<sub>Оглавление

Введение..

1. Задание на курсовой проект..

2. Спецификация готовой продукции..

3. Расчет производственной программы цеха клееной фанеры...



3.1 Расчет производительности прессов..

3.2 Определение производственной программы цеха..

4. Расчет потребного количества шпона, сырья и отходов производства..

4.1 Расчет количества сухого шпона, потребного на изготовление заданного количества нешлифованной фанеры...

4.2 Расчет количества кряжей, потребных на изготовление заданного количества шпона..

4.3 Расчет потребного количества сырья на программу..

4.4 Расчет количества клея и его составных частей, потребных на изготовление заданного количества фанеры...

5. Определение производительности основного оборудования.. ! определена.

5.1 Определение производительности лущильного станка..

5.2 Определение производительности ножниц для рубки шпона..

5.3 Определение потребного количества оборудования (лущильных станков, ножниц) для линии «лущение – рубка – укладка шпона»  

5.4 Определение производительности сушилки..

5.5 Определение потребное количество сушилкок..

6. Разработка технологической планировки цеха клееной фанеры и краткое ее описание..

7. Построение циклограммы.

8. Исследовательская часть..

8.1 Определение возможных наборов толщин шпона для изготовления  клееной фанеры из хвойных парод древесины.

8.2 Номограмма для определения требуемых толщин шпона.

8.3 Расчёт толщины пакетов по сырому шпону.

8.4 Ход и результаты решения задачи..

9. Библиографический список..</sub>




Введение


Фанерная отрасль – одна из немногих, в которых Россия экспортирует не сырье, а готовую продукцию. Фанера – один из наиболее привлекательных российских товаров, и мировой спрос на нее постоянно растет. Исключение составляет разве что так называемая ламинированная фанера, используемая в качестве опалубки при возведении домов по монолитной технологии – до недавнего времени ее даже импортировали в Россию, к неудовольствию производителей из города Чудова.

Фанера пользуется очень большим спросом на мировых рынках, а потребность в ней постоянно увеличивается. Такие тенденции будут сохраняться, как минимум, на протяжении ближайших 15 лет. За последние десять лет выпуск фанеры на всех континентах вырос более чем на 11%. Ежегодно в мире изготавливается около 45 млн куб. м фанеры.

Ранее одним из основных мировых поставщиков этого материала была Юго-Восточная Азия, но после ограничения вырубки лесов, введенного по настоянию ООН, в этом регионе производство фанеры пошло на спад. Кроме того, сокращению количества древесины, пригодной для производства этого продукта, способствовала вырубка деревьев с большим объемом ствола, что привело к нехватке запасов для полной загрузки производственных мощностей. В результате снижения объемов производства фанеры в Юго-Восточной Азии на мировом рынке образовалась ниша, которую с успехом заняла Россия.

Ведущим потребителем российской фанеры является Западная Европа, импортировавшая в 2005 году 730 тыс. куб. м этого продукта. Основные страны-импортеры – Италия, Великобритания, Германия, Финляндия, Швеция.

Второй крупнейший потребитель отечественной продукции – Северная Америка, прежде всего США. Туда в прошлом году было экспортировано 390 тыс. куб. м российской фанеры. В 2003 году США были ведущим мировым производителем фанеры и полностью обеспечивали свои потребности, однако сокращение вырубки лесов в США и Канаде привело к дефициту этого материала.

Еще 97 тыс. куб. м российской фанеры потреблялось в 2005 году в СНГ, 88 тыс.– в Африке, 13 тыс.– в Азии, 5 тыс.– в Австралии.

В первом квартале 2006 года произошли некоторые изменения структуры экспорта фанерной продукции из России: на 11% по сравнению с первым кварталом 2005 года увеличился экспорт в Западную Европу, на 40% – в страны СНГ, на 47% – в Азию, а вот потребление США российской фанеры сократилось на 15%.

Крупнейшим экспортером фанеры из России в первом полугодии 2006 года стала Республика Коми (ее доля составила 14,7%), второе место заняла Костромская область (14,7%), третье – Новгородская область (7,9%).

На внутренний рынок России в 2005 году пошло всего 553 тыс. куб. м фанеры, то есть около 20% от производимой в России продукции. Хотя по сравнению с 2004 годом даже эта цифра увеличилась на 18%. При этом, по данным "Леспром индастри консалтинг", темпы роста внутреннего потребления фанеры в 2005 году существенно замедлились. В первом квартале 2006 года рост внутреннего потребления фанеры продолжился, увеличившись на 11% по сравнению с аналогичным периодом 2005 года. Эксперты UPG считают, что рост внутреннего потребления фанеры является фактором, стимулирующим увеличение объемов ее производства, и предоставляет игрокам рынка дополнительную нишу для реализации своей продукции, ведь сейчас на экспорт идут не менее 70% производимой крупнейшими фанерными заводами продукции. По некоторым оценкам, сейчас в России удовлетворено лишь 30-35% потребностей строительной индустрии в фанере, поскольку основная часть фанеры продается на внешних рынках, где цены все еще выше.

Производство фанеры растет в течение уже восьми лет. По данным "Леспром индастри консалтинг", в первом полугодии 2006 года объем производства клееной фанеры в России составил 1,34 млн. куб. м, увеличившись на 6,8% по сравнению с первым полугодием 2005 года. По прогнозам United Panel Group, в 2006 году суммарный объем производства фанеры в России составит 2,75 млн. куб. м – почти вдвое больше, чем в 2000 году.

В России работает более 100 фанерных предприятий, общая производственная мощность которых превышает 3 млн. куб. м. Но в целом объем производства уступает уровню западных стран – так сложилось исторически. Для справки: в середине 80-х годов в СССР изготовляли 7,7 куб. м фанеры на 1 тыс. человек, в США этот показатель был выше в 9 раз, в Канаде – в 10, в Японии – в 7, в Финляндии – в 16.

Нынешний рост производства связан в первую очередь с возросшим потреблением фанеры строительной отраслью, а также с тарифными ограничениями на экспорт березового кряжа – сырья для производства фанеры. Емкость отечественного рынка продукции деревообработки в настоящее время, по оценкам экспертов, составляет около $2-2,5 млрд. На долю пиломатериалов приходится более 50%, на фанеру – порядка 40% и около 10% – на плиты ДВП, ДСП и МДФ.

По данным "Леспром индастри консалтинг", в ближайшие пять лет, ожидается увеличение выпуска фанеры в России до 3,8 млн. куб. м в год. Объемы потребления фанеры на внутреннем рынке вырастут на 40% по оптимистическим прогнозам и на 25% – по пессимистическому сценарию, предусматривающему развитие в России производство OSB, ориентированно-стружечных плит, которые поглотят часть спроса на фанеру. При этом в силу увеличения спроса на сырье произойдет снижение рентабельности фанерного производства.

Лидер российской фанерной промышленности – холдинг "Свеза", доля которого в 2005 году составила 21,6%. В холдинг входят костромской фанерный комбинат "Фанплит", Усть-Ижорский фанерный комбинат и фанерный комбинат "Новатор". На втором месте после "Свезы", с большим отрывом, следует Сыктывкарский фанерный завод, доля которого составляет 6,4% на рынке, на третьем – United Panel Group (ей принадлежит Жешартский фанерный комбинат) – 6,2%. Еще 5,7% рынка занимает Илим-Братский фанерный завод, 4,6% – "Фанком", 4% – Парфинский фанерный комбинат, 3,5% – Мантуровский фанерный завод, 2,9% – завод "Чудово RWS", 2,1% – Зеленодольский фанерный завод, 1,8% – Демидовский фанерный завод. Остальные 41,2% рынка приходятся на более мелкие заводы.

Фанера пользуется большим спросом на мировых рынках, а потребность в ней постоянно увеличивается. Такие тенденции будут сохраняться на протяжении, как минимум, ближайших 15 лет.


1. Задание на курсовой проект


Таблица 1.1




2. Спецификация готовой продукции

Марка фанеры	Размер фанеры		Конструкция фанеры			Вид, марка клея	Степень окончательной обработки и отделки
	Толщина, мм	Формат обрезной фанеры	Слойность	Толщина шпона, мм	Схема сборки пакета
ФК	3	1830×1220	3	1,1		КФ-О	нешлиф
ФК	18	1830×1220	13	1,52		КФ-О	нешлиф

Таблица 2.1




<sub>3. Расчет производственной программы цеха клееной фанеры

3.1 Расчет производительности прессов(для 3мм)</sub>

1.     Определяем время загрузки пакетов в пресс:

,

где - время загрузки пакетов в пресс, с;

       - ход толкателя загрузочной этажерки, равный размеру пакета

        шпона, совпадающему с направлением движения толкателя, уве-

        личенному на 150-200мм;

        - скорость движения толкателя загрузочной этажерки, мм/с;

=1900/190=10,0с.

2.     Определяем продолжительность подъема стола пресса до закрытия промежутков:

,

где - продолжительность подъема стола пресса до закрытия проме-

       жутков, с;

       - высота рабочего промежутка пресса, мм;

      - суммарная толщина пакета шпона, помещенного в

       один промежуток пресса, мм;

       - скорость подъема стола пресса, мм/с;

       - число этажей пресса;

       _{для фанеры из берёзы:}

=(40-9.9)*40)/80=15.05мм.

3.     Определяем продолжительность создания рабочего давления на пакеты шпона:

,

где  - продолжительность создания рабочего давления на пакеты

       шпона, с;

       - время подъема давления, отнесенное к одному этажу пресса

       (0,2-0,3с)

       - число этажей пресса;

=0.3*40=12с.


4.     Определим период снижения давления плит пресса:
τ₅=60с.

 

5.     Определяем время опускания стола пресса:

,
где - время опускания стола пресса, с;

       - величина упрессовки пакетов шпона, %;

       - скорость размыкания плит пресса, мм/с;

       ∑S_П – суммарная толщина пакета шпона, помещенного в один про                              

<sub>межуток пресса, мм;

для фанеры из березы:</sub>

=((40-9)*40)/80)=15.5с.

6.     Время выгрузки фанеры из пресса:

,
где - ход экстрактора этажерки, равный размеру обрезной фанеры,

       совпадающему с направлением движения экстрактора, увеличен-

       ному на 150-200мм (расстояние между этажеркой и прессом);

       - скорость движения экстрактора, мм/с;

_{τ7 =10,6с.} 

7.     Определим суммарное время вспомогательных операций, с:

,

_{τц =10.6+15.05+12+360+60+15.5+10.6=484}





8.     Определяем производительность пресса:

,

где - производительность пресса, м³/смена;

      - период времени, за которое определяется производительность

      пресса, мин;

      - число рабочих промежутков пресса;

      - количество пакетов шпона в одном рабочем промежутке;

     - толщина фанеры, мм;

     - площадь обрезной фанеры, м²;

      - коэффициент использования рабочего времени;

      - коэффициент использования машинного времени пресса;

      - продолжительность выдержки под давлением, мин;

      - продолжительность снижения давления, мин;

      - продолжительность вспомогательных операций, мин;

     

      - переводной коэффициент;

<sub>для фанеры ФК:




 Расчет производительности прессов(для 18мм)</sub>

=2030/190=10,6с.

9.     Определяем продолжительность подъема стола пресса до закрытия промежутков:

=(40-19.)*40)/80=10.1мм.

10. Определяем продолжительность создания рабочего давления на пакеты шпона:

=0.3*40=12с.


11. Определим период снижения давления плит пресса:
τ₅=120с.

 

12. Определяем время опускания стола пресса:

=((40-9)*40)/80)=11с.

13. Время выгрузки фанеры из пресса:

_{τ7 =10,6с.} 

14. Определим суммарное время вспомогательных операций, с:
_{τц =955 с.}





15. Определяем производительность пресса:

Фанера, обрезанная по максимальному формату						Переобрезанная фанера
Вид	Марка	Формат	Толщина, мм	Слойность	Количество Q1, м3	a1,%	q1,м3	Количество Q0, м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	ФК	1830×1220	3	3	50000	1	500	49500
	ФК	1830×1220	18	13	50000	1	500	49500

Необрезанная фанера			Сухой шпон поступающий на участок сборки			Сухой шпон выходящий из сушилки
a2,%	q2, м3	Количество Q2, м3	Потери на просушку		Количество Q3, м3	Отходы при сортировке и реброскле-ивании		Количество Q4, м3	В том числе
			a3, %	q3, м3		a4, %	q4, м3		Продольный	Поперечный
10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
9,7	5300	55370	10	5500	61520	2	1250	62570	2,3	1,3
9,7	5300	55370	10	5500	61520	2	1250	62570	2,3	1,3

5. Разработка технологической планировки цеха клееной фанеры и краткое ее описание

  После того как произведены все расчеты, приступают к состав­лению технологической планировки: расстановке оборудования, указанию рабочих мест, проходов и проездов для механизированно­го внутрицехового транспорта, провоза сырья, полуфабрикатов, го­товой продукции, основных и вспомогательных материалов и отхо­дов с учетом строгого соблюдения санитарно-строительных и про­тивопожарных норм, инструктивных и законодательных указаний по технике безопасности и охране труда.

  При этом учитываются площади для создания межоперацион­ных запасов, необходимых по условиям технологии. Технологиче­ское и транспортное оборудование следует располагать таким обра­зом, чтобы не было встречных и перекрещивающихся потоков сы­рья, полуфабрикатов, основных и вспомогательных материалов, го­товой продукции.

  Учитывая, что производство клееной фанеры является массо­вым, при проектировании новых цехов целесообразно создавать по­точность с высокой степенью механизации, на отдельных участках внедрять автоматизацию технологических и транспортных операций и потоков.

  На отдельных стадиях производства клееной фанеры выделя­ются избыточная влага, тепло, пыль й другие вредные вещества. По­этому производство обычно делится на несколько отделений, а на больших заводах - на несколько цехов. Так, например, принято вы­делять: распиловочно - окорочное, гидротермической обработки сы­рья, лущильное, сушильное, сортировки, починки шпона, перера­ботки кускового шпона в форматный, клеильное, обрезное и сорти­ровочное отделение, клееварку и смоловарку.

  При проектировании необходимо учесть еще одну особенность производства клееной фанеры - большегабаритное оборудование (роликовые сушилки, клеильные гидравлические прессы), а при пе­ремещении роликовых сушилок с газовым агентом сушилки — воз­можность проникновения поточных газов в воздушное пространство цеха. Поэтому средняя часть таких сушильных агрегатов ограждает­ся специальными стенками.

  В варочном и лущильном отделениях выделяется большое ко­личество влаги. Для создания нормальных условий в них должна быть предусмотрена мощная приточно-вытяжная вентиляция. Зна­чительное количество влаги и вредных веществ выделяется около горячих гидравлических прессов. Для их удаления, как правило, применяют специальные большие зонты с вытяжными шахтами, а для создания противодавления в цехе - приточную вентиляцию.

  Оборудование фанерного производства является громоздким и тяжелым. Поэтому строят одноэтажные здания, хотя в Финляндии имеются и двухэтажные фанерные заводы. Во втором этаже разме­щены распиловочная станция, лущильный, сушильный, сортировоч­ный цеха, отделение починки и ребросклейки шпона. В первом эта­же - все остальные цеха и отделения, за исключением клееварки и смоловарки, которые обычно строятся соответственно двух- и трех­этажные.

  После того как выбрана этажность фанерного завода, опреде­ляют пролеты и конфигурацию здания, шаг колонн и т.д.

  При составлении технологической планировки фанерного цеха необходимо обратить внимание на изыскание наиболее рациональ­ной безопасной и экономически целесообразной технологии произ­водства с учетом достижений современной науки и техники. Для того, чтобы более успешно справиться с поставленной задачей, сле­дует разработать несколько вариантов и затем выбрать из них опти­мальный.

  Технологическая планировка фанерного цеха обычно выполня­ется в масштабе 1:100 или 1:200.
6. Построение циклограммы.

Циклограмма дает возможность получить наглядное представление о взаимосвязи работы отдель­ных звеньев участка, организации работы на участке в целом. Поэтому ее следует строить парал­лельно с разработкой плана участка.

     Построение циклограммы начинается с построения цикла работы пресса. Относительно этой операции, определяющей циклограммы, строятся и другие: этажерок, транспортеров, работы пресса для холодно­го подпрессования, сборки пакетов и т.д. Циклограмма сборки пакетов строится для наиболее загру­женной сборочной позиции. Если механизм имеет несколько перемещений в разных направлениях, циклограмма относительно каждого из них. Для построения циклограммы необходимо знать время выполнения каждой операции в цикле работы или иного механизма, или при выполнении ручных работ, а также пути перемещения рабочих органов механизмов. Все эти данные уже получены в процессе расче­тов. Для удобства использования расчетных данных их можно обобщить в таблицу (см. табл. 7.1).

На основании приведенного анализа установлено, что количество рабочих мест сборки па­кетов наибольшее, например, при изготовлении пятислойной фанеры марки ФК форматом 1830x1525мм и толщиной 8 мм. Склеивание шпона при изготовлении этой фанеры производят в сорокоэтажном прессе по одному листу в одном промежутке между плитами пресса. Заданием поставлено условие - уча­сток склеивания должен быть максимально механизирован.

     Данные для построения циклограммы, рассчитанные на основе сведений, представлены в табл. 7.1 .Стрелками на циклограмме показаны направления, по которым следует рассматривать связь между ра­ботой механизмов, цифрами - номера операций в соответствии с табл.13

     После выполнения работ, связанных с планировкой участка и построением циклограммы работы его механизмов, следует детально описать работу участка в целом и отдельных его звеньев. Линия сборки работает следующим образом.

Вакуумный укладчик 13 при создании разрежении в зоне его над стопой, поднимает лист шпона из стопы 14 до уровня перфорированного конвейера укладчика на 400 мм .Конвейер переносит его в положение на конвейером 15 со скоростью 360 мм/с и  при  ликвидации разрежения сбрасывает лист в на конвейер в момент его остановки. Обычно все укладчики 13 работают одновременно, укладывая листы шпона 14 на все освободившиеся позиции конвейера.

Конвейер последовательно перемещает листы шпона на вилочный укладчик 16 , который укладывает их в стопу 17. Вилочный 18 с другой стороны укладывает листы шпона с нанесенным клеевым слоем выходящего из клеенаносящего станка 19.

По мере сборки пакетов в стопу 17 подъемный стол опускается. Высота собираемой стопы 400-800 мм в плотном состоянии, что составляет допустимому временя сборки (до 25 мин), пролету холодного пресса и высоте подъема его стола при подпресовки. В пределах этого диапазона желательно, что бы чтобы число многолистных пакетов было равно или кратно числу этажей пресса, то есть число Загрузка пакета в этажерку производиться следующим образом, пакет по сборочному транспортеру поступает к толкателям загрузки пакетов 24 в этажерку 25, толкатели подталкивают пакеты которые «сваливаются» в этажерку, таким образом происходит поэтажная загрузка этажерки. В данном случае дабы избежать катастрофических простоев пресса для каждой линии прессования предусматривается две линии сборки пакетов. После загрузки этажерка поднимается в крайнее верхнее положение и двигается к прессу 26. При загрузке пакетов в пресс, этажерка перемещается толкателем, поддонами входит в промежутки пресса. В прессе  передняя часть поддонов выталкивает из этажей пресса склеенные пакеты на разгрузочную этажерку 27. Этажерка 25 оборудована запирающим устройством, препятствующим извлечению загруженных пакетов в этажерку при обратном ходе поддонов.

Разгрузка этажерки 27 происходит при опускании ее последовательно на один этаж этажерки. При этом листы фанеры из очередного этажа этажерки оказываться на ленточном конвейере 28. Конвейер подает фанеру на платформу.
Таблица 6.1



Таблица для построения циклограммы

Наименова­ния участка	№	Наименование операции	Исполняющий механизм	Путь перемещения меха­низма, мм	Скорость перемеще­ния меха­низма, мм/с	Время выполнения, с
1	2	3	4	5	6	7
1.Пресс	1	Загрузка пакетов пресс	Толкатель этажерки	1900	190	10
	2	Подъем стола пресса до закры­тия промежутков	Стол прес­са	1204	80	15
	3	Создание рабочего давления на пакет	Стол прес­са	40	0.3	12
	4	Выдержка пакетов под давлением	Стол пресса	60	6	360
	5	Снижения давле­ния плит пресса на пакет				120
	6	Опускание стола пресса	Стол пресса	1204	80	15
	7	Выгрузка пакетов из пресса	Выталкиват. ,поворотный извлекатель	1900	190	10
6.Загрузка этажерки	8	Загрузка пакетов пресс	Толкатель этажерки	4000	190	21.05
4.Транспорер№2	9	Горизонтальное перемещение этажерки к транспортеру	Этажерка	600	180	3.3
	10	Вертикальное перемещение этажерки к транспортеру	Этажерка	1605	190	84
	11	Вертикальное перемещение этажерки на один шаг	Этажерка	85	190	0.4
	12	Вертикальное перемещение этажерки в крайнее верхнее положение	Этажерка	300	190	1.6
	13	Горизонтальное перемещение этажерки к прессу	Этажерка	600	180	3.3
	14	Загрузка пакетов толкателем в этажерку	Толкатель транспортера (впе­ред-назад)	900	130	7
1.Транспорер№1	15	Перемещение пакетов транспортером на один шаг	Транспортер	1900	80	23.75
2.Перекладчик с вакуумным захватом	16	Подъем листа шпона без нанесения клеевого слоя	Вакуумный захват(вверх-вниз)	600	200	3
	17	Подъем листа шпона без нанесения клеевого слоя	Вакуумный перекладчик (вперед-назад)	2400	360	6.6
	18	Опускание листа шпона без нанесения клеевого слоя	Вакуумный захват(вверх-вниз)	600	200	3
2.Транспорер№2	19	Перемещение листа без нанесения клеевого слоя	Конвеер	1900	80	23.75
4.Вилочный укладчик	20	Переворот листа без нанесенного клеевого слоя	Укладчик на 180о	2700		5
	21	Переворот листа с нанесенным клеевыми слоем	Укладчик на 180о	2700		5

9. Библиографический список


1)     Варанкина Г.С. Технология клееных материалов: Учебное пособие. СПб.: СПбГЛТА, 2006. 89с.

2)     Чубов А.Б. Технология клееных материалов. – СПб.: Учебное пособие СПбГЛТА, 2002г. – 83 с.

3)    Производство фанеры. Куликов В.А. М., «Лесная промышленность», 1976, с. 368.

4)     Справочник по производству фанеры. М.: Лесная промышленность, 1984

5)     ГОСТ 20907-75. Смолы фенолоформальдегидные жидкие. – М.: Издательство стандартов, 1986.-28 с.

6)     ГОСТ 14231-78. Смолы карбамидоформальдегидные. – М.: Издательство стандартов, 1981. – 81 с.

7)     ГОСТ 30427-96. Фанера общего назначения. Общие правила классификации по внешнему виду.

8)     ГОСТ 3916.1-96. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород. Технические условия.

9)     ГОСТ 3916.2-96. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона хвойных пород. Технические условия.

10)ГОСТ 102-75. Фанера Березовая авиационная. Технические условия.

11)ГОСТ 11539-83. Фанера бакелизированная. Технические условия.

12)ГОСТ 2707-75 Пленка бакелитовая. Технические условия.

13)Чубов А. Б., Чубинский А.Н. Оптимизация наборов пакетов шпона при изготовлении фанеры /ВНИПИЭИИлеспром. М., 1981

14)Справочник по производству фанеры. М.: Лесная промышленность, 1984

15)Инструкция технологического процесса производства фанеры марок ФК и ACA из древесины лиственных и хвойных пород, авиационной, облицованной строганным шпоном, декоративной, для щитовой опалубки, для авто, -вагоно, -контейнеростроения, бакелизированной, производства фанерных плит, производства ДСП / Научфанпром. Л. – СПб., 1988.-2000.

16)Альбом – приложение по образцам планировок цеха. – Л., 1979