1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛУЩЕНОГО ШПОНА И ФАНЕРЫ

1.1 Расчет программы фанерного предприятия

Производительность пресса , м³, определяется по формуле:

где К_р – коэффициент рабочего времени, К_р=0,94;

- число этажей пресса, принимается из технических характеристик пресса,

=20;

- число листов фанеры в промежутке пресса, =2;

- длина и ширина обрезного листа фанеры соответственно,

- толщина фанеры, =0,0065 м;

- время цикла прессования, мин.

Время цикла прессования мин, находится по формуле:

+

где - время прессования (пьезотермообработки), =9,5 мин;

- время снятия давления, мин,

- время вспомогательных операций, мин, =1мин.

+

Программа предприятия М, м³, определяется по формуле:

где - часовая производительность пресса, м³/ч;

- фонд эффективного времени работы одного пресса, ч;

- число прессов,

1.2 Выбор конструкции фанеры (схемы сборки)

Толщина шпона мм, определяется по формуле:

Уп – упрессовка (для березы Уп=16,0%);

Расчетная толщина шпона округляется до ближайшей стандартной величины:

Фактическая упрессовка %, рассчитывается по формуле:

n=3.

1.3 Баланс древесины при лущении шпона

В процессе лущения чурака получают сначала шпон-рванину (отходы при оцилиндровке), затем ленту делового шпона, которая рубится на форматный и кусковой деловой шпон, при этом неделовые куски возвращаются на конвейер для удаления шпона-рванины. В заключение цикла лущения карандаш падает вниз и удаляется по специальному конвейеру.

1.4Расчет потребности в сырье и шпоне

Расчет потребности в сырье и шпоне на программу предприятия ведется по нормативам расхода согласно инструкциям, разработанным ЦНИИФ РД 3-2000.

При проведении расчетов необходимы следующие исходные данные:

1. длина чурака, =1,6 м;

2. диаметр чурака,

3. порода – береза;

4. объем чурака, =0,096 м³;

5. доля сырья 1-го и 2-го сортов в общем объеме поставки,

6. диаметр малого кулачка лущильного станка =0,065 м;

7. программа выпуска фанеры М=63736,2 м³.

Норма расхода сырья на производство фанеры Н, м³, определяется как произведение пооперационных норм:

, (7)

где - норма расхода сырья на изготовление сырого шпона, м³/м³;

Н_с.ш. – норма расхода сырого шпона на изготовление сухого шпона, м³/м³;

Н_ш. – норма расхода сухого шпона на изготовление обрезной фанеры, м³/м³.

Норма расхода сырья на изготовление сырого шпона для лиственных и хвойных пород , м³/м³, определяется по формуле:

где Р_ср – средневзвешенный расход березового сырья длиной 1,6 м на 1 м³ сырого шпона, м³/м³, рассчитывается с учетом доли сырья 1-го и 2-го сортов:

где Р₁ и Р₂ – нормативы расхода сырья 1-го и 2-го сортов соответственно длиной 1,6 м на 1 м³ сырого шпона, в зависимости от породы, Р₁=1,652; Р₂=1,733;

- доля сырья 1-го и 2-го сортов (

- поправочный коэффициент на длину чурака,

- поправочный коэффициент на породу древесины,

– поправочный коэффициент на использование березового сырья с ложным ядром,

Норма расхода сырого шпона на 1 м³ сухого товарного шпона , м³/м³, определяется по формуле:

где У_т – усушка тангенциальная (по ширине листа шпона), У_т=6,62%;

У_р – усушка радиальная (по толщине листа), принимаем У_р=4,3%;

К_т.п. – коэффициент технологических потерь шпона в сушилке, К_т.п.=1,02;

Норма расхода сухого шпона на изготовление обрезной фанеры , м³/м³, рассчитывается по формуле:

где - коэффициент потерь на ленты для починки шпона,

- коэффициент потерь на стадии прирубки кускового шпона,

- коэффициент потерь при упрессовке фанеры,

где У_п – упрессовка шпона в горячем прессе, %, рассчитывается по формуле:

где S_ф – толщина фанеры, S_ф=6,5 мм;

- сумма толщин шпона в пакете фанеры,

К_обр – коэффициент потерь при обрезке фанеры, рассчитывается по формуле:

где – соответственно длина и ширина шпона, мм;

- соответственно длина и ширина обрезного листа фанеры, мм;

К_пер – коэффициент потерь на переобрезе листов фанеры, К_пер=1,01;

К_шл – коэффициент потерь при шлифовании фанеры, К_шл=1,08;

1.5Баланс древесины в производстве фанеры

1. Объем продукции на участке упаковки: М=63736,2 м³;

2. Объем нешлифованной обрезной фанеры , м³, определяется по формуле:

3. Объем необрезной фанеры , м³, определяется по формуле:

4. Объем пакетов шпона перед горячим прессом , м³, определяется по формуле:

5. Потребность в сухом шпоне с учетом потерь , м³, определяется по формуле:

6. Потребность в сыром шпоне , м³, определяется по формуле:

7. Полезный выход шпона из чураков , %, определяется по формуле:

8. Доля карандашей в объеме чурака , %, определяется по формуле:

9. Отходы от оцилиндровки (шпон-рванина) Р_оц., %, определяется по формуле:

Р_оц.=100- Р_д.ш.- Р_к, (22)

Р_оц.=100- - =36,012 %;

10. Потребность в чураках , м³, определяется по формуле:

11. Потребность в кряжах , , м³, определяется по формуле:

где - коэффициент потерь древесины на участке раскроя кряжей на чураки,

Отходы древесины на различных операциях составят:

1. Объем коры на участке окорки кряжей , м³, определяется по формуле:

где - доля коры в объеме кряжей, (для березы ).

2. Объем кусковых отходов на участке раскряжевки сырья , м³, определяется по формуле:

3. Объем шпона-рванины ,м³, определяется по формуле:

4. Объем карандашей , м³, определяется по формуле:

5. Потери шпона при сушке , м³, определяется по формуле:

6. Кусковые отходы при обработке сухого шпона , м³, определяется по формуле:

7. Потери древесины при прессовании (упрессовка) фанеры , м³, определяется по формуле:

8. Отходы при форматной обрезке и переобрезе фанеры , м³, определяется по формуле:

9. Объем шлифовальной пыли , м³, определяется по формуле:

Выполненные расчеты занесены в таблицу 1.

Таблица 1 – Баланс материалов и отходов в производстве фанеры

Материал	Объем материала		Отходы и потери	Объем отходов
	%	м3		%	м3
Кряжи	105,8	199291,6179	Кора	12,0000	23914,9942
Чураки	100	188366,3685	Кусковые отходы	5,4820	10925,2494
Сырой шпон	57,5772	108455,9929	Шпон-рванина	36,012	67834,4966
Сухой шпон	50,5063	95136,8359	Карандаш	6,4108	12075,7912
Пакеты шпона	48,4068	91182,0864	Потери при сушке	12,2807	13319,157
Фанера необрезная	40,5995	76475,7917	Потери при обработке шпона	4,1569	3954,7495
Фанера обрезная	36,5432	68835,096	Упрессовка	16,1285	14706,2947
Продукция товарная	33,8363	63736,2	Отходы при обрезке	9,9910	7640,6957
			Шлифовальная пыль	7,4074	5098,896
			Итого отходов: Σ97,8693 возвратные безвозвратные			135555,3301 28025,4517

1.6 Расчет потребности в связующем

Производственный расход клея на программу выпуска фанеры (фанерной продукции) , кг, рассчитывается по формуле:

где М- программа выпуска фанеры, м³;

- слойность фанеры;

- длина и ширина шпона соответственно, мм;

- толщина фанеры, мм;

– длина и ширина обрезного листа фанеры соответственно, мм;

- удельный расход клея,

- коэффициент производственных потерь,

Удельный расход клея , определяется по формуле:

1.7Расчет потребности в оборудовании для производства шпона и фанеры

Необходимое число станков (агрегатов, линий) находят по формуле:

(36)

где - годовой объем работ для данного участка фанерного предприятия, м³;

- годовой объем работы станка, м³, определяется по формуле:

- часовая производительность, м³/ч;

- эффективный годовой фонд времени работы оборудования,

1.7.1Гидротермическая обработка (ГТО) сырья

Сменная производительность одной секции открытого бассейна , м³, определяется по формуле:

где - длина, глубина и ширина секции соответственно,м;

- коэффициент загрузки, при загрузке в контейнерах

- коэффициент плотности укладки сырья, 0,70;

- коэффициент рабочего времени, = 0,95;

Т_см – продолжительность смены, Т_см=11 ч;

- суммарное время оттаивания и прогрева сырья, ч, определяется по формуле:

где - время прогрева,

- коэффициент породы древесины,

- коэффициент, зависящий от способа доставки сырья,

- коэффициент, зависящий от способа хранения сырья, =1,0.

Необходимое количество секций бассейна определяется по формуле:

Принимаем 5 секции.

Коэффициент загрузки оборудования К_з, %, определяется по формуле:

где - расчетное число станков, шт.;

- принятое число станков, шт.

1.7.2 Окорка фанерного сырья

Производительность окорочных станков , м³, находится по формуле:

где - объем чурака, м³;

- скорость подачи,

- коэффициент рабочего времени,

- коэффициент машинного времени,

- длина чурака, м.

Потребность в окорочных станках определяется по формуле:

Принимаем 2 окорочных станка, один из них резервный, марки ОК 63-2.

1.7.3 Разделка (раскряжевка) сырья

Раскряжевка сырья осуществляется на круглопильных станках. Производительность круглопильного станка , м³, определяется по формуле:

где – коэффициент рабочего времени, =0,96;

- время цикла, включает в себя опускание пилы, пиление, подъем пилы и передвижение кряжа,

- число пропилов, приходящихся на 1 чурак, с учетом торцовки и вырезки дефектных мест,

Потребность в станках для разделки сырья определяется по формуле:

Принимаем 2 круглопильных станка, один из них резервный.

1.7.4 Лущение древесины

Производительность лущильного станка , м³, определяется по формуле:

где – коэффициент рабочего времени, =0,94;

– выход делового шпона, %;

- время цикла лущения одного чурака, с.

Цикл лущения чурака складывается из времени оцилиндровки чурака и времени вспомогательных операций:

где – время оцилиндровки и лущения чурака, с, определяется по формуле:

где - коэффициент формы чурака, учитывает степень превышения максимального диаметра чурака над номинальным,

- диаметр чурака, мм;

- средний диаметр карандаша, мм;

- частота вращения шпинделя,

- толщина шпона, мм;

- время вспомогательных операций, принимается = 10 с.

Потребность в лущильных станках определяется по формуле:

Принимаем 3 станка марки 2НV-66.

1.7.5 Ножницы для рубки шпона

Пропускная способность ножниц для рубки ленты шпона с возвратно-поступательным движением ножа , м³, определяется по формуле:

где – коэффициент рабочего времени, =0,94;

- объем одного листа шпона, м³;

- продолжительность рубки листов в долях от полного цикла получения шпона от одного чурака, при условии механического отвода шпона от ножниц,

- время цикла рубки одного листа, с.

Необходимое количество для рубки ленты шпона с возвратно-поступательным движением ножа, м³, определяется по формуле:

Производительность роторных ножниц , м³, определяется по формуле:

где - скорость подачи ленты шпона, м/мин, определяется по формуле:

- диаметр чурака, мм;

- средний диаметр карандаша, мм;

- частота вращения шпинделя,

- толщина шпона, мм;

- коэффициент машинного времени, учитывает разрывы в подаче шпона на рубку, =0,7;

- ширина ленты шпона,

Принимаем 3 линии с ножницами с возвратно-поступательным движением модели APL 68.

1.7.6 Сушка шпона

Выбор марки сушильной камеры для лущеного шпона производится с учетом породы и толщины шпона, подлежащего сушке. Базовой отечественной моделью является газовая роликовая сушилка СРГ-25М.

Производительность сушилки , м³, рассчитывается по формуле:

где – коэффициент использования рабочего времени, =0,9;

- длина ролика, м;

- толщина шпона, мм;

- число этажей в сушилке;

- общая рабочая длина сушилки, м;

- время сушки шпона, мин;

- коэффициент заполнения ширины сушилки;

- коэффициент заполнения длины сушилки;

- длина секции охлаждения.

Постоянная скорость в период удаления свободной влаги N, %/мин, определяется по формуле:

где Т- температура агента сушки, Т=200 ;

S_ш- толщина шпона, мм;

а- эмпирический коэффициент, при обогреве топочными газами а=0,75;

ν- скорость движения агента сушки, ν=2м/с.

Коэффициент скорости сушки К_с, мин^-1, рассчитывается по формуле:

Время сушки t, мин, определяется по формуле:

где - начальная влажность шпона, =90%;

- конечная влажность шпона, =8%;

- коэффициент, учитывающий породу древесины, для березы =1,0;

- коэффициент, учитывающий направление циркуляции воздуха. При поперечной циркуляции =0,95.

Потребность в сушильных агрегатах определяется по формуле:

Принимаем 4 сушильные камеры.

1.7.7 Сортирование сухого шпона

Потребность в оборудовании на участке механизированной (автоматизированной) сортировки шпона определяется по формуле:

Принимаем 3 сортировки марки СШ-3.

Площадь, занятую под хранение рассортированного шпона F, м², определяется по формуле:

где - потребность в сухом шпоне, м³;

- объем стопы шпона, м³;

- длина и ширина полноформатного шпона соответственно,м.

1.7.8 Починка шпона

Починка заключается в удалении из листов шпона дефектных мест с последующей заменой их вставками из качественного шпона.

Производительность станка для починки шпона П_час, м³, рассчитывается по формуле:

где - коэффициент рабочего времени, =0,95;

-норма времени на починку одного листа шпона, =39,6с;

- длина, ширина и толщина соответственно, м.

Потребность в шпонопочиночных станках определяется по формуле:

где - годовая потребность в сухом шпоне, м³;

- доля шпона, подлежащего починке, %.

Принимаем 4 станка модели ПШ-2АМ.

1.7.9 Прирубка и ребросклеивание шпона

Производительность линии ребросклеивания П_час, м³, рассчитывается по формуле:

где - коэффициент рабочего времени, =0,96;

- коэффициент машинного времени, =0,92;

U- скорость подачи, =40 м/мин;

- ширина форматного листа шпона, м;

- толщина шпона, м.

Потребность в линиях ребросклеивания шпона определяется по формуле:

где - годовая потребность в сухом шпоне, м³;

Р- доля кускового шпона в общем объеме сухого шпона, %.

Принимаем 1 станок модели С1800.

1.7.10 Нанесение клея на шпон, сборка пакетов

Участок нанесения клея и сборки пакетов следует планировать с учетом максимальной механизации работ и использования холодной подпрессовки пакетов.

Производительность участка сборки пакетов П_час, м³, определяется временем сборки одного пакета:

где - коэффициент использования рабочего времени, =0,94;

- время сборки одного пакета, с, =8,4с;

- длина, ширина и толщина шпона соответственно, м;

- число слоев шпона в пакете фанеры, =3.

Число мест сборки пакетов определяется по формуле:

где - объем пакетов шпона, м³.

Принимаем 2 линии модели ЛСП -4.

1.7.11 Подпрессовка пакетов

Производительность холодного пресса для подпрессовки пакетов шпона П_час, м³, определяется по формуле:

где - длина и ширина листов шпона соответственно,м;

- высота промежутка пресса,м;

- коэффициент потерь на укладку шпона, =0,7;

-время цикла подпрессовки, =9 мин.

Потребность в холодных прессах для подпрессовки пакетов, м³, определяется по формуле:

,

Принимаем 1 пресс модели ДО-838Б.

1.7.12 Склеивание пакетов шпона

Часовая производительность горячего пресса при расчете программы предприятия, т.е. загрузка прессов равна 100% определяется по формуле :

Потребность в горячих прессах определяется по формуле:

где М- программа предприятия, м³.

Принимаем 3 пресса модели Д4038.

1.7.13 Послепрессовая обработка фанеры

Производительность форматно-обрезного станка (линии) П_час, м³, определяется по формуле:

где - коэффициент использования рабочего времени, =0,94;

- коэффициент использования машинного времени, =0,75;

- ширина и толщина обрезного листа фанеры соответственно, м;

- число листов фанеры в пачке, =17шт.

Потребность в форматно-обрезных станках определяется по формуле:

где - объем обрезной фанеры, м³.

Принимаем 1 станок модели ФП-119.

1.7.14 Сортировка фанеры

Часовая производительность линии сортирования П_час, м³, определяется по формуле:

где - длина и ширина обрезного листа фанеры соответственно, м;

- толщина фанеры, м.

Потребность в линиях сортировки фанеры определяется по формуле:

где - программа предприятия, м³;

- годовой объем работы линии сортирования фанеры, м³.

Принимаем 2 сортировки модели ФП-540.

1.7.15 Шлифование фанеры

Производительность широколенточных шлифовальных станков П_час, м³, определяется по формуле:

где - коэффициент использования рабочего времени, =0,94;

- коэффициент заполнения станка, =0,95;

- скорость подачи, м/мин, =26м/мин;

- ширина и толщина обрезного листа фанеры, м.

Потребность в шлифовальных станках определяется по формуле:

где Р- доля продукции, подлежащая шлифованию, %;

М- программа предприятия, м³;

- годовая производительность шлифовального станка, м³.

Принимаем 1 шлифовальный станок модели BSM-4.

Данные по итогам расчета производительности станков и их потребности занесем в таблицу 2.