2. Опис технологічного процесу виготовлення фанерної продукції

Згідно розробленого технологічного процесу цех по виготовленню фанери можна розділити на три відділення:

1. відділення по виготовленню лущеного шпону;

2. відділення по виготовленню струганого шпону;

3. відділення безпосереднього виготовлення фанери.

Кожне із вищезазначених відділень можна розділити на окремий технологічний процес.

Відділення технологічного процесу виготовлення лущеного шпону:

1. Підготовка сировини до лущення, включає в себе наступні операції:

- ГТОД;

- окорювання;

- поперечний розкрій.

Послідовність операцій підготовки сировини до лущення може бути різною, вибрана схема є досить прогресивною і згідно рекомендацій є найбільш оптимальною для виконання даної річної програми.

Подача сировини в цех, вивантаження та завантаження басейнів для ГТОД здійснюється за допомогою консольно – козлового крана ККС -10, який є досить продуктивним згідно розрахункових даних курсового проекту.

Перш за все ГТОД – це дія на деревину тепла, вологих газів, або рідини для надання їй встановлених технологічних або експлуатаційних властивостей. Таким чином, основним призначенням ГТОД є надання деревині пластичних властивостей, що дає змогу отримувати лущений шпон, необхідної для нас якості. Пластичність деревини залежить від її породи, температури та вологості. Так оптимальною температурою нагрівання деревини сосни згідно довідникових даних є температура близько 30……50⁰С (м’який режим) . Час прогрівання залежить від породи та діаметра проварювальних кряжів. Розміри проварювальних басейнів за довжиною лімітуються типом вибраного крана (в даному випадку ККС – 10), а за шириною секції – довжиною кряжів. Дані величини і визначатимуть місткість секцій, кількість яких встановлюється, як частка від потрібної кількості продукції. Розрахунки щодо місткості та необхідної кількості секцій проварювальних басейнів наведені в розділі 5 даного курсового проекту.

Перед проведенням наступної технологічної операції підготовки сировини до лущення – обкорювання – є необхідним проведення операції по пошуку металевих включень. Для цього в лінію подачі кряжів до обкорювального верстата встановлюють верстат по пошуку металевих включень. Проведення даної операції дозволяє збільшити зносостійкість різальних інструментів під час обкорювання, розпилювання на чурбаки та їх лущення.

Обкорювання – це механічне відокремлення кори від деревини. Операція обкорювання дозволяє виявити дефекти сировини. Вона може проходити за різними схемами ( фрикційна дія тупого корознімача, струганням, фрезеруванням, та ін.). Використання того чи іншого методу відокремлення кори залежить від породи деревини. Операція обкорювання має суттєвий недолік: часткове руйнування поверхневих шарів деревини, що є небажаним, так як заболонна частина деревини є найбільш цінною у виготовленні шпону. В розробленому технологічному процесі використовується обкорювальний верстат ОК-35К, технічні характеристики якого задовільняють програму виготовлення продукції.

Поперечний розкрій – поділ фанерного кряжа на чурбаки заданих розмірів з врахуванням припусків на обторцювання, включає попередню розмітку і розкрій. Розмітку проводять для отримання з кряжу відрізків, що мають найвищу якість. Обладнання для поперечного розкрою сировини можна умовно поділити на три групи: круглопилкові верстати, верстати із зворотно-поступальним рухом пилки, верстати з ланцюговою пилкою. Найбільш розповсюдженими є верстати з круглим пилковим диском (балансирні, маятникові). При розкроюванні кряжів великого діаметра ( понад 600мм) більш раціональним є використання ланцюгових пилок. Вони є менш енергомісткі, прості за конструкцією та високопродуктивні. Згідно розробленого технологічного процесу для поперечного розкроювання використовується круглопилковий верстат маятникового типу АЦ – 1, кількість яких, продуктивність та раціональність використання розрахована.

Наступна технологічна операція – одержання лущеного шпону з чурбака, при його лущенні – включає в себе центрування, оциліндрування та лущення. Процес центрування є досить важливим, так як від нього залежить корисний вихід лущеного шпону з чурбака. Центрування чурбаків може здійснюватись за різними схемами, в даному випадку використовується центрування за так званим лазерним методом. При цьому кривизна чурбака оцінюється на ЕОМ, яка визначає оптимальну вісь лущення.

Оциліндруванням отримують куски неформатного шпону, який відкидається на конвеєрі, а стрічка шпону заданої якісно-розмірної характеристики подається до рубального обладнання. У процесі лущення важливе місце займає процес налагодження обладнання. Налагодження включає в себе перш за все встановлення кутових параметрів лущильного ножа по відношенню до притискної лінійки, що лімітує товщину одержуваної стрічки та до осі закріплення чурбака.

Лущення - це основна технологічна операція у виробництві фанери. Лущенням називають процес різання деревини в площині паралельній напрямку волокон, при якому чурак здійснює обертовий рух, а лущильний ніж поступальний рух на чурак. Технічна характеристика використовуваного в даному процесі лущильного верстата ЛУ17-10 задовільняє умови виготовлення продукції. Осердя, яке залишається від чурбака після лущення за допомогою транспортера виводимо з фанерного цеху і подаємо в рубочну машину. Відходи шпон-рванину також за допомогою транспортера виводять з цеху до рубочної машини, де переробляють на технологічну тріску. Даний верстат відноситься до верстатів середнього типу, в порівнянні з верстатами того ж типу він є більш продуктивний і оправдовує своє використання.

Одержана стрічка шпону після лущення поступає на дільницю рубання. Розкрій на форматні листи стрічки шпону може відбуватися наступними способами:

1. протягування стрічки шпону від лущильного верстата до ножниць або вручну, або механічним шляхом і рубання її на ножницях;

2. намотування стрічки шпону на рулон механічним способом або вручну з подальшим переміщенням її до ножниць.

В розробленому технологічному процесі використовується 3 –й спосіб: протягування стрічки шпону від лущильного ножа до ножниць конвеєром, при цьому стрічка шпону безпосередньо на ножниці подається механічним способом. Рубання виконується гільйотинними ножницями , робочим органом яких є рухома траверса, на якій закріплений ніж і контрніж встановлений на рамі. Може також використовуватись рубання на еластичній основі, а також з використанням роторних ножниць. При діленні шпону на форматні листи відповідно 1220×1220 мм передбачаємо припуски на усушку і обрізку. Використовувана схема є досить поширеною, продуктивною та дешевою в обслуговуванні.

Процес складання шпону полягає у використанні двох операцій: подачі відрубаного листа шпону в пристрій для складання та опускання листа на стопу. Після рубання та складання шпону в стопи він подається до операції технологічного процесу сушіння.

Сушіння – це технологічна операція, яка полягає у виведенні зі шпону у навколишнє середовище вологи шляхом випаровування її під час нагрівання. Одним із основних факторів, що визначають процес сушіння є температура агента сушіння. Розрізняють контактний (теплова енергія передається безпосередньо через зону контактування нагріваючого елемента і листа шпону), конвективний (теплова енергія передається внаслідок обмивання його газоповітряною сумішшю) і комбінований (поєднуються схеми попереднїх способів) способи сушіння. За конструкцією сушарки поділяються на два основні типи: роликові та сітчасті. В даному випадку використовуються сушильні роликові сушарки СУР-4, з поперечною циркуляцією повітря. С.к. складається з 9 секцій ( 8-сушильних та 1-охолодження), які сполучені між собою послідовно. Сушарки СУР-4 є застарілими і потребують значної модернізації. Тривалість сушіння шпону залежить від температури а/с, вологості шпону, породи деревини, швидкості та напрямку руху а/с, визначається розрахунковим методом. Сушарки з поперечною циркуляцією СУР-4, СУР-5, СУР-6 мають ряд переваг перед сушарками з поздовжньою циркуляцією: зменшують втрати тепла при сушінні, так як циркуляція повітря відбувається всередині сушарки; збільшується рівномірність сушки; збільшується зняття шпону з 1 м довжини сушарки за рахунок інтенсифікації циркуляції повітря. Сушарка СУР-6 відрізняється від інших відстанню між роликами – 125 мм, в ній можна сушити тонкий шпон. Продуктивність сушарок з поперечною циркуляцією при t_ц = 120 – 180 ˚С вище продуктивності з поздовжньою циркуляцією на 20 – 25%.

Висока інтенсивність сушки забезпечується в сушарках з сопловим дуттям VM3 і СУР-8.

Газові сушарки бувають з поздовжньою циркуляцією і сопловим дуттям. Сушарки з поздовжньою циркуляцією працюють на топкових газах, які отримують від спалювання різноманітних видів палива – твердого (деревні відходи), рідкого (мазут) і газоподібного (природний газ). В сушарках з сопловим дуттям використовується тільки рідке і газоподібне паливо. До газових сушарок відносяться: ЦНДІФ-7, СРГ-50, СРГ-25, СРГ-50-2, СРГ-25М. 50 і 25 вказують на продуктивність сушарки в м³ за зміну.

На даний час впроваджується технологія виготовлення сухого шпону, при якій операції виконуються в такій послідовності: лущення – рубка шпону стрічкою – рубка сухої стрічки на листи. Застосування такої технології дозволяє економити 3–4 % шпону за рахунок зменшення припуску на усушку, підвищити якість шпону, так як на 20 – 40 % зменшується кількість шпону з тріщинами і розривами, збільшити продуктивність праці на ділянці в 2 рази.

В ЦНДІФ розроблена роликова сушарка для сушки стрічки шпону з різною початковою вологістю. В першому ярусі може сушитися шпон із деревини несправжнього ядра берези, ядра сосни, заболонної частини модрини, в другому – шпон із периферійної частини берези, заболоні сосни і ядрового шпону та модрини. В першому ярусі передбачається 1,5 поверха – для сушки і 0,5 поверха – для охолодження шпону, в другому – 2,5 поверха для сушки і 0,5 – для охолодження.

Крім сушарок ЦНДІФ для сушки шпону стрічкою у нас застосовуються сушарки фірми Рауте.

Шпон досягнувши заданої вологості підлягає сортуванню та шпононалагодженню. Сортування шпону виконують згідно якісної характеристики на 5 сортів. Листи шпону , які мають дефектні місця відправляють на операцію шпононалагодження. Дана операція служить для заміни дефектних місць латками на шпоноремонтних напівавтоматах( ПШ-2, VPR-85, VRR-165 та ін). На використовуваному верстаті ПШ-2 окрім вирізування дефектних місць в листах і куска сухого шпону механізована установка латок на клею, після чого листи знову сортують. Сортовані листи шпону піддають ребросклеюванню.

Перед реюросклеюванням проводять операцію кромкофугування, що забезпечує вирівнювання крайок листів шпону. На кромкофугувальному верстаті КФ-9М виконується набір пачки шпону потрібної висоти, встановлення пачки шпону на столі верстата і орієнтація її щодо різального інструмента , обробка крайок, поворот на 180 ⁰ , обробка інших крайок.

Ребросклеювання в свою чергу забезпечує підвищення якості і сортності фанери. Для ребросклеювання використовується верстат РС – 9 , на якому зєднують смуги шпону термопластичною синтетичною ниткою. Нитка накладається на дві зєднювальні смуги, утворюючи зигзагоподібну лінію. Зєднання є міцним, еластичним і забезпечує щільне прилягання крайок шпону.

Отримані листи шпону заданого формату подаються до відділення цеху по виготовленню фанери.

Технологічний процес виробництва струганого шпону складається із наступних операцій : розкрій кряжів на бруси і ванчеси, гідротермічна обробка брусів і ванчесів, стругання брусів і ванчесів на шпон заданої товщини, сушіння шпону, сортування , прирізка, пакування і маркування.

Поздовжній розкрій сировини є одною з важливих технологічних операцій, яка визначає раціональне використання сировини. Для поздовжнього розкрою кряж подається на стрічкопильний верстат ЛБ 150-1. Кряж подається краном-балкою. Тут проводиться поздовжній розкрій за заданою схемою розкрою(ванчесний чотиристоронній)

Для підвищення пластичності деревини проводять її гідротермічну обробку в автоклавах. Ванчеси подаються в автоклави за допомогою траверсного візка. Пропарюють деревину під тиском Р=0,4МПа, t=140С, час прогріву 1-6год.Після гідротермічної обробки ванчеси витримують, залишаючи на вагонетках на заносних шляхах на протязі 1-5год. Мета витримки полягає у вирівнюванні температури по всьому перерізі ванчеса і досягнення її до моменту стругання потрібних обмежень.

Стругання шпону – це зворотно поступальний рух ножам відносно нерухомого матеріалу.Проводиться стругання на горизонтальних шпоностругальних верстатах ДКВ-3000. На шпоностругальний верстат ванчеси подаються за допомогою крана-балки.

Сушіння шпону проводиться в роликових сушарках СУР-5. Після сушіння шпон сортують і укладають у пачки(кнолі) в порядку виходу їх при струганні. Кнолі підбирають за видами і відповідно 1-го або 2-го сорту.

Листи шпону обрізають на гільйотинних ножицях НГ-30. Кноль складається з парних листів шпону.

Пачки шпону упаковують на пакувальних робочих місцях (14). Кожну кноль перев’язують шпагатом один раз при довжині 1м і два рази при довжині понад 1м.На кожній пачці крейдою або олівцем на верхньому листі вказують породу деревини , вид і сорт шпону та кількість шпону у листах та квадратних метрах.

Пачки шпону однієї породи, сорту і розмірів складають у пакети масою від 80 до 500кг. Кожний пакет обгортають двома шарами поліетиленової плівки або двошарового паперу для захисту від вологи. Зверху і знизу пакет обкладають щитами з пиломатеріалів і обв’язують сталевою стрічкою. На пакет наносять такі дані: назва підприємства-виготовлювача і товарний знак; порода деревини; вид шпону; сорт, товщина; кількість шпону у пачках, листах і квадратних метрах; номер стандарту.

Етапи технологічного процесу у клеїльному відділенні фанерного цеху

1. Нанесення клею при допомозі клеєнаносних верстатів. Застосовуємо верстат КВ-18.

2. Холодне підпресування пакетів шпону.

Мета даної операції – одержання пакетів, зручних для транспортування і завантаження в гарячий прес. Виконуємо під пресуванні в однопрольотному пресі – 175×175 виробництва Фінляндії.

3. Пресування – для з’єднання листів шпону у пакет фанери, використовуються преси гарячого пресування – П20.

4. Охолодження фанери.

Ця операція потрібна для зниження температури і вологості фанери, а також для усунення з неї вільного формальдегіду. Охолодження здійснюємо конвеєрним охолоджувачем.

5. Обрізка фанери.

Мета операції – надання фанері розмірів 1220×1220 мм. Використовуємо верстат ЦФА-160.

6. Сортування фанери – дуже трудомістка і важка операція, тому застосовуємо сортувальну лінію.

7. Шліфування фанери виконується на барабанних верстатах ШлЗЦВ-3.

8. Пакетування фанери здійснюють вручну на столах, які обслуговують по два робітники.