Разработка лесосушильного цеха на базе сушильных камер ВК-4

Техническую характеристику траверсной тележки ЭТ-6,5-15 представим в таблице 2.

 

Таблица 2 Техническая  характеристика траверсной тележки  ЭТ-6.5-15

ПоказательЗначение1. Грузоподъемность, т152. Допускаемые размеры штабеля для перевозки на специальных тележках, мм: длина ширина высота 6500 1800 30003. Скорость передвижения тележки, м/мин21,664. Скорость передвижения троса лебедки, м/мин7,925. Максимальное тяговое усилие на тросе лебедки, кН7,86. Общая установленная мощность, кВт в том числе: передвижение тележки лебедки9 5 47. Количество рельсовых путей для тележки, шт48. Габаритные размеры тележки, мм: длина ширина высота общая от головки рельса высота между головками нижнего и верхнего рельсов 3900 6490 1660 2159. Масса тележки, кг3000

Рисунок 2-Траверсная тележкаЭТ-6.5-15

 

Лифт предназначен для  облегчения ручного труда при  формировании или разборке штабеля  пиломатериалов на треках или подштабельной тележке . Лифт рассчитан на формирование сушильного штабеля длиной до 6500 мм , шириной до 1800 мм и высотой до 2600 мм .

Для формирования штабеля  высотой 3 м необходимо сделать помост высотой 500мм со стороны укладки  штабеля. Лифт расположен в приямке, в который опускается платформа 1 по мере набора штабеля. Платформа  поднимается и опускается с помощью  четырёх подъёмных винтов 4,6, приводимых во вращение от привода 5 через систему  коробок конических передач 3, находящихся  на дне приямка.

Опоры каждого подъёмного винта монтируют на стойке 2 и  коробке конической передачи. Стойки соединены между собой поперечными  элементами и образуют жесткую раму. Гайки на подъёмных винтах жестко связаны с подъёмной платформой. Крайние верхнее и нижнее положения  платформы фиксируются конечными  выключателями.

Схема лифта Л-6,5-15 представлена на рисунке 3

Техническая характеристика лифта Л-6,5-15 представлена в таблице 3.

 

Таблица 3 Техническая  характеристика лифта Л-6,5-15

ПоказательЗначение1. Грузоподъемность152. Габариты подъемной платформы, мм: длина ширина 6900 22003. Ход платформы, мм26004. Наибольшая высота от уровня головки рельса пола до верха рельса на платформе, мм7155. Расстояние между стойками подъемных винтов, мм: по длине по ширине 5000 24806. Скорость перемещения платформы, м/с0,01047. Мощность электродвигателя АО2-61-6 исп. М 101, кВт108. Габариты приямка, мм: длина ширина высота 7000 3000 31159. Масса, кг2930

Рисунке 3-Схема лифта Л-6,5-15

 

2. Выбор и обоснование  режимов сушки и влаготеплообработки

 

2.1 Выбор режимов  сушки

 

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству высушенной древесины, пиломатериалы могут  высушиваться режимами различных категорий  по температурному уровню: мягкими (М), нормальными (Н), форсированными (Ф) и  высокотемпературными (ВТ). Режимы М, Н, Ф относятся к режимам низкотемпературного процесса[3].

В зависимости от назначения пиломатериалов (мебельное производство) и вида камеры (ВК-4) выбирается категория  качества вторая и нормальный режим  сушки. Вторую категорию качества используют для сушки пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечивающая точную механическую обработку деталей и узлов, квалифицированных  изделий (мебель, столярные изделия, внутреннее оборудование пассажирских судов и вагонов), в связи с  этим и выбирается вторая категория  качества сушки. При сушке до эксплуатационной влажности по второй категории качества могут применяться нормальный, форсированный  и высокотемпературный режимы сушки. Нормальный режим сушки выбирается, потому что он сохраняет прочность  древесины на изгиб, растяжение и  сжатие и не снижает прочность  на скалывание, но возможно небольшое потемнение верхнего слоя древесины. Сушка древесины при этом проводится быстрее, чем при сушке мягким режимом, а форсированный и высокотемпературный режимы не дают требуемого качества, так как снижают прочность на скалывание, что не допустимо в мебельном производстве, также дают значительное потемнение.Режимы низкотемпературного процесса сушки пиломатериалов в камерах периодического действия определяются по таблице 1 (для сосны, ели, пихты, кедра), по таблице 2 (для лиственных пород). Номер режимов сушки пиломатериалов хвойных пород устанавливается в зависимости от их толщины, а для лиственных пород по таблице 4 в зависимости от породы, толщины и назначения пиломатериалов.

Выбранные режимы сушки представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 - Режимы сушки

ПородаТолщина п/мНомер и индекс режимаНомер ступени режимаИзменение влажности древесины на каждой ступени, %Параметры режимаt оC?tоC? Берёза 40 4-В1 2 390-30 30-20 20-1275 80 1005 9 290,80 0,66 0,31 Ель40 5-Н 1 2 360-35 35-25 25-1273 77 965 9 280,80 0,66 0,31 Сосна 60 5-Н1 2 360-35 35-25 25-1071 75 944 8 270,83 0,70 0,32

2.2 Выбор начального  прогрева и влаготеплообработки

 

Начальный прогрев проводится для интенсивного прогрева древесины перед сушкой в камере создаётся высокая степень насыщенности среды при повышенной, по сравнению с первой ступенью режима сушки, температуре.

Температуру среды при  прогреве пиломатериалов мягких хвойных  пород поддерживают в зависимости  от толщины и категории режима сушки. При прогреве пиломатериалов других пород устанавливают температуру  среды выше, чем на первой ступени  режима сушки: для лиственницы и  твёрдых лиственных пород - на 5 оС, а для мягких лиственных пород - на 8 оС, но в обоих случаях температура не должна быть выше 100 оС.

Психрометрическую разность при начальном прогреве поддерживают на уровне 0,5 - 1,5 оС. Во время прогрева в камеру подаю пар через увлажнительные трубы при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах. На прогрев древесины расходуется много пара, поэтому проводить начальный прогрев одновременно во многих камерах сушильного блока не рекомендуется. Ориентировочно длительность начального прогрева определяю из расчета 1 час на каждый сантиметр толщины материала.

Промежуточная влаготеплообработка непроводится.

Конечная влаготеплообработка проводится с целью снятия остаточных внутренних напряжений. Конечной влаготеплообработке подвергают пиломатериалы, высушиваемые по 2 категории качества. Во время обработки температуру среды поддерживают на 8 оС выше, чем температура на последней ступени режима, но не выше 100 оС. Психометрическая разность устанавливается 0,5-1 оС. Продолжительность конечной влаготеплообработки принимается по таблице.

Температура начального прогрева для берёза определяется по формуле:

 

t НП=t+5, оС

 

где t НП - температура начального прогрева древесины;

t - температура первой  ступени сушки (определена в  таблице 4)

 

t НП=75+5=80 оС

 

Температура конечной влаготеплообработки определяется по формуле:

 

t КВТО=t+8, оС

 

где t НП - температура конечной влаготеплообработки древесины;

t - температура третий  ступени сушки.

 

t КВТО=80+8=88оС

 

Пара метры начального прогрева и влаготеплообработки представлены в таблице 5.

 

Таблица 5Начальный  прогрев и влаготеплообработка

ПородаРежим сушкиНаименование обработкиПараметрыt оC?tоCТW,%Берёза4-ВНП ПВТО КВТО80 - 880,5-1,5 - 0,5-14 - 1290 - 12 Ель 5-ННП ПВТО КВТО85 - 1000,1-1,5 - 0,5-14 - 660 - 12 Сосна 6-ННП ПВТО КВТО80 - 1000,5-1,5 - 0,5-16 - 960 - 123. Технологический расчет

 

3.1 Расчет продолжительности  цикла сушки

 

Расчёт продолжительности  сушки в камерах периодического действия при низкотемпературном процессе.[3]

Общая продолжительность  сушки фактического и условного  материалов, включая начальный прогрев  и влаготеплообработку, находится по формуле:

 

? = ?исх*Ар*Ац*Ав*Ак*Ад, ч

 

где?исх - исходная продолжительность собственно сушки пиломатериалов заданной породы и размеров нормальным режимом от начальной влажности 60% до конечной влажности 12% в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности, ч;

Ар, Ац, Ав, Ак, Ад - коэффициенты, учитывающие категорию режимов сушки Ар, интенсивность циркуляции Ац, начальную и конечную влажности Ав, качество сушки Ак, длину материала Ад.

Значение Ад принимается  для пиломатериалов равным 1.

а) рассчитывается продолжительность  сушки для берёзы 40*150 мм.

?исх находится по таблице 9, находится пересечение толщины и ширины пиломатериалов,

 

?исх = 105(ч)

Ац =0,83 (на пересечении с Vмат равной 2,0 м/с для камеры ВК-4 таблица 11)

Ар = 1 - для нормального режима сушки.

Ак = 1,05 - для 3 категории качества сушки

 

Определяется коэффициент  Ав. В таблице 13 находим пересечение конечной и начальной влажности, Ав = 1,25

 

? =105*1*0,83*1,05*1,25*1=114(ч)=4,75(суток)

 

б) рассчитывается продолжительность  сушки для ели 40*180 мм.

 

?исх =88(ч)

Ац= 0,78

Ар=1- для нормального режима сушки.

Ак=1,0,5 - для 3 категории качества.

 

Определяется коэффициент  Ав. В таблице 13 находится пересечение конечной и начальной влажности, Ав = 1

 

?=88*1*0,78*1*1,05*1=72(ч)=3(суток)

 

в) рассчитывается продолжительность  сушки для сосны 60*180 мм.

 

?исх =125(ч)

Ац =0,87

Ар =1 - для нормального режима сушки.

Ак =1,05 - для 3 категории качества сушки.

 

Определяется коэффициент  Ав.

В таблице 13 находим пересечение  конечной и начальной влажности, Ав =1

 

? =125*1*1,05*1*1*0,87=114,5(ч)=4,7(суток)

 

г) рассчитывается продолжительность  сушки условного материала.

 

?исх =88(ч)

Ац =0,78

Ар =1 - для нормального режима сушки.

Ак =1,15 - для 2 категории качества сушки.

 

Определяется коэффициент  Ав. В таблице находим пересечение конечной и начальной влажности, Ав =1

 

? =88*1*1,15*1*1*0,78=78,9(ч)=3,2(суток)

 

Рассчитывается продолжительность  оборота камеры при сушке пиломатериалов в камере ВК-4.

 

?об = ? + ?з.р,(сут)

 

где? - продолжительность сушки (сут).

?з.р- продолжительность загрузки и разгрузки камеры, принимается равной 0,1 суток при механизированных способах загрузки.

Для берёза ?об =4,75+0,1=4,85(сут)

Для ели ?об=3+0,1=3,1(сут)

Для сосны ?об=4,7+0,1=4,8(сут)

Для условного материала ?об=3,2+0,1=3, (суток)

Результаты расчётов свожу  в таблицу 6.

 

Таблица 6 Расчет продолжительности  сушки и оборота камеры

Характеристики пиломатериаловКатегория качества сушкиКатегория режима?исх, чКоэффициенты?суш?обПородаТолщина, ммШирина, ммВлажность,%АрАцАкАвАдчсутсутWнWкБерёза4016090123Н10510,831,051,2511144,754,85Ель4018060123Н8810,781,05117233,1Сосна6018060123Н12510,871,0511114,54,74,8Условный материал 4015060122Н8810.781.151178.93.2 3.3

Объём подлежащих сушке пиломатериалов (Фi) переводится в объём условного материала (Уi) по формуле:

 

Уi =Фi ×К?×Ке, м3 усл

 

Где Фi - объём подлежащих сушке фактических пиломатериалов заданных в спецификации, м3;

К? - коэффициент продолжительности оборота;

Ке - коэффициент вместимости камеры.

 

К? =?об.ф/?об.усл

 

?об.ф - продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала, сут.

?об.усл - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сут.

 

Ке =Еусл/Еф=?усл/?ф

 

Где Еусл - вместимость камеры на условном материале, м3;

Еф - вместимость камеры на материале заданной характеристики, м3;

?усл - объёмный коэффициент заполнения штабеля условным материалом;

?ф - объёмный коэффициент заполнения штабеля фактическим материалом.

Переводим фактический объём  берёзы в условный объём.

Находим объёмный коэффициент  заполнения штабеля.

 

?=?д×?ш×?в×((100-У0)/100)

 

где ?д, ?ш, ?в-линейные коэффициенты заполнения штабеля по его длине, ширине, высоте.

 

У0=k0*(wн-wк), %

 

где У0- объёмная усушка древесины;

k0- коэффициент усушки;

wн- начальная влажность древесины;

wк- конечная влажность древесины.

 

?д=1

?в=S/S+Sпр,

 

где S- толщина пиломатериалов, мм;

Sпр - толщина прокладок, (25 мм).

Находим условный коэффициент  заполнения штабеля:

 

?усл=?д×?ш×?в×((100-У0)/100)

 

Для условного материала ?д = 1

Для сосны

 

У0=3,52

?в=40/(40+25)=0,6

?ш=0,9 - т.к. доски обрезные  со способом укладки без шпаций.

?усл=1×0,9×0,6×((100-3,52)/100)=0,48

 

Фактический коэффициент  заполнения штабеля.

Для берёзы:

 

?д=1,

?в=40/(40+25)=0,6,

У0=4,32,

?ш=0,9,

?=1×0,9×0,6×((100-4,32)/100=0,5.

 

Для ели:

 

?д=1,

?в=40/(40+25) =0,6,

?ш=0,9,

У0=3,44,

?=1×0,9×0,6×((100-3,44)/100)=0,5.

 

Для сосны:

 

?д=1,

?в=60/(60+25)=0,7,

?ш=0,9,

У0=3,52,

?=1×0,7×0,9×((100-3,52)/100)=0,6.

 

Переводим фактический объём  берёзы в условный объём.

 

К?=4,85/3,3=1,4,

Ке=0,48/0,5=0,96,

Уi=6000×1,4×0,9 =8064(м3)

 

Переводим фактический объём  ели в условный объём.

 

К?=3,1/3,3=1,

Ке=0,48/0,5=0,96,

Уi=8600×1×0,96=8256(м3)

 

Переводим фактический объём  сосны в условный объём.

 

К? =4,8/3,3=1,5,

Ке =0,48/0,6=0,8,

Уi =10900×1,5×0,8=13080(м3)

 

Таблица 7. Перевод  объема фактических пиломатериалов в объем условного материала

Характеристика материалаПродолжительность оборота камеры, сутКоэффициентыОбъем пиломатериалов, м3ПородаТолщина, ммШирина, мм?об.ф (сут)?об.усл (сут)K??.ф?.усКеЗаданный ФВ усл. материале УБерёза 401604,853,31,40,50,480,96 60008064Ель401803,13,310,50,480,9686008256Сосна601804,83,31,50,60,480,81090013080

3.2 Расчет количества  сушильных камер

 

Нормативная годовая производительность камеры на условном материале рассчитывается по формуле:

 

Пу =335/?об.усл ×?усл×Г, м3/год,

 

где 335-плановая продолжительность  работы камеры в течение календарного года с учетом необходимости их периодического ремонта (сутки);

Г- габаритный объем всех штабелей в камере, м3 .

 

Г= L×B×H×m,

 

где L,B,H - габаритные размеры  штабеля (длина, ширина, высота), м;- число штабелей в камере;