--PAGE_BREAK-- Фанера ФК
Фанера, склеенная карбамидо-формальдегидными клеями (ФК) — согласно EN636 предназначена для использования в сухих условиях (W*
* W — параметр относительной влажности атмосферы.
Фанера, при изготовлении которой использован карбамидный клей, является фанерой марки ФК. Аббревиатура ФК расшифровывается так, – Ф-фанера, К-карбамидный клей.
В зависимости от качества шпона наружных слоев, фанеру ФКразделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III, IV.
Сорт фанерыI, II, III
По степени обработки поверхности фанеру ФК подразделяют на:
нешлифованную — НШ;
шлифованную с одной стороны — Ш1;
шлифованную с двух сторон — Ш2.
ЗАДАННЫЕ СВОЙСТВА ФК
· Формат в обрезном виде (длина ширина) 1830х1220 мм;
· Толщина, выпуск, в процентах к заданной выработке мм;
· Фанера ФК рекомендуется к использованию в конструкциях и изделиях предназначенных для эксплуатации внутри отапливаемых помещений.
Фанера ФК является более безвредной, чем фанера ФСФ, так как при ее изготовлении используется клей на фенольной основе. Фанера ФК является легко обрабатываемым материалом и применяется в изготовлении мебели, для внутренней отделки помещений, для устройства полов, в изготовлении тар и упаковок. Так же фанера ФК имеет четкую древесную структуру и благодаря этому качеству она легко вписывается в любой интерьер. Так как фанера ФК имеет среднюю водостойкость, то не рекомендуется использовать ее для внешних отделок.
Фанера ФК в основном производится из березы, но в нашем случае из сосны.
КФ-МТКарбамидный клей представляет собой водный раствор карбамидной смолы. Часто в состав клея входит отвердитель (щавелевая, фталевая, соляная кислоты или некоторые соли) и наполнитель (мука бобовых или злаков, крахмал, древесная мука, гипс и т.п.). Введение в клей аммиачной воды, уротропина, мочевины или меламина позволяет увеличить срок хранения К. к. в 2 раза.
При использовании К. к. горячего отверждения склеиваемые детали в прессе подвергают нагреву. К. к. образуют клеевые соединения, обладающие хорошей механической прочностью [10—13 Мн/м2 (100—130 кгс/см2)] и удовлетворительной стойкостью к действию влаги.
3.
Характеристика сырья и материалов:
· Порода Сосна;
· Диаметр чурака, количество к общему объему сырья, % см;
· Сортовой состав сырья I, II, IIIсортов, % = 40: 60: 0
· Марка клея КФ-МТ (малотаксичный)
Как правило, хвойная фанера изготовляется из сосны. Свойства этого дерева позволяют сделать привлекательную на вид, лёгкую и особо прочную фанеру, которая активно используется при строительстве и отделке помещений. Наиболее часто фанеру хвойную применяют как основу под полы, для покрытия крыш и обшивки стен, а так же для сооружения перегородок.
Фанера хвойная практически не гниёт и имеет большую устойчивость к заражению грибками. Этими свойствами хвойная фанера обладает благодаря пропитанной смолами хвое, склеенной с помощью синтетической смолы (КФ-МТ клей). Клей применяется при холодном склеивании, в него добавляют отвердитель (хлористый аммоний или щавелевая кислота) Хвойную фанеру активно используют при работах по устройству кровель зданий.
Свойства смол:
Карбамидоформальдегидные смолы — это продукт поликонденсациикарбамидас формальдегидом.
В качестве сырья для получения карбамидоформальдегидной смолы могут использоваться:
· карбамид
Мочевина(карбамид) — химическое соединение, диамидугольной кислоты. Белые кристаллы, растворимые в полярных растворителях (воде, этаноле, жидком аммиаке).
· карбамидоформальдегидный концентрат
· формалин
Формалин — водный раствор, содержащий 40% формальдегида, 8% метилового спиртаи 52% воды. Источник формальдегида, дезинфицирующееи дезодорирующее средство, жидкость для сохранения анатомических препаратов и дублениякож.
Свойства:
По своему внешнему виду представляет собой суспензию однородного белого цвета, хотя зачастую цвет может варьироваться от белого до светло-коричневого цвета в зависимости от дополнительных включений и срока ее хранения.
Примерные свойства жидких смол:
1. Массовая доля сухого остатка %, не менее — 51,0
2.Плотность, кг/м³, не менее 1,2
3.Массовая доля свободного формальдегида %, не более 0,3
4.Вязкость условная, с, 20-35
5.Концентрация водородных ионов (Pн) 7,5-8,5
6.Предельная смешиваемость смолы с водой при которой наблюдается коагуляция, по объему 1:1-1:10
7.Время желатинизации при 100 °C, с, не более 110
Срок годности смолы при надлежащем хранении должен составлять не менее 45 суток с момента изготовления.
4.
Рассчитываем годовую производственную программу клеевого участка цеха фанеры.
Горячий клеильный пресс марки «Китагава»
Производственная программа клеевого цеха составляется на основании расчетов производительности пресса. Марка пресса задана в исходных данных.
Для склеивания фанеры чаще всего используют горячие гидравлические многоэтажные прессы. Техническая характеристика приведена в таб. 8
Таб. 8
Показатель
Япония
«Китагава»
Усилие пресса, МН
7,5
Давление пресса, МПа
2,5
Число этажей
40
Размер плит, мм:
— длина
— ширина
— толщина
2700
1390
45
Высота рабочего промежутка, мм
40
Число цилиндров:
— главных
— вспомогательных
3
-
Диаметр плунжеров цилиндров, мм:
— главных
— вспомогательных
375
-
Скорость смыкания плит пресса, мм/с
150
Установленная мощность, кВт
-
Габаритные размеры, мм:
— длина
— ширина
— высота общая
— высота от уровня пола
-
-
-
-
Масса, кг
-
4.1. Определение основных технико-экономических показателей работы проектируемого участка
Показатель
Значение показателя
Наименование выпускаемой продукции
Размеры:
Количество выпускаемой продукции, м3/ смен
Количество перерабатываемого сырья, м3/ смен
Расход сырья, м3/м3
Расход клея, кг /м3
Количество рабочих на участке, чел.
Площадь участка, м2
Съем продукции в смену с 1 м2 площади участка, м3/ м2
4.2.
Расчет производительности клеильного пресса
Производительность пресса для каждого вида фанеры, Ппр, м3/ч, определяется по формуле [3]:
где F– площадь обрезной фанеры заданного формата, м2;
Sф– заданная толщина фанеры, мм;
n– число пакетов, склеиваемых в рабочем промежутке пресса;
m– число этажей пресса;
Ки – коэффициент использования рабочего времени. При расчетах можно принять Ки = 0,95;
t– цикл работы клеильного пресса, с.
Число единичных пакетов, n, загружаемых в один промежуток пресса, зависит от толщины изготовляемой фанеры.
Цикл работы клеильного пресса складывается из времени, затрачиваемого на ряд операций, и определяется технологией, видом применяемого клея, толщиной склеиваемого пакета, породой древесины, наличием механизмов загрузки и выгрузки, этажностью пресса, организацией работ.
Время, потребное на загрузку пакетов, t1, определяется по формуле:
где l1– ход толкателя загрузочной этажерки, мм; 1220 + 80 + 200 = 1500 мм;
u1– скорость движения толкателя загрузочной этажерки, мм/с (выбирается из задания, таблица П1.1, приложение 1).
Ход толкателя обычно принимается равным наименьшему размеру листа обрезной фанеры с припусками на обрезку (75 – 80 мм), увеличенному на 150– 200 мм.
Время, затрачиваемое на подъем стола пресса, t2, определяется по формуле:
Из приложения 2, таблица П2.2 – Величина упрессовки (%) пакетов шпона при склеивании. Из таблицы берем оптимальные значения для толщин фанеры равных 9, 12, 15 мм; марки ФК; для хвойных пород (по условию) – при толщине 9 = 9; 12 = 10; 15 = 12.
где Sш— толщина склеиваемого материала, мм; Sn– толщина пакета шпона, помещаемого в один промежуток пресса, мм; у – упрессовка пакета при склеивании, %; n1– слойность фанеры.
Sш– толщину шпона берем из приложения 2, таблица П2.1. Берем для хвойных пород = 1,9 мм. Определяем количество толщин шпона для выработки заданного ассортимента фанеры, выбираем одну толщину;
Полученный результат округляем от четного и выше – в сторону большего нечетного значения.
Время, затрачиваемое на создание рабочего давления на пакет, t3, определяется по формуле:
где tп– время подъема давления, отнесенное к одному этажу пресса (tп= 0,2–0,3 с); берем наибольшее значение 0,3
m– число этажей пресса.
Время выдержки пакетов под давлением,t4, и снижения давления, t5, выбираем по таблицам П2.3, П2.6 приложения 2 в зависимости от вида склеиваемой продукции, породы древесины, вида клея, толщины и слойности пакета, принятой температуры плит пресса. Время t4 дано в минутах, поэтому его нужно перевести в секунды.
;
;
;
Время снижения давления, t5, состоит из двух периодов. Продолжительность второго следует выбрать из приложения 2, таблица П2.7.
Время, затрачиваемое на опускание стола пресса, t6, определяется по формуле:
где у – величина упрессовки пакета, % (таблица П2.1, приложение 2);
u6– скорость опускания стола пресса, мм/с (выбирается из таблице П1.1, приложение 1).
Время, затрачиваемое на выгрузку фанеры из пресса, t7, определяется по формуле:
где l2– ход экстрактора разгрузочной этажерки, равный ходу толкателя загрузочной этажерки, мм;
u7– скорость движения экстрактора, мм/с (выбирается из таблицы П1.1, приложение 1).
Цикл работы пресса, t, составит:
Так как t1≥ t7,то t7не включают в цикл работы пресса.
Результаты расчета производительности пресса вносятся в таблицу9.
Наименование показателей
Единица измерения
Обозначение
Значения показателя
1
2
3
4
Исходные данные
Вид продукции
Марка ФК
Формат в обрезном виде
1830 1220
мм мм
F0
Толщина продукции
9, 12, 15
мм
Sф
9
12
15
Количество фанеры данной толщины от общего ее объема
45, 45, 10
%
P
45
45
10
Порода древесины
Сосна
Марка применяемого клея КФ-МТ
Пресс:
а) число рабочих промежутков
б) высота рабочего промежутка
40
40
m
h
в) скорость движения толкателя загрузочной этажерки
г) скорость подъема и опускания стола
д) скорость движения экстрактора
300 мм/с
150 мм/с
350 мм/с
u1
u2
u3
Данные подлежащие определению
Число пакетов в рабочем промежутке
Один
n
1
1
1
Толщина пакета
13,7
∑Sп
9,89
14,3
16,7
Толщина шпона
Sш
1,8
1,8
2,1
Слойность фанеры
n1
5
7
7
Режим склеивания пакетов:
а) температура плит пресса
б) продолжительность выдержки пакетов под давлением
в) продолжительность снижения давления
C
c
c
t
115
330
175
115
420
175
110
750
180
Продолжительность части операций цикла пресса:
а) загрузка пакетов в пресс
б) подъем стола пресса
в)создание давления
г) опускание стола пресса
д) выгрузки материала из пресса
c
c
c
c
c
5
7,89
12
8,14
4,28
5
6,85
12
7,38
4,28
5
6,27
12
7,06
4,28
Суммарная продолжительность цикла работы пресса
с
538,30
626,08
959,98
Производительность клеильного пресса
м3/ч
Ппрi
5,11
5,85
4,77
Средневзвешенная производительность пресса
м3/ч
Пср
5.38
Средневзвешенная производительность пресса, Пср:
где , , – производительность пресса при изготовлении продукции определенной толщины, м3/ч;
, , – процент выпуска фанеры данной толщины от общего ее количества, таблица 1 (++ = 100 %).
Объем производства каждого вида продукции в смену,
где – количество установленных прессов в цехе (таблица П1.1, приложение 1) К = 2;
7,7 ч – средняя продолжительность смены, ч.
Годовая производственная программа для каждого вида продукции, Qi
год, м3, определяется по формуле:
Qi
год(9)
=
Qi
см Д С = 37,3 260 3 = 29094
Qi
год(12)
=
Qi
см Д С = 37,3 260 3 = 29094
Qi
год(15)
=
Qi
см Д С = 8,28 260 3 = 6458,4
гдеД – число рабочих дней в году, можно принять 260 дней;
С – число смен: принимаем три смены, так как фанерные предприятия работают по непрерывному циклу.
Полученные результаты заносим в таблицу 10.
Таблица 10 – Производственная программы клеевого участка цеха фанеры
Вид и марка продукции
Формат в обрезном виде,
мм ´мм
Толщина, мм
Число пакетов
в рабочем промежутке
Число этажей пресса
Заданный объем (Pi)
производства продукции, %
Количество прессов
Продолжительность цикла, с
Производительность пресса, м3/ч
Средневзвешенная
производительность пресса, Пср, м3/ч
Объем производства
каждого вида продукции в смену,
Qi
см, м3/смен
Годовая производственная
программа, Qi
год, м3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
ФК
18301220
9
1
40
45
2
538,30
5,11
5,38
37,3
29094
ФК
12
1
45
626,08
5,85
37,3
29094
ФК
15
1
10
959,98
4,77
8,28
6458,4
Итого:
64646,4
4.3. Определение расхода шпона и сырья,
потребного на изготовление заданного количества фанеры
Расчеты ведутся в направлении, противоположном ходу технологического процесса, – от готовой продукции к исходному сырью.
Последовательность расчета:
1. Расчет выхода шпона из чурака и количества образующихся отходов при лущении.
2. Расчет количества сухого шпона, необходимо для изготовления заданного количества нешлифованной фанеры.
3. Расчет количества кряжей, необходимых для изготовления заданного количества шпона.
продолжение
--PAGE_BREAK--Расчет выхода шпона из чурака
и количества образующихся отходов при лущении
В процессе лущения получается большое количество отходов в виде шпона-рванины и карандашей. Выход шпона из чурака (форматного и неформатного) зависит от размеров и формы чураков: качества древесины; точности базирования чураков при установке их в лущильный станок; диаметра остающегося карандаша.
Расчет ведут для двух размеров длин чураков (с целью получения продольного и поперечного шпона), по среднему диаметру. Результаты расчетов заносимв таблицу 11.
продолжение
--PAGE_BREAK--
Для определения выхода шпона пользуются эмпирическими формулами.
Диаметр чурака, d
ч, м:
Диаметр средне взвешенного чурака, d
св
,м:
мм
Длина чурака, м, 1,830 + 0,080 = 1,9
1,220 + 0,080 = 1,3.
Объем чурака, м3; Приложение 3, таб. П3.1
Диаметр в верхнем отрубе = 0,27 = Объем чураков, м3, при длине в м
Продольное = 0,125; Поперечное = 0,082.
Сортовой составсырья I
,
II
,
III
сортов, %; равен по условию 40: 60: 0.
Коэффициент выхода шпона для сорта, КВ.; Приложение 3, таб. П3.2. При длине чурака 1,3 м табличные значения коэффициентов умножаются на 1,02; при длине чурака 1,9 и 2,2 м – на 0,98.
— Iсорта: Поперечное = 0,9045 1,02 = 0,92259 ; Продольное = 0,9045 0,98 = 0,88641
— IIсорта: Поперечное = 0,8985 1,02 = 0,91647 ; Продольное = 0,8985 0,98 = 0,88053;
Коэффициент выхода форматного шпона для сырья сортов, КЛ; Приложение 3, таб. П3.2. При длине чурака 1,3 м табличные значения коэффициентов умножаются на 1,02; при длине чурака 1,9 и 2,2 м – на 0,98.
— Iсорта: Поперечное = 0,866 1,02 = 0,88332 ; Продольное = 0,866 0,98 = 0,84868
— IIсорта: Поперечное = 0,857 1,02 = 0,87414 ; Продольное = 0,857 0,98 = 0,83986;
Диаметр остающихся карандашей, dк, м, для сырья:
— I сорта:
— II сорта:
При расчетах значение d0 можно принять равным 0,065 м.
Объем неформатного шпона, получаемого из 1 м3сырья, V1:
где lч– длина чурака, м. Определяется исходя из размеров формата фанеры: к размерам фанеры необходимо прибавить припуск на обработку (60¸80 мм) и привести результат к стандартному размеру (стандартные размеры можно посмотреть в приложении 3, таблица П3.1);
dч – диаметр чурака, м;
Кв – коэффициент выхода шпона, определяется по таблице П3.2;
Кл – коэффициент выхода форматного шпона, определяется по таблице П3.2;
Vч– объем чурака, определяется по таблице П3.1.
Объем форматного шпона, получаемого из 1 м3сырья,V2:
Всего объем шпона, получаемого из 1 м3сырья, Vш:
где V1– объем неформатного шпона, м3;
V2 –объем форматного шпона, м3.
Объем карандашей, получаемых из 1 м3 сырья, Vк, м3, вычисляют по формуле для каждого сорта сырья:
Объем шпона-рванины, получаемой из 1 м3 сырья, Vр, м3, вычисляют по формуле:
Средневзвешенное значение объемов, Vср, находится по формуле:
где a1, a2, a3– сортовой состав сырья, % (таблица П1.1);
V1, V2, V3– объем шпона, соответствующего определенному сорту.
4.4. Расчет количества сухого шпона
Количество фанеры каждой толщины определяется с учетом ее выпуска в процентах к заданной выработке. Расчет производится на сменную программу выпуска заданной продукции.
Количество переобрезанной фанеры, Q, определяется по формуле:
где Q1 –годовая программа выпуска продукции, м3 (таблица 3, графа 12);
– процент отходов при переобрезе; можно принять равным 2 %.
Объем отходов, получаемых при переобрезе, q1, устанавливают из выражения:
Полученные данные заносят в графы 8 и 9 таблицы 11.
Процент отходов на обрезку фанеры, а2, определяют из выражения:
где Fн– площадь необрезанного листа фанеры, м2 = 1,91 1,3
F0 –площадь обрезного листа фанеры, м2 =1,83 1,22
Припуски на обработку по длине и ширине листов фанеры обычно равны 60–80 мм (на обе стороны). С учетом величины отходов при обрезке а2 определяют количество необрезной фанеры, Q2, из выражения:
Объем отходов, образующихся при обрезке фанеры, q2, составит:
Полученные данные вносят в графы 10, 11, 12 таблицы 11.
Графу 13 заполняют данными о потере на упрессовку фанеры во время ее склеивания, которую выбирают из таблицы П2.2, приложение 2.
Количество сухого шпона, Q3, поступающего на участок сборки пакетов с учетом потерь на упрессовку, а3, определяют из выражения: а3: 9 = 9; 12 = 10; 15 = 12,
Потери шпона на упрессовку при склеивании, q3:
Количество сухого шпона, выходящего из сушилок, с учетом отходов, образующихся при сортировании, ребросклеивании, транспортировке, изготовлении ленточек шпона для починочных станков (а4 = 2÷3 %), Q4, можно определить из выражения
Объем отходов шпона, образующихся на участке сортирования, починки ребросклеивания шпона, q4:
Общее количество шпона при изготовлении неквадратной фанеры разделяют на продольный и поперечный с учетом слойности и строения пакета.
Слойность берем лицевую продольную, толщиной фанера = 9, 12, 15. Слойность, в «Таблица 9 – Расчет производительности клеильного пресса».
--PAGE_BREAK--
--PAGE_BREAK--5. Составление баланса сырья
Баланс сырья составляют на основании расчетов по расходу сырья.
Общее количество перерабатываемого сырья в смену выбирается из таблицы 13, графа 12.
Количество выпускаемой фанеры – таблица 12, графа 6.
Количество отходов берется из соответствующих граф таблиц 5 и 6.
Количество выпускаемой фанеры, отходов и потерь в сумме соответствует количеству перерабатываемого сырья (в м3 и %). Баланс сырья сводят в таблицу 14.
ИТОГО: вместо 100 % = 99,61 %
И где же моя ошибка???
6. Расчет количества клеематериалов
При изготовлении фанеры определяется производственный расход клея в кг на 1 м3, учитывающий все возможные потери клея как при его изготовлении, так и при использовании.
Потребное количество жидкого клея на 1 м3 фанеры, Qж, определяется по формуле:
ДОРАБОТАТЬ!!
где q– техническая норма расхода, г/м2;
т– слойность фанеры;
Ко – коэффициент, учитывающий потери клея при обрезке материала, Ко = Fн / Fо;
Fн– площадь листа склеиваемого материала до его обрезки, м2;
Fо– площадь листа фанеры после его обрезки, м2;
Кп – коэффициент, учитывающий потери клея при его изготовлении и последующем использовании, Кп = 1,03–1,05;
Sф– толщина фанеры, мм.
Техническая норма расхода клея выбирается из таблицы П4.1, приложение 4. Полученные результаты заносим в таблицу 15.
Таблица 15 – Расчет клея
7. Установление производственного задания
для проектируемого участка
Задание для проектируемого участка составляется согласно расчетам расхода сухого, сырого шпона и сырья на заданную годовую программу выпуска фанеры.
Производственной программой склада сырья является количество кряжей определенного размера в год (таблица 13, графа 12).
Производственной программой участка окорки и разделки кряжей является количество кряжей и чураков определенного размера в год (таблица 13, графа 9).
Производственной программой лущильного участка является количество выпускаемого сырого шпона в год определенного размера и направления волокон (таблица 13, графа 6).
Производственной программой участка сушки является количество сухого шпона в год определенного размера и направления волокон. Количество шпона для ребросклеивания и починки задано в исходных данных (таблица 12, графа 18).
Производственной программой участка изготовления фанеры является количество выпускаемой фанеры в год (таблица 12, графа 6).
Производственную программу составляют по таблице 16.
продолжение
--PAGE_BREAK--
8. Выбор и расчет потребности в оборудовании
на проектируемом участке
8.1 Выбор оборудования
Выбор оборудования производится по заданному участку. Ниже приведены технические характеристики оборудования для всех участков фанерного производства [4]. Технические характеристики выбранного оборудования следует привести в курсовом проекте.
8.1.1 Сушильные агрегаты
Сушилки для шпона отличаются теплоносителем (воздушные или газовые), направлением циркуляции воздуха (продольная, поперечная или сопловое дутье), по количеству этажей, по принципу работы (периодического или непрерывного действия). Технические характеристики сушильных агрегатов приведены в таблицах 10, 11.
8.1.2 Сортировка шпона
Сортировка шпона осуществляется на сортировщиках, они устанавливаются непосредственно у сушилок.
Техническая характеристика механизированных сортировщиков типа ViLKфирмы «Рауте» (Финляндия) приведена в таблице 18.
8.1.3 Ребкосклеивание шпона
Техническая характеристика различных моделей ребросклеивающих станков представлена в таблице 19.
8.1.4 Оборудование для сращивания шпона по длине
Для усования шпона используются станки разных моделей. Техническая характеристика усовочных станков приведена в таблице 20. Соединение шпона на «ус» производят на узкоплитных прессах. Техническая характеристика узкоплитных прессов приведена в таблице 21.
8.1.5 Шпонопочиночные станки
Для починки шпона с целью повышения сорта, используют шпонопочиночные станки. Техническая характеристика шпонопочиночных станков приведена в таблице 22.
продолжение
--PAGE_BREAK--