Проектирование сушильно-сортировочного цеха (участки сушки, сортировки, починки и ребросклеивания шпона)

 

3.  Определение расхода шпона и сырья,  
   потребного на изготовление заданного количества фанеры

     Расчеты ведутся в направлении, противоположном  ходу технологического процесса, –  от готовой продукции к исходному  сырью.

     Последовательность расчета:

1. Расчет выхода шпона из чурака и количества образующихся отходов при лущении.
2. Расчет количества сухого шпона, необходимо для изготовления заданного количества нешлифованной фанеры.
3. Расчет количества кряжей, необходимых для изготовления заданного количества шпона.

Расчет  выхода шпона из чурака  
и количества образующихся отходов при лущении

     В процессе лущения получается большое  количество отходов в виде шпона-рванины и карандашей. Выход шпона из чурака (форматного и неформатного) зависит от размеров и формы чураков: качества древесины; точности базирования чураков при установке их в лущильный станок; диаметра остающегося карандаша.  

     Расчет  ведут для двух размеров длин чураков (с целью получения продольного  и поперечного шпона), по среднему диаметру. Результаты расчетов заносим в таблицу 11. 

 

     Для определения выхода шпона пользуются эмпирическими формулами.

     Диаметр чурака, d_ч, м: 

     Диаметр средне взвешенного  чурака, d_св ,м:

       мм

Длина чурака, м, 1,830 + 0,080 = 1,9

1,220 + 0,080 = 1,3.

Объем чурака, м³; Приложение 3, таб. П3.1

Диаметр в  верхнем отрубе = 0,27 = Объем чураков, м³, при длине в м

Продольное  = 0,125 ; Поперечное = 0,082.

Сортовой  состав сырья I, II, III сортов, %; равен по условию 40 : 60 : 0.

     Коэффициент выхода шпона для  сорта, К_В.; Приложение 3, таб. П3.2. При длине чурака 1,3 м табличные значения коэффициентов умножаются на 1,02; при длине чурака 1,9 и 2,2 м – на 0,98.

     - I сорта: Поперечное = 0,9045 1,02 = 0,92259 ;  Продольное = 0,9045 0,98 = 0,88641 

     - II сорта: Поперечное = 0,8985 1,02 = 0,91647 ;  Продольное = 0,8985 0,98 = 0,88053;

     Коэффициент выхода форматного шпона  для сырья сортов, К_Л ; Приложение 3, таб. П3.2. При длине чурака 1,3 м табличные значения коэффициентов умножаются на 1,02; при длине чурака 1,9 и 2,2 м – на 0,98.

     - I сорта: Поперечное = 0,866 1,02 = 0,88332 ;  Продольное = 0,866 0,98 = 0,84868 

     - II сорта: Поперечное = 0,857 1,02 = 0,87414 ;  Продольное = 0,857 0,98 = 0,83986; 

     Диаметр остающихся карандашей, d_к, м, для сырья:

     - I сорта:  

     - II сорта: 

     При расчетах значение d₀ можно принять равным 0,065 м.

     Объем неформатного шпона, получаемого из 1 м³ сырья, V₁: 
 

                        
 

где l_ч – длина чурака, м. Определяется исходя из размеров формата фанеры: к размерам фанеры необходимо прибавить припуск на обработку (60¸80 мм) и привести результат к стандартному размеру (стандартные размеры можно посмотреть в приложении 3, таблица П3.1);

   d_ч – диаметр чурака, м;

   К_в – коэффициент выхода шпона, определяется по таблице П3.2;

   К_л – коэффициент выхода форматного шпона, определяется по таблице П3.2;

   V_ч – объем чурака, определяется по таблице П3.1.

     Объем форматного шпона, получаемого  из 1 м³ сырья, V₂: 
 
 
 
 

     Всего объем шпона, получаемого  из 1 м³ сырья, V_ш: 
 
 
 
 
 

где V₁ – объем неформатного шпона, м³;

   V₂ – объем форматного шпона, м³.

     Объем карандашей, получаемых из 1 м³ сырья, V_к, м³, вычисляют по формуле для каждого сорта сырья: 
 
 

     Объем шпона-рванины, получаемой из 1 м³ сырья, V_р, м³, вычисляют по формуле: 
 
 
 
 

     Средневзвешенное  значение объемов, V_ср, находится по формуле: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

где a₁, a₂, a₃ – сортовой состав сырья, % (таблица П1.1);

   V₁, V₂, V₃ – объем шпона, соответствующего определенному сорту.

4.   Расчет количества  сухого шпона

     Количество  фанеры каждой толщины определяется с учетом ее выпуска в процентах к заданной выработке. Расчет производится на сменную программу выпуска заданной продукции.

     Количество  переобрезанной фанеры, Q₀, определяется по формуле: 
 
 
 

где Q₁ – годовая программа выпуска продукции, м³ (таблица 3, графа 12);

    – процент отходов при переобрезе; можно принять равным 2 %.

     Объем отходов, получаемых при переобрезе, q₁, устанавливают из выражения: 
 
 
 

     Полученные  данные заносят в графы 8 и 9 таблицы  11.

     Процент отходов на обрезку  фанеры, а₂, определяют из выражения: 
 

где F_н – площадь необрезанного листа фанеры, м² = 1,91 1,3

   F₀ – площадь обрезного листа фанеры, м² =1,83 1,22

     Припуски  на обработку по длине и ширине листов фанеры обычно равны 60–80 мм (на обе стороны). С учетом величины отходов при обрезке а₂ определяют количество необрезной фанеры, Q₂, из выражения: 
 
 
 

     Объем отходов, образующихся при обрезке фанеры, q₂, составит: 
 
 
 

     Полученные  данные вносят в графы 10, 11, 12 таблицы  11.

     Графу 13 заполняют данными о потере на упрессовку фанеры во время ее склеивания, которую выбирают из таблицы П2.2, приложение 2.

     Количество  сухого шпона, Q₃, поступающего на участок сборки пакетов с учетом потерь на упрессовку, а₃, определяют из выражения: а₃: 9 = 9; 12 = 10; 15 = 12, 
 
 

                                     

     Потери  шпона на упрессовку при склеивании, q₃: 
 
 
 

     Количество  сухого шпона, выходящего из сушилок, с учетом отходов, образующихся при сортировании, ребросклеивании, транспортировке, изготовлении ленточек шпона для починочных станков (а₄ = 2÷3 %), Q₄, можно определить из выражения 
 
 
 

     Объем отходов шпона, образующихся на участке сортирования, починки ребросклеивания шпона, q₄: 
 
 
 

     Общее количество шпона при изготовлении неквадратной фанеры разделяют на продольный и поперечный с учетом слойности и строения пакета.

     Слойность берем лицевую продольную, толщиной фанера = 9, 12, 15. Слойность, в «Таблица 9 – Расчет производительности клеильного пресса». 
 
 
 
 
 
 

 

     

 

 

     

5. Расчет  количества сырья  на изготовление заданного  количества шпона

     Расчет  следует вести в табличной  форме (см. таблицу 13).

     В графу 1 переносят размеры листов шпона, определяемые исходя из размеров листов фанеры с учетом припуска на обрезку, и их строения.

     Толщину листов шпона, S_ш, определяют с учетом упрессовки и слойности пакета из выражения 

                                          

где S_ф – толщина фанеры, мм;

   n – слойность листа фанеры.

     Данные  заносят в графу 2. В графу 3 переносят  данные граф 19 и 20 таблицы 4. Для каждой толщины шпона приводят количество продольного и поперечного шпона.

     Потери  шпона на его усушку, а₅, по ширине а_т и толщине а_р можно принять равными  

     При конечной влажности шпона 5–10 % усушку шпона в тангенциальном направлении, т. е. по ширине листа (поперек волокон) можно принять равной а_т = 7–9 % по толщине а_р = 5–6 %.

     Количество  сырого шпона, Q₅, определяется с учетом суммарных потерь на усушку в тангенциальном и радиальном направлениях  
 
 
 
 
 
 
 
 

     Суммарные потери на усушку шпона  по толщине и ширине листов, q₅: 
 
 
 
 
 

     Для заполнения последующих граф необходимо определить количество потребных чураков, N, по формуле: 
 
 
 
 
 

где V_шср – средневзвешенный выход всего шпона из 1 м³ сырья среднего диаметра и требуемой длины, м³ (таблица 11);

   К₀ – коэффициент, учитывающий организационные потери древесины на участке лущения чураков, К₀ = 0,975–0,995.

     Объем сырья, Q₆, определяется по формуле: 
 
 
 
 
 

      Количество  отходов на карандаши, q₆, определяют по формуле:

       q₆ (9) = Q₆ V_K = 38762,989 0,05198= 2014,9