人造板课程设计Word格式.docx
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2.7
合计
总计
编号
规格
第一种
第二种
第三种
第四种
第五种
第六种
第七种
第八种
设计名称:
年产2万m³
胶合板的生产工艺设计
一、课程设计内容
胶合板生产工艺一般包括以下内容:
●
根据产品品种拟定工艺流程;
计算原材料(包括木材、胶粘剂和其他辅助材料)消耗;
设备选型;
绘制车间工艺布置图;
编写工艺设计文字说明
二、课程设计的要求:
设计说明书一份
计算及说明
备注
一、生产大纲的拟定
1、根据产品规格选择热压机型号
热压机生产某一种规格的产品时,生产率计算公式如下:
Qi=
(米3/班)
式中:
T——班工作时间(分)
N——热压机的工作间隔数
m——每间隔中压制的胶合板张数
δ——胶合板的成品厚度(米)
Fo——成品胶合板的幅面(米²
)
K——热压机的工作时间利用系数K=0.97~0.98
Z1——胶合板在压机中的保压时间(设计按每毫米成品厚,压1分钟计)(分)
Z2——辅助操作时间(分):
这一项包括装卸压机闭合和升压所需的时间。
用人工装卸板时Z2值需现场测定,而用机械装卸则取Z2=40秒。
则:
第一种:
7.5*60*20*1*0.003*1.22*2.44*0.97/(3+40/60)=21.243m³
/每班
第二种:
7.5*60*20*1*0.005*1.22*2.44*0.97/(5+40/60)=22.917m³
第三种:
7.5*60*20*1*0.003*0.915*1.83*0.97/(3+40/60)=11.949m³
第四种:
7.5*60*20*1*0.005*0.915*1.83*0.97/(5+40/60)=12.891m³
第五种:
第六种:
第七种:
第八种:
加权平均生产率:
Qcp=
Qcp------热压机的加权平均生产率(米³
/每班)
a1,a2……ai-----各种规格的产品在总产量中占得百分率
Q1,Q2,…Qi-----热压机单独生产某种产品时的生产率(米3/每班)
Qcp=100/(34.3/21.243+14.7/22.917+14.7/11.949+6.3/12.891+14.7/21.243+
6.3/22.917+6.3/11.949+2.7/12.891)=17.6099(米³
热压机的年产量Qy计算如下:
Qy=Qcp*每天的工作班次*年工作日(米3/每班)
T=7.5*60
N=20
m=1
K=0.97
Z2=40秒
Qy=17.6099*2*280=9861.544(米³
根据年产量选择热压机型号:
给定年产量:
2万m³
考虑热压机的负荷系数:
95%
则热压机的年生产能力为:
/95%
所需热压机层数:
/95%/Qy=20000/0.95/9861.544=2.13
最终选择热压机型号为:
BY414×
8/8柱式横向热压机
热压机参数:
型号
8/8
名称
柱式横向热压机
总压力(吨)
800
热压板幅面(毫米)
2700×
1370
层数(层)
20
配用油缸数量和直径
层间距(mm)
闭合速度(mm/s)
二工艺过程的确定
原木→锯截→蒸煮→剥皮→定中心→旋切→
中间缓冲贮存库→干燥→剪裁→干单板加工→中间库→芯板涂胶→陈化→组胚→预压→热压→裁边→砂光→检验分等→合板返修→成品入库
三原材料需要量的计算
(一)木材需要量
损耗(工艺损耗与技术组织损耗)系数:
各工序的损耗可按工艺流程的次序来计算:
1、胶合板表面加工:
工艺损耗系数I1=δ/SΦ×
100%;
I1——合板表面加工的工艺损耗系数
δ——表面加工余量(毫米),单面砂光δ=0.1~0.15(毫米)
单面刮光δ=0.15~0.20(毫米)
SΦ——热压出的合板厚度(毫米)
则I1=0.15/3×
100%=5%
技术组织损耗归入裁边工序一并考虑。
2、裁边:
工艺损耗系数I2=(F末-F已)/F末×
100%;
I2——合板裁边时的工艺损耗系数;
F末——未经裁边的合板面积(米²
F已——裁边后的成品合板幅面(米²
裁边余量通常取为60毫米
则I2=(1.890*0.975-1.830*0.915)/1.890*0.975×
100%=9.13%
取I2=10%
技术组织损耗△1,2=3%。
3、热压:
工艺损耗系数I3=(∑S-SΦ)/∑S×
I3——胶合板热压时的压缩损耗系数;
∑S——胶合板板胚厚(毫米)
SΦ——压出的合板厚(毫米),出压机放置24小时后测定。
I3=15%
技术组织损耗△3=0.5%
4、干单板加工(整理、分等、修补):
工艺损耗系数I4=10%,I4中包含了技术组织损耗(△4)。
δ取0.15
SΦ取3
5、单板干燥:
工艺损耗系数I5=8%,技术组织损耗△5=0.4%。
6、木段旋切:
通常取工艺损耗系数I6=25%,技术组织损耗△6=2%这是由定心偏差造成的。
7、原木截断:
工艺损耗系数:
I7=4%,I7中包含了技术组织损耗(△7)。
各工序的损耗系数确定后,该工序的原材料需要量即可从下式算出:
Qn=
(米³
Qn——该工序的原料需要量(米³
/每班);
Qn-1——计算过程中上一步工序的原料需要量,由于计算是倒退进行的所以实为工艺流程中的后一工序;
In——该工序的工艺损耗系数;
△n——该工序的技术损耗系数。
各工序的计算如下:
①入库成品数
Q成=Q已(1-Io)
Q成——入库的成品胶合板数量(米³
Q已——已加工好的待检验胶合板,Q已=Qcp(米³
Io——抽样检验百分数(普通胶合板为1%,出口板为4%)。
Q成=Q已(I-Io)=17.6099*(1-1%)=17.4338(米³
②未经表面加工的胶合板量
Q未1=Q已/(1-I1)=17.6099/(1-5%)=18.5367(米³
③未经裁边的胶合板量
Q未=Q未1/(1-I2-△1,2)=18.5367/(1-0.1-0.03)=21.3066(米³
④热压前的板胚材积(即经干修后的干单板数量)
Q干1=Q未/(1-I3-△3)=21.3066/(1-0.15-0.005)=25.2149(米³
⑤经干燥后的单板量
Q干=Q干1/(1-I4)=25.2149/(1-10%)=28.0166(米³
⑥干燥前的湿单板量
Q湿=Q干/(1-I5-△5)=28.0166/(1-8%-0.4%)=30.5858(米³
⑦用于旋切的木段材积
Q木=Q湿/(1-I6-△6)=30.5858/(1-25%-2%)=41.8984(米³
⑧原木需要量
Q原=Q木/(1-I7)=41.8984/(1-4%)=43.6442(米³
胶合板的出材η随之可求出:
η=Q成/Q原×
100%=17.4338/43.6442=39.95%
而每生产1立方米成品所耗得原木量也可求得:
K=Q原/Q成=43.6442/17.4338=2.50(米3/米3)
上述结果可汇总成表1
表1各工序的原料需要量及损耗量
序号
工序名称
入本工序的量(米³
到下工序的量(米³
本工序损耗量(米³
1
合板检验
Q已=17.6099
Q成=17.4338
q1=Q已-Q成=0.1761
2
合板表面加工
Q未1=18.5367
q2=Q未1-Q已=0.9268
3
合板裁边
Q未=21.3066
q3=Q未-Q未1=2.7699
4
合板热压
Q干1=25.2149
q4=Q干1-Q未=3.9083
5
单板干修
Q干=28.0166
q5=Q干-Q干1=2.8017
6
单板干燥
Q湿=30.5858
Q干=28.0166
q6=Q湿-Q干=2.5692
7
旋切
Q木=41.8984
q7=Q木-Q湿=11.3126
8
原木锯裁
Q原=43.6442
q8=Q原-Q木=1.7458
(二)胶料需要量的计算
由胶合板的产量可算出胶料的需要量
Qc=
·
K1·
K2公斤/米3
Qc——每立方米成品胶合板所消耗的液态胶量(公斤/米3)
dc——芯板的单面液态涂胶量(克/米2)
m——胶合板的层数
SΦ——胶合板成品厚(毫米)
K1——合板的齐边系数K1=F未/F已
F未----未裁边时的合板面积,F已----成品合板的幅面。
K2——胶料损失系数:
脲醛树脂胶K2=1.034~1.035
⑴2440*1220*3
K1=2500*1280/(2440*1220)=1.075
K2=1.035
Qc1=280*(3-1)*1.075*1.035/(3*2)=103.845kg/m3
⑵2440*1220*5
Qc2=280*(5-1)*1.075*1.035/(5*2)=124.614kg/m3
⑶1830*915*3
K1=1890*975/(1830*915)=1.101
Qc3=280*(3-1)*1.101*1.035/(3*2)=106.3566kg/m3
⑷1830*915*5
Qc4=280*(5-1)*1.101*1.035/(5*2)=127.628kg/m3
胶料的总耗量:
Qc=103.845*70%*70%+124.614*70%*30%+106.3566*30%*70%+127.628*30%*30%=110.8719kg/m3
四设备需要量的计算
1.截锯机
对年产量为二万立方米的胶合板厂(或车间)一般只需要2台链锯机。
2.剥皮机
国内尚无定型产品,各使用厂可自行设计,而生产率则可根据设计数据求出。
3.蒸煮池
N=
+(1~3)只
N——所需的蒸煮池数量(只)
Q——每小时的木段耗量(米3/小时)
Q=原木总材积/总工作时间=(2.5*20000)/(280*2*7.5)
=11.90米3/小时
dc取280
T——蒸煮周期(包括装、出池时间)(小时)
椴木:
24小时,40℃水曲柳:
36小时,85℃
V——蒸煮池容积(米3)
K——蒸煮池充满系数,一般取K=0.5~0.6
椴木:
N1=70%*11.90*24/(54*0.5)=7.40(只)
水曲柳:
N2=30%*11.90*36/((54*0.5)=4.76(只)
所以,N总=N1+N2+2=7.40+4.76+2=15(只)
4.旋切机
选BQ1626/13(信阳木机械厂)
生产率Q=ZV•K/T(米3/班)
Z——班工作时间(分)
T——旋切一根木段所需要的时间(分)
V——一根木段的平均材积(米3)
K——工作时间利用系数(K=0.8~0.85)
Q=450*[3.14*(0.4/2)2*2.5]*0.85/2=60.05(米3/班)
所需旋切机台数:
N=V1/Q•n(台)
V1——一天内需在该型号旋切机上加的木段材积(米3)
n——旋切机工作班次
N=41.8984*2/60.05*2=0.70,取1台
5.干燥机
选BG183A型
生产率:
Q=T•K1•K2•m•S•B•u(米3/班)
T——各班工作时间(分)
K1——工作时间利用系数K1=0.9~0.95
K2——干燥机的进料充满系数,横向连续进料K2=0.9~0.95,
非连续进料时K2=0.8~0.85
m——干燥机层数
S——单板厚(米)
B——每层干燥机上的单板宽(米):
连续进料时B即为单板
带宽度,非连续进料时B为干燥机的有效工作宽度
u——干燥机的进料速度(米/分)
Q=450*0.9*0.9*3*0.001*2.5*9=24.60(米3/班)
所需要干燥机台数:
N=V/Q(台)
式中:
V——每班需干燥的单板材积(米3/班)
N=V/Q=30.5858/24.60=1.24,取2台
6.拼缝机
选BPF1312
Q=T•u•K/L•n(张/班)(纵拼机)
T——班工作时间(分)
u——进料速度(米/分)
K——机床利用系数K=0.8~0.9
V=3*6*3米3
Z=7.5*60
=450分
T=2分(其中旋切时间占1’38)
T=450min
K1=0.9
K2=0.9
m=3
S=0.001m
B=2.5m
u=9m/min
V=30.5858(米3/班)
u=20m/min
K=0.8
L——单板长度(米)
n——一张单板的平均拼缝条数
Q1=450*20*0.8/(2500•10-3*1.5)=1920张/每班=6.14米3/班
Q2=450*20*0.8/(1890•10-3*1.5)=2540张/每班=4.68米3/班
Qcp=100/(70/6.14+30/4.68)=5.61米3/班
所需台数:
N=V/Q
V——每班(纵拼机)或每小时(横拼机)所需拼的单板张数。
面、背板中约30%需胶拼,平均每张拼缝取1.5条。
所以N=28.0166*30%/5.61=1.5(台),取2台
7、涂胶机
选BS3415型。
N=L*m/(t*π*d*n*k)(台)
L——一张芯板的长度(米)
m——所有的压机在一个压力循环中需涂胶的芯板张数
三层板:
m=20五层板:
m=40
t——热压机一个工作循环的时间(分)
t=3min五层板:
t=5min
d——涂胶辊直径(米)
n——涂胶辊转数(转/分)
π*d*n=v=30m/min(v为进料速度)
k——涂胶机利用系数K=0.67~0.72(分)
∴三层板:
N1=2.5*20/(3*30*0.7)=0.794
N3=1.89*20/(3*30*0.7)=0.600
五层板:
N2=2.5*40/(3*30*0.7)=1.59
N4=1.89*40/(3*30*0.7)=1.2
所以取2台。
8、预压机
选BY523×
8/4型
生产率Q=T*n*S*F*K/t
n——一次压的胶合板板坯张数
S——一张胶合板板坯的厚度(米)3mm/5mm
F——板坯的幅面积(米2)2500*1280/1890*975
K——时间利用系数K=0.8~0.9
t——预压周期(包括进、出预压机的时间)(分)
∴4’*8’:
三层板:
Q1=450*200*3*10-3*0.8*2.5*1.28/15=46.08米3/班
Q2=450*200*5*10-3*0.8*2.5*1.28/15=76.80米3/班
3’*6’:
Q3=450*200*3*10-3*0.8*1.89*0.975/15=26.54米3/班
Q4=450*200*5*10-3*0.8*1.89*0.975/15=44.23米3/班
L=2.5m
n=1.5
L=2.5或1.89
d=0.222米
K=0.70
n=200
t=15min
平均生产率:
Qcp=100/(49/46.08+21/76.80+21/26.54+9/44.23)=42.89米3/班
所需台数E=V/Q(台)
V——一个班次中所需预压的板坯体积(米3)
∴E=25.2149/42.89=0.588,取1台
9、热压机
有关热压机的计算已在前面。
10、双圆锯裁边机
选MEH
纵横锯边机
Q=T*u*K*n/2L张/班
u——锯机进料速度(米/分)
K——时间利用系数K=0.75~0.85
n——一次裁边的胶合板张数三层8张,五层5张
L——锯切长度,长方形胶合板则为长宽的平均值(米)
所需台数N=∑n/Q
∑n——一个班次中需裁边的胶合板总张数
Q1=450*0.8*22.6*8/(2*1.89)=17219.05张/班
∑n1=1088张/班
N1=∑n1/Q1=0.06
Q2=450*0.8*22.6*5/(2*1.89)=10762张/班
∑n2==280张/班
N2=∑n2/Q2=0.026
Q3=450*0.8*22.6*8/(2*1.43)=22758张/班
∑n3=809张/班
N3=∑n1/Q1=0.036
Q2=450*0.8*22.6*5/(2*1.43)=14224张/班
∑n4==208张/班
N4=∑n1/Q1=0.015
N总=N1+N2+N3+N4=0.137,综上,取1台。
11、砂光机
选CSB2-1300型
单面砂光Q=T*u*k1*k2/L张/班
双面砂光Q=T*u*k1*k2/2L张/班
u——进料速度(米/分)
k1——进料充实系数
k2——时间利用系数
所需台数N=∑n/Q
V=25.2149(米³
U=22.6m/min
K=0.80
L=1.89/1.43
k1=1
Q5=450*20*1*0.9/(2*1.83)=2213张/班
∑n5=∑n1+∑n2=1368张/班
N5=∑n5/Q5=0.62
Q6=450*20*1*0.9/(2*1.37)=2956张/班
∑n6=∑n3+∑n4=10172956张/班
N5=∑n5/Q5=0.34
N总=N5+N6=0.96
综上,取1台。
车间运输设备:
①人力滚道②动力滚道③运输链④运输带
⑤窄轨铁道⑥单轨吊车⑦电瓶车⑧铲车
⑨动力牵引小车⑩带起落台的手推小车
表3机床明细表
机床名称
制造厂
数量(台)
机床的主要技术特征
机床尺寸(毫米)
机床电机
机床重量(KG)
参考价格(万元)
长
宽
高
用途
功率(千瓦)
截锯机
MJ5010
290
815
1163
13.2
旋切机
BQ1626/13
信阳木机械厂
8270
2500
2040
82.2
25000
干燥机
BG183A
苏州林业机械厂
拼缝机
BPF1312
牡丹江机械厂
1800
涂胶机
BS3415
2425
955
1475
1.5
1550
预压机
BY523×
8/4
双圆锯裁边机
MEH
牡丹江机械厂
1000
4700
1280
3500
砂光机
CSB2-1300
9
五、车间设备布置
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