Проект цеха формирования и прессования твердых ДВП мокрым способом мощностью 6 млн. м2 в год

Подготовка сырья к производству плит, состоящая в приготовлении кондиционной щепы, включает следующие операции: разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины; рубку древесины на щепу; сортировку щепы для отбора требуемого размера с доизмельчением крупной фракции и удалением мелочи; извлечение из щепы металлических предметов; промывку щепы для очистки ее от грязи и посторонних включений.Для приготовления щепы используем барабанную рубительную машину МРГ - 40. Расчет производительности оборудования проводится на его 24-часовую работу в сутки при 318 рабочих дня в году, по требуемой производительности участка цеха:=7,8т/чгде - производительность участка, кг/ч; - количество перерабатываемого участком сырья на 1 т готовой продукции; - готовая продукция, выпускаемая заводом, т/сут; - время работы участка в сутки, ч.Производительность аппарата составляет 4 – 5 м3/ч, диаметр барабана 1160 мм и число режущих ножей – 4. [2]5000/1540 = 32 м3/чСогласно расчетам необходимо установить одну рубительную машину.Подбор дефиринатораНасегодня преобладающимсталтермамеханическийспособполучения волокнаиз щепы.Посколькулигнин, скрепляющийотдельныеволокнадревесинымеждусобой,размягчаетсяпритемпературевыше100осиплавитсяпри172°С,щепупередмеханическим истираниемпропаривают, чтобыуменьшитьеёпрочность,особенновнаправлении поперёкволокон древесины.Первичныйгорячийразмол щепыосуществляютвдефибраторах,вторичный-врафинёрахиликоническихмельницах.Процессразмолащепысостоитизследующих«микроопераций»:•расщеплениеисходногоматериаланапучкиволокон•поперечноеукорачиваниеирубкапучков•раздавливаниеипродольноерасщеплениенамелкиеволокна(фибриллирование);•пропусканиеволоконмеждуразмольнымидисками.Получаемаямассаможетбытьгрубогоилимелкогопомола.Грубыйпо­ молимеетслабуюстепеньфибриллирования(расчёсанности).Есливолок­ насильноизрубленыиукорочены, возможнообразование«мёртвогоразмола» сыпучеймассы,вкоторойволокнанепереплетаются(несвойлачиваются),иприформированииизнихковраон будет рватьсянасетке.Согласно заданной производительности подобрана следующие марки дефибринатора (РТ-50):Таблица 8 – Технические характеристики дефибринатораПоказателиЗначениеПроизводительность, насыпных м3/ч50Высота вертикальной камеры пропаривания щепы, мм2800Диаметр размалывающих дисков, мм1000Мощность электродвигателя, кВт15-45Мощность двигателя главного вала, кВт500Принимая средневзвешенную условную плотность древесного сырья равную 540 кг/м3, определим насыпную плотность ρн, кг/м3, по уравнению:где kп – коэффициент полнодревесности для щепы, равный 0,39. Получим:Тогда получим, что на сортировку поступает 9857/210,6 = 39 насыпных м3 в час.Для сортировки технологической щепы используем сортировочную машину гирационного типа модели СЩ-1М, техническая характеристика которой приведена в табл. 9.Таблица 9 - Техническая характеристика сортировочной машиныПоказателиЗначениеПроизводительность, насыпных м3/ч60Число сит3Наклон сит, град3Мощность электродвигателя, кВт3Масса, т1,3Подбор отливной машины и гидравлического прессаПодбираем типовую отливную машину ХВ-1700 с шириной сетки 1850 мм производительностью 110т/сут и гидравлический пресс РНр=5325/25А.Расчет отливной машины: т/ч – масса 1 м2 плиты, кг; k – коэффициент холостого хода машины, принимаем равным 0.8; - скорость движения сетки, м/мин; b – ширина плиты, м.Расчет гидравлического пресса: м2/сут – время работы в сутки, ч (24); - количество этажей, шт; - длина плит, м; - ширина плит, м; - продолжительность цикла прессования, мин; - вспомогательное время на выгрузку и загрузку плит из пресса, мин (принимается равным 1 мин).Расчет площади склада готовой продукцииРасчет ведем на месячное хранение готовой продукции, тогда емкость штабеля составит:Общая площадь склада готовой продукции составит7 Расчет транспортирующего средстваОпределение ширины лентыШирина ленты транспортирования сыпучих материалов определяется по уравнению: мгде: Q= 800 т/сутки = =32 т/ч (при непрерывной круглосуточнойработе конвейера);–скорость ленты, м/с; = 1540 кг/ м3 = 1,5 т/м3;К- коэффициент, зависящий от угла естественного откоса материала; - коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера.При желобчатой ленте на трехроликовой основе и угле наклона боковых роликов 20°, в зависимости от угла откоса насыпного груза на ленте, определяем соответствующее значение коэффициента К [3].Угол откоса насыпного груза на ленте принимают как половину угла естественного откоса этого груза в движении, т.е. α * = 1/2 30°= 15°. К = 470.Скорость ленты выбираем с условием возможности использования барабанной разгрузочной тележки = 2 м/с.При угле наклона конвейера φ = +10° по таблице 2.3 принимаем: =1Ширина ленты:, мДанный груз - рядовой, т.к. Пусть концентрация наибольших кусков груза <10 % . Тогда размер типичного куска: =0,8· = 8 мм. Ширину ленты проверяем по формуле:В = 2 + 200мм = 2-8 + 200 = 216мм < 224 мм.По ГОСТу 22647-77 из нормального ряда выбираем ближайшее значениеВ = 300 ммОпределение типа ленты и материала прокладокС учетом того, что транспортируется крупнозернистый тяжелый (= 1,5 т/м) материал, выбираем ленту послойную с двусторонней резиновой обкладкой типа 2 и материал прокладок Б-820 (бельтинг).Принимаем число прокладок, соответствующее данному типу ленты и материалу обкладок, равное 3. Для типа ленты 2 принимаем толщины обкладок: с рабочей стороны = 3 мм; с нерабочей стороны = 1 мм.Определение тутовой силы конвейераТуговая сила конвейера определяется по формуле: кггде: - коэффициент сопротивления;- длина проекции конвейера на горизонтальную плоскость;g- погонная весовая нагрузка от груза, кг/м; - погонная весовая нагрузка от движущихся частей конвейера, кг/м;- высота подъема; m- коэффициент; Wnp - сопротивление плужкового разгрузчика, кг; Wnp= 0, т.к. в нашей схеме его нет.Значение коэффициента сопротивления ленточного конвейера принимаем = 0,025, учитывая, что конвейер работает в отапливаемом помещении при небольшом количестве образованной пыли и нормальной влажности воздуха, а также, что роликоопоры являются желобчатыми на подшипниках качения. Погонная весовая нагрузка от груза определяется по формуле где: F - площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м2.Для желобчатой ленты с углом наклона боковых роликов 20°:, откудакг.Погонная нагрузка от движущихся частей конвейера рассчитывается по уравнению:где: – погонная нагрузка от ленты, кг/м;–масса вращающихся частей роликоопоры, кг;–шаг рабочих роликоопор, м;–шаг холостыхроликоопор, м; Приближенно: = (25–35)∙В, где В=М Более точно: , н/м, или, кг/м,где: В - ширина ленты, мм; i- число прокладок ( i= 3 ); и - толщины прокладок, мм; 1,2 мм ( для ткани прочностью 55 н/мм - толщина прокладки); Откуда находим : кг/м;При ширине ленты 300 мм и диаметре ролика 102 мм для желобчатых роликоопор= 10 к. В зависимости от насыпной плотности (<2 т/ м3) и ширине ленты (В = 300 мм), принимаем расстояние между роликоопорами рабочей ветви ленточного конвейера:= 1400 мм = 1,4 м.Расстояние между роликоопорами холостой ветви принимаем равным: =2∙=2∙1,4 м = 2,8 м;2м<<3,5 м. Отсюда находим: кг/м.При длине конвейера 20 м принимаем = 1,15.Конвейер - прямолинейный = 1.Привод - головной = 1.Натяжная станция - промежуточная (1 барабан) = 1.Разгрузка ведется через головной барабан = 1.. В результате определяем тутовую силу конвейера:кг.Определение размеров приводного и натяжного барабанов ; где: и- соответственно их диаметры, мм;i— число прокладок, которое необходимо проверить по формуле (2.15):a– коэффициент;– максимальное статическое натяжение ленты, кг;– номинальный запас прочности ленты;– предел прочности прокладок, кг/смB–ширина ленты, см.Для данного типа прокладок (Б-820) принимаем значение: a =125. По таблице 2. 13 при данном числе прокладок (/ = 3) номинальный запас прочности = 9.Предел прочности прокладок при разрыве выбираем по таблице 2.14 для данного материала (Б-820): = 55 кг/см. Максимальное статическое натяжение ленты рассчитываем по формуле:где: - является функцией от коэффициента сцепления барабана с лентой μи от угла его обхвата лентой. Пусть поверхность барабана футерована резиной и покрыта сухой пылью груза.Тогда принимаем μ= 0,4.При угле обхвата барабана лентой 180° и μ= 0,4.принимаем =2,86.Откуда кг.Следовательно, i = 3 не противоречит выполнению условия прочности. Откуда диаметр барабанов:мм; мм.При ширине ленты < 650 мм длина барабанов принимается на 100 мм больше ширины ленты, т.е. =В + 100 = 300 + 100 = 400 мм.Определение требуемой мощности двигателяМощность электродвигателя, требуемая для работы конвейера в заданном режиме вычисляется по формуле: , кВтгде: К = 1,1–1,4 - коэффициент, учитывающий условия работы конвейера; При средних условиях К = 1,25; η–к.п.д. привода; η = 0,6- 0,85; Примем η = 0,85.Мощность на приводном валу, кВт, рассчитываемая по формуле:, где = 0,04 - коэффициент сопротивления барабана.Отсюда - к.п.д. барабанов.Мощность на приводном валу: кВтТогда требуемая мощность двигателя: кВтПараметры рассчитанного конвейераПроизводительность конвейера - 33 т/час;длина конвейера - 20 м;высота подъема - 3,47 м;ширина ленты - 300 мм;тип ленты - 2;материал прокладок - Б-820;число прокладок - 3;толщина обкладок: с рабочей стороны - 3 мм; с нерабочей стороны - 1 мм; толщина прокладки - 1,2 мм; диаметр роликоопор - 102 мм;тип роликоопор - трехроликовые желобчатые на подшипниках скольжения; расстояние между роликоопорами: рабочая ветвь - 1,4 м; холостая ветвь - 2,8 м; конвейер - прямолинейный; привод головной; натяжная станция - промежуточная (1 барабан); тутовая сила конвейера - 76,65 кг; диаметры барабанов: приводного - 375 мм; натяжного - 300 мм; длина барабанов - 400 мм;максимальное статическое натяжение ленты - 219,4кг; мощность на приводном валу - 1,79 кВт; к.п.д. привода - 0,85; требуемая мощность электродвигателя - 2,63 кВт. 8Расчет удельных норм расхода электроэнергии по цехуРасчет удельного расхода электроэнергии на технологические нужды проводится по номинальной мощности энергоприемников. Составим таблицу с указанием мощностей применяемого оборудования и коэффициентов его загрузки. Коэффициент загрузки - отношение рассчитанной производительности оборудования к его максимальной производительности по технической характеристике. Мощность вспомогательного оборудования принимается за 15-20% от суммарной мощности основного оборудования. Рассчитаем расход энергии за одну варку смолы длительностью шесть часов, и определим расход энергии на производство одной тонны смолы, а также на производство всего объема продукции.Рассчитаем коэффициенты загрузки оборудования.Дробилка ДВГ-2: ,где П, Пуст –фактическая и номинальная производительность установки кг/ч.Дефибраторы РТ-50:,Мешальный бассейн ММ-35К=33/35=0,9Отливная машина+гидравлический пресс:,где , Руст - фактическая и номинальная потребляемая мощность, кВт.Таблица 10- Расчет расхода электроэнергииНаименование оборудованияКол-во, шт.Установочная мощность, кВтКоэффициентДлительность работы, чРасход энергии, кВт.ч/сутАвтотранспортер12,630,8520,0044,71Дробилка МРГ-4012000,824,003840Дефибраторы РТ-5015000,7824,009360Мешальный бассейн17,50,924,00162,0Отливная машина+гидравлический пресс1192,90,5624,02592,6Итого15999,31,Вспомогательное и неучтенное оборудование(20%)3199,862Итого в сутки19199,172Итого на 1 тонну древесины, кВт309,7Всего за год (1540 тонн) , кВт476882,7Список используемой литературыКарасев Е.И. Оборудование предприятий для производства древесных плит. – М.:МГУЛ, 2002. – 320 с.Бирюков В.И. Справочник по ДВП. – М.: Лесная промышленность, 1981. – 184 с.Волынский В.Н. Технология древесных плит и композитных материалов. Спб.: Издательство «Лань» , 2010. – 336 с.Ребрин С.П., Мерсов Е.Д., Евдокимов В.Г. Технология древесноволокнистых плит, изд. “Лесная промышленность”, М., 1971. - 272 с.Сухая Т.В., Шкирандо Т.П. Технология древесных плит и пластиков. Методические указания к курсовому проектированию. Минск, 1977. - 32 с.Солечник Н.Я. Производство древесноволокнистых плит. Гослесбумиздат, М., 1963. - 340 с.