Контрольная работа - технология кленых материалов и плит

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное агентство по образованию

Сибирский государственный технологический университет

Лесосибирский филиал

Кафедра: Технологии производств в лесном комплексе

ТЕХНОЛОГИЯ КЛЕЁНЫХ

МАТЕРИАЛОВ И ПЛИТ

Пояснительная записка

(ТПЛК 000.000.001.ПЗ)

Руководитель:

_________ Л.Н. Журавлёва

(подпись)

____________________

(оценка, дата)

Разработал:

Студент группы 71-3

_________М.Т. Боровских

(подпись)

____________________

(дата)

Лесосибирск 2008

Содержание

Введение...................................................................................................................4

1.Выбор условий гидротермической обработки чураков....................................5

2.Определение количественного выхода шпона при лущении.........................11

3.Определение производительности линии лущения – рубки ленты шпона...17

Заключение……………………………………………………………………….24

Список использованных источников…………………………………………...25

Введение

Фанера представляет собой слоистую клееную древесину, состоящую из

трёх и более листов лущеного шпона с взаимно перпендикулярным

расположением волокон в смежных слоях, это композиционный листовой

материал. К фанерной продукции относятся различные виды клееной слоистой

древесины, полуфабрикаты ее производства, а также отдельные виды клееной

древесины (столярные плиты) и продукты переработки древесных отходов

(древесные пресс – массы). [2]

Главной задачей данной расчётно-графической работы является

определение количественного и качественного выхода шпона для

производства фанеры, производительности линии лущения. Цель работы –

овладеть методикой расчёта производительности оборудования.

Производство клееных материалов является крупной и непрерывной

развивающейся отраслью деревообрабатывающей промышленности. С

каждым годом растет выпуск этих материалов и расширяется их ассортимент.

Они находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства

[1]. Фанеру и изделия из неё всё более широко применяют в строительстве,

вагоностроении, автомобилестроении, производстве мебели. Специальные

виды фанеры используют в авиастроении и судостроении, а также для

производства труб, контейнеров, тары и других видов продукции. [3]

Фанерное производство включает в себя выпуск различных марок

фанеры. Основные виды фанерной продукции: фанерные плиты, состоящие из

склеенных между собой 7 и более листов лущеного шпона с заданным

направлением волокон в смежных слоях; бакелизированная фанера – фанера

повышенных водоатмосферостойкости и прочности; авиационная фанера –

фанера, предназначенная для использования в авиационной промышленности;

декоративная фанера – фанера, облицованная плёночным покрытием в

сочетании с декоративной бумагой; фанерные трубы и муфты,

изготавливаемые навивкой из специальной трубной фанеры; древесные

слоистые пластики (ДСП), состоящие из склеенных синтетическими клеями в

процессе термической обработки под высоким давлением слоёв лущеного

шпона; гнутоклееные детали, полученные методом гнутья с одновременным

склеиванием нескольких слоев шпона; лущеный шпон, получаемый при

лущении чурака; строганый шпон, получаемый при строгании бруса или

ванчеса; столярные плиты, изготавливаемые облицовыванием шпоном

реечных щитов; массы древесные прессовочные (МДП) – продукт совместной

обработки частиц древесины, синтетических смол или их модификаций [2].

Увеличение объёмов фанерного производства будет происходить за счёт

расширения, модернизации производства и улучшения качества продукции.

Изм

Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

ТПЛК 000000.069 ПЗ

Разраб.

Провер.

Чижова М.А.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Технология клееных

материалов и плит

Лит. Листов

Лф СибГТУ гр. 82-1

1 Выбор условий гидротермической обработки чураков

При лущении тонкий слой древесины, срезаемый с чурака, должен быть

достаточно плотным, не иметь трещин и разрывов. Для предотвращения

появления трещин чураки перед лущением подвергаются тепловой обработке с

целью усиления деформативности древесины. Гидротермообработка чураков

перед лущением производится путем их проваривания, т. е. они

выдерживаются в течение определенного количества времени в горячей воде.

Для получения качественного шпона температура древесины перед

лущением должна быть для ольхи и березы не менее 20

С, сосны, ели 30

С,

дуба 40

С, лиственницы 30 – 45

С.

Режим гидротермообработки чураков включает температуру

нагревающей среды и время выдержки их в этой среде. При этом время

нагревания чураков зависит как от температуры нагревающей среды, так и от

физических свойств древесины, диаметра чураков и их начальной

температуры, желаемой температуры на поверхности карандаша, остающегося

после лущения.

Условия режима определены исходными данными, указанными в

таблице 2 [1].

Последовательность решения задачи по определению времени

нагревания чураков:

1.Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу r/R.

Отношение r/R подсчитываем для каждой группы заданной группы

диаметров чураков, при этом радиус R берем по наибольшему значению

диаметра в данной группе.

Для определения диаметра остающегося карандаша, d

, м, используем

следующую формулу

= d

– 0,00275 + 0,26d

- 0,12d

, (1.1)

где d

диаметр кулачков лущильного станка, м;

– диаметр чураков, м.

Вычисляем отношение

для первой группы диаметров 17 – 19 см.

Сначала рассчитываем диаметр остающегося карандаша d

, м.

Принимаем d

= 0,060 (исходя из исходных данных пункт 9[1]); d

= 0,18

м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

= 0,060 – 0,00275 + 0,26*0,18

– 0,12*0,18

Определяем радиус карандаша, r, м

.05,0

09,0



Определяем радиус чурака, R, м

.14,0

28,0

м

Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

ТПЛК 000000.069 ПЗ

Подставляя значение в формулу, получаем

36,0

14,0

05,0



Аналогичные операции проводим с другими группами.

Вычисляем отношение

для второй группы диаметров 30 – 32 см.

Рассчитываем диаметр остающегося карандаша d

, м.

Принимаем d

= 0,075; d

= 0,31 м. Подставляя эти значения в формулу

(1.1), получим

= 0,075 – 0,00275 + 0,26*0,31

– 0,12*0,31

= 0,09

Определяем радиус карандаша, r, м

05,0

09,0



Определяем радиус чурака, R, м

16,0

32,0



Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

31,0

16,0

05,0



Вычисляем отношение

для третьей группы диаметров 34 – 36 см.

Рассчитываем диаметр остающегося карандаша d

, м.

Принимаем d

= 0,075; d

= 0,35 м. Подставляя эти значения в формулу

(1.1), получим

= 0,075 – 0,00275 + 0,26*0,35

– 0,12*0,35

= 0,1

Определяем радиус карандаша, r, м

05,0

1,0



Определяем радиус чурака, R, м

18,0

36,0



Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

28,0

18,0

05,0



Вычисляем отношение

для четвертой группы диаметров 38 – 40 см.

Рассчитываем диаметр остающегося карандаша d

, м.

Принимаем d

= 0,075; d

= 0,39 м. Подставляя эти значения в формулу

(1.1), получим

= 0,075 – 0,00275 + 0,26*0,39

– 0,12*0,39

= 0,1

Определяем радиус карандаша, r, м

05,0

1,0



Определяем радиус чурака, R, м

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

ТПЛК 000000.094 ПЗ

20,0

40,0



Определяем отношение радиуса карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

25,0

20,0

05,0



2. По способу доставки чураков, породе древесины выбираем влажность

древесины по таблице 4[1].

Так как в данном варианте способ доставки сырья железнодорожный и

порода древесины – лиственница, то влажность берём равную 60-80%.

3.Зная влажность и породу древесины, выбираем значение коэффициента

тампературопроводности a,

, по таблице 5[1].

а = 0,00063

4.Значение безразмерной температуры, θ, находим по формуле





(1.2)

где t – температура на поверхности карандаша,

С;

– начальная температура чурака,

С;

- температура нагревающей среды,

С;

Температура на поверхности карандаша t, как уже указывалось, зависит

от породы древесины и может быть принята: для березы, ольхи –20

С, сосны,

ели 30

С, лиственницы 40

С.

Температура нагревающей среды t

принимается 40 – 50

С (при

обработке древесины по мягким режимам). Значения начальной температуры

выбираем по таблице 2[1].

Принимаем t = 40

C; t

= 50

C; t

= 35

C. Подставляя эти значения в

формулу (1.2), получим

67,0

3550

4050







5.Величину критерия, F

, определяем по таблице 6 [1].

Принимаем θ = 0,67

36,0



, получим F

=0,1

Принимаем θ = 0,67

31,0



, получим F

=0,12

Принимаем θ = 0,67

28,0



, получим F

=0,12

Принимаем θ = 0,67

25,0



, получим F

=0,14.

Время нагревания чураков, Z, ч, определяем по формуле

Z 

(1.3)

где а – коэффициент температуропроводности,

;

R – радиус чурака, м;

– критерий теплового подобия Фурье.

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

ТПЛК 000000.069 ПЗ

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

ТПЛК 000000.069 ПЗ

.17,6

00063,0

18,0*12,0

Z

Расчёты времени нагревания проводим отдельно для чураков каждой

группы диаметров.

Находим Z

для первой группы диаметров 26-28 см.Принимаем F

= 0,1;

= 0,14 м; а = 0,00063

. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

1,3

00063,0

14,0*1,0

Z

Находим Z

для второй группы диаметров 30-32см. Принимаем F

= 0,12;

= 0,16 м; а = 0,00063

. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

.88,4

00063,0

16,0*12,0

Z

Находим Z

для третьей группы диаметров 34-36см. Принимаем F

=0,12;

= 0,18 м; а = 0,00063

. Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Находим Z

для четвёртой группы диаметров 38-40см. Принимаем

=0,14; R

= 0,20 м; а = 0,00063

. Подставляя эти значения в формулу (1.3),

получим

.89,8

00063,0

20,0*14,0

Z

Для нагревания сырья в настоящее время стремятся использовать как

открытые бассейны, так и закрытые многосекционные варочные бассейны, в

которых обработка ведётся по мягким режимам. Емкость одной секции, Е, м

такого бассейна определяем по формуле



LBHЕ 

(1.4)

где L – длина секции, м;

B – ширина секции, м;

H – высота бассейна, м;



- коэффициент плотности укладки чураков.

Возможные размеры секций:

L = от 5 до 15 м;

B = l + (1-2 м);

H = 2,5 – 3 м;

l –длина нагреваемого чурака, м;



- коэффициент плотности укладки принимаем равным 0,7.

Находим ёмкость, Е, м

,одной секции. Принимаем L = 10 м; B = 3,2 м;

H = 3 м;



= 0,7. Подставляя эти значения в формулу (1.4), получим

Е = 10*3,2*3* 0,7 = 67,2 м

Производительность бассейна (секции), А, м

/см, определяем по формуле

ВСП





(1.5)

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

ТПЛК 000000.069 ПЗ

где T – продолжительность смены, ч;

E – емкость одной секции, м

;

Z – время нагревания чураков, ч;

ВСП

– время загрузки и разгрузки одной секции бассейна, ч.

Затраты вспомогательного времени могут приниматься из расчета 0,26 –

0,28 ч на каждый погонный метр длины секции.

Находим производительность бассейна для первой группы диаметров

26-28см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м

; Z

= 3,1 ч; Z

ВСП

= 0,27 ч. Подставляя

эти значения в формулу (1.5), получим

23,64

10*27,01,3

2,67*8





A

Находим производительность бассейна для второй группы диаметров

30-32см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м

; Z

= 4,88 ч; Z

ВСП

= 0,27ч, получаем

80,40

10*27,088,4

2,67*8





A

Находим производительность бассейна для третьей группы диаметров

34-36см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м

; Z

= 6,17 ч; Z

ВСП

= 0,27 ч, получаем

27,23

10*27,017,6

2,67*8





A

Находим производительность бассейна для четвертой группы диаметров

38-40см. Принимаем Т = 8ч; Е = 67,2 м

; Z

= 8,89 ч; Z

ВСП

= 0,27 ч, получаем

40,22

10*27,089,8

2,67*8





A

Расчет производительности варочного бассейна производим отдельно

для каждой заданной группы диаметров чураков, приведенных в задании.

Заданием предусмотрено общее количество перерабатываемого сырья и

распределение этого сырья по группам диаметров в процентах. С учетом этого

определяем количество перерабатываемого сырья по каждой группе диаметра

, Q

,...,Q

Находим Q

, т. е. 10% от 190 Q

%100

%10*190



Находим Q

, т. е. 30% от 190 Q

.57

%100

%30*190



Находим Q

, т. е. 40% от 190 Q

.76

%100

%40*190



Находим Q

, т. е. 20% от 190 Q

%100

%20*190



Зная производительность варочного бассейна, количество сырья по каждой

группе диаметров, определяем потребное количество секций бассейна,

n, секций, для проваривания сырья каждой группы по формуле

n 

(1.6)

где Q

; Q

;...,Q

– количество сырья данной группы диаметров, м

;

; А

;....,А

– производительность варочного бассейна при проваривании

чураков той же группы диаметров, м

/смену.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна, n, секций, для

первой группы диаметров 26-28см. Принимая Q

= 19; А

= 64,23

смену

Подставляя эти значения в формулу (1.6), получим

 3,0

23,64

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для второй группы

диаметров 30-32см. Принимая Q

= 57; А

= 40,8

смену

, получаем

4,1

8,40



2.

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для третьей

группы диаметров 34-36см. Принимая Q

=76; А

= 32,27

смену

, получаем

 4,2

27,32

Рассчитываем потребное количество секций бассейна для четвертой

группы диаметров 38-40см. Принимая Q

=38; А

=22,4

смену

, получаем

 7,1

4,22

Затем определяем общее количество секций бассейна для тепловой

обработки заданного количества сырья.

+ n

= 1+2+3+2 = 8 секции.

2 Определение количественного выхода шпона при лущении

Объём шпона, полученный из единицы объёма перерабатываемого сырья,

называется количественным выходом. Различают технологический и

производственный количественный выходы.

Технологический выход – возможное количество продукции, получаемой

в результате переработки сырья по принятой технологии.

Производственный выход – фактическое количество продукции,

получаемое в результате переработки сырья с учётом не только

технологических, но и производственных потерь.

В данной работе рассматривается только технологический выход.

У чурака следует различать четыре зоны (Рисунок 2.1): 1 – зона шпона–

рванины – являющуюся следствием неправильной формы чурака (искривление

его оси, сбежистости и эллипсоидальности сечения); зону 2 – зона кусков –

возникающую в результате неправильной установки чурака (базирования)

между шпинделями лущильного станка; зону 3 – зона форматного шпона; зону

4 – зона карандаша – представляющую собой остаток древесины после

разлущивания чурака.

Рисунок 2.1 – зоны поперечного сечения.

Следовательно, объём чурака, V

, м

, можно рассматривать, как сумму

объёмов кускового и форматного шпона, а также объёмов потерь, неизбежных

при лущении

= V

ф. ш.

+ V

кус

+ V

, (2.1)

где V

– объём чурака, м

;

ф. ш.

– объём форматного шпона, м

;

кус

– объём длины кусков, м

;

– объём карандаша, м

;

– объём рванины, м

Объём древесины, заключенной в каждой из рассматриваемых зон,

можно охарактеризовать следующими данными:

для берёзы d

= 210-220 мм