Технология производства древесноволокнистых плит

курсовая работа

2.8 Расчет и подбор основного технологического оборудования

Расчеты производятся в соответствии с выбранной технологической схемой. Подбирается оборудование, производимое в России и СНГ. В исключительных случаях импортное, которое должно быть современным и высокопроизводительным.

Рубительная машина МРН-100 применяется для изготовления щепы.

Техническая характеристика рубительной машины МРН-100:

- производительность, пл.м3/ч 100;

- диаметр диска, мм 2440;

- число ножей, шт 10;

- скорость вращения ножевого диска, об/мин 365;

- мощность электродвигателя, кВт 500.

Производительность рубительной машины ПЧАС, мі/ч, определяется по формуле

(8)

Где КИ - коэффициент использования машинного времени, КИ=0,07;

КР - коэффициент рабочего времени, КР=0,9;

КЗ - коэффициент заполнения, КЗ = 0,9;

h - длина щепы, мм (h=15ч20 мм);

z - число ножей в диске, шт;

n - частота вращения диска, об/мин;

F - площадь проходного сечения окна, F=5мІ;

б-угол загрузки патрона, б=45ч52є.

Количество рубительных машин n, шт, рассчитывается по формуле

(9)

гдеQЧАС - часовой расход щепы, м3/ч (в таблице 8);

ПЧАС - часовая производительность рубительной машины, м3/ч.

Принимается одна рубительная машина типа МРН-100 с коэффициентом загрузки, равным

зЗАГР = 0,39 · 100 / 1 = 39 %.

Технологическая щепа хранится в кучах. Площадь кучи, необходимой для хранения запаса щепы на 10 суток SКУЧИ, м2, определяется по формуле

(10)

гдеF - объём щепы (десятисуточный запас), м3;

Н - высота кучи, Н = 4,5м;

КИ - коэффициент использования, КИ = 0,5;

КЗ - коэффициент заполнения, КЗ = 0,35.

Объем кучи щепы FЩ, м3, определяется по формуле

(11)

Где ПСУТ - производительность плит в сутки, м3/сут (в таблице 8).

Сортировка щепы производится на отечественной сортировке СЩ-120, которая по своей производительности она обеспечивает объём перерабатываемого сырья.

Производительность сортировки ПЧАС, м3/ч, определяется по формуле

(12)

Где F - площадь сит, F = 8,4м2;

q - пропускная способность, q = 60м3/ч;

КУ - коэффициент учитывающий содержание в составе мелкой щепы, КУ=0,53;

КР - коэффициент рабочего времени, КР=0,8.

Необходимое количество сортировок n, шт, определяется по формуле

(13)

Коэффициент загрузки сортировки ЗАГР, %, имеет следующее значение показателя

.

Принимается одна сортировка типа СЩ-120 с коэффициентом загрузки 75%.

После сортировок щепа идет в бункер запаса ёмкостью 300м3. Время хранения щепы в бункере, в течение которого обеспечивается бесперебойная работа цеха ф, ч, определяется по формуле

(14)

гдеV - объём бункера, м3;

КЗ - коэффициент заполнения рабочего объема бункера, КЗ = 0,95;

QЩ - часовая потребность в щепе, м3.

Количество бункеров n, шт, определяется по формуле

(15)

Где сЩ - насыпная плотность щепы, кг/м3;

ф - время, мин.

Далее щепа поступает на мойку. Производительность гидромойки составляет 110нас.м3/ч. Для перевода в плотные м3 производительность гидромойки умножается на 0,36.

Количество гидромоек n, шт, определяется по формуле

(16)

Где QЧАС - часовая потребность в щепе, пл.м3/ч (в таблице 8);

ПЧАС - производительность гидромойки, пл.м3/ч.

После гидромойки щепа поступает в бункер чистой щепы. Время хранения щепы для бесперебойной работы цеха 1-1,3 часа.

Потребное количество бункеров n, шт, определяется по формуле

(17)

гдеQЩ - часовая потребность в щепе на потоке, т/ч ( в таблице 5);

V - объем бункера, м3;

КЗ - коэффициент заполнения рабочего объема бункера, КЗ = 0,95;

ф - время, в течение которого бункер обеспечивает бесперебойную работу потока на данном участке, ч;

сЩ - насыпная масса щепы, кг/м3.

Следовательно, принимается 1 бункер для хранения чистой щепы.

Далее щепа идёт в рафинер. Производительность рафинера ПЧАС, кг/ч, определяется по формуле

(18)

Где F - площадь поперечного сечения червяка винтового конвейера, м2;

б - шаг червяка, м;

n - частота вращения вала с червяком, мин-1;

с - плотность древесины при заданной влажности, кг/м3;

КЗ - коэффициент заполнения, КЗ = 0,35;

КИ - коэффициент использования машинного времени, КИ = 0,9.

Площадь поперечного сечения червяка нижнего винтового конвейера F, м2, определяется по формуле

(19)

Где D - наружный диаметр червяка, м;

i - отношение диаметра вала к наружному диаметру червяка.

Отношение диаметра вала к наружному диаметру червяка i, рассчитывается по формуле

(20)

Где d - диаметр вала, мм.

Время, на которое хватит расходного бункера над рафинером объемом 20м3, ф, ч, определяется по формуле

(21)

Где КЗ - коэффициент заполнения бункера, КЗ = 0,95.

Фактическая производительность рафинера QЧАС, кг/ч, определяется по формуле

(22)

Где РУД - количество древесины, поступающей в рафинер, кг;

QЦ - производительность цеха, т/ч.

Производительность насоса для подачи смолы ПНАС.СМ, л/мин, рассчитывается по формуле

(23)

Где QСМ - расход сухой смолы на одну тонну плит, кг/ч;

QЦ - количество выпускаемой продукции, т/ч;

сСМ - плотность смолы, сСМ = 1,24 кг/л;

К - концентрация смолы, К = 50ч55%.

Производительность насоса для подачи отвердителя ПНАС.ОТ, л/мин, рассчитывается по формуле

(24)

Где QОТ - расход сухого отвердителя на одну тонну плит, кг/ч;

QЦ - количество выпускаемой продукции, т/ч;

сОТ - плотность отвердителя, сОТ = 1,04кг/л;

КОТ - концентрация потребляемого отвердителя, КОТ = 20%.

Производительность трубы-сушилки составляет 60т/ч. Фактическая производительность сушилки ПФАКТ, т/ч, определяется по формуле

(25)

Где WНАЧ, WКОН - начальная и конечная влажность волокна, %;

ПСУШ - производительность трубы-сушилки, т/ч.

Коэффициент загрузки трубы-сушилки ЗАГР, %, имеет следующее значение показателя

Далее древесноволокнистая масса идет на формирование ковра.

Производительность формующей машины ПЧАС, кг/ч, определяется по формуле

(26)

где g - вес 1м2 плиты, кг;

b - ширина плиты, м, b = 2,8м;

х - скорость формирования ковра, м/мин;

КИ - коэффициент использования машинного времени, КИ = 0,8.

Вес 1м2 плиты g, кг, определяем по формуле

(27)

гдеh - толщина плиты, м.

Скорость формирования ковра х, м/мин, определяется по формуле

(28)

Где ПЧАС - производительность цеха, кг/ч.

Производительность холодного пресса, который служит для предварительной подпрессовки ковра, не относится к расчетным показателям.

Достаточно следить за тем, чтобы режим работы холодного периодического пресса был на две-три секунды меньше, чем режим главного конвейера. Минимальная скорость рабочего движения холодного пресса х, м/мин, вычисляем по формуле

(29)

Где ПЧАС - часовая производительность горячего пресса, м3/ч;

b - ширина плиты, м;

h - толщина плиты, м;

КИ - коэффициент использования, КИ = 0,8ч0,9;

КЗ - коэффициент загрузки, КЗ = 0,95.

После холодного пресса плита поступает в каландровый пресс.

Производительность горячего пресса ПЧАС, м2/ч, определяется по формуле

(30)

Пчас = 60·2,8·12,43 ·0,9·0,95 = 1772,51 м2/ч.

где х - скорость прессования, м/мин;

b - ширина плиты, м.

Из методики расчета производительности пресса скорость прессования х, м/мин, определяется по формуле

(31)

В непрерывно действующем прессе продолжительность выдержки и прогрева определяется скоростью процесса и длиной пути, проходимого прессуемой плитой под давлением в контакте с нагревательной поверхностью, то есть главным валом каландрового пресса.

Продолжительность выдержки и прогрева ф, мин, определяется по формуле

(32)

Где L - длина зоны на главном вале от точки входа ковра под 1 валом до точки отрыва спрессованной плиты от главного вала, L = 7,8 м;

х - скорость прессования, м/мин.

Фактическая производительность пресса с учетом скорости прессования ПФАК, м2/ч, определяется по формуле

(33)

Где х - скорость прессования, м/мин;

b - ширина плиты, м.

Важным элементом каландровой установки является бесконечная лента. Из условий долговечности создания необходимого тягового усилия и с учетом сложных условий работы ленты, толщина ленты h, мм, принимается из расчета

(34)

Где D - диаметр ведущего барабана установки, D = 4000 мм.

При этом усилие натяжения ленты, отнесенное к 1см ее ширины РДОП, кг/см, определяется из выражения

(35)

гдеВР-предел прочности материала из ленты при растяжении, ВР=100кг/с;

К - коэффициент запаса прочности, К = 2.

Максимальное удельное давление ленты на главный барабан и прессуемую плиту РMAX, кг/см, рассчитывается по формуле

(36)

После горячего пресса плиты идут на форматно-обрезной станок.

Скорость подачи плиты х, м/мин, определяется из формулы производительности

(37)

(38)

(39)

Где ПЧАС - часовая выработка плит, м2/ч.

Следовательно, для расчетной производительности плит скорость поперечного форматно-обрезного станка равняется 10,3 м/мин и скорость продольного форматно-обрезного станка равняется 10,3 м/мин.

Перечень и технические характеристики оборудования приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Перечень и технические характеристики оборудования

Наименование оборудования

Марка

Количество, шт

Коэффициент загрузки, %

Техническая характеристика, Мощность, кВт

1 Рубительная машина

МРН-100

1

39

500

2 Сортировка щепы

СЩ-120

1

73

4,5

3 Бункер запаса

БДО-300

1

43

-

4 Гидромойка

1

50

-

5 Рафинёр

PR-44

1

7,7

0,37

6 Сушилка

RT-80

1

63,35

350

7 Формирующая машина

Ваккум.-формат.

1

85

190

8 Холодный пресс

1

95,0

12

9 Каландровый пресс

AUMA-40F

1

99,95

1252,28

10 Форматно-обрезной станок

MC-02

1

8,3

Делись добром ;)