Технология клеенных материалов и плит

Федеральное агентство  по образованию

 

Сибирский государственный технологический университет

Лесосибирский филиал

 

Кафедра: Технологии производств в лесном комплексе

 

 

 

 

 

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ КЛЕЁНЫХ

МАТЕРИАЛОВ И ПЛИТ

 

Пояснительная записка

 (ТПЛК 000.000.001.ПЗ)

 

 

 

 

Руководитель:

_________ Л.Н. Журавлёва

(подпись)

____________________

(оценка, дата)

 

Разработал:

Студент группы 71-3

_________М.Т. Боровских                    (подпись)

____________________

(дата)

 

Лесосибирск 2008

Содержание

Введение...................................................................................................................4

1.Выбор условий гидротермической  обработки чураков....................................5

2.Определение количественного  выхода шпона при лущении.........................11

3.Определение производительности  линии лущения – рубки ленты шпона...17

Заключение……………………………………………………………………….24

Список использованных источников…………………………………………...25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Фанера представляет собой слоистую клееную древесину, состоящую из трёх и более листов лущеного шпона с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях, это композиционный листовой материал. К фанерной продукции относятся различные виды клееной слоистой древесины, полуфабрикаты ее производства, а также отдельные виды клееной древесины (столярные плиты) и продукты переработки древесных отходов (древесные пресс – массы). [2]

Главной задачей  данной расчётно-графической работы является определение количественного и качественного выхода шпона для производства фанеры, производительности линии лущения. Цель работы – овладеть методикой расчёта производительности оборудования.

Производство  клееных материалов является крупной  и непрерывной развивающейся отраслью деревообрабатывающей промышленности. С каждым годом растет выпуск этих материалов и расширяется их ассортимент. Они находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства [1]. Фанеру и изделия из неё всё более широко применяют в строительстве, вагоностроении, автомобилестроении, производстве мебели. Специальные виды фанеры используют в авиастроении и судостроении, а также для производства труб, контейнеров, тары и других видов продукции. [3]

Фанерное производство включает в себя выпуск различных  марок фанеры. Основные виды фанерной продукции: фанерные плиты, состоящие из склеенных между собой 7 и более листов лущеного шпона с заданным направлением волокон в смежных слоях; бакелизированная фанера – фанера повышенных водоатмосферостойкости и прочности; авиационная фанера – фанера, предназначенная для использования в авиационной промышленности; декоративная фанера – фанера, облицованная плёночным покрытием в сочетании с декоративной бумагой; фанерные трубы и муфты, изготавливаемые навивкой из специальной трубной фанеры; древесные слоистые пластики (ДСП), состоящие из склеенных синтетическими клеями в процессе термической обработки под высоким давлением слоёв лущеного шпона; гнутоклееные детали, полученные методом гнутья с одновременным склеиванием нескольких слоев шпона; лущеный шпон, получаемый при лущении чурака; строганый шпон, получаемый при строгании бруса или ванчеса; столярные плиты, изготавливаемые облицовыванием шпоном реечных щитов; массы древесные прессовочные (МДП) – продукт совместной обработки частиц древесины, синтетических смол или их модификаций [2]. Увеличение объёмов фанерного производства будет происходить за счёт расширения, модернизации производства и улучшения качества продукции.

 

 

 

 

 

1 Выбор условий гидротермической  обработки чураков 

При лущении тонкий слой древесины, срезаемый с чурака, должен быть достаточно плотным, не иметь  трещин и разрывов. Для предотвращения         появления трещин чураки перед лущением подвергаются тепловой обработке с целью усиления деформативности древесины. Гидротермообработка чураков перед лущением производится путем их проваривания, т. е. они выдерживаются в течение определенного количества времени в горячей воде.

Для получения качественного шпона  температура древесины перед     лущением должна быть для ольхи и березы не менее 20⁰С, сосны, ели 30⁰С,   дуба 40⁰С, лиственницы 30 – 45⁰С.

Режим гидротермообработки чураков  включает температуру                  нагревающей среды и время выдержки их в этой среде. При этом время          нагревания чураков зависит как от температуры нагревающей среды, так и от физических свойств древесины, диаметра чураков и их начальной температуры, желаемой температуры на поверхности карандаша, остающегося после           лущения.

Условия режима определены исходными  данными, указанными в таблице 2 [1].

Последовательность  решения задачи по определению времени  нагревания чураков:

1.Определяем отношение радиуса  карандаша к радиусу r/R.

Отношение r/R подсчитываем для каждой группы заданной группы     диаметров чураков, при этом радиус R берем по наибольшему значению       диаметра в данной группе.

Для определения  диаметра остающегося  карандаша, d_k, м, используем следующую формулу

                           d_k = d_o – 0,00275 + 0,26d_ч² - 0,12d_ч³,                    (1.1)

где   d_o - диаметр кулачков лущильного станка, м;

d_ч – диаметр чураков, м.

Вычисляем отношение  для первой группы диаметров 17 – 19 см.     Сначала рассчитываем диаметр остающегося карандаша d_k, м.

Принимаем d₀ = 0,060 (исходя из исходных данных пункт 9[1]); d_ч = 0,18 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

d_k1 = 0,060 – 0,00275 + 0,26*0,18² – 0,12*0,18³ =

Определяем радиус карандаша, r, м

r₁ =

Определяем радиус чурака, R, м

R₁ =

Определяем отношение радиуса  карандаша к радиусу чурака по формуле 

 

Подставляя значение в формулу, получаем

Аналогичные операции проводим с другими  группами.

Вычисляем отношение  для второй группы диаметров 30 – 32 см.    Рассчитываем диаметр остающегося карандаша d_k, м.

Принимаем d₀ = 0,075; d_ч = 0,31 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

d_k2  = 0,075 – 0,00275 + 0,26*0,31² – 0,12*0,31²  = 0,09

Определяем радиус карандаша, r, м

r₂ =

.

Определяем радиус чурака, R, м

R₂ =

Определяем отношение  радиуса карандаша к радиусу  чурака по формуле 

Подставляя значение в формулу, получаем

Вычисляем отношение  для третьей группы диаметров 34 – 36 см.   Рассчитываем диаметр остающегося карандаша d_k, м.

Принимаем d₀ = 0,075; d_ч = 0,35 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

d_k3 = 0,075 – 0,00275 + 0,26*0,35² – 0,12*0,35² = 0,1

Определяем радиус карандаша, r, м

r₃ =

Определяем радиус чурака, R, м

R₃ =

Определяем отношение радиуса  карандаша к радиусу чурака по формуле 

Подставляя значение в формулу, получаем

Вычисляем отношение  для четвертой  группы диаметров 38 – 40 см. Рассчитываем диаметр остающегося карандаша d_k, м.

Принимаем d₀ = 0,075; d_ч = 0,39 м. Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим

d_k4 = 0,075 – 0,00275 + 0,26*0,39² – 0,12*0,39² = 0,1

Определяем радиус карандаша, r, м

r₄ =

.

Определяем радиус чурака, R, м

R₄ =

Определяем отношение радиуса  карандаша к радиусу чурака по формуле

Подставляя значение в формулу, получаем

2. По способу доставки чураков,  породе древесины выбираем влажность  древесины по таблице 4[1].

Так как в данном варианте способ доставки сырья железнодорожный и порода древесины – лиственница, то влажность берём равную 60-80%.

3.Зная влажность и породу  древесины, выбираем значение  коэффициента тампературопроводности a, , по таблице 5[1].

а = 0,00063

4.Значение безразмерной температуры, θ, находим по формуле

                                             (1.2)

где     t  – температура на поверхности карандаша, ⁰С;

t₀ – начальная температура чурака, ⁰С;

t₁ - температура нагревающей среды, ⁰С;

Температура на поверхности карандаша t, как уже указывалось, зависит от породы древесины и может быть принята: для березы, ольхи –20⁰С, сосны, ели 30⁰С, лиственницы 40⁰С.

Температура нагревающей  среды t₁ принимается 40 – 50⁰С (при             обработке древесины по мягким режимам). Значения начальной температуры выбираем по таблице 2[1].

Принимаем t = 40⁰ C; t₁ = 50⁰ C; t₀ = 35⁰C. Подставляя эти значения в   формулу (1.2), получим

5.Величину критерия, F₀, определяем по таблице 6 [1].

Принимаем θ = 0,67 , получим F₀₁ =0,1

Принимаем θ = 0,67 , получим F₀₂ =0,12

Принимаем θ = 0,67 , получим F₀₃ =0,12

Принимаем θ = 0,67 , получим F₀₄ =0,14.

Время нагревания чураков, Z, ч, определяем по формуле

                                                          (1.3)

где     а – коэффициент температуропроводности, ;

R – радиус  чурака, м;

F₀ – критерий теплового подобия Фурье.

Расчёты времени нагревания проводим отдельно для чураков каждой группы диаметров.

Находим Z₁ для первой группы диаметров 26-28 см.Принимаем F₀₁ = 0,1; R₁ = 0,14 м; а = 0,00063 . Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

Находим Z₂ для второй группы диаметров 30-32см. Принимаем F₀₂= 0,12; R₂ = 0,16 м; а = 0,00063 . Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

 Находим Z₃ для третьей группы диаметров 34-36см. Принимаем F₀₃=0,12; R₃ = 0,18 м; а = 0,00063 . Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

                                                                     

 

Находим Z₄ для четвёртой группы диаметров 38-40см. Принимаем F₀₄=0,14; R₄ = 0,20 м; а = 0,00063 . Подставляя эти значения в формулу (1.3), получим

 

Для нагревания сырья в настоящее  время стремятся использовать как   открытые бассейны, так и закрытые многосекционные варочные бассейны, в которых обработка ведётся по мягким режимам. Емкость одной секции, Е, м³, такого бассейна определяем по формуле

                                                      (1.4)

где     L – длина секции, м;

B – ширина секции, м;

H – высота бассейна, м;

- коэффициент плотности укладки  чураков.

Возможные размеры секций:

L = от 5 до 15 м;

B = l + (1-2 м);

H = 2,5 – 3 м;

 

  l –длина нагреваемого чурака, м;

 

- коэффициент плотности укладки  принимаем равным 0,7.

Находим ёмкость, Е, м³,одной секции. Принимаем L = 10 м; B = 3,2 м;      H = 3 м; = 0,7. Подставляя эти значения в формулу (1.4), получим

Е = 10*3,2*3* 0,7 = 67,2 м³.

Производительность бассейна (секции), А, м³/см, определяем по формуле

                                                   (1.5)

где      T     –  продолжительность смены, ч;

E     –  емкость одной секции, м³;

Z     –  время нагревания чураков, ч;

Z_ВСП – время загрузки и разгрузки одной секции бассейна, ч.

Затраты вспомогательного времени могут приниматься из расчета 0,26 – 0,28 ч на каждый погонный метр длины секции.