Участок изготовления щепы из кругломерной древесины производительностью 20 пл. м3/час

Участок изготовления щепы из кругломерной древесины производительностью 20 пл. м3/час
Содержание
1. Введение
2. Обоснование выбора ведущего оборудования для участка изготовления щепы из кругломерной древесины производительностью 20 пл. м3/час
3. Устройство и принцип действия оборудования для производства древесной щепы
4. Описание оборудования участка изготовления щепы из кругломерной древесины
4. Технологические расчеты
4.1. Расчет производительность рубительной дисковой машины МРНП-30
4.2. Расчет потребляемой мощности оборудования
7. Заключение
8. Использованная литература

Минимальная длина древесного сырья, поступающего для переработки на щепу, 1000 мм. Длина получаемой щепы не регулируется, она определяется шагом геликоидальной поверхности диска.
Чтобы при рубке кусковых отходов деревообработки щепа получалась хорошего качества, отходы следует подавать в машину пачками или слоем. При этом сечение патрона должно заполняться не менее чем на 25-30%. Кроме того, зазор между кромками ножей и контр ножей в точке стыка нижнего и бокового контрножей должен быть в пределах 0,5-0,6 мм.
Кинематическая схема машины приведена на рис. 3.11.
Рис. 3.11. – Кинематическая схема рубительной машины. 1 – рама; 2 – электродвигатель; 3 – втулочно-пальцевая муфта; 4 – ножевой диск; 5 – сменные ножи; 6 – контрнож; 7 – загрузочное устройство; 8 – съемный кожух; 9 и 10 - подшипники
Рис. Дисковая рубительная машина МРНП-30 с наклонной подачей сырья и выбросом щепы вверх. 1 – рама, 2 – подшипник, 3 – наклонный патрон, 4 – кожух диска, 5 – подшипник, 6 – вал диска, 7 – муфта, 8 – тормоз, 9 – рычаг тормоза, 10 – электродвигатель, 11 – патрубок выброса щепы.
Рубительная машина содержит раму 1, на которой смонтированы электродвигатель 2 и ножевой диск 4. Привод вала ножевого диска осуществляется путем непосредственного присоединения его к валу электродвигателя через втулочно-пальцевую муфту 3. Вал опирается на роликовые подшипники 9 и 10. На ножевом диске жестко закреплены сменные ножи 5. На раме также установлено загрузочное устройство 7 с контрножом 6. Ножевой диск с ножом и зона резания закрыты съемным кожухом 8 [2, 6].
4. Описание оборудования участка изготовления щепы из кругломерной древесины
Предлагаемая в нашей работе схема изготовления щепы из кругломерной древесины основывается на принятой технологии производства древесных плит, которая приведена на рис. 3.
Рис. 3 Общая технологическая схема производства древесных плит
На участок получения щепы кругломерная древесина поступает со склада по ленточному конвейеру в рубительную машину. Далее древесина из рубительной машины по конвейеру с погруженными скребками перемещается в бункер щепы, откуда, через питатель поступает по конвейеру с погруженными скребками и затем в центробежный стружечный станок. Стружка из центробежного стружечного станка по пневмотранспортной линии поступает в бункер, откуда после накопления идет на сушку и далее на установку механической сортировки.
Крупная стружка после отсева на сортировке стружки поступает в мельницу для доизмельчения. Мелкая фракция стружки – пыль поступает по конвейеру в отдельный бункер.
Далее высушенная стружка находится в бункере для сухой стружки и ее используют для приготовления плитных смесей с использованием органических связующих. Технологическая схема производства щепы из кругломерной древесины приведена на рис. 3.1.
Кругломерное сырье
Подача сырья ленточным конвейром в рубильную машину
Изготовление технологической щепы
Сортировка древесины
Технологическая щепа Мелкая фракция щепы Хранение
Рис. 4.1. Технологическая схема изготовления щепы из кругломерной древесины
Для обеспечения надежной и бесперебойной работы участка и получения качественной технологической щепы необходимо соблюдать определенные правила.
Перед пуском рубительной машины оператор обязан проверить состояние режущих кромок ножей; положение задней кромки ножей по отношению к накладке (накладка не должна выступать над задней кромкой ножа); наличие зазора 0,5-0,6 мм между кромками контрножей и режущими кромками ножей; надежность затяжки болтовых соединений, крепление ножей на диске, крепление стенок с контрножами в патроне и контрножей к стенкам; наличие смазки в корпусе подшипников; отсутствие на подающем конвейере посторонних предметов; плотность закрытия секторов кожуха.
После запуска оператор проверяет работу машины на холостом ходу, устанавливая отсутствие или наличие постороннего шума и повышенной вибрации. После этого можно включать конвейер, отводящий щепу от машины, а затем конвейер подачи древесины в машину.
При эксплуатации оборудования на участке необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности. Необходимо отключать привод электродвигателя при открывании кожуха диска работающей машины; останавливать диск с помощью тормоза в течение 1 мин; автоматически отключать конвейер подачи древесины в машину при перегрузке привода электродвигателя; отключать привод электродвигателя при длительной перегрузке; ограждать вращающиеся части машины; фиксировать диск при ремонте и смене ножей.
Кроме того категорически запрещается эксплуатировать машину с открытым кожухом, со снятыми ограждениями, при ненадежной затяжке крепежных деталей; эксплуатировать машину с ножами без опорных планок; регулировать или ремонтировать, открывать или снимать ограждения до полной остановки диска; оставлять машину без присмотра до полной остановки диска и находиться в плоскости вращения диска. Также запрещается опираться руками и ногами на фланец нижней половины кожуха ножевого диска при открытом кожухе и замене ножей; производить замену ножей при расторможенном диске и работать на машине при наличии постороннего стука, с неисправными или отключенными конечными выключателями [6].
4. Технологические расчеты
4.1. Расчет производительность рубительной дисковой машины МРНП-30
Технологические характеристики рубительной дисковой машины МРНП-30
Расчет проводим по формуле:
Q = 0,06 n*z*lщ*F*Кз*Km*Kp, где
Q - производительность рубильной машины, пл. м3/час;
n – частота вращения ножевого диска, 1/мин;
z – число режущих ножей, шт.;
lщ – длина щепы по волокну, мм
F – площадь проходного сечения загрузочного патрона, м2;
Кз – коэффициент заполнения сечения загрузочного барабана,
Kм – коэффициент использования машинного времени по загрузке
Kp – коэффициент полнодревесности перерабатываемого сырья.
Поскольку нам не указана длина кругломерного сырья, то принимаем
Размер длины по волокну рассчитываем по формуле:
lщ = hi/(sin φн sinφв), где
hi – толщина срезаемого слоя древесины, т.е величина выступа режущей кромки ножа, мм
α1 – угол разворота загрузочного патрона в вертикальной плоскости, град.
α2 – угол разворота загрузочного патрона в горизонтальной плоскости, град
Технические характеристики машины
Кз = 0,3
Кр = 0,8
Км = 0,3
Величина срезаемого слоя - 17 мм.
α1 = 54 град.
α2 = 20 град
Проходное сечение патрона 250х250 мм
Число режущих ножей – 16
Частота вращения диска 740 об/мин
Длина щепы
lщ = 17/(cos 54*cos 20) = 18 мм
Производительность дисковой рубительной машины МРНП-30
Q=0,06*18*0,250*0,250*16*740*0,3*0,8*0,3=57,5 пл. м3/ч
Проведенный расчет показывает, что для участка изготовления щепы из кругломерной древесины можно рекомендовать установить следующее оборудование:
- конвейер для подачи сырья
- рубительная дисковая машина марки МРНП-30. Габариты машины: длина – 2600 мм, ширина – 1700 мм, высота – 1745 мм., Масса – 5750 кг.
4.2. Расчет потребляемой мощности оборудования
Расчет мощности привода оборудования
Массу диска рассчитываем по формуле:
Gд = π*Dд2/4*Hд*Kпс*ρ, кг,
где DД и HД – диаметр и толщина диска, м; КПС – коэффициент, учитывающий пустоты диска в виде подножевых щелей (0,8); ρ – плотность стали (7800 кг/м3).
Диаметр ножевого диска – 1270 мм
Толщина диска – 140 мм
Gд = 3,14*1,27*1,27/4*0,14*0,8*7800 = 1106,09 кг
Удельную силу резания для наиболее распространенных условий работы рубильных машин определяем по формуле:
Р = (h*sin2 φ1 *sin2 φ2 – cos 2φ2 +2.0)* aР* аВ * аМ * ап , Н/мм
где h – толщина щепы, мм;
φ1 – угол встречи вектора скорости резания с направлением волокон древесины, град;
φ2 – угол наклона (угол, лежащий между линией лезвия ножа и направлением волокон древесины), град;
aР – коэффициент, учитывающий затупление ножей (для острых ножей aР =1; для затупленных aР =1,25);
аВ – коэффициент, учитывающий влажность древесины (для влажности 25…30% аВ =1,1; для влажности 50…60% аВ =1,0);
аМ – коэффициент, вводимый при переработке мороженой древесины (аМ =1,4);
аП – коэффициент, учитывающий породу древесины.
α1 – угол разворота загрузочного патрона в вертикальной плоскости, град;
α2 – угол разворота загрузочного патрона к продольной оси машины, град.
Рассчитываем h, φ1 и φ2
h = lщ cos φ1 = 18* cos36 = 18*0,809 = 14,562 мм
φ1 = 90 – α1 = 90 - 54 = 36 град
φ2 = 90 – α2 = 90 – 20 = 70 град
Рассчитываем удельную силу резания в случае переработки древесины сосны с влажностью 25-30 %. не мороженой, ножи острые.
sin2 φ1 = 0,5878*0,5878 = 0,3455
sin2 φ2 = 0,9397*0,9397 = 0,883
cos270 = 0,342*0,342 = 0,117
Р = (14,562*0,3455*0,883- 0,117+2,0)*1*1,1*1,0 =6,96 Н/мм
Рассчитываем удельную силу резания в случае переработки древесины сосны с влажностью 25-30 %. не мороженой, ножи затупленные.
Р = (14,562*0,3455*0,883- 0,117+2,0)*1,25*1,1*1,0 =8,7 Н/мм
Рассчитываем удельную силу резания в случае переработки древесины осины с влажностью 50 %, мороженой.
Р = (14,562*0,3455*0,883- 0,117+2,0)*1*1,0*1,4*0,87 =7,7 Н/мм
Рассчитываем удельную силу резания в случае переработки древесины дуба с влажностью 25 %, немороженой, ножи острые.
Р = (14,562*0,3455*0,883- 0,117+2,0)*1*1,1*1,60 = 11,1 Н/мм
Рассчитываем полезную мощность резания для кругломерной древесины
N = 0,0001*P*(πd2/4* cos α1 cosα2)*(n*z/60*102) кВт
где Р – удельное сопротивление резанию, Н/мм;
d – средний диаметр перерабатываемого сырья, мм;
n – частота вращения диска, мин – 1;
z – число режущих ножей, шт.
N = 0,0001*11,1*(3,14*(150/2)(150/2)*cos54cos20)*(16*740/(60*102)) = =0,0001*11,1*(3,14*(150/2)(150/2)* 0,5878*0,9397)*(16*740/(60*102)) = 60,95 = 61 кВт
7. Заключение
Технологическая щепа для производства древесных плит изготавливается марок ПВ и ПС. В дальнейшем из технологической щепы изготавливают стружку, предназначаемую для изготовления разного сорта древесных плит, целесообразно изготавливать из кругломерной древесины с помощью дисковых рубительных машин. Для участка получения щепы производительностью 20 пл. м3/час согласно расчетом можно рекомендовать дисковую рубительную машину типа МРНП-30.
8. Использованная литература
1. Отлев И.А., Штейнберг Ц.Б. Справочник по древесно-стружечным плитам. М.: Лесная пром. – 1983. – 240 с.
2. Щепа технологическая. Технические требования. ГОСТ 15815.
3. Отлев И.А. Технологические расчеты в производстве древесностружечных плит. М.: Лесная пром. – 1979. – 240 с.
4. Модлин Б. Д. Производство древесностружечных плит. / Б.Д. Модлин, Отлев И. А. — М.: Высшая школа, 1977. – 216 с.
5. Ребрин С.П., Мерсов Е.Д., Евдокимов В.Г. Технология древесноволокнистых плит. М.- Лесная пром. – 1982.- 272 с.
6. Карасев Е.И. Оборудование предприятий для производства древесных плит / Е.И. Карасев, С.Д. Каменков. – М.: МГУЛ, 2002. – 320 с.
7. Липцев Н.В. Оборудование предприятий производства древесных плит и пластиков. – Л.: ЛТА, 1985. – 54 с.
2
32