Размеры древесных частиц, мм (СИ):
|
Размеры древесных частиц, мм (СП):
|
толщина: 0,15-0,45
|
толщина: 0,15-0,45
|
ширина: до 5
|
ширина: до 12
|
длина: до 40
|
длина: до 40
|
В зависимости от размеров частицы делятся на группы:
Средняя фракция: толщина частиц 0,15-0,25 мм, ширина 1-3 мм, длина 10-20
мм (для формирования наружных слоев)
Крупная фракция: толщина частиц более 0,25 мм, ширина более 3 мм, длина
более 20 мм (для формирования внутреннего слоя).
4.2
Переработка щепы и кусковых отходов
Щепу и мелкие кусковые отходы перерабатывают в стружку на центробежном
стружечном станке ДС-7.
Производительность, м3/ч определяется по формуле:
(27)
где lн - длина ножей, м;
vрез - скорость резания, м/с
z -
число ножей в ножевом барабане;
p - средняя плотность перерабатываемого древесного
сырья, кг/м;
К
- суммарный коэффициент, учитывающий характер резания, заполнение объема
барабана, использование длины ножа, использование машинного и рабочего времени.
Принимаем К = 0,005.
м3/ч
Требуемое
количество станков ДС-7:
(28)
где
Vстр -
объем сырой стружки из таблицы 1;
П- производительность станка
К- коэффициент использования оборудования
для
наружных слоев:
Принимаем
2 шт.
для
внутреннего слоя:
Принимаем 2 шт.
Техническая характеристика центробежного стружечного станка ДС-7:
Производительность, кг/ч абсолютно сухой стружки, при ее толщине:
,3…………………………………………………………………….3200
,4…………………………………………………………………….4300
,5…………………………………………………………………….5900
Длина ножа, мм………………………………………………………525
Средняя толщина получаемой стружки, мм……………………...0,3-0,6
Габарит, мм
длина………………………………………………………3735
ширина……………………………………………………..2120
высота………………………………………………………1870
5.
Повторное измельчение стружки
Для доизмельчения стружки наружного слоя выбираем лопастную мельницу ДМ-8
с производительностью П = 3000 кг/ч.
Требуемое количество мельниц ДМ-8:
шт.
Принимаем 4
мельницs ДМ-8.
Техническая характеристика мельницы ДМ-8:
Производительность
при переработке стружки влажностью 80%, кг/ч, при ситах с отверстиями 1414 мм…………………………………3000
Размеры
зубчато - ситового барабана, мм
диаметр…………………………………………………………1200
ширина……………………………………………………………525
Габарит,
мм:
длина…………………………………………………………...3735
ширина…………………………………………………………2350
высота…………………………………………………………..2290
6.
Хранение щепы и стружки
Хранение щепы на открытых складах организуется в тех
случаях, когда необходимо создать значительный ее запас - до нескольких тысяч
кубометров. Такая необходимость возникает, например, в случае применения
высокопроизводительной рубительной машины, которая в течение сравнительно
короткого времени может изготовить большое количество щепы, или при поступлении
щепы от других предприятий железнодорожным и автомобильным транспортом.
При небольших запасах щепа может храниться в
вертикальных бункерах (силосах) емкостью 300 - 1000 м3. В бункер ее загружают
с помощью пневмотранспортных установок высокого давления или конвейером другого
вида.
Выбираем вертикальный бункер ДБО-150 с максимальной производительностью
по выдаваемой стружке П = 150 кг/мин.
Требуемое количество бункеров для хранения стружки определяем по формуле:
(29)
где
gстр -
часовая потребность в стружке на потоке, по данным таблицы 1;
t - время, в течение
которого бункера обеспечивают бесперебойную работу потока на данном участке, ч.
Принимаем t = 1 ч.
Vб - объем бункера, м3;
rстр - насыпная масса стружки, кг/м3;
К
- коэффициент заполнения рабочего объема бункера. Принимаем К =0,95.
Требуемое
количество бункеров для хранения стружки:
наружных
слоев:
Принимаем
1 бункер ДБО-60.
внутреннего
слоя:
Принимаем
1 бункер ДБО-150.
Техническая
характеристика вертикального бункера ДБО-150:
Емкость
бункера, м………………………………………………150
Число
загрузочных винтовых конвейеров…………………..…3
Общая
высота бункера, м………………………………………16,75
7.
Сушка стружки
Сырье, перерабатываемое в стружку, как правило, имеет
высокую влажность (60-120%) в зависимости от вида, способов доставки,
длительности и условий хранения на складе и т.д. Влажность стружки перед
смешиванием со связующим должна быть в пределах: для наружных и промежуточных
слоев 4-6%, для внутреннего 2-4%. На многих предприятиях стружку высушивают до
влажности 1 - 3% независимо от ее назначения.
Выбираем барабанную сушилку Н411-56.
Необходимое количество сушилок определяем по формуле:
(30)
где
Vсух.стр -
объем сырой стружки в пересчете на абсолютно сухую;
П- производительность сушилки;
К- коэффициент использования оборудования;
для
сушки стружки наружных слоев:
.
Принимаем
2 сушилки.
для
сушки стружки внутреннего слоя:
.
Принимаем
2 сушилки.
Техническая
характеристика барабанной сушилки Н 411-56:
Производительность
по сухой стружке при высушивании от начальной влажности 80% до конечной 2-4%,
кг/ч……………………………до 5900
Температура
сушильного агента, С:
на
ходе в барабан……..……………………………………....230-250
на
выходе из барабана…..……………………………………..90-100
Установленная
мощность двигателей, кВт……………..…………….…...62
Габариты,
мм:
длина……………………………….…………………………...….14
ширина………………………………………..……………………...4
высота……………………………………..………………………..3,5
8.
Сортировка стружки
Смешивание стружки со связующим (осмоление) является
одним из важнейших технологических процессов, так как оно в значительной
степени определяет качество и стоимость древесностружечных плит. Сложность
этого процесса заключается в том, что на относительно большую поверхность
стружки необходимо равномерно распределить сравнительно небольшое количество
связующего. В производстве древесностружечных плит норма расхода связующего
составляет около 4-7 г (по сухому остатку) на 1 м2 поверхности
тонкой резаной стружки. Необходимо добиваться наиболее равномерного
распределения связующего по поверхности древесных частиц, так как при
неравномерном распределении снижаются физико-механические показатели
древесностружечных плит.
Для сортировки стружки выбираем качающуюся сортировку ДРС-2 и
пневматический сепаратор ДПС-1.
Количество качающихся сортировок для разделения стружки по формуле:
(31)
где
V.стр -
объем сырой стружки, кг
П- производительность сортировки, т/ч
К- коэффициент использования оборудования
наружных
слоев:
внутреннего
слоя: .
Количество
пневматических сепараторов для сортировки стружки наружного слоя:
Принимаем
2 качающихся сортировки ДРС-2 и 1 пневматическую сортировку ДПС-1.
Техническая
характеристика качающейся сортировки ДРС-2:
Производительность,
т/ч……………………………………до 8000
Размеры
ячеек сит, мм………………………………………16,4
Габариты,
мм:
длина………………………………………………………..5400
ширина……………………………………………………...2670
высота………………………………………………………3095
Техническая
характеристика пневматического сепаратора ДПС-1:
Производительность
по сухой стружке, кг/ч………………8000
Толщина
кондиционной стружки, мм:
для
наружных слоев…………………………………0,15-0,25
для
внутреннего слоя………………………………..0,35-0,45
Габариты, мм:
длина............……………………………………………….5900
ширина……………………………………………………..3200
высота………………………………………………………9820
9.
Смешивание стружки со связующим
Выбираем скоростной смеситель ДСМ-5 с производительностью П = 4000 кг/ч
при осмолении мелких древесных частиц и П = 8000 кг/ч при осмолении стружки.
Количество смесителей для смешивания со связующим:
(32)
где
V.стр -
объем сырой стружки; П- производительность смесителя;
К- коэффициент использования оборудования
для
наружных слоев:
.
- для внутреннего слоя:
.
Принимаем
4 смесителя ДСМ-5.
Техническая
характеристика скоростного смесителя ДСМ-5:
Производительность,
кг/ч
при
осмолении стружки………………………….1000-8000
при
осмолении мелких древесных частиц……1000-4000
Размеры
рабочей камеры смешивания, мм:
длина…………………………………………………..2000
диаметр………………………………………………..500
Габариты,
мм:
длина……………………………………………………3740
ширина………………………………………………….2813
высота…………………………………………………..1486
9.1 Определение содержания связующего в осмоленных
древесных частицах
Для контроля технологического процесса необходимо
определить фактическое содержание связующего (по сухому остатку) в осмоленных
древесных частицах, что можно делать двумя способами (химическим и косвенным):
по начальной влажности сухой стружки и влажности осмоленной стружки. Первый
способ более точный, но очень длительный (несколько часов) и требует
специальной аппаратуры, второй - менее точный, но дает возможность определить
содержание связующего за несколько (10-15) минут.
Содержание абсолютно сухого связующего по отношению к
массе абсолютно сухой стружки можно определить по формуле:
, (33)
где
Wосм. -
влажность осмоленных древесных частиц, %;
Wсух. - влажность сухой стружки, поступающей в смеситель,
%;
К
- концентрация связующего, вводимого в смеситель, %.
9.2 Определение влажности осмоленных древесных частиц
Влажность осмоленных древесных частиц, т. е, стружки,
смешанной с жидким связующим, определяют по формуле, %:
, (34)
где
Wп. -
влажность стружки перед смешиванием со связующим, %.
10. Формирование стружечного ковра
.1 Способы формирования стружечного ковра
Задачей формирования является дозирование и равномерное распределение
стружек по площади пакета, что необходимо для получения одинаковых показателей
толщины и прочности по всей площади плиты.
Формирование и подготовка стружечного ковра включает:
насыпание бесконечного стружечного ковра и разделение его на пакеты
требуемой длины;
увлажнение поверхностей пакетов для ускорения прогрева при дальнейшем
горячем прессовании плит в прессе;
Перечисленные операции выполняются с помощью главного конвейера и
формирующих машин.
0.2
Формирующие машины
Выбираем формирующую машину ДФ-1, количество которых определяем по
формуле:
(35)
где V.стр - объем сырой стружки;
П- производительность машины;
К- коэффициент использования оборудования
для
наружных слоев:
шт.
Принимаем
2 формирующие машины ДФ-1.
- для внутреннего слоя:
шт.
Принимаем
2 формирующие машины ДФ-1.
Техническая
характеристика формирующих машин ДФ-1:
Ширина
формируемого ковра, мм………………………………1800
Производительность
по выдаваемой осмоленной стружке, кг/мин. 4-80
Габарит,
мм:
длина…………………………………………………………....4140
ширина………………………………………………………...4400
высота………………………………………………………….225
.3 Расчет расхода осмоленной стружки на формирование стружечного ковра
Количество осмоленной стружки (стружечной массы),
расходуемой на формирование пакета, определяют по формуле:
, (36)
где Ln и Вn - длина и
ширина формируемого пакета, м;
дпл - толщина нешлифованной плиты, мм;
Wстр - влажность осмоленной стружки слоя, %;
Wпл - влажность готовых плит, %;
дстр - толщина слоя в нешлифованной плите,
мм.
кг
Зная расход осмоленной стружки для формирования
стружечного ковра и число формирующих машин, определяют производительность
формирующей машины, кг/мин, разделив расход осмоленной стружки на число
формирующих машин:
(37)
кг/мин
Зная
расход осмоленной стружки, производительность и число машин, формирующих данный
слой, можно проверить их загрузку по формуле:
, (38)
где Пф.м - производительность формирующей
машины, кг/мин (из техничес-кой характеристики).
Загрузка машин, формирующих стружечный ковер, равна:
Следовательно,
четыре машины ДФ-1 могут обеспечить формирование стружечного ковра при данном
требуемом расходе осмоленной стружки.
11. Предварительная подпрессовка стружечных пакетов и горячее прессование
плит
1.1
Предварительная подпрессовка стружечных пакетов
Выбираем одноэтажный гидравлический пресс ПР-5, производительность
которого определяется по формуле:
, м3/ч
(39)
где
lпл, bпл, dпл - длина, ширина и толщина обрезной нешлифованной
плиты, м;
К
- коэффициент использования главного конвейера (К = 0,85);
tц - цикл работы пресса (tц = 27 с).
м3/ч
Принимаем
2 пресса ПР-5.
Техническая
характеристика пресса периодического действия предварительной подпрессовки
ПР-5:
Номинальное
усилие пресса, Н 10………………………980
Размер
подпрессовываемого пакета, мм
длина……………………………………………………….
3550
ширина……………………………………………………...1800
Минимальная
длительность цикла прессования, с………27
Габарит,
м: длина…………………………………………3,83
ширина………………………………………………...2,7
высота……………………………………………..…3,43
11.2 Горячее прессование стружечных
пакетов
Выбираем многоэтажный гидравлический пресс ПР-6, производительность
которого определяется по формуле:
, м3/ч
(40)
, м3/год
(41)
где
l, b, d - длина, ширина и толщина
обрезной шлифованной плиты, м;
T -
продолжительность рабочей смены, ч;
m - число
рабочих смен в сутки;
p - число суток
работы в году;
n - число
рабочих промежутков пресса;
tвыд - продолжительность прессования плит в прессе, мин;
tвсп - продолжительность вспомогательных операций на цикл
работы пресса (tвсп = 2
мин).
м3/ч
м3/год
шт.
Принимаем
2 пресса ПР-6.
Техническая
характеристика многоэтажного гидравлического пресса ПР-6:
Максимальное
удельное давление на пакет, Па 10 ……29
Формат
плит пресса, мм:
длина…………………………………………….………....3700
ширина…………………………………………………......2000
Толщина
плит пресса, мм………………………………………..… 40
Расстояние
между плитами пресса, мм…………………………5-107
Габариты,
м:
длина………………………………………………….…….20,7
ширина……………………………………………………...5,66
1.3
Режим прессования плит
Под режимом прессования плит понимают условия, которые обеспечивают
требуемое качество плит.
Удельное
давление при изготовлении плит толщиной 25 мм составит 2,7-2,9 МПа в
зависимости от удельной продолжительности прессования свыше 0,4 мин/мм и плотности
прессуемых плит 760 кг/м.
Удельная
продолжительность прессования составит 0,47 мин/мм, в зависимости от
температуры прессования 160 С и
плотности плит 760 кг/м.
12. Охлаждение, кондиционирование, механическая обработка и выдержка плит
2.1
Охлаждение и кондиционирование
Выбираем камеру кондиционирования ДКП-1 производительность, которой
определяется по формуле:
(42)
где
П - производительность линии, м/ч
n - количество
плит, охлаждаемых в час
- объем
одной плиты, м
шт
Принимаем
1 камеру кондиционирования.
Техническая
характеристика камеры ДКП-1:
Производительность(количество
охлаждаемых плит) шт/ч ……150-160
Скорость
пульсирующего движения конвейеров, м/мин…1,6
Габариты,
мм:
Длина………………………………………………………12000
Ширина……………………………………………………..5310
Высота………………………………………………………6680
12.2 Форматная обрезка
Для обрезки плит по формату выбираем форматно-обрезной станок ДЦ-3,
производительность которого определяется по формуле:
, м3/ч
(43)
dпл, bпл -
толщина и ширина обрабатываемых плит, мм;
К1
- коэффициент использования станка (принимаем К1 = 0,9);
К2-коэффициент
использования рабочего времени (принимаем К2= 8).
м3/ч
Количество
станков ДЦ-3:
.
Принимаем
1 станок ДЦ-3.
Техническая
характеристика станка ДЦ-3:
Размеры
обработанной плиты, мм:
длина
………………………………………………....3500
ширина……………………………………………….1750
толщина……………………………………………..10-25
Число
пил……………………………………………4
Диаметр
пил, мм……………………………………320
Скорость
подачи, м/мин:
при
обработке продольных кромок…………………до 25
при
обработке поперечных кромок…………………до 25
Габариты,
мм
длина………………………………………………….9000
ширина………………………………………………..7150
высота…………………………………………………1425
12.3 Шлифование
Для шлифования плит выбираем линию ДЛШ-50.
Количество линий ДЛШ-50:
.
Принимаем
4 линии ДЛШ-50.
Техническая
характеристика линии ДЛШ-50:
Размеры
обрабатываемых плит, мм
длина……………………………………………..3500-3660
ширина…………………………………………...1750-1830
толщина……………………………………………….10-30
Годовая
производительность, тыс. мплит……………………………..50
Габариты,
м…………………………………………………63,9*6,35*3,20
12.4 Выдержка и хранение
Площадь склада хранения плит, м2:
Fпак=lплbпл (44)
Fпак= 3,5 × 1,75 = 6,125 м2
Объем пакета высотой 400 мм, м3:
Vпак=0,4Fпак (45)
Vпак= 0,4× 6,125 = 2,45 м3
Число пакетов, укладываемых в один штабель высотой не более 4,5 м с
учетом прокладок толщиной 100 мм между пакетами:
шт.
Объем
плит в штабеле, м3:
V шт=Vпакnпак (46)
V шт=2,45×9 = 22,1 м3
Число
штабелей:
(47)
где
Q - объем плит за 7 суток, м3.
шт.
Число
штабелей для укладки суточного объема производства плит:
(48)
где
Qсут -
суточная производительность цеха, м3 плит.
шт
Площадь
склада хранения плит, м2:
Sхр=2Fпак nшт (49)
Sхр=2×6,125×177=2168 м2
Описание технологического процесса производства древесностружечных плит
Технологическая щепа и отходы лесопиления поступают в цех, где происходит
измельчение в рубительной машине МРНП- 30 в технологическую щепу. Полученную на
рубительных машинах щепу сортируют, так как наряду с нормальной щепой, идущей в
производство, образуется определенное количество мелкой и крупной щепы, которая
не пригодна для дальнейшей переработки. Для этого в производстве применяют
гирационную сортировку СЩ-120. Затем технологическую щепу измельчают в
центробежных стружечных станках ДС - 7 в игольчатую стружку. Для доизмельчения
стружки наружного слоя применяем лопастную мельницу ДМ-8. Полученную стружку
перемещают в бункер ДБО - 150, который подает ее в барабанную сушилку Н411-56,
где происходит сушка стружки до влажности 3%. Для сортировки стружки применяем
качающуюся сортировку ДРС-2 и пневматический сепаратор ДПС-1.
Далее происходит смешивание стружки со связующим в скоростных смесителях
ДСМ-5. Формирование ковра (пакета) осуществляется на станке марки ДФ - 1,
который непрерывно дозирует и равномерно выдает стружку на движущиеся внизу
поддоны. Следующая операция является предварительная подпрессовка в холодных
гидравлических прессах, марки ПР - 5 для уплотнения ковра (пакета). Процесс
формирования плиты происходит в горячем многоэтажном гидравлическом прессе
марки ПР - 6 со следующим режимом прессования: продолжительность прессования -
0,47 мин.; температура прессования - 160 оС; начальная величина
удельного давления - 2,7 МПа. После выгрузки из горячего пресса плиты перемещают
в камеру кондиционирования ДКП-1, где происходит охлаждение плиты в течении 20
минут при температуре воздуха 50 оС и относительной влажности 95 -
100%. Затем плиты поступают на механическую обработку.
На форматно-обрезном станке марки ДЦ- 3 осуществляется раскрой плиты на
заданный формат 3,5 х 1,75, после чего плиты поступают на шлифовальный станок
ДЛШ - 50 с двумя парами барабанов, где сначала шлифуются грубые неровности, а
затем мелкие. Полученные плиты складируются на участке для готовой продукции.
Заключение
В работе приведены основные расчеты по производству древесностружечных
плит для классических технологий с использованием связующего марки КФ-МТ.
В настоящее время разработаны и применяются различные технологии
древесностружечных плит, с использованием малотоксичных или экологически чистых
органических, минеральных и синтетических связующих, а также современного
высокопроизводительного оборудования. Тем не менее, последовательность операций
технологического процесса в целом сохраняются. Тоже самое можно сказать и об
используемом оборудовании.
технология древесный стружка смола
Литература
1. Дружинин А.В., Зырянова А.А. Технологические расчеты
в производстве клееных слоистых материалов из древесины. Екатеринбург, 2004.
2. Дружинин, А.В. Технология клееных материалов и
древесных плит: Учеб. пособие. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2005.