Технология и оборудование для производства фанеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

51

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Само слово "фанера" пришло к нам из немецкого языка (нем. Furnier - шпон, фанера; от франц. fournir - снабжать, накладывать) и обозначает листовой древесный материал. Фанера представляет собой слоистую клееную конструкцию, состоящую из трех и более листов древесины с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях. Это придает фанере повышенную прочность в различных направлениях, стабильность формы, что является несомненным преимуществом по сравнению с натуральной древесиной. Так же фанера, как и древесина, - материал, легко поддающийся обработке. Поверхность фанеры обрабатывается разными способами: ламинирование, покрытие строганым шпоном, красками, лаками.

Фанера имеет небольшой вес, легко комбинируется с другими материалами, проста в обработке, устойчива к перепадам температуры, имеет эстетичный внешний вид. Ее прочностные, теплопроводные и экологические характеристики гораздо выше показателей прочих древесно - плитных материалов, таких как ДСП, ДВП и МДФ. Относительное соотношение высоких эксплуатационных показателей и себестоимости производства у фанеры гораздо выше в сравнении с продукцией, изготовленной из металла или пластика.

Основными классификационными признаками фанеры являются: направления использования фанеры; марка фанеры, в зависимости от степени водостойкости клеевого соединения; порода древесины, из которой изготовлена фанера; толщина фанеры; сорт, в зависимости от внешнего вида поверхности; обработка поверхности-шлифованная и нешлифованная; формат листа; класс эмиссии (экологическая безопасность), в зависимости от содержания формальдегида в фанере; конструкция листа.

По степени водостойкости клеевого соединения фанеру подразделяют на марки: ФСФ - фанера повышенной водостойкости, склеивается клеем на основе фенол-формальдегидной смолы; ФК - фанера водостойкая, склеивается клеем на основе карбомидо-формальдегидной смолы. Фанера считается изготовленной из той породы древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Для изготовления наружных слоев фанеры применяют шпон лиственных пород: березы, ольхи, клена, ильма, бука, осины, тополя, липы. Для внутренних слоев, кроме названных, также применяют шпон хвойных пород: сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра. Фанеру, изготовленную из древесины одной или различных пород, подразделяют соответственно на однородную и комбинированную. При четном числе слоев шпона два средних слоя должны иметь параллельное направление волокон. Симметрично расположенные слои шпона по толщине фанеры должны быть из древесины одной породы и толщины. Толщина шпона, применяемого для наружных слоев фанеры, не должна превышать 3,5 мм, а внутренних слоев - 4 мм.

Толщина фанеры, изготавливаемой заводами, в основном колеблется в диапазоне от 3 до 30 мм. Допускается также изготовление фанеры других толщин в соответствии с условиями конкретного договора или контракта.

В зависимости от внешнего вида наружных слоев фанеру подразделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III, IV. Сорт фанеры обозначается сочетанием сортов шпона лицевого и оборотного слоев: сорт лицевого слоя / сорт оборотного слоя, например, E/I, I/I, I/II, II/II, II/III, II/IV, III/III, III/IV, IV/IV и т.д.

1. Характеристика сырья, материалов, продукции и область их применения

Сырье

В производстве фанеры применяют лесоматериалы лиственных и хвойных пород. В фанерном сырье допускаются почти все пороки по ГОСТ2140-81. Нормы их допуска по размеру и состояние определяются сортом лесоматериалов: для лиственных по ГОСТ9462-71, для хвойных -ГОСТ9463-72.

К основным сортообразующим порокам древесины, оказывающим влияние на количественный и сортовой выход шпона, относятся сучки, кривизна, внутренняя гниль, ложное ядро, трещины и прорость.

Методы измерения пороков, механических повреждений и дефектов обработки, а также маркирование, сортирование, обмер, учет и методы проверки качества лесоматериалов производятся в соответствии действующими стандартами (ГОСТ2140-81, ГОСТ 2292-74, ГОСТ9462-71, ГОСТ9463-72).

Шпон

Для изготовления большинства видов фанеры, фанерных плит и др. слоистых пластиков, а также при облицовывании применяется лущеный шпон, отвечающий требованиям ГОСТ 99-75 «Шпон лущеный». Шпон лущеный должен изготавливаться из древесины лиственных пород - берёзы, ольхи, осины, а также хвойных - сосны, лиственницы, кедра. Указанные породы приведены в порядке их преимущественного использования.

Шероховатость поверхности шпона R_zmax - до 320 мкм, хвойных - до 500 мкм. Влажность шпона должна быть 8+2%.

Таблица 1. Размеры лущеного шпона

Длина, мм	Ширина, мм	Толщина, мм
Номинальная	Предельные отклонения	Номинальная	Предельные отклонения	Номинальная	Предельные отклонения
От 800 до 1300 с градацией 100 От 1300 до 2500 с градацией 100	+4,0 +5,0	От 150 до 700 с градацией 50 От 700 до 2500 с градацией 100	+10 +10	0,55; 0,75; 0,95; 1,15. От 1,5 до 4,00 с градацией 0,25	+0,05 +0,10

Длина и ширина листа шпона для изготовления клееной слоистой древесины часто связаны с форматом этой продукции. При этом припуск на обрезку составляет 75 мм. Шпон может изготавливаться и иных размеров, чем приведено в табл. Особенно это относится к толщине шпона. Толщина шпона применяется из расчёта получения продукции требуемой толщины с учётом специфических её свойств и возможностей лущильных станков. Шпон изготавливается из древесины осины. Конечная влажность шпона 8 %. Формат шпона соответствует формату фанеры с припуском на обрезку 75 мм.

Характеристика клея КФ - МТ

Карбамидоформальдегидные термореактивные смолы КФ-МТ, КФ-Б, КФ-БЖ, КФ-Ж (ГОСТ 14231-78) служат для приготовления клеев, применяемых как в производстве слоистых материалов, так и в других отраслях деревообрабатывающей промышленности-мебельной, производстве строительных деталей и др.

Основой карбамидоформальдегидных смол и клеев является карбамидоформальдегидные клеи и смолы, впервые синтезированные в 1929 г. Их появление вызвано дефицитностью фенола и необходимостью иметь неокрашенные клеи. Сырьем для смол служит мочевина (NH₂)₂CO, формальдегид CH₂O и различного рода катализаторы, способные изменять кислотность среды в ту или другую сторону (уротропин (CH₂)₆N₄, аммиак NH₃, едкий натр NaOH, хлористый аммоний NH₄Cl).

Клеевые соединения, выполненные на карбамидном клее, могут использоваться даже при температуре -40^оС. Горячий же воздух температурой выше 80 ⁰С за 6 ч снижает прочность соединений на 25-30 %, а при более длительном воздействии приводит к полному расклею. Горячая вода также разрушает клеевые соединения, выполненные на карбамидном клее. Поэтому недопустимо применять эти клеи для изделий, работающих в условиях тропического климата. Обусловлено это недостаточным развитием цепей молекул, малым количеством поперечных связей, большей гидрофильностью метилольных групп и низкой водостойкостью амидных связей.

Карбамидоформальдегидные клеи имеют высокую адгезию к древесине и другим материалам, дают прочные и стойкие к холодной воде соединения, атмосферостойкость их средняя, теплостойкость ограниченная, имеют высокие диэлектрические свойства. Скорость отверждения в 2 - 2,5 раза выше, чем у фенолоформальдегидных клеев; они недефицитны и дешевы; хорошо совмещаются с поливинилацетатной дисперсией.

Существенный недостаток карбамидных клеев - наличие в них части непрореагировавшего при поликонденсации формальдегида, а также образование его вследствие присутствия в клее метилольных групп и метиленэфирных связей, превращающихся в метиленовые. При этом формальдегид выделяется как в процессе горячего склеивания древесины, так и при эксплуатации готового изделия. Выделение формальдегида из клея - существенный недостаток вследствие его токсического действия на организм человека, а также из-за образования трещин в клеевом слое. Все карбамидоформальдегидные клеи пригодны как для горячего, так и для холодного склеивания древесины.

Приготовление клея заключается в добавке к смолам отвердителей. Для горячего склеивания фанеры в качестве отвердителя применяют хлористый аммоний в порошке (0,5-1 % к массе смолы), для холодного склеивания фанеры -- щавелевую (5-25 к массе 10%-ного водного раствора) или молочную кислоты (3-6 к массе 50%-ного водного раствора).

Все Карбамидоформальдегидные клеи в отличие от феноло-формальдегидных образуют бесцветные клеевые швы, что особенно необходимо при склеивании фанеры и лицевых поверхностей древесины. Клей КФ-МТ содержит пониженное количество свободного формальдегида, оказывающего вредное влияние на человеческий организм в процессе производства и эксплуатации изделий, поэтому он предпочтительнее клеев других марок.

Характеристика фанеры общего назначения марки ФК

Фанера ФК - фанера общего назначения, средней водостойкости, с применением карбамидоформальдегидных клеев. Влажность фанеры марки ФК должна быть 5-10 %. Прочность при скалывании по клеевому слою для фанеры ФК (порода осина), после вымачивания в воде в течение 24 ч., составляет 1,2 МПа.

Фанеру ФК общего назначения изготавливают из трех и более слоев шпона и используют в производстве мебели, тары, в строительстве, а также в ряде других отраслей.

фанера клей лесоматериалы

2. Выбор схемы и описания технологического процесса

На основе типового процесса изготовления фанеры разрабатывается структурная схема для конкретного объекта (предприятия, цеха, участка), включает в свой состав все технологические операции и отражающая взаимосвязи между ними.

Размещено на http://www.allbest.ru/

51

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема технологического процесса

Сырье и логистика

Сырьем для производства фанеры служат березовые лесоматериалы (фанерный кряж). На комбинаты сырье поступает железнодорожным и автомобильным транспортом и водным путем на судах.

Обработка древесины.

Фанерное сырье обрабатывается гидротермическим способом перед лущением шпона. Такая обработка повышает пластические свойства древесины и создает условия для получения качественного шпона. Гидротермическая обработка осуществляется методом проваривания сырья в варочных бассейнах. На предприятиях имеются открытые бассейны циклического типа, а также крытые бассейны непрерывного (проходного) типа.

Разделка фанерного сырья

Лесоматериалы для производства лущеного шпона поступают на комбинат в кряжах и чураках. Кряжи после гидротермической обработки разделываются на чураки для лущения.

Лущение

Лущение представляет собой процесс резания древесины, при котором с вращающегося чурака поступательно движущимся ножом снимается непрерывная лента древесины - шпон. Эта непрерывная лента с помощью ножниц рубится на формат и укладывается в стопы, после чего шпон подается на сушку.

Сушка шпона. Сушка шпона производится в роликовых сушилках. Вдоль сушилки шпон перемещается системой парных вращающихся роликов. Проходя камеру сушки, шпон высушивается до влажности 6±2%. После чего охлаждается в специальной камере.

Сортировка шпона.

Сортировку шпона производят по сортам: для наружных слоев и для внутренних слоев, в сответствии с технологической инструкцией.

Починка шпона.

Починка шпона - технологический процесс облагораживания шпона с целью повышения его сортности. Починка заключается в следующем:

· удаление из листов шпона дефектов древесины с последующей заделкой этих мест вставками из качественного шпона;

· подклейка торцевых трещин клеевой лентой;

· скрепление трещин металлическими скрепками с помощью степлера.

Ребросклейка шпона

Кусковой неформатный шпон подается на прирубку (обрезку кромок). Данная операция выполняется на станке гильотинного типа. Затем прирубленные куски подаются на линию ребросклеивания, где склеиваются с помощью поливинилацетатной эмульсии в непрерывную ленту, которая потом рубится на нужный формат. Для ребросклеивания шпона применяется также позиционное оборудование. При этом куски склеивают с помощью ПВА-эмульсии, бумажной ленты с клеевым слоем или термопластичной нити. В дальнейшем ребросклеенный шпон используется наряду с цельным в качестве слоев фанеры.

Технологический процесс производства фанеры из шпона.

Технологический процесс производства фанеры состоит из следующих операций:

· приготовление клея;

· нанесение клея на шпон;

· формирование пакетов;

· предварительная холодная подпрессовка пакетов;

· склеивание пакетов сухим горячим способом.

Сборка пакетов фанеры

Включает в себя нанесение клеевого слоя на шпон на клеенаносящем станке путем пропуска листов шпона между вращающимися клеевыми барабанами и укладку листов шпона в определенной последовательности, в зависимости от сорта и толщины фанеры.

Склеивание фанеры

Склеивание фанеры производится горячим способом в гидравлических прессах с выдерживанием определенных температурных режимов, в зависимости от марки и толщины фанеры. Перед горячим прессованием пакеты фанеры проходят холодную подпрессовку. Склеенная фанера после 24-х часовой выдержки поступает на обрезку кромок и шлифование.

Обрезка кромок

Производится с целью придания фанере определенных геометрических размеров. Операция производится полистно на форматно-обрезных станках проходного типа, расположенных друг за другом и производящих попарную опиловку двух параллельных кромок листа.

Шлифование фанеры

Выполняется для выравнивания поверхности фанеры и устранения разнотолщинности, а также для придания продукции более привлекательного товарного вида. Шлифованию подвергаются только высшие и средние сорта фанеры.

Сортировка фанеры

При сортировке определяют количество и пороки древесины, дефекты обработки, прочность склеивания, размеры, покоробленность листов. Сортировщики фанеры визуально определяют сорт каждого листа и выявляют скрытые дефекты: расслоения, пузыри. Пузыри определяют простукиванием поверхности фанеры деревянным молоточком или с помощью автоматических дефектоскопов ультразвукового типа. Фанера, имеющая расслоения, выбраковывается. При сортировке также выполняется ручная доработка фанеры с целью устранения некоторых дефектов, например, дошлифовка отдельных мест, замазка трещин. Некоторые листы фанеры направляются на повторную обрезку с целью устранения дефектов, которые не могут быть устранены при сортировке.

Маркировка и пакетирование листов фанеры. На каждый лист фанеры наносится четкая маркировка в виде круглого штампа, нанесенного несмываемой краской. Штампы наносят в правом углу обратной стороны фанеры. Вся фанера упаковывается в пакеты, обеспечивающие при доставке ее целостность и сохранность. Фанера подлежит защите сверху и снизу обложками и с боковых сторон обкладками. Маркировка пакетов производится несмываемой типографской краской и наносится на 2-х противоположных обкладках пакета.

Хранение

Фанера хранится на специально оборудованном складе готовой продукции и должна быть защищена от внешних воздействий.

3. Расчет сырья и материалов

Сущность методики расчета сырья, необходимого для изготовления требуемого объема продукции, заключается в последовательном увеличении объема полуфабрикатов на каждой стадии в направлении, обратном ходу технологического процесса, из-за технологических, производственных потерь сырья в процессе его переработки.

Расчет ведется отдельно для каждого вида продукции, начиная с определения объема готовой продукции и заканчивая расчетом объема сырья. Расчет количества сухого шпона, потребного на изготовление заданного количества нешлифованной фанеры

Объем продукции или полуфабриката Q_n на технологическом участке определяется по формуле:

Q_n= 100Q_n-1/(100-a_n) (1)

фанера клей лесоматериал

гдеQ_n - объем полуфабриката на последующем по технологии участке, м3;

a_n - процент потерь или отходов на данном этапе (при переходе от участка n к участку n-1).

Объем отходов или потерь p_n (м³) определяется по формуле:

p_n=Q_n-Q_n-1 (2)

Объем готовой фанеры, сдаваемой на склад готовой продукции, меньше объема обрезной фанеры, т.к. после операции обрезки по формату фанера сортируется. При этом часть фанеры потребует дополнительного переобреза на меньший формат из-за различных дефектов (слабые углы, непроклей, трещины и пр.). Часть фанеры идет на образцы для проведения физико-механических испытаний с целью определения качества фанеры, часть - для внутризаводского употребления. Следовательно, объем готовой продукции определяется следующим образом:

Q₀= Q₁(100-a₁)/100 (3)

где Q₀ - объем готовой фанеры, сдаваемой на склад, м3 (заносится в графу 8 таблицы №3);

Q₁ - объем обрезной фанеры, м³ (приведен в задании, заносится в графу 5 таблицы №3);

a₁ - процент отходов на переобрез, (заносится в графу 6 таблицы №3) принимается равным для:

- рядовой фанеры - 1 %,

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

- определяем объем готовой фанеры, сдаваемой на склад готовой продукции:

Q₀ = 21000*(100 - 1)/100 = 20790 куб.м.

- определяем объем отходов на переобрез:

p₁ = 21000 - 20790= 210 куб.м.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

- определяем объем готовой фанеры, сдаваемой на склад готовой продукции:

Q₀ = 49000*(100 - 1)/100 = 48510 куб.м.

- определяем объем отходов на переобрез:

p₁ = 49000-48510= 490 куб.м.

Объем необрезной фанеры, поступающей из клеильного цеха на участок форматной обрезки, определяется с учетом потерь на форматную обрезку по формуле:

Q₂ = 100Q₁/(100 - a₂) (4)

гдеQ₂ - объем необрезной фанеры, м³ (заносится в графу 11 таблицы №3);

a₂ - процент отходов при обрезке, определяется из выражения:

a₂=( L_nB_n - L₀B₀ )/(L_nB_n) (5)

гдеL₀ и B₀ - соответственно длина и ширина обрезной фанеры, мм (приведены в задании, заносятся в графу 3 таблицы №3);

L_n и B_n - соответственно длина и ширина необрезной фанеры, мм. Размеры необрезной фанеры соответствуют стандартной длине чураков с учетом припуска на обрезку:

Размеры фанеры, мм.

1220 1300

1830 1900

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

- определяем процент отходов при обрезке:

a2=(1900*1300-1830*1220)/(1900*1300)=9,61 %

- определяем объем необрезной фанеры, поступающей из клеильного цеха на участок обрезки:

Q2=100*21000/(100-9,61)=23232,66 куб.м.

- определяем объем отходов при обрезке:

p2=23232,66-21000=2232,66 куб.м.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

- определяем процент отходов при обрезке:

a2=(1900*1300-1830*1220)/(1900*1300)=9,61 %

- определяем объем необрезной фанеры, поступающей из клеильного цеха на участок обрезки:

Q2=100*49000/(100-9,61)=54209,54 куб.м.

- определяем объем отходов при обрезке:

p2=54209,54-49000=5209,54 куб.м.

Объем сухого шпона, поступающего на участок сборки пакетов, определяется с учетом безвозвратных потерь на упрессовку. Величины упрессовки зависит от породы древесины и ее влажности, давления на склеиваемый пакет, времени выдержки под давлением, толщины шпона и т.д.

Объем сухого шпона Q₃ рассчитывается по формуле:

Q₃ = 100Q₂/(100 - a₃) (6)

Процент потерь на упрессовку определяется в соответствии с маркой и толщиной данного вида фанеры, а также породой древесины шпона.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

- определяем объем сухого шпона, поступающего на участок участок сборки пакетов:

Q3=100*23232,66/(100-6,5)=24847,76 куб. м.

- определяем объем безвозвратных потерь на упрессовку:

p3=24847,76-23232,66=1615,1 куб.м.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

- определяем объем сухого шпона, поступающего на участок участок сборки пакетов:

Q3=100*54209,54/(100-8)=58923,41 куб.м.

- определяем объем безвозвратных потерь на упрессовку:

p3=58923,41-54209,54=4713,87 куб.м.

После сушки технологическим процессом предусматриваются операции по нормализации размеров и качества шпона, включающие обработку полученного при лущении кускового шпона. Для снижения трудозатрат на сборку пакетов с использованием кускового шпона целесообразно превращать его в форматные листы. Этот процесс включает сортировку кусков по толщине, ширине, качеству, выравнивание кромок и соединение полос в форматные листы.

Повышение качества форматного шпона достигается починкой форматных листов с удалением (вырубкой) дефектов и установкой на этом месте вставки.

Объем сухого шпона после сушилок Q₄ определяется из выражения:

Q₄ = 100Q₃/(100 - a₄) (7)

гдеa₄ - процент отходов на починку, фуговку и ребросклейку шпона a₄ укрупнено принимается равным 2…3 %.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

- определяем объем сухого шпона после сушилок:

Q4=100*24847,76/(100-2)=25354,86 куб.м.

- определяем объем отходов на починку, фуговку и ребросклейку шпона: p4=25354,86-24847,76=507,1 куб.м.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

- определяем объем сухого шпона после сушилок:

Q4=100*58923,41/(100-2)=60125,93 куб.м.

- определяем объем отходов на починку, фуговку и ребросклейку шпона: p4=60125,93-58923,41=1202,52 куб.м.

Таблица № 2. Расчет количества шпона

Марка фанеры	Толщина, мм	Формат, ммхмм	Слойность	Q1,куб.м.	а1, %	р1, куб.м.	Q0, куб.м.
1	2	3	4	5	6	7	8
ФК	4	1830x1220	3	21000	1	210	20790
ФК	10	1830x1220	9	49000	1	490	48510
ВСЕГО				70000		700	69300
а2,%	р2,куб.м	Q2,куб.м.	а3,%	р3,куб.м	Q3,куб.м	а4,%	р4,куб.м	Q4,куб.м.
9	10	11	12	13	14	15	16	17
9,61	2232.66	23232.66	6.5	1615.1	24847.76	2	507.1	25354.86
9,61	5209.54	54209.54	8	4713.87	58923.41	2	1202.52	60125.93
	7442.2	77442.2		6328.97	83771.17		1709.62	85480.79

Расчет количества сырья на изготовление заданного количества шпона

Дальнейшие расчеты по расходу требуемого количества сырья для выработки сухого шпона производят после составления схемы набора пакета, учитывая величину упрессовки и припуск на шлифование.

Толщину пакета определяют из выражения:

ss = 100s_f /(100 - u) + 0,15z (8)

гдеs_f - номинальная толщина фанеры, мм (приведено в задании);

u - упрессовка пакета при изготовлении фанеры, %:

z - число шлифуемых сторон;

0,15 - припуск на шлифование на одну сторону.

При составлении схемы набора пакета следует соблюдать определенные правила.

Симметрично расположенные листы шпона в пакете должны быть одинаковой толщины и влажности, из древесины одной породы, иметь одно направление волокон.

Число слоев шпона в пакете должно быть минимальным с учетом рекомендуемой толщины шпона.

Пакет шпона должен иметь толщину, обеспечивающую получение фанеры номинальной толщины с учетом упрессовки и припуска на шлифование для шлифованной фанеры.

Количество толщин шпона в пакете должно быть минимальным. При этом разница в толщине листов должна определяться визуально, т.е. составлять не менее 0,2 мм.

Желательно на наружные слой пускать более тонкий шпон, чем на внутренние для повышения сорта фанеры.

При подборе оптимальных толщин шпона толщину пакета устанавливают в соответствии с величиной упрессовки:

От ss₁ = 100s_f /(100 - u_min) +0.15z (9)

до ss₂ = 100s_f /(100 - u_max) +0.15z (10)

соответственно для равнослойной фанеры толщина шпона устанавливается из выражения:

ss = от ss₁/nдо ss₂/n, (11)

где n - число листов шпона в пакете.

Формат фанеры и шпона определяется двумя числами, первое из которых - длина, второе - ширина. Продольным называется шпон при длине большей, чем ширина, поперечный - наоборот. Например, 1900х1600 - продольный (фанера), 1600х1900 - поперечный шпон (фанера).

Допустим, пакет шпона для изготовления продольной фанеры состоит из 5 слоев, имеющих разную толщину. При этом толщина пакета ss равна:

ss = s₁+ s₂+ s₂+ s₂+ s₁ (12)

гдеs₁ - толщина наружных продольных листов шпона;

s₂ - толщина внутренних двух поперечных и одного продольного листов шпона.

Процентное содержание продольного и поперечного шпона толщиной s_i в пакете определяется из выражения:

П_i = 100S_ik /ss (13)

где k - число листов данного шпона в пакете.

Объем шпона соответствующей толщины (м³) рассчитывается по формуле:

Q_4i= Q₄П_i /100 (14)

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

- принимаем слойность пакета равную 3

при этом толщина пакета ss равна:

ss=1,5+1,5+1,5=4,5

- процентное содержание и объем продольного шпона:

1) толщиной 1,5:

П1=100*1,5*2/4,5=66,67 %

Q41=25354,86*66,67/100=16903,24 куб.м.

- процентное содержание и объем поперечного шпона:

1) толщиной 1,5:

П1=100*1,5*1/4,5=33,33 %

Q41=25354,86*33,33/100=8451,62 куб.м.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

- принимаем слойность пакета равную 9

при этом толщина пакета ss равна:

ss=0,75+0,75+0,75+2,25+2,25+2,25+0,75+0,75+0,75=11,25

- процентное содержание и объем продольного шпона:

1) толщиной 0,75:

П1=100*0,75*4/11,25=26,67 %

Q41=60125,93*26,67/100=16033,58 куб.м.

2) толщиной 2,25:

П2=100*2,25*1/11,25=20 %

Q42=60125,93*20/100=12025,19 куб.м.

- процентное содержание и объем поперечного шпона:

1) толщиной 0,75:

П1=100*0,75*2/11,25=13,33 %

Q41=60125,93*13,33/100=8016,79 куб.м.

2) толщиной 2,25:

П2=100*2,25*2/11,25=40 %

Q42=60125,93*40/100=24050,37 куб.м.

Для определения объема сырого шпона следует найти процент потерь на усушку. Вдоль волокон шпон практически не усыхает. Наибольшая усушка по ширине листа (тангенциальная).

Процент суммарных потерь на усушку в тангенциальном и радиальном направлениях a₅ вычисляется для каждой толщины и породы древесины шпона по формуле:

a₅ = (9 - 0,55W_k^0,8)K_sK_tK_п+(6 - 0,4W_k0,8)K (15)

гдеW_k - конечная влажность шпона, %, устанавливается в соответствии с видом клея и породой древесины;

K_s - поправочный коэффициент на толщину шпона:

K_s = 1,21 - 0,14S(16)

гдеS - толщина шпона, мм;

K_t - поправочный коэффициент на температуру сушильного агента:

K_t = 1,42 - 0,003t(17)

гдеt - средняя температура (100 - 200 С) агента сушки по длине сушилки, С;

K_п - поправочный коэффициент на породу древесины:

K_п = p₀/600(18)

гдеp₀ - плотность древесины, кг/м³ (осина 470);

K - поправочный коэффициент на толщину шпона (по толщине листа):

K = 0,81+0,125S(19)

где S - толщина шпона, мм.

Объем сырого шпона Q₅ определяется для каждой толщины формата шпона по формуле:

Q₅ = 100Q₄/(100 - a₅) (20)

Объем потерь на усушку определяется из выражения:

P₅ = Q₅ - Q₄ (21)

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

- для нахождения суммарных потерь на усушку a5 вычисляем поправочные коэффициенты:

на температуру сушильного агена Kt=1,42-0,003*120=1,06

на породу древесины Kп=490/600=0,81667

на толщину шпона:

- шпон толщиной 1,5 мм:

Ks=1,21-0,14*1,5=1

Ks1=0,81+0,125*1,5=0,9975

a5=(9-0,55*8^0,8)*1*1,06*0,81667+(6-0,4*8^0,8)*0,9975=9,16 %

Q5=100*16903,24/(100-9,16)=18607,71 куб.м.

p5=18607,71-16903,24=1704,47 куб.м.

- шпон толщиной 1,5 мм:

Ks=1,21-0,14*1,5=1

Ks1=0,81+0,125*1,5=0,9975

a5=(9-0,55*8^0,8)*1*1,06*0,81667+(6-0,4*8^0,8)*0,9975=9,16 %

Q5=100*8451,62/(100-9,16)=9303,85 куб.м.

p5=9303,85-8451,62=852,23 куб.м.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

- для нахождения суммарных потерь на усушку a5 вычисляем поправочные коэффициенты:

на температуру сушильного агена Kt=1,42-0,003*120=1,06

на породу древесины Kп=490/600=0,81667

на толщину шпона:

- шпон толщиной 0,75 мм:

Ks=1,21-0,14*0,75=1,105

Ks1=0,81+0,125*0,75=0,90375

a5=(9-0,55*8^0,8)*1,105*1,06*0,81667+(6-0,4*8^0,8)*0,90375=9,35 %

Q5=100*16033,58/(100-9,35)=17687,35 куб.м.

p5=17687,35-16033,58=1653,77 куб.м.

- шпон толщиной 2,25 мм:

Ks=1,21-0,14*2,25=0,895

Ks1=0,81+0,125*2,25=1,09125

a5=(9-0,55*8^0,8)*0,895*1,06*0,81667+(6-0,4*8^0,8)*1,09125=8,97 %

Q5=100*12025,19/(100-8,97)=13210,14 куб.м.

p5=13210,14-12025,19=1184,95 куб.м.

- шпон толщиной 0,75 мм:

Ks=1,21-0,14*0,75=1,105

Ks1=0,81+0,125*0,75=0,90375

a5=(9-0,55*8^0,8)*1,105*1,06*0,81667+(6-0,4*8^0,8)*0,90375=9,35 %

Q5=100*8016,79/(100-9,35)=8843,67 куб.м.

p5=8843,67-8016,79=826,88 куб.м.

- шпон толщиной 2,25 мм:

Ks=1,21-0,14*2,25=0,895

Ks1=0,81+0,125*2,25=1,09125

a5=(9-0,55*8^0,8)*0,895*1,06*0,81667+(6-0,4*8^0,8)*1,09125=8,97 %

Q5=100*24050,37/(100-8,97)=26420,27 куб.м.

p5=26420,27-24050,37=2369,9 куб.м.

Расход чураков на расчетное количество сырого шпона

Погрешности формы чурака и ошибки его установки в лущильном станке не позволяют переработать всю древесину чурака в пригодный для использования шпон, при лущении образуется шпон-рванина, деловые куски, форматный шпон, карандаш. К деловому шпону относится кусковой и форматный шпон.

Расчет начинается с определения среднего диаметра сырья по заданию:

d_c= (d₁m₁+ d₂m₂+...+ d_nm_n )/100, (22)

гдеd₁, d₂, ..., d_n - диаметры чураков, см (по заданию на проектирование);

m₁, m₂, ..., m_n - доля сырья в данной группе диаметров, % (по заданию на проектирование).

Выход делового шпона V_s из чурака среднего диаметра и одной длины определяется по формуле:

V_s = 3,14L_n (K_b²d_c² - d_k²)/4, (23)

гдеL_n - длина чурака, равная длине листа шпона, м;

d_c - средний диаметр чурака, м;

K_b - коэффициент выхода делового шпона, определяется как средневзвешенная величина по формуле:

K_b= (K₁n₁+K₂n₂+K₃n₃)K_L/100, (24)

гдеK₁, K₂, K₃ - коэффициенты выхода делового шпона для сырья 1, 2 и 3-го сорта соответственно [3, стр. 15, таблица 5];

n₁, n₂, n₃ - доля сырья данного сорта в общем объеме сырья, %;

K_L - поправочный коэффициент на длину чурака:

K_L=0.98 при L_ч=1,90 м,

d_k - диаметр карандаша, определяется как средневзвешенная величина по формуле:

d_k = (d₁n₁+d₂n₂+d₃n₃)/100 , (25)

гдеd₁, d₂, d₃ - диаметры карандаша для данного сорта, диаметра сырья и размера малого кулачка шпинделя [3, стр. 16, таблица 6];

Число чураков N определяется отдельно для чураков определенной длинны

N = Q₅/(0,985V_s) , (26)

гдеQ₅ - объем сырого шпона из чураков одной длины, м³;

0,985 - коэффициент, учитывающий организационные потери при лущении;

Vs - выход делового шпона из чурака одной длины, м³.

Расчетное число чураков заносится в графу 10 таблицы №4.

Объем чураков одной длины Q₆ определяется из выражения:

Q₆=NV_c , (27)

гдеN - число чураков данной длины, шт.;

V_c - объем чурака среднего диаметра определенной длины, м³ [3, стр. 17, таблица 7];

Объем отходов на карандаши рассчитывается по формуле:

p_k6 = 3,14d_k²L_nN/4 , (28)

и заносится в графу 8 таблицы №4.

Объем отходов на шпон-рванину определяется из выражения:

p_p6 = Q₆ - (Q₅+p_k6) (29)

Определяем среднии диаметр сырья:

dc=(18*20+22*50+28*30)/100=23

Определяем диаметр карандашей:

dk=(0,073*40+0,075*40+0,076*20)/100=0,074

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

-- Продольный шпон

- вычисляем коэффициент выхода делового шпона:

Kb=(0,9*40+0,894*40+0,884*20)*0,98/100=0,87612

- вычиляем выход делового шпона из чурака среднего диаметра:

Vs=3,14*1,9(0,87612^2*0,23^2-0,074^2)/4=0,052 куб. м.

- вычисляем необходимое число чураков

N=18607,71/(0,985*0,052)=363290 шт.

- определяем объем чураков данной длины

Q6=363290*0,089=32332,81 куб.м.

- рассчитываем объем отходов на карандаши

pk6=3,14*0,074^2*1,9*363290/4=2968,66 куб.м.

- определяем количество отходов на шпон-рванину

pp6=32332,81-(18607,712968,66)=10756,44 куб.м.

-- Поперечный шпон

- вычисляем коэффициент выхода делового шпона:

Kb=(0,9*40+0,894*40+0,884*20)*1,02/100=0,91188

- вычиляем выход делового шпона из чурака среднего диаметра:

Vs=3,14*1,3(0,91188^2*0,23^2-0,074^2)/4=0,039 куб. м.

- вычисляем необходимое число чураков

N=9303,85/(0,985*0,039)=242194 шт.

- определяем объем чураков данной длины

Q6=242194*0,059=14289,45 куб.м.

- рассчитываем объем отходов на карандаши

pk6=3,14*0,074^2*1,3*242194/4=1354,13 куб.м.

- определяем количество отходов на шпон-рванину

pp6=14289,45-(9303,851354,13)=3631,47 куб.м.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

-- Продольный шпон

- вычисляем коэффициент выхода делового шпона:

Kb=(0,9*40+0,894*40+0,884*20)*0,98/100=0,87612

- вычиляем выход делового шпона из чурака среднего диаметра:

Vs=3,14*1,9(0,87612^2*0,23^2-0,074^2)/4=0,052 куб. м.

- вычисляем необходимое число чураков

N=30897,49/(0,985*0,052)=603231 шт.

- определяем объем чураков данной длины

Q6=603231*0,089=53687,56 куб.м.

- рассчитываем объем отходов на карандаши

pk6=3,14*0,074^2*1,9*603231/4=4929,36 куб.м.

- определяем количество отходов на шпон-рванину

pp6=53687,56-(30897,494929,36)=17860,71 куб.м.

-- Поперечный шпон

- вычисляем коэффициент выхода делового шпона:

Kb=(0,9*40+0,894*40+0,884*20)*1,02/100=0,91188

- вычиляем выход делового шпона из чурака среднего диаметра:

Vs=3,14*1,3(0,91188^2*0,23^2-0,074^2)/4=0,039 куб. м.

- вычисляем необходимое число чураков

N=35263,94/(0,985*0,039)=917974 шт.

- определяем объем чураков данной длины

Q6=917974*0,059=54160,47 куб.м.

- рассчитываем объем отходов на карандаши

pk6=3,14*0,074^2*1,3*917974/4=5132,48 куб.м.

- определяем количество отходов на шпон-рванину

pp6=54160,47-(35263,945132,48)=13764,05 куб.м.

Фанерное сырье на предприятиях часто поставляется в кряжах - круглых сортиментах, кратных по длине чураку. В этом случае при раскряжевке образуются отходы на оторцовку, опилки, выпиловку дефектных участков и др.

Объем кряжей Q₇ определяется из выражения:

Q₇ = 100Q₆/(100 - a₇) , (30)

гдеa₇ - процент отходов на раскряжевку, колеблется в диапазоне от 1 до 3 % (заносится в графу 12 таблицы №4).

Результаты расчетов заносятся в графу 14 таблицы №4.

Объем потерь при раскряжевке:

p₇ = Q₇ - Q₆ , (31)

заносится в графу 13 таблицы №4.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

- определяем объем кряжей:

Q7=100*46622,26/(100-1)=47093,19 куб.м.

- определяем объем отходов при раскряжевке на оторцовку, опилки, выпиловку дефектных участков:

p7=47093,19-46622,26=470,93 куб.м.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

- определяем объем кряжей:

Q7=100*107848,03/(100-1)=108937,4 куб.м.

- определяем объем отходов при раскряжевке на оторцовку, опилки, выпиловку дефектных участков:

p7=108937,4-107848,03=1089,37 куб.м.

Показателями, характеризующими расход сырья и полуфабрикатов на определенную продукцию, являются следующие расходные коэффициенты.

Расход сырья в кряжах на м³ сырого шпона определяется промежуточным коэффициентом:

R₇ = Q₇/Q₅ (32)

Расход сырого шпона на м³ сухого шпона определяется промежуточным расходным коэффициентом:

R₅ = Q₅/Q₄ (33)

Расход сухого шпона на м³ готовой фанеры определяется промежуточным расходным коэффициентом:

R₄ = Q₄/Q₀ (34)

Расход сырья на м³ готовой фанеры определяется расходным коэффициентом:

R = R₄R₅R₇ = Q₇/Q₀ (35)

Вычислив указанные расходные коэффициенты, их сравнивают с планируемыми нормами расхода, проконтролировав этим правильность выполненных расчетов. Результаты расчетов сводятся в таблицу №5.

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 4 мм:

- расход сырья в кряжах на куб.м. сырого шпона

R7=Q7/Q5=47093,19/27911,56=1,687

- расход сырого шпона на куб.м. сухого шпона

R5=Q5/Q4=27911,56/25354,86=1,101

- расход сухого шпона на куб.м. готовой фанеры

R4=Q4/Q0=25354,86/20790=1,22

- расход сырья в кряжах на куб.м. готовой фанеры

R=R4*R5*R7=Q7/Q0=47093,19/20790=2,265

Для фанеры марки ФК, форматом 1830x1220 мм и толщиной 10 мм:

- расход сырья в кряжах на куб.м. сырого шпона

R7=Q7/Q5=108937,4/66161,43=1,647

- расход сырого шпона на куб.м. сухого шпона

R5=Q5/Q4=66161,43/60125,93=1,1

- расход сухого шпона на куб.м. готовой фанеры

R4=Q4/Q0=60125,93/48510=1,239

- расход сырья в кряжах на куб.м. готовой фанеры

R=R4*R5*R7=Q7/Q0=108937,4/48510=2,246

Таблица № 3. Расходные коэффициенты

Характеристика фанеры	R4	R5	R7	R
Фанера ФК 1830х1220х4, осина	1,22	1,101	1,687	2,265
Фанера ФК 1830х1220х10, осина	1,239	1,1	1,647	2,247

Таблица № 4. Баланс сырья

Составляющие	м3	%
Сырье, Q7	156030.59	100
Готовая продукция	69300	44,4
Отходы и безвозвратные потери	86730.59	55.6
в том числе:
1. На складе сырья, р7	1560.3	1
2. В лущильном цехе: а) карандаши, рк6 б) шпон-рванина, рр6	14384.63 46012.67	9.2 29.5
3. В сушильно-сортировочном цехе: а) на сушку, р5 б) при починке, ребросклеивании, р4	8592.2 1709.62	5.5 1.1
4. В клеильном цехе на упрессовку, р3	6328.97	4.1
5. В сортировочно-обрезном цехе: а) на обрезку, р2 б) на переобрез, р1	7442.2 700	4.8 0.4

4. Расчет потребного количества клеевых материалов

Различают технологический расход клея, характеризующий количество клея, наносимого на единицу площади склеиваемой поверхности, и производственный, характеризующий количество клея, затрачиваемое на единицу изготовляемой продукции. При производстве фанеры обычно определяется производственный расход учитывающий все возможные потери клея при его приготовлении и использовании.

Составляющие клея:

Смола - 100 мас. ч.

Отвердитель - 1 мас. ч.

Сульфидно-спиртовая барда - 30 мас. ч.

При определении потребного количества жидкого клея на заданную программу предварительно определяется норма производственного расхода Q_ж по формуле

(36)

Где q - технологическая норма расхода клея на 1 м² поверхности, г/м² (q = 110 г/м²)

m - слойность фанеры;

s_f - толщина фанеры, мм;

К_п - коэффициент производственных потерь, К_п = 1,03...1,05;

К_о - коэффициент, учитывающий потери клея при обрезке фанеры по формату:

К₀ = F_н/F₀, (37)

Где F_н - площадь необрезного листа фанеры, м²;

F₀ - площадь обрезного листа фанеры, м²;

К₀ = 1900*1300/1830*1220 = 1,1

Потребное на программу количество клея, отвердителя и сульфидно-спиртовой барды для производства данного вида фанеры , , соответственно (тонн) рассчитывается по формуле:

(38)

где - объем годовой программы производства фанеры.

ФК

ФК

Потребное на программу количество клея, отвердителя и сульфидно-спиртовой барды для производства фанеры:

5. Обоснование технологических режимов

Основными параметрами режима склеивания являются температура плит пресса, продолжительность процесса склеивания и давления на пакет. При выборе температуры, обеспечивающей наиболее выгодные условия склеивания с точки зрения качества (прочности) соединения листов шпона между собой и производительности прессового оборудования, учитываются следующие факторы:

- способ склеивания при изготовлении тонкой фанеры;

- свойства и технологические возможности клеящего вещества;

- слойность и толщина склеиваемых пакетов шпона;

- влажность склеиваемых пакетов.

Одним из необходимых условий качественного склеивания продукции является создание давления в направлении перпендикулярном поверхности склеивания.

Выбор давления зависит от многих факторов:

- породы древесины;

- состояния и шероховатости склеиваемых поверхностей шпона;

- размеров листов шпона;

- вязкости клея;

- температуры склеивания;

- влажности древесины;

- степени уплотнения древесины и других факторов.

По рекомендациям справочного пособия по производству фанеры для ФК температура плит пресса принимается 115 - 130 град.

Давление на пакет должно быть достаточным для полного контакта всех склеиваемых листов шпона между собой. Учитывая, что чрезмерно большое давление на пакет при относительно высокой температуре склеивания, повышенной влажности пакета и продолжительном воздействии усилия на склеиваемый материал, ведет к заметной упрессовке древесины, то есть ее прямым безвозвратным потерям в производстве фанеры. Принимаемая величина давления должна быть минимально достаточной для компенсации отрицательного влияния на качество склеивания имеющихся на поверхности шпона микронеровностей, разнотолщинности в пределах площади каждого листа, непараллельности и неплоскостности плит пресса. В зависимости от породы древесины, влажности шпона и склеиваемого пакета, технического состояния пресса и ряда других факторов величина давления принимается в пределах 1,4…2,2 МПа. для каждого из склеиваемых материалов подбирается наиболее рациональный режим изменения давления на пакет в процессе прессования.

При этом учитывается возможное воздействие паровоздушной смеси внутри пакета на сформированное клеевое соединение и заданная величина упрессовки древесины. Ступенчатое уменьшение давления осуществляется в несколько приемов: от максимума до 1,2…1,4 МПа сразу после достижения заданного уплотнения, от 1,2…1,4 МПа до 0,7…1,0 МПа - по истечении 70…75 % общей продолжительности склеивания и от 0,7…1,0 до 0,4…0,5 МПа - по истечении 85 % этого времени. Давление 0,4…0,5 поддерживают до завершения цикла термообработки.

Ступенчатое снижение давления в течение значительного отрезка времени склеивания обеспечивает сохранение клеевых связей.

Продолжительность склеивания пакетов устанавливается в зависимости от следующих факторов:

- толщины слойности склеиваемого пакета;

- марка смолы и свойств применяемого клея;

- породы древесины, из которой получен шпон;

- температуры, при которой проводится склеивание

Таблица 5. Условия и режимы склеивания

Наименование показателей	Значения показателей для фанеры марок
	ФК 4 мм	ФК 10 мм
Толщина, мм: - пакета шпона - фанеры Слойность пакета Порода древесины Давление на пакет при склеивании, МПа Марка клея Число пакетов в одном этаже пресса Температура плит пресса, град. Продолжительность выдержки пакета в прессе под давлением, мин. Продолжительность снижения давления до 0, мин.	4,5 4 3 осина 1,8 КФ - МТ 3 125 3.6 2	11.25 10 9 осина 1,8 КФ - МТ 1 115 7 3

6. Подбор и расчет основного технологического оборудования

При подборе технологического оборудования должны учитываться следующие его показатели:

-производительность;

-трудозатраты при работе на данном виде оборудования;

-стоимость и перспективность оборудования;

-удобство в эксплуатации, условия работы на нем;

-размеры оборудования;

Для каждого вида производства, для каждого производительного участка при расчете потребного количества единиц технологического оборудования необходимо учитывать специфику работы, цикличность, непрерывность процессов и т.д.

Расчет потребного количества единиц выбранного оборудования ведётся в следующем порядке:

1. Определение общего объема продукции (полуфабрикатов) Q_п вырабатываемой на данном оборудовании

2. Определение производительности оборудования (часовой или сменной) для каждого вида продукции (полуфабриката)

3. Определение средневзвешенной производительности П_ср оборудования с учетом процентного соотношения видов продукции (полуфабриката), вырабатываемого на данном оборудовании:

(39)

где - производительность оборудования при выработке продукции (полуфабриката) данного вида;

- доля продукции (полуфабриката) данного вида в общем объеме продукции, %.

4. Определение потребного (расчетного) количества единиц оборудования n_p для выработки продукции (полуфабриката)

(40)

5. Определение коэффициента загрузки К_з фактически принятого оборудования:

(41)

где n_p - расчетное количество единиц оборудования,

n_ф - фактически принятое количество единиц оборудования.

Фактически принятое количество единиц оборудования получается при округлении расчетного количества до ближайшего целого числа. Коэффициент загрузки не должен превышать 1,05…1,08. Расчетная перегрузка (К₃ > 1) может быть компенсирована более совершенной организацией труда, применением интенсифицированных режимов обработки и т.д.

Выбор клеильного пресса

В соответствии с заданием на проектирование и принятой спецификацией клееной фанеры подбираются по каталогам и другой литературе наиболее совершенные, высокомеханизированные клеильные прессы. При этом необходимо учитывать следующее:

а) формат плит пресса должен соответствовать формату прессуемой не обрезной фанеры с учетом необходимого превышения;

б) высота рабочего промежутка пресса должна быть не более толщины пакетов;

в) усиление клеильного пресса должно обеспечить необходимый нагрев пакета, а иногда и последующее охлаждение прессуемого материала в соответствии с режимами склеивания клееной фанеры данной марки и т.д.

В зависимости от марки клееной фанеры и способа склеивания по данным технологических паспортов или литературным источникам находят давление прессования, а затем вычисляют манометрическое давление жидкости в цилиндрах пресса по формуле:

(42)

где - давление прессования, МПа;

- площадь необрезной фанеры, ;

-сумма площадей цилиндров пресса, ;

- КПД гидравлического пресса, учитывающий потери усилия на подъем подвижных частей, преодоление трения в манжетах и направляющих пресса.

Давление прессования для лиственных пород может находиться в пределах p = 1,4 - 2,2 МПа. Для осины давление возьмем p = 1,8 МПа. Площадь необрезной фанеры:

F = 190х130 = 24700

Выбираем пресс фирмы Китагава 2700х1390х45 (Япония). Гидравлическое давление для этого пресса составляет 28 МПа.

Манометрическое давление Р, определяемое по формуле (42), должно быть равно или меньше допускаемого гидравлического давления для данного пресса, указанного в технической характеристике.

Для этого пресса находим сумму площадей гидроцилиндров:

(43)

гдеd - диаметр плунжера главного гидроцилиндра (d = 37.5 см);

n - число цилиндров пресса (n=3);

Манометрическое давление Р:

После подбора клеильного пресса выписывается его техническая характеристика по форме табл. 8.

Таблица 8. Техническая характеристика пресса Китагава (Япония)

Показатели	Единица измерения	Числовые значения
Число рабочих промежутков	шт.	40
Усилие пресса Мпа		7.5
Число цилиндров:основных	шт.	3
Диаметр поршней:основных	мм	375
Размер плит: длина ширина толщина	мм	2700 1390 45
Высота рабочего промежутка	мм	40

Расчет производительности горячего пресса

Производительность клеильных прессов обычно определяют в кубических метрах обрезной фанеры в одну смену или час по формуле, м?/ч:

(44)

где T - время, за которое определяется производительность пресса, мин;

n - число рабочих промежутков пресса;

m - количество листов фанеры в одном промежутке по принятому режиму;

S - толщина фанеры, мм;

F - площадь фанеры по наибольшему обрезу, м?;

k₁ - коэффициент использования рабочего времени;

k₂ - коэффициент использования машинного времени пресса;

ф₄ - продолжительность склеивания, мин;

ф₅ - продолжительность снижения давления, мин;

ф_всп - продолжительность вспомогательных операций, мин;

ф_всп = (ф₁+ф₂+ф₃+ф₆+ф₇), (45)

где ф₁ - время загрузки пакетов в пресс, с: ф₁ = l₁/u₁;

l₁ - ход толкателя загрузочной этажерки, мм;

u₁ - скорость движения толкателя загрузочной этажерки, мм/с;

- для фанеры ФК толщиной 4мм и 10 мм.

ф₂ - подъем стола пресса до закрытия промежутков:

, (46)

где h - высота рабочего промежутка пресса, мм;

- суммарная толщина пакета шпона, помещенного в один промежуток пресса, мм

- для фанеры ФК толщиной 4 мм.

- для фанеры ФК толщиной 10 мм.

ф₃ - продолжительность создания рабочего давления на пакеты шпона;

ф₃ = ф_n?n (47)

ф_n - продолжительность подъема давления, отнесенная к одному этажу пресса (ф_n = 0.2?0.3 c);

n - число этажей пресса;

ф₃ = 0,2?40 = 8 с = 0,13 мин. - для фанеры ФК толщиной 4 мм и 10 мм

ф₄ - продолжительность выдержки пакетов под давлением

ф₄ принимаем по [4]. Для пакета толщиной 4,5х3 мм: ф₄ = 3.6 мин. Для пакета толщиной 11.25 мм: ф₄ = 7 мин.

ф₅ - продолжительность снижения давления плит пресса на пакет шпона;

ф₅ = 2 мин - для S = 3х4,5 и 3 мин для толщины S = 11.25

ф₆ - опускание стола пресса, с:

(48)

гдеY - величина упрессовки пакетов шпона, %;

u₆ - скорость опускания стола пресса, мм/с;

ф₆=- для фанеры толщиной 4 мм.

ф₆= - для фанеры толщиной 10 мм.

ф₇ - выгрузка пакетов из пресса, с: ф₇ = l₂/u₇ ;

l₂ - ход экстрактора разгрузочной этажерки, равный размеру листа необрезной фанеры, совпадающему с направлением движения экстрактора, увеличенному на 150?200 мм;

u₇ - скорость движения экстрактора, мм/с.

ф₇ = 2100/400 = 0,0875 мин - для фанеры толщиной 4 мм и 10мм.

Получаем продолжительность вспомогательных операций:

1) ф_{всп .}= 0,1125+0,204+0,13+0,2+0,0875 = 0,734 мин - для фанеры толщиной 4 мм

2) ф_всп. = 0,1125+0,165+0,13+0,17+0,0875 = 0,665 мин - для фанеры толщиной 10 мм

Тогда цикл пресса равен сумме всех затрат времени:

ф_ц = ф₄+ф₅+ф_всп (49)

ф_ц = 3.6+2+0,734= 6.334 мин.