4228
.pdfФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Воронежская государственная лесотехническая академия
Технология клееных материалов и древесных плит Расчет расхода сырья и материалов в производстве фанеры
Методические указания для курсового и дипломного проектирования для студентов специальности – Технология деревообработки
Воронеж 2006
2
УДК 674.093.26.(076.5)
Мурзин, В.С. Технология клееных материалов и древесных плит. Расчет расхода сырья и материалов в производстве фанеры [Текст] : методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 250303 – Технология деревообработки / В.С. Мурзин, Е.М. Разиньков, О.В. Лавлинская ; Фед. агентство по образованию, Воронеж. гос. лесотехн. акад. – Воронеж, 2006. – 36 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензент зам. генерального директора фирмы "Мебельпроект – С" В.М.Новичихин
Ответственный редактор д-р техн. наук, проф. Е.М. Разиньков
3
В В Е Д Е Н И Е
Методические указания предназначены для студентов дневного и заочного обучения, выполняющих курсовой проект или технологическую часть дипломного проекта по технологии клееных материалов и древесных плит.
Методические указания содержат методику расчетов: расхода сырья для производства фанеры; сортового выхода шпона и фанеры; расхода клеев; расхода сырья и материалов в производстве специальных видов фанеры.
Приведена методика компьютерных расчетов расхода сырья.
1 РАСЧЕТ РАСХОДА СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФАНЕРЫ
Расчет расхода сырья ставит своей целью составление: баланса сырья с учетом всех отходов и потерь на основных технологических участках; основных показателей по расчету расхода сырья и шпона.
Расчет расхода сырья осуществляется в следующей последовательности.
1.1 Определение количества обрезной фанеры Q0 |
|
||
Количество обрезной фанеры Q0 определяется по формуле |
|
||
Q0 = Qгот × |
100 |
, м3 , |
(1) |
|
|||
100 − а1 |
|
||
где Qгот – заданный объем фанеры м3;
а1- - потери фанеры из-за ее переобреза на меньший формат (в случае наличия дефектов в краевых зонах листа), потерь при физико-математических испытаниях, на упаковку, внутрицеховое потребление
(а1 = 1-2 для фанеры общего назначения и а1 = 4-5 для экспортной фанеры). |
|
|||||
1.2 |
Объем отходов, получаемых при переобрезе, испытании и т.п. |
|
||||
|
q1 = Q0 – Qгот, м3, |
(2) |
||||
1.3 |
Количество необрезной фанеры |
|
||||
|
QH = |
Q0 ×100 |
, м3 , |
(3) |
||
|
|
|
||||
|
|
|
100 − а2 |
|
||
где а2 – отходы на обрезку фанеры, %. |
|
|||||
|
а2 = |
FH − F0 |
×100, %, |
(4) |
||
|
|
|||||
|
|
|
Fн |
|
||
где FH – площадь необрезного листа фанеры, м2;
4
F0 – площадь обрезного листа фанеры, м2.
Значение F0 определяется по данным табл.1.1, а значение FH определяется с учетом припуска на обрезку по длине и ширине листов фанеры, который обычно равен 60-80 мм на обе стороны.
|
|
|
|
Таблица 1.1. |
||
Длина и ширина листов фанеры |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
Длина (ширина) листов, мм |
Предельное отклонение, мм |
|
||||
1200, 1220, 1250 |
|
|
|
± 3,0 |
|
|
1500,1525,1800,1830,2100,2135,2440, |
|
|
± 4,0 |
|
||
2500 |
|
|
|
|
|
|
2700,2745,3050,3600,3660 |
|
|
|
± 5,0 |
|
|
1.4 Объем отходов, образующихся при обрезке фанеры |
||||||
q2 = QH – Q0, м3. |
(5) |
|||||
1.5 Расход необрезной фанеры на 1м3 готовой фанеры |
||||||
R2 = |
QH |
|
, м3 / м3 . |
(6) |
||
QГОТ |
||||||
|
|
|
|
|||
1.6 Количество сухого шпона, используемого для склеивания (поступающего на участок сборки пакетов)
Qсух = 100 х QH : ( 100 - а3), |
(7) |
где а3 - потери шпона, связанные с его упрессовкой при горячем прессовании,%.
а3= |
SH − Sф |
×100, %, |
(8) |
|
|||
|
SН |
|
|
где Sф – заданная толщина фанеры, мм;
Sн - сумма толщин неупрессованных листов шпона, из которых состоит
один лист фанеры, мм. |
|
||
Из формулы 8 величина Sф определится как |
|
||
Sф = Sн (100 - а3) : 100, мм, |
(9) |
||
SH = |
100Sф |
, мм. |
(10) |
|
|||
|
100 − а |
|
|
|
3 |
|
|
Величина а3 может быть взята из табл. 1.2, после чего определяется величина SH по формуле 10.
5
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.2 |
|
|
Величина прессовки различных видов фанеры и марок |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Породы |
|
|
Виды и марки фанеры |
|
|
|
||
древеси- |
ФК |
ФСФ, |
ФБА |
Декоратив- |
|
Бакелизи- |
|
Плита |
ны |
|
БС-1 |
|
ная |
|
рованная |
|
фанер- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ная |
Лист- |
10 |
16 |
12 |
20 |
|
30 |
|
19 |
венные |
|
|
|
|
|
|
|
|
Хвойные |
14 |
20 |
16 |
20 |
|
– |
|
19 |
По величине SH устанавливается схема набора пакетов шпона с учетом толщины шпона и слойности фанеры.
Ряды толщин лущеного шпона приведены в табл.1.3 [1-3].
|
|
|
|
|
Таблица 1.3 |
||
|
|
|
Ряды толщин шпона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Породы древесины |
Номинальная толщина шпона, мм |
|
|
|||
|
Лиственные |
0,55; 0,75; 0,95; 1,15; |
|
|
|||
|
|
|
|
1,25 – 4,0 с шагом 0,25 |
|
|
|
|
|
Хвойные |
1,2 – 4,0 с шагом 0,4 |
|
|
||
|
|
|
|
свыше 4,0 до 6,5 с шагом 0,5 |
|
|
|
В табл. 1.4 приведены рекомендуемые схемы набора пакетов шпона. |
|||||||
|
|
|
|
|
Таблица 1.4 |
||
|
|
Рекомендуемые схемы набора пакетов шпона |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Толщина фане- |
|
Слойность |
Схема набора |
Упрессовка, а3. |
|
||
ры, Sф, мм |
|
фанеры |
(толщина шпона |
% |
|
|
|
|
|
|
|
х слойность) |
|
|
|
3 |
|
3 |
1,15х3 |
15 |
|
|
|
4 |
|
3 |
1,5х3 |
12,5 |
|
|
|
4 |
|
3 |
1,15х2+2,2 |
12,5 |
|
|
|
6,5 |
|
5 |
1,5х5 |
15,4 |
|
|
|
6,5 |
|
3 |
1,8х2+3,6 |
10,7 |
|
|
|
9 |
|
7 |
1,15х2+1,5х5 |
8,8 |
|
|
|
6
|
|
|
Продолжение табл. 1.4 |
||
9 |
7 |
1,5х7 |
|
16,6 |
|
12 |
9 |
1,5х9 |
|
12,5 |
|
12 |
7 |
1,8х4+2,2х3 |
|
15 |
|
15 |
11 |
1,5х11 |
|
10 |
|
15 |
9 |
1,5х4+2,2х5 |
|
13,3 |
|
18 |
13 |
1,5х13 |
|
8,3 |
|
18 |
11 |
1,5х6+2,2х5 |
|
11,1 |
|
При выборе схемы набора пакетов необходимо иметь в виду следующее:
–в производственных условиях чаще всего используют шпон двух толщин для изготовления фанеры нескольких толщин, реже – шпон одной толщины;
–шпон обеих толщин в разных наборах фанеры должен использоваться как для наружных, так и внутренних слоев, с целью более рационального его использования;
–на наружные слои более целесообразно использовать тонкий шпон, на внутренние – толстый.
Шпон толщин 0,55; 0,75; 0,95мм используется для изготовления авиационной фанеры.
1.7 |
Потери шпона на упрессовку при склеивании |
|
||
|
q3 = Qсух -Qн , |
(11) |
||
1.8 |
Расход сухого шпона на 1м3 готовой продукции |
|
||
|
R3 = |
Qсух |
, м3/м3, |
(12) |
|
|
|||
|
|
Qгот |
|
|
1.9 |
Количество сухого шпона, выходящего из сушилок |
|
||
|
Q с.ш. = 100 Qсух : 100 - а4, |
(13) |
||
где а4 – потери, образующиеся при сортировке шпона, прирубке и ребросклеивании, изготовлении лент для починки шпона, %; (а4=3-4).
1.10 Объем отходов, образующихся при сортировке, прирубке, ребросклеивании и починке шпона
q4 = Qс.ш.–Qсух , м3 , |
(14) |
|
7 |
|
|
|
1.11 |
Расход сухого шпона на 1 м3 фанеры |
|
||
|
R4 = Qс.ш. : Qгот., куб.м/куб.м |
(15) |
||
1.12 |
Количество сырого шпона с учетом потерь на усушку составит |
|||
|
Qсыр = |
Qс.ш.×100 |
, м3 , |
(16) |
|
|
|||
|
|
100 − а5 |
|
|
Количество сырого шпона, поступающего в сушилку, всегда больше количества выходящего из сушилки шпона, за счет потерь на усушку шпона.
Потери шпона на усушку его по ширине (тангентальная) аТ и толщине (радиальная) аР можно принять равными
а5 = аТ + аР, %, (17) При конечной влажности березового шпона 5 – 10% усушка березового
по ширине листа (поперек волокон) составляет аТ = 7 – 11%,
по толщине
аР = 5 - 6%.
Величина тангентальной усушки лущеного шпона различных пород древесины приведена в табл.1.5
Таблица 1.5 Величина тангентальной усушки шпона различных пород древесины
Порода древесины |
Тангентальная усушка шпона, % |
Береза |
9,0 |
Сосна, ольха |
7,5 |
Осина |
9,0 |
Лиственница |
7,5 |
1.13 |
Суммарные потери на усушку шпона по толщине и ширине лис- |
|||
тов |
|
|
|
|
|
q5 = Qсыр. – Qс.ш., |
(18) |
||
1.14 |
Расход сырого шпона на м3 готовой продукции |
|
||
|
R5 = |
Qсыр |
, м3 /м3 , |
(19) |
|
|
|||
|
|
Qгот. |
|
|
8
1.15 Выход сухого шпона из сырого, составляет
1 |
= |
Qсух |
×100, %. |
(20) |
|
Р4 |
|
||||
Qсыр |
|||||
|
|
|
|
Далее необходимо рассчитать, какое количество сырья в виде чураков или кряжей необходимо переработать, чтобы получить данное количество сырого шпона.
При лущении чураков образуется шпон в виде полноформатных и не полноформатных (деловых кусков), а также отходы: карандаш и шпон – рванина.
Vч = Vш + Vк + Vр , м3, |
(21) |
где Vч – объем одного чурака (определяется по табл.1.6);
Vш – выход полноформатного шпона и деловых кусков из одного чурака, м3;
Vк – объем карандаша;
Vр – объем шпона – рванины, получающегося из одного чурака, м3.
|
|
|
|
|
Таблица 1.6 |
|
|
Объем одного чурака |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр чурака в |
|
Объем чурака (м 3) при длине чурака (м) |
|
|||
верхнем отрубе, см |
2,50 |
2,20 |
1,90 |
1,60 |
1,30 |
|
16 |
0,056 |
0,048 |
0,042 |
0,035 |
0,028 |
|
17 |
0,064 |
0,056 |
0,048 |
0,039 |
0,032 |
|
18 |
0,071 |
0,062 |
0,053 |
0,044 |
0,035 |
|
19 |
0,079 |
0,069 |
0,060 |
0,049 |
0,040 |
|
20 |
0,087 |
0,076 |
0,065 |
0,054 |
0,043 |
|
21 |
0,097 |
0,084 |
0,072 |
0,060 |
0,048 |
|
22 |
0,107 |
0,093 |
0,079 |
0,066 |
0,053 |
|
23 |
0,118 |
0,104 |
0,089 |
0,073 |
0,059 |
|
24 |
0,130 |
0,114 |
0,098 |
0,080 |
0,064 |
|
25 |
0,142 |
0,125 |
0,107 |
0,088 |
0,070 |
|
26 |
0,154 |
0,135 |
0,116 |
0,096 |
0,076 |
|
27 |
0,167 |
0,145 |
0,125 |
0,103 |
0,082 |
|
28 |
0,180 |
0,157 |
0,136 |
0,112 |
0,089 |
|
29 |
0,193 |
0,169 |
0,145 |
0,120 |
0,095 |
|
30 |
0,200 |
0,181 |
0,156 |
0,128 |
0,102 |
|
31 |
0,220 |
0,193 |
0,165 |
0,137 |
0,109 |
|
32 |
0,230 |
0,200 |
0,180 |
0,145 |
0,116 |
|
9
Продолжение табл. 1.6
33 |
0,250 |
0,220 |
0,190 |
0,155 |
0,123 |
34 |
0,260 |
0,230 |
0,200 |
0,160 |
0,130 |
35 |
0,280 |
0,240 |
0,210 |
0,170 |
0,140 |
1.16 Выход полноформатного шпона и деловых кусков (Vш) из одного чурака может быть определен по формуле в зависимости от сорта сырья
|
Д |
х(К хД |
|
− К |
) − 0,78Д |
2 |
−11 |
|
|
|
ч |
|
|
|
|||||||
|
ц |
1 |
2 |
|
К |
3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Vш = |
|
|
|
|
|
|
|
хLч , м |
, |
(22) |
|
|
|
104 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Дч – диаметр чурака, см; Дк – диаметр карандаша, см; Lч – длина чурака, м;
К1, К2 – коэффициенты, значения которых зависят от сортности сырья и
породы древесины. |
|
|
Для сырья первого сорта (береза) |
К1 |
= 0,76, К2 = 1,6. |
Для сырья второго сорта |
К1 |
= 0,75, К2 = 2,1. |
В случае использования других пород древесины для изготовления шпона средневзвешенный выход делового шпона определяется с учетом поправочного коэффициента на породу древесины и диаметр чурака (Кпор), приведенного в табл.1.7.
|
|
Vш.ср.пор.=Vш.ср. x Кпор., м3, |
|
(23) |
|||
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.7 |
|
|
Значения поправочного коэффициента |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Породы дре- |
|
|
Кпор. в зависимости от |
|
|
||
весины |
|
|
диаметр чурака, см |
|
|
||
|
16 - 18 |
|
20 - 22 |
24 - 26 |
28 - 30 |
30 и более |
|
Ольха |
1,0 |
|
0,98 |
0,96 |
0,94 |
0,92 |
|
Осина |
0,95 |
|
0,90 |
0,89 |
0,88 |
0,88 |
|
Сосна |
1,02 |
|
1,02 |
1,02 |
1,02 |
1,02 |
|
Лиственница |
0,96 |
|
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
|
При использовании в технологии фанеры сырья различных сортов определяется средневзвешенный выход полиоформатного шпона (Vш.ср).
10
1.17 Средневзвешенный выход полноформатного шпона и деловых кусков из одного чурака с учетом сортового состава сырья
Vш.ср.=Vш.1х |
Р1 |
+Vш.2х |
РII |
, м3, |
(24) |
||||
|
|
||||||||
|
100 |
|
100 |
|
|
||||
где Vш.1, Vш.II – выход полноформатного шпона и деловых кусков из одного |
|||||||||
чурака соответствующего сорта, м3; |
|
||||||||
Р1, РII - соответствующее содержание сырья каждого сорта в данной пар- |
|||||||||
тии, %. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.18 Объем карандаша определяется из формулы цилиндра |
|
||||||||
V = |
π Дк2 |
, м3. |
|
|
|
(25) |
|||
|
|
|
|
||||||
к |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Из формулы 21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V = V − V |
− V , м3. |
(26) |
||||||
|
p 4 |
|
ш.ср. |
k |
|
||||
1.19 Средний выход полноформатного шпона и деловых кусков из сырья каждого сорта определяется
Р5 |
= |
Vш.ср.х100 |
, % |
(27) |
|
||||
|
|
Vч |
|
|
1.20 Выход сырого шпона (полноформатного и деловых кусков) из сырья каждого сорта, %
Р5 I = |
Vш.1 |
х100, % ; |
(28) |
|
|||
|
Vч |
|
|
Р5 II = VшII х100, % .
Vч
1.21 Выход сухого шпона из сырья каждого сорта (в %) рассчитывается как
|
Рсух.I = Р5.Iх |
Р14 |
, %; |
(29) |
||
|
|
|
||||
|
100 |
|
|
|
||
|
Рсух.II = Р5.IIх |
Р14 |
, %; |
(30) |
||
|
|
|||||
|
100 |
|
|
|||
где Р1 |
- выход сухого шпона из сырого, %. |
|
||||
4 |
|
|
|
|
|
|