Plaatmaterjalide tootmine (0)

Võrumaa Kutsehariduskeskus
Puidutöötlemise tehnoloogia õppetool
PTO – 07 õpilase
Tõnu Tomson
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Õppeaine
plaatMaterjalide tootmine
Praktiline iseseisev töö
Juhendaja: Taivo Tering
Väimela 2010

Sisukord

Sisukord 2
1. Materjali bilanss . 3
Ülesanne 3
2. Seadmete valik ja arvutus. 7
2.1. Komponentide kulu arvutus laastu ja liimi segamisel . 7
2.2. Laastuvaiba formeerimine. 8
2.3. Laastuvaiba eelpressimine. 9
2.4. Kuumpressimine. 11
2.5. Plaatide kalibreerimine . 12
2.6. Plaatide mõõtu sagimine. 12
13
2.7. Seadmete koondtabel 14
3. Puitlaastplaadi hinna kujundamine 15
3.1 Materjalide maksumuse arvutus 1m3 puitlaastplaadi tootmiseks 15
3.2. Töö mahukuse arvutus 1m3 puitlaastplaadi tootmiseks 15
3.3. Töötasu arvutus 1m3 puitlaastplaadi tootmiseks 15
3.4. Omahinna arvutus 1m3 puitlaastplaadi tootmiseks 15
4. Tsehhiplaan 17

Materjali bilanss.

Materjali bilansi koostamine võimaldab kindlaks määrata tehnoloogilistes operatsioonides kasutatava tooraine ja liimi koguse ning lähtudes sellest tehnoloogiliste seadmete vajaliku tootlikkuse. Materjalibilansi koostamisel lähtutakse tööstuse tunnitootlikkusest ning tootmisprotsessis tekkivatest jäätmetest.

Ülesanne

Koostada materjalibilanss kolmekihiliste lihvitud puitlaastplaatide tootmiseks kogusega 140000 m aastas.
Plaatide formaadid : 2600 x 1200 mm
Keskmine tihedus= 659 kg/ m.
Paksus: 28 mm
Väliskihtide paksus 2 x 5 = 10 mm.
Sisekihi paksus 18 mm.
Materjalibilansi arvutused tehakse eraldi sise- ja väliskihtidele.
Tööstuse tunnitootlikkus
Q =
A – aasta tootlikkus , m
T – aastane tööajafond, tundi
k = 0,8 - 0,9 peakonveieri (pressi) kasutegur
Tööajafondi määramisel tuleb arvestada, et :
päevade arv aastas - 365 päeva
kapitaalremondi kestvus – 30 päeva ( 4 nädalat )
profülaktilise remondi kestvus – 24 päeva ( 52 – 4 = 48 48 : 2 = 24 s.t. iga kahe nädala järel üks päev profülaktiliseks remondiks).
riiklikud pühad - 12 päeva ( vaata kalendrist)
T = 365 – ( 30 + 24 + 12 ) = 299 päeva 299 x 24 = 7176 tundi
Q = = 22,95 m./h
22,95 x 659 = 15124 kg/h
Absoluutselt kuiva materjali kogus ( kg/h ) valmistoodangus, arvestades sise-ja väliskihtide erinevat tihedust (plaatide niiskus 8 % )
G =
1,08 – plaatide niiskust arvestav tegur
- antud kihi paksus, mm
- antud kihi tihedus, kg/m
- lihvitud plaadi paksus, mm
Tiheduste erinevus sõltub kihtide puiduosakeste fraktsioonilisest koostisest, niiskusest ja pressimistehnoloogiast. Plaadi tiheduse ja kihtide tiheduse vaheline sõltuvus väljendub järgmise valemiga
= +
Arvutan väliskihi tiheduse ρv
- väliskihtide tihedus, kg/m
- sisekihi tihedus, kg/m
= 0,25 – 0,50 väliskihtide osakaal ( antud juhul 0,35 % )
= 0,50 – 0,75 sisekihi osakaal ( antud juhul 0,65 % )
Seega
= 777,85 kg/m≈693 kg/m3
= 778 kg/m
Saades väliskihtide tiheduseks
= 778 kg/m, leiame väliskihtide absoluutselt kuiva materjali koguse
G =
= 5904 kg/h
Võttes sisekihi tiheduseks = 693 kg/m, leiame absoluutselt kuiva materjali koguse sisekihis
G =
= 9466,8 kg/h
Absoluutselt kuiva materjali kogus väliskihtides enne lihvimist ( summaarne lihvimiskadu 1,3 mm).
= 6671 kg/h
Lihvimiskadu 6671 – 5904 = 767 kg/h
Materjali kaod plaatide lõikamisel formaati
x 100 = 4,36 %
9,8 x 2,67 – pressi alt tulnud plaatide formaat enne lõikamist
2,6 x 1,2 - plaatide formaat pärast lõikamist
8 – lõigatavate plaatide arv pressi alt tulnud plaadist
Absoluutselt kuiva materjali kogus plaatides enne formaati lõikamist on:
väliskihtides
= 6975,11 kg/h
sisekihis
= 9898,36 kg/h
90 % jäätmetest suunatakse pärast peenestamist sisekihi kuiva laastu punkrisse . Seega tagastatava materjali kogus
[( 6975,11 – 6671) + (9898,36 – 9466,8)] x 0,9 = 662,1 kg/h
Kaod laastupakettide formeerimisel
= 3,1 %
9800 – laastupaketi pikkus formeerimisel
Formeerimismasinaid läbiva absoluutselt kuiva materjali kogus
väliskihtidele
= 7198,22 kg/h
sisekihis
= 10215 kg/h
Väliskihtide absoluutselt kuiva materjali kadu
7198,22 - 6975,11 = 223,1 kg/h
Formeerimismasina piirdekarpidest suundub laastumass pneumotranspordiga sisekihi formeerimismasinasse. Seega on segistist väljuva sisekihi absoluutselt kuiva materjali kogus
9898,36 - 223,1 = 9675,2 kg/h
Olgu liimi kulu väliskihtidele 12 % ja sisekihile 8 %.Absoluutselt kuiva liimi kogus on seega
väliskihtidele L =
= 771,2 kg/h
sisekihile L =
= 716,6 kg/h
Segistisse suunduva absoluutselt kuiva puitmaterjali kogus on
väliskihtidele 7198,22 - 771,2 = 6427 kg/h
sisekihile 9675,2 - 716,6 = 8958,6 kg/h
Punkritesse suunduva absoluutselt kuiva laastu mass koos tagastatavate jäätmetega on
väliskihtidele 6427 - 767 = 5660 kg/h
sisekihile 8958,6 - 662,1 = 8296,5 kg/h
Kaod kuivatamisel moodustavad väliskihtidele laastust 3 % ja sisekihi laastust 2,5 %. Absoluutselt kuiva laastu kogus enne kuivatamist on
väliskihtidele
= 5835 kg/h
sisekihile
= 8509,2kg/h
Kaod puidu järkamisel, purustamisel ja laastu transportimisel olgu 5 %. Absoluutselt kuiva puidu vajadus on
väliskihtidele G=
= 6142,1 kg/h
sisekihile G =
= 8957 kg/h
Niiske materjali kulu leidmiseks saab kasutada valemit
väliskihtidele G= 11056 kg/h
w – materjali niiskus %
sisekihile G= 16122,6 kg/h
Puidu kulu arvutamiseks tihumeetrites saab kasutada valemit
V = V + V = 37,5 tm/h
Q = 693 kg/m sisekihi tihedus
Q = 778 kg/m väliskihi tihedus
V - puidu kulu sisekihile, 25,37 tm
V - puidu kulu väliskihtidele, 9,93 tm
Puidu erikulu 1 m plaatide valmistamiseks
E =
= 1,63 tm / m
Puittooraine aastane vajadus on
140000 x 1,63 = 228200 tm
Liimi erikulu absoluutselt kuivale materjalile arvutatult on materjali bilansi järgi
L=
= 64,82 kg/m
Olgu liimi retseptuur % -des järgmine: väliskihtides sisekihis
Vaik 87,78 83,56
25 % NH4CL vesilahus 0,58 7,56
Vesi 7,18
60 % parafiini emulsioon 4,46 3,17
Lisandi vesilahus - 5,72
Vaigu kulu % -des 28 mm paksusele plaadile antud juhul oleks
87,78 x 10 = 877,8
83,56 x 18 = 1504
-------------------
2381,8 : 28 = 85 %

Seadmete valik ja arvutus.

Seadmete valikul tuleb lähtuda materjali bilansist ja tehnoloogilisest skeemist. Kui valitud seadme tootlikkus ei vasta vajalikule tootlikkusele, tuleb leida seadmete arv järgmise valemi alusel:
N =
- materjali bilansiga määratud vajalik tootlikkus
- valitud seadme tootlikkus
Valitud seadmed kanda seadmete koondtabelisse (tabel 1)

2.1. Komponentide kulu arvutus laastu ja liimi segamisel.

Segistisse suunduva niiske laastu ja absoluutselt kuiva laastu masside vahelist seost väljendavad järgmised valemid:
g = kg/h
g =
kg/h
g - absoluutselt kuiva laastu kulu, kg/h
g(sise)= 8958,6 kg/h g (välis)= 6427 kg/h
g - niiske laastu kulu, kg/h
w - laastu niiskus, % (vaata lk.9.) 21
Arvutada g(sise) ja g(välis)
g w s =
= 9227,3 kg/h g w v =
= 6619,8 kg/h
Liimi kulunorm avaldub valemiga
p = pi + p i= 12 x 0,35 + 8 x 0,65 = 9,4%
p- liimi kulunorm väliskihile, 12 %
i - liimi kulunorm sisekihile, 8 %
p - väliskihi osakaal 0,35
i - sisekihi osakaal 0,65
Arvutuslikult leitakse liimilahuse kulu sise- ja väliskihtidele järgmiselt:
v=
= 1113,8 kg/h
v=
= 878,3 kg/h
kus p – liimi kulunorm, 9,4%
- absoluutselt kuiva laastu kulu, kg/h
- niiske laastu kulu, kg/h
k – liimi kontsentratsioon, % (välisk. 53-54%; sisek . 60-61%)
- laastu niiskus, 3 %
=1,265-1.285 g/cm liimi tihedus olenevalt kontsentratsioonist.
Liimiga segatud puiduosakeste niiskus sise- ja väliskihtidele arvutada eraldi järgmise valemiga
- laastu niiskus, %
k – liimi kontsentratsioon
p – liimi kulunorm, %
ws = wv =
Formeerimismasinas moodustatava laastuvaiba ( paketi ) keskmine niiskus avaldub valemiga = 8,4x0,35+10,3x0,65=9,6%
- välis- ja sisekihtide niiskus, %
- välis- ja sisekihtide osakaal.
Erinevate kihtide osakaalud leitakse materjalibilansi järgi.
Segistite tehnilised andmed Tabel 1
Jrk. Kiirekäigulised
nr. Näitajad DCM-5 “ Bison ”SFV “Lõdige
EK-30 SFV

Tootlikkus, tonni/h
normaallaastu segamisel 1,0 – 8,0 10,0
peenfraktsiooni segamisel 1,0 – 4,0 - 0,2 – 2,0
2. Võlli pöörlemiskiirus, p/min 770; 970; 1220 600 1460
3. Elektrimootorite võimsus, kW 40 55 15

2.2. Laastuvaiba formeerimine.

Formeerimismasina töörütm on ajavahemik kahe järjestikuse puitlaastplaadi konveierilt mahatuleku vahel.
min. min.
- pressitsükli kestvus, 28 x 8,5+20 = 258sek.= 4,3min
n – üheaegselt pressitavate plaatide arv. 1
- formeerimiskonveieri samm, ( konveieri tugede vaheline kaugus ), 9,8 m
Formeerimiskonveieri kiirus
= =2,27 m/min
Liimitatud laastu summaarne kulu laastuvaiba formeerimiseks leitakse valemiga
G =
= = 50,95 kg/min.
- plaadi tihedus
L – paketi pikkus, m
B – paketi laius, m
- lihvimata plaadi paksus, mm
- välis- ja sisekihtide niiskused, %
- välis- ja sisekihtide paksused, mm
w – valmistoodangu niiskus, %
Liimitud laastu kulu konveieri kiirusel 2-12 m/min võib määrata ka nomogrammiga
( lk. 11)
Formeerimismasina tootlikkus on arvutatav valemiga
Q =
= = 120,48kg/min
s – konveieri samm, m
n – antud kihti formeerivate masinate arv
n= 1 kolmekihiliste plaatide puhul
R- peakonveieri rütm, sek
Firma “Ray-Te” LSKV-1- 256 formeerimismasinate tehnilised andmed.
Näitajad
LSKV – 1 – 256
Laastuvaiba laius, mm
2560
Tootlikkus (max), kg/min
60
Kaalude töötsüklite arv min.
6
Kaalutava laastu mass, kg
13
Elektrimootorite võimsus, kW
15,3

2.3. Laastuvaiba eelpressimine.

Pressimisintensiivust iseloomustatakse surveastmega E
E =
- laastuvaiba paksus enne pressimist, mm
- laastuvaiba paksus pärast pressimist, mm
Surveaste sõltub puiduosakeste suurusest ja kujust , puiduliigist ja puitlaastplaatide tihedusest. Surveastme väärtus on alusplaatidel pressimisel 2,5 – 3,0 ning ilma alusplaatideta pressimisel 3,5 - 4,5. Selline surveaste saavutatakse esimesel juhul pressimissurvel 1 - 1,5 MPa, teisel juhul pressimissurvel 3 – 4 MPa. Laastuvaiba eelpressimisel Kasutatakse ühekorruselisi perioodilisi presse, pideva laastuvaiba eelpressimisel sammuvaid presse, roomikpresse ja valtspresse. Suure tootlikkuse korral on soovitatavad pidevpressid, sest perioodiliste presside minimaalne töötsükkel ei võimalda peakonveieri pidevat tööd.
Eelpressimisel kasutatavate perioodiliste presside tootlikkus on arvutatav valemiga
Q ===4,6 m/tunnis
l – formeeritud plaadi pikkus, 4,825m
b – formeeritud plaadi laius, 2,67m
- formaatse plaadi paksus ( enne lihvimist ), 0,0293m
k – peakonveieri kasutamise koefitsient 0,85
t – pressi töötsükkel, 250sek
Peakonveieri pideva töö tagamiseks peab eelpressi töörütm olema kooskõlas kuumpressi ja peakonveieri töörütmiga.
Sammuva ja roomikpressi tootlikkus on arvutatav valemiga
Q= 60
b k= 60 x 1,41 x 2,67 x 0,0293 x 0,85 =5,6 m/tunnis
- formeerimiskonveieri töökiirus, 1,41m/min
Eelpressi aasta tootlikkus on arvutatav valemiga :
Q = T x Q= 7176 x 5,6 = 40185,6 m/tunnis
Aastane tööajafond T = p x z =299 x 24 = 7176 tundi
p= tööpäevade arv aastas
z = tundide arv tööpäevas
Eelpresside arv on arvutatav valemiga
N =
= eelpressi
A – aasta tootlikkus, m
Eelpressimiseks kasutatavate perioodiliste pressi “Difenbacher” Saksa tehnilised andmed.
Näitajad
1.Pressitava paketi mõõtmed, mm pikkus
5650
laius
1850
2. Pressimise aeg, sek
12
3. Maksimaalne surve paketile, MPa
4,0
4. Ülemise plaadi käik, mm
300

2.4. Kuumpressimine.

Laastupaketist liigse niiskuse väljaaurutamiseks kuluv aeg on arvutatav valemiga
t= (w- 6 ) = (9,8-6) x 0,67 x 1 =2,54
w - laastupaketi keskmine niiskus, 10,46 %
- pressimistemperatuuri tegur 0,67
- plaadi tihedustegur 1
Tabel 5
Pressimistemperatuur, ˚ C Plaadi tihedus, kg/m
150 0,90 500 0,85
160 0,78 600 0,90
170 0,67 650 1,00
180 0,58 700 1,10
190 0,52 750 1,20
200 0,48 800 1,30
Puitlaastplaatide tööstuse tootlikkus on määratud põhiseadme- kuumpressi –tootlikkusega. Ühe – ja mitmekorruselise pressi tootlikkus leitakse järgnevalt:
= 17,69 m/ tunnis
== 126974 m/a
T – vahetuse kestvus, 8 tundi
m – vahetuste arv tööpäevas. 3
p – tööpäevade arv aastas 299
n – pressi töövahede arv 8
l – formaatse puitlaastplaadi pikkus, 5,5m
b – formaatse puitlaastplaadi laius, 1,83m
- puitlaastplaadi paksus, 0,0293m
k – peakonveieri kasutamise koefitsient 0,85
t – pressimisaeg, 14x20,3+22 = 306s = 5,1min (lk. 16 karbamiidliimid)
- abioperatsioonide aeg ühe pressimistsükli kohta ( 1,5-2 min).
Roomik - ja valtspresside tootlikkus on arvutatav valemiga:
=60x1,23x0,0293x6x0,85=11,0 m/ tunnis
=60x8x3x299x0,0293x6x0,85=64338,5 m/ aastas
v – pressimiskiirus, m/min (sõltub plaatide paksusest ja pressimistemperatuurist).
Kuumpresside arv on arvutatav valemiga:
N = = pressi (presside arv suur!?)
A – aasta tootlikkus, m

2.5. Plaatide kalibreerimine.

Kalibreerimispinkide tootlikkuse saab arvutada valemiga:
Q = = = 157,3m/vah
T- vahetuse kestvus, 480min
K- tööaja kasutamise koefitsient 0,85
K- masina kasutamise koefitsient 0,8
u – etteandekiirus, 14m/min
b – kalibreeritava plaadi laius, 1,23m
s – plaadi paksus peale kalibreerimist, 28mm
Kalibreerimispinkide arv on arvutatav valemiga
N == pink
m – vahetuste arv tööpäevas.
p – tööpäevade arv aastas

2.6. Plaatide mõõtu sagimine.

Tootlikkus on võimalik arvutada valemiga:
As = m/vah
B – plaadi laius, m
L – plaadi pikkus, m
s – plaadi paksus, m
n – plaatide arv lõigatavas pakis, tk
u – sae eendekiirus, m/min
- Plaadil lõikamist, m
= 0,8-0,83
1,2
2,6
0,028
3
10
7.6
Lõikamise liinide arvu saab arvutada valemiga :
n=
p – tööpäevade arv aastas
W – vahetuste arv tööpäevas
Formaatsaagpinkide tehnilised andmed
Näitajad ДЦ-3 “Behter-Gessner” “Infor”
NSVL 485 Saksa Soome
1. Etteande tüüp läbiv läbiv positsiooniline
2. Töödeldava plaadi mõõdud, mm
pikkus 2000- 3500 kuni 3500 kuni 5000
laius 1200-1750 kuni 1950 kuni 2600
3. Kiirus, m/min.
töölaual 7; 10,2 0 - 15 -
saesupordil - - 0 – 20
4. Saagide arv 4 4 1- eellõike
1 – põhilõike
5. Saeketta läbimõõt, mm 320 350 400 / 450
6. Töödeldava paki paksus, mm kuni 100

2.7. Seadmete koondtabel

Jrk. nr. Seadme nimetus ja tüüp Arv Seadme põhiparameetrid

Segisti DCM-5 3 Tootlikkus: 1-8 t/h
(2 sise- ja Elektrimootorite
1 väliskihile) võimsus:40 kW

Formeerimiskonveier (masin) 1 Laastuvaiba laius: 1890mm
LSKV-1-189 Tootlikkus (max): 47kg/min

Eelpress „Difenbacher” Saksa 8 Pressitava paketi mõõtmed:
5650x1850mm
Pressimisaeg: 12sek

Kuumpress „ Filmann “ 2 Pressiplaat: 5600x2000mm
Töövahede arv: 8
Keskmine sulgemiskiirus: 100mm/sek.

Kalibreerimis -lihvimis pink 1 Etteande kiirus: 12-16m/min
„BSM 4/ 2650 -26-2K Bison“

Formaatsaagpink „Infor” 1 Saesupordi kiirus: 0-20m/min

Puitlaastplaadi hinna kujundamine

3.1 Materjalide maksumuse arvutus 1m3 puitlaastplaadi tootmiseks

J
N
Materjali nimetus
Mõõtühik
Kulu m3-le
Ühiku maksumus
EEK
Maksumus
kokku EEK
1
Puidu kulu
tm
1,63
600
978
2
Vaik
kg
55
8
440
3
25% NH4CL vesilahus
kg
3,24
88
285,12
4
Vesi
kg
1,65
0,02
0,033
5
60% parafiini emulsioon
kg
2,3
56
128,8
6
Lisandi vesilahus
kg
2,3
10
23
7
Lihvpaber
m2
1,71
60
102,60
Kokku
1957,5

3.2. Töö mahukuse arvutus 1m3 puitlaastplaadi tootmiseks

Kuna terve liin töötab ühtlasel tootlikkusel siis ei ole vaja eraldi operatsioonide aegu vaja välja tuua. Liini kiiruseks on umbes =19,5m3/h

3.3. Töötasu arvutus 1m3 puitlaastplaadi tootmiseks

1m3 plaadi valmistamiseks kulub 60/19,5 ≈ 3min.
Töölised on:
Laadija (ettendja) – 1
Purustajal – 1
Kuivatusel – 2
Liimi doseerimise, segistil - 1
Formeerimisel – 2
Mitmekorruselise pressil – 1
Lihvpingil – 1
Formaatimisel - 1
Sorteerimises - 2
Pakkimises – 1
Transpordis - 1
Kokku: 14
Tunni palk on 60 EEK. 60EEK/60min=1kr/min. Ühe m3 puitlaastplaadi tootmisest saab palka 1 töötaja 1x3=3kr. Kokku kulub töölistele 14x3=42EEK/3m.

3.4. Omahinna arvutus 1m3 puitlaastplaadi tootmiseks

Jrk. Nr.
Kulukirjed
Maksumus, EEK
1.
Otsekulud
1.1.
Materjalide maksumus
1957,5
1.2.
Tootevtööliste töötasu
42
1.3.
Maksud tootevtööliste töötasult 33,3%
14
1.4.
Tootmise otsekulud kokku
2013,5
2.
Üldkulud 30% otsekuludest
604
3.
Üldhalduskulud 25% otsekuludest
503,3
4.
Toote omahind
3120,8
1m3-sse mahub 11,4m2 puitlaastplaati. Seega tuleb plaadi hinnaks 3120,8 / 11,4 = 273,7EEK/ m2

Tsehhiplaan

1 – Laadija
2 – Metalliotsija
3 – Purusti
4 – Laastu sorteerimine
5 – Laastu kuivatus
6 – Välimise laastu segisti
7 – Keskmise laastu segistid
8 – Välimise laastu liimitatud segu
9 – Keskmise laastu liimitatud segu
10 – Formeerimise masin
11 – Eelpressid
12 – Mitmekorruselised kuumpressid
13 - Kaalumine
14 – Puhastus masin
15 – Jahutus transportöör
16 – Lihvpink
17 – Pööramis- ja sorteerimisseade
18 – Lahtilõikuse saag
19 - Ladu
13