслуживание оборудования составляют 10-11% от стоимости оборудования и только в исключительных случаях поднимаются до 20-22%.

И = И_р + И_п (12)

И_р = (Ф_и + П) / Т_сл • и • t_шт • зm (13)

Затраты на технологическую электроэнергию по каждой единице оборудования равны:

Л = N_э • t_шт • з_з.в. • з_з.м. • Ц_э / 6000 (14)

где N_э - установленная мощность электродвигателей, кВт;

з_з.в. и з_з.м. - коэффициент загрузки оборудования по времени и мощности (0,4-0,9);

Ц_э - цена 1 кВт-ч электроэнергии.

Затраты на содержание и амортизацию производственных площадей можно подсчитать исходя из норматива (Н_п) этих издержек на 1 м² площади в год, при этом учитывается количество смен работы оборудования. Удельную площадь П_у в расчете на единицу производственного оборудования можно получить, умножив габаритную площадь станка на коэффициент, учитывающий площадь, добавляемую по нормам техники безопасности и для удобства ремонта, обслуживания и эксплуатации. Этот коэффициент зависит от вида и габаритов оборудования и может быть в пределах от 1,5 до 3,5.

Затраты на содержание и ремонт управляющих средств определяют по формуле:

P_y = 350i / n (15)

где i - число смен работы устройств в течение суток;

п - число обрабатываемых деталей в год.

Размещено на Allbest.ru