刨花板 课程设计.docx
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刨花板课程设计
华南农业大学
——人造板工艺学课程设计
题目:
年产1.5万m3刨花板车间工艺设计
姓名:
陈惠煌
学院:
林学院
专业:
木材科学与工程
指导老师:
李凯夫教授
设计时间:
2007年1月6日
刨花板车间工艺设计
任务书
一、设计题目
年产1.5万m3刨花板车间工艺设计
二、设计指标
1 年产量:
15000m3/a;
2原料:
硬杂木,密度为0.61g/cm3;
3产品规格:
2440mm×1220mm×16mm;
4工作制度:
300d/a,3b/d
5胶种:
UF(固体含量60%),石蜡乳液(浓度30%),NH4Cl;
6建厂地点:
广州市。
(注:
a代表年,b代表班,d代表天)
三、设计要求
1依据设计题目和设计指导书的要求,确定胶合板生产工艺流程和工艺参数,进行原料平衡计算、设备选型和平面布置,编写设计说明书;
2绘制工艺流程图、原材料平衡图和车间平面布置图;
3要求学生掌握工艺设计的规范、程序和方法,掌握主要设备工作原理;独立进行设计,鼓励学生大胆创新;设计图纸按制图标准绘制,尺寸和比例准确无误,文字、字母和数字用仿宋体书写
1工艺计算……………………………………………………………4
1.1设计规模…………………………………………………………4
1.2设计产量的计算步骤……………………………………………4
2工艺计算……………………………………………………………5
2.1工艺流程………………………………………………………5
2.2工艺参数(附工艺参数图)……………………………………5
2.3计算步骤…………………………………………………………6
原料用量表………………………………………………………8
2.4原材料年消耗量…………………………………………………9
2.6调胶方案表…………………………………………………………11
2.6设备选用………………………………………………11
1工艺计算
1.1设计规模
根据该厂位处广州市的地理环境及气候条件,确定的设计规模为:
⑴年产量:
15000m3/a;
⑵原料:
硬杂木,密度为0.61g/cm3;
⑶产品规格:
2440×1220×16mm;
⑷工作制度:
300d/a,3b/d
⑸胶种:
UF(60%),石蜡乳液(30%),NH4Cl;
⑹地点:
广州市
刨花板车间产量有三类:
计划产量,设计产量,实际产量。
一般设计产量应大于计划产量,实际产量应接近或超过计划产量。
1.2设计产量的计算
(1)计划产量所需理论板块数m1
D1?
t50×1.75
m1=——————————=—————————————————
60S?
T?
L?
B?
h?
kw60×3×7.5×2.44×1.22×0.016×0.97
=1.40(块/周期)
(2)热压机实际热压的板块数m应大于或等于m1,并取整数。
所以m=2(块)
(3)设计产量D
60S?
T?
L?
B?
h?
kw60×3×7.5×2.44×1.22×0.016×0.97
D=——————————?
m=———————————————×2
t1.75
=71.28(m3/d)
(4)车间小时产量D2
D71.28
D2=————=————=3.17(m3/d)
S?
T3×7.5
式中:
D1---------计划产量(m3/d),D1=15000/300=50(m3/d);
D----------设计产量(m3/d),D=71.28(m3/d);
D2---------设计小时产量(m3/d),D2=3.17(m3/d);
m1---------理论压板块数(块),m1=1.40(块);
m----------实际压板块数(块),m=2(块);
S------日工作班次,S=3(班);
T------每班有效工作时(h),T=7.5(h);
t-----热压周期(min),由表及经验得:
t=1.75(min);
L------产品净长(m),L=2.44(m);
B------产品净宽(m),B=1.22(m);
h-------产品标准宽(m),h=0.016(m);
kw------热压机工作时间利用系数:
kw=0.97
2工艺计算
根据已确定的D2和质量守恒原理,进行原料平衡计算,根据确定的工艺流程,由成品逐个工序由后向前推算,计算每个工序所需原材料数量,最后计算单位原材料的消耗与全年所需料量。
2.1工艺流程
根据原材料条件、产品要求、工艺设备选型来确定工艺流程,所遵循的原则为:
●工艺流程应具有适当的调节能力,以确保在改变产品的规格情况下能稳定生产;
●采用先进可靠的工艺与设备,积极采用经过试验鉴定的新工艺与新设备,同时应考虑标准化、系列化和互换性,提高连续化和自动化水平;
●工艺设备布置也应避免逆向或交叉。
绘制工艺流程简图(参考AutoCAD图)。
2.2工艺参数
表1主要工艺参数
序号
项目
单位
数值
1
板密度
g/cm3
0.75
2
表层密度
g/cm3
0.85
3
表芯层重量比
%
35/65
4
板的含水率
%
6
5
砂光余量(双面)
mm
1.3(多层热压时增加1%~3%)
6
裁边余量(单个)
mm
25
7
锯路宽度(单个)
mm
5
8
热压温度
℃
9
压力
MPa
10
时间
Min
11
施胶量
%
UF表层10
芯层8
12
防水剂
%
0.8
13
固化剂量
%
1.5
14
干燥刨花含水率
%
3
15
原料初含水率
%
70
16
原料堆积积密度
kg/m3
100
2.3计算步骤:
按表芯层密度差为0.10g/cm3计算:
ρ芯=(ρ板-i表?
ρ表)/i芯
=(0.75-35%×0.85)/65%=0.696(g/cm3)
①成品绝干量
Q表=D2?
i表?
ρ表/(1+W板)
=3.17×35%×0.85×1000/(1+6%)=889.69(kg/h)
Q芯=D2?
i芯?
ρ芯/(1+W板)
=3.17×65%×0.696×1000/(1+6%)=1352.93(kg/h)
②砂光前表层的绝干量:
P=Q表?
(h?
i表+S1)/h?
i表
=889.69×(16×35%+1.3)/(16×35%)=1096.23(kg/h)
③裁边时的损失率:
△P1=(L1?
B1-m?
L?
B)/L1?
B1?
100%
=[(2.44+0.03)×(1.22+0.03)-1×2.44×1.22]/2.47×1.25
=3.59%
式中:
L1,B1-------毛板的长与宽(m);
m------板块数,1。
裁边前绝干量
Q表1=P/(1-△P1)=1096.23/(1-3.59%)=1137.05(kg/h)
Q芯1=Q芯/(1-△P1)=1352.93/(1-3.59%)=1403.31(kg/h)
④铺装前的绝干量:
Q表2=Q表1/(1-△P2)=1137.05/(1-0.3%)=1140.47(kg/h)
Q芯2=Q芯1/(1-△P2)=1403.31/(1-0.3%)=1407.53(kg/h)
式中:
ΔP2——铺装损失率(%),取0.3%。
⑤施胶前原料绝干量
Q表3=(Q表2-Q`表2)/(1-ΔP3)
=(1140.47-104.94)/(1-0.2%)
=1037.61(kg/h)
Q芯3=(Q芯2-Q′芯2)/(1-ΔP3)
=(1407.53-105.53)/(1-0.2%)
=1304.61(kg/h)
式中:
ΔP3——施胶损失%,取0.2%;
Q`芯2——绝干芯层施胶量(kg/h),按下式计算;
Q`表2——绝干表层施胶量(kg/h),按下式计算;
Q′表2=Q表2·P表/(1+P表)·(1-ΔP4)
=1140.47×10%/(1+10%)(1-1.2%)
=104.94(kg/h)
Q′芯2=Q芯2·P芯/(1+P芯)·(1-ΔP4)
=1407.53×8%/(1+8%)(1-1.2%)
=105.53(kg/h)
式中:
P表、P芯——表芯层施胶量(%)
加权平均数施胶量P=P表.i表+P芯.i芯(%)
ΔP4——干胶损失率(%),取1.2%
⑥选前原料绝干量
Q表4=Q表3/(1-ΔP5)=1037.61/(1-3.5%)=1075.24(kg/h)
Q芯4=Q芯3/(1-ΔP5)=1304.61/(1-3.5%)=1351.93(kg/h)
筛选后表层原料绝干量
Q′表4=Q表4/(1-ΔP`)=1075.24/(1-6%)=1143.87(kg/h)
气干分选后原料绝干量
Q′芯4=(Q芯4-Q′表4ΔP′)/(1-ΔP``)
=(1351.93-1143.87×6%)/(1-4%)
=1336.77(kg/h)
式中:
ΔP5、ΔP`、ΔP``——分选损失率、筛选损失率、气流分选损失率,分别取为3.5%、6%与4%。
⑦干燥前原料绝干量
Q表5=Q`表4/(1-ΔP6)=1143.87/(1-3.5%)=1185.36(kg/h)
Q芯5=Q`芯4/(1-ΔP6)=1336.77/(1-3.5%)=1385.25(kg/h)
式中:
ΔP6=3.5%
齐边条打碎后送入湿料仓的量P``;
P``=[(Q表1-P)+(Q芯1-Q芯)]90%
=[(1137.05-1096.23)+(1403.31-1352.93)]×90%
=82.08
式中;90%——重新利用比率。
因此,芯层湿原料绝干量Q`芯5=Q芯5-P``=1385.25-82.08
=1303.17(kg/h)
⑧备料前原料绝干量
Q表6=Q表5/(1-ΔP7)=1185.36/(1-33%)=1769.19(kg/h)
Q芯6=Q芯5/(1-ΔP7)=1385.25/(1-33%)=2067.54(kg/h)
式中:
ΔP7——包括除去的粉尘、木纤维与运输损失等,常取33%
将以上各计算结果绘成原料流程图,并列于表2;
表2原料用量
序号
工序
绝干量(kg/h)
含水率%
湿刨花量
表层
芯层
表层
芯层
表层
芯层
1
成品
889.69
1352.93
6
6
2
砂光前
1096.23
1352.93
6
6
3
裁边前
1137.05
1403.31
6
6
4
铺装前
1140.47
1407.53
6
6
5
拌胶前
1037.61
1304.61
6
6
6
分选前
1075.24
1351.93
10
10
7
干燥前
1185.36
1385.25
70
70
8
备料前
1769.19
2067.54
70
70
9
原料
/
/
/
/
原材料平衡见图1。
图1原材料平衡图
2.4原材料年消耗量
充实系数kc为:
kc=Gf/ρ=100/610
=0.16(kg/m3)
式中:
Gf——单位堆积刨花的重量(kg/m3)在100~105kg/m3间,取100;
ρ——木质原料密度,取610kg/m3。
刨花小时用量:
V=(Q表6+Q芯6)/(1+W)/ρ
=(1769.19+2067.54)×(1+7%)/610=6.73(m3/h)
式中:
W——原料的含水率%,比原料稍大,取7%.
每立方米刨花板所需的刨花量
V1=V/D2=6.73/3.17=2.12(m3/m3)
全年所需的刨花量
V2=300?
D?
V1=300×71.28×2.12=45334.08(m3/a)
式中:
300----年工作日.
胶粘剂用量
绝干胶=(Q`表2+Q`芯2)/D2(1-i1)
=(104.94+105.53)/3.17×0.95
=69.89(kg/m3)
液胶=绝干胶/固体含量
=69.89/60%=116.48(kg/m3)
式中:
i1——损耗系数,取5%。
年消耗胶量=300×D×液胶
防水剂用量=(Q表3+Q芯3)P`1/P`(1-i2)
=(1037.61+1304.61)×0.8%/[30%×(1-1%)]=63.09(kg/h)
式中:
P`1——防水剂施加量%,取0.8%
P`——防水剂的浓度%,据已知得30%
i2——损耗系数1%
单位消耗量=防水剂用量/D2=63.09/3.17=19.9(kg/m3)
固化剂用量=绝干胶量×施加量=69.89×1.5%=1.05(kg/m3).
2.5调胶方案
调胶方案见表3。
表3调胶方案
原
材
料
浓度(%)
施加量(%)
重量(kg)
总量(kg)
混入顺序
芯层
表层
芯层
表层
芯层
表层
芯层
表层
芯层
表层
胶液
60
60
8
10
176.9
141.5
176.9
141.5
Ⅰ
Ⅰ
NH4OH
25
2
65.8
65.8
Ⅱ
防水剂
40
40
5.5
2.5
18.8
7.8
252.4
114.7
Ⅱ
Ⅲ
水
3
67
278.4
298.5
Ⅲ
Ⅳ
固化剂
20
20
3.0
0.5
52.4
17.5
52.4
17.5
Ⅳ
Ⅴ
混合后
54
48
832.4
489.6
2.6设备选择
根据年产量15000m3选择设备型号和台数见表4。
表4刨花板生产设备选用
序号
设备名称
设备型号
(以年产量来定)
设备数量
备注
1
皮带运输机
BZY1150/6
1
2
金属探测器
WJJ-ll
1
3
削片机
B×216
1
4
木片料仓
BLC1150
1
5
环式刨片机
B×466
2
6
磨刀机
BM114
1
7
风送机
MQS5-54
1
NO8C左转90o
8
皮带运输机
BZY1150/6
2
带雨罩
9
湿刨花料仓
BLC2130
1
10
风送机
MQS5-54
1
NO8C右转90o
11
旋风分离器
BFL-5
3
D1150,左90O
12
旋风分离器
BFL-5
1
配风送机
13
螺旋运输机
BZY2140/8
1
14
转子式干燥机
BG2327
1
15
防火螺旋运输机
BZY2240/6
1
16
风送机
MQS5-54
2
17
圆形摆动筛
BF1626C
1
18
螺旋运输机
BZY2132/9
1
19
螺旋运输机
BZY2132/6
1
20
气流分离器
BF212A
1
21
风送机
1
配风选机
22
打磨机
B×566
1
23
旋风分离器
BFL-5
1
D1150,右90O
24
旋风分离器
BFL-2
1
D1700,右90O
25
表层干料仓
BLC2120
1
26
芯层干料仓
BLC2120
1
27
星形关
6
28
皮带称
2
含振动给料器
29
拌胶机
BS1230
2
30
胶料混全器
BR652A
2
31
胶料计量罐
BR3228
1
32
输液泵
BJ125
4
33
石蜡贮存器
BR652
1
34
过滤器
BR3450
3
35
石蜡乳化器
BR164
1
36
过滤器
BR3412
2
37
输液泵
BJ14
2
38
输液泵
1-B-15
1
39
过滤器
BR611
1
40
空压机
IV-3/8
1
带贮气罐
41
除湿风机
1
配干燥机
42
旋风分离器
1
配干燥机
43
带式送输机
ZJTL-5
1
44
螺旋运输机
BZY2132/2
2
45
螺旋运输机
BZY2132/8
1
46
气流铺装机
BP3713/50
1
47
板坯运输机
BZY1913/41
1
48
板坯横截机
BHJ1213/37
1
49
风送机
MQS5-54
2
NO5C,右90O
50
多层热压机
BY214×8/6-15Ⅱd
1
51
风送机
MQS5-54
2
NO6C,右90O
52
热压机排气罩
1
53
废板坯回收装置
BHS122
1
54
成板过渡辊台
1
55
进板辊台
BZY3114
1
56
冷却翻板装置
BH4213
1
57
冷却装置排气装置
1
58
出板辊台
BZY3814
1
59
纵向锯边机
BC1113
1
60
横向锯边机
BC2170
1
61
液压升降机
BSJ3513/5
1
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