1 Характеристика основных видов фанерной продукции

1. Фанера общего назначения

Фанера общего назначения предназначена для производства мебели, тары, в строительстве и т.д. Фанеру общего назначения изготавливают из древесины разных пород: березы, ольхи, липы, осины, сосны, ели, лиственницы и т.д. Фанеру подразделяют в зависимости от внешнего вида поверхности на сорта; по степени водостойкости клеевого соединения на марки; по степени обработки поверхности на шлифованную и нешлифованную. В зависимости от внешнего вида наружных слоев шпона фанера подразделяется на пять сортов: Е (элига), I, II, III, IV - для лиственных пород, Ех (элита), Iх, IIх, IIIх, IVх - для хвойных пород.

По степени водостойкости фанеру подразделяют на марки:

- ФСФ - фанера повышенной водостойкости;

-ФК - фанера водостойкая.

По степени механической обработки фанеру подразделяют на:

– нешлифованную - ШП;

– шлифованную с одной стороны - Ш1;

– шлифованную с двух сторон - Ш 2.

Длина (ширина) фанеры в пределах от 1200 до 3660 мм. Наиболее распространены форматы 1525x1525 и 2440x1220 мм. Фанера изготавливается следующей толщиной, мм: 3; 4; 6,5; 9; 12; 15; 18; 21; 24; 27; 30. В условном обозначении фанеры содержится наименование продукции, порода древесины наружных и внутренних слоев, класс эмиссии, вид обработки поверхности, размеры, обозначение стандарта. Например: Фанера береза/береза, ФК, I/III, E1, Ш2, 2440x1525x9 ГОСТ 3916.1-96.

Сорт наружных слоев определяет по допускаемым в шпоне порокам древесины и дефектам ее изготовления. К порокам древесины относят сучки, глазки, завитки, ложное ядро, прорость, здоровое изменение окраски, гниль и червоточину. К дефектам изготовления и обработки относят волнистость, ворсистость, вмятины, вырывы, косину, пузыри, покоробленность, расслоения, прошлифовку и т.д. Физико-механические показатели фанеры даны в соответствующих таблицах, стандартные размеры фанеры - в таблице 1.1, предельные отклонения размеров - в таблице 1.2.

Таблица 1.1 - Стандартные размеры продукции

Длина (ширина) листов фанеры, мм	Предельное отклонение
1200, 1220, 1250	±3,0
1500, 1525, 1800, 1830, 2100, 2135, 2440, 2500	±4,0
2700, 2745, 3050, 3600, 3660	±5,0

Таблица 1.2 - Толщина, слойность и предельные отклонения размеров фанеры общего назначения

Толщина номинальная	Слойность фанеры, не менее		Шлифованная фанера		Нешлифованная фанера
	Лиственная	Хвойная	Предельное отклонение	Разнотолщинность	Предельное отклонение	Разнотолщинность
3	3	-	+0,3/-0,4	0,6	+0,47/-0,3	0,6
4	3	3	+0,3/-0,5	0,6	+0,87/-0,4	1,0
Толщина номинальная	Слойность фанеры, не менее		Шлифованная фанера		Нешлифованная фанера
	Лиственная	Хвойная	Предельное отклонение	Разнотолщинность	Предельное отклонение	Разнотолщинность
6,5	5	3	+0,4/-0,5	0,6	+0,97/-0,4	1,0
9	7	5	+0,4/-0,6	0,6	+1,07/-0,5	1,0
12	9	5	+0,5/-0,7	0,6	+1,17/-0,6	1,0
15	11	7	+0,6/-0,8	0,6	+1,27/-0,7	1,5
18	13	9	+0,7/-0,9	0,6	+1,37/-0,8	1,5
21	15	9	+0,87/-1,0	0,6	+1,47/-0,9	1,5
24	17	11	+0,97/-1,1	0,6	+1,57/-1,0	1,5
27	19	11	+1,07/-1,2	1,0	+1,67/-1,1	2,0
30	21	13	+1,17/-1,3	1,0	+1,77/-1,2	2,0

Допускается изготовлять фанеру других размеров, толщин и стоимости по условиям договора. Новые стандарты ограничивают также максимально допустимою толщину шпона. Для фанеры лиственных пород наружные слои должны быть не толще 3,5 мм, а внутренние - 4 мм. Для фанеры хвойных пород толщина наружных и внутренних слоев не должна превышать 6,5 мм.

Качество фанеры оценивается также по пределам прочности при скалывании, статическом изгибе и растяжении образцов, выпиленных из готовой продукции. Для фанеры ФСФ испытания проводят после кипячения в воде в течение 1 часа, для ФК – после вымачивания в воде в течение 24 часов. Нормируемые показатели прочности при скалывании по клеевому слою зависят от породы древесины (таблица 1.3). Влажность фанеры марки ФСФ и ФК должна быть от 5 до 10%. Учет фанеры ведут как в м³, так и в м². На пакете фанеры дополнительно указывают наименование предприятия - изготовителя, его товарный знак и количество листов фанеры в пакете.

Таблица 1.3 - Предел прочности фанеры при скалывании по клеевому слою

Порода древесины внутренних слоев	Предел прочности для фанеры для марок и пород шпона наружных слоев, МПа, не менее
	Лиственных пород		Хвойных пород
	ФСФ (после кипячения)	ФК (после вымачивания)	ФСФ (после кипячения)	ФК (после вымачивания)
Ель, сосна, пихта, кедр, лиственница	1,0	1,0	1,0	0,9
Береза	1,5	1,5	-	-
Липа, осина, тополь	0,6	0,6	1,0	0,9
Ольха, бук, кедр, ильм	1,2	1,0	-	-

2 Характеристика сырья и клеевых материалов

2.1 Характеристика фанерного сырья

Сырье поступает на фанерные заводы в кряжах или в чураках. Линейные размеры и качество сортиментов должны соответствовать требованиям стандартов. Допустимый минимальный диаметр сырья лиственных пород 16 см, хвойных 18 см. Стандартные длины чураков 1,3; 1,6; 1,91; 2,23; 2,54 м, длина кряжей кратна длине чураков.

2.2 Характеристика смол, применяемых при склеивании

Фанера марки ФCФ изготавливается с применением фенолоформальдегидных клеев, ФК – с применением карбомидоформальдегидных клеев. Фенолоформальдегидные клеи изготавливают на основе смол СФЖ-3011. Для ускорения склеивания эти смолы модифицируют резорцином, парафином, хромпиком и т.д. Рецепт фенолформальдегидного клея представлен в таблице 2.1

Таблица 2.1- Рецепт фенолоформальдегидного клея

Наименование	Массовые части
Фенолоформальдегидная смола Древесная мука Мел Уротропин Вода	100 3 9…12 3,5 0…5

Физико-механические показатели фенолоформальдегидных смол должны соответствовать требованиям стандарта /13/. Значение этих показателей представлены в таблице 2.2

Таблица 2.2 - Физико-механические показатели фенолоформальдегидной смолы

Наименование показателей	Марка смолы
	СФЖ-3011
Внешний вид	Однородная прозрачная жидкость от красновато-коричневого до темно вишневого цвета без механических примесей
Условная вязкость по ВЗ-4, с	120…400
Массовая доля нелетучих веществ, %	43…47
Массовая доля щелочи	3…3,5
Время желатинизации при 100 С, с	55…100
Предел прочности при склеивании по клеевому слою фанеры после вымачивания в воде в течение одного часа, МПа, не менее	1,86
Содержание, не более%: свободного фенола свободного формальдегида	2,15 1

2.3 Характеристика лущеного шпона

Лущеный шпон является основным полуфабрикатом для выработки различных видов клееных слоистых материалов. От качества шпона зависит качество и прочность готовой продукции. Значение прочности для различных пород представлена в таблице 2.3

Таблица 2.3 - Предел прочности лущеного шпона при растяжении

Порода древесины	Предел прочности при растяжении, МПа 1
	вдоль волокон	поперек волокон
Лиственница	50	1,0

В зависимости от качества и видов обработки шпон подразделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III, IV для лиственных пород. Лущеный шпон изготавливается следующих размеров. Длина - от 800 до 3750 мм с градацией 100 мм. Ширина от 150 до 750 мм с градацией 50 мм, с 800 до 3750 мм с градацией 100 мм. Толщина шпона из лиственных пород 0,55; 0,75; 0,95; 1,15; от 1,25 до 4 мм с градацией 0,25 мм. Шероховатость поверхности лиственных пород не более 200 мкм.

3 Производственная мощность фанерного предприятия

3.1 Режим работы цеха и выбор марки пресса

Обычно фанерные предприятия имеют непрерывный трехсменный режим работы. Количество рабочих смен в году 783. При средней продолжительности смены 6,68 ч фонд эффективного времени работы Т_эф составит 6000 часов. Марка пресса выбирается по таблице 3 в соответствии с размерами нагревательных плит формату фанеры.

3.2 Часовая производительность и годовая программа

Производственная мощность фанерного цеха определяется производительностью основного технологического оборудования - клеильных прессов. Часовая производительность П_ч, м^З/ч, определяется по формуле

П_ч=Q_эт*K_д*K_т*K_ф*K_п*K_м*n, (1)

где Q_эт – часовая производительность эталонного пресса, часовая производительность эталонного пресса, м^З/ч;

К_д - коэффициент, учитывающий переработку чураков длиной 1 м;

К_т - технологический коэффициент;

К_ф - коэффициент формата;

К_п - коэффициент промежутков;

К_м - коэффициент механизации.

Значение технологического коэффициента К_т выбирается в зависимости от толщины и марки фанеры и принимаем равным 0,675.

Значение коэффициента формата К_ф выбирается в зависимости от формата фанеры. (К_ф=1)

Значение коэффициента К_п выбирается в зависимости от количества промежутков. (К_п=1)

Коэффициент механизации К_м для прессов с механизированной загрузкой и выгрузкой составляет 1,02, а при использовании предварительной подпрессовки 0,98.

П_ч=3,35*0,98*0,564*0,64*1,333*1,02*3=4,83

Годовая производственная мощность предприятия П_г, м^З/год, определяется по формуле

П_г=П_ч*Т_эф, (2)

где Тэф - фонд эффективного времени работы.

П_г=4,83*6000=28980

Годовой фонд эффективного времени выбирается исходя из режима работы фанерного цеха.

Таблица 3.4 - Основные технические характеристики клеильного пресса для склеивания фанеры

Показатели	Марка пресса
	ДА4438
Усиление пресса, МН	6,5
Давление прессования, МПА	2,2
Формат плит, мм	1650×1700
Число этажей	20
Толщина греющих плит, мм	45
Высота рабочего промежутка, мм	70
Схема прессования	Бесподдонная
Диаметр плунжеров, мм главных/вспомогательных	450/90
Скорость смыкания плит, мм/с	108
Показатели	Марка пресса
	ДА4438
Установленная мощность, кВт	96,5
Число цилиндров главных/вспомогательных	2/2
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота над полом	9330 8000 5150
Масса, т	73 5

4 Пооперационный расчет перерабатываемого сырья

4.1 Схема сборки пакета

Расчет сырья в производстве фанеры подразделяют на два этапа: расчет количества сухого шпона и расчет сырья в кряжах. Это обусловлено тем, что сам шпон может являться товарной продукцией. Поэтому перед выполнением расчетов необходимо составить схему сборки пакета, которая определяет количество листов в пакете, их толщину и порядок расположения относительно друг друга. Схема набора показывается в виде ряда чисел, обозначающих толщину шпона и последовательность листов.

Таблица 4.1- Схема сборки пакетов

Толщина фанеры, мм	6,5
Слойность	5
Количество пакетов в одном промежутке	2
Схема сборки	1,55

Составление схемы набора производится по следующим правилам:

- пакет собирается из возможно меньшего числа толщин шпона. Разница толщины должна быть не менее 0,2 мм, для того чтобы листы шпона различной толщины можно было различить без измерительных приборов;

- при сборке пакетов необходимо соблюдать правило симметрии. Слои шпона одной и той же толщины, породы, одинакового направления волокон должны располагаться симметрично относительно плоскости, проходящей через середину пакета.

- клей наносят на четные листы шпона;

- для повышения сортности фанеры наружные листы целесообразно формировать из шпона меньшей толщины.

Слойность фанеры, схема сборки и количество пакетов в одном промежутке, определяется по выработанным на практике рекомендациям.