Технологии клееных материалов и древесных плит

где – тангенциальная усушка. Для древесины берёзы  %.

Расход сухого шпона  на 1 м³ фанеры определяют с учетом коэффициентов потерь и упрессовки пакетов по формуле:

,                                                            

где К₁ – коэффициент технологических потерь шпона; К₃ – коэффициент шлифовки фанеры; К₄ – коэффициент нахлестки для большеформатной бакелизированной фанеры ФБС, ФБВ, древесных пластиков ДСП (табл. 4.5), формула (4.9); К₆ – коэффициент отходов на прирубку шпона при ребросклеивании; К₇ – коэффициент на починку листов шпона (табл. 4.6); У₂ – упрессовка фанеры; W – отходы при обрезке фанеры, %.

Количество отходов, %, определяется по формуле

,                                                                      

где F_н, F_o – площади необрезого, обрезного форматов.

Расход сырья на 1 м³ фанеры (Н) определяют на основе вычисленных пооперационных норм

.                                                                

Отходы на карандаши  из 1 м³ сырья по группам чураков составят

, , ,    

где L₀ – длина чурака, м; V₁, V₂, V₃ – объем одного чурака по группам сырья, м³, (см. табл. 4.7); G₁, G₂, G₃ – средние диаметры карандашей в группах чураков, мм

 

 

Среднее значение отходов  на карандаши для групп разных диаметров

.                                              

Отходы на оцилиндровку

.                                                                     

Данные отходы целесообразно перерабатывать в технологическую щепу для производства древесностружечных плит.

Отходы на карандаши (О₇) и на оцилиндровку (О₈) на годовую программу

,                                                    

Расход сырья (М₀), сырого шпона (М₁), сухого шпона (М₂) на программу определяют по следующим формулам:

,                                         (4.16)                  

,                                                   (4.17)           

,                                                                   (4.18)

где К₅ – доля чураков определенной длины в объеме всей партии лесоматериала.

Сменное задание по сырью (С₀), сырому шпону (С₁), сухому шпону (С₂) и фанере (F₀) определяют по формулам:

, , , ,          

где G₀ – годовой фонд рабочего времени в днях. При пятидневной рабочей неделе и восьмичасовом рабочем дне G₀ = 250…255 рабочих дней; N – число смен в сутки.

Расход сырья на программу по сортам рассчитывают следующим образом:

, ,   .                           

 

 

 

Расчет сырья и материала  на ЭВМ IВМ  РS

Рис. 2.1. Продоление расчета  лесоматериалов

3. Расчет клеевых материалов

 

Расход клея на 1 м³ фанеры определяют с учетом нормативов расхода [13] и рассчитывают по формуле

.                                                         

где q_уд – удельный норматив расхода клея, кг/м²; F_о, F_н – обрезной, необрезной форматы фанеры, м²; N_с – слойность фанеры, шт. S_ф – толщина фанеры, м; К_п – коэффициент технологических потерь, К_.п = 1,05…1, 15.

Нормы расхода клея при  контактном способе нанесения на клеевых вальцах для наиболее распространенных смол приведены в  табл. 4.8. Средний расход клея в производстве фанеры составляет 100…150 г/м²,

Слойность фанеры рассчитывается в зависимости от заданной толщины листа шпона S_ш. Рекомендуется нечетное количество слоев.

;                                      

где – сумма толщин шпона в пакете; – толщина одного листа шпона; m – число шлифуемых сторон фанеры, для декоративной, бакелизированной фанеры, древеснослоистых пластиков т = 0; У₂ – упрессовка для данного вида фанеры.

На лущильных станках  предприятий может выпускаться шпон толщиной 0,55…2,2 мм с градацией 0,05 мм. Для древеснослоистых пластиков рекомендуется толщина шпона 0,55...0,75 мм, для бакелизированной фанеры – 1,15...1,5 мм, для остальных видов – 1,2...2 мм.

При склеивании фанеры ФК, фанерных плит с предварительной холодной подпрессовкой пакета рекомендуется следующий рецепт клея: смола КФ-Ж (КФ-О, КФ-Б) – 100 массовых частей (м. ч.); лигносульфонат КБ-Ж – 20 м. ч.; пылевидный альбумин – 0,5…2 м. ч.; хлористый аммоний – 0,5…1 м. ч.

Рецепт клея, в м. ч., состоит из нескольких компонентов:

R = E + H + X + A +...                                                         

 

Тогда расчет каждого компонента на 1 м³ фанеры, кг, будет

Q₁ = ;   H₁ = ;                                             X₁ = ;   A₁ = и т.д.     

Расход клея на программу, кг,

,   или 3329,7т.                                                                            

где P₀ - годовая программа по выпуску фанеры, м³.

Расход компонентов  на программу следующий:

Q₉ = Q₁·P₀=91,3∙30000=2739000

H₉ = H₁·P₀=18,27∙30000=548100

 X₉ = X₁·P₀=0,46∙30000=13800 A₉ = A₁·P₀=0,91∙30000=27300     

         

Рис. 3.1. Расчет клеевых  материалов

 

 

 

 

4.Схема технологического процесса выпускаемой продукции

В ассортименте продукции, выпускаемой фанерными предприятиями, наибольший объем составляет фанера общего назначения. Типовой технологический процесс изготовления фанеры показан на рис. 4.1

Лесоматериалы поступают  на склад и извлекаются из воды башенным краном, а из вагонов –  консольно-козловым краном ККС-10 (3), укладываются в штабеля или непосредственно в бассейны для гидротермической обработки, где осуществляется проварка сырья в течение 6…24 часов.

После проварки кряжи  поступают на окорочный станок (4), а затем на круглопильный станок АПЗ - пильный агрегат Зеленкова (5).

Полученные чураки продольным цепным транспортёром перемещаются к линии лущения и рубки  шпона, которая состоит из поперечного транспортёра, накопителя брёвен, центровочнозагрузочного устройства, лущильного станка (6), транспортёрапетлеукладчика, пневматических ножниц (7) и укладчика шпона.

Сырой шпон перевозится  электропогрузчиком к роликовым  паровым или газовым сушилкам (8), которые оборудованы разгрузочными  устройствами. Шпон высушивается до влажности 7…10 %, сортируется на линии сортировки (9) и направляется к клеевым вальцам (13).

Кусковый шпон выравнивают  на гильотинных ножницах (11), проводят ребросклеивание (12). Сучки на шпоне вырезают и и ставят заплатки на шпонопочиночных станках (10). Починенный шпон также направляют к клеевым вальцам (13).

Из намазанных смолой листов шпона собирается пакет. Сборные  пакеты подпрессовывают в однопролётном прессе (15), а затем прессуют в горячих прессах (16) с загрузочными и разгрузочными этажерками.

 

Рис. 4.1. Схема технологического процесса производства фанеры: 1 - сухопутная доставка сырья; 2 - укладка сырья в штабель; 3 - гидротермическая обработка сырья; 4 - окорка сырья; 5 - раскрой кряжей на чураки; 6 - лущение чурака;  
7 - рубка ленты шпона на форматные листы; 8 - сушка шпона; 9 - сортировка сухого шпона; 10 - починка листов шпона; 11 - прирубка кромок кускового шпона; 12 -ребросклеивание шпона; 13 - нанесение клея на шпон; 14 - сборка пакетов; 15 - холодная подпрессовка пакетов; 16 - горячее склеивание пакетов шпона; 17 - охлаждение фанеры; 18 - обрезка фанеры по размерам; 19 - шлифование фанеры; 20 - сортировка фанеры; 21 - починка фанеры; 22 - упаковывание фанеры

      Фанера охлаждается на веерном охладителе (17), обрезается по формату на обрезном станке (18), шлифуется (19). Готовая фанера сортируется на линии сортировки (20) и упаковывается (22).

4.1. Обоснование выбора оборудования

При выборе оборудования для технологического процесса необходимо учитывать следующие требования:

1) станки должны быть современные, отечественного или зарубежного производства и подобраны по справочникам, по каталогам деревообрабатывающего оборудования с учетом технологических особенностей изготовления фанерной продукции; 

2) на оборудовании необходимо обеспечить возможность обработки материалов заданных размеров с максимальным выходом продукции;

3) станки необходимо выбирать с учетом минимального энергопотребления, максимальной загрузки и экономически эффективные;

4) габариты оборудования должны вписываться в размеры цеха и удовлетворять условиям монтажа.

Ведомость оборудования:

1. Консольно-козловой кран ККС-10 и грейфер ВМГ-10М

Грузоподъемность = 10 т.

Масса грейфера = 1,9 т.

2. Окорочный станок ОК63-1Ф (Россия)

Диаметр окариваемых  кряжей (чураков) = 100…580 мм.

Наименьшая длина кряжа = 3000 мм.

Скорость подачи = 6…60 м/мин.

3. Круглопильный станок для разделки кряжей на чураки АЦ-1

Наибольший диаметр  разделываемого кряжа = 100/460 мм.

4. Лущильный станок 3VKKT66/L65 для L=1,6

Длина чурака наибольшая = 1650 мм.

Длина ножа = 1680 мм.

Диаметр чурака наибольший = 750 мм.

Толщина шпона = 0,5-3,8 мм.

5. Ножницы для рубки шпона APL68KM для L=1,6

Длина ножа = 1750 мм.

6. Укладчик шпона VPL68-78/100 для L=1,6

Наибольшая длина шпона = 1630 мм.

Наименьшая длина шпона = 1270 мм.

Наибольшая ширина шпона = 1780 мм.

7. Роликовая газовая сушилка СРГ-25М

Число этажей = 8.

Рабочая длина камер  сушки = 14,2 м.

Рабочая длина камер  охлаждения = 2,16 м.

8. Шпонопочиночный станок VPR-165

Толщина шпона = до 6 мм.

Габаритные размеры станка: длина = 3400 мм; ширина = 1750 мм.

9. Гильотинные ножницы НГ-18

Размеры обрабатываемой пачки: длина = 2200 мм; ширина = 75 – 1800 мм.

Высота сечения = 18 мм.

10. Ребросклеивающий станок РС-9

Скорость подачи 14 – 40 м/мин.

11. Клеенаносящий станок 2LV27

Наибольшая ширина заготовки = 2600 мм.

Наибольшая окружная скорость вальцов = 0,67 м/с.

12. Пресс для холодной подпрессовки пакетов ДО-838Б

Размеры стола пресса = 1800×1800 мм

Высота рабочего промежутка = 1200 мм.

13. Оборудование, входящее в состав линий УГП-20
14. Пресс для склеивания фанеры 30-VPH (Финляндия)

Номинальное усилие: 7,7 МН

Размеры нагревательных плит: 1750×1750×45 (мм)

Число этажей: 30

Число главных цилиндров: 4

Диаметр главных плунжеров: 280 мм

15. Круглопильный обрезной станок ЦФ-190

Число пил = 2 штуки

Диаметр пилы = 400 мм

Максимальные размеры  обрезаемой пачки: 1900×1900×50 (мм)

Скорость подачи: 10 – 50 м/мин

16. Шлифовальный станок SKV-376

Размеры шлифуемого материала: 2100 (наиб. Ширина)×450(наим. Длина)

Толщина шлиф. Материала: 3 – 200

 Скорость подачи: 5 – 15 м/мин

4.2. Гидротермическая обработка сырья

Для придания древесине пластичности, повышения качества окорки и лущения, получения гладкого и прочного шпона, проводят гидротермическую обработку сырья. Тепловая обработка сырья может проводиться по мягким режимам, применяемым в открытых варочных бассейнах с температурой воды 30…45 °С и по жестким режимам в закрытых бассейнах с температурой воды 60…80 °С [10, 16].

Наиболее распространены открытые бассейны, состоящие из железобетонных секций, которые могут быть разделены на отсеки или без них. Размеры открытых бассейнов по длине зависят от пролета выбранного крана, а по ширине - от длины обрабатываемых кряжей.

Загрузка сырья может  осуществляться в пучках, в специальных  контейнерах и с помощью грейферных захватов. Для погрузочноразгрузочных работ используем грузоподъемный кран ККС10.

Часовая производительность консольно-козловых кранов, м³/ч, определяется по формуле

,                                                                

где V₀ – средний объем пачки бревен, м³; K₁ – коэффициент использования рабочего дня: K₁ = 0,9; K₂ – коэффициент использования крана: K₂ = 0,8…0,85; T – цикл обработки одной пачки груза: T = 240…400 с. Средний объем пачки бревен

V₀ = ,                                                                          

где P - грузоподъемность грейфера, т; M – масса грейфера , т [14].; K – коэффициент загрузки: K = 0,5; P₁ – средняя плотность древесины: P₁ = 0,8 т/м³.

Сменная производительность одной секции открытого варочного  бассейна, м³/смену, рассчитывается следующим образом:

П_см = ,