ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра станков и инструментов
И. Т. Глебов
Подъемно-транспортные машиныотрасли: Проектирование аспирационной системы деревообрабатывающегоцеха
Методические указания
для выполнения учебных заданий идипломных проектов студентами очной и заочной форм обучения
направления 635600 «Технологиялесозаготовительных и деревообрабатывающих производств»
специальности 260200 «Технологиядеревообработки» по дисциплине «Подъемно-транспортные машиныотрасли»
Екатеринбург
2005
Аннотация
Методические указания разработаныдля студентов специальности 260200 с возможностью использованиястудентами специальности 170402.
Учебные дисциплины:
– «Подъемно-транспортные машины отрасли» (раздел: пневмотранспортдеревообрабатывающих предприятий, специальность – 260200);
– «Пневмотранспорт деревообрабатывающих предприятий» (специальность– 170402);
– Дипломное проектирование (специальности: 260200 – конструктивная часть;170402 – тема проекта).
Проф. кафедры станков иинструментов И.Т. Глебов/>Введение
Методическиеуказания предназначены для выполнения студентами специальности 260200 учебныхзаданий при изучении раздела «Пневмотранспорт» учебной дисциплины«Подъемно-транспортные машины отрасли», а также для выполнениядипломных проектов.
В учебных заданиях и дипломныхпроектах обычно решается задача следующего содержания «Выполнить проектцентрализованной аспирационной системы деревообрабатывающего цеха».
Аспирационной называетсясистема, обеспечивающая нормативные санитарно-гигиенические условия труда в рабочейзоне станка.
Вдеревообрабатывающих цехах применяются централизованные аспирационные системыпрямоточные и рециркуляционные. Прямоточная система выбрасывает очищенныйтеплый воздух в атмосферу. Ее рекомендуется применять в случае, если в цехе обрабатываетсясырой лесоматериал. Рециркуляционная система возвращает очищенный воздух в цех.Она может работать только с сухими древесными частицами.
В задании на проектированиеаспирационной системы цеха обычно прилагается схема технологического процесса,планировка цеха, указывается место расположения вентиляторов и бункера длявременного хранения измельченных отходов. />/>/>/>/>/>1. Определение количества систем
Каждая аспирационная подсистемасостоит из ответвлений (воздуховодов), подключаемых к приемникам станков,коллектора, магистрального воздуховода и вентилятора. Магистральные воздуховодыподсоединяются либо к циклонам, смонтированными на бункере, либо к рукавнымтканевым фильтрам, установленным в корпусе бункера.
Оптимальная производительность поотсасываемому воздуху одной централизованной аспирационной подсистемыпринимается около 7...10 тыс. м3/ч. Количество централизованныхаспирационных подсистем n находятпо сумме значений объемов отсасываемого воздуха каждым отсосом дереворежущихстанков:
/>, (1)
где Qmini –минимальный объем отсасываемого воздуха отдельного механизма резания станка(прил. 1);
m – количество отсосов механизмов резания всех станков цеха.
Для повышения надежности работы вцентрализованную аспирационную систему лучше не включать отсосы станков спроизводительностью по воздуху менее 400 м3/ч. Воздуховод,подведенный к такому отсосу, имеет небольшой диаметр и поэтому создает большоесопротивление движению воздуха. Такие станки лучше подключать к автономнымстружкоотсосам [1]./>2. />/>/>Прокладка воздуховодов
Прокладкувоздуховодов в цехе осуществляют двумя способами: с верхней или с нижнейразводкой.
В первом случаевоздуховоды прокладывают на высоте 2,5 – 4,0 м над полом и соединяютвертикальными стояками с отсосами станков. Трубы должны быть надежно закрепленына трапециях, подвесках к балкам перекрытия, потолку и не мешать движению транспортныхсредств, кран-балки, например.
При нижнейразводке все трубы располагаются под полом и соединяются с отсосами станковвертикальными стояками. Трубы прокладываются в штольнях или подвальном помещении.Обслуживание таких воздуховодов затруднено.
Всегоризонтальные воздуховоды желательно размещать в двух направлениях – вдоль ипоперек цеха. Надо избегать наклонного расположения труб, стараясь прокладыватьих только горизонтально и вертикально. При этом надо стремиться получитьменьшее количество отводов (колен)./>/>3./>/>/>Выбор типа пылеуловителя
Для отделения и очистки воздухаот древесных частиц в аспирационных системах используют циклоны или рукавныетканевые фильтры. При этом сопротивление циклона или фильтра должно быть впределах 900...1200 Па [2, 3].
Сопротивление циклоновопределяется по аэродинамическим характеристикам (прил. 2) в зависимости отколичества проходящего через них воздуха.
Расчет рукавных фильтров. Гидравлическое сопротивлениерукавного фильтра Dр определяетсяпо следующей формуле, Па:
/>, (2)
где Dруд – удельное гидравлическое сопротивление, Па×ч/м, Dруд = 10 – 15 Па×ч/м;
Q – производительность фильтра по воздуху, м3/ч;
S – площадь фильтрации рукавов, м2.
/>При расчете задаются значением Dр в пределах от 900 до 1200 Па. Из (2) находят площадьфильтрации рукавов. Затем задаются диаметром рукава (120-140 мм) и длиной. Находятповерхность одного рукава, а затем – количество рукавов. Предлагается схема размещениярукавов (рис. 1). />При этом размер b или l должен обеспечитьпроезд самосвала под бункером (3...3,5 м).
По схеме блока фильтров уточняют возможноеколичество рукавов, находят их площадь и окончательно уточняют потерю давлениярукавных фильтров.
Схема бункера с блоком рукавных фильтровпоказана на рис. 2. На стойках 1 смонтирован бункер для временного хранениядревесных частиц, блок тканевых рукавов 2, вибраторы 3, камера для очищенноговоздуха 4, патрубок для подачи очищенного воздуха в цех 5 и патрубок 6 для подачизапыленного воздуха в бункер. При такой схеме установки разгрузка бункера производитсяпри выключенных вентиляторах. Самосвал ставится под погрузку в пространство 7.Общий вид установки показан на рис. 3./>/>4. Подготовка исходных данных
Для подготовки исходных данныхнеобходимо прежде всего проложить трассы ответвлений к коллектору и трассумагистрального сборного трубопровода от коллектора через вентилятор к пылеуловителю,установленному на бункере. Для этого используют чертеж размещениятехнологического оборудования. Кроме того, делают поперечный разрез цеха дляуказания необходимых высотных отметок.
Для наглядности без масштабавычерчивают расчетную схему кустовой трубопроводной сети с указанием высотныхотметок отсосов 1 (рис. 4), ответвлений, коллектора 2, магистрального всасывающеготрубопровода 3, вентилятора 4, магистрального нагнетательного трубопровода 5 иприемного патрубка циклона 6.
Место установки коллекторавыбирается так, чтобы потеря давления в ответвлениях была бы по возможности одинаковой,т.е. незначительно отличалась бы от максимального значения. Практическиколлектор устанавливают как можно ближе к торцовочным станкам и к станкам, вотсосах которых назначается большая скорость воздушного потока.
/>На схеме точнопоказывают количество отводов, их угол поворота, указывают развернутые длиныучастков. Для этого по чертежу трассы воздуховодов аспирационной системыс помощью миллиметровой линейки и с учетом масштаба чертежа, а также высотныхотметок трассы, определяют развернутую длину ответвлений. Находят длинуучастков магистрального трубопровода. Результаты измерений и аспирационные характеристикистанков (прил. 1) записывают в таблицу, заполняемую по форме табл. 1.
Таблица 1
Исходныеданные кустовой аспирационной системы
№ отсоса,
модель станка Режущий инструмент Диаметры присоединительных патрубков отсосов, м
Объем отсасываемого воздуха
Qmin, м3/ч
Скорость воздуха в сечении патрубка отсоса и (воздуховода) v, м/с Коэффициент гидравлического сопротивления отсосов x Выход отходов всего и в том числе пыли (в знаменателе) G, кг/ч
ПримерЦА-2А Пила А 0,1 850 30,1(17) 1,0 357,5/32,5
/>Количество отводовответвлений – 3 с углом поворота 90°, Sxо= 0,45. Высота приемника стружки станка показана на схеме
И так далее для каждогоответвления.
Длина магистрального трубопроводаза коллектором- 12 м./>/>/>/>/>/>5. Гидравлический расчет
Расчет выполняютна компьютере по программам «KAS рециркуляционная»или «KAS прямоточная» (программы прилагаются отдельным файлом).
После вводаисходных данных на дисплее отображаются результаты расчетов, которые надопрочитать и подкорректировать в соответствии с приведенными в программеуказаниями.
В п. 1приводятся диаметры трубопроводов ответвлений. Их надо округлить в меньшуюсторону до размеров стандартного ряда.
В конце расчетовприводится значение напора вентилятора. Помните, развиваемый напорцентробежного пылевого вентилятора не превышает 3200 Па. Если эта цифраполучилась больше, то сначала проверьте правильность ввода исходных данных, азатем обратитесь к п. 12 и попытайтесь уменьшить потери давления в коллекторе.
После благополучного выполнениярасчетов выбирается вентилятор [1]. />/>6. Подготовка пояснительнойзаписки и чертежей
Пояснительнуюзаписку к проекту аспирационной системы рекомендуется выполнить по следующейструктурной схеме.
Введение
1. Общиесведения об аспирационных системах (определение, типы систем, их достоинства инедостатки).
2.Характеристика деревообрабатывающего цеха (назначение цеха, характеристикаобрабатываемой древесины, описание технологического процесса и используемых вцехе станков, наличие в цехе станков с расходом аспирационного воздуха около400 м3/час, выбор типа аспирационной системы).
3. Определениеколичества аспирационных подсистем.
4.Выбор типа пылеуловителя, определение его гидравлического сопротивления.
5.Прокладка трасс воздуховодов аспирационных подсистем и системы.
6. Подготовка исходныхданных.
7.Расчет аспирационной системы цеха, оценка полученных результатов, выборвентилятора.
8.Ведомость труб, необходимых для монтажа аспирационной системы цеха.
Попроекту аспирационной системы цеха выполняется чертеж плана цеха с указаниемстанков, трасс воздуховодов. На чертеже указываются диаметры и длины всех ответвленийи магистральных воздуховодов, воздуховодов возврата очищенного воздуха в цех.Кроме того, делается поперечный разрез цеха с указанием бункера, вентилятора,коллектора и высотных отметок./>/>Библиографический список
1.Глебов И.Т.,Рысев В.Е. Аспирационные и транспортные системы деревообрабатывающихпредприятий. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2004. – 180 с.
2. ГлебовИ.Т., Сулинов В.И., Хакимова С.Я. Пневмотранспорт деревообрабатывающихпредприятий. – Екатеринбург: УГЛТУ, 2000. – 156 с.
3. АлександровА.Н., Козориз Г.Ф. Пневмотранспорт и пылеулавливающие сооружения надеревообрабатывающих предприятиях. – М.: Лесн. пром-сть, 1988. – 248 с./>/>Приложения
Приложение1
Аспирационныехарактеристики деревообрабатывающих станков
Модель станка Режущий инструмент
Диаметры присоединительных патрубков
отсосов,
м
Объем отсасываемого воздуха
Qmin, м3/ч
Скорость воздуха в сечении патрубка отсоса и (воздуховода) v, м/с Коэффициент гидравлического сопротивления отсосов x
Выход отходов всего и в том числе пыли (в знаменателе) М, кг/ч
Станки круглопильныеЦА-2А Пила А 0,1 850 30,1(17) 1,0 357,5/32,5
/>
Ц6-2 Пила А 0,11 840 24,8(17) 1,0 36,4/2,13
/>
ЦДК4-2 Пила А 0,084 698 35,0(17) 1,0 122,9/9,75
/>ЦДК4-3 Пила А 0,13 1000 20,9(17) 1,2 122,9/9,75
/>ЦДК5-2 Пила А 0,155 1200 17,7(17) 1,0 351,0/32,5
/>ЦМР-2 10 пил А 0,234 5004 32,3(17) 0,6 265,2/32,5
/>
Продолжение прил.1Модель станка Режущий инструмент
Диаметры присоединительных патрубков отсосов,
м
Объем отсасываемого воздуха
Qmin, м3/ч
Скорость воздуха в сечении патрубка отсоса и (воздуховода) v, м/с Коэффициент гидравлического сопротивления отсосов x
Выход отходов всего и в том числе пыли (в знаменателе) М, кг/ч ЦПА-2 Пила А 0,14 840 15,2(17) 1,0 68,64
/>ЦПА-40 Пила А 0,08 633 35,0(17) 1,0 68,64/7,47
/>
Станки ленточнопильныеЛС40-01 Пила А 0,1 435 15,4(17) 0,8 42,25/18,9
/>ЛС80-6 Пила А 0,15 1272 20,0(17) 0,8 42,25/18,9
/>
СтанкифрезерныеФ-4, Ф-6 Фреза А 0,13 1350 28,8(18) 0,8 33,8/1,35 Ф-5 Фреза А 0,13 1500 23,6(18) 0,8 33,8/1,35
/>ФС-1 Фреза А 0,164 1350 17,9(18) 1,5 57,2/2,29
/>ФСА Фреза А 0,151 1160 18(18) 1,5 40,3/2,6
/>
Продолжение прил.1Модель станка Режущий инструмент
Диаметры присоединительных патрубков отсосов,
м
Объем отсасываемого воздуха
Qmin, м3/ч
Скорость воздуха в сечении патрубка отсоса и (воздуховода) v, м/с Коэффициент гидравлического сопротивления отсосов x
Выход отходов всего и в том числе пыли (в знаменателе) М, кг/ч ФСА-1 Фреза А 0,164 1350 18(18) 1,5 40,3/2,6
/>ФСШ-1 Фреза А 0,164 1350 17,9(18) 1,5 33,8/2,6
/>
Станки продольно фрезерные четырехсторонние,
фуговальные, рейсмусовыеС16-4А
Фрезы:
верхняя А
нижняя Б
вертикальные В, Г
0,186
0,155
0,145
5690, в т.ч.:
1956
1358
1188
20
20
20
0,8
0,8
0,8 409,5/18,9
/>С26-2М
Фрезы:
верхняя А
нижняя Б
вертик. В, Г
калевочная Д
0,127
0,127
0,11
0,127
4104, в т.ч.:
912
912
684
912
20
20
20
20
0,8
0,8
0,8
0,8 871,0/37,7
/>
Продолжение прил.1Модель станка Режущий инструмент
Диаметры присоединительных патрубков отсосов,
м
Объем отсасываемого воздуха
Qmin, м3/ч
Скорость воздуха в сечении патрубка отсоса и (воздуховода) v, м/с Коэффициент гидравлического сопротивления отсосов x
Выход отходов всего и в том числе пыли (в знаменателе) М, кг/ч
СФ4-1,
СФА4-1 Ножевой вал А 0,175 1500 17,3(18) 1,0 149,5/26,0 СФ6 Ножевой вал А 0,16 1320 18,2(18) 0,8 191,1/19,5
СФ6-1,
СФК6-1 Ножевой вал А 0,175 1600 18,5(18) 1,0 191,1/19,5
/>
С2Ф4-1,
(С2Ф3-3)
Ножевой вал А
То же Б
0,175
0,075
1500
264
(176,4)
17,3(18)
16,6
(18)
1,0
1,0 223,6/16,2
/>СР6 Ножевой вал А 0,16 1440 17,3(18) 1,0 294/10,3 СР12 Ножевой вал А 0,16 2160 18,2(18) 1,0 402/12
/>
Станки шипорезные, шлифовальныеШПА-40 Фреза А 0,15 1907 30(18) 1,0 45,9/4,59
/>
Окончание прил.1Модель станка Режущий инструмент
Диаметры присоединительных патрубков отсосов,
м
Объем отсасываемого воздуха
Qmin, м3/ч
Скорость воздуха в сечении патрубка отсоса и (воздуховода) v, м/с Коэффициент гидравлического сопротивления отсосов x
Выход отходов всего и в том числе пыли (в знаменателе) М, кг/ч
ШО10-А,
ШО15-А
Пила А
Проушечный диск Б
Фреза В, Г
0,07
0,12
0,1
415
1221
848
30(18)
30(18)
30(18)
1,0
1,0
1,0
Всего:
117,0/13,0
/>
ШлПС-7 Лента А, Б 0,18
А-1500
Б-1500 16,4(16) 1,2 6,695/6,695
/>ШлДБ-5
Шлифовальные диски А, Б, В, Г
Бобина Д
0,138
0,06
1080, 1080,
1080, 1080
204 20 1,1
Всего:
4,992/
4,992
/>
Приложение 2
/>
Аэродинамические характеристики циклонов/>Оглавление
Введение. 2
1.Определение количества систем. 3
2.Прокладка воздуховодов. 4
3.Выбор типа пылеуловителя. 4
4.Подготовка исходных данных. 6
5. Гидравлический расчет. 7
6.Подготовка пояснительной записки и чертежей. 8
Библиографическийсписок. 9
Приложения. 10
Оглавление. 16