纖維板課程設計示范-修改簡版

1、纖維板課程設計示范參考一、設計條件n 設計題目：年產(chǎn)3萬m3 MDF車間工藝設計n 原料種類：森林采伐剩余物n 生產(chǎn)方式：干法n 產(chǎn)品規(guī)格：幅面1220×4880 mm2 (4× 16)；厚度：16mm； 密度：0.7g/cm3n 產(chǎn)品結構：漸變結構n 產(chǎn)品質量：符合GB117182009n 工作日制度：年有效工作日300天，班次3班，有效工作小時7.5小時n 占總產(chǎn)量：100* 二、工藝設計原則中密度纖維板主要采用干法生產(chǎn)工藝。一般MDF生產(chǎn)由下列工序組成：備料、纖維分離、施膠、干燥、鋪裝成型、預壓、熱壓、冷卻、鋸裁、砂光以及產(chǎn)品分級入庫等。具體工藝流程見附圖。三、車間組

2、成（一）備料工段 本設計任務書的原料為森林采伐剩余物，因此需要排出雜物。原料經(jīng)水洗、清除金屬雜物與碎石等，可延長磨盤磨片、鋸片等使用的期限，提高熱磨質量。 1.削片：要求木片大小尺寸合格、均勻、切口勻整平滑。木片規(guī)格應在長1630mm、寬1525mm、厚35mm。 2.篩選：木片中的碎屑應該篩除，大木片必須分離再碎，否則影響纖維分離質量。3.水洗：原料中泥沙影響產(chǎn)品質量，而且會損壞磨片，故木片進入熱磨機前，應首先進行水洗。木片水洗多采用上沖水流式水洗系統(tǒng)，洗后木片含水率約56。4.剝皮與去皮：樹皮內纖維含量級低。當原料內樹皮含量超過20時，一般要求進行原料剝皮或木片去皮處理。5.運輸與貯存：木

3、片的運輸設備有皮帶運輸機、刮板運輸機、斗式提升機和氣力運輸機等，本設計采用的是皮帶運輸機。（二）纖維分離 纖維分離是整個MDF生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，也是確保產(chǎn)品質量最重要的工序之一，同時也是能耗最多的工序，因此，此工序的工藝制定與設備選型是很重要的。1.定義：纖維分離是指采用一定的方法，將植物纖維原料分離成所需要的細小纖維的工藝過程。2.基本要求：在纖維盡量少受損失的前提下，將纖維原料分離成單體纖維，并使纖維具有一定的比表面積和交織性能，為纖維之間的重新結合創(chuàng)造必要的條件。3.方法：加熱機械法是將植物原料用熱水或飽和蒸汽進行水煮或氣蒸，然后經(jīng)機械外力作用將其分離成纖維。 加熱機械法中主要有熱磨機法和

4、高速磨漿機法。本設計采用熱磨機法。（三）施膠 本設計采用先施膠后干燥工藝。膠粘劑和其他助劑攪拌均勻后在一定壓力下，經(jīng)管道輸送到熱磨機纖維排料閥噴入干燥管中，在高速氣流作用下，膠霧和纖維相遇而附著在纖維上。 （四）干燥 本設計采用二級氣流干燥法。當含水率高的纖維進入第一級，纖維水分快速蒸發(fā)，含水率急劇下降。當纖維進入第二級干燥管道，熱介質溫度較低，管道較長，纖維有較長的滯留時間，以保證得到優(yōu)質的纖維。 （五）鋪裝成型 鋪裝成型工序是MDF生產(chǎn)中十分重要的一個環(huán)節(jié)，它不僅直接影響制品的各項物理力學性能，而且與板制品的翹曲變形、分層以及其密度、厚度偏差等有關。1.纖維分級：本設計采用自然分選，在鋪裝

5、過程中自然形成，它使板坯由中層到表層產(chǎn)生有粗到細逐漸過渡的漸變結構，工藝流程簡化，動力消耗降低。2.纖維貯存：作用：保證前后工序間的纖維平衡；為使纖維有混合時間；是齊邊、刮平及廢坯等回收纖維的貯存點。3.計量：計量裝置采用的是電子皮帶秤，安裝在成型機上，對板坯帶進行連續(xù)的測量。4.成型：采用真空氣流鋪裝成型機，使纖維沉降而鋪成板坯。由于纖維的沉降借助于真空負壓，可適合不同厚度要求的成型，纖維的沉降速度快，生產(chǎn)率高。（六）預壓 本設計采用連續(xù)式帶式預壓機。板坯在被壓縮狀態(tài)下移動，故需保持預壓機運行速度與成型網(wǎng)帶速度同步。（七）板坯縱橫鋸裁 鋪裝的連續(xù)板坯帶，經(jīng)預壓后邊部不夠整齊，甚至呈松散狀，必

6、須將其裁齊到毛邊板的寬度，稱其為齊邊。（八）熱壓 本設計采用多層壓機。 熱壓機是主要的生產(chǎn)設備，其性能好壞不僅影響生產(chǎn)能力，更影響產(chǎn)品質量，直接關系到經(jīng)濟效益。（九）后期處理1.冷卻：作用：消散熱壓后板中殘留的甲醛；平衡板內的含水率；防止堆垛時，板子上下兩面溫差過大產(chǎn)生翹曲變形。本設計采用專用輪式冷卻翻板機。2.鋸裁：目的在于保證產(chǎn)品規(guī)格和板邊強度。本設計采用圓鋸機。3.砂光：目的是控制成品厚度公差，本設計采用寬帶式砂光機。四、產(chǎn)量、輔助材料的計算和設備的選擇（一）核算日產(chǎn)量1. 確定所需壓機層數(shù)（M）A×tML×b×h×T×k1×k

7、2式中：A：日產(chǎn)量，100 m3； t：熱壓周期，8 min；L：產(chǎn)品長度，4. 88 m；b：產(chǎn)品寬度，1. 22 m；h：產(chǎn)品厚度，0. 016 m；k1：產(chǎn)品合格率，0.900.98，取095；k2：熱壓機利用系數(shù)，0.900.98，取096；T：有效工作時間，每日工作3班，每班有效工作時間7.5h，則：T60×7.5×31350 min。代入上面的公式求得m6.8，圓整后取7層，則：選BY124×813型7層熱壓機(上海板機廠生產(chǎn))， 可滿足設計要求。2. 核算實際日產(chǎn)量h×L×b×T×K1×K2×

8、;m 0.016×1.22×4.88×1350×0.95×0.96×7A t 8102.62m3則實際年產(chǎn)量D為：D10262×30030786m3本設計日產(chǎn)量為100m3，實際日產(chǎn)量為10262m3，超過設計量262<20，則設計合理。（二）原輔材料的概算1. 每立方米MDF中所含絕干纖維量 g0 （ 1p）（ 1w ）式中：產(chǎn)品密度，取任務書中給定的0.7gcm3；p：添加劑占絕干纖維的重量百分比，9%15%，取p10；w：成品含水率，8%10%，取8。代入公式：g00.59 t/m32.原料耗量的計算每年消耗的原

9、料量 D×g0G木 1K式中：D：實際年產(chǎn)量30786 m3；go：每m3 MDF中所含的絕干纖維量，0.59 tm3板；K總：生產(chǎn)工藝過程中的總損失率，其中包括：k1：削片、篩選損失率，kl4555，取5%；k2：熱磨損失率，k2675，取6.5；k3：干燥損失率，k334，取3.5；k4：鋪裝損失率，k423，取2.5；k5：熱壓損失率，k50.50.75，取0.65；k6：裁邊損失率，k63.55，取4.2；k7：砂光損失率，k7510(依板厚定)，取 6.25k8：廢、次品損失率，k8=5。代入公式：K總1(1k1)(1k2)(1k8)0.29則：G木25582（t）按每實積

10、立方米原料約為0.4 t計，每年需原料的實積立方米數(shù)：V實G木/0.463956.8 m33.輔助材料用量的計算：每立方米板在制漿工段所需的絕干纖維量g漿: g0g漿 0.71 t/m3(1k4)(1k5)(1k6)(1k7)(1k8)（1）石蠟用量：g蠟g漿× pl × k加式中：g漿0.71 t/m3； pl：石蠟用量占絕干纖維重量的百分比（0.5%1.2%），取1；k加：生產(chǎn)損耗增加系數(shù)，取1.02；代入公式：g蠟0.71×1×1.02 0.0073 t/m3石蠟年耗量：G蠟 = g蠟×D = 0.0073×30786 224.

11、7 t（2）脲醛樹脂用量：g膠= g漿×p2×k加式中：g漿: 每立方米板在制漿工段所需的絕干纖維量；p2：脲膠用量占絕干纖維重量百分比，（9%12%）取9；k加：生產(chǎn)損耗增加系數(shù)，1.011.05，取1.02；代入公式：g膠= 0.71 × 9 × 1.02 = 0.065 tm3脲膠年耗量：G膠g膠×D0.065×30786 = 2006.6 t（三）主要生產(chǎn)設備的選擇：1. 削片機的選擇： (1) 削片機每班需加工量Q削的計算：MDF的實際日生產(chǎn)量為102.62m3，設削片機為兩班生產(chǎn)，則每班需要加工的纖維量至少為：A削g0A/

12、2 0.59×102.62÷2 30.27 t/班；則，按每實積立方米原料約為0.4 t計:V削 30.27÷0.4 75.68 m3/班 所以，每班實際需加工量為：Q削75.68 /（1-K總）75.68 /（10.29） 106.59 m3/班選型為BXl28型鼓式削片機(鎮(zhèn)江林機廠生產(chǎn))（2）每班實際加工量A削的計算：BX128的標定生產(chǎn)能力為1520m3h，取20實積m3h，若每班工作時間為7.5小時，則:A削 = 20×75 = 150.0實積m3班；（3）削片機臺數(shù)的計算：C削 Q削/A削 106.59÷150.0 0.71數(shù)據(jù)圓整

13、，取一臺；則削片機的設備負荷率為:削= c/10.71÷1712.木片水洗機的選擇： (1)水洗機每班需加工量Q洗的計算：削片機兩班工作，供水洗機三班工作，所以每班需要加工的絕干纖維量為：A洗g0A/30.59×102.62÷320.18 t班；相當于:V洗 20.18÷0.4 50.45實積m3/班每班實際需加工量：Q洗V洗 /（1K總）50.45 ÷（10.29）70.06 實積m3班選型為BQXl314型水洗機(鎮(zhèn)江林機廠生產(chǎn))(2) 水洗機實際可加工量A洗計算：BQX1314標定的生產(chǎn)能力為12實積m3/h，設水洗機每班有效工作時間為7

14、.5h,則：A洗 = 12×7.5 90 實積m3/班(3)水洗機臺數(shù)計算：C洗Q 洗/A洗70.06÷900.778數(shù)據(jù)圓整，取一臺。則：水洗機的設備負荷率為：洗= 0.778÷1 77.8 3.熱磨機的選擇：（1）熱磨機每班需加工量Q磨：Q磨 = Q洗(1k磨)70.06(16.5)65.50實積m3班；選型為BW1915(M122)型(上海板機廠生產(chǎn))；（2）熱磨機實際可加工量A磨的計算：BW1915熱磨機的標定生產(chǎn)能力為120 t日，取100t，則：A磨 = 1003 = 33.3 t班，相當于：V磨= 33.304 = 83.25實積m3班：（3）熱磨機

15、臺數(shù)的選擇C磨 65.50÷83.25 0.787數(shù)據(jù)圓整，取一臺。則：熱磨機的設備的負荷率為：=65.50÷83.2578.74.鋪裝機的選擇（1）鋪裝機每班需加工量Q鋪的計算：Q鋪 = Q磨×(1k鋪)= 65.50×(12.5) 63.86實積m3班 （2）鋪裝機實際可加工量A鋪的計算：選型為M4046(上海板機廠生產(chǎn))，該機有4個鋪裝頭，每個鋪裝頭的鋪裝量為0.71.2 th，取1.0th，則：實際可鋪裝的量A鋪 = 10×75×404 = 75 實積m3h；（3）鋪裝機臺數(shù)的計算：CQ鋪/A鋪63.86÷750.8

16、52數(shù)據(jù)圓整，取一臺。則鋪裝機的設備負荷率為： =0.852÷1=85.25.熱壓機的選擇選型為BYl24×813 七層熱壓機一臺，設備負荷率為100；6.主要設備生產(chǎn)能力的平衡計算：各工序關鍵設備負荷率分別為：削片機：71.0；水洗機：77.8；熱磨機：78.7；鋪裝機：85.2；熱壓機：100%本設計可保證生產(chǎn)過程中的原料供應不致中斷，而前工序生產(chǎn)過剩這一矛盾可采用在工序間設置倉儲設備予以解決，以使整個生產(chǎn)達到平衡。（四）倉儲設施的容積確定：1.為保證生產(chǎn)流程正常的進行，各倉儲環(huán)節(jié)的儲備量計算公式為：Vc = Qw×t×krw，立方米；Vc：儲備量m

17、3；Qw：工序生產(chǎn)量； t：木片儲存時間；削片機兩班生產(chǎn)供3班使用時，儲存時間一般為510h，取7.5h；K:木片堆積系數(shù)，一般為2.132.5，取2.3rw:木片容積重，一般為0.40.6，取0.5； Q洗×0.4 70.06×0.4Qw 3.74 t/h 7.5 7.5Vc3.74×7.5×2.3÷0.5129.3 m3取木片料倉容積為200m3。本設計選用上海板機廠生產(chǎn)的BLC128木片大料倉2個，每個料倉的有效容積為100m3。2.干纖維料倉容積計算： Qw×t×kVf rw式中：Vf：干纖維儲藏量；Qw：即Q鋪，為

18、63.86實積m3班，約合：65.84×0.4÷7.53.41 th；t：干纖維儲存時間，取10分鐘，折合16小時；k：干纖維的堆積系數(shù)，取4；rw：干纖維的堆積密度，取138；代入:Vf86.28 m3取干纖維的料倉容積為100m3，本設計采用上海板機廠生產(chǎn)的X516型干纖維料倉，料倉的有效容積100m3。（五）其他輔助設備的選擇：1.上料皮帶運輸機：選用BZY115020型皮帶運輸機一臺，皮帶寬500mm，長度20000mm；2.木片搖篩：選用鎮(zhèn)江林機機械廠產(chǎn)品，型號BFl420A,生產(chǎn)能力15實積m3h；3.斗式提升機：選用上海板機廠產(chǎn)品，型號D350Q，生產(chǎn)能力25

19、m2h；4.木片皮帶運輸機：上海板機廠產(chǎn)品，皮帶寬500mm，長10000mm，人字防滑帶；5.干燥機組：上海板機廠產(chǎn)品，型號BG2555(X512)，單級式，干燥管總長98m，管徑1000mm，共選2臺；6.電子皮帶秤：上海板機廠，型號BJL125(X542)；7.預壓機上海板機廠產(chǎn)品，型號BY831724，速度1.612m/min,最大線壓力140公斤力cm2；8.冷卻翻板機：上海板機廠產(chǎn)品，型號X563，有效轉動180度，24格；9.縱向、橫向鋸邊機：上海板機廠產(chǎn)品，型號分別為：X565,X566,鋸寬分別為1220mm，4880mm：10.砂光機：上海板機廠產(chǎn)品，型號BSG2613-2K,最大加工寬度1300mm，加工精度±0.1mm；*（六）產(chǎn)品成品、投資回收期的計算：1.成本計算 （1）加工剩余物200元/T,年消耗原料量：G木=27521原料成本=250×27521=688.0萬元：（2）輔助材料成本：石蠟成本=279.48×300083.84萬元：膠成本=2524.7×1200302.96萬元；（3）