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

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;

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

15, 16, 24(mm) …

- 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

- Ván dăm đợc kết dính bởi keo Urea - formaldehyde nên trong ván luôn luôn

có hàm lợng formaldêhyde tự do thải ra gây ảnh hởng đến sức khoẻ cuả con ngời

- Ván dăm có độ trơng nở chiều dày lớn do chúng co khả năng hút ẩm từ không khí do vậy với tinh chất này có ảnh hởng rất lớn đến tính chất cơ học của ván

nh về giới hạn bền uốn tĩnh, giới hạn bền kéo dọc thớ, giới hạn bền kết hợp bên trong, giới hạn bền kết hợp bề mặt va lực bám đinh, sau đây là chỉ tiêu về tính chất vật lý và tính chất cơ học của ván dăm

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;

i i

τ

*Tính thời gian cho một chu kì ép

tTD : chiều dày tấm đáy,mm;

+ với tấm đáy là kim loại, tTD = 5mm;

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

tESB1 = tT – 4*tSP1 = 150 – 4*15 = 90 mm

Chọn tESBI = 90 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

60

90 205

* 60

* 60

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

4

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

h

M

ESB

* 100 1

*

* 60

* 90 205

* 60

* 72 205

* 60

* 1582 0 64 , 3

* 674 , 1

* 1582 0 64 , 3

* 1000

10

*

* 8 , 16

* 1220

* 1830

* 80 0

* 93 0

*

+

= +

n

* 1679 0 278 3

* 866 , 1

* 1679 0 278 4

* 1000

* 10

* 44 , 13

* 1220

* 2550

* 80 0

* 93 0

*

+

= +

n Q

P Q

P Q

P Q

II

II I

I

i i i TB

* 1679 0 278 3

* 866 1 45

* 1582 0 64 , 3

* 674 , 1 55

100 100

= +

* 4 ,

312

+

Theo ®Çu bµi th× n¨ng suÊt nhiÖm vô cña d©y chuyÒn khi s¶n xuÊt 2 s¶n phÈm lµ

F = A m3/n¨m, mét ngµy 2ca, 1 ca 8giê, mét n¨m lµm viÖc 300 ngµy

C D H

C : sè ca lµm viÖc trong ngµy, 2 ca;

2

* 300

* 8

* 15 , 29 6 , 610

* 25 6

* 15 , 29 6 , 610

* 4 , 312

25

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

30

* 15 , 29 6 , 610

30

* 4 ,

312 +

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 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;

l 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%

chiÒu dµy d¨m tM = 0.1÷ 0.25mm, lÊy tM = 0.25mm;

i i

K

Víi : K1 : hÖ sè mÊt m¸t khi bãc vá vµ c¾t khóc, th«ng thêng

K1∈ [ 1.13 ÷ 1.15 ], lÊy K1spI = K1spII = 1.15

K2 : hÖ sè mÊt m¸t khi vËn chuyÓn vµ ph©n lo¹i d¨m

K2 = 1.15 ÷ 1.35, lÊy K2spI = K2spII = 1.35

K3 : hÖ sè mÊt m¸t khi räc c¹nh

SP SP

R SP

R SP

W L

W W

L L

*801830

1,112

1220

* 2550

80 1220

* 80

2550

3

+ +

=

spII

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

=

M spI

i

MC P

MC

K

+ +

+

100

* 100

*

* 100

*

*

100 γ

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

(100 12) (* 100 8) 1,0017

* 515 0

40

* 1 0 100

* 6 0

* 100

= + +

+

( m3/ m3)

=

LspI CT

* 515 0

40

* 1 0 100

* 6 , 0

* 100

= + +

+

( m3/ m3)

= +

CT

MspI CT

)8100(

*)12100(

*515.0

)40

*1.0100(

*66.0

*100

=++

+

( m3/ m3)

=

LspII CT

)8100(

*)9100(

*515.0

)40

*1.0100(

*66.0

*

++

+

( m3/ m3)

= +

CT

MspII CT

45031

,255

100100

2

1

=+

LspI YC

=

MspII YC

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

=

LspII YC

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

=

spII YC

025 , 4

45 75

, 3 55

100 100

= +

= + spII

YC

II spI

YC

I

Q

P Q

t

a SP

+

* 2

*

* 2

(2)

tL =

b a

t

b SP

+

* 2

0 , 43

5 , 3 1

* 2

* 5 , 3 9 0

* 1

* 2 60

*2

15

*1

*2

*2

15

*5,3

* 2

* 5 9 0

* 1

* 2 6 ,

*2

13

*1

*2

=

41

*2

12

*4

i i

P MC

MC K

V

+ +

+

100

* 100

*

10

* 100

γi : khối lợng thể tích dăm lớp mặt, lớp lõi, hoặc 1 sản phẩm g/cm3;

KVS : hệ số co rút thể tích khi sấy (5 ữ 10%), lấy KVS = 10%

MCi : độ ẩm dăm lớp mặt, lớp lõi trớc khi trộn chất kết dính;

MCM = 2 ữ 4% , lấy MCM = 4%;

MCL = 1 ữ 3% , lấy MCl = 3%;

MCEU : độ ẩm của sản phẩm đạt yêu cầu , MCEU = 8%;

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%;

4

*1.0100

*9.0

*10

*1220

*1830

*45

,

=+

3

*1.0100

*6.0

*10

*1220

*1830

*54

,

=+

4

*1.0100

*9.0

*10

*1220

*2550

*25,

=+

3

*1.0100

*66.0

*10

*1220

*2550

*

=+

45 9725

, 19 55

100

100

2 1

= +

G E G

(kg)

- Lîng d¨m líp mÆt trung b×nh cho c¶ 2 lo¹i s¶n phÈm lµ :

4965 ,

10

45 0895

, 9 55

100

= +

=

M TB

965 , 1049

45 3

, 967 55

100 100

3 3

3

m kg G

P G

P G

sp m M

II sp

m M I

M I

V V

V X

12167670 = m3

+

2129900412167670

m

=+

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 QYC MspI , QYC LspI , QYC MspII , QYC LspII có nghĩa là : 1m3 dăm lớp mặt cần QYC MspI m3 nguyên liệu cho lớp mặt Vậy XI m3 sản phẩm I cần qM spI m3 nguyên liệu

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

=

spII L

q 0,649 * 1,72 = 1,1163 m3/m3 Vậy :1m3 sản phẩm I cần qspI = qM spI + qL spI , m3 nguyên liệu;

= 0,71 + 1,1088 =1,8188 (m3 ) 1m3 sản phẩm II cầnqspII = qM spII + qL spII

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

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

= +

=

spII M

II spI

M I

TB

M

q

P q

P

667 , 0

45 71

, 0 55

100

=

1089 , 1 1163 , 1

45 1088

, 1 55

100 100

= +

= +

=

spII L

II spI

L I

TB

L

q

P q

P

q

(m3/ m3 )

1.3 Tính toán nguyên liệu cần cho dây chuyền

* Lợng nguyên liệu cần tiêu hao trong 1 năm

q = q M + q L

Trong đó : q M , q L : lợng dăm lớp mặt, lớp lõi khi sản xuất cả 2 sản phẩm

F q

55167 2

* 8

* 300

5,

- 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 :

* TÝnh K’ : K’ = ∏

=

4 1

K' 3

=

= spII spII K

K' 1.005 *1.01 *1.15 = 1.17

* TÝnh G CT : GCT =

( ESP) ( i)

i i

P MC

=

= spII M

spI

M γ

spI L

L

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

Pi : lợng keo khô kiệt/ lợng dăm khô kiệt , % Lấy PM = 12% ; PL = 9%

(

* ) 8 100

(

12

* 9 0

*

105

= +

* ) 8 100

(

9

* 6 0

*

105

= +

(

* ) 8 100

(

12

* 9 0

*

105

= +

*)8100

(

9

*6.0

*

105

=+

= + LspII =

YC

MspII YC

II MspI

YC I

M

TB

G

P G

P

9289.116

456786

.12755

II LspI

YC I

L

TB

G

P G

P

13,58

4560

,6355

II spI

YC I

TB

YC

G

P G

P

85,175

4527

,19155

517 , 5

16

* 300

=

=

−F U

319

3 0

* 28 , 191

* 28 ,

* 28 ,

127

≈

=

−F U

319

3 0

* 6786

* 6786

=

amon

0 6004

319

5 1

* 6786

=

=

−F U

319

3 , 0

* 60 , 63

* 60 , 63

* 60 , 63

100

* 05 ,

2

* 05 , 175

12

* 05 , 175

1

* 05 , 175

1

* 05 , 175

≈

=

Nuoc

m kg/m3 ;

+ Keo líp mÆt :

79 , 100 116

100

* 92

2

* 92 ,

12

* 92 116

1

* 92 116

1

* 92

100

* 13 ,

2

* 13 58

1

* 13 , 58

T0 =160 ± 5 0C 170 ± 5 0C

s

5 , 124

PMax = 3.5 MPa PMax = 3.0 MPa

P1 = 0.4 *PMax = 1.4 MPa P1 = 1.2 MPa

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 Q TB = 6,193 m3/h

Lợng gỗ yêu cầu để sản xuất 1m3 sản phẩm trong 1giờ là Q1h = 12,1125 m3/h

N NV =Q TB*Q1h =6,193*12,1125=75,013 m3/h;

420

013 , 75

+ 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 :

* 25 , 6

=

5 52

09 , 52

Năng suất dăm khô tuyệt đối, khúc gỗ/ h

khi chiều dày dăm, mm

Lợi dụng dòng khí động học để vận chuyển làm sao cho chất lợng dăm đạt tốt nhất và máy

đạt năng suất cao nhất

4 Hệ thống vận chuyển dăm

Chọn hệ thống vận chuyển bằng sức gió

Dung tích 10m3 , sử dụng 2 bunke để chứa dăm sau khi sấy, nghiền và phân loại, 1 bunke

để chứa dăm lớp mặt và 1 để chứa dăm lớp lõi

- 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

đ-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

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

2 vẽ mặt bằng phân xởng

Do không nắm đợc kí hiệu các máy chế biến gỗ nên em không hoàn thành phần này!

Cửamáy băm dăm

Máy sàng dăm

Máy trộn dăm

máy trải thảm

Tủ điều khiển

Bảng

ĐK

Bàn

điều khiển

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

1 Bµi gi¶ng: C«ng nghÖ s¶n xuÊt v¸n nh©n t¹o tËp 1 Trêng §¹i häc L©m NghiÖp (NguyÔn V¨n ThuËn- Ph¹m V¨n Ch¬ng)

2 Bµi gi¶ng: Khoa häc gç

3 M¸y vµ thiÕt bÞ gia c«ng gç tËp 1 (Hoµng Nguyªn) Nhµ xuÊt b¶n n«ng nghiÖp 1983

4.M¸y vµ thiÕt bÞ chÕ biÕn l©m s¶n (TS Hoµng ViÖt)