5.1. Обоснование выбора оборудования

При выборе оборудования для технологического процесса необходимо учитывать следующие требования:

1) станки должны быть современные, отечественного или зарубежного производства и подобраны по справочникам, по каталогам деревообрабатывающего оборудования с учетом технологических особенностей изготовления фанерной продукции;

2) на оборудовании необходимо обеспечить возможность обработки материалов заданных размеров с максимальным выходом продукции;

3) станки необходимо выбирать с учетом минимального энергопотребления, максимальной загрузки и экономически эффективные;

4) габариты оборудования должны вписываться в размеры цеха и удовлетворять условиям монтажа.

В курсовом проекте для выбранного оборудования необходимо дать основную техническую характеристику, необходимую для последующих расчетов, и оформить её в виде ведомости оборудования.

Контрольные вопросы

1. По каким критериям выбирают оборудование для технологического процесса?

2. В каком виде необходимо оформить выбранное оборудование?

5.2. Гидротермическая обработка сырья

Для придания древесине пластичности, повышения качества окорки и лущения, получения гладкого и прочного шпона, проводят гидротермическую обработку сырья. Тепловая обработка сырья может проводиться по мягким режимам, применяемым в открытых варочных бассейнах с температурой воды 30...45 °С и по жестким режимам в закрытых бассейнах с температурой воды 60...80 °С [10, 16].

Наиболее распространены открытые бассейны, состоящие из железобетонных секций, которые могут быть разделены на отсеки (см. рис. 5.2) или без них. Размеры открытых бассейнов по длине зависят от пролета выбранного крана, а по ширине  от длины обрабатываемых кряжей.

Загрузка сырья может осуществляться в пучках, в специальных контейнерах и с помощью грейферных захватов. Для погрузочноразгрузочных работ наибольшее применение получили грузоподъемные краны ККС10; ККЛ12,5; ККЛ32 [15].

Часовая производительность консольно-козловых кранов, м³/ч, определяется по формуле

, (5.1)

где V₀ – средний объем пачки бревен, м³; K₁ – коэффициент использования рабочего дня: K₁ = 0,9; K₂ – коэффициент использования крана: K₂ = 0,8...0,85; T – цикл обработки одной пачки груза: T = 240...400 с.

Рис. 5.2. Схема открытого варочного бассейна для тепловой обработки кряжей: 1  загрузочный цепной конвейер со сбрасывателями; 2  накопители кряжей, число которых равно числу секций; 3  секции бассейна; 4  отсеки бассейна со съемными крышками; 5  грейферные захваты консольно-козлового крана; 6  консольно-козловый кран; 7  подкрановые рельсы; 8  передвижной перегрузчик, перемещающийся по рельсам; 9  разгрузочный конвейер

Средний объем пачки бревен

V₀ =, (5.2)

где P  грузоподъемность грейфера, т; M – масса грейфера, т [14].; K – коэффициент загрузки: K = 0,5; P₁ – средняя плотность древесины: P₁ = 0,8 т/м³.

При длине кряжа L_кр = 1,6 м средняя часовая производительность крана составит П = 22 м³/ч; при L_кр = 3,2 м производительность П = 44 м³/ч, при L_кр = 6,0 м П = 59 м³/ч.

Сменная производительность одной секции открытого варочного бассейна, м³/смену, рассчитывается следующим образом:

П_см = , , (5.3)

где Е – емкость одной секции, м³; T – продолжительность смены, ч; τ₁  продолжительность теплообработки, ч; τ₂ – время, затрачиваемое на загрузку и разгрузку секции; L – длина секции: L = 28,4 м для крана ККС-10 с шириной пролета 32 м и расстоянием от подкрановых путей до бассейна 1,8 м; B – ширина секции, равная длине загружаемых кряжей с некоторым запасом (для конструкции, разработанной Гипродревом): B = 8,4 м при длине кряжа 6,5 м; Н – глубина секции: Н = 2...3 м; – коэффициент заполнения: = 0,5.

, (5.4)

где τ_табл – табличное значение времени проварки (табл. 5.1); K_п – коэффициент породы древесины: для сосны, ели, кедра K_п = 1,0; для лиственницы K_п = 1,2; K_д – коэффициент способа доставки: при сплавном способе K_д = 1,2; при доставке по железной дороге K_д = 1,0; K_х – коэффициент способа хранения: при дождевании, водном хранении K_х = 1,0; при влагозащитной замазке K_х = 1,2; при плотной укладке K_х = 1,4; П_ч – часовая производительность крана, м³/ч.

Таблица 5.1

Режимы обработки сырья в открытых бассейнах, t = 40 °C

Диаметр сырья	Время проварки, час, при температуре воздуха, °C
	свыше 0	до –10		до –20	до –30	до –40
До 20 21…25 26...30 31…35 36…60	Лиственные породы
	5 7 10 16 16…24		7 10 18 23 23…60	10 14 24 30 30…84	12 16 28 35 35…98	14 18 30 40 40…112
До 25 26…35 36…45 46…60	Хвойные породы
	6… 8 12…17 21…23 38…50		11 22 35 68	16 30 50 84	17 34 56 98	19 39 65 116

Необходимое число секций варочного бассейна определяется по формуле

т = С₀ / П_см , (5.5)

где С₀ – сменное задание по сырью, м³.

С учетом чистки бассейна принимают дополнительно одну секцию.

К недостаткам обработки в открытых варочных бассейнах можно отнести неравномерность проварки сырья в пучках и повышенные теплопотери в зимний период при отсутствии крышек над бассейном.

Для тепловой обработки небольших партий чураков и в районах Сибири применяют закрытые варочные бассейны с загрузкой в контейнерах и с мотовилом [4, 11, 16]. Закрытые бассейны предназначены для тепловой обработки чураков внутри помещения при t = 60…70 С.

Часовая производительность варочного бассейна с мотовилом

, , (5.6)

где К_и – коэффициент использования рабочего времени: К_и = 0,95; К_З – коэффициент заполнения бассейна: К_З = 0,6; R – радиус мотовила, м, R = 2,5; 2,75; 3,5; l – длина чурака, м; τ – время прогрева чураков в закрытых бассейнах, ч (табл. 5.2 [4]).

Количество бассейнов определяется аналогично формуле (5.5).

Пример. При производительности крана П_ч = 40 м³/ч, для рассматриваемой конструкции открытого варочного бассейна

= 28,4  8,4  2,5  0,5 = 298,5 м³;

τ₂ = 2Е / П_ч = 2  298,5 / 40 = 11,05 ч.

Производительность секции будет равна

П_см = = 298,5 = 58,2 м³/см.

Таблица 5.2