Технология и оборудование фанерного производства
Покупка
Тематика:
Деревообрабатывающая промышленность
Авторы:
Байгильдеева Екатерина Игоревна, Филиппова Фарида Мизхатовна, Булгар Л. И., Сафин Рушан Гареевич
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 104
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7882-2517-3
Артикул: 788849.01.99
Обобщен и систематизирован материал по изучению технологии и организации производства лущеного шпона и фанеры. Изложены основные аспекты получения шпона, рассмотрено основное оборудование, применяемое в фанерном производстве. Приведены графические изображения станков, а также примеры планировки отдельных участков фанерного цеха.
Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств».
Подготовлено на кафедре «Переработка древесных материалов».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ФАНЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА Учебное пособие Казань Издательство КНИТУ 2018
УДК 674.038.3(075) ББК 37.133я7 Т38 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р техн. наук, проф., директор ООО «ЭнергоЛесПром» А. Н. Грачев д-р техн. наук, проф., директор НТЦ «Альтернативная энергетика» Н. Ф. Тимербаев Т38 Авторы: Е. И. Байгильдеева, Ф. М. Филиппова, Л.И. Булгар, Р.Г. Сафин Технология и оборудование фанерного производства : учебное пособие / Е. И. Байгильдеева [и др.]; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2018. – 104 с. ISBN 978-5-7882-2517-3 Обобщен и систематизирован материал по изучению технологии и организации производства лущеного шпона и фанеры. Изложены основные аспекты получения шпона, рассмотрено основное оборудование, применяемое в фанерном производстве. Приведены графические изображения станков, а также примеры планировки отдельных участков фанерного цеха. Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств». Подготовлено на кафедре «Переработка древесных материалов». ISBN 978-5-7882-2517-3 © Байгильдеева Е. И., Филиппова Ф. М., Булгар Л. И., Сафин Р. Г., 2018 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2018 УДК 674.038.3(075) ББК 37.133я7
ВВЕДЕНИЕ Клееная продукция на основе древесины находит широкое применение в производстве мебели, строительстве, вагоно-, авто- и судостроении, домостроении и т.д. При производстве данной продукции наиболее ответственной технологической операцией является склеивание древесины, которое позволяет достичь не только высокого качества изделий, но также способствует повышению эффективности использования древесного сырья в целом, а также низкокачественной и неделовой крупномерной древесины и отходов деревообрабатывающих производств. К перечню клееной продукции относятся: клееный брус и клееный щит, фанера общего назначения и специальных видов, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты и т.д. Фанера – материал, выпускаемый в виде листов толщиной до 15 мм и плит с толщиной от 15 до 72 мм. Основные области применения фанеры – это производство мебели и строительство, где фанера используется в качестве опалубки, панелей, перекрытий, настила под полы, элементов экстерьера и интерьера, хозяйственных построек. В настоящее время большим спросом пользуется водостойкая конструкционная фанера специальных видов для авто-, авиаи контейнеростроения, производства грузовых и рефрижераторных вагонов, устройства щитовой опалубки. Увеличиваются объемы производства экологически чистой и атмосферостойкой фанеры на меламиновых клеях, большеформатной фанеры и фанеры с защитными покрытиями, которая обладает большим сопротивлением изгибу и ударным нагрузкам, повышенной износостойкостью и стойкостью к переменным температурновлажностным воздействиям. Данное пособие предназначено для применения в учебном процессе при изучении дисциплины «Технология фанерного производства» и направлено на закрепление теоретических знаний в области производства лущеного шпона и фанеры общего назначения, а также на приобретение студентами необходимых практических навыков инженерного проектирования. В пособии представлены планировочные решения отдельных участков фанерного производства, схемы применяемых агрегатов, станков и транспортных средств.
1. ОРГАНИЗАЦИЯ СКЛАДОВ ФАНЕРНОГО СЫРЬЯ 1.1. Способы доставки фанерного сырья на предприятие Фанерное сырье – это лесоматериалы для лущения установленных пород и размеров в виде кряжей или чураков соответствующего качества для применения в производстве слоистой клееной древесины. На фанерные заводы сырье поступает сухопутным транспортом, в судах и лесосплавом в плотах. Сухопутный способ доставки сырья осуществляется вагонами и автотранспортом. Данный способ не зависит от сезонности, не требуется значительных площадей под складирование. Однако затраты на такую доставку очень высоки. При проектировании фанерных заводов тщательно анализируют экономическую целесообразность их размещения в том или ином экономическом районе, учитывают затраты на поставку и хранение сырья. Новые крупные фанерные предприятия строят с учетом смешанной поставки сырья, т. е. лесосплавом и железной дорогой, которая обеспечивает регулярный вывоз готовой продукции, что упрощает работу склада готовой продукции и ряда вспомогательных служб предприятия. Наиболее рациональным и экономически выгодным принято считать водный способ доставки сырья в плотах. Плоты транспортируют буксирами. При водном способе древесина в меньшей степени подвержена биологическому заражению и растрескиванию. Однако сезонная доставка (в течение 6 месяцев) вынуждает фанерные предприятия делать на складах большие запасы сырья и принимать меры для его сохранности, т.е. нести дополнительные расходы. Лесосплавное сырье поступает на рейд фанерного завода. Рейдом называется ограниченная часть водной поверхности, расположенная у завода и предназначенная для приемки, временного хранения, сортировки и подачи сырья к выгрузочным агрегатам. Рейды обычно располагают выше фанерного завода по течению реки для облегчения транспортирования сырья к месту выгрузки. При выборе места для рейда учитывают размеры водной площади, глубину водоема, конфигурацию берега, скорость течения воды. Наиболее целесообразны для устройства рейдов протоки и заливы.
Рейд фанерного завода обычно состоит из двух участков — главного (приемного), предназначенного для приемки и временного хранения поступающей древесины, и вспомогательного, служащего для размолевки, сортировки и выгрузки сырья из воды. Для закрепления плотов и предохранения их от аварий во время штормов вспомогательный участок оборудуют свайными кустами, якорями и наплавными ограждениями из бревен, называемыми бонами. Бон состоит из одного или нескольких рядов бревен, соединенных между собой по длине, ширине, а иногда и по высоте. При подаче сырья из воды на склад для хранения его обычно сортируют по размерам и породам. В этом случае пучок подается в размолевочный дворик размолевочной машины. С древесины снимается проволочная обвязка, рабочий багром направляет кряжи на хобот конвейера. В нижней, подводной, части размолевочная машина имеет металлическую решетку. Утонувшая древесина из пучка опускается на сетку. По мере накопления сырья сетка поднимается, и рабочий подтягивает кряжи к конвейеру. Поступившее на фанерный завод сырье проверяется в присутствии контролера качества леспромхоза и заказчика (представителя завода). Проверка заключается в размолевке секции или нескольких пучков древесины (т.е. в освобождении древесины от крепежной проволоки и отделении хвойных пород от лиственных) и поштучном определении объема и сортности каждого кряжа. Данные такой выборочной проверки распространяются на всю партию поступившей древесины. Хвойную древесину — приплав, если она отвечает требованиям ГОСТа, используют в качестве сырья для производства фанеры или передают в распиловку на пиломатериалы. Для выгрузки и укладки сырья в штабеля применяют различные механизмы: продольные конвейеры, автомобильные, башенные, железнодорожные и козловые краны. На фанерных заводах широкое применение получили продольные стационарные конвейеры, представляющие собой деревянную или металлическую эстакаду, которая поднимается из реки и продолжается на берегу. Приемную часть – хобот конвейера с ведомой звездочкой – делают на шарнире, ее опускают в воду в зависимости от колебаний уровня воды на глубину 0,5 – 0,8 м под углом не более 20 – 25° к горизонту. Основной элемент конвейера – цепь с закрепленными на ней траверсами, расстояние между которыми 1,8 – 2,0 м. На траверсы насажены шипы, на которые ложится кряж или чурак. Траверсы
двигаются по направляющим из полосовой или угловой стали. Для уменьшения трения траверс о металл их изготовляют в виде осей, насаженных на ролики, которые катятся по направляющим. Цепь надета на приводную звездочку, приводимую в движение через редуктор от электродвигателя. В зависимости от расстояния, на которое необходимо подать сырье, конвейеры могут состоять из нескольких секций длиной 140 – 220 м каждая. Продольные конвейеры, помимо выгрузки и подачи сырья, могут одновременно служить сортировочным конвейером. Конвейеры снабжены механическими или пневматическими сбрасывателями кряжей. Для выгрузки сырья из воды в пучках, а также из железнодорожных вагонов, полувагонов и платформ применяются краны. На рис. 1.1 показан кран для выгрузки сырья и штабелирования кряжей. Он включает мостовую ферму, которая опирается на стойкиноги, установленные на ходовых тележках, с помощью которых кран перемещается по рельсовым путям, уложенным на шпалы. Вдоль мостовой фермы проложен рельсовый путь, по которому передвигается грузовая тележка с грузозахватными приспособлениями. Рис. 1.1. Схема козлового крана с грейфером: 1 – грейфер; 2 – ферма крана
У козловых кранов тележка может выходить за пределы своих опор, что позволяет выгружать сырье из воды, разгружать вагоны и подавать кряжи к конвейерам или укладывать их в штабеля. В качестве грузозахватного механизма используют стропы и грейферы. Стропы целесообразно применять при выгрузке краном сырья из воды в пучках или при укладке сырья пучками в штабель. Выгружать кряжи или чураки, находящиеся в вагонах и полувагонах, целесообразно виброгрейферами. Это облегчает и делает безопасной работу строповщиков сырья. Работа козловых и других кранов сочетается с работой продольных конвейеров. При такой схеме организации работ можно выполнять следующие операции: – выгружать сырье из железнодорожных вагонов и подавать его сразу в штабель для хранения или на площадки для пучков, чтобы затем поштучно конвейером подавать кряжи на дальнейшую обработку; – выгружать сырье пучками из воды, подавать на площадку для расстроповки, а затем подавать конвейером сырье для обработки. Для подачи сырья в штабель пучки расстроповываются на площадке, затем подаются конвейером к накопителю сырья, откуда краном – в штабель пучком. Масса пучка зависит от грузоподъемности крана. 1.2. Способы хранения фанерного сырья Сырье, хранящееся на складе, должно быть надежно защищено от воздействия грибов и насекомых. Грибы развиваются наиболее интенсивно при температуре 15 – 20 °С и влажности древесины 40 – 60 %. При температурах ниже 7 °С и выше 60 °С, а также при влажности древесины менее 25 % или более 100 – 120 % к массе абсолютно сухой древесины грибы не развиваются. Для сохранения древесины должны быть созданы неблагоприятные условия для развития грибов и насекомых, т.е. низкая температура и повышенная влажность. Если сырье зимней или весенней доставки оставить незащищенным, то в августе оно окажется непригодным для производства шпона, а при дальнейшем хранении в незащищенном виде оно может быть использовано только в качестве дров. В первый период хранения незащищенного сырья происходит его задыхание: под действием кислорода воздуха древесина буреет, а затем поражается грибами. При дальнейшем хранении в ней появля
ются сначала мраморная, а затем мягкая гниль. Указанные процессы особенно интенсивно протекают в древесине березы, ольхи и бука. Несоблюдение условий хранения древесины приводит к большим потерям сырья. Например, потери сырья при оторцовке его из-за наличия трещин составляет 1 – 2 %. Зимой нет необходимости применять какие-либо средства защиты сырья от вредителей из-за низкой температуры. Наиболее опасен весенне-летний период. В это время интенсивно протекает процесс испарения влаги из древесины, особенно с торцов кряжей и чураков, что приводит к появлению трещин, в которых развиваются грибы и различные насекомые (короед). Кряжи или чураки хранят в штабелях высотой 4 – 8 м и длиной 80 – 150 м. По схеме расположения кряжей штабеля сырья бывают двух типов: плотные и рядовые. В плотном штабеле (рис. 1.2а) в основной его части кряжи от низа до верха укладывают россыпью, «голову» и «хвост» штабеля прокладывают в каждом ряду. Рис. 1.2. Штабеля: а – плотный; б – рядовой При разборке штабеля необходимо поддерживать безопасный угол откоса насыпи кряжей: осенью – 30 – 40°, зимой – 60 – 70°. Особенно меры предосторожности следует соблюдать во время
оттепелей, когда древесина оттаивает и может произойти обвал кряжей. В это время насыпи кряжей следует придавать откос 35 – 45°. Место для укладки штабеля готовится заранее. Сооружается дренажная система для отвода воды, с целью дезинфекции площадку обрабатывают химическими составами. Объем сырья, подлежащего хранению на складе лесосплавной поставки, определяют по формуле летн год спл Q Q Q − = , м3, (1.1) где Qгод – объем сырья, поступающего лесосплавом, м3; Qлетн – объем сырья, подаваемого на переработку летом без укладки в штабеля, м3. При сухопутной поставке сырья объем древесины, подлежащей хранению на складе, Qcух определяется четырех – шестинедельной потребностью предприятия. Если предприятие снабжается сырьем по смешанному типу поставки, т.е. лесосплавом и сухопутным транспортом, то в переработку в первую очередь поступает сырье сухопутной поставки, так как оно более подвержено порче в период транспортирования, особенно в летний период. Потребное число штабелей А определяют по формуле шт спл Q Q A = , (1.2) где Qспл ‒ объем древесины, подлежащей хранению, лесосплавной поставки, м3; Qшт ‒ объем древесины в штабеле, м3. Склады сырья должны быть защищены от ветров и расположены на пониженных местах с целью сохранения в древесине влаги. Между смежными штабелями разрывы должны составлять от 1 до 3 м. Через каждые 150 м по ширине штабелей устраивают пожарные разрывы с мощеными дорогами. Группы штабелей между пожарными разрывами образуют кварталы, четыре квартала – участок. Между кварталами склада делают противопожарные разрывы по 10 м, между участками – по 25 м при высоте штабеля до 8 м. Граница склада должна отстоять от производственных помещений не менее чем на 50 м, от жилых – не менее чем на 100 м. К каждому кварталу с трех сторон должны примыкать дороги, выходящие к естественным или искусственным водоемам. В зависимости от времени поступления, продолжительности хранения сырья (длительное или кратковременное), породы древесины (класса стойкости), объема партии применяются различные меры
защиты сырья при хранении. Меры защиты – это комплекс мероприятий, направленный на создание неблагоприятных условий для растрескивания древесины и развития биологических агентов разрушения. В летний период применяют один из самых эффективных способов хранения сырья ‒ затопление в воде. Для этого используют озера, судоходные и сплавные реки, если у берега есть водная площадь, отделенная от фарватера. Затопляют сырье в плотах (на реках и озерах) или в штабелях (в искусственных бассейнах или водоемах со слабым течением). Искусственные наливные бассейны загружают плотным штабелем с помощью козловых и мостовых кранов из расчета 1 м3 сырья на 2 м3 емкости бассейна. Глубина бассейна 3 – 4 м с уклоном дна в сторону сливной трубы. Бассейн состоит из нескольких изолированных секций, каждая из которых имеет наливную и сливную трубы. При погружении под воду нижних рядов надводную часть (накат), составляющую не менее 10 % общей массы затапливаемой древесины, набирают из низкосортной древесины. Наливные бассейны загружают сырьем в плотный штабель при спущенной воде. По окончании загрузки бассейн заполняют водой, уровень которой поддерживается постоянным. Перед выгрузкой сырья воду из наливных бассейнов постепенно спускают. Хранение древесины методом затопления в бассейне несколько дороже хранения способом дождевания, однако обеспечение полной сохранности сырья повышает эффективность метода. Для хранения сырья, которое поступает на завод в зимний пе риод, применяют метод замораживания. Для этого выбирают площадку и определяют объем, подлежащий замораживанию. Через каждые четыре ряда бревен насыпают снег и обильно поливают водой. Выложенный штабель засыпают слоем снега толщиной не менее 20 см, утрамбовывают его и поливают водой. Замороженный штабель обносят двумя рядами боковых ограждений. Между первым и вторым рядами бокового ограждения засыпают сухие опилки, которые постепенно утрамбовывают. Верх штабеля покрывают шпоном и затем засыпают слоем опилок или древесных стружек толщиной 10 – 15 см, кладут легкие деревянные стропила и делают кровлю из старой фанеры для отвода дождевой воды. Сырье в замороженном штабеле хорошо сохраняется только до середины лета, так как, несмотря на теплоизоляционный слой опилок