ВСТУП

Фанера, як плитний конструкційний матеріал знайшла широке використання в різних галузях народного господарства. Високі механічні і експлуатаційні властивості фанери по відношенню до інших плитних матеріалів, таких як : деревиностружкові і деревиноволокнисті плити, попередили високий рівень її виготовлення.

Докорінно змінилася технологія виробництва на базі використання механізованого і автоматизованого обладнання. Прогресивні технології, технічні і конструктивні зміни торкнулися всіх основних операцій: лущення, рубання, сушіння, сортування шпону, складання пакетів і склеювання фанери, її обрізки і шліфування.

Деревина належить до давніх конструкційних матеріалів, який має багато преваг, але має і недоліки. І ці недоліки усуваються одним способом і виготовленням штучної шаруватої клеєної деревини.

Не випадково ідея розпилювати дерево на тонкі листи виникла у високо розвинутій культурі Давнього Єгипту - країні, в якій крім води Нілу, була тільки пустеля. Дерево в Давньому Єгипті було рідкістю і цінувалося так само, як коштовні камені, які використовувалися для прикраси меблів. Отже, виробництво шпону виникло не там, де густі ліси покривають ландшафт, а там, де деревина була дефіцитною сировиною і існувала необхідність його оптимального використання. У кустарному виробництві, довго шпон нарізався із стовбура поперечною пилкою. Проте, гарні дерев'яні, вироби, знайдені в могилі Тутанхамона, ясно показують, що, не дивлячись на примітивні методи обробки, люди того часу вже знали, як показати природну внутрішню красу деревини.

Меблі, що досягли художньої досконалості в періоди ренесансу і бароко, а також створена великими майстрами в наступні тисячоліття, демонструють, як проста потреба може стати культурною спадщиною і розвиватися у будь-який історичний період. У стародавніх замках спостерігаємо художньо виконані дерев'яні покриття (часто у вигляді інкрустацій), на меблях, що збереглися, і внутрішньому оформленні. В наші дні це знайшло своє застосування в промисловому виробництві. Проте, механізувати методи виробництва шпону вдалося лише в 19 столітті.

У 1806 році Марк Ісамбард Брунель отримав британський патент на стругальний верстат з ручним приводом, а Генрі Фаверер, теж англієць, в 1818 році винайшов лущильний верстат для виробництва шпону. У 1843 році з'явилася перша фабрика в Німеччині, обладнана у той час ще звичайними пилами. І все-таки, виробництво шпону завжди було професією. Професійна майстерність і досвід тут грають вирішальну роль.

Значний переворот у деревообробну промисловість внесли успіхи автобудування. У зв’язку з цим зросли вимоги щодо шаруватої деревини, як матеріалу з високими конструкційними властивостями. Остання обставини сприяла вивченню фізико-механічний властивостей і уточнення технологічних процесів, реконструкцію старих і використання нових, досконаліших машин, поведінку клеєних речовин у процесі склеювання і протягом експлуатації виробів і, нарешті, появу нових видів шаруватої деревини.

Ще ширшого розвитку набуло виробництво синтетичних клеїв, яким притаманна висока водостійкість. Поява нових клеїв викликала не тільки зміну форми і розмірів виробів, а й зміну технологічних процесів, зміну і вдосконалення обладнання.

Основна причина, яка сприяла швидкому розвитку виробництва шаруватої деревини, полягала в превагах, які має фанера в порівнянні з масивною деревиною: значно менша анізотропія її властивостей порівняно з властивостями деревини; не спостерігається всихання і набрякання в двох напрямках (по довжині і ширині), мала різниця або однакові механічні властивості в цих напрямках. Досягається це внаслідок перехресного напрямку волокон в суміжних шарах. При зміні вологості фанери набряканню або всиханню кожного шару в поперечному до волокон напрямку перешкоджають суміжні шари, зв’язані з ним шаром клею.

1. Технологічний розділ

1.1. Виробнича програма

Виробничу програму визначають виходячи з продуктивності основного обладнання. Основним обладнанням для фанерного цеху в моєму випадку є гідравлічний прес Д 7247RО.

Склеювання — це процес з'єднання клеєм поверхонь двох або більше матеріалів у систему, яка працює як єдине ціле.

Продуктивність пресу для гарячого склеювання в м³ обрізної фанери за зміну визначають за даною формулою :

, м³/зм,

де : F₀ – площа листа обрізної фанери, м² :

F₀ = 1,525∙1,525=2,33 м².

S_ф – товщина фанери, мм ;

m – кількість листів або пакетів фанери, що завантажується в один проміжок пресу ;

n – кількість робочих проміжків пресу ;

К_р – коефіцієнт використання робочого часу (К_р=0,95..0,97) ;

К_м - коефіцієнт використання машинного часу (К_м=0,98) ;

τ_ц – тривалість циклу пресу, хв. :

τ_ц = τ _доп + τ _пр ,

де : τ_пр – час термічної обробки при склеюванні, хв. ;

τ_доп – час допоміжних операцій, хв. ;

Тривалість пресування приймаємо в залежності від товщини фанери .

τ_ц = 10 + 0.8= 10.08 хв.

, м³/зм.

Розрахункова продуктивність пресу для гарячого склеювання пакетів шпону складає 19,3 м³/зміну. Необхідну кількість пресів, для забезпечення виконання річної програми визначаємо за формулою:

, шт,

де : Q_сир – річна кількість сировини, що підлягає обробці, м³ :

Q_сир = 12900 ∙1,305=16835 м³,

N – кількість робочих днів ;

m – кількість змін .

Прийнята кількість пресів n_пр=1 шт.

Коефіцієнт завантаження пресу К_з становить :

.

.

1.2. Розрахунок і вибір кількості основного технологічного обладнання

1.2.1. Розрахунок продуктивності крана

Кран призначений для вивантаження або завантаження сировини та продукції, складання сировини на площадки, подавання контейнерів або пачок у басейни гідротермічної обробки та ін.

Розраховуємо кількість кранів марки КД-752 ( П_р=150000 м³/рік ):

, шт,

де : П₀ - річний об’єм продукції, м³ ;

К_нр - коефіцієнт нерівномірності надходження вантажів, К_нр=1,2…1,5;

β - коефіцієнт, який враховує внутрішні складські переміщення вантажів,

β=1,8… 2 ;

П_р –річна, технічно можлива, продуктивність крана, м³/рік .

шт.

Прийнята кількість кранів n_пр=1 шт.

Коефіцієнт завантаження крану К_з становить :

.

1.2.2. Розрахунок продуктивності обкорувальних верстатів

Обкорування – процес відокремлення кори від деревини. Він сприяє підвищенню терміну служіння лущильних ножів і притискних лінійок на лущильному верстаті; покращує якість лущеного шпону; збільшує можливість комплексного використання відходів виробництва на технологічні потреби; підвищує продуктивність лущильних верстатів.

Продуктивність обкорувальних верстатів марки ВК-32С становить П=350 м³/зміну.

Кількість верстатів розраховуємо за формулою :

.

де : Q_сир – річна кількість сировини, що підлягає обробці, м³;

N – кількість робочих днів;

m – кількість змін.

шт.

Прийнята кількість обкорувальних верстатів n_пр=1 шт.

Коефіцієнт завантаження К_з становить :

.