Thiết kế xưởng sản xuất ván dăm

Thiết kế xưởng sản xuất ván dăm

Lời Núi Đầu

Hiện nay gỗ rừng tự nhiên ngày càng khan hiếm mà nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng cao Vì vậy nó đòi hỏi chúng ta phải tìm ra các biện pháp để sử dụng gỗ một cách hợp lý và tiết kiệm,

Nghành công nghiệp ván nhân tạo ra đời đã giải quyết vấn đề trên, giúp chúng ta sử dụng gỗ một cách hợp lý hơn, mang lại hiệu quả cao hơn.

Gỗ là loại vật liệu dị đẳng hớng, tính chất vật lý theo ba chiều là khác nhau Do đó trong quá trình sản xuất gia công chế biến gỗ, gỗ hay bị cong vênh, nứt nẻ, co rút làm thay đổi hình dạng của sản phẩm Và sản phẩm ván dăm ra đời đã khắc phục đợc một số nhợc điểm đó Ván dăm là loại vật liệu có tính chất kỹ thuật phù hợp với nhiều lĩnh vực sử dụng khác nhau, có hai tính chất đặc biệt sau đây, đó là ván dăm có tính chất ổn định kích thớc cao hơn gỗ tự nhiên , vì thế giá trị sử dụng của đợc tăng lên so với việc dùng ván gỗ tự nhiên, tỷ lệ co rút theo các chiều nói chung là bé Ván dăm là loại ván nhân tạo đợc sản xuất bằng phơng pháp ép các dăm gỗ, có sự tham gia của chất kết dính, trong một số điều kiện về nhiệt độ, áp suất một cách nhất định

u điểm nổi trội của ván dăm là có thể tận dụng đợc các loại nguyên liệu từ nhiều ngành công nghiệp khác nhau, nh có thể tận dụng đợc các loại gỗ tròn , cành nhánh, bìa bắp, đầu mẩu, các loại phế liệu từ gỗ hoặc ngoài gỗ do vậy giúp chúng ta giải quyết rất nhiều vấn đề bảo vệ nguồn tài nguyên rừng , bảo vệ môi trờng

Nguyên liệu sản xuất ván dăm rất đa dạng: Gỗ, tre, nứa, phế liệu công nghiệp Căn cứ vào tình hình sản xuất của các nớc trên thế giới thì 90 % nguồn nguyên liệu dùng là gỗ Các nguyên liệu khác nhau thờng bị hạn chế nguồn cung cấp, khó khăn về khâu vận chuyển, bảo quản nên ít đợc sử dụng Phế liệu gỗ thu đ-ợc qua gia công chế biến rất có ý nghĩa với việc cung cấp nguyên liệu cho việc sản

xuất ván dăm Do sự tàn phá rừng một cách bừa bãi dẫn đến nguồn tài nguyên rừng bị cạn kiệt, nguyên liệu để sản xuất ván nhân tạo giờ đây chủ yếu là gỗ rừng trồng với đờng kính và kích thớc nhỏ

xuất ván dăm”

Mục đích của việc làm đồ án là vận dụng lý thuyết đã học trên lớp về công nghệ sản xuất ván dăm để từ đó thiết kế, tính toán lựa chọn máy móc, thiết bị cho một dây chuyền sản xuất ván dăm nhất định phù hợp với thức tế sản xuất.

Trong quá trình thiết kế em không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp để đồ án của em đợc hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án của mình.

Sinh viên:

Đinh Hồng Trường

bảng ký hiệu dùng trong đồ án

C2 : γV = 0.6 g/cm3;

D3 : 1 :3,5: 1 (tỉ lệ kết cấu) F4:55 % (tỉ suất sản phẩm)

E4: 30000, m3/ năm; ( công suất xởng )Sản phẩm II : A3 : L x W = 1220 x 2550, mm;

B2 : t = 12 mm;C4 : γV = 0.66 g/cm3;D4 : 1 : 4 : 1 (tỉ lệ kết cấu) F3: 45% (tỉ suất sản phẩm)

E4: 30000, m3/năm; ( công suất xởng )Các dữ kiện khác

1) Nguyên liệu :

Gỗ và chất kết dính sinh viên tự chọn theo yêu cầu của mục tiêu sử dụng của sản phẩm nh : đồ mộc, sàn nhà, vách ngăn, nhạc cụ, xây dựng.

đặc điểm chung của sản phẩm

Chúng ta biết rằng các sản phẩm ván dăm rất phong phú và đa dạng, chúng có rất nhiều đặc diểm nổi bật hơn so với các vật liệu khác nhng bên cạnh đó thì sản phẩm từ ván dăm tồn tại một số nhợc điểm mà các nhà kỹ thuật cần cố gắng khắc phục dần nhằm cho sản phẩm ván dăm có chất lợng tốt nhất, đáp ứng nhu cầu của thị trờng

- Do màu sắc tự nhiên của ván không đẹp nên có thể dùng công nghệ trang sức, dán phủ lên bề mặt ván dăm bằng các tấm và sơn nh: ván lạng giấy tẩm keo, tấm trang sức cứng, sơn vécny …

- Ván dăm có khả năng chống chịu đợc sâu mọt, do trong quá trình trộn dăm với keo ngời ta có thể cho thêm chất bảo quản có tác dụng chống chịu đợc sâu mọt

Phần một

Tính toán công suất máy ép nhiệt

1 Kích thớc mặt bàn ép

LMBE = Lt + (60 ữ 80) , mm; WMBE = Wt + (60 ữ 80), mm;

Trong đó : LMBE : chiều dài mặt bàn ép, mm; WMBE : chiều rộng mặt bàn ép, mm;

LT : chiều dài thảm, LT = LSP + 80 = 1830 + 80 =1910 mm; WT : chiều rộng thảm, WT = WSP + 80 = 1220 + 80 = 1300 mm;

Do ta có 2 loại sản phẩm có kích thớc khác nhau nên khi thiết kế ta lấy kích thớc max của 2 loại đó

LMBE = 2550 + 80 = 2630 mmWMBE = 1220 + 80 = 1300 mm 2 Tính toán số máy ép* Q =

tVCDNi : chiều dày sản phẩm cha đánh nhẵn thứ i, mm ta có : ∆t1 = (6 ữ 12%)tSP1 , lấy ∆t =

=1,8 mm ta có : ∆t2 = (6 ữ 12%)tSP2 , lấy ∆t =

= 1,44 mmtVCDN1 = tSP + ∆t = 15 + 1,8 = 16,8 mm;

tVCDN2 = tSP + ∆t =12 + 1,44 = 13,44 mm;n : số tầng máy ép

τ : Thời gian một chu kì ép ván, phút; τ = ∑

τ *Tính thời gian cho một chu kì ép

- τ1: thời gian nạp ván

τ =

, phút;

Trong đó : Li : hành trình nạp của ván thứ i L = LT + ( 100 ữ 120 ) mm;

Chọn L = LT I + 120 = 1910 + 120 =2130mm; L = LT II + 120 = 2630 + 120 = 2750 mm;

vN : vận tốc nạp ván ( = 100 ữ 150 mm/s ) Chọn v = 150 mm/sb : thời gian đóng mở cơ cấu ( 3ữ 5 ) s Chọn b = 5s

τ = 5 0.32150

ESB **

+ với tấm đáy là kim loại, tTD = 5mm;

+ với tấm đáy là lới kim loại, tTD = 1.5mm;Ta lấy tTD = 5mm

h0 : khoảng trống để đa phôi vào (h0 = 50mm );hI = hII = 150 + 5 + 50 = 205, mm;

vd : vận tốc đóng khoang máy ép (vd = 20 ữ 60 ) mm/sChọn vd = 60 mm/s

tT2 – tESB2 = (2 ữ 4)*tSP2lấy tT2 – tESB2 = 4* tSP2

tESB2 = tT2 – 4*tSP1 =120– 4*12 = 72 mm



-τ4 : Thời gian duy trì áp suất max, phút;

τ = f(tuỳ thuộc vào loại keo, thông số kĩ thuật của keo, P , T0 ,MC, tSP…lựa chọn τ 4 cho phù hợp).

Phơng pháp hiện đại τ4= 0.1ữ 0.6 phút/mm chiều dày sản phẩm;

Ta dùng phơng pháp hiện đại, sử dụng keo U-F với máy ép nhiệt nhiều tầng, nhiệt độ ép 160 ữ1800C nên chọn

τ =4spI τ4spIII = 0.1 * 10 = 1,0 phút;- τ5: Thời gian giảm áp , phút;

τ = f(nhiệt độ, áp suất, loại chất kết dính sử dụng, chiều dày sản phẩm); tSP = 19 ữ 32mm τ5 = 3 ữ 5 phút;

tSP < 19mm τ5 = 2 ữ 3 phút; Do tSP1 = 15mm < 19mm, nên ta chọn

τ 5spI = 2 , phút; τ5spIII =2.5 , phút;

- τ6 : Thời gian mở khoang máy ép , phút;

 −−

Trong đó : y : độ co ngót khi ép nhiệt

y1 = *100

,%

, %; Với : tV = tSP1 = 15mm

tP = tESB = 90mm

y1 = *10090

= 16,66 %; vM : vận tốc mở kh

 −−

 −−

= 0.048 * n , phút

- τ7 : Thời gian dỡ ván phút τ7 = τ1(dỡ ván đồng thời)

τ7spI = spI

τ = 0.32 phút =

= spIIspII

τspI =0.32+0.0319*n+0.083*n+1+2+0.0433*n+0.32 = 3,64 + 0.1582 * n , phút

τspII= 0.389 + 0.0369*n + 0.083*n + 1 + 2,5 + 0.048*n + 0.389 = 3,278 + 0.1679*n , phút;

QI =

( m3/h) QII =

Trong đó : A = 30,000 m3/năm;H = 8 giờ;

D : số ngày trong năm, 300 ngày;

C : sè ca lµm viÖc trong ngµy, 2 ca;

Sè m¸y Ðp trong xëng lµ:

m= 3816,25312+182, *n,1875*n

Chän m = 1 co: n = 29,3 tÇng chọn n=30 tầng

VËy ta cã sè m¸y lµ 1 m¸y, mçi m¸y 30 tÇng, mçi tÇng cã chiÒu cao h = 205mm ChiÒu cao tæng c¸c khoang m¸y Ðp lµ :

h’ = 30 * 205 =6150 mm ;

Víi n = 30 ta tÝnh l¹i n¨ng suÊt cña tõng lo¹i lo¹i s¶n phÈm

QI' =QTB *PI =6.310*55%=3,471 m3/ h; QII' =QTB *PII =6,310*45%=2,839 m3/ h;

phÇn hai

tÝnh to¸n nguyªn liÖu

1 Nguyªn liÖu gç

Tính chất của nguyên liệu có ảnh hởng lớn đến tính chất của ván Vì vậy trong sản xuất ván dăm cần phải sử dụng nguyên liệu hợp lí Khi dùng các loại gỗ khác nhau để sản xuất ván dăm có cùng khối lợng thể tích thì gỗ có khối lợng thể tích nhỏ cần một lợng lớn hơn gỗ có khối l-ợng thể tích lớn Cờng độ của gỗ càng cao thì cờng độ của ván càng cao Do vậy khi sản xuất ván dăm, tốt nhất là dùng loại gỗ có khối lợng thể tích nhỏ và cờng độ chịu lực cao, γ = 0.4ữ0.6 g/ cm3;

- Gỗ không đợc mối mọt, rỗng ruột.

- Lợng vỏ trong ván < 10% tính theo khối lợng

- Gỗ tơng đối mềm đồng đều về các phơng, không có giác lõi phân biệt.

- Gỗ tận dụng từ rừng tỉa tha, phế liệu của xởng xẻ mộc, đa dạng về chủng loại và kích thớc.- Nguyên liệu băm phải có MC = 40ữ60% ;

- Theo yêu cầu về sản phẩm cần phảI thoả mãn các thông số kĩ thuật sau+ Độ bền kéo vuông góc IB ≥ 3.5 kgf/ cm3

+ Cờng độ uốn tĩnh MOR ≥ 130 kgf/ cm3 + Sai số kích thớc l / b = 0, 3 mm

+ Trơng nở chiều dày Δs ≤ 12%

Ta chọn nguyên liệu gỗ gồm 3 loại chủ yếu sau : 1) Gỗ tỉa tha, chiếm tỉ lệ 50%

2) Ván mỏng vụn + lõi gỗ bóc 30% 3) Đầu mẩu + bìa bắp 20% Mặt khác ta có γSP = (1.2 ữ 1.8)* γNL

chiều dày dăm tM = 0.1ữ 0.25mm, lấy tM = 0.25mm; độ thon của dăm ==100ữ200

1.2.Tính lợng gỗ cho 1m3 sản phẩmQYC = QCT * K

Trong đó : QYC : năng suất yêu cầu, m3/ h; QCT : năng suất cần thiết, m3/ h;

K : hệ số mất mát nguyên liệu trong quá trình sản xuất ván* Tính K : K =∏

LL

K4 : hệ số mất mát do đánh nhẵn

K4 = 1.06 ữ 1.12, lấy K4spI =K4spII = 1.12

K5 : hệ số mất mát do quá trình lấy mẫu kiểm tra chất lợng sản phẩm, K5 = 1.01K2 = 1.15 * 1.35 * 1.112 * 1.12 * 1.01 = 1.953

Pi = ( 10; 12.8; 14%; ), Chọn Pi = 12%

MCi : độ ẩm ban đầu của nguyên liệu trớc khi sấy MCi = 30 ữ 40%, Chọn MCi = 40%

MCESP : độ ẩm cuối cùng của sản phẩm, MCESP = 8%

KVS : hệ số co rút ván khi sấy (KVS = 5ữ10%), Chọn KVS = 10%

+ Đối với sản phẩm I :

(10012) (*1008) 1,0017

( m3/ m3)

( m3/ m3)

+ Đối với sản phẩm II :

( m3/ m3)

( m3/ m3)

QYCMspI = 1,0017 *1.953= 1,954 (m3/ m3)

Q = 1,02926 *1,745 = 1,954 (m3/ m3)

Q MspIYC

Q + QYCLspI = 1,954+ 1,954 = 3,75 (m3/ m3) + §èi víi s¶n phÈm II :

Q 1,101 *1,93 = 2,125 (m3/ m3)

Q 1,32 *1,72 = 2,2704 (m3/ m3)

=+ spII

ta SP

(2)

tL =

tb SP

(3)γSPI = 0.6 g/cm3

γSPII = 0.66 g/cm3

Chän γ MspI =γMspII = 0.9 g/ cm3

S¶n phÈm I cã kÕt cÊu a : b : a = 1 : 3,5: 1, thay vµo c¸c c«ng thøc (1,2,3) trªn ta cã :

0,435

tM = 5,455

tL = 9,545

**γ

Pi : lîng keo kh« kiÖt so víi d¨m kh« kiÖt;

Keo dïng cho d¨m líp mÆt : 10 ÷ 12% , lÊy PM = 12%; Keo dïng cho d¨m líp lâi : 7 ÷ 9% , lÊy PL = 9%; ** §èi víi s¶n phÈm I :

(kg)- Lîng d¨m líp mÆt cho 1m3 s¶n phÈm lµ :

( kg) GSPI =GM +GL = 9,0895 + 10,883 = 19,9725 (kg)

( kg)

( kg)- Lîng d¨m líp mÆt cho 1m3 s¶n phÈm lµ :

(kg)

- Lợng dăm lớp mặt trung bình cho cả 2 loại sản phẩm là :

(kg)- Lợng dăm lớp mặt trung bình cho 1m3 sản phẩm là :

** Lợng nguyên liệu để sản xuất 1m3 sản phẩm (nguyên liệu thực có trong sản phẩm)+ Đối với sản phẩm I : VM =L*W*tM = 1830 * 1220 * 5,45 = 12167670 (mm3 )

12167670 = m3

=+

ở phần đầu ta có thể tính đợc lợng nguyên liệu yêu cầu để sản xuất dăm mặt và lõi của từng sản phẩm là QYCMspI , QYCLspI , QYCMspII , QYCLspII có nghĩa là : 1m3 dăm lớp mặt cần QYCMspI m3 nguyên liệu cho lớp mặt Vậy XI m3 sản phẩm I cần qMspI m3 nguyên liệu

qMspI = XI* QYCMspI m3/ m3 ;

= 0,3635* 1,953 = 0,71 m3/m3tơng tự ta có : spI =

q 0,6354 * 1,745 = 1,1088 m3/m3

q 0,351 * 1,93 = 0,667 m3/m3

q 0,649 * 1,72 = 1,1163 m3/m3

Vậy :1m3 sản phẩm I cần qspI =qMspI +qLspI , m3 nguyên liệu; = 0,71 + 1,1088 =1,8188 (m3 ) 1m3 sản phẩm II cầnqspII =qMspII +qLspII

= 0.667 + 1,1163 = 1,7833 (m3)

Ta tính thêm qTBM và qTBL của 2 sản phẩm tức là trung bình khi sản xuất cả 2 sản phẩm cùng lúc thì cần qTBM m3 nguyên liệu cho dăm lớp mặt và qTBL m3 nguyên liệu cho dăm lớp lõi.

(m3/ m3 )

1.3 Tính toán nguyên liệu cần cho dây chuyền * Lợng nguyên liệu cần tiêu hao trong 1 năm

q = qM + qL

Trong đó : qM , qL : lợng dăm lớp mặt, lớp lõi khi sản xuất cả 2 sản phẩm

* Tính từng loại nguyên liệu cần cho xởng trong 1 năm :

= m3/năm- Lợng đầu mẩu + bìa bắp : *55167 11033,4

= m3/năm* Tính lợng tiêu hao gỗ trong 1giờ m3/h;

- Chất phụ gia :

+ Chất chống ẩm : paraffine nóng chảy (0.4ữ1%) lợng dăm khô tơng ứng;

+ Chất chống cháy : NH4PO4.3H2O hoặc dùng poly vinyl clorua+ Chất bảo quản : CuSO4 (2% lợng dăm khô kiệt)

Trộn keo cho lớp ngoài và hạn chế khả năng đóng rắn keo trong quá trình trộn dăm keo - Đối với sản phẩm I ta chọn loại keo U-F có thông số kĩ thuật :

Hàm lợng khô : 50 ữ 70%pH bảo quản : 8

pH sử dụng = 6

Độ nhớt tính thông thờng (30ữ50)*10Pa.s* Đơn pha chế keo CTY Gỗ CầU ĐUốNG

ureformaldehyde 100 w-pNH4Cl 0.3 w-pAmon 0.2 w-pFormalin (40%) 217 w-pUretropin (97%) 1.5 w-p

== spIIspII K

K’2 : hệ số mất mát khi đánh nhẵn, lấyK4spI =K4spII = 1.12K’3 : hệ số mất mát khi kiểm tra chất lợng sản phẩm

K spI =K'spII =3'

K' 1.005 *1.01 *1.15 = 1.17 * Tính GCT : GCT =

( ESP) ( i)

kg/ m3sp

Với : γSPi : khối lợng thể tích của từng lớp , g/ cm3γSPI (γV) = 0,6 g/cm3 ; γSPII = 0,666/cm3

== spII

M γ

- §èi víi s¶n phÈm II

LLspICT K

LLspIICT K

=+ LspII =

- Lîng keo dïng trong 1 n¨m cho s¶n phÈm I : GYCspI =PI *GYCTB1n kg/n¨m

1005520000*

517,516

amon

0.6004319

m kg/m3 ;

+ Keo líp mÆt :

6,013116

0,5116

≈=

T0 =160 ± 5 0C 170 ± 5 0C

S¶n phÈm I S¶n phÈm II

P

xuất bản nông nghiệp, hà nội – 2003 Trang 402

Ta chọn máy băm dăm kiểu trống có năng suất định mức 7m3/phút = 420m3/h;* Năng suất nhiệm vụ NNV

Ta đã có NSTB của xởng trong 1giờ để sản xuất 1m3 sản phẩm là QTB = 6,193 m3/hLợng gỗ yêu cầu để sản xuất 1m3 sản phẩm trong 1giờ là Q1h = 12,1125 m3/h NNV =QTB*Q1h =6,193*12,1125=75,013 m3/h;

+ Đặc tính kĩ thuật của máy băm dăm kiểu trống

Loại máy DY-2A (Nga)

Ta giả thiết rằng chỉ đập dăm lớp mặt, dăm trớc khi đập không đồng đều, MC thấp.

xuất bản nông nghiệp, hà nội – 2003 Trang 415

Ta chọn máy đập dăm kiểu búa có năng suất định mức NDM = 1500*0.035 = 52.5 m3/h;* Năng suất nhiệm vụ NNV :

NGM Fmh

NN

Phụ thuộc vào kết cấu sản phẩm, trải thảm có 2 nhiệm vụ - Định lợng đúng khối lợng thể tích

- Thực hiện quá trình phân loại

Yêu cầu : tạo cho đồng đều về mật độ dăm, thiết bị trải thảm lên khuôn tối thiểu phải trải ợc thảm rộng 1320mm, thời gian trải thảm lên khuôn cho sản phẩm nhỏ hơn thời gian một chu kì của sản phẩm có chu kì ép ngắn nhất

đ-Chọn thiết bị trải thảm bằng sức gió, mỗi thiết bị trải thảm kèm theo 1 cân định lợng để điều chỉnh lợng dăm trong sản phẩm.

8 Các loại thiết bị khác : + Máy rọc cạnh,

+ máy đánh nhẵn kiểu trục có 4 trục gồm 4 loại nháp khác nhau theo yêu cầu sản phẩm.

Trén keo

Xö lÝ cuèi

Kho

M¸y sÊy d¨m

M¸y ®Ëp d¨m

M¸y sµng d¨m

M¸y trén d¨m

m¸y tr¶i th¶m

Tñ ®iÒu khiÓn

B¶ng §K

Bµn®iÒu khiÓn

Giá thành sản xuất ván dăm có thể đợc phân bổ nh sau :

Nếu chúng ta sản xuất ván dăm với tỷ lệ các loại nguyên liệu đã tính toán ở các phần trớc là 1:3,5:1 thì giá nguyên liệu là:

Giá nguyên liệu =3,5.2,075.560 000/(3,5+1+1) +1.2,075.250000/(3,5+1+1) +1.2,075.150 000/(3,5+1+1) =890 363(đồng/m)

Tỷ lệ ván 1:5:1 thi giá nguyên liệu là:

Giá nguyên liệu =5.2,075.560000/7 +1.2,075.250000/7 +1.2,075.150000/7 =948 571(đồng/m)

kết luận

đồ án môn học ván nhân tạo là đồ án một có mảng kiến thức rộng liên quan đến nhiều chuyên môn khác, cho nên chúng em không thể tránh khỏi sai lầm cả về mặt kiến thức cơ bản Vậy trong quá trình làm đồ án mặc dù đã cố gắng hết sức nhng do kiến thức có hạn cộng với việc tài liệu về máy móc thiết bị chế biến gỗ không có nhiều cho nên việc tính toán chọn thiết bị cho các khâu công nghệ làm chúng em gặp không ít khó khăn, máy móc chọn mang tính hình thức cha có cơ sở khoa học vững chắc Rất mong các thầy và các bạn giúp đỡ , góp ý để em hoàn thiện kiến thức của mình hơn Em xin chân thành cảm ơn!

sinh viên

Hồ Thanh Thường

Tài liệu tham khảo