Введение
производственный реечный щит
В настоящее время широко применяются изделия из клееной древесины на основе кусковых отходов лесопиления и деревообработки (панели, щиты, брусья) и комбинированную древесину (столярные плиты).
Преимущества клееной древесины - низкая средняя плотность, водостойкость, возможность получения из маломерного материала изделий сложной формы, крупных конструктивных элементов. Они характеризуются повышенной гнилостойкостью и низкой возгораемостью, не подвержены усушке и короблению. Клееные деревянные изделия и конструкции по срокам и трудозатратам при возведении зданий, стойкости при воздействии агрессивной воздушной среды часто успешно конкурируют со стальными и железобетонными конструкциями. Их применение эффективно при возведении промышленных предприятий, выставочных, торговых павильонов, зданий и сооружений сборно-разборного типа.
Номенклатура изделий из клееной древесины обширна. Так, из отрезков досок склеивают панели. Такие панели применяются для устройства перегородок, обшивки домов, настилов полов и т.д. Из кусковых отходов лесопиления изготавливают клееные щиты, применяемые в основном для настилов полов. Для устройства дверей, перегородок, встроенной мебели применяют столярные плиты, облицованы с обеих сторон шпоном.
При использовании клееных изделий экономия деловой древесины составляет до 20%, а стоимость конструкций сокращается в 3-4 раза по сравнению со стоимостью конструкций из цельной древесины.
В производстве массивного клееного щита различают два вида: однослойный и многослойный щиты.
В данной работе рассматривается производство трёхслойного клееного щита. Трёхслойный щит из массивной древесины изготавливается из деревянных заготовок (рейка) шириной от 44 мм, которые склеены друг с другом в один слой параллельно направлению волокон и облицованы шпоном с двух сторон.
Производство столярных плит открывает широкий спектр возможностей реализации продукции, как дополнительных опций основной продукции предприятия (замена ДСтП и МДФ на изделиях более высокой ценовой категории), так и в качестве поставок сырья на другие деревообрабатывающие предприятия.
Самым лучшим в изготовлении корпусной мебели является столярная плита покрытая шпоном твёрдых пород дерева, таких как дуб, орех, ясень и т.д. Столярная плита изготавливается по принципу бутерброда и состоит в середине в виде мебельного щита из склеенных между собой деревянных реек, небольшого бруса и окленного с 2-х сторон тонкими листами фанеры и мдф, а ещё сверху фанерованного шпоном дерева, например дуба, ясеня, ореха, бука. Такая мебельная плита дешевле цельного массива дерева. Также имеет свои плюсы перед цельным куском массива, например, столярная плита намного легче массива, меньше подвержена искривлению по сравнению с массивом под воздействием влажности, т.к. изготовлена по принципу бутерброда, и наружный слой и мебельный щит из реек имеют разные направления волокон дерева. Столярная плита намного более экологична по сравнению с ДСтП и МДФ. Такие столярные плиты часто используются в изготовлении мебели среднего и средневысокого уровня, например шкафы, гардеробные комнаты и т.д., особенно когда нужно показать красоту шпона дерева. Шпонирование - это процедура, которая выполняется на деревообрабатывающем производстве и заключается в облицовке панелей из столярной плиты, ДСП, МДФ или фанеры шпоном ценных пород дерева.
В данной работе мы рассматриваем применение столярных плит для производства корпусной мебели, в настоящее время предприятие ИП Романов использует ДСтП и МДФ. В дальнейшем на предприятии планируется открытие направлений по производству межкомнатных дверей, подоконников, кровельной плитки, фрамуг, настилов полов из щитового паркета.
Цель работы - спроектировать цех по производству реечных щитов на базе ИП «Романов».
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Проектирование технологического процесса, выбор основного и вспомогательного оборудования.
2. Выбор конструкции изделия.
3. Изучение влияния марки клея на прочность клеевого шва.
Расчёт площади цеха, освещения.
Анализ вредных и опасных факторов проектируемого производства.
Расчет основных экономических показателей.
1. Общая часть
.1
Краткая характеристика предприятия
ИП Романов Роман Вячеславович было создано Романовым Романом Вячеславовичем, который и является директором данного предприятия в 2009 г. На протяжении всей истории существования предприятие активно развивается, привлекая молодых специалистов. Основными направлениями работы организации стало предоставление качественной мебели.
В 2013 г. был построен новый цех данного предприятия, соответственно ИП расширилось. Была приобретена новая техника. На сегодня, ИП Романов - это команда талантливых, целеустремлённых и ответственных людей, способных решать задачи любой сложности и соответствовать высокому качеству предоставляемых ими услуг.
Производство мебели по индивидуальным заказам позволяет без проблем решить целый ряд задач, которые всякий раз возникают при попытке обставить свою квартиру новой мебелью. Заказная мебель будет идеально соответствовать габаритам конкретной комнаты, где будет стоять, а значит заказчик сможет более эффективно использовать пространство в доме.
Помимо этого, у заказчика появляется реальная возможность оживить все свои идеи, выбрать цветовую гамму, материалы. Такая мебель будет полностью соответствовать Вашим желаниям, а значит - больше радовать Вас. Сейчас предприятие быстро развивается, но так как спрос на корпусную мебель из стандартных материалов и покрытий падает, руководство приняло решение о частичной замене материалов.
В настоящее время в состав предприятия входят:
1.Цех производства корпусной мебели.
2.Контрольно-пропускной пункт.
.Котельная.
.Электроподстанции.
.Резервуар 10000 м3.
.Водонапорная башня.
.Материально-технический склад.
.Насосная станция.
.Здание управления.
Основные виды продукции предприятия: .Корпусная мебель для кухни.
2.Корпусная мебель для гостинной.
.Шкуфы-купе.
.Тумбочки.
.Корпусная мебель для офиса.
1.2
Местонахождение и пути сообщения
Предприятие ИП «Романов» расположено в селе Вазерки Бессоновского района. В центре Европейской России, на западных склонах Приволжской возвышенности, севернее г. Пензы, на левом берегу р. Суры. Пути сообщения к комбинату приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Пути сообщения Виды сообщенияНаименованиеРасстояние до предприятия, км1. Железная дорога Пенза - РузаевкаОстановочный пункт 111 км Станция 109 км2 72. Автодорога Пенза - СаранскФедеральная траса М55 1.3
Поставщики сырья
Сырьем для производства корпусной мебели служит ДСтП и МДФ. Основные поставщики: официальный дилер Череповецкого фанерно-мебельного комбинат, официальный дилер компании ООО «СВЕЗА-Лес», а так же различные местные производители, в зависимости от предлагаемого качества и цен в данный момент. Требования предъевляемые к продукции Плита-основа ДСП - группа П-А, сорт 1, мелкоструктурная, класс эмиссии Е-1. Размер плиты 2750*1830, 3500*1750 Облицовка двухсторонняя, фактура поверхности: поры дерева, степень блеска матовая.
1.4 Снабжение комбината электроэнергией, паром, водой, сжатым воздухом
На территории комбината находиться производственная котельная, топливом являются отходы производства (опилки, кусковые отходы). В котельной установлен Котёл Гейзер фирмы «termowood», благодаря уникальному устройству топочной камеры, может работать на любом твёрдом топливе, даже имеющем повышенную влажность. Работа котла полностью автоматизирована и контролируется программным управлением. Котлы на древесном топливе ГЕЙЗЕР-termowood способны работать в любых климатических условиях и отличаются высоким КПД, а также функцией очистки дыма. Для производства сжатого воздуха в цехе установлен компрессор марки Remeza ВК-20-15. Водоснабжение осуществляется из артезианской скважины глубиной 112 м, а в дальнейшем от водонапорной башни предприятия. Электричество поступает на предприятие из села Вазерки по линии на тяговую подстанцию, далее на 2 рабочие подстанции общей мощностью 2000 кВт. Станочное оборудование в ЦКМ запитано от напряжения 380 вольт. Для удаления стружки в ЦКМ смонтирована аспирация, от каждого станка воздуховоды через воздухораспределители подают отходы в вытяжную трубу, которая соединена с вентилятором ВПР 122-45, а из него стружка попадает в циклон. 1.5 Кадровый потенциал. Производительность и оплата труда
Кадровый потенциал предприятия, производительность и оплата труда приведены в таблице 1.2 и 1.3.
Таблица 1.2 - Кадровый потенциал Наименование показателяГоды2013 год2014 годчел.%чел.%1. Среднесписочная численность44100481002. Промышленно - производственный персонал: - рабочих - служащих 31 13 80 20 34 14 80 20 Среднесписочная численность работников в 2012 году увеличилась на 9,25% (4 человека). Доля рабочих увеличилась на 9,7% (3 человека). Доля служащих увеличилась на 8,7% (1 человек).
Таблица 1.3 - Показатели производительности и оплата труда, тыс. руб. Наименование показателя2013 год2014 годПроцент ростаОбъём производства продукции56000006200000110,7Выработка продукции на одного работающего127272129166101Средства на оплату труда всего персонала385000471840117Среднемесячная зарплата87509830112 Объём производства продукции в 2014 году по сравнению с 2013 годом вырос на 10,7% (6000000 тыс. р.). Среднемесячная зарплата за 2012 год по сравнению с 2011 году выросла на 12,34% (1080 руб.).
1.6 Анализ производственной программы предприятия
Целью анализа является изучение производственной деятельности предприятия и оценка возможности организации на базе предприятия производства реечных щитов. На предприятии освоен выпуск корпусной мебели. В настоящее время предприятие использует для производства ДСтП и МДФ, что позволяет выпускать мебель среднего и эконом класса. Производство столярных плит открывает широкий спектр возможностей реализации продукции, как дополнительной системы материалов для производства корпусной мебели, так и в качестве поставок сырья на другие деревообрабатывающие предприятия. В дальнейшем на предприятии планируется открытие направлений по производству дверей, дверных коробок, подоконников, кровельной плитки, фрамуг, настилов полов из щитового паркета. Столярные плиты обладают большим потенциалом для возможности дальнейшего развития предприятия. Площадь производственного цеха на предприятии ИП «Романов» составляет - 4608 м2, при этом под производство клееного бруса занята площадь в 2604 м2, то есть площадь в 2604 м2 не освоена.
Таким образом, на неосвоенной площади может быть организовано производство столярных плит. Продукция будет использоваться в едином комплексе при производстве корпусной мебели и дальнейшего его расширения.
2. Технологический раздел
.1 Режим работы предприятия
ИП «Романов» - работает пять дней в неделю по одной смене в день. Продолжительность смены - 8 часов, с 8:00 ч до 17:00 ч. Время, отпущенное перерывы: Технический перерыв - 0,2 часа, с 10:00 ч до 10:20 ч. 0,2 часа, с 15:00 ч до 15:20 ч. Обеденный перерыв - 1,0 часа, с 12:00 ч до 13:00 ч.
.2 Технологический процесс изготовления реечных щитов
Исходным материалом для однослойных плит могут быть пиломатериалы как хвойных, так и лиственных пород. Доски после предварительной сортировки проходят сушку по мягким режимам и кондиционирование в условиях цеха. Сушку древесины производят на предприятии в сушильных камерах. После этого они строгаются по толщине и раскраиваются на рейки, причем толщина доски становится шириной рейки. Выбор схемы получения делянок зависит от толщины доски. На предприятии в основном используют доски толщиной 50 мм. Далее рейки поступают на линию поперечного раскроя, где пороки (сучки, смоляные пятна, ненормальные окраски и пр.) маркируются и выпиливаются. После этого рейки проходят 4 - стороннюю строжку в заданный размер поперечного сечения с высоким качеством обработки поверхностей под склеивание. Выбор оборудования для подготовки реек к склеиванию зависит от сорта и размера исходных пиломатериалов. При толщине досок 44…60 мм наилучшим вариантов является использование 5-ти шпиндельного строгального станка. За один проход доски строгаются с 4-х сторон и с помощью пятого пильного шпинделя раскраиваются вдоль на рейки нужной толщины. Затем следует сортирование реек и их поперечный раскрой с целью получения нужных длин, вырезки недопустимых дефектов и подготовки коротких реек к сращиванию. Здесь нужно иметь в виду, что сращенные по длине рейки необходимо дополнительно строгать с 4-х сторон и их поперечное сечение будет меньше, чем длинных реек, не проходящих сращивание на зубчатый шип. На участке после прессовой обработки щиты проходят ремонт, обработку кромок и двустороннее шлифование пластей для получения продукции нужной толщины и ширины. Далее устраняются дефекты, и производится контроль качества продукции. Следующей операцией является нанесение клея на плиту вальцами, сборка столярной плиты и прессование. После того как плита остынет, её передают на ремонт для контроля качества, далее на упаковку и на склад готовой продукции. В случае, когда столярная плита идёт на собственное производство или при заказе плиты с лакировочным покрытием другими предприятиями, заготовка передаётся в покрасочную камеру для нанесения слоя грунта, и последующей сушки. Далее нанесение слоя лака, окончательная сушка. При индивидуальном заказе система покрытия может меняться. Для этого проводится подбор необходимых цветов, оттенков и глянца. Могут применяться морилки, патины и особые эффекты. Заключительной операцией технологического процесса является ремонт, контроль качества продукции и передача столярной плиты в ЦКМ, или на упаковку при заказе на лакированную плиту другим предприятием.
2.3
Выбор оборудования для каждой операции
Выбор оборудования проводим по справочным материалам [4, с. 15-22] и [1, с. 232-243].
В технологическом процессе производства проектируемого столярных плит не предусматривается операция сращивания по длине, так как предприятие не имеет своего лесопильного производства, будут использовать в качестве сырья длинные доски, а не обрезки. Для обрезки кромок необрезных пиломатериалов выбираем круглопильный станок Ц2Д-8, технические характеристики которого приведены в табл. 4.
Таблица 4 - Техническая характеристика круглопильного станка для обрезки кромок не обрезных пиломатериалов Ц2Д-8 [3, с. 16].
ПараметрыЦ2Д-8Размеры обрабатываемого материала, мм:- толщина13-60 (100)- ширина60-300- длина1500-7500Количество пил, шт.2Наибольший диаметр пил, мм400Частота вращения пильного вала, мин-13000Скорость подачи, м/мин80 и 120; 60 и 90; 20 и 40;Установленная мощность, кВт38 (53)Габаритные размеры, мм:- длина2200- ширина1600- высота1310Масса, кг3660Завод изготовительВологодский станкозавод
Для поперечного раскроя пиломатериалов выбираем круглопильный станок ТСП-2, технические характеристики которого приведены в табл. 2.2.
Таблица 5. - Технические характеристики круглопильного станка для поперечного раскроя пиломатериалов ТСП-2 [4, с. 15]
ПараметрыТСП-2Размеры обрабатываемого материала, мм:- толщина75- ширина250Диаметр пилы, мм355Частота вращения пильного вала, мин-13000Установленная мощность, кВт4Габаритные размеры, мм:- длина780- ширина990- высота1200Масса, кг272
Для продольного раскроя пиломатериалов выбираем станок ЦМ150К, технические характеристики которого приведены в табл. 6.
Таблица 6. - Техническая характеристика станка для продольного раскроя пиломатериалов ЦМ150К [4, с. 16]
ПараметрыЦМ150КРазмеры распиливаемого материала, мм:- толщина20-150- ширина10-450Наибольшая длина распиливаемого материала, мм840Количество пил, шт.7Наибольший диаметр пилы, мм500Частота вращения пильного вала, мин-13000Скорость подачи, м/мин4-25Установленная мощность, кВт46,5Габаритные размеры, мм:- длина2050- ширина1300- высота1750Масса, кг2000
Для операции строжки пластей делянки выбираем четырехсторонний строгальный станок, технические характеристики которого приведены в табл. 7.
Таблица 8. - Техническая характеристика четырехстороннего строгального станка Unimat 500 (Weinig, Германия) [4, с. 17]
ПараметрыUnimat 500Размеры обрабатываемого материала, мм:- толщина8-120- ширина20-230- длина минимальная260Количество шпинделей, шт.5-8Частота вращения шпинделей, об/мин6000Скорость подачи, м/мин5-30Суммарная мощность, кВт55Габаритные размеры, мм:- длина4750- ширина1700- высота1700Масса, кг4400
Полученные рейки поступают на сортировочный стол. На этой операции одновременно выполняется сортирование реек по сортам, длине и текстуре древесины с подбором комплектов на один щит. Для нанесения клея на делянки выбираем клеенаносящий станок КВ-2-3, технические характеристики которого приведены в табл. 9.
Таблица 9 - Технические характеристики клеенаносящего станка КВ-2-3 ПараметрыКВ-2-3Длина вальца, мм 200Диаметр вальца, мм200Толщина заготовки, мм 20 - 100Скорость подачи, м/мин6,1; 14,0Вязкость клея, с по ВЗ-460Установленная мощность, кВт0,25Габаритные размеры, м 2,6 х 0,55 х 1,19Масса, кг 310 Для склеивания делянок по ширине выбираем горячий пресс проходного типа ПС 1, технические характеристики которого приведены в табл. 10.
Таблица 10. - Техническая характеристика оборудования для склеивания клееного щита ПС 1 [1]
ПараметрыПС-1Размеры клееной продукции, мм:длина минимальная-длина максимальная2600.ширина максимальнаяНеограниченнаятолщина15-90Скорость подачи, м/мин 2Производительность, м3/ч-Система нагреваТермомаслоМощность нагревателей, кВт36Установленная мощность, кВт44Размеры (L x B x H), м4,59 х 4,27 х 1,9Масса, кг7000
После склеивания выполняют чистовую торцовку щита, для этого выбираем круглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериалов ЦФ-2, технические характеристики которого приведены в табл. 11. Таблица 11. - Техническая характеристика станка для поперечного раскроя пиломатериалов ЦФ-2 ПараметрыЦФ-2Число пил4Диаметр пилы, мм400Скорость окружная, м/с61,1Скорость подачи, м/мин6,8 10,4Тип подачиГусеничнаяМаксимальные размеры пачки, мм: длинна ширина толщина 2300 1200 90Общая установленная мощность электродвигателя, кВт23Габарит станка, мм длинна ширина 5960 5870Масса, кг16900 Перед сортировкой щитов дополнительно потребуется их шлифование на проходных или позиционных станках, для этого выбираем станок для шлифования плоских и рельефных поверхностей ШлПС Камби, технические характеристики которого приведены в табл. 12.
Таблица 12. - Техническая характеристика станка для шлифования плоских и рельефных поверхностей ШлПС Камби [3, с. 321]
ПараметрыШлПС КамбиМаксимальные размеры обрабатываемой детали, мм:- толщина250- ширина1000- длинане ограниченаТолщина шлифовальной ленты, мм100-160Количество шлифовальных головок, шт.1Диаметр лепесткового круга шлифовальных головок, мм300Частота вращения, мин-16000Установленная мощность, кВт3Габаритные размеры, мм:- длина3500- ширина1340- высота1350Масса, кг450Завод изготовительООО «Простор» г. Кострома
После контрольного осмотра качества плиты её облицовывают шпоном, для этого наносят на плиту клей вальцовым станком, выбираем Kami WT 1300, технические характеристики которого приведены в табл. 13.
Таблица 13. Техническая характеристика высокопроизводительного клеенаносящего станка Kami WT 1300
ПараметрыKami WT 1300Рабочая ширина, мм1300Максимальная толщина обработки, мм80Диаметр валов, мм200Скорость подачи, м/мин16Мощность двигателя, кВт2.2Габариты, мм2230*785*1470Масса, кг850 Для склеивания столярной плиты выбираем гидравлический горячий пресс с плоскими столами GAMMA T-90 25-13 PA, технические характеристики которого приведены в табл. 14.
Таблица 14. Техническая характеристика гидравлического горячего пресса с плоскими столами GAMMA T-90 25-13 PA ПараметрыKami WT 1300МодельT-90 25/13/2 IP*Размер плиты, мм2500x1300Количество пролетов, шт.3Усилие прессования, т90Количество гидроцилиндров, шт.6Диаметр гидроцилиндров, мм70Макс. расстояние между плитами, мм108Мощность двигателя гидростанции, кВт2,1Мощность бойлера, кВт24Максимальная температура плит град, С120 Для шлифовки плит перед нанесением ЛКМ выбираем калибровально-шлифовальный станок VANGUARD SGJ 1000 R-RP, технические характеристики которого приведены в табл. 15.
Таблица 15. Техническая характеристика калибровально-шлифовального станка VANGUARD SGJ 1000 R-RP ПараметрыVANGUARD SGJ 1000Рабочая ширина40 - 1000 ммМинимальная/максимальная рабочая толщина2,5 - 150 ммСкорость ленты на первом агрегате19,5 м/секСкорость ленты на втором агрегате Ширина15 м/секшлифовальной ленты1030 ммДлина шлифовальных лент2200 ммМощность электродвигателя 1-го агрегата15 кВтМощность электродвигателя 2-го агрегата11 кВтМощность электродвигателя подающего конвейера4 кВтСкорость подающего транспортера с вариатором6 - 24 м/минРабочее давление в системе0,4 - 0,8 МПаТребуемая скорость воздуха в аспирации25 - 30 м/секРазмеры2470х2310х2070 ммВес3000 кг Для нанесение ЛКМ выбираем покрасочную камеру с водяной завесой мод. W3000 и Покрасочную систему нанесения ЛКМ Kremlin, технические характеристики приведены в табл. 15. и в табл. 15.
Таблица 15. Техническая характеристика покрасочной камеры с водяной завесой мод. W3000 Параметрымод. W3000Габаритные размеры, мм3000*3069*2000Ширина по ванночке для насоса3280Мощность электродвигателя, кВт1,5Длинна водяного пола, мм2000 Таблица 15. Техническая характеристика покрасочной системы Kremlin Типы применяемых ЛКМЛКМ и специальные покрытия - лаки, грунты, эмали, полиуретановые, акриловые, алкидные материалы на водной и органической основе, одно и двухкомпонентные.Корпус пистолетаАлюминий с анодным покрытием золотистого цветаКоэффициент переноса ЛКМ86%Давление материала (бар)20 - 200Максимальное давление сжатого воздуха (бар)6Рекомендуемое давление сжатого воздуха (бар)0,8 - 3,0Расход ЛКМ (л/мин)Зависит от диаметра выбранного соплаВес (гр.)564Максимальная температура ЛКМ (ºC)50Расход сжатого воздуха (м3/час)3,5 - 6,0БезопасностьМеханическая блокировка куркового устройстваМеталлические части контактирующие с ЛКМНержавеющая сталь/PTFEСтандартная система фильтрации ЛКМ в пистолетеФильтр №6 (168 мкм)
Для сушки ЛКМ используем сушильную камеру, камера построена из профнастила и стекловаты в качестве утеплителя.
Таблица 15. Техническая характеристика сушильной камеры ПараметрыГабаритные размеры12000*8000*3000Мощность тэна0.2-5000 кВтМощность э/двигателя вентилятора0,37 кВт. Операции технологического процесса производства столярной плиты из пиломатериала (порода сосна) представлены в таблицы 13.
Таблица 13. - Операции технологического процесса производства клееного щита ОперацииСтанкиНазвание и марки станковОбрезка кромок необрезного пиломатериалаКруглопильный станок для обрезки кромок необрезных пиломатериаловЦ2Д-8Торцовка на заданную длину черновой заготовкиКруглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериаловТСП-2Продольный раскрой на рейки заданной шириныСтанок для продольного раскроя пиломатериаловЦМ150КЧистовое строгание с 4-х сторон делянкиЧетырехсторонний строгальный станокUnimat500Нанесение клея на делянкиВальцовый клеенаносящий станокКВ-2-3Склеивание делянок по ширинеПресс для склеивания древесины по ширинеПС 1Чистовая торцовка щитаКруглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериаловЦФ-2Калибрование щитовШлифовальный станокШЛПС КамбиШлифование щитовУстранение дефектовВручнуюКонтроль качестваВизуальноеНанесение клея на щитВысокопроизводительный клеенаносящий станокKami WT 1300Склеивание шпона и щитаГидравлический горячий пресс с плоскими столамиGAMMA T-90 25-13 PAЧистовая шлифовкаШлифовальный станокVANGUARD SGJ 1000Нанесение ЛКМПокрасочная камера с водяной завесойМод. W3000Покрасочная системаKremlinСушкаСушильная камераУстранение дефектовВручнуюКонтроль качестваВизуальноеУпаковка изделияВручнуюСкладированиеПогрузчик2.4 Определение программы цеха
Программа производства обычно определяется по производительности головного оборудования, под которым в цехах клееной продукции понимается клеильный пресс, как наиболее сложное и дорогостоящее оборудование, под которое подстраивается вся технологическая цепочка в цехе. Исходя из параметров реечного щита выбран пресс проходного типа ПС 1. Производительность пресса проходного рассчитывается по формуле
,
(1)
где l, h
- чистовые размеры продукции, (хотя из пресса выходят необрезные щиты, расчет выполняют с учетом чистовых размеров щитов, так как программа цеха выражается в размерах товарной продукции); n
- число щитов в одной запрессовке, шт.; К
р
К
р
= 0,94 - 0,95; V
- скорость подачи, м/мин; Км
- коэффициент машинного времени (учитывает потери рабочего времени на настройку станка, межторцовые разрывы и пр.). Годовая программа зависит от сменности работы оборудования и рассчитывается по формуле
где принимаем 2000 час. (при односменной работе) .5 Расчет потребности в пиломатериалах
Расчет потребности в пиломатериалах проводим методом определения коэффициентов пооперационных потерь.
Он заключается в том, что потери древесины рассчитываются для каждой операции механической обработки по известным припускам на обработку.
Первичная торцовка на заданную длину.
Отходы на этой операции зависят от характеристик используемых пиломатериалов (сорт, длина, размеры сечения), а также от кратности заготовок по длине и схемы раскроя. Поперечно - продольно-поперечная схема раскроя является оптимальной для продукции, склеиваемой из реек. При этой схеме первичная торцовка ведется без вырезки дефектов, а задается только необходимая длина (или несколько длин). Припуски по длине для делянок дощатого щита определяли из табл. 11.16. [1].
Коэффициент выхода черновых заготовок из досок рассчитывали по формуле
где l
- заданная длина доски, мм; D
l
- припуск по длине (табл. 11.16) . мм; n
- целое число заготовок из доски, рассчитывается по формуле
где К
д
-
коэффициент использования длины доски, учитывающий потери на оторцовку и пропилы, К
д
=
0,98. При продольном раскрое заготовок и строгание реек размеры делянок при известных размерах поперечного сечения доски можно рассчитывают по формуле: ,
(6)
где B, H
- ширина и толщина доски, мм; b, h
- ширина и толщина делянки, мм; n
- число делянок, получаемых из доски (кратность); q
- ширина пропила, мм; D
b
, D
h
- припуски на двухстороннее фрезерование соответственно по ширине и толщине заготовки, мм (см. табл. 11.16, 11.17) . При работе с толстыми досками (Н
>40 мм) операции фрезерования и продольного раскроя совмещаются в одном станке, поэтому можно записать:
где - коэффициент выхода нестроганных реек из черновых заготовок; - коэффициент выхода фрезерованных реек из нефрезерованных. В данном случае имеем потери 100 (1-0,751) = 24,9%, которые складываются из потерь в опилки и стружку. Таблицы 11.17 и не отражают всего многообразия условий производства. В частности, они не учитывают длину заготовки и характер ее предыдущей обработки. Поэтому фактические минимально допустимые припуски целесообразно находить опытным путем, а расчеты вести с точностью 0,1 мм. Потери древесины на участке отбраковки и торцовки реек
не могут быть подсчитаны аналитически, так как зависят от качества (сорта) пиломатериалов, в данном случае от наличия пороков в рейках. В практике технологических расчетов ориентировочные значения выхода заготовок из пиломатериалов принимают по табл. 11.19 . Для хвойных обрезных досок можно считать, что полезный выход составляет 67% (Р
4
= 0,67), а отпад примерно в 1/3 представляет собой кусковые отходы, частично пригодные для переработки на попутную продукцию. На участке склеивание щитов
не происходит механической обработки древесины, однако возможны потери из-за брака в работе, необходимости настройки и пробного склеивания щитов, по организационным причинам. По опыту предприятий можно принять потери в 1% (Р
5
= 0,99). На участке послепрессовой обработки щитов щит, вышедший из пресса, требует обработки по длине с помощью опиливания, по ширине путем фрезерования или опиливания и по толщине путем двухстороннего шлифования. Соответствующие припуски указаны в табл. 11.20 . Припуск по ширине может быть сведен к минимуму за счет приклеивания последней рейки малой ширины, дополняющей щит до размера, близкого к заданному. Коэффициент выхода нешлифованных обрезных щитов из необрезных рассчитывают по формуле
где l
- длина реек, мм; b
ш
- ширина щита после пресса, мм; n
- число реек шириной b
в щите; D
l
и D
b
- припуски на обработку щитов по длине и ширине (табл. 11.20) . Коэффициент выхода шлифованных щитов из нешлифованных: где h
- толшина реек, мм; D
h
- припуск по толщине (табл. 11.19) , мм. Перемножая все коэффициенты потерь, получим полезный выход щитов из пиломатериалов
Обратная величина называется расходным коэффициентом, показывающим расход пиломатериалов на готовой продукции
При известном расходном коэффициенте потребность в сухих пиломатериалах на программу М
выпуска продукции рассчитывается по формуле
Пооперационные потери древесины представлены в табл. 14. Таблица 14 - Пооперационные потери древесины в производстве щитов ОперацияОтходыРасчетая формулаКол-во отходов м3Торцовка досокКусковыеQ1= Qпм (1-Р1)413,79Торцовка и отбраковка реекКусковыеQ4 = Qпм P1 Р2 P3(1-P4)7222,5ПрессованиеКусковые (отбраковка)Q5= Qпм P1 Р2 P3 P4(1-P5)218,86Форматная обрезкаКусковые и опилкиQ6 = Qпм P1 Р2 P3 P4 P5(1-P6) 3660ШлифованиеШлифовальная пыльQ7 = Qпм P1 Р2 P3 P4 P5 P6 (1-P7) 264
2.6
Расчет потребности в оборудовании
Потребность в оборудовании рассчитывается по методике, изложенной в п. 8.7. [1].
Число станков рассчитывают по формуле:
,
(13)
где П
час
- часовая производительность станка, определяемая из характеристики оборудования или расчетным путем, м3; Q
час
- часовой объём работ, приходящийся на данный станок, м3.
М
- программа предприятия; обычно принимается равной годовой производительности головного оборудования, м3; Т
эф
- эффективный фонд времени оборудования, зависящий от сменности работы предприятия. принимаем 2000 час (при односменной работе). Коэффициент загрузки оборудования, %, вычисляют по формуле
где - расчетное количество оборудования; - принятое количество оборудования. Количество головного оборудования для склеивания, горячий пресс проходного типа ПС 1. Принимаем 1 станок Коэффициент загрузки оборудования составит Производительность проходных станков
(прирезных, продольно - фрезерных, шлифовальных) зависит от скорости подачи V
(м/мин) и рассчитывается по формуле
,
(16)
где К
р
и К
м
- коэффициенты рабочего и машинного времени (табл. 11.22) , b, l
и h
-
размеры материала, м, выходящего из станка; n
- число одновременно обрабатываемых заготовок (например, реек получаемых из одной заготовки, шт.). Скорость подачи для конкретного станка выбирается с учетом характеристик оборудования и требуемого качества обработки. Не следует стремиться использовать максимальные скорости подачи, так как это отрицательно скажется на качестве обработки поверхностей. Обычно проходные станки имеют более высокую производительность, чем позиционные, и форсировать их работу не требуется. ). Круглопильный станок для обрезки кромок необрезных пиломатериалов Ц2Д-8. Принимаем 1 станок. ). Круглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериалов ТСП-2. Производительность торцовочного станка
на участке раскроя досок на заготовки, м3/ч:
где К
р
- коэффициент рабочего времени, К
р
=0,94; l, b, h
- размеры заготовки, м; n
- число резов на одну заготовку, n
=1,2 - 1,5; Т
ц
- время цикла, с.
где N
р
- число резов в минуту, N
р = 8 - 12. Объём работ для данного станка следует принимать равным часовой потребности в заготовках (а не в пиломатериалах). Малые торцовки для реек рассчитываются аналогично, а за объём работ принимается часовая потребность в чистовых рейках, идущих на склеивание. Число станков можно определить по формуле (13): Принимаем 1 станок. ). Станок для продольного раскроя пиломатериалов ЦМ150К. Часовая производительность станка (форм. 16): Число станков можно определить по формуле (13): Принимаем 1 станок. ). Четырехсторонний строгальный станок Unimat 500: Часовая производительность станка (форм. 16): Принимаем 1 станок. ). Клеенаносящий станок КВ-2-3: Часовая производительность станка (форм. 16): Число станков можно определить по формуле (форм. 13): Принимаем 1 станок. ). Круглопильный станок для поперечного раскроя пиломатериалов ЦФ-2: Часовая производительность станка рассчитывается по формуле:
,
(19)
Число станков можно определить по формуле (форм. 13): Принимаем 1 станок. ). Шлифовальный станок ШЛПС Камби: Число станков можно определить по формуле (форм. 13): Принимаем 1 станок. ). Клеенаносящий станок KAMI: Часовая производительность станка (форм. 16): Число станков можно определить по формуле (форм. 13): Принимаем 1 станок. ). Гидравлический горячий пресс GAMMA: Число станков можно определить по формуле (форм. 13): Принимаем 1 станок. ). Шлифовальный станок VANGUARD: Часовая производительность станка (форм. 15): Число станков можно определить по формуле (форм. 13): Принимаем 1 станок. 2.7. Составление схемы технологического процесса
При составлении схемы технологического процесса необходимо исключить пересечение маршрутов движения заготовок, а также возвратных движений. Технологические операции, выполняемые на выбранном оборудовании, располагаем в последовательности их выполнения и обозначаем на схеме кружками, соединенными между собой горизонтальной и вертикальной линиями. 3. Конструкторский раздел
.1 Основные направления использования реечных щитов
Столярные плиты являются одним из самых востребованных материалов в строительстве и мебельном производстве. Все столярные плиты изготавливаются из натуральной древесины (сосны). Это натуральный, экологически безопасный материал. Широкий диапазон размеров позволяет использовать наши мебельные щиты в производстве высококачественной мебели для дома и офиса, детской мебели, а также из них изготавливаются деревянные лестницы, двери, ступени, подоконники, используются в строительных и отделочных работах. Это идеальный вариант придания дизайну помещения натуральности, естественности и оригинальности. Столярные плиты - материал с чрезвычайно высокими эксплуатационными характеристиками. Мебель из него и другие изделия обладают повышенной прочностью, надежностью и долговечностью. Приятная для визуального восприятия текстура дарит эстетическое удовольствие и создает ощущения комфорта и уюта. Столярные плиты из сосны позволяет сделать интерьер помещения оригинальным, и в то же время практичным. Дерево - это природный материал, который ежедневно присутствует в нашей жизни. Уже много веков пиломатериал активно используется при строительстве и в качестве мебели. Свое признание он получил благодаря практичности, функциональности и простоте применения. Долгий срок службы, надежность, высокие эстетические качества, теплый, солидный и благородный цвет - все это основные характеристики, которые присущи всем изделиям из дерева, в том числе, безусловно, и деревянным мебельным щитам. Их универсальность и прочность позволяет рассчитывать на долгий срок службы изделий. Именно поэтому, мебель, изготовленную из таких щитов, можно увидеть практически в каждой квартире или офисе. Столярная плита имеет широкую сферу применения и изготавливается путем склеивания ламелей по специальной технологии. Таким образом, используя этот метод, появляется возможность производить столярную плиту любого размера. Что способствует его широкому применению в строительстве в качестве стеновых панелей, межкомнатных перегородок и дверей, так же возможно использования столярной плиты в наружных конструкциях, например при создании летней веранды, при этом нужно заменить клей на влагостойкий. Этот материал универсален, благодаря чему и получил широкое распространение. Деревянные щиты из сосны и облицованные шпоном экологичны и функциональны. Оригинальная текстура и возможность придания им любого цвета делает незаменимыми клееные мебельные щиты из сосны при производстве мебели как в большом количестве в цехах, так и при единичном осуществлении индивидуальной разработки дизайнерской мысли. В данном проекте мы рассматриваем производство корпусной мебели из столярной плиты. При сборе конструкции корпусной мебели из столярной плиты, нам очень важны величины допусков при производстве щитов. Используя цепной метод простановки размеров, можно обеспечить повышенную точность исполнения тех размеров, которые являются наиболее важными в формировании качества изделий. Метод простановки размеров обязывает придерживаться определенной последовательности при настройке оборудования и при контроле размеров. При конструировании сложных изделий необходимо обеспечить определенную точность взаимного расположения деталей, поверхностей, осей отверстий и т.д. относительно друг друга. Относительное положение элементов и составных частей изделия определяется взаимосвязью их размеров. Совокупность связанных между собой размеров, образующих замкнутый контур, называется размерной цепью. Размерные цепи могут быть линейными, плоскостными и пространственными. Если размеры, образующие размерную цепь, параллельны, они образуют линейную размерную цепь. Плоскостная цепь образуется размерами в одной плоскости, пространственная - в пространстве. Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Размерные цепи, которые связывают размеры определенной детали, называют подетальными. В зависимости от назначения размерные цепи могут быть конструкторскими, технологическими и измерительными. Конструкторские размерные цепи используют при конструировании, технологические - при настройке оборудования и изготовлении детали, измерительные - при контроле размеров. Размерные цепи позволяют связать взаимозаменяемость отдельных размеров деталей с условиями обеспечения взаимозаменяемости сборочной единицы, и даже всего изделия, характеризуемого целым комплексом размеров. Обеспечение этих условий достигается решением задачи размерных цепей.
Согласовано: Утверждаю: к.т.н., доцент зав. кафедрой «технология Кислицына С.Н. строительных материалов и и деревообработки» и к.т.н., профессор Калашников В.И. Столярная плита
ТДО-51-ТСМиД-ПГУАС-СП-01-15
Срок действия Афтаев А.
3.2 Вводная часть
Техническое описание разработано в соответствии с заданием на дипломное проектирование и распространяется на столярные плиты. Технические требования на столярные плиты должны соответствовать ГОСТ 6449.3-82 и конструкторской документации. Конструкторская документация разработана на кафедре «Технология строительных материалов и деревообработки» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства. Адрес: 440028, г. Пенза, ул. Беляева, 28.
3.3 Требования, предъявляемые к изделию
Столярные плиты должны соответствовать ГОСТ 13715-78* Плиты столярные. Технические условия. Столярные плиты должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции. Физико-механические показатели плит должны соответствовать значениям, указанным в табл. 3. . Влажность плит определяют по ГОСТ 9621-72. Предел прочности при скалывании по клеевому слою определяют по ГОСТ 9624-72. Предел прочности при статическом изгибе определяют по ГОСТ 9625-87. Шероховатость поверхности Rтmax должна соответствовать требованиям ГОСТ 7016-82.
Транспортная маркировка должна производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 14192-77. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение плит для районов Крайнего Севера и труднодоступных районов должны соответствовать ГОСТ 15846-79. Основные параметры и размеры пакетов - по ГОСТ 24597-81.
3.4 Описание изделия
Изделие, предназначенное в качестве сырья для производства корпусной мебели. В дальнейшем на базе предприятия планируется открыть выпуск межкомнатных дверей, подоконников, настилов полов.
3.5 Конструкция и материалы
Изделия клеёной конструкции. Материалы: доска из массива сосны 6000*150*50 по ГОСТ 8486-86, Клей Dorus марки MD, однокомпонентный клей, строганный шпон I-II сорта.
3.6 Расчёт по детальной размерной цепи клеёного реечного щита
Задача: обеспечить требуемые размеры. Номинальные размеры всех звеньев размерной цепи мм, рассчитаем по формуле
где А
i
- номинальный размер исходного звена; - передаточное отношение звена; Расчёт размерной цепи клеёного реечного щита представлен в табл. 16. Таблица 16. Расчёт размерной цепи ЗвеноПередаточное отношениеНоминальный размер АiПоле допуска i звенаДопуск АiКоординаты середины поля допуска звенаА1+144h130,20,1А2+144h130,20,1А3+144h130,20,1А4+144h130,20,1А5+144h130,20,1А6+144h130,20,1А7+144h130,20,1А8+144h130,20,1А9+144h130,20,1А10+144h130,20,1А11+144h130,20,1А12+144h130,20,1А13+144h130,20,1А14+144h130,20,1А15+144h130,20,1А16+144h130,20,1А17+144h130,20,1А18+144h130,20,1А19+144h130,20,1А20+144h130,20,1А21+144h130,20,1А22+144h130,20,1А23+144h130,20,1А24+144h130,20,1А25+144h130,20,1А26+144h130,20,1А27+144h130,20,1А28+144h130,20,1А29+144h130,20,1А30