Сделай Сам Свою Работу на 5

ВЫБОР И РАСЧЕТОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ





МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

МЕЖДУНАРОДНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ КОРПОРАЦИЯ

ЕспаеваА.С.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Учебное пособие

По выполнению курсового и дипломного

Проектирования

Алматы 2011

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

МЕЖДУНАРОДНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ КОРПОРАЦИЯ

ЕспаеваА.С.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Учебное пособие

По выполнению курсового и дипломного

Проектирования

Алматы 2011

УДК 674.8-41 (07)

 

ББК

 

А.С.ЕСПАЕВА к.т.н., акад. проф.

 

 

Технология плитных материалов: Учебное пособие по выполнению курсового и дипломного проектирования для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология деревообработки» - Алматы: КазГАСА, 2011. – 81с.

 

ISBN…

 

Учебное пособиеотражает технологию древесных плитных материалов таких, как ДСтП, ДВП, OSB, MDF. Приведены основные свойства и области их применения. Описаны современные технологические режимы выполнения операций и пути интенсификации процессов плитных производств.



Учебное пособие содержит задание на курсовое и дипломное проектирование, необходимые сведения по расчетам сырья, материалов и основного технологического оборудования для производства древесных плит, а также рекомендации по составлению технологических схем и планировочных решений.

 

 

Библиограф.6 назв.

УДК

ББК

 

 

Печатается по плану издания Казахской головной архитектурно-строительной академии на 2010-2011 уч.год.

 

Рецензенты: Жакипбеков Ш.Кд.т.н

Тишакова Н.И гл. технолог ТОО «BMGEngineering»



ISBN…

 

©Казахская головная

архитектурно-строительная

академия, 2011


Введение

Дисциплина «Технология плитных материалов» включает в себя, как составную часть, курсовой и дипломный проекты.

Цель курсового проекта – закрепить и расширить знания, полученные студентами при изучении общеинженерных и специальных дисциплин, а так же привить навыки по разработке и проектированию технологических процессов производства древесных плит. Выполнение курсового проекта дает возможность студенту самостоятельно решать комплекс инженерных задач, связанных с выбором технологического процесса, подбором и расчетом соответствующего технологического оборудования и его размещения в цехах по производству ОСП, МДФ, ДСтП, ДВП и других плит.



Настоящее учебное пособие предназначается для оказания помощи студентам в выполнении проекта. В нем конкретизировано содержание проекта, указана учебная и дополнительная литература, необходимая для его выполнения.

При выполнении курсового проекта следует учитывать, что, несмотря на высокую механизацию и автоматизацию производства древесных плит, имеются значительные резервы по совершенствованию технологического процесса и оборудования. Это дает возможность реконструировать старые предприятия без значительных капитальных вложений, увеличить их производительность, а так же проектировать новые предприятия на базе современных технологий, более производительного автоматизированного оборудования как отечественного, так и зарубежного производства.

 

Задание на курсовой проект

 

 

1.1 Задание

 

Студенту______________________________

Курса__________________группы_________

Выдано«____»____________________200__г.

Срок окончания«____»_____________200__г.

 

 

1.2 Виды производств

 

Цех(завод) по производству древесностружечных плит(ДСтП).

Цех(завод) по производству древесноволокнистых плит(ДВП).

Цех(завод) по производству (OSB).

Цех(завод) по производству (MDF).

 

 

1.3 Характеристика выпускаемой продукции

 

по маркам,____________________________________

плотность, кг/м3_________________________________



по толщине, мм __________________________________

влажность, % ___________________________________

размеры, мм____________________________________

вид обработки(шлифованные),___________________

 

 

1.4 Производственная мощность цеха

________________________________________________

________________________________________________

 

 

1.5 Способ производства

 

_____________________________________________________

 

1.6 Тип пресса

 

_____________________________________________________

1.7 Характеристика древесного сырья и его размеры

 

 

состав сырья по виду, %___________________________

круглая древесина для технологических нужд ________

________________________________________________

технологическая щепа ____________________________

отходы лесопиления и деревообработки______________

другие виды сырья _______________________________

________________________________________________

________________________________________________

породный состав сырья, %_________________________

сосна ___________________________________________

береза___________________________________________

осина ___________________________________________

тополь___________________________________________

клен_____________________________________________

ель______________________________________________

липа_____________________________________________

бук______________________________________________

кедр_____________________________________________

дуб______________________________________________

лиственница________________________________________

пихта____________________________________________

ольха____________________________________________

 

 

1.8 Вид связующего и химикаты

 

Синтетическая смола(связующее)___________________

Отвердитель_____________________________________

Гидрофобизирующие средства, 1% парафина _________

Эмульсирующие вещества_________________________

Осадители ______________________________________

Вещества для придания специальных свойств _________

_______________________________________________

 

1.9 Дополнительные данные для выполнения

курсового проекта________________________________

________________________________________________

________________________________________________

 

Роспись студента и дата выдачи______________________

 

 

СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект состоит из расчетно–пояснительной записки и графической части.

Расчетно–пояснительная записка пишется на одной стороне листа с оставлением полей на левой стороне 35мм (для подшивки) и 15мм – с правой стороны (для заметок при проверке проекта).

Рекомендуемый формат бумаги А4.

Чертежи выполняются на ватмане или на масштабно–координатной бумаге (миллиметровке) или на бумаге форматаА3.

Структура проекта приведена в табл. 1.1.

 

РЕКОМЕНДАЦИИ

 

1. Характеристика продукции дается по материалам ГОСТа или технических условий на продукцию.

2. Расчет производительности цеха осуществляется поголовному агрегату – горячему гидравлическому прессу. Остальное оборудование должно обеспечить эту производительность.

3. Расчет сырья и оборудования проводится по рекомендуемой методической литературе.

4. Трудозатраты, потребность в паре, воде, электроэнергии, сжатом воздухе определяются по укрупненным показателям (на 1 м3 или 1 м2 продукции), взятым из справочного материала.

5. Планировочное решение цеха решается по аналогии с планировками подобных цехов (по материалам кафедры).

6. Рекомендуемая для выполнения литература выдается преподавателем при изучении дисциплины.

7. Перед выполнением курсового проекта необходимо детально ознакомиться с технологическим процессом, изучить новые технологии и оборудования, критически проанализировать технологический процесс с целью улучшения его и наметить основные направления в разработке курсового проекта по заданной теме.

 


Структура курсового проекта

Таблица 1.1

№ п/п Наименование раздела Содержание Норма
1. Введение Тема проекта. Основные сведения по данному типу производства. 2-3 стр.  
2. Характеристика проектируемого объекта Установленная производительность линии. Номенклатура древесных плит. Виды исходного сырья и его размеры. Характеристики связующего и химических добавок. 4-8 стр.  
3. Технологическая схема производства Установление основных технологических операций, изображение их в виде схемы технологического процесса с условленным изображением оборудования. Спецификация основного оборудования 1-2 стр. Лист №1 Формат А3
4. Технологический процесс Описание принятого технологического процесса производства древесных плит с указанием типа выбранного оборудования, его основными характеристиками. Параметры и режимы ведения процессов по всей технологической линии. 10-15 стр.  
5. Технологические расчеты Сырье и материалы. Норма расхода. Потребное количество на единицу продукции и годовую программу. Расходы в час, смену, год. Составление баланса древесного сырья и отходов по операциям технологического процесса. Определение производительности головного агрегата (процесса). Определение потребного количества технологического и транспортного оборудования. 5-7 стр.   3-4 стр.  

 

Продолжение таблицы 1.1

6. Планировочное решение цеха Характеристика производственных помещений, расстановка оборудования и технологической линии. Определение производственной площади. Составление спецификации оборудования. 1-2 стр. Лист №3 Планировка цеха (М 1:100)
7. Технико-экономические показатели цеха Расчет по укрупненным показателям потребного количества пара, воды, сжатого воздуха, электроэнергии на технологические нужды; Ориентировочные трудозатраты на единицу выпускаемой продукции. 1-2 стр.  
8. Литературные источники Перечень источников отечественной и зарубежной литературы, методических разработок факультета. 1-2 стр.  

ВЫБОР И РАСЧЕТОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

Объем выпускаемой продукции определяется по производственной мощности предприятия (цеха). Это обоснованный годовой выпуск, приведенный к определенному виду продукции. Производная мощность определяется по головному агрегату. В производстве древесных плит головным агрегатом является горячий гидравлический пресс или сушилка.

В общем виде производственная мощность М определяется по формуле

М=П xФ

где П – производительность головного агрегата.

Ф – фонд времени работы головного агрегата.

Годовой фонд времени работы предприятия (цехов) по производству древесных плит, включенных в перечень производств с непрерывным процессом работы, приведен в таблице 2.1

 

Таблица 2.1Годовой расчетный фонд рабочего времени цехов древесных плит

Режим Количество дней
При производстве ДСтП При производстве твердых, сверхтвердых и полутвердых ДВП При производстве мягких ДВП
Праздничные дни
Капитальный ремонт
Профилактика 331 331 331
Итого нерабочих дней
Приведенные рабочие дни

 

Приведенное число дней (суммарное время). Остановки на профилактический ремонт устанавливаются графиком, утвержденным на предприятии. Например, через каждые 5….10 дней – остановка потока.

 

Следует отметить, передовые предприятия сокращают продолжительность капитального ремонта, тем самым увеличивают годовой фонд времени работы предприятия.

Расчетное число рабочих часов в году при 304 рабочих днях

составляет

304 x 3 x 8=7296,

где 3 – число работающих смен в сутки;

8 – продолжительность рабочей смены, ч.

Расчетный фонд времени работы головного агрегата по различным техническим и организационным причинам полностью не используется, поэтому для корректировки этого вводится коэффициент использования оборудования Ки, значение которого установлено: при производстве ДВП по мокрому способу производства 0,915; при производстве ДСтП,OSB – 0,85; при производстве ДВП, MDF по сухому способу производства – 0,825.

Часовая производительность головного агрегата (пресса) выражается следующими формулами:

 

(1)

 

(2)

(3)

где 60 - число минут в ч;

b - ширина готовой плиты после обрезки;

l - длина готовой плиты после обрезки;

s - толщина готовой плиты;

ρпл - плотность плиты, кг/м;

n - число этажей пресса;

Кф - коэффициент, учитывающий потери плит, связанный с

физико-механическими испытаниями. Его принимают равным:

для твердых ДВП Кф= 0,996; для других плит Кф = 0,997.

- продолжительность полного цикла прессования

= пр+ всп

- продолжительность прессования плит в прессе.

Определяется в зависимости от характеристики исходного сырья, выпускаемых плит и технического состояния гидравлического пресса;

- вспомогательное время на загрузку и выгрузку плит (для мокрого способа производства ДВП Тв= 1мин, для сухого -0,78 мин, для ДСтП, OSB, MDF– 1,2 - 2 мин)

 

Исходя из вышеизложенного, суточная производительность составит:

 

(4)

(5)

(6)

 

Продолжительность цикла прессования определяется по нормативным данным или расчетным путем.

При прессовании древесностружечных плит продолжительность прессования можно определить расчетным путем по формуле:

уд(S+∆S), (7)

 

где τуд- удельная продолжительность прессования в минутах на 1 мм

толщины получаемой в прессе плиты (см.табл.2.2);

S - толщина готовой плиты, мм;

∆S - припуск толщины плиты на шлифование, мм.

Пример расчета.

Вид продукции: плиты Р3, по EN312 плотностью 700 кг/м3, размером 1570x3500x16мм; пресс марки ПР-6Б с числом этажей 16, температура плит пресса 170°С.

Из табл. 2.2 определяем удельную продолжительность прессования τпр, а затем вычисляем продолжительность теплового цикла:

пр =0,32*(16+1,5)=5,6 мин.

= пр+ всп=5,6+2=5,6мин,

тогда:

;

Годовая мощность М = 252 х 304 = 76608 м3

При одно- или двухэтажных прессах цикл прессования древесностружечных плит значительно сокращается. Эти данные приведены в рекомендованной литературе [5].

 

Таблица 2.2 Удельная продолжительность горячего прессованиядревесностружечных плит, ДСтП

Температура плит пресса, 0C Удельная продолжительность прессования, мин/мм при плотности плит, кг/м3
Трехслойные плиты
0,31 0,33 0,35 0,38 0,42 0,45
0,25 0,27 0,28 0,32 0,34 0,37
0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32
0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30
  0,20 0,22 0,24 0,26 0,28
Продолжение таблицы 2.2
    0,20 0,22 0,24 0,26
      0,20 0,20 0,24
Пятислойные плиты
    0,39 0,42 0,47 0,52
    0,33 0,35 0,39 0,42
    0,29 0,31 0,33 0,37
    0,27 0,29 0,31 0,35
    0,25 0,27 0,29 0,31
    0,23 0,25 0,27 0,29
    0,21 0,23 0,25 0,27
                       

 

Продолжительность цикла прессования древесноволокнистых плит по мокрому способу производства определяется характеристиками исходного сырья, выпускаемых плит и техническими параметрами гидравлического пресса. Основные технические данные наиболее распространенных на отечественных предприятиях марок прессов представлены в работах [1,5,6].

Общие режимные показатели процесса горячего прессования древесноволокнистых плит (ДВП) по мокрому способу производства, продолжительность цикла процесса горячего прессования с учетом толщины готовых плит, ширины нагревательных плит пресса и породного состава сырья устанавливаются по [3,6].

Пример. Вид продукции: твердые плиты (ДВП) размером 2700 x 1700 x 3,2мм;породный состав исходного сырья – хвойных – 50%, лиственных 50%; пресс РН–р–5325, число этажей – 25, размеры плит пресса 5700 x 1830 x 63мм. Расчетная плотность плиты ρпл= 1000кг/м3.

τц для древесноволокнистых плит (ДВП) толщиной 3,2мм, при ширине нагревательных плит пресса 1830 мм, принимаем по [6] равным 8 мин.

Две плиты указанного формата получают в одном промежутке пресса. Время, затрачиваемое на выгрузку и загрузку плит внутри одного цикла для современных прессов, составляет 1 мин.

τц=8+1=9мин.

Суточная производительность технологической линии по производству твердых плит в данном случае будет равна:

 

 

Годовая производительность:

 

Ппр=33464 304=10173056 м2

Производительность, выраженная в тоннах, будет, соответственно, равна:

 

При изготовлении мягких плит (ДВП) головным агрегатом технологической линии является сушилка. Производительность роликовой сушилки Псуш. в производстве мягких древесноволокнистых плит (ДВП) определяют по следующей формуле:

 

(8)

где Т – продолжительность работы, мин. обычно определяется суточная производительность (24 * 60=1440мин);

n – число этажей сушилки;

m– количество плит по ширине сушилки;

b – ширина готовой плиты, м;

L – полная рабочая длина сушилки, м;

ρпл - плотность изготовляемой плиты, кг/ м3. В расчетах принимают ρпл =250 кг/ м3;

Ки– коэффициент использования сушилки, К и =0,915;

Кр – коэффициент разрывов, учитывающий наличие разрывов между плитами, находящимися на одном этаже сушилки;

 

(9)

где l –длина плиты, мм;

lр - длина разрыва, мм;

Кф– коэффициент, учитывающий потери плит на испытания;

Кф= 0,9976;

τцвремя прохождения плитой рабочей длинны сушилки, мин.

τцзависит от режима сушки. Обычно сушку ведут в многоэтажной роликовой сушилке при температуре 170 –120 0C с уменьшением температуры по зонам, относительная влажность древесноволокнистого полотна 70%, готовой плиты – 2%. τц =f(S). Для расчетов ориентировочно можно принимать τц =550 ÷112 мин. для S=25÷8мм. τцдля плит толщиной 16мм. составляет 350 мин.

Характеристика сушилки должна быть представлена в исходных данных. В случае самостоятельного выбора следует ориентироваться на современную высокопроизводительную сушилку, технические данные которой приведены в табл.2.3

 

 

Таблица 2.3Технические данные роликовой сушилки фирмы Полимекс - Цекоп (ПНР) для производства мягких древесноволокнистых плит (ДВП).

Наименование показателей Величина показателя
Максимальная производительность т/сутки
Число этажей
Рабочая ширина, м
Число зон сушки
Габаритные размеры, м (Д х Ш х В) 100x7x7
Установленная мощность электродвигателей, кВт  

Пример. Вид продукции: мягкие плиты длиной 5,4 м, шириной 2,44 м, толщиной 16 мм, р пл= 250 кг/м2; сушилка фирмы Полимекс-Цекоп: 14 этажей, рабочая ширина 5 м, длина сушилки 100м. Суточная производительность технологической линии в данном случае будет равна:

 

 

Годовая производительность

Прессование древесноволокнистых плит сухого способа производства ведут в многоэтажных прессах периодического действия [3,6].

При прессовании в гидравлическом 22-этажном прессе фирмы Диффенбахер плиты прессуют по циклограмме с однократным подъемом давления до максимального значения , равного 6,5 МПа, с кратковременной выдержкой и ступенчатым сбросом до нуля.

Сброс давления до Р2должен быть не менее 30 с, что исключает повреждение древесноволокнистых плит выходящей из них парогазовой смесью и образование пузырей на поверхности.

Давление прессования устанавливается на 0,8 - 1,0 МПа меньше, чем давление пара, соответствующее температуре прессования. Ниже приведена эта зависимость:

Температура плит пресса,0С 200-210 210-220 220-230 230-240
Удельное давление Р2,МПа 0,9-1,1 1,3-1,5 1,6-1,8 1,9-2,1

 

После выдержки при давлении Р2 следует медленное снижение давления и размыкание плит пресса.

 

Таблица 2.4Циклограмма прессования твердых древесноволокнистых плит (волокно из смеси пород, влажность волокна 8 ± 1%, температура прессования220-225°С).

Фазы прессования Продолжительность прессования, с, плит толщиной, мм  
     
Смыкание плит пресса  
Упрессовка  
Выдержка при давлении Р1  
Сброс давления до Р2  
Выдержка при давлении Р2  
Сброс давления до  
Размыкание плит пресса    
Горячее прессование  
Разгрузка, обдув пресса, загрузка  
Общий цикл прессования  

 

При прессовании плит в гидравлическом 25-этажном прессе ПР-10М прессование плит осуществляют, как и в прессе фирмы Диффенбахер, по циклограмме с однократным подъемом давления (табл.2.5).

Выдержка плит в прессе производится при максимальном давлении Р1 = 5,5 МПа.

Продолжительность сброса давления от Р1 до Р2 должна быть не менее 30 с.

Величина удельного давления Р2 определяется следующей зависимостью:

Температура плит пресса,0С 190-200 200-210 210-220 220-230
Удельное давление Р2,МПа 1,1-1,2 1,2-1,4 1,4-1,5 1,6-1,8

 

После выдержки при давлении Р2следует медленное снижение давления до нуля. Время сброса давления до нуля составляет в зависимости от толщины плиты 30-60 с.

При увеличении влажности волокна выше 9% производится сокращение продолжительности выдержки при максимальном давлении на 10-20 с, увеличение продолжительности "сушки" на 1 мин, снижение давления Р2 до 0,5-1,0 МПа.

При влажности волокна менее 7% необходимо увеличить продолжительность выдержки при максимальном давлении на 30 с.

При сухом способе производства прессование полутвердых плит необходимо осуществлять с использованием дистанционных планок, как это делается при изготовлении древесностружечных плит. Толщина дистанционных планок должна быть равна толщине выпускаемых плит плюс припуск на шлифование поверхности, т.е. при толщине 10 мм -10,7 мм, при толщине плит 12 мм -12,7 мм.

Тепловой цикл для толстых плит ориентировочно должен быть увеличен в сравнении с данными для плит 8 мм, соответственно на 20 и 40%.

 

Таблица 2.5Технологические режимы прессования твердых древесноволокнистых плитв прессе ПР-10М (влажность волокна 8±1%,температура прессования - 205° С)

  Наименование показателей Породный состав сырья, толщина плит толщина плит
Береза Осина Хвойные породы Смесь пород
5 мм 6мм 6мм
Давление прессования: - при Р1, МПа удельное манометрическое 5,5 20 5,5 5,5 5,5 5,5
- при Р2, МПа удельное манометрическое 1,5 5,5 1,25 4,5 1,25 5,5 1,4 5,0 1.4 5,0
Фазыциклограммы прессования, с:          
- смыкание плит пресса
- подъем давления до Р1
- выдержка при Р1
- сброс давления до Р2
- выдержка при Р2
- сброс давления до нуля
- размыкание плит пресса
Общая производительность цикла, с

Пример: Вид продукции: твердые плиты Тс - 350

размером 6500x1200x6; породный состав сырья - береза; пресс марки ПР-10 с числом этажей 25. Расчетная плотность плиты - 850 кг/м3. Из [6] определяем τц= 344 с = 57 мин.

Тогда суточная производительность технологической линии

будет равна:

Годовая производительность:

 

Ппр=34286 x 304=10423036м2 , V=10,4млн. м2

 

Производительность, выраженная в тоннах, будет соответственно равна:

 

При прессовании древесноволокнистых и древесностружечных плит на установках непрерывного прессования [5]:

 

Пч=60 xvxbxKиxKв, м2/ч (10)

 

где v –скорость конвейера пресса, обеспечивающая требуемый цикл прессования в зависимости от толщины изготовляемой плиты и других факторов, м/мин.

 

L –длина участка горячего прессования в прессе, м;

b – ширина ковра, м;

Кв -коэффициент, учитывающий выход товарной продукции при форматной резке плитного полотна (0,95);

Ки –коэффициент использования пресса. Принимается как в производстве ДВП сухим способом и производстве ДСтП.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.