4325
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное 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 к выполнению курсовых и дипломных проектов для студентов по направлению подготовки 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств;
специальности 250403 – Технология деревообработки
Воронеж 2012
2
УДК 674.093.26
Технология клееных материалов и древесных плит. Расчет расхода сырья и материалов в производстве фанеры [Текст] : методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов для студентов по направлению подготовки 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств; специальности 250403 – Технология деревообработки / Е. М. Разиньков, В. С. Мурзин, О. В. Лавлинская, Т. Л. Ищенко ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2012. – 43 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ГОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 4 от 25 марта 2011 г.)
Рецензент заместитель Генерального директора фирмы "Мебельпроект – С" В.М. Новичихин
Ответственный редактор д-р техн. наук, проф. Е.М. Разиньков
3
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания предназначены для студентов дневного и заочного обучения, выполняющих курсовой проект или технологическую часть дипломного проекта по технологии клееных материалов.
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
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-механических 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 |
|
||
4
где а2 – отходы на обрезку фанеры, %.
а2 |
= |
FH F0 |
100, %, |
(4) |
|
||||
|
|
Fн |
|
|
где FН – площадь необрезного листа фанеры, м2;
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, 2500 |
|
4,0 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
QН |
|
, м3 / м3 . |
(6) |
|||
|
|
|
|||||
|
QГОТ |
|
|||||
1.6. Количество сухого шпона, используемого для склеивания |
|||||||
(поступающего на участок сборки пакетов) |
|
||||||
Qсух |
|
QН |
100, |
м3, |
|||
|
|
||||||
|
100 а3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
(7) |
где - 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 |
, мм |
(9) |
|
100 |
||||||
|
|
|
|
|
5
SH |
|
100 S |
ф |
|
||
|
|
|
, мм. |
(10) |
||
|
|
|
||||
|
100 а |
3 |
|
|
||
По величине SH устанавливается схема набора пакетов шпона с учетом толщины шпона и слойности фанеры.
Величина а3 может быть взята из табл. 1.2 и 1.3, после чего определяется величина SH по формуле (10).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.2 |
|
|
|
|
Величина упрессовки различных видов фанеры и марок |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Породы |
|
|
|
|
|
Виды и марки фанеры |
|
|
|
||||||
|
древесины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ФК |
ФСФ |
|
|
БС-1, |
|
Декоратив |
Бакелизиро |
Плита |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
БП-1 |
|
|
ная |
ванная |
|
фанерная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лиственные |
|
8- |
9-14 |
|
|
17-30 |
|
15-20 |
25-30 |
|
15-20 |
|
|||
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хвойные |
|
9- |
10-15 |
|
|
– |
|
15-20 |
– |
|
15-20 |
|
|||
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.3 |
|
|
Величина упрессовки при изготовлении фанеры марок ФК и ФСФ |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Величина упрессовки, %, для фанеры марок |
|
|
|||||||||
|
Толщина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ФК |
|
|
|
|
ФСФ |
|
|
|||||
|
фанеры, |
|
из древесины |
|
из древесины |
из древесины |
|
из древесины |
||||||||
|
мм |
|
|
лиственных |
|
хвойных |
|
лиственных |
|
|
хвойных |
|||||
|
|
|
|
пород |
|
пород |
|
пород |
|
|
пород |
|||||
|
3 |
|
9... 13 |
|
|
– |
|
10... 14 |
|
|
– |
|||||
|
4 |
|
8... 11 |
|
|
10.. .12 |
|
|
9.. .13 |
|
|
11…14 |
||||
|
6,5 |
|
8.. .12 |
|
|
10.. .12 |
|
|
9...12 |
|
|
11…14 |
||||
|
9 |
|
8...9 |
|
|
9…11 |
|
9...11 |
|
|
10…13 |
|||||
|
12 |
|
8. ..9 |
|
|
9…11 |
|
9...11 |
|
|
10…13 |
|||||
|
15 |
|
9... 10 |
|
|
10…12 |
|
10.. .12 |
|
|
12…14 |
|||||
|
18 |
|
9... 10 |
|
|
10…12 |
|
10.. .12 |
|
|
12…14 |
|||||
|
21 |
|
9.. .10 |
|
|
10…12 |
|
10.. .12 |
|
|
13…15 |
|||||
|
24 |
|
8...9 |
|
|
9.. .11 |
|
|
9.. .11 |
|
|
13…15 |
||||
|
27 |
|
8.. .9 |
|
|
9.. .11 |
|
|
9...11 |
|
|
12…14 |
||||
|
30 |
|
8. ..9 |
|
|
9...11 |
|
|
9…11 |
|
|
12…14 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
Для фанеры толщиной более 9 мм величины упрессовки приведены для условий склеивания пакетов при ступенчатом уменьшении давления. При плавном уменьшении давления величина упрессовки составляет 5... 6 % для всех толщин фанеры – достаточная для достижения требуемого контакта между
слоями шпона.
Ряды толщин лущеного шпона приведены в табл.1.4. Толщины и
рекомендуемая слойность фанеры общего назначения приведены в табл. 1.5.
|
|
|
|
|
Таблица 1.4 |
||
|
|
|
Ряды толщин шпона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Породы |
|
Номинальная толщина |
|
Предельное отклонение, |
||
|
древесины |
|
шпона, мм |
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лиственные |
0,55; 0,75; 0,95; 1,15; |
±0,05 |
|
|
||
|
|
|
1,25 – 4,0 с шагом 0,25 |
±0,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хвойные |
|
1,2 – 4,0 с шагом 0,4 |
±0,15 |
|
|
|
|
|
св. 4,0 до 6,5 с шагом 0,5 |
±0,20 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.5 |
||
|
Толщина и рекомендуемая слойность фанеры общего назначения |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
Толщина фанеры |
|
Слойность фанеры, не менее |
||||
|
номинальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
Лиственная |
|
Хвойная |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
– |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,5 |
|
5 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
7 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
9 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
11 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
13 |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
15 |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
17 |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
19 |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
21 |
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В табл. 1.6 приведены рекомендуемые схемы набора пакетов шпона.
7
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.6 |
|
Рекомендуемые схемы набора пакетов фанеры |
|
||||
|
|
|
|
|
||
Толщина |
Количество |
Толщина |
Набор листов |
Упрессовка, % |
||
фанеры, мм |
слоев шпона |
пакета, мм |
шпона по толщинам |
|
||
1 |
2 |
3 |
|
|
5 |
6 |
3 |
3 |
3,45 |
1,15 х 3 |
13,04 |
||
4 |
3 |
4,5 |
1,5 х 3 |
11,11 |
||
4 |
3 |
4,5 |
1,15 х 2 +2,2 |
11,11 |
||
6,5 |
3 |
7,2 |
1,8 |
х |
2 + 3,6 |
9,72 |
6,5 |
3 |
7,2 |
2,0 х 2 |
+ 3,2 х 1 |
9,72 |
|
6,5 |
5 |
7,5 |
1,5 х 5 |
13,33 |
||
6,5 |
5 |
7,15 |
1,5 х 4 + 1,15 х 1 |
9,09 |
||
9 |
5 |
10,0 |
1,7 х 2 |
+ 2,2 х 3 |
10,0 |
|
9 |
5 |
10,0 |
2,0 х 5 |
10,0 |
||
9 |
5 |
10,0 |
1,6 х 4 |
+ 3,6 х 1 |
10,0 |
|
9 |
7 |
9,8 |
1,15 х 2 + 1,5 х 5 |
8,16 |
||
9 |
7 |
10,15 |
1,15 х 5 + 2,2 х 2 |
11,33 |
||
9 |
7 |
10 |
1,15 х 4 + 1,8 х 3 |
10,0 |
||
9 |
7 |
10,5 |
1,5 х 7 |
14,29 |
||
12 |
5 |
13,2 |
2,4 х 2 |
+ 2,8 х 3 |
9,09 |
|
12 |
5 |
13,6 |
2,0 х 2 |
+ 3,2 х 3 |
11,76 |
|
12 |
7 |
13,3 |
1,5 х 3 |
+ 2,2 х 4 |
9,77 |
|
12 |
7 |
13,8 |
1,8 х 4 |
+ 2,2 х 3 |
13,04 |
|
12 |
9 |
13,5 |
1,5 х 9 |
11,11 |
||
12 |
9 |
12,8 |
1,15 х 2 + 1,5 х 7 |
6,25 |
||
12 |
11 |
13,7 |
1,15 х 8 |
+ 1,5 х 3 |
12,4 |
|
12 |
11 |
13,35 |
1,15 х 9 + 1,5 х 2 |
10,11 |
||
12 |
5 |
13,6 |
2,4 х 1 |
+ 2,8 х 4 |
11,76 |
|
15 |
7 |
16,8 |
2,4 х 7 |
10,71 |
||
15 |
7 |
17,2 |
2,0 х 5 |
+ 3,6 х 2 |
12,79 |
|
15 |
9 |
16,5 |
1,25 х 2 + 2,0 х 7 |
9,09 |
||
15 |
9 |
17,2 |
1,6 х 2 |
+ 2,0 х 7 |
12,79 |
|
15 |
9 |
17 |
1,5 х 4 |
+ 2,2 х 5 |
11,76 |
|
15 |
11 |
16,5 |
1,5 х 11 |
9,09 |
||
15 |
11 |
17,1 |
1,5 х 9 |
+ 1,8 х 2 |
12,28 |
|
18 |
9 |
20,4 |
1,6 х 4 |
+ 2,8 х 5 |
11,76 |
|
18 |
9 |
20,4 |
1,2 х 5 |
+ 3,6 х 4 |
11,76 |
|
18 |
11 |
20,0 |
1,5 х 6 |
+ 2,2 х 5 |
10,0 |
|
18 |
11 |
20,0 |
1,15 х 4 + 2,2 х 7 |
10,0 |
||
8
Окончание табл. 1.6
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
18 |
13 |
19,5 |
|
1,5 х 13 |
|
7,69 |
18 |
13 |
20,1 |
1,5 х 11 + 1,8 х 2 |
10,45 |
||
21 |
15 |
23,3 |
1,15 |
х 4 + 1,7 |
х 11 |
9,87 |
21 |
9 |
23,6 |
2,0 |
х 2 + 2,8 |
х 7 |
11,02 |
21 |
9 |
24,0 |
2,0 х 4 +3,2 х 5 |
12,5 |
||
21 |
15 |
23,75 |
1,15 |
х 5 + 1,8 |
х 10 |
11,58 |
21 |
15 |
23,85 |
1,15 |
х 3 + 1,7 |
х 12 |
11,95 |
21 |
15 |
22,5 |
|
1,5 х 15 |
|
6,67 |
24 |
17 |
26,05 |
1,15 |
х 7 + 1,8 |
х 10 |
7,87 |
24 |
11 |
28,0 |
2,0 х 6 + 3,2 |
х 5 |
14,29 |
|
24 |
11 |
26,4 |
|
2,4 х 11 |
|
9,09 |
24 |
17 |
26,7 |
1,15 |
х 4 + 1,7 |
х 13 |
10,11 |
27 |
11 |
30 |
1,2 |
х 5 + 4,0 |
х 6 |
10,0 |
27 |
11 |
30 |
2,0 |
х 6 + 3,6 |
х 5 |
10,0 |
27 |
19 |
29 |
1,15 |
х 8 + 1,8 |
х 11 |
6,9 |
27 |
19 |
29,55 |
1,15 |
х 5 + 1,7 |
х 14 |
8,63 |
27 |
19 |
30,1 |
1,15 |
х 4 + 1,7 |
х 15 |
10,3 |
30 |
13 |
34,8 |
1,6 |
х 6 + 3,6 |
х 7 |
13,79 |
30 |
13 |
33,2 |
2,0 |
х 4 + 2,8 |
х 9 |
9,64 |
30 |
17 |
34 |
|
2,0 х 17 |
|
11,76 |
30 |
21 |
32,4 |
1,15 |
х 6 + 1,7 |
х 15 |
7,4 |
30 |
21 |
32,95 |
1,15 |
х 5 + 1,7 |
х 16 |
8,95 |
30 |
21 |
32,9 |
1,5 х 14 + 1,7 х 7 |
8,81 |
||
30 |
23 |
33,45 |
1,15х 3 + 1,5 х 20 |
10,31 |
||
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.
|
9 |
|
||||
1.7. Потери шпона на упрессовку при склеивании |
|
|||||
q3 = Qсух -Qн . |
(11) |
|||||
1.8. Расход сухого шпона на 1 м3 готовой продукции |
|
|||||
R3 |
= |
Qсух |
, м3/м3. |
(12) |
||
|
||||||
|
|
|
Qгот |
|
||
1.9. Количество сухого шпона, выходящего из сушилок |
|
|||||
Qс.ш. |
|
Qсух |
100, м3, |
(13) |
||
|
|
|||||
|
100 а4 |
|
||||
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) |
|
1.11. Расход сухого шпона на 1 м3 фанеры |
|
||
R4 |
Qс.ш. |
, м3 / м3 . |
(15) |
|
|||
|
QГОТ |
|
|
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 %. |
10
Величина тангентальной усушки лущеного шпона различных пород древесины приведена в табл. 1.7.
Таблица 1.7
Величина тангентальной усушки шпона различных пород древесины
Толщина |
Величина усушки шпона, % до конечной влажности шпона 5-8 % |
||
шпона, мм |
|
|
|
Береза, осина |
Ольха |
Сосна, лиственница |
|
|
|
|
|
0,45…0,75 |
8-10 |
7,4-9,2 |
7,7-9,6 |
|
|
|
|
1…1,5 |
7,2-9 |
6,2-7,7 |
6,5-8,1 |
|
|
|
|
1,5 |
6,4-8 |
5,5-6,8 |
5,8-7,2 |
|
|
|
|
1,8 |
5,9-7,4 |
5,1-6,3 |
5,3-6,7 |
|
|
|
|
2,2 |
5,4-6,8 |
4,7-5,8 |
4,9-6,1 |
|
|
|
|
3,5 |
4,8-6 |
4,1-5,2 |
4,3-5,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.8 |
|
Значения начальной влажности шпона |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Порода древесины |
|
Начальная влажность шпона, %, из сырья, |
|
||||
|
поставленного по железной дороге и баржами |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Береза, осина |
|
60-80 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ольха |
|
60-90 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Сосна-заболонь |
|
90-180 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Лиственницазаболонь |
|
70-90 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
1.13. Суммарные потери на усушку шпона потолщине и ширине листов |
|||||||
|
q5 |
= Qсыр. – Qс.ш., м3. |
(18) |
||||
1.14 Расход сырого шпона на м3 готовой продукции |
|
||||||
|
R5 = |
Qсыр |
, м3 /м3 . |
(19) |
|||
|
|
|
|||||
|
|
|
Qгот. |
|
|||
1.15 Выход сухого шпона из сырого составляет |
|
||||||
|
|
Р41 |
Qсух |
100, %. |
(20) |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Qсыр |
|
||