Министерство образование и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»
Факультет Механической технологии древесины
Кафедра Технология композиционных материалов и древесиноведения
Производство гипсоволокнистых плит
Расчётно-графическая работа
( ТКМиД. 000000.001.ПЗ)
Руководитель:
__________А.И. Криворотова
(подпись)
_________________________
(оценка, дата)
Разработал:
Студенка группы 45-2
____________С.В.Александров(подпись)
Реферат
В расчётно-графической работе произведен расчёт сырья и материалов для производства цементностружечных плит Расчётно-графическая работа также содержит описание технологического процесса производства цементностружечных плит.
Расчётно-графическая работа содержит расчётно-пояснительную записку состоящую из: 19 страниц печатного текста и графической части: 1 лист формата А3. Для написания расчётно-графической работы было использовано 7 литературных источников.
Содержание
Введение……………………………………………………………………….5
1 Основная часть……………………………………………………………...6
1.1 Характеристика выпускаемой продукции……………………………..6
1.2 Расчёт годового фонда рабочего времени……………………………..6
1.3 Расчёт сырья и материалов ………………………………………….…7
1.4 расчёт основного технологического оборудования…………………..9
1.5 Технологический процесс производства ГВП-2…………………….11
2 Индивидуальное задание………………………………………………..17
Заключение…………………………………………………………………..18
Список использованных источников………………………………………19
Введение
Цементностружечные плиты (ЦСП) являются материалом, который объединяет определённые преимущества древесины и цемента. ЦСП имеют высокую прочность, высокую устойчивость к атмосферным воздействиям, био- и огнестойкость, хорошо поддаются обработке и находят все более широкое применение в строительстве и деревянном домостроении. Цементностружечные плиты применяются для промышленного строительства методом сборных элементов, для полов и потолков, в качестве перегородок, для фасадов зданий.
По ряду показателей ЦСП превосходят фанеру, древесностружечные и древесноволокнистые плиты. Плиты по структуре делятся на однослойные и многослойные и по физико-механическим свойствам в соответствии с ГОСТ26816-86 «Плиты цементностружечные».
1 Основная часть
Характеристика выпускаемой продукции
Таблица 1.1 – Нормативные свойства цементностружечных плит
Свойства |
Нормативные показатели для плит | |
ЦСП-1 |
ЦСП-2 | |
Плотность, кг/м3 |
1100 – 1400 | |
Влажность, % |
6 – 12 | |
Разбухание по толщине за 24 ч, %, не более |
2 | |
Водопоглащение за 24 ч, %, не более |
16 | |
Прочность при статическом изгибе, МПа, плит толщиной, мм |
|
|
8 – 16 |
12 |
9 |
18 – 24 |
10 |
8 |
26 – 40 |
9 |
7 |
Прочность при растяжении перпендикулярной пласти плит, МПа, не менее |
0,40 |
0,35 |
Шероховатость пласти, мкм, не более: |
|
|
нешлифованых |
320 |
320 |
шлифованых |
80 |
100 |
1.2 Расчёт годового фонда рабочего времени
Таблица 1.2 – Годовой фонд рабочего времени
Нерабочие дни |
Количество дней |
Паздники |
11 |
Капитальный ремонт |
20 |
Профилактические работы |
32 |
Выходные |
52 |
Итого нерабочих дней |
115 |
Число дней в году |
365 |
Число рабочих дней |
250 |
Число рабочих часов определяется по формуле
(1.1)
где - число рабочих дней в году;
- число смен;
- продолжительность смены, ч.
1.3 Расчёт сырья и материалов
Производительность цеха цементностружечных плит зависит от многих факторов. Основным оборудованием, определяющим производительность цеха, является прессовая установка. Мощность и тип прессовой установки выбираются в соответствии с заданием с учётом выбранных размеров ЦСП.
Расчёт сырьевых материалов обычно производят по часовой производительности пресса, которую можно определить по формуле 1.2, м³ /ч
(1.2)
где – годовая производительность цеха, м³ /год;
- часовая производительность цеха, м³ /час;
м3/ч
Содержание компонентов в цементностружечных плитах колеблется в зависимости от вида сырья, условий производства и качества получаемых плит.
Масса готовой цементностружечной плиты, кг определяется по формуле 1.3
(1.3)
где – длина, ширина плиты, м [1];
– толщина плиты, м [1];
–плотность плиты, кг/ м³ [1];
Принимается м,м,и.
кг
Масса абсолютно сухой цементностружечной смеси на одну плиту, кг определяется по формуле 1.4
(1.4)
где – влажность готовой плиты, % [1];
Принимается 10%.
кг
Расход древесного сырья необходимого для одной матрицы определяется, кг, по формуле 1.5
(1.5)
где – число плит при одной запрессовке [1].
,
где Smax – максимальная высота прессуемого штабеля, мм;
Sпод. – толщина поддона, мм
;
Принимаем n=23.
кг
Количество абсолютно сухого материала в готовых плитах, кг, определяется по формуле 1.6
(1.6)
.
Потребности при обрезке плит по формату, % определяется по формуле 1.7
(1.7)
где – длина и ширина соответственно плит до обрезки, м [1];
–длина и ширина соответственно плит после обрезки, м [1];
Принимается: м,м.м,м.
Количество абсолютно сухого материала в плитах до обрезки, кг, определяется по формуле 1.8
, (1.8)
кг.
Расход количества абсолютно сухой смеси на м³ плит, кг, определяется по формуле
(1.9)
кг
Определяется расход абсолютно сухой древесины на 1м³ плит, кг, по формуле 1.10
(1.10)
где – суммарный коэффициент потерь сырья.
(1.11)
где – коэффициент потерь сырья при шлифовании плит. Учитывается только для наружных слоёв;
–коэффициент потерь при форматной обрезке плит;
–коэффициент потерь сырья при смешивании компонентов ЦСП. Принимается ;
–коэффициент потерь сырья при формировании. Принимается ;
–коэффициент, учитывающий потери сырьевых материалов при изготовлении стружки. Принимается ;
–коэффициент потерь при окорке. Принимается .
(1.12)
где – толщина наружного слоя плиты до шлифования, мм. Принимается[1];
–припуск на шлифование, мм. Принимается равным 1,5мм [1].
(1.13)
кг
Норма расхода стружки на 1м³ плит, кг, определяется по формуле 1.14
(1.14)
где – доля стружки в абсолютно сухом материале, %. Принимается 40%[1].
кг
Норма расхода гипса на 1м³ плит, кг, определяется по формуле 1.15
(1.15)
где – доля гипса в абсолютно сухом материале, %. Принимается 100%[1].
кг
Норма расхода воды на 1м³ плит, кг, определяется по формуле 1.18
(1.18)
где – доля воды в материале, %. Принимается 55%[1].
кг
Таблица 1.3 – Рецептура ГВП-2
-
Сырьё и материалы
Расход компонентов на 1м³ плит, кг
Абсолютно сухая стружка
220,00
Гипс
550,00
Вода
302,5
Чтобы перевести массу сухой стружки матрицы в объём влажной древесины, надо разделить её на условную плотность древесины по формуле 1.19, м³.
(1.19)
где – средняя условная плотность, кг/м³.
,
Принимается: для сосны ,
.
.
Расход древесины на годовую программу, м³/год, определяется по формуле 1.21
(1.20)
.
Расход химических добавок на годовую программу, кг/год, определяется по формуле
, (1.21)
;
.
1.4 Расчёт основного технологического оборудования
Количество единиц оборудования на каждой технологической операции рассчитывается по формуле
(1.22)
где Q – Часовой расход материала на каждой технологической операции, кг/ч;
Пч – Часовая производительность оборудования, выбирается по техническим характеристикам;
Ки – Коэффициент загрузки оборудования, принимается Ки=0,8-0,9.
,
где Пчас – часовая производительность участка прессования, м3/час;
,
Расчет количества станков для изготовления стружки фирмы «Хомбак» производим по формуле
,
где - часовой расход сырья в абсолютно сухом состоянии;
- часовая производительность станка фирмы «Хомбак»;
.
Принимаем к установке 3 станок «Хомбак».
Коэффициент загрузки равен
%.
Для сортировки применяем механическую качающуюся сортировку типа ДРС-2 с.145 [2], производительностью 8000кг/ч.
Расчет необходимого количества сортировок производится по формуле (1.23).
Принимаем 2 сортировку с коэффициентом загрузки 64,6 %.
Для смешивания стружки с вяжущим применяют смесители «Келлер», производительность 6000кг/ч. Расчет необходимого количества смесителей производится по формуле (4.1).
.
,
.
Принимаем 7 смесителей с коэффициентом загрузки 89,6 %.
Для хранения и дозирования щепы сырой и сухой стружки применяют вертикальные бункера со шнековыми разгрузчиками марки ДБО-100.
Расчет необходимого количества бункеров для сырой и сухой стружки производят по формуле
, (1.23)
где - часовая потребность в стружке на потоке, принимается по данным пооперационного расчета (см. таблица 4);
- время, в течение которого бункера обеспечивают бесперебойную работу потока на данном участке, ч (2-4 ч);
Vб-объем бункера, м (принимается из технической характеристики);
- насыпная масса стружки, кг/м3;
Кз - коэффициент заполнения рабочего объёма бункера (принимается равным 0,9 для горизонтальных бункеров и 0,95 для вертикальных).
Бункеры ДБО-100 для сырой стружки
.
%.
Принимаем 2 бункер с коэффициентом загрузки 76 %.
Бункеры для сухой стружки ДБО-100:
Принимаем 2 бункер с коэффициентом загрузки 108 %.
Для формирования пакетов применяют импортные формирующие станции, фирмы «Бизон». Расчет количества формирующих станций фирмы «Бизон» производится по формуле (4.1).
Принимаем 1 формирующую станцию с коэффициентом загрузки 38 %.
Для смыкания силовой тележки используют пресс фирмы , «Бизон».
Производительность пресса , м3/ч, определяем по формуле
, (1.24)
где – число этажей пресса;
, ,– соответственно длина, ширина, толщина готовых плит;
–коэффициент использования оборудования;
;
- цикл прессования, мин.
м3/ч.
Годовая производительность пресса, , м3/год, определяем по формуле
, (1.25)
м3/год.
Для термообработки применяют камеры проходного типа.
Количество пакетов (каркасов) n, которые могут поместиться в камере можно определить по формуле
, (1.26)
где L - длина камеры в мм;
I - длина необрезной плиты;
ΔI - расстояние между каркасами, равное 400мм.
Годовая производительность камеры м³/год, определяется по формуле
, (1.27)
где V - объем пакета (каркаса);
τтерм - время термообработки, мин;
τзагр - время разгрузки и загрузки, мин.
Для термообработки необходима одна камера, так как годовая программа производства составляет 108000 м³/год, при этом производительность камеры ровна 88272,75 м³/год.
Применяют для обрезки плит четырехпильные ДЦ-8.
Производительность форматнообрезных станков определяется по формуле
, (1.28)
где U – скорость подачи, м/мин (принимается из технической характеристики станка);
- толщина и ширина обрабатываемых плит, мм (из задания);
К1 – коэффициент использования станка (0,8-0,9);
К2 – коэффициент использования рабочего времени (0,9-0,95).
м3/ч
Количество оборудования рассчитывается по формуле
, (1.29)
где Пч. Пресса – часовая производительность пресса;
П ф.обр – производительность форматнообрезного станка.
Принимаем 4 станока с коэффициентом загрузки 90 %.
2.Технологический процесс производства ГВП
Технологический процесс производства гипсоволокнистых плит зависит от вида исходного сырья. Волокно, необходимое для производства гипсоволокнистых плит, изготавливают двумя способами: из древесного сырья (круглые лесоматериалы, горбыли, рейки, фанерные обрезки, карандаши и т.д.) в рафинаторах, работающих под давлением; из макулатуры – в мельницах. Линии производства ГВП состоит из следующих участков: быстроходного смесителя непрерывного действия, настилочного конвейера с оегулятором толщины, прижимного и увлажняющего устройств передвижного одноэтажного пресса, камеры твердения и многоэтажной газовой сушилки. Влажность плит до сушки около 27%. После сушки – 0,5%. Формирование ковра производится на сетчатой ленте.
На линии окончательной обработки плиты калибруют, шлифуют и наносят покрытие для снижения водопоглощения плит. Плиты применяют для внутренней отделки зданий, в качестве сухой штукатурки, межкомнатных перегородок с высокими изоляционными показателями, облицовки стен. Устройства полов, подвесных потолков, изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий. А также огнезащитных покрытий в зданиях ипомещениях с сухим и нормальным влажностными режимами. Допускается создание криволинейных поверхностей радиуса R= 0,75 м и более
3.Индивидуальное задание.