Технология клееных материалов и древесных плит

- количество листов фанеры, не отвечающих требованиям стандарта по размерам, косине, прямолинейности, порокам древесины и дефектам обработки, меньше или равно приемочному числу, установленному в таблице 7;

- все листы фанеры  не имеют пузырей, расслоения  и закорины;

- содержание формальдегида  соответствует нормам, установленным  в таблице 6. 

Методы контроля 

 Отбор образцов - по ГОСТ 9620, ГОСТ 27678, [1] - [3].

 Длину и ширину фанеры  измеряют в двух точках параллельно  кромкам на расстоянии не менее 100 мм от кромок металлической рулеткой по ГОСТ 7502 с погрешностью 1 мм. За фактическую длину (ширину) листа принимают среднее арифметическое значение результатов двух измерений.

 Толщину измеряют на расстоянии  не менее 25 мм от кромок и посередине каждой стороны листа толщиномером по ГОСТ 11358 или микрометром по ГОСТ 6507 с ценой деления не более 0,1 мм.

За фактическую толщину листа  принимают среднее арифметическое значение результатов четырех измерений.

Разнотолщинность в одном листе  фанеры определяют как разницу между наибольшей и наименьшей толщиной четырех измерений.

 Влажность - по ГОСТ 9621.

 Предел прочности при скалывании  по клеевому слою - по ГОСТ 9624.

 Предел прочности при статическом  изгибе - по ГОСТ 9625.

 Предел прочности при растяжении - по ГОСТ 9622.

 Содержание формальдегида - по ГОСТ 27678 (указанный метод используют  в качестве арбитражного), выделение формальдегида в окружающую среду - по ГОСТ 30255 и [1].

 Шероховатость поверхности  - по ГОСТ 15612.

 Измерение пороков древесины  и дефектов обработки - по ГОСТ 30427.

 Отклонение от прямолинейности  кромок листа фанеры определяют  измерением максимального зазора между кромкой листа и кромкой металлической линейки щупом по ГОСТ 8925 с погрешностью 0,2 мм.

 Измерение косины - по ГОСТ 30427.

 Коэффициент звукопоглощения - по ГОСТ 16297.

Ударная вязкость при изгибе - по ГОСТ 9626.

Звукоизоляция - по ГОСТ 27296.

Твердость - по ГОСТ 9627.1.

Биологическая стойкость - по [2].

Класс горючести - по ГОСТ 30244 и ГОСТ 12.1.044.

Коэффициент теплопроводности - по ГОСТ 7076.

Коэффициент сопротивления  водяному пару - по ГОСТ 25898. 

Транспортирование и хранение 

Фанеру транспортируют в крытых транспортных средствах  в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта.

Транспортирование и  хранение фанеры, отправляемой в районы Крайнего Севера и труднодоступные районы, - по ГОСТ 15846.

Фанеру хранят в виде горизонтально уложенных пакетов  на поддонах или деревянных прокладках в закрытых помещениях при температуре от минус 40 до плюс 50°С и относительной влажности воздуха не более 80%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет сырья и материалов в производстве фанеры

 

Доля лесоматериалов по сортам, %, определятся по формулам

 

%,   %                                      

где – доля первого сорта; – доля второго сорта; – доля третьего сорта; – коэффициент второго сорта.

Расход сырья на 1 м³ сырого шпона;

Нормы расхода сырья на 1 м³ сырого шпона для первой группы диаметра L₁, для второй – L₂, для третьей – L₃ в зависимости от сортности лесоматериалов, породы древесины, длины чураков можно определить по формулам

 

м³ м³;                    

 

м³, м³            

м³, м³                  

 

где К₀ – коэффициент породы древесины с учетом процента ложного ядра в чураках. Для березы с ложным ядром 10 %, 15 %,  
20 %, 30 % соответственно К₀ = 1,012; 1,018; 1,024; 1,036, для сосны К₀ = 0,98, для ольхи К₀ = 1,04; К₂ – поправочный коэффициент на длину чурака, (см. табл.4.3); Q₁…Q₉ – нормативы расхода сырья на 1 м³ сырого шпона для 1, 2, 3 сортов по группам диаметров.

Коэффициенты для расчета средней нормы по каждому диаметру вычисляются следующим образом:

 

, ,                            

Среднюю норму расхода сырья на 1 м³ сырого шпона

 

 м³.                                                              

Норма расхода сырого шпона на 1 м³ сухого шпона определяется по зависимости

,                                                                      

где – тангенциальная усушка. Для древесины берёзы  %.

Расход сухого шпона  на 1 м³ фанеры определяют с учетом коэффициентов потерь и упрессовки пакетов по формуле:

 

                                                                    

где К₁ – коэффициент технологических потерь шпона; К₃ – коэффициент шлифовки фанеры; К₄ – коэффициент нахлестки для большеформатной бакелизированной фанеры ФБС, ФБВ, древесных пластиков ДСП (табл. 4.5), формула (4.9); К₆ – коэффициент отходов на прирубку шпона при ребросклеивании; К₇ – коэффициент на починку листов шпона (табл. 4.6); У₂ – упрессовка фанеры; W – отходы при обрезке фанеры, %.

 

Количество отходов, %, определяется по формуле

%,                                                                      

где F_н, F_o – площади необрезого, обрезного форматов.

Расход сырья на 1 м³ фанеры (Н) определяют на основе вычисленных пооперационных норм

.                                                                

 

Отходы на карандаши из 1 м³ сырья по группам чураков составят

, , ,    

 

где L₀ – длина чурака, м; V₁, V₂, V₃ – объем одного чурака по группам сырья, м³, (см. табл. 4.7); G₁, G₂, G₃ – средние диаметры карандашей в группах чураков, мм

Среднее значение отходов  на карандаши для групп разных диаметров

.                                              

Отходы на оцилиндровку

.                                                                      

 

Данные отходы целесообразно перерабатывать в технологическую щепу для производства древесностружечных плит.

Отходы на карандаши (О₇) и на оцилиндровку (О₈) на годовую программу

,                                                    

Расход сырья (М₀), сырого шпона (М₁), сухого шпона (М₂) на программу определяют по следующим формулам:

 

,                                                          (4.16)

 

,                                                               (4.17)

 

,                                                                   (4.18)

 

где К₅ – доля чураков определенной длины в объеме всей партии лесоматериала.

Сменное задание по сырью (С₀), сырому шпону (С₁), сухому шпону (С₂) и фанере (F₀) определяют по формулам:

 

, , , ,          

где G₀ – годовой фонд рабочего времени в днях. При пятидневной рабочей неделе и восьмичасовом рабочем дне G₀ = 250…255 рабочих дней; N – число смен в сутки.

Расход сырья на программу по сортам рассчитывают следующим образом:

 

, , .  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет сырья и материала  на ЭВМ IВМ  РS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2 Расчёт сырья для длины L₀ = 1,6 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Расчёт сырья для длины L₀ = 1,3 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет клеевых материалов

 

Расход клея на 1 м³ фанеры определяют с учетом нормативов расхода [13] и рассчитывают по формуле

 

.                                                        

где q_уд – удельный норматив расхода клея, кг/м²; F_о, F_н – обрезной, необрезной форматы фанеры, м²; N_с – слойность фанеры, шт. S_ф – толщина фанеры, м; К_п – коэффициент технологических потерь, К_.п = 1,05…1, 15.

Нормы расхода клея при  контактном способе нанесения на клеевых вальцах для наиболее распространенных смол приведены в табл. 4.8. Средний расход клея в производстве фанеры составляет 100…150 г/м²,

Слойность фанеры рассчитывается в зависимости от заданной толщины  листа шпона S_ш. Рекомендуется нечетное количество слоев.

 

;     мм                                 

где – сумма толщин шпона в пакете; – толщина одного листа шпона; m – число шлифуемых сторон фанеры, для декоративной, бакелизированной фанеры, древеснослоистых пластиков т = 0; У₂ – упрессовка для данного вида фанеры.

На лущильных станках  предприятий может выпускаться шпон толщиной 0,55…2,2 мм с градацией 0,05 мм. Для древеснослоистых пластиков рекомендуется толщина шпона 0,55...0,75 мм, для бакелизированной фанеры – 1,15...1,5 мм, для остальных видов – 1,2...2 мм.

При склеивании фанеры ФК, фанерных плит с предварительной холодной подпрессовкой пакета рекомендуется следующий рецепт клея: смола КФ 115-53 – 100 массовых частей (м. ч.); лигносульфонат  – 7,5 м. ч.; параформ – 0 м. ч.; хлористый аммоний – 0,4 м. ч.

Рецепт клея, в м. ч., состоит из нескольких компонентов:

 

R = E + H + X + A +...                                                        

 

Тогда расчет каждого компонента на 1 м³ фанеры, кг, будет

 

Q₁ = кг;   H₁ = кг;  X₁ = кг;   A₁ = и т.д.     

Расход клея на программу, кг,

 кг,                                                                               

где P₀ - годовая программа по выпуску фанеры, м³.

Расход компонентов  на программу следующий:

Q₉ = Q₁·P₀=109,3∙6012=657111,6

H₉ = H₁·P₀=0,44∙6012=2645,28

 X₉ = X₁·P₀=8,6∙6012=51703,2 A₉ = A₁·P₀=0               

 

 

Рис.3 Расчёт клеевых материалов

 

4. Схема технологического процесса выпускаемой продукции

 

В ассортименте продукции, выпускаемой фанерными предприятиями, наибольший объем составляет фанера общего назначения. Типовой технологический процесс изготовления фанеры показан на рис. 4.1

Лесоматериалы поступают  на склад и извлекаются из воды башенным краном, а из вагонов –  консольно-козловым краном ККС-10 (3), укладываются в штабеля или непосредственно в бассейны для гидротермической обработки, где осуществляется проварка сырья в течение 6…24 часов.

После проварки кряжи  поступают на окорочный станок (4), а затем на круглопильный станок АПЗ - пильный агрегат Зеленкова (5).

Полученные чураки продольным цепным транспортёром перемещаются к линии лущения и рубки шпона, которая состоит из поперечного транспортёра, накопителя брёвен, центровочнозагрузочного устройства, лущильного станка (6), транспортёрапетлеукладчика, пневматических ножниц (7) и укладчика шпона.

Сырой шпон перевозится  электропогрузчиком к роликовым  паровым или газовым сушилкам (8), которые оборудованы разгрузочными устройствами. Шпон высушивается до влажности 9…12 %, сортируется на линии сортировки (9) и направляется к клеевым вальцам (13).

Кусковый шпон выравнивают на гильотинных ножницах (11), проводят ребросклеивание (12). Сучки на шпоне вырезают и и ставят заплатки на шпонопочиночных станках (10). Починенный шпон также направляют к клеевым вальцам (13).

Из намазанных смолой листов шпона собирается пакет. Сборные пакеты подпрессовывают в однопролётном прессе (15), а затем прессуют в горячих прессах (16) с загрузочными и разгрузочными этажерками.

 

Рис.4.1. Схема технологического процесса производства фанеры: 1 - сухопутная доставка сырья; 2 - укладка сырья в штабель; 3 - гидротермическая обработка сырья; 4 - окорка сырья; 5 - раскрой кряжей на чураки; 6 - лущение чурака;  
7 - рубка ленты шпона на форматные листы; 8 - сушка шпона; 9 - сортировка сухого шпона; 10 - починка листов шпона; 11 - прирубка кромок кускового шпона; 12 -ребросклеивание шпона; 13 - нанесение клея на шпон; 14 - сборка пакетов; 15 - холодная подпрессовка пакетов; 16 - горячее склеивание пакетов шпона; 17 - охлаждение фанеры; 18 - обрезка фанеры по размерам; 19 - шлифование фанеры; 20 - сортировка фанеры; 21 - починка фанеры; 22 - упаковывание фанеры

      Фанера охлаждается на веерном охладителе (17), обрезается по формату на обрезном станке (18), шлифуется (19). Готовая фанера сортируется на линии сортировки (20) и упаковывается (22).

 

4.1 Обоснование выбора оборудования

 

При выборе оборудования для технологического процесса необходимо учитывать следующие требования:

1) станки должны быть современные, отечественного или зарубежного производства и подобраны по справочникам, по каталогам деревообрабатывающего оборудования с учетом технологических особенностей изготовления фанерной продукции;