Проект участка ламинирования древесностружечных плит

Древесностружечные плиты (ДСП) — композиционный материал, который получают путём смешивания смолы со стружкой, прессуют и отправляют плиты на склад готовой продукции.

Древесностружечные плиты считаются одним из наиболее перспективных новых конструкционно-отделочных материалов для мебельной промышленности и строительства по сравнению с пиломатериалами и другими листовыми материалами.

Плиты могут быть изготовлены большого формата — шириной до 1,89 м, длиной до 5,5 м и толщиной от 4 до 50 мм. По показателям прочности и жесткости они приближаются к древесине хвойных пород и, кроме того, имеют одинаковые прочностные свойства во всех направлениях плоскости плиты. По некоторым другим показателям физико-механических свойств (например, усушка, коробление) древесностружечные плиты даже превосходят древесину.

Древесностружечные плиты могут быть изготовлены с заранее заданной плотностью, прочностью и внешним видом, которые требуются в конструкциях, изделиях и деталях. Плитам можно также придать необходимую биостойкость, гидрофобность (водоустойчивость) и огнестойкость.

Плиты хорошо склеиваются как по пласти, так и по кромкам (торцам), могут быть окрашены или отделаны лакокрасочными материалами, облицованы шпоном, бумагой или пластмассами. Плиты сравнительно легко обрабатываются деревообрабатывающими инструментами (пилятся, строгаются, сверлятся, фрезеруются) и обладают удовлетворительными показателями сопротивления выдергиванию гвоздей и шурупов. Указанные свойства древесностружечных плит обусловили широкое их использование в различных отраслях промышленности.

Потребность в продукции, произведенной из натуральных природных материалов, неуклонно растет. Новый толчок для своего развития, благодаря высокому спросу на изделия из массива дерева, получила деревоперерабатывающая отрасль промышленности. Северо-западный регион один из наиболее развитых в плане лесопромышленного комплекса. Львиная доля продукции, выпускаемой в данной отрасли, идет на экспорт и пользуется повышенным спросом во многих странах мира. Сейчас хотелось бы коснуться проблемы, которую начинают представлять собой отходы древесины. На предприятиях ежегодно образуется немалое количество невостребованных остатков. Некоторая их часть возвращается обратно в процесс производства, четверть от всего количества побочных продуктов используется в других отраслях промышленности, а все остальные невостребованные остатки поступают в отвалы. Получается, что кроме экологического вреда, немалое количество ценного сырья просто гниет под открытым небом. На изготовление 1 м³ древесностружечных плит расходуется в среднем 1,7 м³ твердых древесных отходов. В условиях общего мирового дефицита этого сырья самое актуальное значение приобретает полный цикл переработки всей имеющейся древесины.

Продукция, полученная в результате такой переработки, востребована при проведении ремонтно-строительных работ. Вот лишь некоторые наименования широко используемых материалов — OSB, МДФ, ДСП, ламинат, кроноспан, ДВП и многое другое. Большая часть подобных материалов импортируется в нашу страну, как следствие, стоимость их завышена, Из-за чего финансово страдает конечный потребитель.

Достоинства ДСтП:

— эффективный конструкционный материал

— производство древесностружечных плит — одни из наиболее рациональных путей использования неделовой древесины, технологических дров, отходов лесопильно- - деревообрабатывающих производств и даже опилок.

Таким образом, развитие производства плит способствует комплексному и эффективному использованию древесины и сохранению лесов — ценнейших природных ресурсов пишем страны. Эти цифры показывают, насколько эффективно производство древесностружечных плит.

Эти факты говорят только об одном: о необходимости устанавливать линии, способные к наиболее полной переработке древесины и выпуску конкурентно способной продукции. Многие предприниматели уже стали на путь модернизации своих предприятий. Особенно те, чью компании охватывают большой спектр деятельности — от переработки и выпуска продукции, до использования ее своими же дочерними предприятиями, занимающимися строительством, проведением ремонтов и изготовлением мебели в серьезных масштабах.

Для повышения спроса древесностружечной плиты её облагораживают методом кэширования, ламинирования бумажно-смоляными пленками и методом фанерования. Наиболее востребован метод ламинирования. В качестве сырья для древесностружечной плиты используют пленки:

— полевенил хлоридные пленки;

— бумажно смоляные пленки.

Обычные ламинированные плиты ДСП могут послужить и для обустройства внутреннего дома, и для создания практичной и красивой мебели, можно использовать для промышленного и домашнего производства практически всей офисной мебели, корпусной, а также кухонной.

ламинированный древесностружечный плита

Общая часть

Сегодня ЗАО «Череповецкий фанерно-мебельный комбинат» располагается на площади 34,2 га. Граница промышленной площадки проходит с севера по зеленой зоне, с юга по реке Серовке, с востока по реке Ягорбе и с запада по границе с городскими землями. Рельеф площадки спокойный, имеет общее направление уклона с запада на восток в сторону реки Ягорбы и с севера на юг в сторону реки Серовки. Основными цехами комбината на сегодняшний день является:

— цех смол;

— цех ДСП;

— цех ЛДСП;

— цех фанеры;

— цех пиломатериалов.

Череповецкий фанерно-мебельный комбинат производит более 40 видов высококачественной продукции на основе технологий глубокой переработки древесины, основными из которых являются березовая фанера и детали из нее, древесно-стружечная плита (ДСП), ламинированная ДСП, пиломатериалы.

За выдающийся вклад в расширение внешних экономических связей Российской Федерации и высокую профессиональную культуру ЗАО «ЧФМК» многократно удостаивалось звания «Лучший Российский Экспортер». В 2011 году ЗАО «ЧФМК» было признано лучшим предприятием в сфере промышленного производства по итогам регионального этапа ежегодной национальной премии «Золотой меркурий». В этом же году комбинат вошел в десятку лучших предприятий Всероссийского бизнес-рейтинга в категории «Производство шпона, фанеры, плит, панелей» и получил статус «Лидер экономики — 2011».

Основная задача инвестиционной деятельности ЧФМК — повышение экономической эффективности производства, в том числе посредством внедрения прогрессивных технологий, соответствующих уровню лучших мировых практик. Динамичное развитие комбината осуществляется за счет реализации масштабной инвестпрограммы.

За последние шесть лет (2006;2012 гг.) инвестиции в модернизацию производства составили 1,3 млрд рублей. Завершив техперевооружение цеха ДСП, в 2011 году комбинат приступил к реализации проекта по увеличению объемов производства фанеры до 100 тыс. м³ в год.

На фанерно-мебельном комбинате выходит несколько видов продукции это ламинированная древесностружечная плита ГОСТ Р 52 078;2003, древесностружечная плита ДСП ГОСТ 10 632–89, пиломатериалы ГОСТ 26 002–83, фанера ГОСТ 3916.1−96, клеевые детали мебели ТУ 13 255 094 53 01.

Поставками сырья, материалов, оборудования, запчастей занимается отдел снабжения. Здесь также работают грамотные специалисты, которые владеют ситуацией на рынке сырья, а для комбината самое главное — это лес, а именно техсырьё. Поставщиками являются крупнейшие леспромхозы Вологодской области. Основная задача работы этого подразделения — обеспечить бесперебойную работу всех цехов и подразделений.

Основным сырьем для производства древесностружечных плит, пиломатериалов, фанеры, клеевых деталей мебели используется древесина хвойных и лиственных пород, щепа технологическая по ГОСТ 15 815 «Щепа технологическая. Технические условия», щепа технологическая по ТУ 13−735 «Щепа технологическая из тонкомерных деревьев и сучьев», щепа, полученная путем измельчения кусковых отходов лесопиления и деревообработки, шпон-рванина и прочие отходы фанерного, мебельного и спичечного производств по ТУ 13−17−04 «Щепа для древесностружечных плит из отходов при производстве шпона», щепа, полученная из фанерного сырья, не удовлетворяющего требованиям ГОСТ 9462–88 «Лесоматериалы круглые лиственных пород. Технические условия» в том числе со скрытыми дефектами (пороками древесины), щепа, полученная из пиловочника, не удовлетворяющего требованиям ГОСТ 9463–88 «Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия» в том числе со скрытыми дефектами (пороками древесины), щепа, изготовленная из технологического сырья по ТУ 13−027−36−85−404 «Дровяная древесина для технологических нужд», отходы от механической обработки фанеры и мебели, Пыль древесная от шлифования фанеры, фанерной продукции и мебельных заготовок и деталей, опилки от лесопиления и деревообработки, отходы производства древесностружечных плит: опилки и дроблёнка от форматной обрезки и раскроя древесностружечных плит, некондиционный ковёр, стружка и т. п.

Для производства ламинированной ДСП существует другой вид сырья и материалов: плита древесностружечная ГОСТ 10 632, пленка бумажно-смоляная ТУ 5459−004−51 863 240−2009, картон ГОСТ 27 820–88, уголок ГОСТ 3749–77, стальная лента ГОСТ 3560–73, обложка фанерная ГОСТ 27 820–88, 1 плита ДСП на низ ГОСТ 10 632, заготовки ДСП ГОСТ 27 820–88.

Основными потребителями ЛДСП (ламинированные древесностружечные плиты) является: Кемеровская область, Пензенская область, Костромская область, Архангельская область, Брянская область, Калужская область, Волгоградская область, Нижегородская область, Ленинградская область, Краснодарский край, Луанде (город), Ярославская область, Узбекистан, Новокузнецкая область.

Места реализации других видов продукции осуществляется свыше 50 стран Северной Америки, Западной и Восточной Европы, Африки и стран СНГ. Компания поддерживает и развивает отношения с потребителями в течение долгих лет, сохраняя репутацию надежного поставщика.

Характеристика существующего технологического процесса. Технологическое описание производства ламинированных древесностружечных плит.

Ламинированные плиты — готовые древесностружечные плиты облицованные плёнками на основе термореактивных полимеров. Производство ламинированных древесностружечных плит осуществляется по следующей схеме. Схема производства даётся на рисунке 1.

Рис.

Рисунок 1. Технологическая схема производства ламинированных древесностружечных плит.

Пачка плит 1 сорта в количестве 40шт, транспортируется на поддоне из древесностружечной плиты 2 сорта, с верхней обложкой древесностружечной плитой 2 сорта. На приёмный рольганг линии ламинирования пачка подаётся автопогрузчиком грузоподъёмностью 3 т. Верхняя обложка с пачки снимается в ручную. Далее пачка поступает на гидравлический подъёмный стол, с которого устройством подачи плит поштучно подается на щёточный станок, нижняя обложка убирается на участке сборки пакета. Движение щёток осуществляется поперек к направлению подачи древесностружечной плиты и отводит частички пыли прямо к вытяжке.

После щёточного станка плита поступает на выравнивающий роликовый транспортер, с которого вакуумными присосками портала передаётся на ленточный транспортёр, куда предварительно с подстопного места вручную укладывается облицовочная плёнка. На плиту кладётся верхний лист плёнки и получается пакет. При помощи ионизатора верхняя и нижняя плёнки получают электростатический заряд, благодаря чему они при транспортировке не сдвигаются относительно поверхности плиты.

Совместно уложенный пакет, пройдя промежуточный транспортер, поступает на подъёмный стол со встроенным ременным транспортёром, который поднимает пакет на высоту подачи в пресс. Подача пакета в пресс и его выгрузка осуществляется устройством загрузки и разгрузки пресса, которые механически связаны между собой. При размыкании плит гидравлического короткотактного пресса ODWD 2038/300 выдвигаются вакуумные присоски загрузочного устройства, которые поднимают плиту. Затем разгрузочное устройство выезжает из пресса и укладывает готовую плиту на разгрузочный ленточный транспортёр. Одновременно при обратном движении разгрузочное устройство падает новый пакет в пресс. Нагрев плит пресса осуществляется с помощью термомасла. После пресса плита поступает на станок для обработки кромок. Ламинированная плита подаётся транспортёром к щёточному станку DBM 2000 для двухсторонней очистке и обдуву поверхности, там же специальным устройством снятие электростатической нагрузки.

Здесь же производится визуальный контроль качества поверхности. Для контроля нижней поверхности плиты вакуумная рама штабеля укладчика поворачивается на 45 от горизонтали. На основе визуального контроля в соответствие с требованиями ТУ 5534−056−255 094−2002 контролёр ОТК производит сортировку плит по сортам. Укладка пакета производится на поддон из древесностружечной плиты 2го сорта, который укладывается посредством вакуумных присосок с позиции штабелирования поддонов, так же укладывается на пакет присосками верхняя обложка древесностружечная плита 2го сорта. После укладки пакет плит перемещается по рольгангу, где на кромку каждой плиты наноситсяштамп-маркировка, затем автопогрузчиком отвозится на упаковочную площадку. Упаковка производится с соответствием с разработанной предприятием инструкцией по упаковке облицованной ДСтП, обвязку упакованных пачек производит стальной лентой ГОСТ 3560–73. Ламинированные плиты упаковываются для следующих видов транспорта: автотранспорт; полувагон; крытые вагоны.

Анализ производственно хозяйственной деятельности

Так как на комбинате производят плиты разного формата и толщины, ведется анализ цеховых расходов по плите ЛДСП 2750 ?1830 ?16 мм сорт 1 за месяц.

Анализ цеховых расходов участка ЛДСП показана в таблице 1.

Таблица 1. Анализ цеховых расходов участка продукции ламинированных древесностружечных плит за месяц.

Расход электроэнергии за месяц показан в таблице 2.

Таблица 2. Расход электроэнергии за месяц.

Недостатки существующего технологического процесса и предложения по их устранению

При прессовании ламинированных древесностружечных плит выделяется на участке большое количества тепла и формальдегида, благодаря этому в цехе возникает облако в виде тумана.

Для предотвращения неблагоприятных условий для рабочих предлагается установить производственные агрегаты с местной вы тяжкой и местной вентиляцией.

Расчётная часть. Режим работы участка

Участок работает непрерывно в три смены с остановками оборудования на капитальный, профилактический ремонты и на праздничные дни.

Количество бригад, шт 4

Количество дней в году, дней 365

Количество праздничных дней, дней 10

Количество дней на профилактический ремонт, дней/неделю 14

Количество дней на капитальный ремонт, дней 10

Продолжительность рабочего дня, час 8

Количество рабочих дней, дней 331

Коэффициент использования рабочего времени, час/год 0,85

Количество рабочих часов в год 6752,4

Программа участка

Программа по выпуску ламинированных древесностружечных плит составляется с учетом 1% возможного выхода брака Пр с уч. брака=3 600 000_*1,01=3 636 000 м² в год Программа по выпуску плит приводится в таблице 3.

Таблица 3. Программа по выпуску ламинированных древесностружечных плит.

Диаграмма потока сырья и материалов Рисунок 2. Диаграмма потока сырья и материалов

Ламинированная плита должна соответствовать ГОСТ Р 52 078;2003. Физико-механические показатели плиты показаны в таблице 4

Таблица 4. Физико-механические показатели плиты.

Исходные данные для пооперационного расчета

Вид продукции ламинированная древесностружечная плита Мощность цеха, м²/год 3 600 000

Формат плит, мм 2750?1830?16

Плотность плит, кг/м³ 670

Плотность пленки, г/м² 120

Относительная влажность пленки, % 45

Формат пленки, мм 2760?1840

Содержание смолы в пленке, % 58

Содержание летучих в пленке, % 5,5

Содержание водорастворимых в пленке, % 67,5

Выписка из пооперационного расчета

Пооперационный расчет ведется на 1 плиту. Рассчитывается площадь одной древесностружечной плиты по формуле [5 с. 79]:

S=L?b (1)

где: L-длина плиты, м

b-ширина плиты, м

S=2,75?1,83=5,032 м²

Рассчитывается площадь пленки для двух сторон плиты по формуле [5 с. 79]:

S=L?b?2 (2)

где: L-длина плиты, м

b-ширина плиты, м

S=2,75?1,83?2=10,157 м²

Рассчитывается потери материала при обрезке свесов по формуле [ 2 с. 207]:

Q_{пот мат} =L_{до обрез}?b_{до обрез}— L_{после обрез}?b_{после обрез}/ L_{после обрез}?b_{после обрез}?100%

Q_{пот мат} =2760?1840−2750?1830/2750?1830?100%=0,91%

Потери материала при обрезки свесов составляют 0,91%, т к древесностружечная плита во время всех стадий линии ламинирования не меняет своих физико-механических свойств, то пооперационный расчет ведется по пленке.

до форматной обрезки свесов: после форматной обрезки свесов:

плиты 5,32 500 м² плиты 5,32 500 м²

пленки 10,157?1,0091=10,25 м² пленки 10,157 м²

отходы пленки:

10,25−10,157=0,092 м²

Потери материала при горячем прессовании за счет удаления влаги и летучих составляют 6%.

в горячий пресс поступает: после горячего пресса:

плиты 5,32 500?670?0,016=53,95 кг плиты 53,95 кг пленки 10,25?0,12=1,23 кг пленки 1,23/1,06=1,16 кг

отходы пленки:

1,23−1,16 =0,07 кг

Потери материала при наборе пакета составляют 1%.

до набора пакета: после набора пакета:

плиты 5,32 500 м² плиты 5,32 500 м²

пленки 10,25?1,01=10,35 м² пленки 10,25 м²

отходы пленки:

10,35−10,25=0,102 м²

Сводная таблица расходов сырья и материалов

Расход сырья и материалов приводиться в таблице 5.

Таблица 5. Расход сырья и материалов.

Подбор и расчёт оборудования. Расчет оборудования и режимов настройки

Рассчитывается производительность одноэтажного гидравлического пресса по программе участка по формуле [ 3 с. 217]:

Q = F_пр.уч/V_пл, (4)

где: F_пр.уч — программа участка, м²/ч

V_пл — объем плиты приходящей на участок прессования, м²

Q =538,47/5,32 500=106,998=107 шт/ч Рассчитывается время цикла прессования на одну плиту для выполнения программы участка по формуле [ 3 с. 218]:

ф_ц = 3600/Q, (5)

где: Q — производительность плит в час, шт/ч ф_ц = 3600/107 = 33,64с Время цикла прессования, обеспечивающее качество плиты описано в технической характеристике линии ламинирования. В зависимости от толщины плиты и пленки выбирают определенную температуру пресса. Средняя продолжительность прессования, обеспечивающая качество плиты, 18секунд. Так как время прессования, обеспечивающее качество плиты меньше, чем время прессования на одну плиту для выполнения программы, то предлагается к установке пресс марки ODWD 2038/300, техническая характеристика, которая дается в таблице 6.

Таблица 6. Техническая характеристика пресса марки ODWD 2038/300.

Рассчитывается настройка конвейеров линии ламинирования. Рассчитывается скорость подъемного стола для поштучной подачей плит проходящих через щеточный станок на роликовый рольганг с толкателями по формуле [ 7 с. 386]:

х _р.к = (R/ф_ц — ф_щ.т — ф_т — ф_под.ст — ф_{вр р к}), (6)

где: ф_ц — время цикла прессования, с ф_щ.т — время за которое пройдет плита через щеточный станок, с ф_т — время за которое плита подается в щеточный станок при помощи толкающего устройства, с ф_под.ст — время за которое плита поднимется на подъемном столе, с ф_{вр р к} — время за которое плита проходит по роликовому рольгангу с толкателями, с

х _р.к = (3,8/33,64 — 1 — 6,13 — 1 — 11,7) = 0,27 м/с Рассчитывается время за которое портал пройдет от начала линии до набора пакета по формуле [ 7 с. 276 ]:

ф = ф_ц — (ф_опус • 2) — 3 / 2, (7)

где: ф_ц — время цикла прессования и обработки одной плиты, с ф_опус — время за которое портал опускается от начала линии до набора пакета, с

2 — количество опускания портала, шт/цикл

3 — запас времени портала ожидающей плиту.

2 — ход портала.

ф = 33,64 — (1,62 • 2) — 3 / 2 = 13,7 с Рассчитывается скорость прохождения портала по формуле [ 7 с. 277]:

х _п = l_р/ф, (8)

где: ф — время прохождения портала, с

l_р — длина рольганга рассчитывается по формуле [ 7 с. 277]:

l_р = l_реал • l_мш, (9)

где: l_реал — реальная длина конвейера на участке, м

l_мш — длина конвейера в масштабе, м

l_р = 34 • 0,16 = 5,44 м х _п = 5,44/13,7 = 0,397 = 0,4 м/с Рассчитывается скорость набора пакета и передачи его на промежуточный конвейер по формуле [ 7 с. 278]:

х _л.к = (l/ф_ц — ф_н.п — ф_ион), (10)

где: l — длина конвейера, м ф_ц — время цикла прессования и обработки одной плиты, с ф_н.п — время за которое набирается пакет, с ф_ион — время за которое плита проходит ионизацию, с х _л.к = (4/33,64 — 15,72 — 4,63) = 0,3 м/с Рассчитывается скорость прохождения пакета через ионизатор на промежуточный стол по формуле [ 7 с. 278]:

х _л.к = (l/ф_ц — ф_п.к), (11)

где: l — длина конвейера, м ф_ц — время цикла прессования и обработки одной плиты, с ф_п.к — время за которое проходит пакет через ионизацию и выдерживается на промежуточном конвейере, с х _л.к = (4/33,64 — 7,29) = 0,15 м/с Рассчитывается скорость загружающего-разгружающего устройства по формуле [ 7 с. 279]:

х _л.к = (l/ф_ц — ф_{к. пл} /2), (12)

где: l — длина конвейера, м ф_ц — время цикла прессования и обработки одной плиты, с ф_к.пл — время обеспечивающее качество плиты, с

2 — время для загружающего-разгружающего устройства.

х _л.к = (4,705/33,64 — 18/2) = 0,6 м/с Рассчитывается время загружающего-разгружающего устройства по формуле [ 7 с. 279]:

ф =l/х, (13)

где: l — длина конвейера, м х — скорость прохождения вагонетки, м/с ф_{з р у} =3,8/0,6 = 6,3 с Рассчитывается ритм загружающего-разгружающего устройства по формуле [ 7 с. 279]:

R = ф_ц — ф_{з р у}, (14)

где: ф_ц — время цикла прессования и обработки одной плиты, с ф_{з р у} — время загружающего-разгружающего устройства, с

R = 33,64 — 6,3/2 = 13,67 с Рассчитывается скорость роликового рольганга, проходящего через обрезку свесов по формуле [ 7 с. 280]:

х _р.к = (l/ф_ц — ф_р.к — ф_об.св), (15)

где: l — длина конвейера, м ф_ц — время цикла прессования и обработки одной плиты, с ф_р.к — время за которое проходит пакет по роликовому рольгангу, с ф_об.св — время за которое пакет проходит через роликовый рольганг, с х _р.к = (4,02/33,64 — 4 — 20) = 0,41 м/с Рассчитывается скорость роликового рольганга по которому проходит пакет и подается на щеточный станок по формуле [ 7 с. 281]:

х _р.к = (l/ф_ц — ф_р.к — ф_щ.ст — ф_осм.пл), (16)

где: l — длина конвейера, м ф_ц — время цикла прессования и обработки одной плиты, с ф_р.к — время за которое пакет проходит по роликовому конвейеру, с ф_щ.ст — время за которое пакет проходит через щеточный станок, с ф_осм.пл — время за которое пакет поступает на роликовый рольганг, где осматривают плиту на дефекты, с х = (4,6/33,64 — 3,15 — 2 — 9,72) = 0,24 м/с Рассчитывается время, за которое портал пройдет от начала сортировки плиты до последней стопы штабелеукладчика и вернётся в обратное положение по формуле [ 7 с. 282]:

ф = ф_ц — (ф_опус • 2 + ф_пов) — 3 / 2, (17)

где: ф_ц — время цикла прессования и обработки одной плиты, с ф_опус — время за которое портал опускается от начала линии до набора пакета, с ф_пов — время за которое портал поворачивается, с

2 — количество опускания портала, шт

3 — запас времени портала ожидающей плиту.

2 — ход портала.

ф = 33,64 — (2,11 • 2 + 2,80) — 3 / 2 = 11,81 с Рассчитывается скорость прохождения портала по формуле [ 7 с. 277]:

х _п = l_р/ф, (18)

где: ф — время прохождения портала, с

l_р — длина рольганга рассчитывается по формуле [ 7 с. 277]:

l_р = l_реал • l_мш, (19)

l_реал — реальная длина конвейера на участке, м

l_мш — длина конвейера в масштабе, м

l_р = 34 • 0,25 = 8,5 м х _п = 8,5/11,81 = 0,719 = 0,72 м/с Расчет роликового конвейера.

Для перемещения груза по роликам необходимо преодолеть ряд сопротивлений:

W₁ — сопротивления вследствие трения скольжения на осях роликов;

W₂ — сопротивления вследствие качения груза на ролике;

W₃ — сопротивления при набегании груза на ролик.

Рассчитывается сопротивления вследствие трения скольжения на осях роликов по формуле [ 7 с. 439]:

W₁ = (mgL/б cos с + L/l • q₂g)f•d/D (20)

где: m — масса единицы груза, кг

L — длина транспортера, м б — расстояние между грузами, м

l — расстояние между роликами, м

f — Коэффициент трения скольжения на осях роликов

d — диаметр оси роликов, м

D — диаметр роликов, м

q₂ — масса вращающейся части ролика определяется по формуле [ 7 с. 439]:

q₂ = р • d • l • h • с_cт, (21)

где: d — диаметр роликов, м

l — длина ролика, м

h — толщина ролика, м с_cт — плотность стали, кг

q₂ = 3,14 • 0,108 • 2 • 0,0015 • 7200 = 7,5 кг

W₁ = (74 • 9,81 • 4,8 /4,1 cos 25 + 4,8/0,25 • 7,5 • 9,81) 0,0125• 0,12/0,108 = 32,71

Рассчитывается сопротивления вследствие качения груза на ролике по формуле [ 7 с. 440]:

W₂ = L/б • m • g • 2 • м /D, (22)

где: L — длина транспортера, м б — расстояние между грузами, м

m — масса единицы груза, кг м — коэффициент трения качения груза по роликам

D — диаметр роликов, м

W₂ = 4,8/4,1 • 74 • 9,81 • 2 • 0,015 /0,108 = 236,078

Рассчитывается сопротивления при набегании груза на ролик по формуле [7 с. 440]:

W₃ = m•g•f_т, (23)

где: m — масса единицы груза, кг

f_т — коэффициент сцепления груза и роликов

W₃ = 74•9,81•0,0125 = 9,074

Рассчитывается потребляемая мощность двигателя привода по формуле [ 7 с. 440]:

N = 1,3• (W₁ + W₂ + W₃) • х/1000?з_общ, (24)

где: W₁ — сопротивления вследствие трения скольжения на осях роликов

W₂ — сопротивления вследствие качения груза на ролике

W₃ — сопротивления при набегании груза на ролик з_общ — к п д х — скорость роликов рассчитывается по формуле [ 7 с. 440]:

х = р? d•n, (25)

где: d — диаметр подшипников, м

n — частота вращения рассчитывается по формуле [ 7 с. 440]:

х = 3,14•0,108•1,21= 0,41 м/с

N = 1,3• (32,71 + 236,078 + 9,074) • 0,41/1000•0,9 = 0,48 кВт

C учетом возможной отделки плит толщиной до 40 мм выбирается стандартный двигатель марки АИР80А6 мощностью 0,75 кВт, 1000 об/мин, к. п. д 0,7.

Расчет ленточного конвейера.

Рассчитывается мощность на приводном валу ленточного конвейера по формуле [ 7 с. 392]:

N = (K• L• х +0,15•П•L + 0,0028•П•H) K₁• K₂ (26)

где: K — коэффициент зависящий от ширины ленты, собственной массы и тина подшипника,

L — длина конвейера, м х — скорость движения ленты, м/с

H — высота подъема наклонного конвейера, м П_к — производительность конвейера рассчитывается по формуле [ 7 с. 393]:

П_к = m_плиты • Q_пр/1000, (27)

где: m_плиты — масса одной плиты, кг

Q_пр — производительность пресса П_к = 74 • 107/1000 = 7,918 т/ч

N = (0,088• 4• 0,3+0,15•7,918•4 + 0,0028•7,918•1) 1,25• 1,03 = 0,17 кВт Установленная мощность электродвигателя привода ленточного конвейера определяется по формуле [ 7 с. 392]:

N = K₀• N/з (28)

где: K₀ — коэффициент запаса мощности, равный 1,1−1,3

N — мощность на приводном валу ленточного конвейера, кВт з — к п д механизма привода, равный 0,85−0,95

N = 1,2• 0,17/0,95 = 0,21 кВт

C учетом возможной отделки плит толщиной до 40 мм выбирается стандартный двигатель марки АИР80А6 мощностью 0,75 кВт, 1000 об/мин, к. п. д 0,7.

Расчет аспирационной системы Для продольной и поперечной обрезке свесов с плиты, устанавливают 2 пилы поперечной и продольной обрезки. Для удаления свесов предлагается установить аспирационную систему.

Рассчитывается масса материала по формуле [ 3 с. 97]:

m_мат = S_плен — S_плиты • 2 • Q_пл, (29)

где: S_плен — площадь пленки, м²

S_плиты — площадь плиты, м²

Q_пл — производительность пресса за час, шт

m_мат = 5,78 400 — 5,32 500 • 2 • 107 = 9,8 г/ч Рассчитывается масса свесов удаляемых за час по формуле [ 3 с. 97]:

m = m_{ед пл}/1000• m_мат (30)

где: m_{ед пл} — масса еденицы пленки, г/м²

m_мат — масса материала, г/ч

m = 120/1000• 9,8 = 1,176 м³/ч Рассчитывается производительность вентилятора по формуле [ 3 с. 98]:

Q_в = m?3600/1070/м/с_в•1,3, (31)

Q_в = 1,176•3600/1070/0,45/1,29•1,3 =8,86 = 9 м³

Рассчитывается уравнение расхода по формуле [ 3 с. 98]:

F = р? d²/4?х, (32)

F = 3,14•0,¼•14 = 1,099•3600 = 395,64 м³/ч Принимаем к установке аспирационную систему УВП — 1200А с технической характеристикой, показанной в таблице 7.

Таблица 7. Техническая характеристика аспирационной системы УВП — 1200А.

Рассчитывается вытяжной зонт гидравлического пресса.

Рассчитывается часовой объем загрязненного воздуха удаляемого через зонт по формуле [ 1 с. 73]:

Q_в = х_з•F•3600, (33)

где: х_з — скорость воздуха в приемной части зонта. Для зонтов открытых с двух сторон, скорость воздуха 0,75−1 м/с.

F — площадь приемной части зонта, м²

Рассчитывается площадь зонта по формуле [ 1 с. 73]:

F = (0,8•H+l) • (0,8•H+b), (34)

где: H — расстояние от поверхности рабочего места до кромки зонта, равный 0,75;

— 1,5

l — длина оборудования, м

b — ширина оборудования, м

F = (0,8•1,5+3,8) • (0,8•1,5+1,95) = 15,75 м²

Q_в = 0,95•15,75•3600 = 51 030 м³/ч Определив Q_{в ,} по справочнику подбирается вентилятор тип, N² вентилятора, т к для более эффективного удаления воздуха и обеспечения стабильной работы вытяжного зонта необходимо установить 2 вентилятора по этому определяется производительность одного вентилятора по формуле [ 8 с. 23]:

Q = Q_в/2, (35)

где: Q_в — часовой объем загрязненного воздуха удаляемого через зонт, м³/ч

Q = 51 030/2 = 25 515 м³/ч Для вытяжных зонтов наиболее предпочтительней осевые вентиляторы. Принимаем к установке вентилятор марки ВО 06−300 с технической характеристикой, показанной в таблице 8.

Таблица 8. Техническая характеристика вентилятора марки У 12.

Ведомость оборудования

Ведомость оборудования дается в таблице 9.

Таблица 9. Ведомость оборудования

Таблица

Тепловой расчет оборудования

Целью теплового расчёта гидравлического пресса является определение номи-нальных затрат тепла на 1 м² обрабатываемой пленки. Полный тепловой баланс складывается из тепла, расходуемого на нагрев меламиноваго материала в прессе (Q_н.пл), нагрев и испарение летучих (Q_и.л), потеряя тепла в окружающую среду от плит пресса (Q_пот) по формуле [ 8 с. 11]:

Q_общ = Q_н.пл + Q_и.л + Q_пот, (36)

Расчет расхода тепла ведется на 1 запрессовку. Рассчитывается расход тепла на нагрев пленки в прессе по формуле [ 8 с. 12]:

Q_н.пл = m _пл • с _пл • (?tt), (37)

где: ?t — средняя температура в прессе, ⁰С

t — температура окружающей среды, ⁰С

m _пл — масса пленки рассчитывается по формуле [ 8 с. 12]:

m _пл = S_плен • 2 • r, (38)

где: S_плен — площадь пленки, м²

r — вес пленки, г/м²

m _пл = 5,78 400 • 2 • 120 = 1218,82/1000=1,21 882 кг с _пл — теплоемкость пленки рассчитывается по формуле [ 8 с. 12]:

с _пл = с _бум • % _бум + с _см• % _бум, (39)

где: с _бум — теплоемкость бумаги, кДж/кг

% _бум — процентное содержание бумаги в пленки, %

с _см — теплоемкость смолы, кДж/кг

% _бум — процентное содержание смолы в пленки, %

с _пл = 2,72 • 0,42 + 1,85• 0,58 = 2,21 кДж/кг

Q_н.пл = 1,2188 • 2,21 • (194- 20) = 469,82 кДж/кг

Рассчитывается расход тепла на испарение летучих в прессе по формуле

Q_и.л = m _лет • r_{уд теп}, (40)

где: m _лет — масса летучих в пленки определяется по формуле [ 8 с. 13]:

m _пл = S_плен • 2 • r /100• % _лет /1000, (41)

где: S_плен — площадь пленки, м²

r — вес пленки, г/м²

% _лет — процентное содержание летучих в пленки, %

m _пл = (5,78 400 • 2 • 120/100) • 5,5 = 0,067 кг

r_{уд теп} — удельная теплота испарения, равная 960 кДж/кг

Q_и.л = 0,067 • 960 = 64,32 кДж/кг Рассчитывается потеря тепла в окружающую среду от плит пресса по формуле [ 8 с. 13]:

Q_пот = Q_пот¹ + Q_пот², (42)

где: Q_пот¹ — потери тепла во время прессования рассчитывается по формуле [8 с. 14]:

Q_пот¹ = б? F₁ (?tt) ?ф_осн, (43)

где: б₁ — коэффициент теплоотдачи рассчитывается по формуле [ 8 с. 14]:

б = (5,3 + 6,3 • х_в) • 1,163, (44)

где: х_в — скорость воздуха возле пресса, равная 0,5−0,6 м/с б = (5,3 + 6,3 • 0,6) • 1,163 = 10,56 Вт/м²

F₁ — площадь при смыкании плит пресса рассчитывается по формуле [ 8 с. 14]:

F₁ = (h•b+h•l)•2•2, (45)

где: h — толщина плит пресса, м

b — ширина плит пресса, м

l — длина плит пресса, м

F₁ = (0,15•1,95+0,15•3,8)•2•2 = 3,45 м²

?t — средняя температура в прессе, ⁰С

T — температура окружающей среды, ⁰С

Q_пот¹ = 10,56 • 3,45 (194- 20)/1000•18 = 114,1 Дж

Q_пот² — потери тепла пресса в разомкнутом состоянии рассчитывается по формуле [ 8 с. 14]:

Q_пот² = б? F₂ (?tt) ?ф_вспом, (46)

где: б — коэффициент теплоотдачи

?t — средняя температура в прессе, ⁰С

t — температура окружающей среды, ⁰С

F₂ — площадь пресса в разомкнутом состоянии рассчитывается по формуле

F₂ = F₁+l•b, (47)

где: F₁ — площадь при смыкании плит пресса, м²

b — ширина плит пресса, м

l — длина плит пресса, м

F₂ = 3,45 + 3,8 •1,95 = 10,86 м²

Q_пот² = 10,56 • 10,86 (194- 20) •15,64/1000 = 312,089 Дж

Q_пот = 114,1 + 312,089 = 426,189 кДж

Q_общ = 469,82 + 64,32 + 426,189 = 960,33 кДж Рассчитывается удельный расход тепла по формуле [ 8 с. 15]:

g = Q_общ/1000 • F_пл, (48)

где: Q_общ — полный тепловой баланс, кДж

F_пл — площадь пленки, м²

g = 960,33•1000/5,32 500 = 190 825,63 кДж

Расчет площади объема участка

Планировочные решения участков цехов должны учитывать максимальную прямоточность технологического процесса, удобство обслуживания оборудования при эксплуатации, профилактических и ремонтных работ.

Расстояние между колоннами в поперечном направлении зависит от выбранных пролетов. Большей частью для цехов ламинированных древесных плит пролеты принимается длиной 5,334 м.

Технологическая планировка должна учитывать места для отопительно-вентиляционных установок, пультов управления оборудованием.

Высота производственных помещений определяется габаритами оборудования.

Исходя и всех этих условий, площадь проектируемого участка следующая. План участка приводится на рисунке 3.

Рисунок 3. План участка.

Из плана участка следует, что его площадь будет равна:

S=a*b (49)

где: S — площадь участка, м²;

a — длина участка, м;

b — ширина участка, м

S = 58,907*25,735=1515,9 716 453 м²

Объём помещения составит:

V=S*h (50)

где: V — объём помещения, м³;

S — площадь участка, м²;

h — высота помещения, м

V = 1515,9 716 453*9,010 =13 658,9045215 м³

Технологическая часть. Описание проектируемого участка

Проектируемый участок показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема технологического процесса.

Пакеты облицовочной пленки доставляются на промплощадку автотранспортом. Разгрузка пленки и ее транспортировка в цех осуществляется автопогрузчиками г./п. 5,0 т. Согласно ТУ 5459−004−260 221−98 пленка должна храниться в запакованном виде в пакетах при температуре 15−20 ^оС и относительной влажности воздуха 50−60% по одному пакету по высоте.

Для складирования пленки предусмотрены 5 этажерок, где располагается по 6 пакетов с пленкой.

При транспортировке пленки в зимнее время пачки перед распаковкой должны быть выдержаны в течение 24 часов, для того чтобы температура пленки стала соответствовать температуре окружающей среды.

Древесностружечная плита поступает на участок ламинирования после выдержки на складе акклиматизации не менее 3 суток при температуре 20±5^оС и относительной влажности воздуха 65± 5%, пакетами состоящими из двух пачек по 27 плит, разделенных брусками-прокладками, транспортировка осуществляется автопогрузчиком грузоподъемностью 5 т.

Хранение выдержанной плиты производится на буферном складе участка ламинирования, в соответствии с планировкой мест складирования необлицованных плит. В цехе предусмотрен 2-х сменный запас плит.

Поступающая на участок пленка проверяется лабораторией цеха на соответствие показателей требованиям ТУ 5459−004−260 221. Выходной контроль древесностружечных плит проводится лабораторией физико-механических испытаний цеха древесностружечных плит и дополнительно по требованию технолога участка.

Пакет плит 1 сорта с верхней и нижней защитными обложками в количестве 50 шт., транспортируется на участок ламинирования. На приемный рольганг (поз.1) линии ламинирования пачка подается автопогрузчиком грузоподъемностью 5 т. Верхняя обложка с пачки снимается оператором автоматических и полуавтоматических линий вручную и складируется на подстопное место. Далее пачка поступает на гидравлический подъемный стол (поз.7), с которого устройством подачи плиты (поз.2), поштучно, подаются в щеточный станок (поз.4) со скоростью 0,27 м/с, нижняя обложка так же убирается оператором автоматических и полуавтоматических линий вручную.

Для двухсторонней очистки и обдува верхней и нижней поверхностей плиты предназначен щеточный станок DBM 2000. Древесностружечные плиты удерживаются и транспортируются через станок обрезиненными транспортирующими и прижимными вальцами на стороне входа и выхода.

Направление вращения щеток встречное к направлению подачи древесностружечной плиты и отводит частички пыли прямо к вытяжке.

Рабочая зона станка оснащена вытяжной вентиляцией для удаления пыли и мусора (поз.3) с древесностружечной плиты. Под зоной работы щеток дополнительно находится улавливающая ванна для падающих частичек.

Верхний щеточный агрегат может быть настроен вместе с обоими прижимными вальцами на требуемую толщину плит.

Облицовочная пленка (поз.9) поступает на предприятие в оригинальной упаковке, паллетах. Перед установкой паллеты автопогрузчиком на подстопное место (поз.10) ее распаковывают: упаковочную ленту разрезают, а боковые обкладки из древесностружечной плиты складируют в контейнер с древесными отходами. Полиэтиленовую пленку раскрывают непосредственно на подстопном месте воизбежании механического повреждения пленки или ее высыхания.

После щеточного станка плита поступает на выравнивающий роликовый транспортер (поз.8), с которого вакуумными присосками портала (поз.6) передается на ленточный транспортер (поз.12) за время 13,7 с на ленточный конвейер сборки пакета со скоростью 0,4 м/с, куда предварительно с подстопного места вручную укладывается облицовочная пленка. На плиту укладывается верхний лист пленки и получается пакет.

Верхняя и нижняя пленки получают электростатический заряд, благодаря чему они при транспортировке не сдвигаются относительно поверхности плиты. Верхний и нижний индукционный стержни (поз.13) оборудованы устройствами регулирования тока. Верхняя и нижняя пленки заряжаются отдельно. Пакет, пройдя промежуточный транспортер (поз.14) со скоростью 0,3 м/с, и вторую ступень электростатической фиксации пленки, пакет выдерживается на промежуточном транспортере 7,29 с и передвигается на подъемный стол (поз.17) со скоростью 0,15 м/с.

Поступив на подъемный стол со встроенным ременным транспортером, который поднимает пакет на высоту подачи в пресс.

Подача пакета в пресс (поз.18) и его выгрузка осуществляется устройством загрузки и разгрузки пресса, которые механически связаны между собой. При размыкании плит гидравлического короткотактного пресса ODWD 2038/ 300 выдвигаются вакуумные присоски разгрузочного устройства, которые поднимают плиту. Затем разгрузочное устройство выезжает из пресса и укладывает готовую плиту на разгрузочный ленточный транспортер (поз.21).

Одновременно при обратном движении разгрузочного устройства загрузочное устройство подает новый пакет в пресс. Скорость загружающего-разгружающего устройства равна 0,6 м/с, а время, за которое происходит загрузка и синхронная выгрузка равна 6,3 с.

Дополнительное оборудование: пневматически выдвигаемые планки для поддержания меламиновой пленки с нижней стороны, включаемые по необходимости с пульта управления.

Нагрев плит пресса осуществляется с помощью термомасла. Подача термомасла осуществляется по азотно-армированным металлическим шлангам высокого давления. Нагрев нижней и верхней плитпроизводится отдельно.

Нагревательные трубопроводы двухсторонние. Время цикла прессования равен 33,64с. Производительность пресса равна 107−111 шт/ч. Время обеспечивающее качество обрабатываемой плиты равно 18 с.

После выгрузки плита поступает на станок для обработки кромок (поз.23). Обрезка продольных свесов происходит во время прямого прохода плит через станок со скоростью 0,41 м/с, а поперечные свесы обрезаются при поперечном движении обрезного устройства, при этом плиты фиксируются и выравниваются по долевой стороне. Пленочные отходы от обрезки кромок попадают в аспирационное устройство УВП-1200 (поз.3). Обрезные ножи изготавливаются из закаленной стали для одновременной обрезки верхней и нижней кромки плиты. Расположено обрезное устройства на крестообразном суппорте для компенсации допуска по толщине и ширине плиты.

Обрезной станок снабжен жестко закрепленной щеточной планкой для снятия остатков пленки с верхней поверхности плиты. Настройка станка необходима только на ширину детали по центру вручную. Различия же по толщине и длине плит не требуют дополнительной настройки станка.

Ламинированная плита транспортером (поз.23). подается к щеточному станку DBM 2000 (поз.4). со скоростью 0,24 м/с. для двухсторонней очистки и обдува поверхностей, там же специальным устройством происходит снятие электростатической нагрузки Точная установка по высоте осуществляется посредством маховика с цифровой индикацией. Регулирование усилия щеток посредством направляющей.

Плита по роликовому разгрузочному транспортеру (поз.24) поступает на штабелеукладчик с поворотным устройством (поз.6), который с помощью вакуумных присосок укладывает плиты (поз.27, 28) в пакеты высотой 400 мм.

Время, за которое портал проходит от конвейера до крайней точки сортировки и обратно равно 11,81 с, а скорость 0,72 м/с.

Здесь же производится визуальный контроль качества поверхности (поз.26). Для контроля нижней поверхности плиты вакуумная рама штабелеукладчика поворачивается на 45^о от горизонтали. На основе визуального контроля в соответствии с требованиями СТО 255 094−063−2008 контролер ОТК производит сортировку плит по сортам.

Укладка пакета производится на поддон из древесностружечной плиты 2 сорта, которая укладывается посредством вакуумных присосок с позиции штабелирования поддонов, также укладывается на пакет присосками и верхняя обложка древесностружечная плита 2 сорта.

После укладки пакет плит перемещается по рольгангу (поз.30,31), где автопогрузчиком отвозится на упаковочную стол (поз.33).

Упаковка производится в соответствии с разработанной предприятием инструкцией по упаковке облицованной ДСП, обвязку упакованных пачек производят стальной лентой ГОСТ 3560–73. Ламинированная плита упаковывается для следующие видов транспорта:

— автотранспорт;

— полувагоны;

— крытые вагоны.

С упаковочной площадки пачка ламинированных плит автопогрузчиком отвозится к месту выдержки. Выдержка производится в штабелях высотой не превышающей 4,5 м. Хранение в штабеле осуществляется по 7 пакетов в высоту, через брускипрокладки в количестве 5 штук, высотой не менее 0,08 м, уложенные равномерно по длине плит через 0,6 м. Расстояние от крайних прокладок до торцов плиты не более 0,25 м. В пакет должны быть упакованы плиты одного рисунка и одной категорий качества покрытия. На обеих боковых сторонах пакета к фанерной обкладке наклеивается бумажная маркировка. Отгрузка готовой продукции осуществляться после суточной выдержки с момента производства. Режимы прессования показана в таблице 10.