Клееные материалы

Сырой шпон должен быть сразу высушен во избежание  биологического заражения древесины  и снижение качества шпона. Наиболее распространение получили агрегаты комбинированной сушки, где основной тип теплопереноса – конвекционный с долей контактного нагрева. Это роликовые сушилки с паровым или газопаровым обогревом.

Для сушки шпона  выбираем газовую роликовую сушилку  СРГ-50-2. Мы выбираем это оборудование для сушки, потому что температура  агента сушки в них составляет не 150-1600С, а 250-3000С благодаря применению смеси топочных газов с воздухом. Для этого сушилки снабжаются топками, где сжигается топливо, а топочные газы в смеси с атмосферным воздухом непосредственно подаются в зону сушки. Поэтому в газовых сушилках отсутствуют калориферы и при этом же каркасе становится возможным сделать сделать вместо пяти восемь этажей.

Техническая характеристика паровой сушилки СРГ-50-2:

Число этажей         8

Рабочая длина  камер, м      23,92

В т.ч. сушки        21,76

охлаждения        2,16

Диаметр роликов, мм       1,62

Длина ролика, м        3,9

Диаметр роликов, мм       102

Расстояние  между осями роликов по длине, мм 180

Число топок, шт        2

Температура, ⁰С:

Поступающей смеси     250-270

Отработавшей смеси     130-160

Число рабочих        5

Расход топлива, кг/м³      0,35

Производительность  для шпона 1,5 мм, м³/ч  7,0

На следующем  этапе происходит сортировка шпона, она определяет сортовой выход готовой  фанеры. Сухой шпон сортируется в  соответствии с требованиями  стандартов на продукцию. Сортировщик сухого шпона СШ-3 имеет систему адресования,  управляемую микропроцессором. Лист шпона укладывается на подстопное место с помощью отсекателя. После формирования стопы высотой 700 мм она выкатывается на резервный рольганг.

Число секций        8

производительность  для полноформатного 

шпона        21м3/см

установленная мощность     20,6 кВт

масса         12000 кг

занимаемая  площадь      18,5×5,2 м

Допускается одновременная  подача трех листов, а также рассортировка неформатных листов.

Полноформатные  листы, требующие ремонта, транспортируются к шпонопочиночным станкам, где  ремонтируются до требуемого сорта. Починка заключается в удалении из листов шпон дефектных мест с  последующей заменой их вставками  из качественного шпона с целью повышения сортности на один разряд . Починке подлежит шпон сортов II, III, IV.

Используется  станок ПШ-2А.

Толщина обрабатываемого  шпона, мм   0,95-4,0

Вылет консоли  станка, мм     1650

Число ударов в  минуту, максимальное  56

Размеры вставок, мм    40*25, 60*32, 80*40

Установленная мощность, кВт    0,75

Размеры станка (L*B*H), м    2,81*0,85*1,62

Масса станка, кг       2150

Кусковой шпон обрабатывается на гильотинных ножницах НГ-18-1 с целью формирования строго прямолинейных кромок для последующего ребросклеивания без фугования.

Техническая характеристика гильотинных ножниц НГ-18-1:

Наибольшая  длина листов шпона, мм    1800

Наибольшая  высота пакета шпона, мм:

      при резе вдоль волокон     90

      при резе поперек волокон    30

Ширина шпона, мм       75-1000

Время цикла, с        4

Давление прижимной  траверсы, МПа    0,25

Скорость перемещения  каретки с упорами, м/с 0,1

Установленная мощность, кВт     8,1

Норма обслуживания, чел      1

Размеры станка (L*B*H), м    2,64*3,47*1,65

Масса станка, кг        4400

Потери шпона  на прирубке кусков составляют примерно 5-7%, при кромкофуговании – еще 15%.

Ребросклеивание выполняется на станке РС-9. Станок соединяет  предварительно фугованные кромки термопластичной  нитью, клеевая нить проходит через зону горячего воздуха, оплавляется и приклеивается зигзагообразно на стык кусков шпона, где почти моментально отверждается.

Техническая характеристика РС-9:

Средство соединения полос    клеевой нитью

Направление подачи шпона    продольное

Толщина шпона, мм     0,4-3,8

Наименьшая  ширина шпона, мм    60

Скорость подачи шпона, м/мин    14-40

Установленная мощность, кВт    0,8

Размеры станка (L*B*H), м    1,8*0,85*1,79

Масса станка, кг       630

Наносить клей на поверхность  шпона будем контактным способом, так как этот способ наиболее экономически выгоден. Этот способ заключается в переносе клея с двух вращающихся барабанов клеенаносящих станков на поверхность пропускаемых между ними листов шпона. Для обеспечения требуемой нормы нанесения различных видов клеев используются клеенаносящие станки с барабанами, имеющими поверхность металлическую или обрезиненную, гладкую или рифленую.

Выбираем клеенаносящий  санок КВ18-1, так как максимальная ширина подаваемых в станок заготовок 1600, а нам это подходит, потому что ширина нашего листа шпона равна 1220 мм

Техническая характеристика КВ18-1:

Рабочая длина вальцов, мм     1800

Диаметр вальцов, мм      300

Размеры заготовок, мм:

      длина минимальная     500

      ширина  максимальная     1600

Толщина, мм        0,3-60

Окружная скорость вальцов, м/с   0,25-0,57

Расход клея, г/м²       70-240

Размеры станка (L*B*H), м   2,64*0,84*1,48

Масса станка, кг      1570

При сборке особое внимание уделяется симметричности листа фанеры и соблюдение заданной конструкции. Лучшие поверхности крайних листов должны быть обращены наружу.

Выбрана линия  сборки пакетов шпона  модели ЛСП-4. Линия предназначена для сборки пакетов фанеры размером 1220*1830.

Техническая характеристика линии ЛСП-4:

Толщина шпона, мм      1,15-2,25

Высота подаваемой стопы шпона, мм, не более 900

Расчетная производительность для фанеры

толщиной 4 мм, м3/ч      3

Цикл сборки трехслойного пакета, с, не более 8,4

Высота собранного пакета, мм, максимальная 1100

Количество  обслуживающего персонала, чел  2

Установленная мощность, кВт     26

Размеры (L*B*H), м      21*5,5*3,5

Масса, кг         16000

Перед тем как  подвергнуть фанеру прессованию  она проходит стадию подпрессовки. На данной стадии сборный пакет фанеры поджимается, что приводит к удалению излишек клея и воздуха. Холодное прессование позволяет исключить взаимное смещение листов, уменьшить повреждение наружных слоев, увеличить скорость транспортирования и загрузки в пресс, отказаться от использования прокладок, повысить производительность пресса за счет повышения его этажности, сделать работу не зависимой от участка сборки пакетов.

Режим подпрессовывания пакетов шпона на фенолформальдегидных клеях:

Продолжительность свободной выдержки

пакетов до подпрессовывания, мин    10-15

Продолжительность подпрессовывания, мин  7-10

Давление на подпрессовываемый пакет, МПа  1,0-1,2

 Для подпрессовки  используют холодные прессы, выбираем  ДО838-Б с верхним давлением.  Загрузка и выгрузка осуществляется  цепным конвейером, проходящим через  нижний стол. Высота рабочего  промежутка составляет 1200 мм.

Склеивание  шпона производится в горячем  многоэтажном прессе, в рабочем промежутке пресса однолистный пакет (по заданию).Однолистный  способ склеивания пакетов шпона  гарантирует достаточно хороший  и равномерный прогрев как  по площади листов, так и по толщине пакета. Для этого используется пресс П714Б.

Техническая характеристика пресса П714Б:

Усилие пресса, мН       6,3

Давление прессования, МПа      2,2

Число этажей, мм        15

Размер плит, мм      1650*1750*42

Высота рабочего промежутка, мм    70

Число цилиндров  главных/вспомогательных  1/2

Диаметр плунжеров, мм,

главных/вспомогательных    600/160

Скорость смыкания плит пресса, мм/с   80

Установленная мощность, кВт     19

Размеры пресса (L*B*H), м    6,86*5,55*2,83

Масса, т          41,5

Упрессовка  фанеры ФСФ березовой равна ориентировочно 10%. Причиной упрессовки являются пластические деформации древесины под действием высокой температуры и давления.

Охлаждение  фанеры выполняют для снижения температуры  и влажности листов, выгруженных  из горячего пресса. Из фанеры ФСФ (на фенолформальдегидных клеях) интенсивно выделяется свободный формальдегид. Для ускорения процесса используют  конвейерные охладители. При их длине 6,5 м и скорости подачи 1 м/мин время охлаждения составляет 6,5 мин.

 

Обрезка необходима для выравнивания кромок, которые должны быть прямолинейными, без бахромы. Должны быть также обеспечены прямоугольность углов и правильные размеры сторон листов с отклонением не более ±(4-5) мм. Выбираем 4-пильный агрегат ПФ-119, составленный из двух 2-пильных станков, расположенных взаимно перпендикулярно. Он оснащен механическим загрузчиком, имеет конвейер удаления отходов. Пиление производится на каретках с базирующими упорами. Производительность составляет до 11 м³/ч.

Техническая характеристика агрегата для обрезки фанеры ФП-119:

Число пил         4

Диаметр пилы, мм        550

Частота вращения пилы, мин^-1     2510

Максимальные размеры  пачки, мм:

    длина         1600

    ширина         1600

    толщина         120

Установленная мощность, кВт     93,5

Размеры станка (L*B*H), м    9,58*8,12*1,75

Масса, кг         11500

Фанеру общего назначения сортируют по породам, форматам, толщинам, направлению волокон наружных слоев (продольная и поперечная фанера), маркам, сортам, виду обработки (шлифованная и нешлифованная).

Операция сортировки фанеры является трудозатратной особенно больших толщин (в нашем случае имеется фанера толщиной 12 мм), выбираем механический сортировщик СФ-1,. Механический сортировщик СФ-1 рассчитан на фанеру размером 1220*1830 мм, толщиной от 3 до 18 мм. Он имеет 8 сортовых секций, производительность 250 листов в час, установленная мощность 4,5 кВт, норма обслуживания – 1 человек. Габаритные размеры 19,1*3,97*1,5 м, масса 8400 кг.

Починка выполняется  для ликвидации дефектов и повышения сортности листа. Починку выполняют на отдельном рабочем месте, оборудованном инструментом для фрезерования канавок и постановки заплаток, нанесения клея и запрессовки слабых углов в винтовом прессе. Будем использовать замазки на основе смеси фенолформальдегидной смолы, казеина и древесной муки.

Листы фанеры упаковывают  в пачки, укладывая их лицевым  слоем внутрь. В пачке должна находиться фанера, изготовленная из одной породы древесины, одного размера, сорта, вида обработки и марки. Фанеру упаковывают  автоматически. Пачку перевязывают металлической лентой, вес пачки может достигать 1 тонны, производительность автомата до 40 м³/ч.

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

3.2 ПАТЕНТНЫЙ  ПОИСК

 

В рамках патентного поиска был изучен ряд охранных документов, согласно международной патентной классификации B27D 1/04 – «Изготовление клееной фанеры или изделий из нее».

В результате выявлено 174 отечественных изобретения и 9 полезных моделей.

В ходе изучения для дальнейшего анализа был отобран патент на изобретение № 2136488 «Фанера»

Формула изобретения

 Фанера, содержащая  листы шпона, склеенные между  собой синтетическим клеем, отличающаяся  тем, что в качестве синтетического  клея использован состав на  основе диановой смолы при следующем соотношении компонентов клея, мас.ч.:

 Смола диановая  СДЖ-Н - 100

 Мел - 6 - 10

 Древесная  мука - 1 - 3

 Параформ - 0 - 0,2

 Вода - 0 - 5

 

Изучив основные характеристики клея на основе диановой смолы (ГОСТ 10587-84) можно сделать вывод о включении его в технологический процесс. Так как цель изобретения - снижение токсичности фанеры и улучшение ее физико-механических показателей достигнута за счет используемых в составе клея компонентов.

4 РАСЧЕТ РАСХОДА СЫРЬЯ  И МАТЕРИАЛОВ

 

4.1 РАСЧЕТ СЫРЬЯ И ПОЛУФАБРИКАТОВ

 

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

Расчеты начинаются с определения  объема готовой продукции, и заканчивается  объемом сырого сырья.

Рассчитываем требуемое  количество сырья и полуфабрикатов на всех этапах производства для выработки  заданного количества фанеры. В качестве исходных данных принимаем следующие: