Разработка технологического процесса производства фанеры

• Упаковка

Упаковка фанеры, для уменьшения расхода упаковочных материалов, улучшения хранения фанеры и снижения трудозатрат, выполняет упаковочными автоматами, упаковывающие фанеру в пачки массой до 1 т. после укладки реек размером 50*100 мм на стол машины из стопы механически подаются листы фанеры до тех пор, пока масса не достигнет запро

граммированной величины. Затем формируемый пакет сжимается и перевязывается стальной или пропиленовой лентой посредством двух обвязочных головок. Для предотвращения смятия ребер пачки под ленты подкладывают металлические угольники. Производительность упаковочной машины до 40 м³ фанеры/ч. Каждую пачку маркируют: указывают наименование предприятия, размеры фанеры, марку, сорт, породу древесины, вид обработки, количество листов в пачке и номер стандарта.

• Склад

Пачки упакованной фанеры доставляются на склад для хранения и последующей реализации.

 

3 РАСЧЕТ СЫРЬЯ, ПОЛУФАБРИКАТОВ, ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, сортовой выход

 

3.1. Расчет сырья и полуфабрикатов

 

Расчет сырья и полуфабрикатов для выполнения производственного задания завода (цеха, участка) по выпуску фанеры или другого вида клееных материалов с применением лущеного шпона ведется отдельно для каждого сортимента (вида) продукции. При этом рекомендуются следующие методика и последовательность расчетов.

1. Расчеты начинаются  с определения объема готовой  продукции и заканчиваются расчетом объема сырья.

2. Для определения  объема Q_n продукции или полуфабриката (фанеры, шпона и др.) на предыдущем (по технологии) участке (n) нужно воспользоваться формулой

                   

                  (3.1)

где  - объем полуфабриката на участке (n-1) последующем (по технологии), м³;

- процент потерь и отходов  на данном этапе (при переходе от участка n к участку n-1).

3. Для определения объема q_n отходов (потерь) в м³ на данном (по технологии) этапе используются формулы:

                   

               (3.2)

                 Или

                   (3.3)

Таким образом, если за участок n мы примем лущильный цех, то участком n-1 будет последующий за ним сушильный

цех. И если Q_n есть объем сырого шпона, вырабатываемого в лущильном цехе, то есть объем сухого шпона, выходящего из сушилок.

Соответственно а_n есть процент потерь на усушку, q_n — объем потерь на усушку шпона при прохождении его через сушилку и т. д.

 Исходных данных принимаем следующее:

1. Вид продукции фанера

2. Марка ФК

3. Толщина, мм 3мм; 9 мм

4. Формат, мм 1525х1525

5. Общее количество Q₁ склееной

(обрезной) фанеры в течение года……95700 м³ (определено по заданию).

Исходные данные и  результаты расчетов удобно поместить в таблицах (см. табл. 3.1 и 3.2).

Заполнение граф ведем  в определенной последовательности, пользуясь как расчетными, так и справочными данными, (возможно использование данных действующих передовых предприятий, полученных, например, во время прохождения производственной и преддипломной практик).

Расчет требуемого количества сухого шпона (табл. 3.1) начинаем с определения объема Q₁ обрезной фанеры (гр. 6) в соответствии с заданным процентным соотношением (ассортиментом) продукции.

Таким образом, общее количество фанеры марки ФК (3мм) будет равно:

 м³,

 

фанеры марки ФК (9мм):

 м³,

Количество обрезной фанеры не определяет количество готовой фанеры, сданной на склад, т.к. после операции обрезки по максимальному формату часть фанеры еще потребует дополнительного переобреза. Такая необходимость вызывается тем, что на боковых кромках фанеры могут возникнуть различные дефекты, например:

обзол – до 28 ¸ 30% от общего количества дефектов

трещины – до 11 ¸ 13%

слабые углы – до 28 ¸ 30%

прочие дефекты до 27 – 29%

Кроме того, часть фанеры используется для проведения физико-механических испытаний по определению ее качества, часть – для упаковки фанеры высших сортов и для других нужд внутризаводского потребления. Поэтому, для расчета количества готовой фанеры Q₀, сданной на склад (графа 9), необходимо определить потери а₁ (графа 7) при  переобрезке.

При расчете их можно принимать  равными: для рядовой фанеры – 1%, для экспортной фанеры - 4¸5%, для авиационной фанеры – 10 (м³), сданной на склад (графа 9), определяется по формуле

               

;               (3.4)

 м³,

 м³,

 

В объемном выражении  потери при переобрезке q₁ (графа 8) будут (см. формулу 3.3):

                   

;               (3.5)

 м³;

 м³;

Для определения количества необрезной фанеры задаемся величиной припуска на обрезку, который находится в пределах 30-50 мм на одну сторону и согласуется со стандартными размерами (по длине) чураков (см. ГОСТ 3916.1-69). Размеры чураков в свою очередь соответствуют размерам шпона (по длине) и необрезной фанеры.

Тогда процент отходов а₂ при обрезке (графа 10) будет равен

                ,                  (3.6)

где F_н – формат необрезной фанеры;

F₀ – формат обрезной фанеры.

;

;

Количество необрезной фанеры (графа 12) соответствующих марок подсчитывается по формуле (3.1):

 м³;

 м³;

 

Таблица 3.1- Расчет требуемого количества сухого шпона для выработки заданного (расчетного) количества фанеры

№  п/п	Обрезной цех					Склад готовой продукции			Клеильный цех			Сушильный цех
	Фанера, обрезанная по максимальному стандартному формату (обрезная фанера)					Готовая фанера (с учетом переобреза)			Необрезная фанера			Сухой шпон, поступающий на участок сборки пакетов			Сухой шпон, выходящий  из сушилок						Примечание
	Марка (рынок)	Толщина, мм	Формат, мм	Слойность	Q1,м3	Отходы при переобрезке		Q0,м3	Отходы при обрезке		Q2,м	Потери на упрессовку		Q3, м3	Отходы при ребросклеивании, починке, усовании		Q4, м3	В том числе
						а1,%	q1,   м3		а2, %	q2,м3		а3, %	q3, м3		а4, %	q4, м3		квадратный	продольный	Поперечный
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
1	ФК	3	1525х1525	3	57420	1	574,2	56845,8	9,2	5817,8	63237,8	10	7026,4	70264,2	3	2173,12	72437,32	72437,32	-	-	-
2	ФК	9	1525х1525	7	38280	1	382,8	37897,2	9,2	3878,6	42158,6	9	4169,5	46328,1	3	1432,83	47760,93	19663,17 28097,76	-	-
	Всего	-	-	-	95700	-	957	94743	-	9696,4	105396,4	-	11195,9	116592,3	-	3605,95	120198,25	120198,25	-	-

 

 

 

Объем отходов на обрезку (графа 11) q₂ определяем по формуле (3.3).

 м³;

 м³;

Величина потерь (безвозвратная) на упрессовку в % принята по [1]:

для фанеры ФК, 3 мм - a₃ =10 %;

для фанеры ФК, 9 мм - а₃=9 %.

Объем сухого шпона, поступающего на сборку:

                  

                  (3.7)

 м³;

 м³;

 

Объем потерь на упрессовку, м³:

                    

                   (3.8)

 м³;

 м³

 

Процент отходов а₄ при ребросклеивании, починке и усовании шпона принимаю равным 3%

Объем сухого шпона, выходящего из сушилок, м³:

                  

                  (3.9)

 м³;

 м³;

Объем отходов при  ребросклеивании, склеивании на «ус» и  починке, м³:

                   

                   (3.10)

 

 м³;

 м³;

При составлении схемы  набора должны также учитываться величина упрессовки фанеры, припуск на шлифование (с двух или с одной стороны), а также величина допускаемых отклонений по ГОСТ 3916 и др.

Схема набора предполагает определенную величину толщины пакета для одного листа фанеры заданной толщины и марки. Толщина же пакета (S_п) есть сумма толщин шпона SS_ш, из которого составляется пакет.

Для определения расчетного значения SS_ш (в мм) следует пользоваться следующими формулами:

при склеивании нешлифованной фанеры

                     

,             (3.11)

при склеивании фанеры, подлежащей шлифовке       ,            (3.12)

где S_ф — номинальная толщина фанеры по заданию, мм;

У_п — упрессовка пакетов при изготовлении фанеры;

x — число шлифуемых сторон фанеры (одна или две в зависимости от сорта назначения фанеры, или же вообще не шлифуется);

Δ — припуск на шлифование (0,1 ч 0,2 мм на сторону).

Нормы потерь на шлифование даны в прил. 6.

Наконец, при составлении  схемы набора пакетов необходимо руководствоваться следующими требованиями практического характера, имеющими определенную экономическую и технологическую целесообразность:

1. Пакет должен состоять  из возможно меньшего количества слоев шпона (с обязательным соблюдением принципа симметрии).

2. Набор пакетов необходимо  осуществлять с применением возможно меньшего количества различных толщин шпона (если фанера неравнослойная, то разница должна наблюдаться визуально и составлять не менее 0,2 мм).

3. Внутренние слои  шпона, подлежащие нанесению на  них клея, желательно иметь одной  толщины (для данной толщины фанеры).

4. Толщину наружных  слоев шпона целесообразно иметь меньшую, нежели толщину внутренних слоев (с целью повышения сортового состава фанеры).

5. Суммарная толщина шпона в пакете должна обеспечивать получение листа фанеры толщиной, близкой к номиналу или даже к нижнему допуску (с целью уменьшения расхода сырья).

В нашем примере в графе 19 для фанеры ФК весь шпон имеет формат 1600 х 1600 мм (Первое число, обозначающее формат листа шпона, определяет всегда его длину, т.е. размер его по длине волокон, а второе ширину, т.е. размер поперек волокон).

Определим процентное и объемное соотношение шпона в пакете. Выше мы рассмотрели требования к подбору толщин шпона. По заданию слойность 3-миллиметровой фанеры равна трем, слойность 9-миллиметровой фанеры равна семи (пояснение см. ниже). Принимаю пакет по [5]

для ФК 3мм: 1,1—1,1—1,1 мм; ΣS_ш=3,3

1. для ФК 9 мм: 1,40—1,50—1,50—1,40—1,50—1,50—1,40 мм; ΣS_ш=10,2.

 

 

Для фанеры ФК 3мм весь шпон будет состоять из шпона толщиной 1,1 мм.

Для фанеры ФК 9мм

 После заполнения  граф табл. 1 переходим к расчетам  и заполнению соответствующих граф табл.3.2.

Прежде всего в графы 2, 3, 4 табл. 2 переносим соответствующие показатели и величины, полученные в предыдущих расчетах (табл. 3.2).

Некоторую особенность имеет заполнение графы 2. Подбор оптимальных толщин шпона для различных толщин  фанеры(ФК-4 мм нешлифованная; ФК-9 мм шлифованная) производим, пользуясь формулами (3.11, 3.12).

Для ФК-3 мм нешлифованной (3-х слойной)

Для ФК-9 мм шлифованной (7-слойной)

При этих расчетных значениях  ΣS_ш и изготовлении равнослойной фанеры в нашем примере потребовались бы следующие толщины шпона:

 

 

 

Для фанеры марки ФК-3 мм нешлифованной

Для фанеры марки ФК-9 мм шлифованной

Считаю целесообразным оставить прежний набор пакетов  шпона, т. к. это соответствует практическим данным, а технические характеристики лущильного станка ЛУ17-10 (принятого ниже) позволяют лущить шпон в диапазоне 0,2-3,2 мм с градацией 0,04 мм.

Следует иметь в виду, что для большинства современных лущильных станков (ЛУ17-4, 2HV-66; 2HV-78; 3V, 4V и др.) толщины шпона могут меняться в пределах от 0,05 до 5,0 мм с градацией в 0,03—0,05мм.