close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Комплексное использование древесины (лабораторно практические работы)

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ
Методические указания к лабораторно-практическим работам
для студентов по направлению подготовки 250400.62 – «Технология
лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»
Воронеж 2014
2
УДК 674:330.115.001.57
Гудков А.Ю., Свиридов В.Г., Филичкина М.В. Комплексное
использование древесины [Текст]: методические указания к лабораторнопрактическим работам для студентов по направлению подготовки 250400.62 –
«Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»
/Гудков А.Ю., Свиридов В.Г., Филичкина М.В.; М-во образования и науки РФ,
ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 112 с.
Печатается по решению учебно-методического совета
ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол №
от
г.)
Рецензент д-р техн. наук, профессор Д.Н. Афоничев
Научный редактор канд. техн. наук, доц. Свиридов В.Г.
Ответственный за выпуск канд. техн. наук, доц. Гудков А.Ю.
3
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие методические указания предназначены для студентов IV курса
спец. 250400.62 – Лесоинженерное дело и содержит рекомендации по
выполнению лабораторно-практических работ, предусмотренных рабочей
программой дисциплин «Комплексное использование древесины».
Постоянно растущие потребности народного хозяйства в древесине в
недалеком прошлом обеспечивались соответствующим увеличением объемов
лесозаготовок, что привело к истощению лесосырьевых баз. В этой связи
важнейшей народнохозяйственной задачей является рациональное и наиболее
полное использование ресурсов древесины. Достаточно напомнить, что
ежегодное количество отходов от предприятий лесного комплекса превышает
150 млн м3, в том числе примерно 100 млн м3 составляют неликвидная
древесина, сучья, вершины и отходы, получаемые от раскряжевки и распиловки
на складах. Значительное количество этих отходов при надлежащей
организации производства могут быть переработаны на заменители ценной
деловой древесины, как технологическая щепа, паркет, древесноволокнистые,
древесностружечные плиты и другие изделия.
Большое значение в предприятиях отрасли отводится переработке
отходов лесозаготовок на щепу различного назначения, которая является
универсальным сырьем для ряда производств.
В предлагаемых методических указаниях по выполнению лабораторнопрактических работ приводится методика выполнения контроля за
фракционным составом технологической щепы, а также обоснование режимов
работы станков для получения кондиционной щепы. Кроме этого, приводятся
указания по расчету и анализу управления процессами сортировки щепы,
перемещения сырья и готовой продукции внутризаводским транспортом и
способы получения изделий народного потребления из отходов цехов
деревообработки или низкотоварной древесины.
4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ТРЕБОВАНИЯ ГОСТ К ПРОДУКЦИИ ИЗ
НИЗКОКАЧЕСТВЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ И ОТХОДОВ
ЛЕСОЗАГОТОВОК. КОНТРОЛЬ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЩЕПЫ
1. Цель работы
Изучить методы контроля фракционного состава технологической щепы
и ее назначение в соответствии с требованиями ГОСТа 15815-83.
2. Содержание задания
2.1 Изучить виды частиц, получаемых в результате измельчения
древесины.
2.2 Уяснить признаки классификации щепы для нужд целлюлознобумажного и гидролизного производства, для изготовления древесностружечных (ДСП) и древесноволокнистых плит (ДВП).
2.3 Изучить марки и размеры щепы согласно ГОСТ 15815-83 и показатели
ее качества.
2.4 Ознакомиться с требованиями правил приемки.
2.5 Провести испытания щепы, включающие отбор проб, определение
массовой доли коры и гнили в щепе, определение массовой доли остатков наситах анализаторов, определение массовой доли хвойных и лиственных пород,
определение массовой доли щепы с мятыми кромками.
2.6 Определить назначение щепы в соответствии с требованиями ГОСТа
15815-83 и дать предложения по ее использованию.
2.7 Представить отчет по выполнению работы.
3. Методическое и материально-техническое обеспечение
3.1 Методические указания к выполнению работы.
3.2 Аппаратура для проведения испытаний, включающая: весы с
погрешностью не более 1 г, анализатор ситовой, секундомер, стакан
стеклянный или фарфоровый емкостью 500 см3, пинцет и реактивы.
3.3 Нормативно-справочная литература, учебник по дисциплине.
Методические, указания по выполнению работы.
В процессе механической переработки древесного сырья получают
5
измельченную древесину в виде древесных частиц различной формы и
размеров: щепу, дробленку, стружку, опилки, древесную муку и древесную
пыль (ГОСТ 23246—78).
Щепа — древесные частицы, получаемые в результате измельчения
древесного сырья рубительными машинами или специальными режущими
устройствами в составе технологических линий. Различают щепу
технологическую, зеленую и топливную.
Технологическая щепа - древесные частицы в виде косоугольного
параллелепипеда с острым углом 30—60°, заданной длины и толщины,
предназначенные для производства целлюлозы, древесных плит, продукции
лесохимических и гидролизных производств.
Топливная щепа — измельченное древесное сырье, которое по своему
качеству может быть использовано только как топливо.
Зеленая щепа — древесные частицы, содержащие примеси коры, хвои и
листьев, получаемые при измельчении целых тонкомерных деревьев,
лесосечных отходов,- сучьев и ветвей. Зеленую щепу используют в виде
добавок в производстве древесных плит, гидролизных продуктов, а также как
топливо.
Дробленка - древесные частицы, получаемые при измельчении
древесного сырья в дробилках и молотковых мельницах.
Древесная стружка — тонкие длинные древесные частицы,
образующиеся при резании древесины на стружечных станках. Различают
резаную стружку в производстве древесностружечных плит, древесную
стружку в производстве цементного фибролита и упаковочную стружку.
Микростружка — мелкие древесные частицы толщиной до 0,25 мм и
длиной 6-8 мм, получаемые из древесной стружки или опилок на специальном
размольном оборудовании. Микро стружку наряду с древесной пылью
используют для формирования наружных слоев древесностружечных плит с
мелкоструктурной поверхностью.
Технологические опилки в отличие от обычных мелких древесных
опилок имеют вид тонких длинных частиц, получаемых в процессе пиления
древесины специальными пилами.
Древесная пыль — несортированные древесные частицы размером менее
1 мм, которые образуются при шлифовании и другой механической обработке
6
древесины.
Древесная мука — мелкие, измеряемые в десятках и сотнях микрон,
древесные частицы заданного гранулометрического состава, получаемые
механическим размолом сухих древесных опилок и стружек.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЩЕПЫ осуществляется по назначению, гранулометрическому составу, виду используемого древесного сырья и способу его
измельчения. По назначению щепа подразделяется на технологическую и
топливную. По гранулометрическому составу различают щепу кондиционную,
крупной и мелкой фракций. В зависимости от используемого в леспромхозах
древесного сырья, его вида и качества-разлитают щепу: из пнево-корневой
древесины, из сучьев и целых тонкомерных деревьев (зеленая щепа), из
круглых и колотых лесоматериалов, из отходов раскряжевки, из отходов
лесопиления и шпалопиления. По породному составу исходного сырья
различают щепу хвойных, лиственных и смешанных пород. В щепе хвойных
пород отдельно выделяют щепу из древесины ели и пихты, щепу из древесины
лиственницы. В щепе из древесины лиственных пород выделяют щепу
твердолиственных и щепу мягколиственных пород.
По способу переработки древесного сырья различают щепу, полученную
измельчением в дисковых или барабанных рубительных машинах, и щепу,
полученную фрезерованием древесины специальным инструментом.
Классификация представлена на рисунок 1.
ЩЕПА ДЛЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГОГО ПРОИЗВОДСТВА.
В зависимости от назначения технологическую щепу для целлюлознобумажного производства изготовляют по ГОСТ 15815-83 трех марок: Ц-1, Ц-2 и
Ц-3. Щепа марки Ц-1 предназначена для выработки сульфитной целлюлозы и
древесной массы с регламентируемой сорностью, щепа марки Ц-2 - для
выработки сульфитной целлюлозы и древесной массы для бумаги и картона с
нерегламентируемой сорностью, а также сульфатной и бисульфатной
целлюлозы для бумаги и картона с регламентируемой сорностью, щепа марки
Ц-3 - для выработки сульфатной целлюлозы и различных видов полуцеллюлозы
для бумаги и картона с нерегламентируемой сорностью. Качество
технологической щепы для целлюлозно-бумажной промышленности
определяется породой древесины, геометрическими размерами частиц,
дефектами обработки торцовых срезов примесями коры, гнили и инородных
7
включений.
Рисунок 1.1 Классификация щепы
Породы древесины используют в целлюлозно-бумажном производстве
практически все, особенно для выработки полуцеллюлозы. Наиболее широкое
применение находят сосна, ель, пихта, осина, береза и лиственница. Для
выработки сульфитной и бисульфитной целлюлозы потребляется древесина ели
и пихты с ограниченными примесями до 1 0 % лиственных пород. Древесная
масса вырабатывается только из древесины ели и пихты без примеси
лиственных пород. Технологическая щепа из ели и пихты высоко ценится,
поэтому древесное сырье этих пород должно быть выделено на лесных складах
из общего потока и переработано отдельно от других пород. Для выработки
целлюлозы по сульфатному способу применяют все хвойные породы, однако
щепа из древесины лиственницы должна поставляться отдельно. Массовая доля
лиственных пород в щепе здесь должна составлять не более 10 %.
По химическому строению и качеству волокон лиственные породы
являются менее качественным сырьем для целлюлозно-бумажной
промышленности. Волокна их значительно короче, имеют меньший диаметр и
прочность. Масса из лиственной древесины имеет слабовыраженную
волокнистую структуру, более низкую механическую прочность и потому
пригодна для производства бумаги только в смеси с полуфабрикатами из
древесины хвойных пород. По ГОСТ 15815-83 все лиственные породы могут
быть использованы для выработки щепы, предназначенной для переработки по
сульфатному способу. Но в производстве сульфитной и бисульфитной
8
целлюлозы допускается использовать только березу, осину, тополь, ольху, бук
и граб. При поставке щепы из лиственных пород массовая доля хвойных в
смеси не должна быть более 10 %.
Лиственные породы древесины без ограничений используются для
выработки нейтрально-сульфитной целлюлозы, но щепу из твердолиственных
пород следует поставлять отдельно от мягколиствённых. Примесь хвойных
пород в щепе здесь не допускается.
Геометрические размеры щепы (длина, толщина) и фракционный состав
являются наиболее важными показателями ее качества. Идеальная
технологическая щепа должна обладать способностью быстро и равномерно
пропитываться варочным раствором, что является условием полного провара
щепы. Требования эти противоречивы. Для получения длинноволокнистой
целлюлозной массы желательно иметь щепу большей длины, однако такая
щепа плохо пропитывается варочными растворами и частицы остаются
непроваренными. Если исходить из скорости пропитки и качества варки, то
щепа должна быть, возможно, меньшей длины. Чем короче и тоньше щепа, тем
скорее пропитывается она варочными растворами, быстрее варится и требует
меньшего расхода тепла. Однако выход целлюлозы из такой мелкой щепы и ее
прочностные показатели более низкие.
При рассмотрении влияния геометрических размеров необходимо
принимать во внимание отдельно длину, толщину и ширину щепы, учитывать
способ варки целлюлозы. При сульфатной варке толщина щепы оказывает
очень большое влияние на равномерность ее провара. Длина щепы, хотя и
влияет на равномерность реакции делигнификации, но значительно в меньшей
степени. Объясняется это тем, что при сульфатной варке диффузия варочного
щелока в продольном, тангенциальном и радиальном направлениях происходит
примерно с одинаковой скоростью. Поэтому решающую роль в определении
количества химикатов, достигающих центра щепы при сульфатной варке, будет
играть наименьший размер щепы, т. е. ее толщина. Оптимальной толщиной
щепы для варки сульфатной целлюлозы большинство исследователей считают
2-3 мм. Щепа должна быть равномерной по толщине, так как при варке частиц
различной толщины получается целлюлоза низкого качества, возрастает доля
отходов.
На существующих дисковых рубительных машинах невозможно
9
получить щепу равномерной толщины, которая колеблется в очень широких
пределах. Это объясняется тем, что толщина щепы не формируется машиной, а
зависит от физико-механических свойств древесины и длины щепы. В связи с
этим для сульфатного процесса варки целлюлозы необходимы машины для
сортировки щепы по толщине либо специальные рубительные машины.
Известно, например, что получение щепы заданной толщины обеспечивают
барабанные рубительные машины.
Действующий ГОСТ 15815-83 устанавливает следующие геометрические
размеры щепы для целлюлозно-бумажного производства: длина в пределах от
15 до 25 мм, толщина не более 5 мм, ширина не регламентируется. Реальные
размеры щепы изменяются в широких пределах и определяются целым рядом
факторов, наиболее важными из которых являются физико-механические
свойства измельчаемой древесины, режимы резания и конструктивные
особенности рубительных машин. На практике длина щепы по волокну
достигает 50 мм, толщина 12 мм, ширина колеблется в пределах от 2 до 60 мм.
Для выравнивания щепы по размерам ее сортируют, удаляя чрезмерно крупные
и мелкие частицы. Но даже и после сортировки щепа содержит частицы
различных размеров. Количественное соотношение частиц определенных
размеров в общей массе технологической щепы определяет ее фракционный
состав. Частицы, близкие по своим геометрическим размерам, образуют какуюлибо фракцию щепы. Различают кондиционную, крупную и мелкую фракции.
Содержание частиц по фракциям регламентируется действующим стандартом.
Кондиционную фракцию щепы образуют частицы длиной от 10 до 30 мм.
Их массовая доля должна составлять не менее 86, 84 и 81 % соответственно для
щепы марок Ц-1, Ц-2 и Ц-3. Крупная фракция щепы ограничивается
содержанием массовой доли не более 3; 5 и 6% частиц размерами более 30 мм
соответственно для марок щепы Ц-1, Ц-2 и Ц-3. Крупные частицы,
отбракованные при сортировке, как правило, содержат сучки или от щепы
древесины из прилегающей к ним зоны завитков. Такие частицы рекомендуется
направлять на доизмельчение в рубительные машины.
Мелкая фракция щепы размерами от 5 до 10 мм допускается в количестве
не более 10 % для щепы всех марок. Частицы, размерами менее 5 мм образуют
отсев и в составе отгружаемой технологической щепы их массовая доля должна
быть: не более 1 % для щепы марок Ц-1, Ц-2 и не более 3% для щепы марки Ц-
10
3.
Среди меелких частиц в щеп
С
пе вызыввают затрууднения п
при перер
работке так
т
называаемые спички или
и иглы - длинные
д
частицы,
ч
поперечн
ное сечен
ние которы
ых
не боллее 1-2 мм
м.
С
Спички
с
снижают
скорость циркуляц
ции вароч
чного щеелока, заб
бивают си
ита
и труубопровоод, наруш
шают работу дозировоч
д
чных усттройств. Особен
нно
чувстввительно к спичккам произзводство сульфатн
ной целллюлозы в варочны
ых
аппараатах непррерывногоо действи
ия. Требоввания к щепе
щ
свод
дятся здессь не тольько
к ограаничению
ю количества спичеек, но и к необход
димости более раввномерноого
фракционного состава.
с
Р
Рисунок
щ
1.2 Виды частиц теехнологической щепы
На рисун
Н
нке 1 покаазаны разлличные виды
в
часттиц технологической щепы.. В
тщателльно отррегулированной дисковой
й рубитеельной м
машине с хорош
шо
заточеенными ножами
н
боольшинсттво частиц
ц имеют размеры и форму,, близкую
юк
стандаартной (ррис. 1.2,а). Однакоо один из
и торцовв щепы ччасто имееет заметтно
повреж
жденную, мятую поверхноость (рисс. 1.2,г). При затууплении ножей или
и
неустоойчивом положении чуракка в проц
цессе реззания моогут бытьь получен
ны
частиц
цы с рвааными тоорцами (ррис. 1.2,б). Измельчение древесин
ны неред
дко
сопроввождаетсяя образовванием тррещин в щепе
щ
(рисс. 1.2, е, ж
ж) в резу
ультате чеего
получааются часстицы-спички (рисс. 1.2, д). Игольчаатую форм
му они пр
риобретаю
ют
при реезании дрревесины с таким пороком,, как накллон волоккон. Один
н из торц
цов
такой щепы им
меет плоскую повеерхность, образоваанную реззцом. Вто
орой тореец,
й кромки
и, получается в результаате
более тонкий и частоо в видее острой
дичному слою (рис. 1.2, з). Трещинооватые частицы (ри
ис.
скалыввания щепы по год
1.2, в)
в характтерны длля фрезеерованной щепы, получеенной в фрезерн
но-
11
брусующих станках.
Дефекты обработки щепы возникают в процессе измельчения сырья.
Целлюлозно-бумажная промышленность предъявляет высокие требования к
чистоте торцовых срезов щепы, которые должны быть гладкими, без мятых
кромок. Чистых торцовых срезов под углом 30-60° можно добиться
систематической заточкой режущих ножей, своевременной подготовкой
контрножей и правильной установкой зазора между кромками режущих ножей
и контрножей. Большое влияние на качество срезов щепы оказывает влажность
сырья. Наиболее благоприятна для измельчения влажность древесины 45-65 %,
которая позволяет получить щепу с ровными чистыми срезами и более
равномерного фракционного состава. При понижении или повышении
влажности древесины поверхность срезов ухудшается. При влажности менее 20
% срезы щепы приобретают ломаный вид и шероховатую поверхность. Выход
качественной щепы снижается вдвое.
В процессе резания древесины в рубительных машинах она неизбежно
подвергается воздействию сжимающих, растягивающих, изгибающих и
скалывающих усилий, в результате которых щепа повреждается и содержит как
видимые, так и скрытые дефекты обработки.
Дефекты обработки щепы обнаруживаются в виде частиц с трещинами,
мятыми и расщепленными торцами, содержание которых не должно превышать
30 % общего объема поставки.
Видимые дефекты обработки щепы играют незначительную роль в
процессе варки целлюлозы по сравнению с внутренними скрытыми
разрушениями. Они возникают как последствие деформаций сжатия древесины
и затрагивают значительное количество волокон. Внутренние повреждения
нельзя обнаружить при визуальном осмотре щепы. Их можно выявить при
фотографировании древесины в поляризованном свете или в результате
химической обработки кислым сульфитным варочным раствором. Сжатие
древесины вдоль волокон существеннее снижает прочностные показатели
целлюлозы, чем сжатие поперек волокон.
Примеси в технологической щепе, к которым относят кору, гниль и
инородные включения, ограничиваются стандартом. К о р а характеризуется
высоким содержанием лигнина и относительно низким содержанием
целлюлозы, прочность которой вдвое ниже прочности древесной целлюлозы.
12
Она вносит загрязнения в древесную массу и получаемую целлюлозу из-за
большого количества смол, жиров и различного рода красящих веществ.
Присутствие в этих полуфабрикатах даже небольшого количества коры
оставляет в них темные пятна, которые трудно удалить и обесцветить при
отбелке целлюлозы. Выход целлюлозы из неокоренной древесины в среднем
снижается на 2,5 %, ухудшается белизна и возрастает расход химикатов на
отбелку. При увеличении содержания коры в щепе снижаются показатели
механической прочности целлюлозы как следствие повышенного на 4-5 %
расхода щелочи и увеличение длительности процесса варки.
ЩЕПА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ.
По ГОСТ 15815—83 щепу для производства древесностружечных плит
изготовляют марки ПС. Качество щепы определяется породой древесины,
геометрическими размерами частиц и содержанием примесей. Угол среза
частиц и качество кромок не регламентируют.
Породы древесины при изготовлении щепы марки ПС стандарт не
ограничивает. Допускается использование всех лиственных и хвойных порода
Известно, однако, что породы древесины оказывают большое влияние на
физико-механические свойства древесностружечных плит. Прочность их тем
выше, чем меньше плотность исходной древесины. При одинаковом количестве
связующего плиты из хвойных и мягколиственных пород примерно на 20 %
прочнее плит из березовой и на 40 % прочнее плит из буковой древесины.
Высокие прочностные показатели плит из древесины низкой плотности
объясняются тем, что при одной и той же исходной массе осмоленная стружка
из менее плотной древесины занимает больший объем. При прессовании
получается более тесная связь между частицами из-за их большого количества
в единице объема плит и более развитой суммарной поверхности контакта.
Из древесины осины, несмотря на ее невысокую плотность, плиты
получаются более низкой прочности, так как помимо плотности большое
значение имеют и показатели прочности исходного сырья.
Древесные частицы из осины имеют повышенную ворсистость и более
интенсивно впитывают связующее, в результате чего снижается прочность их
склеивания.
В производстве трехслойных древесностружечных плит для наружных
слоев рекомендуется использовать древесину хвойных пород, для внутреннего
13
слоя - древесину твердолиственных. При таком распределении сырья, при
прочих равных условиях получаются плиты с высокими показателями
прочности на изгиб и растяжение перпендикулярно пласти. Очень важно
обеспечить постоянный породный состав сырья. На нижнем складе
рекомендуется предварительно сортировать его на четыре породные группы:
ель, сосна, кедр, пихта; береза, ольха, липа; осина, тополь; бук, дуб. Поставка
щепы марки ПС допускается из смеси различных пород, но их количественный
состав следует согласовывать с потребителем.
Геометрические размеры щепы для древесностружечных плит
установлены стандартом в следующих пределах: длина щепы по волокну
должна быть в пределах от 10 до 60 мм, толщина - не более 30 мм.
Регламентируется и фракционный состав. В щепе марки ПС массовая доля,
крупной фракции частиц размерами более 30 мм должна быть не более 5 %•
Кондиционная фракция размером от 5 до 30 мм должна составлять не менее
85%, а массовая доля мелкой фракции - не более 10 %.
Примеси в технологической щепе для древесностружечных плит
ограничены, но не столь жестко, как для производства целлюлозы.
Засоренность щепы к о р о й допускается до 1 5 % . Примесь коры снижает
прочность древесностружечных плит, увеличивает расход связующего, портит
внешний вид. ГОСТ 10633—77 допускает лишь отдельные ограниченные
включения коры на поверхности плит плоского прессования, что требует
производить обязательную окорку всего сырья для наружных слоев плит
высшего и 1-го сорта. Щепа, используемая для производства плит 2-го сорта,
может быть изготовлена из неокоренного, либо частично окоренного
древесного сырья. Щепа, предназначенная для изготовления стружки
внутреннего слоя и экструзионных плит, допускает такое содержание коры,
которое не требует окорки древесины.
Содержание массовой доли г н и л и в щепе для древесностружечных
плит должно быть не более 5 %, поэтому гниль рекомендуется удалять из
сырья. Ограничение гнили вызвано не только тем, что пораженная древесина
имеет низкие показатели физико-механических свойств. При дополнительном
измельчении щепы с гнилью на заводах древесностружечных плит снижается
производительность оборудования, образуется большое количество пыли,
растет запыленность цехов.
14
Древесная пыль и мелкие частицы снижают, как считали ранее,
прочностные показатели древесностружечных плит. Пыль старались полностью
отделить в процессе изготовления плит. Однако тщательные исследования
показали, что примесь пыли до 15% способствует повышению предела
прочности плит при статическом изгибе на 20 % и при растяжении
перпендикулярно пластина 7 - 8%. Это объясняется тем, что пыль заполняет
пустоты между отдельными древесными частицами в готовой плите, в
результате чего повышается контакт частиц между собой. В соответствии с
технологической
инструкцией
по
производству
трехслойных
древесностружечных плит содержание пыли и мелких частиц менее 1 мм
допускается в количестве до 15 % как для наружных, так и для внутренних
слоев.
В щепе марки ПС ограничивается содержание минеральных примесей,
массовая доля которых должна быть не более 0,5 %. Не допускаются
металлические включения и обугленные частицы.
ЩЕПА
ПЛИТ.
ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА
ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ
По ГОСТ 15815—83 щепу для производства древесноволокнистых плит
изготавливают марки ПВ. Качество щепы определяется породой древесины,
геометрическими размерами и содержанием примесей. Щепа марки ПВ должна
быть без мятых кромок, с углом среза частиц 30—60°. Качество щепы, не
соответствующей этим требованиям, не должно превышать 30 % объема
партии.
Породу древесины для производства древесноволокнистых плит
применяют без ограничений (как хвойные, так и лиственные). При мокром
способе производства преимущественно перерабатывают древесину хвойных
пород, при сухом — лиственных. Повышенное содержание в древесине
лиственных пород легко гидролизуемых веществ ухудшает качество оборотных
вод, снижает выход волокнистой массы при переработке мокрым способом.
Меньшая, примерно в 3 раза, длина волокна по сравнению с трахеидами
хвойных пород сказывается и на механических свойствах плит. Однако
благодаря совершенствованию технологии производства и применению
упрочняющих добавок доля лиственных пород древесины для производства
плит мокрым способом значительно возросла. Некоторые предприятия
15
полностью перешли на использование этой древесины. Поставка щепы марки
ПВ допускается из смеси хвойных и лиственных пород только по согласованию
с потребителем.
Геометрические размеры щепы установлены следующие: длина частиц
по направлению волокон должна быть в пределах от 10 до 35 мм, толщина - не
более 5 мм. Массовая доля кондиционной фракции с размером частиц от 10 до
30 мм должна быть не менее 7 9 % . Массовая доля крупной фракции с
размером частиц более 30 мм и мелкой фракции с размерами частиц от 5 до 10
мм допускается не более чем по 10 %. Отсев частиц размерами менее 5 мм
ограничен и должен быть не более 1 %.• %
Примеси в щепе для производства древесноволокнистых плит
регламентируются в тех же пределах, что и для производства
древесностружечных. Содержание к о р ы допускается в количестве не более 15
% поэтому предварительной окорки древесного сырья не требуется. Высокое
содержание коры в щепе затрудняет процесс обезвоживания волокнистого
ковра, ухудшает внешний вид готовых плит, загрязняет сточные воды. Выход
волокнистой массы из осиновой коры примерно на 26 % ниже, чем из
стволовой древесины, из еловой коры на 1 3 % . Примеси коры снижают не
только выход волокнистой массы, но и показатели прочности плит. Наличие в
щепе березовой коры вызывает затруднения при отделке твердых древесноволокнистых плит лакокрасочными материалами.
Массовая доля г н и л и в щепе марки ПВ допускается не более 5 % .
Используют щепу и с большим содержанием гнили, но при соответствующей
корректировке технологического режима. Гниль способствует снижению
выхода волокнистой массы, ухудшению прочностных свойств плит и
загрязнению сточных вод. Однако для выработки щепы марки ПВ допускается
древесное сырье без предварительно удаленной гнили, но с ограничением ее
размеров на торцах лесоматериалов не более 2/3 их диаметра.
Обугленные частицы и металловключения в щепе марки ПВ не
допускаются. Массовая доля минеральных примесей ограничена содержанием
не более 1 %• Указанные примеси отрицательно сказываются на качестве плит
и состоянии размольного оборудования.
ЩЕПА ДЛЯ ГИДРОЛИЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА. В зависимости от
назначения щепу для гидролизного производства изготавливают по ГОСТ
16
15815—83 трех марок: ГП-1, ГП-2 и ГП-3. Щепа марки ГП-1 предназначена для
выработки спирта, дрожжей, глюкозы и фурфурола, марки ГП-2 - для
выработки пищевого кристаллического ксилита, марки ГП-3 - для выработки
фурфурола и дрожжей при двухфазном гидролизе. Качество кромок и угол
среза частиц в щепе для гидролиза не учитывают. (см приложение1)
Породный состав сырья при выработке щепы ГП-1 зависит от профиля
гидролизного производства и вида получаемой продукции. Для спиртового и
дрожжевого производства пригодна древесина всех хвойных и лиственных
пород. Однако смесь древесины допускается в любом соотношении пород
только для заводов дрожжевого профиля. В производстве спирта используют
щепу, состоящую не менее чем на 70 % из хвойной либо лиственной
древесины, с примесью соответственно лиственной либо хвойной не более 30%.
Для гидролизных заводов фурфурольного профиля пригодна щепа ГП-1 из
сырья любых лиственных пород, однако массовая доля древесины хвойных
пород здесь допускается не более 5 % . Для производства глюкозы используют
древесное сырье только хвойных пород без примесей лиственных.
Щепу марки ГП-2 для производства ксилита вырабатывают только из
древесины березы с примесью осины не более 10%. В производстве фурфурола
и дрожжей при двухфазном гидролизе также используют только лиственные
породы. В этом случае щепу марки ГП-3 изготавливают из древесины березы,
бука, клена, дуба и граба с ограниченной примесью осины не более 1 0 % . в
Геометрические размеры частиц щепы всех марок для гидролизных
производств нормируются по д л и н е волокна в пределах от 5 до 35 мм, по
т о л щ и н е не более 5 мм. Ш и р и н а щепы не регламентируется. С
увеличением размеров частиц уменьшается удельная плотность загрузки сырья
в гидролизап- паратах, замедляется процесс пропитки, что приводит к уменьшению скорости процесса гидролиза. Из более крупных частиц медленнее идет
процесс диффузии сахара в окружающую жидкость, снижается его выход. Чем
крупнее частицы, тем меньше выход сахара. Так, при переработке опилок
выход сахара достигает 50 % абсолютно сухой массы. При переходе от опилок
к щепе размером 10x50 мм выход сахара уменьшается на 4 - 1 0 % , а при
переработке еще более крупной щепы размером 15X60 мм выход сахара падает
на 25 %.
Фракционный состав щепы одинаков для марок ГП-1 и ГП-2. Массовая
17
доля кондиционной фракции размером от 5 до 30 мм должна составлять не
менее 90 %. Крупная фракция частиц размером более 30 мм и мелкая фракция
размером менее 5 мм должны составлять не более чем по 5 %. Фракционный
состав щепы марки ГП-3 несколько отличается, хотя содержание крупной
фракции регламентируется в тех же пределах.
Массовая доля кондиционной фракции здесь возрастает до 94 % и
соответственно до 1 % сокращается содержание мелкой фракции. Известно, что
из опилок в гидролизном производстве получают большой выход сахара.
Однако их примеси в щепе нежелательны, так как процесс гидролиза требует
равномерного гранулометрического состава сырья.
Примеси коры в щепе марки ГП-1 для гидролизного производства
ограничиваются содержанием не более 11 % общей массы. В коре содержится
повышенное содержание зольных веществ, меньше общих полисахаридов и
сбраживаемого сахара - гексоз. Зольные вещества коры, вступая в реакцию с
серной кислотой в гидролизаппарате, нейтрализуют ее и снижают рабочую
концентрацию. Выработка щепы марки ГП-1 допускается без окорки, однако
относительное содержание коры в щепе возрастает с уменьшением диаметра
сырья. Повышенное содержание коры в щепе возможно, но требует
корректировки кислотного режима варки. Более жестко регламентируется
содержание коры в щепе марок ГП-2 и ГП-3, где массовая доля ее должна быть
не более 3 % . В производстве щепы этих марок обязательно требуется окорка
сырья.
Массовая доля г н и л и не должна превышать 2,5% в щепе марки ГП-1 и 1
% в щепе марок ГП-2 и ГП-3. Ограничение гнили вызвано тем, что пораженная
древесина имеет меньшую плотность, большую зольность, меньшее
содержание пентозанов, что снижает выход и концентрацию сахара в
гидролизате, ухудшает технико-экономические показатели производства.
Обугленные частицы и металлические включения в щепе всех марок не
допускаются. Массовая доля минеральных примесей ограничена содержанием
не более 0,5 и 0,3% соответственно для щепы марок ГП-1 и ГП-3. Минеральные
примеси в щепе марки ГП-2 для выработки ксилита не допускаются.
ЗЕЛЕНАЯ ЩЕПА. Зеленую щепу из тонкомерных деревьев и сучьев
используют в качестве добавки к технологической щепе по ГОСТ 15815—83 в
древесноплитном и гидролизном производствах, а также как топливо для
18
котельных установок.
В производстве древесностружечных плит зеленая щепа пригодна без
ограничений для получения стружки, используемой для внутренних слоев. При
этом не требуется изменения существующих технологических режимов, а
показатели физико-механических свойств плит не снижаются. В наружных
слоях плит добавка зеленой щепы допускается в количестве не более 20 %.
В производстве древесноволокнистых плит зеленая щепа пригодна для
выработки продукции, отвечающей требованиям стандарта, хотя по качеству
плиты уступают продукции из отходов деревообработки и имеют более темную
окраску. Древесноволокнистая масса, полученная из зеленой щепы, имеет на 13 % меньший выход и более короткое волокно. Производство плит из нее
мокрым способом по общепринятой технологии требует увеличенного расхода
свежей воды. Улучшение прочностных показателей плит достигается добавкой
0,8-1,2 % альбуминового клея.
Породный состав зеленой щепы в производстве древесностружечных и
древесноволокнистых плит сухим способом, а также гидролизном производстве
дрожжевого профиля не регламентируют. При поставке сырья заводам
древесноволокнистых плит, работающим по мокрому способу, партия зеленой
щепы должна содержать не менее 70 % хвойных или лиственных пород. В
зеленой щепе для гидролизных заводов спиртового профиля допускаются
только хвойные породы в количестве не менее 70 % в смеси. Приведенные
требования породного состава могут быть изменены по соглашению сторон.
Требования к качеству зеленой щепы регламентированы менее жестко.
Независимо от назначения щепы содержание коры в ней должно составлять не
более 20%, гнили не более 3, древесной зелени не более 5%. Обугленные
частицы и металлические включения не допускаются. Минеральные примеси
ограничены содержанием не более 1 % по массе.
4.2 Правила приемки щепы определены ГОСТом 15815-83. Обычно
приемку щепы осуществляют партиями. Размер партии согласуется с
заказчиком (потребителем). Партия имеет одну марку и оформляется одним
документом о качестве. Документ о качестве содержит сведения о
предприятии-изготовителе, марку и породу технологической щепы, качество
щепы, результаты испытаний, указание стандарта.
Проверка качества щепы осуществляется путем отбора проб (не менее 10)
19
массой 10 кг из различных мест.
Приемо-сдаточные испытания включают установление массовой доли
коры, гнили остатков на ситах, содержание нестандартных частиц и других
включений. Кроме этого, по требованию потребителя проводят периодические
испытания, которыми определяют: состав щепы по породам, массовую долю
щепы с мятыми кромками, угол среза, содержание минеральных примесей.
4.3 Методы испытаний.
4.3.1 Отбор проб. Точечные пробы могут отбираться из транспортных
средств массой не менее 1 кг и на глубине 20 см от верхнего уровня щепы.
Допускается отбор щепы на приемной площадке.
4.4 Определение массовой доли коры и гнили в щепе.
4.4.1 Аппаратура. Весы с погрешностью не более 1 г.
4.4.2 Проведение испытаний. Из навески, отобранной согласно п. 4.3.1.
отбираются частицы коры или гнили, а также щепу, частично содержащую
кору и гниль. Кору и гниль отделяют от щепы и присоединяют к отобранной
ранее и взвешивают.
4.4.3 Обработка результатов.
Массовую долю коры и гнили (М) в процентах вычисляют из выражения:
M коры =
M гниль =
где
mкоры
⋅ 100 ,
(1)
mгниль
⋅ 100 .
mнавески
(2)
mнавески
mкоры – масса коры, г;
m гнили – масса гнили, г;
mнавески – масса навески с корой и гнилью, г.
При вычислении результатов последние округляются до десятого знака.
4.5 Определение массовой доли остатков на ситах анализаторов.
4.5.1 Аппаратура. Анализатор ситовой с набором сит с отверстиями
диаметром 30, 20, 10, 5 мм и поддоны. Весы с точностью взвешивания до 1 г.
При отсутствии анализатора в учебных целях можно воспользоваться набором
сит и просеять щепу вручную.
4.5.2 Подготовка и проведение испытаний. Подготовленную к анализу
щепу вначале необходимо отсортировать и доизмельчить те частицы, ширина
20
которых превышает длину вручную. Длина щепы принимается по направлению
волокон.
4.5.3 Проведение испытаний. Отобранную пробу щепы после удаления из
нее коры и гнили высыпают на верхнее сито. Сита собираются и закрепляются
в батарею, устанавливаются на подвижное основание анализатора или вручную
сортируют и просеивают в течение 1 мин. После чего остатки на ситах
взвешиваются с точностью до 1 г и рассчитывают долю остатков на ситах:
m
M i = i ⋅ 100 ,
(3)
m
m
m
M 5−10 = 5−10 ⋅ 100 , M 10− 30 = 10− 30 ⋅ 100 ,
(4)
m
m
m
m
M <5 = <5 ⋅ 100 , M 5−30 = 5− 30 ⋅ 100 ,
(5)
m
m
m
M > 30 = > 30 ⋅ 100 .
(6)
m
где M i – массовая доля остатков на ситах, %;
m i – масса остатка щепы на i -сите, г;
m – масса навески без коры и гнили, г;
M 5−10 – массовая доля мелкой фракции, с учетом поддона для щепы
марок Ц-1, Ц-2, Ц-3 и ПВ, %;
M 10− 30 – массовая доля кондиционной фракции для щепы марок Ц-1,
Ц-2, Ц-3 и ПВ, %;
M <5 – массовая доля мелкой фракции для щепы марок ПС, ГП-1, ГП-2 и
ГП-3, %;
M 5− 30 – массовая доля кондиционной фракции для щепы марок ПС, ГП-1,
ГП-2 и ГП-3, %;
M >30 – массовая доля крупной фракции для щепы всех марок, %.
По результатам испытаний и расчетов по п. 4.5 и требований
ГОСТ 15815-83 представленных в табл. 4.1 определяется марка щепы.
4.6 Определение массовой доли хвойных и лиственных пород.
4.6.1 Аппаратура и реактивы. Для проведения испытаний необходимы:
весы с точностью взвешивания до 1 г, секундомер, стакан стеклянный или
фарфоровый емкостью 500 см3, пинцет, бумага фильтровальная, кислота
21
соляная ( HCl ) 12 % раствор, калий марганцовокислый ( KMnO4 ) 1 % раствор,
аммиак ( NH 4OH ) 1 % раствор.
4.6.2 Проведение испытаний. После испытаний по пункту 4.5 отбирают
100 г щепы с сита с отверстиями 10 мм. Щепу помещают в стакан и заливают
1 % раствором марганцовокислого калия до погружения всей пробы. Через
2 мин. раствор сливают, а щепу промывают водой 2-3 раза. Затем пробу щепы
обрабатывают 2 мин. 12 % раствором соляной кислоты и снова промывают.
Завершают испытание обработкой щепы 1 % раствором аммиака в течение
1 мин, без промывки. В результате такой обработки, частицы лиственных пород
приобретают пурпурную окраску, а хвойные – желтую. Далее щепу отжимают
фильтровальной бумагой, сортируют, взвешивают и определяют массовую
долю. Массовая доля щепы хвойной породы определяется следующим образом:
m хв
M хв =
⋅ 100 ,
m хв + m листв
где
M хв – массовая доля щепы хвойной породы, %;
m хв – масса щепы хвойных пород, г;
m листв – масса щепы лиственных пород, г.
Результаты вычислений округляются до десятичного знака. Массовую
долю щепы лиственной породы определяют по формуле:
M листв = 100 − M хв ,
где
M листв – массовая доля щепы лиственной породы, %.
4.7 Определение массовой доли щепы с мятыми кромками.
Для анализа щепы по данному параметру берут пробу массой 100 г из
остатков на сите с диаметром 20 мм. Визуально проводят оценку состояния
кромок щепы с последующим разделением на щепу с мятыми кромками и
немятыми кромками. Мятыми, кромками считают те, которые обмяты по всей
ширине частицы. Массовую долю щепы с мятыми кромками M мятые вычисляют
так:
M мятые =
где
m мятые
⋅ 100 ,
m мятые + m ровные
m мятые – масса щепы с мятыми кромками, г;
m ровные – масса щепы с ровными кромок, г.
22
Согласно требований ГОСТа 15815-83 проводят по требованию
потребителя при периодических испытаниях определение содержания
минеральных примесей. Указанные испытания требуют более сложной
аппаратуры.
Заключительным этапом проведения испытаний является определение
принадлежности щепы к определенной марке. В качестве справочного
материала приведена табл. 1.1
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Отразить в отчете основные определения, выносимые на
самостоятельное изучение.
2. Привести описание основных признаков классификации щепы
3. Привести технические требования по показателям качества щепы в
зависимости от марок.
4. Поместить результаты испытаний щепы по определению массовой
доли коры, гнили, остатков на ситах анализаторов, доли хвойных и лиственных
пород, а также щепы с мятыми кромками.
5. В выводе указать марку щепы и дать предложения по ее
использованию.
23
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СТАНКОВ ДЛЯ
АГРЕГАТНОЙ ОБРАБОТКИ НКД С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ
КОНДИЦИОННОЙ ЩЕПЫ
Цель работы: изучить технологию агрегатной обработки древесины,
конструкции и принцип действия фрезерно-брусующих станков и линий.
Выполнить анализ параметров управления устройствами для агрегатной
обработки древесины.
1.
Содержание работы
1.1 Изучить устройство и принцип работы агрегатных станков и линий.
1.2 Уяснить особенности процесса резания древесины при ее агрегатной
обработке.
1.3 Выполнить сравнительный анализ достоинств и недостатков
технологии и оборудования для одновременного получения пиломатериалов и
щепы.
1.4 Определить параметры управления процессом агрегатной обработки
древесины.
1.5 Составить отчет по работе.
Методические указания к выполнению работы
Выполнение работы следует начинать с изучения принципиальных схем
и конструкций применяемого оборудования, принципа его действия, которое
отличается не только конструкцией режущего инструмента, но и процессом
формирования элементов щепы. Они влияют также на качество и внешний вид
получаемых пиломатериалов.
Все оборудование для переработки древесного сырья агрегатным методом
можно разделить на три основных типа: линии, на базе фрезерно-брусующих,
рубительно-брусующих и фрезерно-пильных станков, вырабатывающие двух четырехкантные брусья, необрезные доски и технологическую щепу в качестве
попутной продукции. В потоках с этим оборудованием принята традиционная
технология: при первом проходе (рис.2.1) из бревна формируется двухкантный
брус или двухкантный брус и две-четыре необрезные доски, а также
вырабатывается технологическая щепа; при втором проходе двухкантный брус
24
перераабатываеттся на обрезны
ые доскки и в техноологическу
ую щеп
пу;
фрезеррнопильные линии
и для форрмировани
ия сечени
ий обрезн
ных пиломатериаллов
с одн
носторонн
ней вырааботкой технологи
т
ической щепы заа счет совмещен
с
ния
фрезеррования и пиленияя бревна в одном устройств
у
ве; фрезеррно-обреззные стан
нки
для формиров
ф
ания сеч
чений пи
иломатери
иалов изз необреезных до
осок путтем
фрезеррования обзольных
о
х кромок в техноло
огическую
ю щепу.
Рисунок 2.1
Р
2 Схемаа фрезерно-брусую
ющего стаанка
В фрезерно-брусую
ющих, фррезернопи
ильных, фрезерноф
-обрезных
х станкахх и
агрегаатных лин
ниях прин
няты три принципи
п
иальные схемы резания:
- цилиндррическое фрезероввание древесины с одноврем
менным получени
п
ием
техноллогическоой щепы;
- торцовоо-коничесское фреззерование малореезцовыми
и фрезам
ми с одн
новремен
нным поллучением технологгической щепы;
щ
- торцовоо-коническкое фрезеерование многореззцовыми ф
фрезами с попутны
ым
получеением теххнологичееской щеп
пы.
Р
Рассмотр
рим болеее подробннее фрезер
рно-брусуующие ст
танки и ли
инии.
Основноее назначение фрезерно-бруссующих станков
О
с
- изготовл
ление брууса
фрезеррованием
м горбылльной части
ч
бр
ревна. Стружка,
С
, образу
уемая при
п
фрезерровании, может им
меть задаанные раззмеры, сооответствуующие тр
ребованияям
стандаарта на технологи
т
ическую щепу. По
олучение бруса и товарно
ой щепы за
один проход
п
б
бревна,
механизаци
ия и авто
оматизация всех рработ обееспечиваю
ют
высокуую экон
номическкую эфф
фективность фреезерно-бррусующих
х станкоов.
Важнеейшим их прееимущесттвом яввляется возможн
ность переработ
п
тки
тонком
мерных сортимент
с
тов диам
метром отт 6 до 144 см, блаагодаря чему
ч
мож
жно
сущесттвенно поополнить ресурсы пиловочн
ного сырьья.
25
Устройство фрезерно-брусующих станков показано на рисунке 2.1.
Станки состоят из механизмов подачи и ориентации бревен 1 и бруса 3,
фрезерно-брусующего 2 и многопильного 4 модулей. Такие модули имеют
собственные механизмы подачи, элементы базирования бревна и приводы.
Модули могут быть смонтированы на одной станине и иметь общий механизм
подачи. Такие станки называют агрегатными. Если модули автономно
расположены в технологической последовательности и конструктивно не
соединены друг с другом, они образуют фрезерно-брусующие или фрезернопильные линии.
Фрезерно-брусующие станки работают следующим образом. Круглые
лесоматериалы поштучно поступают в механизм 1 для ориентации и подачи
бревен. Фрезерно-брусующий модуль 2 перерабатывает в щепу горбыльную
часть бревна, которое жестко зафиксировано и перемещается относительно
вращающихся фрез с постоянной скоростью. Это обеспечивает одновременное
получение щепы и бруса. После фрезерования брус подается центрирующим
рольгангом 3 в многопильный модуль 4, где распиливается на обрезные доски.
В отдельных случаях фрезерно-брусующие модули могут быть установлены
перед лесопильными рамами.
В настоящее время широкое распространение получили станки для
обработки бревен диаметром от 6 до 30 см, хотя конические фрезерные модули
позволяют переработать бревна и более значительных диаметров. В балансе
перерабатываемого сырья щепа составляет 40-44%, пиломатериалы от 40 до 50
% и опилки 10-12 %.
Классификация оборудования для одновременного получения
пиломатериалов и щепы путем фрезерования древесины осуществляется по
технологическим и конструктивным признакам. В зависимости от реализуемой
структурно-технологической схемы переработки сырья различают: фрезернобрусующие линии, фрезерно-пильные линии, фрезерно-обрезные станки.
Фрезерно-брусующие линии (ФБЛ) за первый проход бревна через модуль
1 (рис. 2.2, а) позволяют получать двухкантный брус и щепу. За второй проход
в фрезерно-брусующем модуле 2 получают щепу и четырехбитный брус,
который распиливают затем на пиломатериалы в многопильном модуле 3.
Полученные обрезные пиломатериалы торцуют в станках 4. Основное
назначение фрезерно-брусующих линий - переработка тонкомерной древесины
26
диаметтром от 6 до 14 см
м.
Ф
Фрезерно
о-пильныее линии (Ф
ФПЛ) отл
личаются от ФБЛ ттем, что сразу
с
поссле
фрезеррно-брусуующего модуля
м
1 (рис.2.2, б) в ни
их устанаавливаютт двух- или
и
четыреехпильны
ый модулль 2, в коотором отт каждой
й пласти двухканттного брууса
отпили
ивают но одной-двве необреезной досске. Вся операция п
по обрабо
отке бреввна
и полуучению необрезны
ых досок, двухканттного брууса и щепы
ы осущесствляется за
один проход.
п
П
После
этоого в друугом фреззерно-бруусующем модуле 3 получаю
ют
щепу и четыреехкантны
ый брус, который распиливвают затеем в мно
огопильноом
модулле 4. Поллученные пиломаттериалы торцуют в станках б, а необрезны
н
ые
пилом
материалы
ы обрабаатывают в фрезеерно-обреезных сттанках 6 Основн
ное
назнач
чение ФБ
БЛ — переработка пилово
очника ди
иаметром
м от 14 до
д 24 см,, а
также шпальни
ика больш
ших диамеетров.
Ф
Фрезерно
о-обрезны
ые станки
и перераб
батываютт в щепуу обзольн
ные кром
мки
досок или горб
быля. По способу фрезерования древесины различаю
ют станки
и с
цилин
ндрически
ими (рис. 2.3, а, б, ж, з, и) или
и коническими фрезами (рис. 2.3,, в,
г, д, е).
е Для распиловк
р
ки древессины на пиломатериалы в фрезерн
но-пильны
ых
станкаах исполььзуют мод
дули с ци
иркульными (рис. 2.3, к) илли ленточ
чными (ри
ис.
2.3, л) пилами, а также лесопильн
л
ные рамы (рис. 2.3, ж).
Рисунок 2.2 Сттруктурноо-техноло
Р
огическиее схемы
ы: а - фрезерн
нобрусую
ющих лин
ний; б - фрезерноп
ф
пильных линий.
л
С
Станки
с цилиндрически
ими фреззами раб
ботают ттолько с попутн
ной
подачеей. Набоор цилин
ндрически
их фрез позволяеет получаать фигу
урный бррус
27
ступенчатой формы (рис. 2.3, б), что увеличивает выход пиломатериалов.
Двухконические фрезы с однолезвийными ножами (рис. 2.3, в) или с большим
числом резцов, расположенных по спиралям (рис. 2.3, г), позволяют получать
двухкантный брус. Сдвоенные конические фрезы могут одновременно
обрабатывать бревно по взаимно перпендикулярным пластям, в результате чего
образуется четырехкантный брус (рис. 2.3, д).
Иногда па торцах конических или цилиндрических фрез, на одной оси с
ними закрепляют целые пильные диски или сегменты (рис. 2.3, е, ж). Они
предварительно до измельчения отпиливают горбыль. Пилы позволяют
улучшить качество поверхности бруса и устранить боковые составляющие сил
резания, возникающие при коническом фрезеровании древесины.
Фрезерно-обрезные станки с помощью круглых пил и цилиндрических
фрез отпиливают рейки и одновременно измельчают их в щепу (рис. 2.3, з). При
обработке широких необрезных досок может быть дополнительно установлена
средняя пила. Станки могут иметь несколько наборов фрез различного
диаметра и ширины (рис. 2.3, и) для обработки горбылей по пласти и кромкам.
Они позволяют вырабатывать обрезные доски и щепу из малоценного горбыля
различных размеров.
Обычно особенности процесса резания при выработке щепы
фрезерованием древесины обусловлены типом применяемых фрез. Однако
кинематика процесса резания клиновидным резцом, совершающего с фрезой
вращательное движение, остается той же, что и при резании в барабанных
рубительных машинах. Существуют две принципиальные схемы фрезерования
древесины для получения щепы и бруса: цилиндрическое и торцовоконическое.
При цилиндрическом фрезеровании угол встречи ножа с древесиной
является переменным (рис. 2.4, а). Лезвие ножа в начале процесса внедрения в
древесину перерезает ее волокна в торцово-поперечном направлении. Передняя
грань ножа скалывает частицы, отделяемые вдоль волокон. Толщина
получаемой щепы непостоянна и зависит от физико-механических свойств
древесины и ряда других факторов. Длина щепы, определяемая величиной
подачи, постоянна.
28
Рисунок 2.3. Классифик
Р
К
кация
получеения пилооматериаллов и щеп
пы
оборудова
о
ания
длля
одноввременноого
Из рис. 2.4,
И
2 а мож
жно видееть, что условия
у
о
образован
ния элемеентов щеп
пы
при ци
илиндрич
ческом фррезерован
нии хотя и сходны
ы, но не идентичн
ны тем, что
ч
имеюттся в баарабанной
й рубитеельной машине.
м
По мерре измен
нения уггла
перереезания воолокон процесс
п
стружкоо
образован
ния в руубительно
ой маши
ине
обуслоовлен тоолько торрцовым резанием
м. При фрезеров
ф
ании это
от процеесс
изменяяется и торцовое
т
р
резание
п
переходит
т в торцоово-продоольное. В результаате
щепа образуетс
о
ся не скаллыванием
м, а отщеп
пом части
иц. Другоое отличи
ие состоитт в
том, чтто в руби
ительной машине
м
д
древесина
а жестко опирается
о
я на контр
рнож, а при
п
цилин
ндрическоом фрезерровании такой
т
опо
орой служ
жит самаа древесин
на, которрая
легко деформирруется поод действвием сил резания.
р
Поэтому в зоне вы
ыхода нож
жа
наблю
юдается см
мятие воолокон, отщепы и вырывы
ы кусков древесин
ны. Порооки
строен
ния, особ
бенно таангенциалльный нааклон воолокон и завитки, заметтно
увелич
чивают выход некондиц
ционной щепы. Ухудшается и качесттво
29
поверххности бруса.
б
С увеличен
нием глу
убины фррезерован
ния качество щеп
пы
опредееляется таакже вели
ичиной поодачи на один резеец.
Рисунок 2.4. Схем
Р
ма образоования эл
лементов щепы п
при цилин
ндрическоом
фрезерровании.
Имеется несколько типов цилиндри
И
ц
ических фрез,
ф
сред
ди которы
ых наиболлее
надежными в эксплуаттации яввляются фрезы с эксценттричным корпусоом,
имеющ
щие один
н или два резца. В передней
й части гребня
г
од
дной из ко
онструкций
такой фрезы (ри
ис. 2.4, б)) выполнеена кольц
цевая выточка типаа «ласточкин хвостт».
Резец представвляет собой полуукольцо, на внеш
шней повверхности
и котороого
имеетсся гребен
нь, по фоорме и раазмерам соответст
с
твующий кольцево
ой выточкке.
Резец 3 устанаввливают в корпус 5 заведен
нием его гребня в выточку
у до упораа в
винт 2.
2 В греб
бне фреззы имееттся такжее прорезьь шириноой 3 мм,, благодааря
котороой боковы
ые поверххности коольцевой выточки плотно п
притягиваают резец
цк
корпуссу с помоощью вин
нта 4. Реггулировоч
чный вин
нт 2 с кон
нтргайкой
й позволяяет
выдви
игать резеец, чтобы сохранитть постояянный диааметр реззания при
и его изноосе
и заточ
чке.
П торццово-кониическом фрезерова
При
ф
ании горбыльная часть бреввен высоттой
Н изм
мельчаетсся в щеп
пу ножаами, расп
положенн
ными на боковой
й конусн
ной
поверххности фрезы
ф
(рис. 2.5, а). Две фрезы, обращен
нные дру
уг к друугу
верши
инной чаастью усеченных
у
х конуссов диам
метром D, обраазуют при
п
фрезерровании двухканттпый бруус. Толщ
щина брусса при и
измельчен
нии бреввен
любогго диаметтра регуллируется изменени
ием рассттояния меежду тор
рцами фрез.
Важноое преимуущество этого
э
споссоба фреззерованияя - улучш
шение качества щеп
пы
30
и поверхности бруса. Подача бревен вершиной вперед (рис. 2.5, б) способствует
перерезанию сучков в поперечном сечении, что заметно снижает сколы и
вырывы кусков древесины с сучками. При обработке бревен, подаваемых
комлем вперед, качество обработки снижается. Лезвие ножа перерезает тогда
сучок по всей длине параллельно продольной оси, и часто вырывает его вместе
с древесиной. На поверхности бруса остаются глубокие следы вырывов, а в
щепе увеличивается содержание крупных частиц.
Торцово-коническое фрезерование осуществляется малоножевыми и
многорезцовыми фрезами. Образование элементов щепы малоножевыми
фрезами (рис. 2.5, а, г) осуществляется при торцово-коническом резании. В
отличие от барабанных рубительных машин в щепу измельчается не все
бревно, а только горбыльная часть, Отсутствие контрножа сказывается па
качестве бруса. Поскольку на выходе ножа из зоны резания у бревна нет
жесткой опоры, происходят отщепы и сколы древесины по кромке бруса. Одна
из кромок плоского ножа в процессе работы перемещается вдоль образующейся
пласти бруса и оставляет на его поверхности глубокие риски.
Длина щепы при фрезеровании определяется величиной подачи. Частицы
древесины скалываются вдоль волокна передней гранью ножа (рис. 5, а).
Толщина щепы непостоянна при обработке малоножевыми фрезами. Она
зависит от состояния сырья, физико-механических свойств древесины и других
факторов. Заметим, что поверхность бруса образуется не резанием древесины
лезвиями ножа, а скалыванием частиц. Отделяемые от бруса вдоль волокон
частицы создают на его поверхности характерные неровности. Поэтому в
малоножевых торцово-конических фрезах для улучшения поверхности бруса
дополнительно устанавливают зачистной пильный диск (рис. 2.5, г), который
засоряет щепу опилками.
Другая конструкция малоножевой фрезы снабжена двух-лезвийным Гобразпым ножом (рис. 2.5, д). Один конец плоского ножа здесь отгибается па
длину щепы и образует второе, короткое лезвие, которое должно быть строго
параллельно пласти бруса. При фрезеровании бревен таким ножом (рис. 2.5, б)
длинное лезвие перерезает древесину поперек волокон и скалывает частицы, а
короткое подрезает щепу вдоль волокон у пласти бруса. Благодаря этому
улучшается не только качество поверхности бруса, но и щепы, которая не
засоряется опилками. На практике получили распространение многорезцовые
31
торцовво-коничееские фреезы (рис. 2.5, е), которые
к
п
позволяю
ют получаать щепу не
толькоо с задан
нной дли
иной, по и толщи
иной. Таккие фреззы такжее имеют Гобразн
ныс ножи
и, однако образоваание элем
ментов щепы
щ
здессь происх
ходит инааче
(рис. 2.5,
2 в).
Рис. 2.55. Схемаа образоования элементов
Р
э
в щепы малонож
жевыми и
многоррезцовым
ми фрезам
ми.
Ножи, располож
Н
женные с преевышениеем на толщин
ну щеп
пы,
послед
довательн
но входятт в древессину один
н за други
им. Длинн
ное лезви
ие движеттся
паралллельно плласти брууса и отреезает тонккий слой древесин
ны, равны
ый заданн
ной
толщи
ине щепы
ы. Коротккое лезви
ие перер
резает древесину поперек волокна и
скалыввает часттицы задаанной дли
ины. Про
оцесс изм
мельченияя древеси
ины в щеепу
таким резцом представл
п
ляет собой
й комбинаацию лущ
щения и тторцово-п
поперечноого
32
резания. Высокая скорость фрезерования в сочетании с малой толщиной
срезаемого слоя древесины улучшает чистоту обработки поверхности бруса.
Однако качество щепы, которую называют иногда параллельной, снижается.
Условия резания благоприятны для получения трещиноватых частиц, а
подрезающее лезвие скалывает топкие игольчатые частицы - спички. Длинная
кромка резца может перерезать волокна не точно по оси ствола, а поперек - под
некоторым углом к оси. Это не только укорачивает волокна, но и способствует
легкому разрушению параллельной щепы.
Разработано много конструкций многорезцовых торцово-конических
фрез, но все они имеют один общий принцип размещения резцов на
поверхности фрезы по восходящей спирали.
Корпус одной из таких фрез (рис. 2.5, е) выполнен в форме ступенчатого
усеченного конуса. На каждой ступени закрепляется одни нож, перед которым
имеется подножевая щель для прохода щепы на тыльную сторону фрезы.
Высота ступеней равна заданной толщине щепы. Соседние ножи смещены по
радиусу и в плоскости вращения расположены с постоянным угловым шагом.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1 Краткое описание назначения, области применения и классификации
оборудования для одновременного получения пиломатериалов и щепы.
Определение агрегатного станка и агрегатной линии.
2
Структурно-технологическую
схему
линии
согласно
варианта и описание принципа действия и устройства.
3 Данные результата эксперимента табличные и графические.
4 Выводы и предложения.
заданного
33
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СЫРЬЯ И
ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ ВНУТРИЗАВОДСКИМ ТРАНСПОРТОМ
Цель работы: изучить способы перемещения сырья и готовой продукции
из низкокачественной древесины и отходов цехов переработки внутризаводским транспортом. Выполнить анализ элементов и параметров процесса
перемещения щепы на примере скребковых транспортеров, ленточных конвейеров и винтовых конвейеров.
1. Содержание работы
1.1 Установить основные показателя сырья и готовой продукции из НКД
и отходов.
1.2 Изучить общие требования к внутризаводскому транспорту.
1.3 Изучить принцип действия, устройство и основные параметры
транспортеров, конвейеров, пневмотранспортных установок.
1.4 Выполнить сравнительный анализ достоинств и недостатков
оборудования.
1.5 Определить параметры управления процессом перемещения щепы
скребковыми транспортерами, ленточными и винтовыми конвейерами.
1.6 Составить отчет.
2.
Методическое и материально-техническое обеспечение
2.1 Методические указания к выполнению лабораторной работы.
2.2 Действующие установки (транспортеры, пневмотранспортные установки).
2.3Плакаты, учебные пособия.
Методические указания к выполнению работы
3.1 Общие указания.
Выполняя названную лабораторную работу, студенты должны изучить
виды и назначение внутризаводского транспорта, который используется на
лесных складах для перемещения сырья и готовой продукции из низкокачественной древесину и отходов цехов переработки.
Внутрискладской транспорт должен обеспечивать:
34
-высокая экономичность процесса перемещения;
-сохранение формы, размеров и фракционного состава частиц;
-надежное перемещение щепы независимо от времени года;
-перемещение щепы по территории нижнего склада с учетом расположения действующего технологического оборудования;
-раздельную подачу по породно-качественному составу на склад или
разгрузку.
Внутрискладской транспорт. Для перемещения измельченной
древесины между складами и цехами, а также из цехов щепы на склад
используют механические и пневматические транспортные устройства
различной производительности и конструктивного исполнения.
При выборе транспортных средств следует учитывать, что механические
конвейеры наиболее эффективны при небольшом расстоянии перемещения
щепы — до 70-80 м. Из них наиболее экономичными и малоэнергоемкими
являются ленточные конвейеры, эффективно работающие при перемещении
щепы до 400 м. Применение пневмотранспортных установок при малом
расстоянии перемещения экономически невыгодно. Их целесообразно
использовать для внутрискладского или межцехового транспорта щепы на
значительные расстояния от 70-80 м до 1500 м.
Широкое распространение для перемещения щепы получили скребковые,
ленточные, винтовые, реже вибрационные конвейеры.
Скребковые конвейеры перемещают щепу по лотку, деревянному или
обшитому
листовой
сталью,
имеющему
прямоугольное
сечение.
Достоинствами скребковых конвейеров являются простота конструкции,
надежность в работе, возможность загрузки и выгрузки щепы па любом участке
трассы. Основные недостатки скребковых конвейеров вызваны трением щепы о
стенки лотка, что вызывает дополнительное измельчение частиц, значительный
расход электроэнергии, ограничение скорости перемещения, длины и
производительности, быстрый износ лотков и тяговых цепей. Угол наклона
конвейера ограничен 30°.
Скребковый конвейер ТОЦ 16-5 производительностью 15 м3/ч
перемещает щепу на расстояние 40 м со скоростью 0,5-0,8 м/с. Расстояние
между скребками составляет 810 мм. Высота скребкок 83 мм, длина 450 мм,
мощность привода 5,5 кВт. Скребковый конвейер КС перемещает щепу на
35
расстояние от 20 до 60 м со скоростью 0,50-0,63 м/с. Производительность
конвейера, от 6 до 250 м3/ч. Расстояние между скребками 640 мм. Размеры
скребков различные. Высота колеблется от 200 до 400 мм, длина от 440 до 1200
мм. Мощность привода 4,5 - 6,0 кВт.
Ленточные конвейеры перемещают щепу бесконечной прорезиненной
лентой, движущейся по роликам или скользящей по настилу. Наиболее важное
преимущество ленточных конвейеров - сохранение целостности частиц,
которые в процессе перемещения остаются неподвижными на движущейся
ленте. По удельному расходу электроэнергии на перемещение щепы они в 1,52,0 раз экономичнее скребковых. Наибольший угол подъема щепы ленточными
конвейерами составляет 12°, так как при больших углах наблюдается сползание
щепы с ленты. Равномерная загрузка ленточного конвейера щепой
производится из уравнительного бункера с дозатором или через загрузочные
воронки. Разгрузка осуществляется на конечной ветви простым сходом щепы с
ленты, огибающей ведущий барабан. На промежуточных участках трассы
применяют плужковые сбрасыватели одно- или двухстороннего действия. Угол
поворота заслонки для схода щепы составляет 30 - 45.
Для увеличения производительности конвейеров, имеющих плоскую
ленту, рекомендуется устраивать лотки с вертикальными боковыми стенками из
металла или древесины. Между боковыми стенками и лентой устанавливают
защитные клапаны из прорезиненной ленты или войлока, которые
препятствуют попаданию частиц под несущую ленту.
Винтовые конвейеры, или шнеки, перемещают щепу на расстояние до 3040 м горизонтально или наклонно под углом не более 15-20°. Рабочим органом
конвейера является винт, при вращении которого щепa перемещается
скольжением вдоль желоба круглого сечения. Загрузка конвейера щепой
осуществляется через специальные воронки. Выгрузка щепы производится
через отверстия в днище желоба. Общий недостаток винтовых конвейеров —
дополнительное измельчение щепы в процессе перемещения. Винтовые
конвейры часто используют для перемещения щепы между станками и
дозированной подачи ее на сортировку, в систему учета, трубопровод
пневмотранспортной установки. В последнем случае применяют короткие
консольные шнеки с переменным шагом винта. При этом в желобе между
шнеком и выгрузочным окном создается герметичная пробка из частиц
36
древесины, которая предупреждает выброс воздуха через загрузочное
устройство. Шаг винта для перемещения щепы должен быть равен его
диаметру.
Пневмотранспортные установки целесообразно использовать для
транспорта щепы на значительные расстояния 70-1500 м.
Пневмотранспортные установки перемещают щепу в герметичном
трубопроводе потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором высокого давления
или воздуходувной машиной. Подача щепы в трубопровод осуществляется
специальным дозирующим устройством или питателем.
К достоинствам пневмотранспортных установок относится:
• возможность перемещать щепу под любым углом в плане и профиле
трассы;
• возможность осуществлять вертикальный подъем щепы и работать в
«плавающем» режиме;
• упрощается технологическая привязка цеха и склада технологической
щепы к общему технологическому процессу.
Однако при выборе пневмотранспортных установок следует учитывать
их недостатки:
•
неэффективность
работы
при
небольшом
расстоянии
транспортировки;
• значительные удельные энергозатраты;
• дополнительное измельчение щепы в скоростном потоке аэросмеси;
• высокий уровень шума.
Несмотря на отмеченные недостатки пневмотранспортные установки,
благодаря их надежности, высокой степени механизации и автоматизации работ, а также довольно высокой экологической чистоте, нашли широкое
применение на лесных складах
Пневмотранспортные установки перемещают щепу в герметичном
трубопроводе потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором высокого давления
или воздуходувной машиной. Подача щепы в трубопровод осуществляется
специальным дозирующим устройством или питателем. Пневмотранспортные
установки получили широкое распространение в лесной промышленности и
предприятиях, перерабатывающих щепу. Они могут быть рассчитаны
практически па любую производительность, которая необходима. Диапазон
37
производительности установок колеблется от 5 до 350 т/ч. Они перемещают
щепу под любым углом в плане и профиле трассы, могут осуществлять
вертикальный подъем щепы и работать в «плавающем» режиме.
Технологическая привязка цехов щепы на нижних складах упрощается, когда
трубопровод можно проложить среди действующих потоков сырья. Однако при
выборе пневмотранспортных установок щепы следует учитывать: их
недостатки;
неэффективность
работы
при
небольшом
расстоянии
транспортировки; значительные удельные энергозатраты; дополнительное
измельчение щепы в скоростном потоке аэросмеси; высокий уровень шума.
При правильном проектировании, монтаже и эксплуатации установок
влияние этих недостатков можно уменьшить. Для сохранения качества щепы
недопустимы высокие скорости потоков аэросмеси. Рекомендуемая скорость
движения щепы в аэросмеси составляет 22 - 27 м/с для трубопроводов
диаметром 200 - 350 мм и 28 -34 м/с для трубопроводов диаметром 360 - 600
мм. Скорость потока в трубопроводах постепенно возрастает к концу трассы.
Аэродинамическое сопротивление вызывает падение давления воздуха и
снижение его плотности. Поскольку расход массы воздуха в трубопроводе
постоянен, снижение плотности автоматически вызывает увеличение скорости.
Для сохранения качества щепы важно обеспечить на всем протяжении
пневмотрассы постоянство скорости аэросмеси. Оно достигается постепенным,
ступенчатым увеличением диаметра трубопровода.
Щепа повреждается и растрескивается при перемещении в различных
элементах пневмотрасс, но особенно значительно при изменении направления
движения. На поворотах происходит удар щепы о стенки трубопровода. При
этом возможно смятие кромок торцов, разрушение частиц по наиболее слабому
направлению в древесине - вдоль волокон, образование трещин и спичек.
Количество растрескавшейся щепы зависит от угла встречи со стенкой и
наиболее интенсивно возрастает (от 8 до 23%), когда угол встречи изменяется
от 45 до 90˚. Породный состав щепы, физико-механические свойства древесины
и отрицательная температура среды оказывают влияние на дополнительное
измельчение частиц.
Несмотря на отмеченные недостатки, пневмотранспортные установки
благодаря их надежности, высокой степени механизации и автоматизации
работ нашли широкое применение в промышленности.
38
Для нагнетания воздуха в пневмотранспортных установках используют
различные воздуходувные машины центробежного типа. В зависимости от
создаваемого в трубопроводе давления различают низко-, средне и
высоконапорные установки (соответственно ПНТУ-2М; ВО-59 и ЛТ-67; ВП-1,
ВП-ЗМ и ВП-5).
В состав пневмотранспортной установки ПНТУ-2М входят (рис. 3.1)
центробежный вентилятор 2 с всасывающей трубой, шлюзовой питатель 3,
нагнетательный трубопровод 4, переключатель 5 трубопровода к отводам. При
работе установки кондиционная фракция частиц ссыпается в. воронку питателя.
В нагнетательном трубопроводе она увлекается потоком воздуха и
перемещается в виде аэросмеси. Подача щепы на склад или щеповоз
осуществляется по отводам 6 и 8, которые могут попеременно подключаться к
трубопроводу 4 с помощью позиционного переключателя 5, Отвод
трубопровода 6 заканчивается стационарно закрепленной насадкой 7, которая
предназначена для направленной подачи щепы па склад кучевого хранения.
Погрузочный отвод 8 оборудован приводным дефлектором 9, совершающим
возвратно-поступательные движения в пределах 0-60°. Благодаря этому
выходное сопло равномерно загружает щеповоз в поперечном сечении.
Пневмотранспортные установки ВО-59 и ЛТ-67, предназначенные для погрузки
щепы в щеповозы и речные суда, могут быть использованы и для других
транспортно-переместительных операций в пределах нижнего склада.
Расход воздуха в пневмотранспортных установках регулируется
шиберным устройством. При необходимости производительность установок
может быть увеличена за счет более мощной воздуходувной машины. Расчеты
установок проводятся по определенной методике
Высоконапорная пневмотранспортная установка ВП-1 имеет основное
оборудование, унифицированное с ПНТУ-2М. Значительная дальность
транспортировки щепы и более высокая производительность достигнуты за
счет более мощной центробежной воздуходувной машины ТВ-80-1,4.
Установка предназначена не только для перемещения щепы на склад, но и
непосредственно в перерабатывающий цех, для чего в ее состав входит циклонотделитель.
Аналогичное
назначение
имеют
наиболее
высокопроизводительные установки ВП-5 и ВП-ЗМ. Отличительной
особенностью их является шлюзовой питатель броскового типа с направленной
39
подачеей щепы. Установвка ВП-ЗМ
М имеет ступенчаатый труб
бопровод, начальн
ная
ветвь которого
к
длиной 400
4 м имееет диаметтр 359 мм
м, а конеччная 384 мм.
м
Р
Рисунок
3 Пневмотрансп
3.1.
портная установка ПНТУ-2М
М
При загррузке щеепы в тррубопрово
П
од устан
новок при
именяют шлюзовы
ые
питатеели барабанного типа, усстройство
о которы
ых показаано на рис.
р
3,2, а.
Питатеель сосстоит изз загрузочной воронки
и, привоодного ротора 3,
располложенногго в корпуусе 2, смеесительно
ой камеры
ы 4 и отраажающих
х пластин
н 5.
Измелльченная древесин
на через загрузочн
з
ную ворон
нку постуупает в секционн
с
ые
ячейки
и ротораа, которы
ый для уменьшеения потерь сжаттого возздуха усттанавливвают с зазором
з
о корпуса в 0,3 - 0,5 мм
от
м. При еего вращ
щении щеепа
перемеещается к соедини
ительномуу каналу 5 и ссыпаается в см
месительн
ную камерру,
где смешивае
с
тся с нагнетаем
н
мым возздушным потоком
м. Приввод ротоора
осущеествляетсяя через реедуктор от
о электро
одвигателля мощноостью 2,7
7 - 14,0 кВ
Вт.
Устойчивая раабота питтателя заввисит от равномеерной под
дачи щеп
пы по вссей
длине ячейки ротора безз ее переггрузки по высоте лопасти.
л
Д пред
Для
дупрежден
ния закли
инивания частиц между
м
лоп
пастями и корпусоом,
вследсствие чегго возмож
жна остан
новка ротора муф
фтой пред
дельного крутящеего
момен
нта, коэф
ффициентт загруззки секц
ционных ячеек щ
щепой не
н долж
жен
превышать 0,5--0,7.
К недосттаткам баарабанныхх питател
лей относсят потерри сжатого воздухха,
примеерзание роотора к корпусу, значитель
з
ьные гидрравлическкие потери на разггон
частиц
ц с началььной пулевой скорростью. Эти
Э недосстатки суущественн
но снижен
ны
в болеее соверш
шенной конструкц
к
ции питаттеля, ротоор котороого устан
новлен пеерпендиккулярно оси труб
бопровод
да, а смеесительнаая камераа смещен
на по хооду
движеения аэроссмеси (ри
ис. 3.2 б).
40
Рисунок 3.2. Усттройство шлюзово
Р
ого питаттеля (а, б
б) и переключатееля
трубоп
провода (в).
(
Д пооч
Для
чередной подачи щепы
щ
в несколько
н
о пунктов назначеения одн
ной
пневмотранспоортиой си
истемой использу
уют перреключатеели труб
бопроводоов.
Констррукция тррехпозиц
ционного переключ
чателя реевольверн
ного типаа (рис. 2, в)
включ
чает двухкколенный
й повороттный патр
рубок 5, сочлененн
ный с одн
ной сторон
ны
с нагн
нетательн
ным трубопроводоом 7, с другой
д
— с одним
м из трех
х отводны
ых
трубоп
проводов 2. Электтромехани
ический привод и кронштеейн 4 обееспечиваю
ют
продолльный оттжим, повворот и пррисоедин
нение патррубка 5 к одному из отводоов.
Нагнеттательны
ый трубоп
провод и отводы,
о
расположе
р
енные наа вертикал
льном щи
ите
3, жесстко смоонтирован
ны на оп
порной раме
р
6. Управлен
У
ние перекключателем
осущеествляетсяя дистан
нционно и долж
жно провводиться при об
бязательн
ной
останоовке под
дачи щеепы в шлюзово
ой питаттель. Прри проекктировании
трансп
портной системы переклю
ючатель следует
с
р
располага
ать таким
м образоом,
чтобы длина оттводов бы
ыла наимееньшей.
4 Содерж
4.
жание оттчета
4 Анали
4.1
из показаателей сы
ырья и го
отовой прродукции
и из НКД
Д и отход
дов
цехов перерабоотки древеесины.
4
4.2
Крааткая информац
и
ция усттройства и прринципа действвия
внутри
изаводскоою трансспорта длля подачи
и сырья и трансп
портировки готоввой
продуккции на склады
с
изз НКД и отходов
о
цеехов перееработки.
4 Выборр оборудоования длля заданно
4.3
ого вариаанта.
4 Расчетт параметтров упраавления процессом
4.4
м перемещ
щения щеп
пы.
4 Вывод
4.5
ды и рекоомендации по задаанному ваарианту.
5 Защитта отчета
5.
41
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
СТАЦИОНАРНЫЕ РУБИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия стационарных
рубительных машин.
Общие сведения.
Дисковые машины производят щепу высокого качества, которая является
сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности, плитного производства и
пр.
В дисковых рубительных машинах механизм резания (рабочий орган)
выполнен в виде вращающегося диска с расположенными на его рабочей
поверхности режущими элементами.
По типу рабочей поверхности диска рубительные машины бывают с
плоским или профилированным (геликоидальным) диском.
Дисковые рубительные машины делятся также на малоножевые и
многоножевые. Отличие их состоит не только в количестве режущих ножей,
установленных на диске, но и в качественных особенностях процесса резания
древесины, происходящего в тех и других машинах. В малоножевых
рубительных ма- шинах процесс резания характеризуется цикличностью
(прерывистостью).
Многоножевые
машины
работают
по
принципу
непрерывного резания, при котором очередной режущий нож входит в контакт
с древесиной раньше, чем выходит из соприкосновения с древесиной
предыдущий нож.
В дисковых рубительных машинах применяют два способа установки
режущих ножей: периферийный и внутренний. При периферийной установке
режущий нож располагают на лицевой (рабочей) поверхности диска в
специальном посадочном месте и крепят сквозными болтами с потайными
головками. В этом случае скошенная фаска является передней гранью резца.
При внутреннем способе крепления режущий нож устанавливают в
радиальной сквозной щели диска, на рабочей поверхности диска выступает
42
лишь режущая часть ножа. Скошенная фаска ножа при такой установке
выполняет роль задней грани ножа.
Внутреннее крепление ножей чаще всего используется в многоножевых
рубительных машинах, это позволяет разместить на диске необходимое число
ножей. Преимущества такого способа в наибольшей безопасности крепления.
Периферийный же способ позволяет поддерживать более стабильным угол
заострения, так как заточка ножей производится по передней грани, имеющей
наибольший износ.
В дисковых рубительных машинах режущие ножи расположены на вращающемся в вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскости диске
под постоянным углом наклона как к поверхности диска, так и к направлению
подачи.
Для
производства
технологической
щепы,
пригодной
для
использования в целлюлозно-бумажном производстве, применяют, в основном,
многоножевые дисковые машины с профильным (геликоидальным) диском.
Большое количество ножей на диске и скорость вращения диска обеспечивают
самозатягивание перерабатываемых отходов с постоянной скоростью, а
геликоидальная форма поверхности диска исключает вращение древесины
вокруг своей оси и предотвращает обратное выталкивание. В результате щепа
имеет постоянную длину и ровные срезы под определенным углом. Для того,
чтобы отходы входили в загрузочный патрон беспрепятственно и во время
рубки не перемещались, необходимо правильно установить машину по
отношению к загрузочному транспортеру.
Устройство и принцип работы дисковых рубительных машин. Рабочим
органом рубительной машины (рисунок 4.1) является массивный ножевой диск
5 с радиально расположенными ножами 3, которые закреплены шпильками 7 на
лицеой стороне диска. Ножевой диск закрыт кожухом 4, на котором
монтируются загрузочный патрон для подачи сырья и патрубок для выброса
щепы 11.
43
Рисунок 4.1. Дисковая рубительная машина
В патроне крепятся сменные опорные пластины, которые называются
контрножами. В процессе резания древесины контрножи служат опорой для
лесоматериала. При вращении диска каждый нож отрубает от него слой
древесины, который распадается на щепу. Для отвода щепы в диске вдоль
режущей кромки ножей выполнены сквозные подножевые окна, через которые
отрубаемая щепа проходит на приводную сторону диска. Подножевые окна
делаются с расширением в направлении движения срезанной древесины. Далее
щепа лопастями 6 выбрасывается из машины через выносной патрубок.
Ножевой диск крепится на валу 2, установленном в сферических
роликоподшипниках 1. Привод диска осуществляется электродвигателем 10
через муфту 8, остановка – ленточным тормозом 9. Все конструктивные
элементы машины крепятся на общей раме
Дисковые рубительные машины по способу загрузки древесины
разделяют на машины с наклонной и горизонтальной подачей. В машинах с
наклонной подачей, предназначенных для измельчения короткомерного сырья,
подача древесины в зону резания производится под действием силы тяжести.
Машины с горизонтальной подачей используются для измельчения
длинномерного сырья, которое подается в зону резания конвейером или
специальным механизмом подачи. При большом разнообразии размерных
характеристик измельчаемого сырья (сучья, ветки, круглые лесоматериалы,
горбыли, рейки) монтируется дополнительный патрон. У машин с
горизонтальной подачей загрузочный патрон повернут в горизонтальной
плоскости на 40-55° относительно оси диска и примыкает к диску так, что
44
резание происходит ниже его горизонтальной оси. Горизонтальное
расположение патрона облегчает привязку машин (машину можно
устанавливать как на первом, так и на втором этаже цеха), упрощает загрузку
отходов и не требует загрузочной воронки, исключает динамические удары
древесины о диск. Особенно эффективна при горизонтальной подаче
переработка длинных отходов. Однако затруднена переработка короткомерных
отходов длиной 1 м и менее. Горизонтальное расположение патрона требует
строгой согласованности скорости загрузочного транспортера и скорости
затягивания древесины ножами.
Древесина в рубку должна направляться в зону, наиболее выгодную для
резания. Такой зоной у машин типа МРГ является угол между боковыми и
нижними контрножами. Схема установки рубильной машины МРГ
представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема установки рубительной машины с горизонтальной
подачей сырья: 1 – металлоискатель; 2 – подающий транспортер; 3 – щиток
перехода от транспортера к загрузочному патрону; 4 – рубительная машина; 5 –
загрузочный патрон
Рубительная машина модели МРГ-20 предназначена для переработки на
технологическую щепу отходов лесопиления (горбылей и реек),
низкокачественной древесины. Машина состоит из ножевого диска с валом,
загрузочного патрона. Загрузочный патрон установлен горизонтально в
передней части рамы, расположен под углом 41° к плоскости диска. Привод
ножевого диска осуществляется от электродвигателя с фазовым ротором через
муфту, выполненную в виде тормозного шкива. Тормоз ленточный с ручным
управлением и обеспечивает остановку ножевого диска в течение 20-30 с.
Машина выпускается с нижним и верхним выбросом щепы. На машине с
45
верхним выбросом щепы с задней стороны диска устанавливаются лопасти,
выбрасывающие щепу через верхнюю горловину кожуха. Лопасти
расположены с продолжением поверхности подножевой щели для того, чтобы
исключить возможность механического повреждения щепы от удара при её
выбрасывании.
Маркировка дисковых рубительных машин. Отечественные дисковые
машины, изготовляемые с наклонным загрузочным патроном, имеют
обозначение МРН, с горизонтальной подачей – МРГ.
При правом расположении патрона в индекс машин добавляется буква П,
например МРНП. Отсутствие этой буквы указывает на левое исполнение
загрузоч- ного патрона машины, например МРН. Цифра в индексе обозначает
паспортную часовую производительность машины (в плотных м3).
Буква Н, стоящая в индексе после цифры, указывает на нижний выброс
щепы. При верхнем выбросе щепы эта буква отсутствует.
Модернизированные машины, имеющие в обозначении цифру «1»
выпускаются с шумопоглащающим кожухом. В качестве примера рассмотрим
индекс: МРНП – 10Б – 1.
Расшифровка:
машина
рубительная
с
наклонным
ширинам,
расположенным справа, производительностью 10 пл. м3/ч, с боковым выбросом
щепы, с шумопоглощающим кожухом.
Основные параметры ножевых машин наиболее распространенных моделей и приведены в таблице 1, анализ которой показывает, что ножевые машины
при достаточно большой мощности приводного электродвигателя способны
измельчать древесное сырьё длиной 2,2 м и сравнительно небольшой толщины,
т.е. они не исключают из технологии подготовительные операции.
Для обеспечения паспортной производительности ножевых машин
требуется большая концентрация древесного сырья определенных размеров.
Подача и загрузка древесины в таких больших объемах (например,
100...300 м3/ч) вызывает на предприятиях ряд трудностей, в отдельных случаях
это трудноисполнимо. Эксплуатационная производительность этих машин в
несколько раз ниже паспортной, т.е. коэффициент использования их по
производительности довольно низкий и, как показывает практика, в отдельных
случаях он равен 0,14...0,56. Существенным ограничением применения
ножевых рубительных машин является потребность высокого напряжения
46
(6000 В).
Более перспективными дисковыми рубильными машинами являются
многорезцовые машины. Они используются для измельчения как стволовой
древесины, так и крупных кусковых отходов и нашли свое применение на
биржаx сырья, целлюлозно-бумажных заводах, на нижних складах, на
промышленных площадках заводов древесных плит и гидролиза.
По исполнению многорезцовые машины делятся на стационарные и
передвижные, по способу удаления щепы – с верхним и нижним выбросом, по
размещению диска – вертикальные и наклонные (35...45°). Машины с
наклонным диском улучшают условия резания древесины, исключают случаи
разворота маломерной древесины в загрузочном патроне, но более сложны.
Рабочий орган (диск с резцами) и корпус машины могут образовывать одну или
несколько камер. В камерах могут устанавливаться сепарирующие элементы.
Такие машины позволяют улучшать качество щепы в процессе её производства.
Многорезцовые машины выполняют с односпиральным или многоспиральным
расположением резцов на рабочем органе или располагают резцы на диске в
шахматном порядке, или ступенчато. Технические параметры многорезцовых
дисковых рубительных машин отечественного производства приведены в
таблице 2. Рубительная машина МРД-3 наклонного исполнения, угол наклона к
горизонтальной плоскости 45° (рисунок 3).
Машина МРД-3 состоит из многорезцового дискового органа толщиной
60 мм, на котором по двум спиралям расположены резцы с возрастающим
значением шага. В каждой спирали по четыре резца из стали марки 6ХС. Диск
диаметром 1000 мм имеет на периферии четыре лопатки для выброса щепы.
Диск с валом опирается на радиальный шарикоподшипник и два спаренных
роликовых конических подшипника. Резцы на диске расположены таким
образом, чтобы резание древесины производилось поочередно каждым резцом,
при этом слой древесины срезается отдельными полосками. Срезанный слой
проходит через отверстия в диске и попадает в камеру, подхватывается
воздушным потоком и подается щепопроводом в ёмкость или кузов
автотранспорта. Для забора воздуха в задней стенке кожуха машины имеются
четыре отверстия с сетками. Верхняя часть кожуха машины выполнена
откидной для удобства замены резцов.
47
Рисунок 3. Дисковая рубильная машина МРД-3: 1 – диск; 2 – резец; 3 –
камера наполнения щепы; 4 – щепопровод; 5 – верхний прижимной приводной
ролик; 6 – блок нижних подающих роликов; 7 – ограничитель перемещения
прижимного ролика; 8 – приводной барабан загрузочного конвейера; 9 –
конвейер; 10 – ось качания прижимного ролика; 11 – привод механизма подачи;
12 – контрнож
Общие сведения. Назначение, классификация и область применения
барабанных рубительных машин. Барабанные рубительные машины
используются в основном для измельчения сучьев и кусковых отходов (щепа
используется в плитном производстве и в котельных установках).
Конструкции
барабанных
рубительных
машин
разработаны
применительно к различным видам измельчаемого древесного сырья.
Для переработки сучьев предназначены рубительные машины ДУ-2АМ и
МРГС-7. Для измельчения отходов раскряжевки разработана рубительная
машина МРБ-04. На лесохимических предприятиях для измельчения пневого
48
осмола используют рубительные машины УПЩ-13, МРБ-02 и МРБ-03.
Несмотря на специализацию, барабанные рубительные машины можно
использовать для измельчения практически любого вида древесного сырья.
По типу рабочего органа различают машины с полым или цельным
барабаном цилиндрической или конической формы. В практике используются
два типа конструкций ножевых барабанов, отличающихся один от другого
способом удаления из зоны резания полученной (срезанной) щепы – барабаны
щелевого и пазушного типов. Щелевые барабаны делаются полыми,
образующаяся в процессе резания стружка (щепа) через подножевые щели
поступает в полость барабана и затем удаляется вдоль оси вращения барабана
через один из торцевых проемов.
В барабанах пазушного типа срезанная щепа собирается во впадинах
(пазухах), расположенных в теле барабана перед каждым режущим ножом. В
этом случае ножевой барабан делается сплошным (массивным) и служит
одновременно маховиком.
Ножи могут располагаться по образующей барабана лезвиями,
обращенными к наружной или внутренней поверхности. Соответственно
расположению ножей осуществляется внешний или внутренний подвод сырья.
Лезвия ножей могут быть сплошными или прерывистыми – в виде гребенки.
Барабанные рубительные машины изготавливают с гравитационной или
принудительной подачей. Подача лесосечных отходов в барабанные
рубительные машины сопровождается технологическими трудностями (сучья
переплетены, поступают пучками, загрузочный патрон неравномерно
заполняются).
Устранить эти недостатки позволяет конструкция механизма подачи, в
котором верхние вальцы выполнены конусообразно с общим большим
основанием, расположенным по оси загрузки. Такой механизм позволяет
равномерно распределять поток сучьев по всей ширине загрузочного патрона.
Загрузочный патрон
может
быть расположен горизонтально,
вертикально или наклонно под углом αХ к горизонтальной плоскости. Патрон
может быть, также развернут в горизонтальной плоскости под углом осу к
обечайке барабана.
В процессе резания в барабанных рубительных машинах продольная
ось лесоматериалов может быть параллельна или перпендикулярна
49
продольной оси барабана.
Устройство и принцип работы барабанных рубительных машин.
Наиболее широкое распространение в лесной промышленности получила
рубительная машина ДУ-2АМ, предназначенная для переработки на
технологическую и топливную щепу отходов лесозаготовок (сучьев, ветвей и
вершин), образующихся при очистке стволов на стационарных сучкорезных
машинах и площадках ручной обрезки сучьев.
Механизм принудительной подачи сырья состоит из группы вертикальных
и горизонтальных приводных вальцов, причем боковые и нижние вальцы
установлены неподвижно, а верхний имеет возможность перемещаться
вертикально, обеспечивая захват и подачу слоя сучьев различной толщины.
Режущим инструментом рубительной машины ДУ-2АМ (рисунок 4)
являются плоские ножи комбинированной конструкции: режущая часть в виде
тонкой пластинки (2...3 мм) изготовляется из легированной, а тело – из
малоуглеродистой конструкционной стали. На рубительной машине
установлено специальное приспособление для заточки ножей, закрепленных в
рабочем положении. На эту операцию при нормальном затуплении (без
выщерблений) затрачивается 20...25 мин. Приспособление для заточки
выполнено в виде откидного суппорта, смонтированного на станине
рубительной машины.
Механизм резания машины ДУ-2АМ состоит из полого барабана 1
диаметром 600 мм, который расположен под углом 35° к направлению подачи
древесного сырья. На обечайке барабана, имеющего привод 55 кВт, закреплены
четыре ножа.
50
Горизонтальная подача сырья со скоростью 0,8 м/с осуществляется
механизмом, который состоит из системы вертикальных и горизонтальных
приводных вальцов. Два боковых 3 и три нижних вальца 4 установлены в
неподвижных опорах и имеют один общий привод. Верхний горизонтальный
валец 2, благодаря шарнирной подвеске, может перемещаться по высоте в
зависимости от толщины перерабатываемого сырья. Сечение загрузочного
патрона составляет 300 x 300 мм.
Для удаления щепы из полости ножевого барабана внутри барабана установлен наклонный лоток, направляющий поток образующейся щепы в
приемное окно центробежного вентилятора, который подает щепу в сборный
бункер. Ножевой барабан приводится от электродвигателя мощностью 55 кВт.
Центробежный вентилятор 5, встроенный в открытый торец барабана,
направляет щепу вверх по трубопроводу в циклон. Машина поставляется в
комплекте со специализированным (для сучьев) канатным транспортером ТТ-2.
Механизм резания барабанного типа позволяет создавать рубительные
машины со значительным проходным сечением загрузочного патрона. Так,
размеры приемного патрона машины для измельчения сучьев МРГС-7
составляют 900x500 мм. Механизм подачи состоит из системы горизонтальных
нижних вальцов и качающегося верхнего вальца. Но боковые вальцы,
используемые в машине ДУ-2АМ, исключены. Механизм резания выполнен
также из полого четырехножевого барабана диаметром 1300 мм. Для сбора и
отвода щепы на барабане предусмотрены подножевые пазухи. Они позволяют
отделить щепу из лесосечных отходов крупных размеров. Нижний выброс
щепы осуществляется через перфорированную перегородку, которая
задерживает
крупные
частицы,
подвергающиеся
дополнительному
измельчению. Производительность машины достигает 30 м3/ч, общая
установленная мощность составляет 180 кВт.
Рубительная машина ЛО-56 по конструктивной схеме и принципу
резания древесины близка к рубительной машине ДУ-2АМ. Это барабанная
машина с принудительной подачей перерабатываемого сырья. По пропускной
способности (производительности и размерам приемного окна) рубительная
машина ЛО-56 рассчитана на применение в технологических потоках
обработки деревьев (с кроной) на нижних складах лесозаготовительных
предприятий. Машина ЛО-56 состоит из механизма резания, подающего
51
механизма, вентилятора для выброса щепы, трубопровода с вентилятором
поддува воздуха и циклона. Механизм резания представляет собой полый
барабан с закрепленными по периферии шестью плоскими режущими ножами.
Ножевой барабан через муфту приводится от соосно расположенного
электродвигателя, установленного на общей раме рубительной машины.
Полумуфта, расположенная на оси ножевого барабана, выполнена в виде
тормозного шкива. Механизм подачи рубительной машины ЛО-56 включает
группу горизонтальных и вертикальных боковых подающих вальцов, верхний
горизонтальный валец может перемещаться по вертикали, а остальные
установлены неподвижно. Для повышения сцепления с подаваемым
материалом все вальцы снабжены шипами, которые размещены на образующей
поверхности. Привод вальцов осуществляется от общего электродвигателя.
Удаляемая из полости ножевого барабана щепа при помощи лопастей,
установленных на барабане, подается по отводящему трубопроводу в бункер.
Рубительная машина ЛО-56 должна комплектоваться специализированным
лесотранс- портером ТТ-5 для подачи сучьев, ветвей и вершин.
Рубительная машина МРБ4-ЗОГН обеспечивает высокоэффективную
переработку таких видов отходов нижнескладского производства, как сучья,
ветви и вершины на технологическую и топливную щепу. Машина МРБ4-ЗОГН
разработана НИИЦмашем совместно с ЦНИИМЭ, предназначается для
использования в технологических потоках нижних складов на базе установок
групповой обработки деревьев МСГ, а также в линиях индивидуальной обрезки
сучьев в ЛО-30, ПСЛ и др.
Рубительная машина МРБ4-ЗОГН состоит из механизма резания с
приводом, механизма подачи вальцового типа и электрооборудования (щитов и
пультов управления). Образующаяся в процессе резания щепа через
подрезцовые щели поступает в полость барабана, откуда неподвижным лотком
(плужком), установленным внутри барабана, удаляется на выносной конвейер.
По мере уменьшения перерабатываемого отрезка древесины он опускается по
стенке патрона вниз, приближаясь к контрножу.
Рубительная машина МРБР8-15Н формирует элементы щепы с
регламентированными размерами по длине и толщине. Величина выступа
главного лезвия резца над образующей барабана определяет толщину
элементов щепы, а длина лезвия резца формирует длину элемента щепы.
52
Параметры резцового барабана рубительной машины рассчитаны на
получение частиц щепы длиной 22 мм и толщиной 5 мм.
Рубительная машина ДО-51 (рисунок 5) предназначена для переработки
на технологическую и топливную щепу отходов лесозаготовок (сучьев, ветвей,
вершин, откомлевок), лесопиления (горбылей, реек) и дровяной древесины
диаметром до 20 см (при длине 3 м).
Машина включает механизм резания, механизм подачи и приводы к ним.
Механизм резания выполнен в виде вращающегося ножевого барабана 4
пазушного типа, установленного в кожухе 3. Под ножевым барабаном
размещена сепарирующая решетка 8. В кожухе ножевого барабана установлен
нижний контрнож 9, а в конце сепарирующей решетки дополнительный
контрнож 7 (траверса), при помощи которого обеспечивается доизмельчение
крупных кусков древесины, не прошедших через отверстия решетки 8.
Механизм подачи состоит из трех верхних приводных прижимных вальцов 2,
установленных на раме, качающейся на оси поворота, служащей одновременно
осью вращения первого вальца. Под прижимными вальцами расположены
пять приводных нижних вальцов 1
Рисунок 5. Барабанная рубительная машина ДО-51: 1 – нижние
приводные вальцы; 2 – верхние прижимные (приводные) вальцы; 3 – кожух
ножевого (резцового) барабана; 4 – ножевой (резцовый) барабан; 5 –
подножевая впадина; 6 – защитный элемент кожуха; 7 – дополнительный
контрнож; 8 – сепарирующая решетка; 9 – нижний (основной) контрнож
Машина функционирует следующим образом. Древесные отходы,
подлежащие переработке, подаются к механизму подачи конвейером и
продвигаются на нижние подающие вальцы. При дальнейшем их перемещении
на слой отходов «выкатываются» верхние вальцы и прижимают древесное
сырье к нижнему приводному роликовому конвейеру, обеспечивая тем самым
53
подачу отходов в зону резания. Образующаяся в процессе рубки щепа попадает
в подножевые впадины 5 барабана и затем под действием центробежных сил
выбрасывается на сепарирующую решетку. Частицы, не прошедшие через
сепарирующую решетку, увлекаются режущими ножами и образующимся
воздушным потоком к дополнительному контрножу 7, где происходит их
доизмельчение. При повторном измельчении щепа также собирается в
подножевой впадине и выбрасывается (за дополнительным контрножом) в
защитный элемент кожуха, откуда направляется вниз под машину. Вынос щепы
из-под машины производится на- клонным транспортером (скребковым или
ленточным). Техническая характери- стика барабанных рубительных машин
представлена в таблице 3.
Барабанные рубительные машины бывают: по виду инструмента –
ножевые и резцовые; по форме размещения резцов на рабочем органе –
спиральные, винтовые, ступенчатые; по способу загрузки – с принудительной и
гравитационной подачей. Удаление щепы в машинах, в подавляющем,
большинстве, производится вниз на выносной конвейер или в систему
пневмотранспорта. Машины могут иметь внутри корпуса решетки, при этом
они снабжаются двумя контрножами. Это позволяет уменьшить объем крупной
фракции в щепе, т.к. происходит доизмельчение крупных частиц, не
прошедших через отверстия решетки.
Щепа из барабанных машин используется в древесноплитном
производстве, гидролизной промышленности и в качестве топлива.
Контрольные вопросы:
1. Назовите классификационные признаки барабанных рубительных
машин.
2. Какое сырье используют для измельчения в барабанных рубительных
машинах.
3. Для каких производств используется щепа из барабанных рубительных
машин.
4. Назовите марки машин для измельчения отходов фанерного и
спичечного производств? Поясните конструкцию и принцип работы этих
машин.
5. Назовите преимущества и недостатки барабанных рубительных машин
по сравнению с дисковыми.
54
6. Назовите марки дисковых рубительных машин.
7. Для переработки какого сырья предназначены рубительные машины с
наклонной подачей? С горизонтальной? Почему?
8. Каким образом способ удаления щепы из рубительной машины влияет
на ее качество, и конструкцию самой рубительной машины?
9. Назовите недостатки применения ножевых рубительных машин.
10. Назовите классификационные признаки многорезцовых рубительных
машин.
11. Поясните особенности конструкции ножевого диска: количество
режущих ножей, их крепление и размещение.
12. Перечислите основные требования техники безопасности при
эксплуатации рубительных машин.
55
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
СОРТИРОВКА ЩЕПЫ И ХРАНЕНИЕ ЩЕПЫ
Цель работы: изучить технологию, оборудование и механизмы,
применяемые для сортировки и хранения щепы на лесных складах.
1. Содержание работы
1.1 Изучить признаки классификации машин для сортировки щепы.
1.2 Изучить принцип действия, устройство и основные параметры
сортировочного оборудования и выполнить его сравнительный анализ.
1.3 Составить отчет по лабораторной работе.
2. Методическое обеспечение
2.1 Методические указания по выполнению лабораторной работы.
2.2 Учебная и нормативно-справочная литература.
Методические указания по выполнению лабораторной работы
При выработке технологической щепы наряду с кондиционной фракцией
образуются крупные и мелкие частицы, размеры которых не соответствуют
требованиям стандарта. Для удаления некондиционных частиц щепу
сортируют. При получении технологической щепы наряду с кондиционной
фракцией образуется крупные и мелкие фракции; размеры которых не
соответствуют требованиям ГОСТа. Для удаления некондиционных частиц
щепу сортируют.
Изучение вопроса следует начинать с уяснения технологических схем
сортировочных устройств. После чего изучают конструкцию и принцип
действия, например, гирационных и вибрационных установок типа СЩ-1, СЩ1М. При изучении сортировочных устройств приводятся их кинематические
схемы, описание принципа действия и конструкции основных узлов,
выполняется сравнительный анализ их достоинств и недостатков.
Управление процессом сортировки – важная производственная задача
которая активным образом влияет на технико-экономические показатели работ
установок.
Устройство машины для сортировки щепы показано на рисунке 5.1.
Рабочим органом машины являются сита 6 и 7, которые установлены в
подвижном коробе 1. Сита расположены одно над другим таким образом,
чтобы щепа просеивалась и последовательно разделялась на фракции от
56
крупной до мелкой. Под нижним ситом устанавливают поддон для сбора
мелкой щепы и опилок. Массивная опорная рама 2 машины смонтирована на
четырех шаровых опорах 3, которые опираются на фундамент 4. Привод
машины осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу и
эксцентриковый вал 5 с противовесом. Благодаря такому приводу и шаровым
опорам короб 1 с ситами 6 и 7 совершает круговое движение в горизонтальной
плоскости с амплитудой 50-100 мм.
Сортируемая щепа через загрузочный лоток 8 поступает на верхнее сито
7 с крупными отверстиями. За счет центробежных сил, возникающих при
круговом движении, щепа равномерно распределяется по всей поверхности
сита. Кондиционные и мелкие частицы просеиваются, крупные постепенно
перемещаются по наклонной поверхности сита и сходят с него на выносной
лоток.
Разделение остальной щепы на кондиционную и мелкую фракцию
осуществляется ситом 6 с мелкими отверстиями. Мелкая щепа просеивается
через сито и по лотку ссыпается на выносной транспортер. Кондиционная щепа
перемещается по поверхности сита в сторону уклона и поступает на выносной
лоток. Производительность сита с мелкими отверстиями значительно меньше,
чем с крупными, поэтому его площадь соответственно больше.
Классификация сортировочных машин для щепы осуществляется по
способам перемещения частиц во время сортировки, конструктивным и
технологическим признакам.
Рис. 5.1 Схема установки для сортировки щепы: 1 – короб; 2 – рама; 3 –
опоры шаровые; 4 – фундамент; 5 – эксцентриковый вал; 6,7 – ситы; 8 – лоток
загрузочный.
57
Перемещение
щепы
в
процессе
сортировки
производится
пневматическим (рисунок 5.2, а) или механическим (рисунок 5.2, б-е)
способами.
Пневматическая сортировка осуществляется в циклонах, внутри которых
установлен перфорированный конус-сепаратор. Потоком сжатого воздуха щепа
с большой скоростью подается в циклон, где под действием инерционных и
центробежных сил частицы прижимаются к внутренней поверхности конуса и
скользят вниз по спиральной кривой. В процессе скольжения мелкие частицы
проходят через перфорации на внешнюю сторону конуса и ссыпаются к
выносному лотку. Крупные частицы остаются внутри конуса и через нижнее
выпускное отверстие ссыпаются на выносной конвейер.
При пневматической сортировке скорость движения частиц достигает 2740 м/с и может вызвать дополнительное измельчение щепы. Сложность
разделения частиц на три фракции в одном циклоне также ограничивает
использование этого способа.
При сортировке наиболее широко используют механическое
перемещение частиц в ситовых устройствах, которые подвергаются
вращательному движению или колебаниям в горизонтальной или вертикальной
плоскости.
Различают
гирационные,
барабанные
и
вибрационные
сортировочные машины.
В гирационных сортировочных машинах (рисунок 5.2, б, д) щепа
совершает круговые колебания в горизонтальной плоскости. Это обеспечивает
равномерное послойное распределение частиц параллельно горизонтальной
поверхности сита и наиболее высокое качество сортировки. Конструкции
машин могут быть в напольном и подвесном исполнении.
Гирационные машины меньше засоряются, просты, надежны в работе и
получили самое широкое распространение в промышленности. Основной
недостаток их – неполное отделение частиц крупной фракции и закупорка
отверстий сит застрявшими частицами.
Сравнительно редки в эксплуатации барабанные сортировочные
машины (рисунок 5.2, в). Основное их достоинство – способность к
самоочистке, когда застрявшие частицы при повороте барабана выпадают из
сит под действием веса. Недостатками барабанных машин являются
сравнительно низкая производительность, приходящаяся на единицу
58
поверхности, и низкое качество, сортировки. При хаотичном перемешивании
щепы во вращающемся барабане длинные нестандартные частицы могут
торцами просеиваться через калиброванные отверстия и засорять
кондиционную щепу.
Рисунок 5.2 Классификация сортировочных установок для щепы: а –
пневматические; б, д – гирационные; в – барабанные; г, е – вибрационные;
Вибрационные сортировочные машины (рисунок 5.2, г-е) имеют
возвратно-поступательное движение сит. Возникающая в процессе их работы
вибрация частично гасится пружинными, рессорными или тросовыми
подвесками. При встряхивании сит нестандартные частицы торцами могут
проникать через сита и засорять кондиционную щепу. Более крупные частицы
застревают в отверстиях, поэтому вибрирующие сита быстро засоряются
Сортировка щепы по длине не дает полного представления о
действительных геометрических размерах частиц. Ширина некоторых из них
может быть больше длины. Такие частицы будут отбракованы как крупные. На
59
достоверность фракционного состава оказывает влияние не только ширина, но
и положение частиц в процессе сортировки. Длинные нестандартные частицы,
на- ходясь в вертикальном положении, просеиваются через сито, либо
застревают в ячейках. Чтобы этого не происходило, щепа своей длинной
стороной должна ориентироваться параллельно плоскости сита. Необходимы
равномерная подача щепы и минимальная скорость частиц. При большой
скорости подачи происходят динамический удар щепы о поверхность сита,
дополнительное измельчение частиц и их заклинивание в ячейках.
Неравномерная подача щепы на сортировку, особенно большими порциями,
способствует удержанию частиц в вертикальном положении в толстом слое.
Часть кондиционных частиц не успевает просеиваться и вместе с крупными
сходит в отсев. Для снижения скорости частиц и равномерной подачи на
сортировку щепа, подаваемая ленточными конвейерами, предварительно
поступает в уравнительный бункер (рисунок 5.2, ж), а пневмотранспортом – в
циклон (рисунок 5.2, з). Из промежуточной емкости щепа дозирующим
устройством ссыпается по направляющей пластине на приемный лоток
сортировочного короба. Для лучшего разравнивания и рас- пределения щепы на
поверхности, равномерного движения и схода частиц сита размещают в
коробах с уклоном от 2 до 10°, а иногда – до 20° к горизонту. Раз- равнивание
щепы улучшается в том случае, когда направляющая пластина рас- положена с
уклоном, обратным уклону верхнего сита (рисунок 5.2, з). Равно- мерная
дозированная подача щепы на сортировку достигается различными устройствами, например вертикальным шнеком (рисунок 5.2, и).
Вынос рассортированной щепы от машины осуществляется конвейерами,
которые располагаются под выносными лотками. Количество лотков зависит от
числа фракций, на которые разделяется щепа. Когда щепа сортируется на
кондиционную фракцию и отсев, имеется два лотка (рисунок 5.2, к). В этом
случае отсев образуют крупная и мелкая некондиционные фракции. Для
увеличения выхода крупную фракцию рекомендуется после сортировки щепы
направлять на доизмельчение. Тогда сортировочные машины имеют три лотка
(рисунок 5.2, л), которые могут выходить на две или одну сторону короба
(рисунок 5.2, м). Для выноса щепы используют ленточные или скребковые
конвейеры, а кондиционная фракция может удаляться на склад
пневмотранспортом (рисунок 5.2, л).
60
Конструккции сит (см рис.. 5.3) по назначен
К
нию подрразделяю
ются на две
д
основн
ные групп
пы: плосккие сита – для сорттировки щепы
щ
по д
длине, щеелевые си
ита
– для сортировк
с
ки по толлщине.
П
Плоские
сита изгготовляютт из метталлическкого листта перфор
рированием
сверхуу вниз. Неровн
ные краяя отверсстий с заусенц
цами спо
особствую
ют
опроки
идыванию
ю длинны
ых части
иц на тор
рец и прроходу и
их в кондиционнуую
фракцию. По этому
э
пеерфорировванное сито нелььзя перевертыватьь, чтобы не
шать качеество сортировки. Поверхн
ность ситта должн
на быть ровной,
р
б
без
ухудш
переги
ибов и кооробленияя, которы
ые препятсствуют раавномерн
ному расссеву части
иц.
Формаа отверсстий моожет бы
ыть кругглой, кввадратной
й или эллипсноой.
Располложение
перфоораций
влияет
на
качество
ировки
сорти
и
произвводительн
ность ситта.
Рисунок 5.3 Консттрукция сортирово
Р
с
очных си
ит а,б,в - п
плоские сита;
с
г,д,е щелевые сита.
Эффективвность соортировкки опредееляется производи
Э
п
ительносттью сита и
оцениввается кооличествоом щепы, сортируеемой в еди
иницу времени пр
ри заданноом
коэфф
фициенте разделеения см
меси ξ. Велич
чина этоого коээффициен
нта
характтеризует качествоо работы сортиро
овочной машины.. Она оп
пределяеттся
отнош
шением кооличестваа n/ просееянных чеерез ситоо частиц ззаданного
о размераа к
их сод
держанию
ю
П
При
мен
ньшем коэффици
иенте разделенияя, равноом 0,85,, качесттво
сортирровки сч
читается средним.. Низкоее качествво сортирровки нааблюдаетсся,
когда ξ=0,8.
61
Другим показателем качества сортировки является коэффициент
засоренности отсортированной кондиционной щепы нестандартными
частицами, который определяется отношением количества нестандартных
частиц, попавших во время сортировки в кондиционную фракцию, к
количеству их в исходной щепе. В идеальном случае этот коэффициент должен
быть равен нулю.
Качество сортировки щепы зависит и от формы перфорации сита. Более
достоверно разделение смеси осуществляется на ситах с круглыми
отверстиями, так как при других формах линейный размер проходного сечения
непостоянен.
Сортировочные машины для щепы, выпускаемые отечественными заводами, имеют механическое перемещение частиц и отличаются размерами и
производительностью. К ним относятся напольные гирационные установки
СЩ-1,
СЩ-1М,
СЩМ-60,
СЩ-120.
Техническая
характеристика
щепосортировочных установок представлена в таблице 5.1.
Сортировочные установки СЩ-1 и СЩ-1М близки по конструкции.
Верхнее сито имеет перфорации размером 35 мм. Крупные частицы
задерживаются этим ситом и сходят на выносной лоток. Кондиционная щепа и
мелкие частицы просеиваются через верхнее, сито и поступают для разделения
на следующее сито с перфорациями размером 10 мм. Верхнее и нижнее сита
наклонены в разные стороны для более удобного отвода рассортированной
щепы. Угол наклона сит 3°.
Площадь сита с мелкими отверстиями увеличена установкой
дополнительного среднего сита, которое параллельно верхнему и имеет срез
для свободного осыпания щепы на нижнее сито. Мелкая фракция и опилки
собираются на поддоне.
Производительность установки СЩ-1 составляет 40 нас. м3/ч. Частота
колебаний короба 150 мин.-1, мощность привода 4 кВт. Производительность
установки СЩ-1М увеличена до 60 нас. м3/ч. Частота колебаний короба
составляет 180 мин-1, мощность привода снижена до 3 кВт.
Одна из модификаций этой установки (типа СЩМ-60) имеет
аналогичную конструкцию, но несколько иное, удобное для практики,
расположение лотков для схода щепы. Крупная и мелкая фракции сходят по
отдельным лоткам, расположенным с одной стороны установки. Лоток для
кондиционной щепы располагается с противоположной стороны короба.
62
Таблица 5.1 Техническая характеристика щепосортировочных установок
Показатель
СЩ-1М СЩМ-60 СЩ-120 СЩ-70 СЩ-140
Производительность
60
60
120
70
140
(по насыпному объему), м3/ч
Количество сит, шт.
3
3
3
2
2
Площадь сит, м2
2,9
2,9
8,4
2,0
4,0
верхнего
2,6
2,6
8,4
среднего
2,9
2,9
7,5
2,0
4,0
нижнего
Размеры отверстий сит, мм
39х39
35х35
35х35
35х35
верхнего
(35х35)
10х10
10х10
10х10
среднего
10х10
6х6
6х6
6х6
нижнего
6х6
Частота колебаний короба, мм
180
180
180
180
180
Амплитуда колебаний короба,
50
50
50
50
50
мм
Мощность электродвигателя
3,0
3,0
4,5
2,2
3,0
привода, кВт
Габариты, мм
длина
2500
2500
4900
3050
3060
ширина
1890
1890
2675
2600
3600
высота
1625
1625
1930
2865
2896
Масса, кг
1270
1900
2280
1900
2900
Более мощная сортировочная установка СЩ-120 опирается на восемь
шаровых опор. В коробе размещены три плоских сита: верхнее с отверстиями
размером 30 мм, среднее 10 мм и нижнее 6 мм. Мелкая фракция и опилки
собираются на поддоне. Все сита параллельны друг другу, поэтому лотки для
схода частиц и выносные транспортеры располагаются по одну сторону
установки. Угол наклона сит 2о. Производительность машины 120 нас. м3/ч,
частота коле- баний короба 150 мин.-1, мощность привода 4,5 кВт.
К недостаткам указанных установок следует отнести: сложность монтажа
многоопорной конструкции, трудности технического обслуживания, наладки и
ремонта привода, размещенного в нижнем основании машины между опорами.
63
Другие недостатки связаны с неравномерной загрузкой и сортировкой щепы
По мере перемещения щепы по ситу от загрузочного до выгрузочного
лотка наблюдается неравномерное просеивание частиц. Наиболее интенсивно
этот процесс осуществляется на участке сита вблизи загрузочного лотка. С
удалением частиц от лотка эффективность использования сита все более
снижается.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Почему необходима сортировка щепы?
2. Какие фракции щепы получаются при ее производстве?
3. Назовите марки установок, применяемых для сортировки щепы.
4. От чего зависит количество сит в сортировочной установке?
5. Назовите преимущества и недостатки способов и применяемого
оборудования для сортировки щепы.
4. Содержание отчета
4.1 Анализ показателей, характеризующих процесс сортировки и их
влияние на выбор оборудования.
4.2 Область применения и классификация сортировочных машин.
4.3 Кинематические схемы сортировочных устройств с кратким
описанием принципа работы.
4.5 Выводы и предложения.
5. Защита отчета
64
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1
РАСЧЕТ РЕСУРСОВ ЛЕСОСЕЧНЫХ ОТХОДОВ И ДИНАМИКИ
ИХ ОБРАЗОВАНИЯ В ТЕЧЕНИЕ ГОДА
Цель работы:
1.Установить виды отходов, образующихся на лесосеке, и область их
использования.
2.Определить реальный годовой объем лесосечных отходов.
3.Рассчитать сменный объем лесосечных отходов по месяцам и
среднесменный их объем в течение года.
4.Построить график динамики образования лесосечных отходов в течение
года.
Методические указания по выполнению задания
При применяемой в настоящее время на предприятиях лесного комплекса
технологии и техники лесозаготовок отходы образуются на лесосеке,
погрузочном пункте (верхнем складе) и лесном складе.
К учитываемым отходам лесозаготовок относятся сучья, ветви и вершины,
обломки стволов, отходы от обработки габаритов воза, а также остатки от
раскряжевки хлыстов на сортименты (откомлевки, козырьки).
В общем виде объем любых древесных отходов Vот , м3, может быть
определен по формуле
Vот =
где
Vc N
100
3
Vc – объем сырья, относительно которого определяются отходы, м ;
– норматив образования отходов, %.
За объем сырья при его определении принимается: сучьев, ветвей и
вершинок на лесосеке, погрузочном пункте - объем вывозки древесины, а на
лесном складе - объем вывезенной древесины; объемов отходов раскряжевки объем древесины, подлежащей раскряжевке. Сводный норматив образования
лесосечных отходов, установленный по регионам с учетом естественного
отпада, используемого в качестве удобрений и на укрепление трелевочных
волоков, приведен в табл. 1 приложения 2. Свободный усредненный норматив
лесосечных отходов, пригодных к использованию, может изменяться в
N
65
зависимости от ряда факторов. В летний период его значение несколько
возрастает (1,2 раза), а в зимний - уменьшается (до 0,9 раза). Корректируется
его величина и в зависимости от степени заболоченности отводимого в рубку
лесфонда. При заболоченности лесосек до 20, до 40 и, до 60 % применяются
соответственно поправочные коэффициенты, равные 0,8; 0,6 и 0,4.
Существенное влияние на величину образования лесосечных отходов
оказывают применяемая техника и технология работ. Например, потери
стволовой древесины, заготовленной машинным способом, примерно в 1,6-1,8
раза выше, чем при разработке лесосек системами машин с использованием
бензиномоторных пил. Древесные отходы на лесосеке в виде поврежденных
хлыстов и их обломков учитываются в объемах фактического использования.
По исследованиям ЦНИИМЭ, усредненный норматив использования стволовой
древесины относительно объема вывозки можно принять в среднем за 6,4 %
(зимой - 6,65 %, летом - 6,16 %). Нормативы использования отходов от
обработки габаритов воза можно принять за 4 % - при вывозке древесины по
дорогам общего пользования в хлыстах, 9 % - при вывозке древесины
деревьями (летом - 10 %, зимой -- 8 %). Норматив образования отходов
раскряжевки в лесу можно принимать как для лесных складов (табл. 3
приложения 2), увеличенный на 30 % из-за худших условий работы.
Для обоснованного выбора и эксплуатации систем машин, производящих
технологическую щепу в условиях лесосеки, важно не только знать общий
объем отходов, но и учитывать динамику образования этих отходов в течение
года (по месяцам, в смену).
Тогда в общем виде реальный годовой объем лесосечных отходов,
образующихся на предприятии, можно определить как
12
Vот = ∑ Vi
i =1
где
(2)
3
Vi – реальный объем лесосечных отходов в i-м месяце, м . В общем
виде величину Vi можно рассчитать по формуле
Vi =
⎞
12 ⎛ T
B
K
N
+
K
N
⎜
∑
∑
i
ij
i
ij ⎟
12 ⋅102 ⎝
j
j
⎠
(3)
66
где
3
Vi –годовой объем лесозаготовительных работ предприятия, м ; K iT
и KiB - коэффициенты неравномерности, соответственно, трелевки и вывозки
древесины в i-м месяце (значение коэффициентов приведено в табл. 2
приложения 2), показывающие, как отличается объем определенного вида
работ в конкретном месяце в сравнении со средне-месячным за год; N ij –
норматив использования j-ro вида лесосечных отходов в i-м месяце, %.
Для конкретных условий производства и учитываемых видов отходов
формула (3) примет вид
Vi =
где
Vг
⎡ K T C C N i1 + C м N i 2 ) + K iB ( N i 3 + 1.3 N i 4 ) ⎤⎦
2 ⎣ i ( c з
12 ⋅10
(4)
Ni1 , Ni 2 , Ni 3 , Ni 4 –нормативы, соответственно, использования отходов
в виде: сучьев, ветвей, вершинок; обломков стволов; древесины, образующейся
при обработке габаритов воза; откомлевок и козырьков; Cc , Cз , Cм –
коэффициенты, учитывающие соответственно: сезон проведения работ; степень
заболоченности лесосек и систему машин, осуществляющую заготовку
древесины.
Сменный объем лесосечных отходов, образующихся после проведения
рубок главного пользования, в м3 в различные месяцы года можно определить по
формуле
Vсм =
где
Vi
n pi kсмi
(5)
n pi – количество рабочих дней в i-м месяце; kсмi –коэффициент
сменности в i-м месяце.
Среднесменный объем лесосечных отходов в течение года равен
Vсм =
где
Vот
n p kсм
(6)
n p – количество рабочих дней в году; kсм – коэффициент сменности
в течении года.
67
Пример. Требуется определить объем лесосечных отходов и динамику их
образования в течение года.
Исходные данные (цифры условные): лесозаготовительное предприятие с
годовым объемом производства 200 тыс. м3 расположено в Республике
Беларусь и осуществляет вывозку в сортиментах; заготовка ведется системой
машин с использованием бензиномоторных пил; число рабочих дней по
месяцам, начиная с января, равно: 24, 23, 24, 21, 23, 26, 25, 26, 24, 24, 20, 25;
коэффициент сменности во всех месяцах равен 1; степень заболоченности
лесосек - 20 %.
Объем лесосечных отходов, пригодных к использованию на
технологические и топливные нужды, будет включать сучья, ветви, вершины,
обломки стволов, откомлевки и козырьки.
Реальный объем лесосечных отходов, образующихся в i-м месяце, будем
определять по формуле (4), используя данные: табл. 1 приложения 2 ( Ni1 ,
уменьшенный для зимних месяцев в 0,9 раза и увеличенный для летних месяцев
в 1,2 раза); табл. 2 приложения 2, вариант 2 ( K iT и KiB );нормативы
использования поврежденной стволовой древесины Ni 2 =6,4 % (зимой 6,65%,
летом 6,16%), а также нормативы образования отходов раскряжевки, взятые из
табл. 3 приложения 2 и увеличенные на 30 %.
Тогда объем лесосечных отходов, образующихся, например, в январе
месяце, составит
2 ⋅105
V1 =
⎡1.08 ( 0.9 ⋅ 0.8 ⋅ 2.6 + 1.0 ⋅ 6.65 ) + 1.12 ⋅1.3 ⋅1.0 ⎤⎦ = 1776
12 ⋅10 2 ⎣
а в августе он будет равен
2 ⋅105
V8 =
⎡ 0.92 (1.2 ⋅ 0.8 ⋅ 2.6 + 1.0 ⋅ 6.16 ) + 0.92 ⋅1.3 ⋅1.0 ⎤⎦ = 1526
12 ⋅10 2 ⎣
Аналогично определяются объемы лесосечных отходов за другие месяцы.
Просуммировав их значения за все месяцы (формула 2), найдем реальный
годовой объем лесосечных отходов на предприятии, равный 19646 м3.
Зная месячные объемы лесосечных отходов по формуле (5), легко
получить сменные объемы лесосечных отходов в эти месяцы. Например, в
68
августе в смену будет образовываться.
Vсм8 =
1526
= 58, 7 м3 отходов.
26 ⋅1
Определив месячные и сменные объемы лесосечных отходов, строим
график динамики их образования в течение года (рис. 1.1).
3100
2900
2700
2500
2300
2100
1900
1700
1
2
3
4
5
6
1
7
2
8
9
10
11
12
10
11
12
90
80
70
60
50
0
1
2
3
4
5
6
3
7
8
9
4
Рисунок 1.1 Объемы лесосечных отходов: 1 - месячные; 2 среднемесячные за год; 3 - сменные по месяцам; 4 - среднесменные за год
69
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Что
относится
к
вторичным
ресурсам
в
лесной
и
деревообрабатывающей промышленности?
2. Как классифицируется дополнительное сырье?
3. Назовите основные виды отходов поперечной раскряжевки?
4. Назовите область использования отходов лесозаготовок?
5. В чем суть нормативного метода определения объема отходов в лесном
комплексе?
70
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2
РАСЧЕТ РЕСУРСОВ ОТХОДОВ, ОБРАЗУЕМЫХ НА ЛЕСНОМ
СКЛАДЕ И В ЦЕХАХ ПЕРЕРАБОТКИ
Требуется:
1.Установить виды отходов, образующихся в цехах переработки
древесины и область их использования.
2.Определить объем отходов цехов первичной обработки древесины.
3.Построить график изменения отходов лесопиления в зависимости от
норм расхода сырья на производство пиломатериалов.
4.Определить объем отходов деревообрабатывающих цехов.
5.Определить объем коры.
Методические указания по выполнению задания
Vдц =
V
N
.
Объем отходов раскряжевки древесины на лесных складах лесопильного,
деревообрабатывающего и фанерного производств, шпалорезных и тарных
цехов может быть также определен по формуле (1).
За объем сырья принимается при определении: объемов отходов
раскряжевки (разделки) - весь объем древесины на лесных складах (биржах
сырья), подлежащий раскряжевке (хлыстов) или разделке (долготья); объемов
отходов цехов первичной обработки и деревообрабатывающих производств объемы перерабатываемого сырья в виде круглых лесоматериалов, дров,
пиломатериалов и др.; объемов древесной коры: а) в пунктах отгрузки - объем
круглых лесоматериалов, отгружаемых потребителям в окоренном виде; б) в
пунктах потребления - объем круглых лесоматериалов, потребляемых в
окоренном виде.
Исходные данный для проведения расчетов представлены в приложении
3 таблица 1. Нормативы образования отходов раскряжевки приведены в
таблице 3 приложения 2. Нормативы образования отходов лесопильного
производства, шпалопиления и деревообрабатывающих производств,
приведены соответственно в табл. 2, 3 и 4 приложения 3. Средние нормативы
образования отходов фанерного производства даны в табл. 5. Нормативы
среднего количества коры, образующейся при окорке лесоматериалов, для
распиловки (в процентах от объема ствола) приведены в приложении 3. табл. 6,
71
балансов (без учета требуемой точности окорки, в процентах от объема ствола)
в табл. 7приложения 3.
Пример. Имеется
50000 м3 хвойного пиловочника, подлежащего
распиловке, и 10000 м3 пиломатериалов, из которых планируется изготовить
оконные и дверные блоки. Требуется построить график изменения отходов
лесопиления в зависимости от норм расхода сырья на производство
пиломатериалов и определить количество отходов, образующихся при
изготовлении оконных и дверных блоков.
1. Для построения, графика изменения отходов лесопиления и
определения количества отходов, образующихся при изготовлении оконных и
дверных блоков, воспользуемся формулой (1) и нормативами образования
отходов, взятыми соответственно из табл. 2 и 4.
При норме расхода сырья на производство пиломатериалов хвойных
пород q 1.4 м3/м3 норматив образования отходов лесопиления в % от объёма
распиливаемого сырья составит: кусковых и опилок по 11%, в т. ч. горбыля –
8%.
1.4 м3/м3 равен
Тогда объем отходов лесопиления при q
50000 · 22
Vот ,
11000 м
100
о
к
в т.ч. кусковых отходов Vот
, и опилок Vот , по 5500 м3, а горбыля
50000 · 8
4000 м
100
Аналогично определяем количество отходов лесопиления для, q
1.7
м3/м3 и q
2.0 м3/м3. Так, при норме расхода сырья q 2.0 м3/м3 норматив
образования отходов лесопиления составит: кусковых -29,4 %, в т. ч. горбыля 21,2 %, опилок - 20 %.
Тогда объём отходов лесопиления при q
2.0 м3/м3 равен
50000 · 49,4
Vот ,
24700 м
100
к
14700 м , опилок 10000 м3 и горбыля
в т. ч. кусковых отходов Vот
,
г
Vот
,
– 10550 м3.
По полученным данным легко построить искомый график.
2. При изготовлении из пиломатериалов оконных и дверных блоков
образуются кусковые (в виде отрезков) и мягкие (стружка и опилки.) отходы.
Общий объем отходов в этом случае найдем как
72
10000 · 39
3900 м
100
к
1700 м , кусковых Vот
Vот
м
в т. ч. мягких отходов Vот
1700 м .
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
1,3
1,4
1,5
1,6
1
1,7
2
3
1,8
1,9
2
4
Рисунок 2.1 Изменение количества отходов лесопиления в зависимости от
норм расхода сырья: 1 - всего отходов; 2 - кусковых; 3 - опилок; 4 – горбыля.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что принимается за объем сырья при определении объема отходов
цехов первичной обработки древесины?
2. Где выше нормативы образования кусковых отходов: в лесо- или
шпалопилении?
3. Назовите область использования отходов фанерного производства.
4. Что означает размерность удельного расхода сырья м/м.?
5. Как влияют вид производства и вид сырья на образование отходов в
деревообработке?
73
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ ПНЕВОГО ОСМОЛА
Требуется:
1. Определить потенциальный запас пневого осмола по запасу
стволовой древесины.
2. Определить реальный запас спелого пневого осмола на
осмолоделянках.
Методические указания по выполнению задания
Потенциальные запасы спелого соснового пневого осмола определяются
на основе данных о наличных запасах стволовой древесины сосны.
Запас свежей пневой древесины определяется по формуле:
Vсвд .п. = 0,148Vстд
где
(1)
3
Vстд – запас стволовой древесины, пл. м .
Для определения объема запаса свежей пневой сосновой древесины как
источника формирования спелого осмола пользуются следующей формулой:
Vсво . = 0, 091Vстд
(2)
Определение запасов спелого осмола непосредственно по запасу древостоя
сосны проводится по формуле:
Vспо . = 0, 091Vстд
(3)
Реальные запасы спелого пневого осмола определяются на основе
рекогносцировочном обследовании осмолоделянки. Выбираются участки,
которые наиболее полно характеризуют средние таксационные показатели
осмольных пней. В характерных местах закладываются "висячие" пробные
площади (без закрепления на месте). При выборе характерных мест для
закладки пробных площадей особое внимание уделяется равномерности
распределения пней на осмолоделянке.
В зависимости от среднего расстояния между пнями величина одной
пробной площади должна быть следующей: среднее расстояние между пнями 4,
74
6, 8 и 10 м, величина пробной площади составит 400, 900, 1500 и 2400 м3
соответственно.
При таких величинах пробных площадей число пней на них будет в
пределах 24-30, что обеспечивает определение среднего диаметра ядра пня с
точностью не ниже ±5 %.
Общее количество пробных площадей должно быть не менее трех,
каждая из которых закладывается в различных (характерных) местах
осмолоделянки. Суммарная площадь трех пробных площадей обеспечивает
достаточную представительность - не менее 1 % от площади осмолоделянки.
Каждая пробная площадь представляет собой ходовую (ломаную) линию,
тянущуюся от пня к пню. Протяженность ходовой линии зависит от среднего
расстояния между пнями (l): чем больше это расстояние, тем длиннее ходовая
линия. Одновременно с промером ходовой линии на ней подсчитывают число
пней и замеряют их диаметры в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Среднее расстояние между пнями (l) вычисляется путем деления величины
протяженности ходовой линии на число пней на ней.
После определения среднего расстояния между пнями вычисляется
площадь пробы по формуле:
Sп = 1, 4∑ N пl 2
∑N
где
п
(4)
–число пней на ходовой линии, шт;
1,4 - поправочный коэффициент, отражающий неравномерность
распределения пней, наличие прогалов без осмольных пней, другие
особенности осмолоделянки.
И площади, и число пней, учтенных на трех пробных площадях
(заложенных методом ходовых линий), суммируются, и по суммарным данным
вычисляется общее число пней на осмолоделянке по формуле:
N по =
∑N
где
∑S
пр
п
Sд ∑ N п
∑S
пр
– суммарное число пней на трех пробных площадях, шт;
– суммарная площадь трех пробных площадей, га.
(5)
75
Средний диаметр пня определяется по формуле:
d ср =
где
∑d
пр
∑d
n⋅∑ N
пр
п
(6)
– сумма диаметров всех учтенных пней на трех пробных
площадях, м;
n – число промеров диаметров пней.
Реальный запас осмола на осмолоделянке рассчитывается по данным,
приведенным в таблице 1 приложения 4.
Пример.
Определим реальный запас пней на осмолоделянке площадью ( Sд ) 15 га.
На трех пробных площадях суммарное количество пней на трех ходовых
линиях
(∑ N )
п
равно 94, суммарная длина трех ходовых линий
м, среднее расстояние между пнями ( l ) равно
( ∑l / ∑ N )
п
( ∑l )
равна 657
7 м.
Суммарная площадь трех пробных площадок рассчитывается по
формуле(4): S = 1, 4 ⋅ 94 ⋅ 7 2 = 6448, 4 м 2 или 0,64 га.
Число пней на осмолоделянке вычисляется на формуле (5):
N по =
15 ⋅ 94
= 2203 ≈ 2200, шт
0, 64
Общая сумма диаметров ( ∑ d ) , 94 пней (каждый диаметр измеряется
дважды, и все измерения суммируются) оказалась
следовательно, средний диаметр одного пня равен:
d ср =
равной
60,21
м,
60, 21
= 0, 32, м .
2 ⋅ 94
По табл. приложения находим средний объем одного пня при диаметре
0,32 м, он равен 0,099 пл. м3.
Вычисляем реальный запас осмола на осмолоделянке размером 15 га:
V о = 0, 099 ⋅ 2200 = 217,8 ≈ 218, пл. м3
Для решения ряда технологических вопросов рассчитываем запас осмола
76
на 1 га:
V =
218
= 14, 5, пл. м 3
15
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1.
2.
3.
4.
Что такое пневой осмол и степень его технической спелости?
Какие существуют способы заготовки пневого осмола?
От чего зависит потенциальный и реальный запас пневого осмола?
Как проводится закладка пробных площадей на осмолоделянок?
77
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СТАЦИОНАРНОЙ
РУБИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
Цель: В зависимости от назначения технологической щепы определить
параметры стационарной дисковой рубительной машины, которые
обеспечивали бы максимальный выход кондиционной щепы.
Порядок выполнения работы
1. Из приведенной в приложении 5 таблицы 1 выбрать исходные данные
для расчета, в зависимости от двух последних цифр зачетной книжки.
2. Выполнить расчет потребной мощности привода дисковой рубительной
машины и ее производительности.
3. Определить влияние длины перерабатываемого древесного сырья на
производительность рубительной машины.
Примечание: шаг варьирования длины перерабатываемого сырья
согласовывается с преподавателем.
Указания к выполнению работы
1. Исходные положения
Расчетная схема приведена на рисунке 1.
Мощность привода дисковой рубительной машины в общем виде
рассчитывается по формуле:
,
где
(1)
N – расчетная мощность двигателя привода рубительной машины,
Вт;
N1 – мощность, затрачиваемая на процесс измельчения лесоматериалов
при рубке на щепу, Вт;
N2 – мощность, развиваемая силами инерции вращающегося диска рубительной машины, Bт;
N3 – мощность, расходуемая на выброс щепы по щепопроводу, Вт (в
случае, если конструкция рубительной машины предусматривает нижний
выброс щепы, то N3 = 0).
78
Рисунок 1. к расчету рубительной машины: 1 – ножевой диск, 2 –
подножевая щель, 3 – загрузочный патрон, 4 – режущий нож, 5– кожух
машины, 6 – перерабатываемая древесина,
D – диаметр ножевого диска, ω – угловая скорость вращения ножевого
диска, d – диаметр перерабатываемой древесины,
αХ – угол наклона патрона рубительной машины в вертикальной
плоскости,
αY – угол наклона патрона рубительной машины в горизонтальной
плоскости.
Мощность, затрачиваемая на процесс измельчения лесоматериалов при
рубке на щепу, определяется по формуле:
·
,
(2)
где РР – усилие резания на ножах диска, Н;
– скорость резания, м/с;
η – КПД механизма передачи (0,9-0,95).
·
·
·
·
·
·
п
,
(3)
где К – удельное сопротивление резанию при рубке древесины на
щепу, Н/мм2; зависит от породы древесины (выбирается из таблицы 1
приложение 5);
К1 – коэффициент одновременности участия ножей в процессе рубки
79
древесины на щепу; зависит от количества ножей на диске машины
(выбирается по табл. 4 приложения 5)
К3 – коэффициент загрузки площади поперечного сечения патрона
рубительной машины лесоматериалами; зависит от вида измельчаемого сырья
(выбирается по табл. 2 приложения 5);
К4 – коэффициент, учитывающий затупление режущих ножей, (берется из
задания);
К5 – коэффициент, учитывающий состояние перерабатываемой
древесины, (при положительной температуре древесного сырья К5 = 1,0; при
измельчении мерзлой древесины –1,6);
В, Н – соответственно высота и ширина загрузочного патрона
рубительной машины, м (берется из задания);
UП – скорость надвигания лесоматериала (берется из задания таблица 1,
приложения 5), м/с.
Скорость резания рассчитывают по формуле:
,
(4)
где ω – угловая скорость вращения диска, рад/с. (берется из задания);
D0 – диаметр окружности резания, проходящий через середину длины
лезвия ножей, м.
л,
(5)
где D – диаметр диска, м (берется из задания);
lл – длина лезвия ножей рубительной машины, м (берется из задания).
Количестве ножей на диске рассчитывается по формуле:
п·
·
·
,
(6)
где h – выпуск ножей относительно плоскости диска (толщина
срезаемого слоя древесины), м.
щ
·
,
(7)
80
где lщ – длина щепы, м (берется из задания);
αx – угол наклона патрона рубительной машины в вертикальной
плоскости, град (берется из задания);
αy – угол наклона патрона рубительной машины в горизонтальной
плоскости, град (берется из задания).
Мощность, развиваемая силами инерции вращающегося диска
рубительной машины, определяется по формуле:
д·
д
п
,
(8)
где δ – коэффициент снижения частоты вращения ротора
электродвигателя при рубке древесины, δ = 0,3-0,4;
КД – коэффициент, учитывающий момент инерции вращающегося ротора
электродвигателя, муфты и т.д., КД=1,1-1,2;
д – масса диска, кг;
L – путь надвигания (средняя длина измельчаемого лесоматериала), м
(выбирается в зависимости от вида лесоматериала по табл. 2 приложения 5).
4600
,
(9)
д
где D – диаметр диска, м (берется из задания);
Н0 – толщина диска, м (берется из задания).
Мощность, расходуемая на выброс щепы по щепопроводу (в случае
выброса щепы вверх), рассчитывается формуле:
г· д
п
,
(10)
где
г – масса измельчаемых порций лесоматериалов, находящихся на
лопастях диска и в щепопроводе, кг (выбирается по табл. 2, приложения 5);
д – окружная скорость вращения диска, м/с.
д
,
(11)
Производительность рубительной машины (м3/час) рассчитывается по
формуле:
Пч
ср ср
,
(12)
81
где
ср
– средняя ширина измельчаемого материала (или ширина патрона
при измельчении сучьев), м; для круглых лесоматериалов
ср
где
ср
ср
– средний диаметр измельчаемых круглых лесоматериалов, м;
– средняя высота измельчаемого материала или высота патрона, м
(для круглых лесоматериалов
вместо
ср
ср
, м);
– коэффициент загрузки машины,
0,5 0,6. Если в формулу 12
ср подставляется dmаx (наибольший диаметр измельчаемых кряжей,
определяемый размерами сечения загрузочного патрона), то коэффициент
загрузки рубительной машины
может достигать 1,0.
– коэффициент использования рубительной машины по времени,
учитывающий замену и заточку ножей, = летом 0,75-0,8; зимой 0,60-0,70;
– коэффициент загрузки патрона машины (выбирается по табл. 2,
приложения 5).
Результаты расчетов по определению производительности стационарной
рубительной машины и мощности, затрачиваемой на процесс измельчения, в
зависимости от длины перерабатываемого древесного сырья сводим в таблицу.
1.
Таблица 1 Влияние длины перерабатываемого сырья на параметры
рубительной машины
Длина
перерабатываемого сырья, м
Производительность
рубительной машины, м3/час
Мощность, затрачиваемой на
процесс измельчения при рубке,
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1.
Какие виды рубительных машин вы знаете, в чем их различия?
2.
Для переработки какого сырья предназначены рубительные
машины с наклонной подачей? С горизонтальной? Почему?
Каким образом способ удаления щепы из рубительной машины
3.
влияет на ее качество, и конструкцию самой рубительной машины?
Назовите недостатки применения ножевых рубительных машин.
4.
82
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5
РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТИ В РЕЖУЩЕМ ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА ЩЕПЫ
Требуется:
1. Установить число типоразмеров режущего инструмента.
2. Определить оборотный фонд ножей.
3. Рассчитать потребность в резцах.
4. Установить экономию инструментальной стали резцов по сравнению с
ножами.
Методические указания по выполнению задания
Для обеспечения режущим инструментом рубильных машин
предприятие-потребитель для конкретных условий их эксплуатации должно знать
их потребность. Она устанавливается путем расчета по каждому типоразмеру
ножа (резца). Исходные данные для расчета представлены в приложении 6
таблица 1. Количество типоразмеров режущего инструмента на основе их
параметров в зависимости от марки рубильной машины устанавливается по табл. 2
приложения 6.
Расчет потребности в ножах и резцах рубильных машин различен.
Оборотный годовой фонд ножей одного типоразмера определяют исходя из
наличия парка рубильных машин по выражению или из планируемого объема
производства технологической щепы по выражению
Фi =
где
mi ⋅ T ⋅ K u ⋅ Z ⋅ K a ⋅ K см
В⋅d /a⋅c
(1)
m i – парк рубильных машин, использующих i-е однотипные ножи;
T – число рабочих дней в году;
K см – среднегодовой коэффициент сменности работы машин;
K u – коэффициент использования рубильных машин в течении смены,
равный 0,6-0,95;
Z – число рубильных ножей, входящих в комплект на одну машину, шт;
83
K a – коэффициент, учитывающий аварийный расход инструмента,
(зависит от марок стали и толщины применяемых ножей K a = 1.05 − 1.13 ;
B – начальная ширина ножа, мм;
a – слой металла, снимаемый за одну переточку ножа при безаварийном
износе, равный 0,3-0,8 мм;
d – допускаемая для перезаточки доля ширины ножа, равная 0,4-0,48 (для
ножей с В=85 мм равна 0,47);
c – необходимое количество переточек ножа в смену, на основании
инструкции по- эксплуатации рекомендовано: летом - 1 (через 7-8 ч работы),
зимой - 2 (через 3-4 ч работы);
В ⋅ d / a ⋅ c – срок службы одного ножа (комплекта) при безаварийной
работе смен.
Фi =
где
Vщ ⋅ Z ⋅ K щ ⋅ K a
( В ⋅ d / a ⋅ c ) П ч ⋅ K пр ⋅ tсм
(2)
Vщ – объем технологической щепы, на выработку которого
рассчитывается потребный фонд ножей i– го типоразмера, м ;
K щ – коэффициент, учитывающий назначение и требования к качеству
вырабатываемой щепы (для ЦБП - 1, для древесных плит - 0,87, для прочих
производств - 0,75);
П ч – паспортная производительность рубильной машины, м3/ч;
t см – продолжительность рабочей смены, ч;
K пр – коэффициент использования машины по производительности,
равный:
⎛d ⎞
K пр = ⎜ э ⎟
⎝ dh ⎠
где
(3)
d h – толщина сырья, при которой достигается паспортная часовая
производительность машины;
d э – эквивалентный диаметр древесного сырья (определяется для каждого
предприятия опытным путем).
84
d12 P1 + d 22 P2 + ... + d n2 Pn
dэ =
100
где
(4)
d 1 ...d n – градация толщины сырья, см;
P1 ... Pn – процентное содержание каждой ступени толщины сырья в общем
объеме древесины.
K пр
На практике значение
на предприятиях лесного комплекса
составляет 0,2-0,8.
Оборотный годовой фонд ножей всех типоразмеров определяют как
Фг = ∑ Фi
(5)
Оборотный запас инструмента должен составлять в 1,5-2,5 раза больше
необходимого оборотного фонда.
Резцы дисковых и барабанных рубильных машин находятся в более
сложных условиях эксплуатации, поэтому их потребность определяется
несколько иначе.
Годовая потребность в резцах N р на одну машину, шт., определяется из
выражения
Nр =
где
N′
Q
1000
(6)
Q – годовой объем измельченной древесины, м3;
3
N ′ – приведенная норма расхода резцов на измельчение 1000 м
древесины, шт.,
N′ =
N лTл + N зTз
Kп
Tл + Tз
(7)
где Тл, Т3 - число рабочих дней в году, соответственно с положительной
и отрицательной температурой;
K п – коэффициент, учитывающий объем измельченной древесины по
породам,
85
п
Кп =
где
∑K
i =1
q
mi i
100
(8)
qi – процентное содержание каждой породы в общем объеме;
K ni – коэффициент породы.
Норма расхода резцов
( Nл, Nз )
соответственно для летних и зимних
условий, шт, принимают для разных марок стали из табл 20 приложения 2.
Данные нормы расходов резцов приведены для древесины осины. При
измельчении других пород они корректируются с учетом коэффициента,
значения которого принимаются равными: для осины, ели и сосны - 1,0, для
березы - 1,3, для кедра - 0,98, для лиственницы -1,45.
Также норму расхода резцов, шт, для конкретных условий эксплуатации
можно определить по формуле
Np =
где
1000U o
CK в
Uk
(9)
U k – конструктивный ресурс резца, мм (30-50 мм);
U o – среднее значение износа за один межзаточный период, мм (для
крайних резцов 0,2-0,31, для центральных 0,25-0,47 мм);
K в – коэффициент аварийного расхода резцов, принимается 1,05-1,10;
С – средняя стойкость одного резца за межзаточный период, выраженная
в часах или кубических метрах:
Сч = To − Tn или С д =
Q
Zp
(10)
где To – продолжительность одного периода стойкости, ч, которая
составляет летом 10-12 ч (164-214 м3), зимой 1,3-2,4 ч(30-52 м3);
Tn – время простоев за один период стойкости, ч;
Z p – число резцов;
Q – объем измельченной древесины, м .
86
По данным производственных наблюдений, средний срок службы резца
составляет для летних условий 400-410 ч, для зимних условий- 75-80 ч.
Износ резцов зависит от места их установки и диаметра измельчаемых
бревен. Количество центральных резцов (наиболее интенсивно изнашиваемых),
постоянно участвующих в резании, равно
Z ц = Zo
где
d ср
Вп
nc
(11)
Z o – общее количество резцов в одной спирали, шт.;
dср – средний диаметр измельчаемых бревен, см;
Вп – ширина загрузочного патрона, см;
nс - число спиралей, шт.
Максимальное число резцов, участвующих в резании,
Z м = Zo
где
dм
nc
Вп
(12)
d м – максимальный диаметр измельчаемого бревна, см;
В процессе работы рубильных машин изнашивается центральная часть
рубильных ножей, в случае многорезцовых машин ее длина Lц = Z ц l p ( l p - длина
режущей кромки резца, мм). Однако при заточке ножа снимается слой металла
по всей его длине lн . Тогда объем снимаемого с ножей металла Vн , мм3,
составит
Vн =
где
а ⋅ sin β ⋅ t ⋅ lн ⋅ Z
= a ⋅ t ⋅ lн ⋅ Z
sin β
(13)
β – угол заточки ножа β = 31 − 360 ,
t – толщина ножа, мм.
Объем снимаемого металла с резцов V p , мм , составит
Vр =
U o ⋅ sin β ⋅ t ⋅ lн ⋅ Z ц
sin β
= Uo ⋅ t ⋅ l p ⋅ Zц
(14)
87
Экономия инструментальной стали резцов Vэ , мм , по сравнению с
ножами составит
Vэ = Vн − V p
(15)
Годовой расход измельченной древесины Q , м3, одной рубильной
машиной с любым механизмом резания определяется по формуле либо годовой
программой предприятия.
Q = П u K пр tсм K u K смT
(16)
Пример: Определим потребность в резцах на одну рубильную машину
МРР8-50ГН. Условия ее эксплуатации: измельчаемое древесное сырье с
максимальным диаметром 40 см, длина 4 м, породы - осина 90 % и береза 10 %,
материал резцов - Х6ВФ, продолжительность рабочей смены -8 ч, коэффициент
сменности - 2, количество рабочих дней в году - 250, из них с положительной
температурой - 115.
По выражению (62) определим годовую производительность машины;
Q = 50 ⋅ 0.44 ⋅ 8 ⋅ 0.85 ⋅ 2 ⋅ 250 = 74800 м3
где
K пр = ( 40 / 60 ) = 0,44 определен по выражению (49).
2
Величину приведенного коэффициента породы измельчаемой древесины
определим по формуле (54):
1,0 ⋅ 90 + 1, 3 ⋅ 10
= 1,03
Kп =
100
По выражению (53) определим приведенную норму расхода резцов на
измельчение 1000 м3 древесины с учетом данных табл. 20 приложения 2:
0,98 ⋅ 115 + 9,67 ( 250 − 115)
1,03 = 5,84 , шт
250
Годовая потребность в резцах на машину в год определим по формуле
N′ =
(52):
Np =
5,84
74800 = 437 , шт.
1000
88
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как устанавливается потребность в режущем инструменте рубильных
машин?
2. Чем отличаются нож и резец рубильных машин?
3. Что такое оборотный годовой фонд ножей?
4. В каких условиях выгоднее применять резцовые рубильные машины?
5. По какому принципу целесообразно выбирать марку и тип рубильной
машины?
89
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Федоринчик А.С. Практикум по технологии и оборудованию
комплексного использования древесины [Текст]: учебное пособие / А.С.
Федоринчик, С.П. Мохов, Д.В. Клоков. –Мн.: БГТУ, 2004. – 132 с.
2. Цыгарова, М. В. Комплексное использовании древесины [Текст]:
метод. указания к лабораторным работам для студентов специальности 250401
– «Лесоинженерное дело», направления 250300 – «Технология и оборудование
лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств»/ М. В. Цыгарова.
–Ухта : УГТУ, 2011. – 54 с.
3. Цыгарова, М. В. Комплексное использовании древесины [Текст]:
метод. указа-ния по выполнению практических работ/ М.В. Цыгарова. – Ухта:
УГТУ, 2007. – 55 с.
4. Гомонай М.В. Технология переработки древесины. Учеб. пособие. М.;
МГУЛ, 2002. – 231 с.
5. Алиев Р.Г. Комплексная химическая переработка древесины [Текст]:
учебное пособие / Р.Г. Алиев, Е.А. Павлов, Э.П. Терентьева, Н.К. Удовенко. –
СПб.: СПбГТУРП, 2012. – 74с.
6. Никишов В.Д. Комплексное использование древесины [Текст]:
учебник / В.Д. Никишов. - М.: Лесн. пром-сть, 1985. – 264 с.
7. Конаков С.И. Комплексное использование древесины [Электронный
ресурс]: методические указания по выполнению практических и контрольных
работа для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», 250403 «
технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабатывающих
производств» всех форм обучения: самост. учеб. электрон. изд. / С.И. Конаков.
– Сыктывкар., Сли, 2010 – режим доступа : http:// lib.sfi.komi.com
8. Пошарников Ф.В. Технология и техника в лесной промышленности:
Учеб. пособие. Ч.1.: Лесосечные и лесоскладские работы. -Воронеж: 1998.176с.
9. Яковлев В.Т. Методические указания к курсовой работе по
дисциплине «Комплексное использование древесины» для студентов
специальностей 260100, 260400, 060800 / В.Т. Яковлев, А.Н. Мильцин, Р.А.
Щеглов – Воронеж: ВГЛТА, 2002 – 44 с.
90
10. Яковлев В.Т. Комплексное использование древесины : Метод.
указания и задания к выполнению лаб. работ для студ. спец. 260100, 260400,
060800. -Воронеж: ВГЛТА, 2002.- 36с
91
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ............................................................................................................. 3 Лабораторная работа №1 .................................................................................. 4 Лабораторная работа №2 ................................................................................ 23 Лабораторная работа №3 ................................................................................ 33 Лабораторная работа №4 ................................................................................ 41 Лабораторная работа №5 ................................................................................ 55 Практическая работа №1 ................................................................................ 64 Практическая работа №2 ................................................................................ 70 Практическая работа №3 ................................................................................ 73 Практическая работа №4 ................................................................................ 77 Практическая работа №5 ................................................................................ 82 Библиографический список ........................................................................... 89 ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................... 92 92
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица 1 Классификация марок щепы согласно ГОСТ 15815-83
Массовая доля по фракциям
Марка
Ц-1
Ц-2
Ц-3
ПВ
ПС
ГП-2
ГП-3
Крупная
Мелкая
15-25 мм*
86 %
10-30 мм
15-25 мм*
не более
3%
84 %
не более
5%
10-30 мм
15-25 мм*
81 %
>30 мм
не более
6%
10 %
<5 мм–1 %
5-10 мм
10 %
<5 мм –
1%
5-10 мм
10 %
<5 мм–3 %
10-30 мм
>30 мм
5-10 мм
10-35 мм*
79 %
10-30 мм
10-60 мм*
не более
10 %
>30 мм
>30 мм
10 %
<5 мм–1 %
5-10 мм
10 %
<1 мм–
15 %
<5 мм
5%
5%
>30 мм
<5 мм
5%
5%
>30 мм
<5 мм
5%
1%
>30 мм
<5 мм
85 %
5-30 мм
5-35 мм*
90 %
5-30 мм
5-35 мм*
90 %
5-30 мм
5-35 мм*
94
5-30 мм
>30 мм
не более
5%
Кора
Гниль
Минеральные
1%
1%
не допускаются
1,5 %
3%
0,3 %
3 % (сульфатная
целлюлоза)
до 10 % (картон
и упаковка)
7%
0,3 %
до 15 %
5%
1%
Металлические
и обугленные
не допускаются
15 %
5%
0,5 %
11 %
2,5 %
0,5 %
3%
1%
не допускаются
3%
1%
0,3 %
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ГП-1
Кондиционная
Массовая доля примесей
Таблица 1 Расчет ресурсов отходов, образуемых на лесном складе и в цехах переработки
Обозначение
параметра,
размерность
Цифра
номера
зачетной
книжки
Vт, тыс. м3
Предпоследн
яя
Варианты
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
320
280
240
200
160
120
80
40
100
140
Последняя
Северный
Центральный
Уральский
Прибал
ийский
Беларусь
Дальне
восточный
Повол
жский
ЗападноСибирский
Восточ
ноСибирский
Беларусь
(берутся из
таблицы 2)
Вид вывозимой
древесины
Последняя
б
а
е
д
г
а
д
в
в
г
Последняя
хлысты
сортименты
сортименты
Kсм (для всех
Разность двух
последних
цифр
Разность двух
последних
цифр
Регион
KiТ и KiВ
месяцев)
nрi
1
1,5
1
2
2
1,5
1
1,5
1
2
285
250
285
250
285
250
285
250
285
250
-
Степень
заболоченности Последняя
лесосек, %
Разность двух
Система машин последних
цифр
деревья хлысты деревья деревья хлысты
Устанавливается самостоятельно с учетом региона
40
традиционная
60
20
40
машин- машин- машинная
ная
ная
20
60
40
60
60
20
традиционная
традиционная
традиционная
машинная
традиционная
традиционная
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
nр
хлысты деревья
Таблица 2 Месячные коэффициенты неравномерности трелевки KiТ и
вывозки KiВ древесины
Варианты
Месяцы
а
б
в
KiТ
KiВ
KiТ
KiВ
KiТ
KiВ
1,15
1,18
1,22
1,41
1,28
1,73
Январь
1,30
1,33
1,28
1,39
1,32
1,72
Февраль
1,39
1,41
1,33
1,4
1,66
2,01
Март
0,95
0,69
0,83
0,76
0,88
0,87
Апрель
0,77
0,64
0,74
0,7
0,61
0,46
Май
1
0,92
0,95
1
0,72
0,63
Июнь
0,95
0,99
0,92
0,9
0,78
0,63
Июль
0,92
0,99
0,94
0,98
0,87
0,67
Август
0,91
0,88
0,87
0,72
0,86
0,6
Сентябрь
0,77
0,89
0,87
0,64
0,89
0,51
Октябрь
0,9
1,02
0,98
1
0,91
0,85
Ноябрь
1
1,06
1,07
1,1
1,16
1,3
Декабрь
Окончание таблицы 2
г
Месяцы
Ki
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
Т
1,08
1,04
1,21
0,98
0,82
0,96
0,94
0,92
1
1
0,99
1,06
Ki
В
1,12
1,12
1,25
1
0,8
1,01
0,98
0,92
0,94
0,95
0,92
0,99
Варианты
д
Т
Ki
KiВ
Ki
Т
KiВ
1,1
1,2
1,3
1
0,7
0,9
0,9
0,9
0,95
0,9
0,95
1,1
1,13
1,16
1,28
0,95
0,84
0,95
0,9
0,92
0,91
0,96
0,97
1,04
1,2
1,23
1,28
0,73
0,93
1,05
0,87
0,98
0,93
0,96
0,91
1,0
1,15
1,25
1,35
0,6
0,8
0,9
0,95
1
1
0,95
0,9
1,15
е
96
Таблица 3 Норматив образования отходов раскряжевки
Нормативы
образования
отходов раскряжевки, %
Регион
Всего В том числе
откомлевки козырьки
СНГ
1,6
1,1
0,5
Северный, Северо-Западный, Среднеазиатский
1.4
1,0
0,4
районы
Центральный район
2,0
1,4
0,6
Поволжский.
Северо-Кавказский,
1,5
1,0
0,5
Дальневосточный районы
Западно-Сибирский район
1,8
1,3
0,5
Восточно-Сибирский, Закавказский районы
2,1
1,5
0,6
Украина. Республика Беларусь, Республика
1,0
0,7
0,3
Молдова
Примечание. В случае использования отходов раскряжевки на отопление
их ресурсы учитываются как дрова для отопления.
Таблица 1 Расчет ресурсов отходов, образуемых на лесном складе и в цехах переработки
Обозначение
параметра,
размерность
1
Цифра
номера
зачетной
книжки
2
Объем
раскряжевки ,
тыс. м3
Последняя
Регион
Предпоследняя
Варианты
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
120
90
140
160
180
200
70
220
110
240
Беларусь
Украина
Центральный
Северный
Уральский
Прибал
тийский
Молдова
Закавказкий
Беларусь
Повол
жский
35
40
45
50
55
60
65
Объем перерабатываемых круглых лесоматериале, тыс. м3
Последняя
Пиловочник
20
25
30
Шпальный
кряж
Тарный кряж
Разность двух
последних
цифр
Предпоследняя
Последняя
Древесина для
пиловочника
Разность двух
последних
цифр
7
9
-
11
-
13
-
15
-
5
-
6
-
7
-
8
-
9
-
-
5
-
6
-
7
-
8
-
9
мяголиственная
хвойная
твердолиственная
хвойная
мяголиственная
твердолиственная
хвойная
мяголиственная
твердолиственная
хвойная
22
24
26
28
30
32
34
36
38
Объем перерабатываемого сырья, тыс. м3
Пиломатериалы
для стандартных Последняя
домов
20
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Заготовки для
клепки
5
98
Окончание таблицы 1
1
2
3
4
Пиломатериалы
Предпоследдля оконных и
10
12
няя
дверных блоков
Пиломатериалы
для чистовых
Последняя
8
мебельных
заготовок
Пиломатериалы
Предпоследдля паркета
7
няя
штучного
Объем переработки круглых лесоматериалов, тыс. м3
Разность
двух
Спичечное пр-во
30
последних
цифр
Разность
двух
Лыжное пр-во
19
последних
цифр
Объем отгружаемых окоренных балансов, тыс. м3
3 сорта
Последняя
5
4 сорта
Последняя
6
5
6
7
8
9
10
11
12
14
16
18
20
22
24
26
28
10
-
12
-
14
-
16
-
-
8
-
9
-
10
-
11
34
-
38
-
42
-
46
-
-
23
-
27
-
31
-
13
7
-
8
9
-
10
11
-
12
13
-
-
Таблица 2 Норматив образования отходов лесопиления от объема сырья,
%
Отходы
лесопиления
Мягколиственные Твердолиственны
Хвойные породы
Удельный
породы
е породы
расход
Опилк
сырья, м3/м3 Кусковые Опилки Кусковые Опилки Кусковые
и
Всего
отходов
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
2,0
11,0
14,6
18,3
21,4
24,3
29,4
11,0
12,3
13,2
13,8
14,2
20,0
12,4
16,1
19,9
23,0
25,0
31,0
8,0
9,8
10,6
11,2
11,6
17,4
12,2
15,9
19,5
22,8
25,7
29,6
9,8
11,0
12,0
12,4
12,8
19,8
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
2,0
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
2,0
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
2,0
8,0
10,6
13,4
15,6
17,7
21,2
2,5
3,3
4
4,6
5
5,9
0,5
0,7
0,9
1,2
1,5
2,3
-
9,5
12,3
15,2
17,6
19,8
23,6
2,5
3,2
3,9
4,4
4,8
5,6
0,4
0,6
0,8
1
1,3
1,8
-
9,3
12,1
14,8
17,4
19,6
22,5
2,5
3,2
3,9
4,4
4,8
5,3
0,4
0,6
0,8
1
1,3
1,8
-
В том числе
горбыль
Рейки
Отрезки
Таблица 3 Норматив образования отходов шпалопиления от объема
сырья, %
В том числе
Отходы
Общий
шпалопиления
кусковые
мягкие
Всего
20,6
10,8
9,8
В том числе
горбыль
1065
10,65
отрезки
0,15
0,15
опилки
9,6
9,6
стружка
0,2
0,2
Таблица 4 Норматив образования отходов деревообработки
Вид
производства
продукции
1
Вид сырья
2
Количество отходов, % от объема сырья
Кусковые
Мягкие
Итого
по
Гор- ОтСтруж- ОпилВсего
Рейки Всего
быль резки
ка
ки
отходам
3
25
4
5
5
18,8
6
1,2
7
19,4
8
1,4
9
18
10
44,4
Ящичные
комплекты из
круглых
лесоматериалов
Тарный кряж
Сырье
для
технологической
переработки
40
8
30
2
21
1
20
61
То
же
из
хвойных
пиломатериалов
То
же
из
пиломатериалов
лиственных
пород
В среднем по
пиломатериалам
и видам
ящичных
комплектов
Заготовки для
клепки
Нестроганные
16
-
9
7
10
-
10
26
Строганные
16
-
9
7
21
11
10
37
Нестроганные
20
-
12
8
12
-
12
32
Строганные
20
-
12
8
22
10
12
42
Пиломатериалы
смешанных
пород
18
-
11
7
13
9
11
31
20
4
15
1
18
18
-
38
10
-
5
5
23
20
3
33
Клепка
Круглые
лесоматериалы
Заготовки
для
клепки
Окончание таблицы 4
1
Клепка
Комплекты
деталей для
стандартных
домов
В среднем по
мебельному
производству
Паркетная
фриза
Паркет
штучный
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Круглые
лесоматериалы
25
5
18
1,2
30,5
11
19,5
55,5
Пиломатериалы
13
-
13
-
18
14
4
31
Пиломатериалы
заготовки
30
-
25
5
23,5
17
6,5
53,5
39
-
39
-
7
-
7
46
41
-
41
-
21
13
8
62
4
-
4
-
26
24
2
30
Пиломатериалы
твердолиственных
пород
То же
Паркетная
фриза
Таблица 5 Средние нормативы образования отходов фанерного
производства от объема сырья, %
Средний норматив образования отходов фанерного
производства % о объема, перерабатываемого сырья
Расход сырья
на производВ том числе по видам отходов
ство фанеры
обрезки
опилки,
Сводный
шпон-рваклееной, м3/м3
карандаши
шпона и фа- шлифовальнина
неры
ная пыль
1,90
49,19
12,79
29,61
5,80
0,99
2,20
54,68
14,73
34,09
5,01
0,85
2,52
49,19
12,79
29,61
5,80
0,99
2,65
51,20
13,50
31,25
5,51
0,94
2,78
53,01
14,14
32,74
5,24
0,89
2,92
54,68
14,73
34,09
5,01
0,85
Таблица 6 Среднее количество коры, % от объема ствола без кроны
(кроме балансов)
При поставке су- При поставке моВ свежесрубленПорода древесины
хопутным
транс- левым и плотовым
ном состоянии
портом и в судах
сплавом
Сосна, ель, берёза,
осина, кедр, дуб,
13,0
10,0
9,0
пихта
Дуб
19,0
15,0
Лиственница
28,0
22,0
20,0
Таблица 7 Норматив количества коры на балансах, % к объему бревна без
коры
Балансы II-III сорта
Балансы IVсорта
Количество
коры
при
при
на стволе
поставке
поставке
Порода
При
при
свежесрубленно
сухопутны
сухопутны
древесины
поставке
поставке
й древесины, %
м
м
сплавом
сплавом
к объему
транспорто
транспорто
ствола без коры
м
м
Ель
13,0
8,7
9,9
9,5
10,8
Сосна
12,4
8,2
9,4
9,1
10,4
Пихта
15,6
10,4
11,9
11,6
13,2
Кедр
16,8
11,4
13,0
12,3
14,0
Лиственница
27,2
18,2
20,8
19,9
22,8
Осина
13,4
8,9
10,2
9,8
11,2
Береза
16,3
10,8
12,4
12,1
13,8
Примечание. При разделке балансового долготья, на коротье образуются
также кусковые отходы в виде отрезков бревен в количестве 0,8 % от объема
сырья.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Исходные данные для выполнения работы № 4
Вариант
( Sд ) , га
( ∑ Nп )
( ∑l ) , м
№
1
10
102
625
2
15
86
570
3
20
115
854
4
12
93
430
5
16
86
520
6
20
108
805
7
18
86
732
8
16
74
685
9
14
72
578
10
12
84
430
11
10
62
465
12
8
74
385
(∑ d ) , м
65,3
90,4
48,2
52,5
70,4
63,4
60,8
40,2
45,3
40,4
52,1
54,2
Таблица 2. Реальный запас осмола
Диаметр
пня,м
1
0,18
0,19
0,20
0,21
0,22
0,23
0,24
0,25
0,26
0,27
0,28
0,29
0,30
Объем пня, Число пней
в 1 пл. м3
пл. м3
2
3
0,040
25
0,043
23
0,046
22
0,049
20
0,053
19
0,056
18
0,060
17
0,065
15
0,069
15
0,073
14
0,078
13
0,083
12
0,088
11
Диаметр
пня, м
4
0,35
0,36
0,37
0,38
0,39
0,40
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
0,46
0,47
Объем пня,
пл. м
5
0,117
0,123
0,130
0,137
0,144
0,151
0,158
0,166
0,173
0,181
0,190
0,198
0,206
Число пней
в 1 пл. м3
6
9
8
8
7
7
7
6
6
6
6
5
5
5
Окончание таблицы 2
1
0,31
0,32
0,33
0,34
2
0,094
0,099
0,105
0,111
3
11
10
10
9
4
0,48
0,49
0,50
-
5
0,215
0,224
0,238
-
6
5
4
4
-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Таблица 1 Исходные данные для выполнения работы №4
Цифра номера
Показатели
зачетной
книжки
1. Длина щепы lЩ, мм последняя
2.Порода древесины
последняя
3.Состояние
предпоследняя
древесины
4.Направление
последняя
выброса щепы
5. Диаметр диска D,
предпоследняя
м.
6. Толщина диска НД,
предпоследняя
м
7. Угловая скорость
вращения диспоследняя
ка ω, с-1
8. Уголы наклона
загрузочного патрона
сумма двух
в плоскости (град.)
цифр
вертикальной α Х
горизонтальной α Y
9. Размеры патрона,
мм:
последняя
высота Н
ширина В
10 Длина ножей lЛ, м предпоследняя
9.Коэффициент
затупления
предпоследняя
режущих ножей – К4
11.Вид
измельчаемого сырья
сумма двух
цифр
12.Скорость
надвигания UП, м/с
последняя
Значение исходных данных в зависимости от номера
зачетной книжки
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
35
15 25 12 18 35 25 15 18
20
С
Е
Б
Ос Лц С
Е
Б Ос Лц
древесина положительной
мерзлая древесины
температуры
вверх
вниз
1,3
1,5
вверх
1,6 1,2
вниз
2,5
1,0
вверх
1,0
1,2
1,4
0,1
0,12 0,13 0,15 0,16 0,12 0,22 0,12 0,15
1,6
50
60
55
50
60
45
30
45
20
40
0
0
45
45
0
45
0
45
45
0
40
40
45
50
40
45
40
45
50
40
200 300 400 250 400 200 300 400 250 400
250 300 400 250 350 250 300 400 250 350
0,3 0,35 0,40 0,50 0,50 0,35 0,70 0,30 0,35 0,50
1,20 1,25 1,16 1,12 1,15 1,0
1,1 1,05 1,15 1,18
Вершинная Колотая Горбыль,
Круглые
Ветки
часть
древесина рейки лесоматериалы
1,0
0,6
0,8
1,0
0,7 0,6
1,0
0,8
0,6
0,8
Таблица 2 Основные показатели по видам измельчаемого сырья
Вид сырья
Показатель
К3
0,1
0,15
0,2
0,25
0,2
0,35
Ветки
Вершинки
Тонкомерные
Колотая
Горбыль, рейки
Балансы
С2
0,4
0,5
0,5
0,8
0,85
0,85
mГ, кг
30
40
50
80
70
100
L, м
1,5
2,5
4,0
1,0
4,0
1,5
Таблица 3 Удельное сопротивление резанию древесины в рубительной
машине
Порода и состояние древесины
Значение К, Н/мм2
Ель, сосна свежесрубленная
Ель, сосна мерзлая
Осина свежесрубленная
Осина мерзлая
Береза свежесрубленная
Береза мерзлая
Лиственница свежесрубленная
Лиственница мерзлая
2,0
4,0
2,5
4,5
3,0
5,0
3,5
5,0
Таблица 3.4- Значения коэффициента одновременности работы К1 в
зависимости от числа ножей Z
Z
K1
2
1
4
1
6
1,1
8
1,2
10
1,4
12
1,6
14
1,8
16
2,0
Таблица 1 Расчет потребности в режущем инструменте для производства щепы
Обозначение
параметра,
размерность
Цифра
номера
зачетной
книжки
1
2
щ,
щ,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3000
2500
5000
6000
4000
2000
4500
7000
8000
12000
УРП-1
ПРУ-1
СН-160
HJ-200
CH-200
МРНП10
МРНП30
Предпоследняя
20000
60000
80000
18000
50000
5500
40000
15000
3500
4500
МР440H
МР5100
МР7300
МР220Г
МР350H
МРГМ5
T1500S
R
TT-55P
БРПЗ40
2К
ДРН-2
Последняя
Разность двух
последних
цифр
Разность двух
последних
цифр
Предпоследняя
Последняя
Разность двух
последних
цифр
Разность двух
последних
цифр
0,95
0,8
0,7
0,6
0,65
0,75
0,85
0,9
0,65
0,7
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,75
0,47
0,46
0,45
0,44
0,43
0,42
0,41
0,4
0,48
0,45
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1,05
1,06
1,07
1,08
1,09
1,10
1,11
1,12
1,06
1,13
ИТСП500
ДО-51
МРД-3
УРМ-5
МРБ-2
МРБР8-15
МРР-520Г
МРР-850Г
МРГП1000
МРМ20
ИТС700
IBL1004
МРМ10
УРМ10
ИТС300
МРБР8-15
МРР-520Г
МРР-850Г
МРПГ3
Bruks
800Ст
3Ос7Б
5Е5С
6С4Б
6К4Е
5Л5Ос
4С6К
4С4Б2
Ос
3С4Е3
Б
6Б2С2
Е
5Е3Б2
Ос
250
260
270
285
250
260
270
280
285
250
м
м3
машина
а, мм
d
C
Марка первой
машины
Марка второй
машины
Последняя
Породный
состав сырья
Последняя
T, дней
Предпоследняя
Biber5k HJ260G МРГС-5
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
0
3
машина
Варианты
Окончание таблицы 1
1
Tл, дней
ср ,
м,
ср ,
м,
см
см
см
см
а, мм
kсм
tсм, ч
2
Последняя
Разность двух
последних
цифр
Разность двух
последних
цифр
Разность двух
последних
цифр
Разность двух
последних
цифр
Последняя
Предпоследняя
Последняя
3
150
4
155
5
160
6
165
7
170
8
145
9
140
10
175
11
180
12
185
10
16
12
13
16
26
25
35
40
20
15
24
18
20
30
38
40
50
60
28
25
30
16
18
15
22
30
38
14
17
50
55
24
30
20
34
40
44
20
24
0,6
0,55
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,65
0,7
0,75
1
1,5
2
2
1,5
1
1
1,5
2
1
8
7
7
8
8
7
7
8
8
7
Примечание. размеры ножей, резцов и количество спиралей принимаются по таблице 2 для заданной марки
машины
Таблица 2 Область применения рубительных машин и их характеристика
Вид древесных
отходов для
выработки щепы
1
Сучья в лесу
Основное
назначение
технологической
щепы
2
Производство
древесных
плит,
гидролиз,
топливо,
получение
зелени
Кормовая
щепа
Марка
машины
3
МРГС-5
УРП-1
ПРУ-1
МРПГ-3
JunkkariHJ200
FARMICH160
ТТ-54Р
Рекомендуемые рубительные машины
Производитель
Ножи( резцы)
3
ность, м /ч
Тип режущего
Размеры, Число
(длина
щепы
органа
мм
шт.
мм)
4
5
6
7
2,2-12(25)
комбинированный
200х85х6
4+4
До 12
диск
365х165х16
2
2
диск
300х115х18
4
барабан
3(10-22)
132х120х15
8
многорезцовый
280х110х16
2
4-10(3-15)
диск
5-20
диск
5-12
барабан
МРГС-5*, УРП-1*, МРПГ-3*
CHIPSET-536
60
барабан
Biber5K
До 25 (5-25)
диск
Тонкомерные
HJ260G
7-20 (3-18)
диск
деревья в лесу,
TT97R
30-80 (12-22)
барабан
обломки,
FARMIвершины
10-40(7-25)
двухдисковый
CH260
Bruks 800 CT
17-50
диск
ИТСП-500
4-10
диск многорезцовый
Кроны деревьев Производство
МРГС-5*, HJ260G*, FARMI-CH160*
на
лесных древесных
барабан
ДО-51
15
плит, гидролиз,
складах,
многорезцовый
стройматериатонкомерная
МРД-3
3
диск многорезцовый
Производство
древесных
плит,
гидролиз,
стройматериа
лы, топливо,
мелиоративн
ые цели
лы
Размеры
загрузоч
ного
патрона
8
180х250
300х280
200х180
Мощность
привода
кВт
9
45-50
121
60
500х350
58,8
190х190
20-50
270х110х16
2
160х160
20-30
420х100х14
12
235х400
30-60
260х170х20
270х110х16
280х110х16
220х180х15
300х110х16
2
2-4
2
2
630х730
240х240
260х260
400х700
260х260
223
33
30-75
121
30-70
600х130х16
110х135х18
2
10/2
550х350
550х550
145
110
200х175х15
8
800х50
88
70х105х12
8/2
200х200
35
Продолжение таблицы 2
1
древесина
Пневой осмол
Отходы
раскряжевки,
крупномерная
дровяная
древесина
Низкокачественная и стволовая
древесина
2
топливо,
мелиоративн
ые цели
3
МРНП-10
4
10
УРМ-5
5
ДРН-2
БРП5423К
МРНП-30
ДО-51*
до 8
12
30
5
диск
барабан
многорезцовый
барабан
барабан
диск
Производство
лесохимическ
МР3-40Н
40
диск
их экстрактов
Производство МР3-40Н*
древесных
барабан
МРБР-8-15ТН
15
плит,
многорезцовый
гидролиз,
МРР5-20ГН
20
диск многорезцовый
стройматериа
МР5-100
100
диск
лы, топливо и
МР7-300
300
диск
др.
МР3-40Н*, МР7-300*, МРНП-10*
МР2-20Г
20
диск
МР3-50Г
50
диск
МРР8-50ГН
50
МРГП-1000
40
Производство
целлюлозы и
древесных
плит
МРМ-20
ИТС-700
IBL-1004
KCN-700W
20
20
25
21
диск многорезцовый
диск с резцами и
ножами
6
300х85х6
7
16
8
250х250
9
55
202х105х10
4
200х350
52
415х125х14
200х175х15
300х85х6
4
4
16
390х120
180х500
250х250
30
до 32
90
460х85х10
10
550х430
132-160
72х62х4,5
37
750х800
75
44х80х15
700х140х15
1200х140х
15
28/2
10
520х500
550х550
75
500
16
800х800
1600
300х85х6
550х140х15
44х80х15
44х80х15
16
10
25/1
31/1
75-90
160
160
250
60х110х12
110х165х18
290х200х20
16/2
16/2
20/5
14
400х250
550х430
800х750
1000х85
0
300х300
700х650
100х850
75
130
150-220
700х650
190-220
290х200х20 резцов
4
300х85х6
ножа
Окончание таблицы 2
1
2
Мелкие кусковые
отходы
Производство
древесных
плит,
стройматериа
ла, топливо и
др.
Отходы
лесопиления
Отходы
фанерного и
спичечного
производства
Отходы плитного
производства
Производство
целлюлозы,
древесных
плит и др.
Производство
древесных
плит
стройматериа
лов топлива и
др.
Производство
древесных
плит и
топливо.
3
4
5
МРМ-20*, ДО-51*, МРД-3*, ДРН-2*, МР2-20Г*
МРМ-10
10
диск многорезцовый
МРГМ-5
3-5
диск
МРБ-2
2
БРБ3202К
1,5
барабан
многорезцовый
барабан
МРД-3*, МРГМ-5*, МРМ-10*, УРМ-5*, МР2-20Г*
БРП3402к
5
барабан
барабан
УРМ-10
10
многорезцовый
ДРН-1
до 8
барабан
ИТС-300
5
диск многорезцовый
ТТ-55Р
до 25
барабан
Т1500SR
50
диск
ДРН-1*, ДРН-2*
ДШ-3Ш
до 18
ДШ-4
до 30
6
7
8
9
60х110х12
300х85х6
22/2
3
300х220
150х315
100х200
55
26,5
90х95х10
8х2
350х230
22
200х175х15
4х2
(соста
вные)
90х380
18,5
200х175х15
4
900х380
20
202х105х10
8
700х300
86,5
415х125х14
135
250х170х15
600х140х20
4
6/2
4
6
390х120
300х200
500х250
510х525
до 30
55
до 55
90
375х230х20
375х230х20
12
18
840х200
1070х365
91
135
280х180х15
6
740х200
86,5
МРБ-10
10
97RS
12-50
260х170х15
4
700х250
55-200
910RS
25-75
260х170х15
4
1000х250
75-200
барабан
Таблица 3. Норма расхода резцов
УслоОбъем древесины
вия раизмельчаемой резцом
Марка стали
боты
до полного износа, м3
85x12МФСНТ
Х6ВФ
летом
зимой
летом
зимой
642,2
168,6
1077,4
113,8
Срок службы
резца до
полного
износа, ч
408,8
77,2
747,8
70,7
Расход
резцов,
шт/1000м3
1,64
6,52
0,98
9,67
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
173
Размер файла
1 717 Кб
Теги
древесины, использование, комплексная, практическая, работа, лабораторная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа