【毕业学位论文】（Word原稿）年产80000立方米高中密度纤维板生产工艺设计及其设备选型

南京林业大学本科毕业设计 题 目 ： 年产 80000 立方米高中密度纤维板 生产工艺设计及其设备选型 二 O 11年 5月 25日 摘 要 本设计是根据设计任务书的要求和高中密度纤维板生产工艺设计规范，对年产 80000立方米的高中密度生产线进行设计计算和设备的选型，并对其进行车间布置设计。 对于设计计算，参照了高中密度纤维板生产工艺设计的设计步骤，并结合宿迁福鑫木业提供的设计计算依据。对于设备的选型，为使其能够充分与生产相结合，对高中密度纤维板生产线进行了充分的调查与研究，最终得到比 较优化的设备选型配置。在进行车间布置设计时，充分考虑其水、电、热的供应与空间的合理利用，使生产线能够实现效率最大南京林业大学本科毕业设计 化。 本设计的全部图纸均采用 关键字 ：高密度纤维板、中密度纤维板、设备选型、设计计算 is on of on an 0,000 of to to to be of of to of of to of AD 计总说明书 一设计主要内容： 二设计原则： 段工艺流程及设备布置符合 高 中密度纤维板 工程设计规范 。 南京林业大学本科毕业设计 合人造板机械通用技术条件 品质量：达到 90 中华人民共和国国家标准高密度纤维板和 11718华人民共和国国家标准中密度纤维板所规定的有关中密度纤维板物理力学指标。 三设计标准： 80000 890kg/； 750kg/ 12202440 8算厚度 ) 7 300天 备 料 段 15h/d 其他工段 d 四设计主要思路 由于本设计既要符合高密度纤维板的生产要求，又要符合中密度纤维板的生产要求，故先以设计高密度纤维板为基准，然后调整生产线设备的相关参数，以满足中密度纤维板的生产要求。 五主要技术资料 高密度纤维板各等级物理力学性能 指标项目 特等 一等 二等 合格 密度大于，kg/00 静曲强度不小于， 水率不大于， % 水率， % 密度纤维板物理力学指标 性能 单位 公称厚度范围 京林业大学本科毕业设计 6 12结合强度 曲强度 3 20 弹性模量 700 2200 握螺钉力 板面 N 1000 板边 800 吸水厚度膨胀率 % 15 10 含水率 % 4 13 密度 kg/50 880 板内密度偏差 % ：当板厚小于 15，不测握螺钉力。 目录 前言 . 1 第一章 确定设计年产量 . 2 压周期 T 周 的初步确定 . 2 机层数 n 的确定 . 2 机产能的计算 . 2 南京林业大学本科毕业设计 第二章 工艺流程设计 . 3 片制备、储存运输工段 . 3 维制备、干燥和调供胶工段 . 3 型热压、后处理工段 . 4 光锯边工段 . 4 第三章 年产量 8 万 产线工艺设计计算 . 5 原材料的要求及消耗量的计算 . 5 木材原料的要求 . 5 原材料消耗量的计算 . 5 材原料贮 场面积的估算 . 7 要工序产能计算 . 8 皮 . 8 片 . 8 选 . 9 磨 . 10 维干燥 . 10 纤维料仓 . 10 装 . 11 压机 . 12 板机 . 12 板机 . 12 板机 . 13 边机 . 13 南京林业大学本科毕业设计 光机 . 13 要工序设备选型与计算 . 14 备选型的原则 . 14 备的计算与初步选型 . 15 生产线设备配置及设备清单 . 21 第四章 制胶车间的设计 . 26 胶工艺流程 . 26 脲醛胶的生产 . 26 原料准备 . 26 加成反应 . 28 缩聚反应 . 28 补加尿素进行后缩合 . 29 成品树脂的冷却与稳定 . 29 脲醛树脂的生产设备 . 29 制胶车间设备 . 29 制胶车间厂房要求及设备布局 . 30 设备选型 . 32 第五章 热能中心的设计 . 32 生产线概况 . 33 生产线耗热计算 . 33 生产线的废料量计算 . 34 废料热值计算 . 34 热能中心工艺 . 35 南京林业大学本科毕业设计 工艺系统 . 35 年产 8 万 板板厂热能中心热能分配 . 36 年产 8 万立方米纤维板厂热能中心系统构成及工艺流程 . 37 热能中心主要特点 . 39 第六章 高中密度纤维板生产的转换 . 40 第七章 绘制工艺流程图和车间布置图 . 40 结论： . 40 致谢： . 41 参考文献： . 42 南京林业大学本科毕业设计 南京林业大学本科毕业设计 1 前言 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教与学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。 本人毕业设计题目为年产 80000 立方米高中密度纤维板生产工艺设计及其设备选型。在毕业设计前期，我温习了人造板工艺学、人造板 机械及二次加工设备、人造板加工工艺学等知识，并到相关企业进行了深入的调研以辅助我的设计。在毕业设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能对生产工艺和车间布置进行总体设计，并完成生产工艺流程图和车间布置图。在毕业设计后期，主要进行设计说明书的电子排版整理，并得到老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。 毕业设计的两个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写，使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。 在绘图时熟练掌握了各种工程制图软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 高中密度纤维板生产工艺设计的计算工作量很大，由于自己水平有限，在计算过程中难免会有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。 南京林业大学本科毕业设计 2 第一章 确定设计年产量 压周期 T 周 的初步确定 T 周 = T 压 +T 辅 加压时间按 20s/； T 压 =(8+2) 20=200s； T 辅 中：压机开启时间 T 辅 1 10s； 压机闭合时间 T 辅 2 10s； 装板小车进出 T 辅 3 16s； 动作间隙时间 T 辅 4 4s； 则： T 周 =(8+2) 20+(10+10+16+4)=240s； 机层数 n 的确定 计算条件： 300日 d； 22.5 h h； 2440 1220 8 95% 则： Q=L a b n K d K 60/T 周 80000=2 n 300 60 60/240 n= n=18 层 机产能的计算 18层 4 16多层压机生产 840工作日 300天，日工作 品合格率 95%，其年产量 Q 压 为： Q 压 =(2 18 3600/240 300 95% =82463京林业大学本科毕业设计 3 第二章 工艺流程设计 高密度纤维板 (以木质纤维或其他 植物纤维为原料 ,经备料工段、纤维制备工段、调供胶工段、铺装热压工段、后处理工段、砂光工段加工成密度在 材料采用木材、枝桠材、木材加工剩余物等。 片制备、储存运输工段 本工段包括削片、筛选、木片贮存和运输，为热磨机提供合格的木片。 能满足要求的原料场地，是保证生产质量稳定、外观良好的中密度纤维板的基本条件。应配置面积合适的原料场以便为原料的分别存放和合理搭配提供条件。 原料场的设计，取决当地条件，主要是各类原料的供货顺序和周期。 用装载机（ 或人工）将需削片的原料放在上料皮带运输机上，通过皮带运输机将原料送入削片机切削成合格木片。削好的木片经下料斗落在皮带运输机上，由皮带运输机送到木片料仓储存，由出料螺旋，皮带运输机送入矩形摆动筛，筛选合格的木片再由皮带运输机送入热磨预热料仓，过大木片可由人工送回削片机再次再碎切削后再次送入木片筛分选 ,过细碎料送至废料仓贮存。 木片料仓底部设有螺旋出料器 ,可根据不同木片的需要量 ,按一定转速将木片均匀送在皮带运输机上，再由斗式提升机送到热磨房顶部，通过皮带运输机将木片分别送至热磨预热料仓内。 木片 进入热磨预热料仓前在皮带运输机上设有除铁器，除去金属物，以保护热磨机。 维制备、干燥和调供胶工段 本工段包括热磨、干燥、调、施胶及纤维储存，以提供经施胶的干纤维。 热磨预热料仓中的木片，经喷蒸预热后由振动出料器送入热磨机进料螺旋，形成木塞进入立式蒸煮缸进行软化处理，用射线料位器控制木片软化时间 ,再由拨料器及螺旋将软化后的木片送入热磨机二磨盘间，磨成的纤维，由排料阀送入干燥机或废料储存仓。在喷放管处设置有喷胶装置，磨室体上设喷石蜡孔，按热磨机进入的木片量，反馈调节施胶量。 闪 急式管道干燥机，使纤维在运行中进行热交换，不断蒸发水份，从干燥旋风分离器将湿蒸汽排出，干燥后的纤维，从旋风分离器下部经回转下料器送到计量皮带运输机上 ,通过风送系统将纤维送入铺装机计量仓。 南京林业大学本科毕业设计 4 干燥管道上设有火花探测器，反馈并控制灭火消防系统。 皮带运输机上设有含水率检测仪，用以检测纤维干湿程度，并反馈控制干燥机运行参数。 型热压、后处理工段 本工段包括成型、预压、板坯输送、板坯锯截、热压、凉板及锯边，以提供经预锯的毛边板。 铺装机中的纤维，通过抛料辊及铺装头落到特殊编织的 成型带上，成型带下面的真空箱可调节负压，以使成型板坯的密度达到最佳均匀度，板坯再经扫平辊后送往带透气网带的预压机，以使板坯压缩，增加初强度。板坯在运输过程中按一定规格进行纵切，横截后形成单张双幅板坯 ,再经加速分离后送入多层热压机。 板坯回收料仓设在板坯运输机下，当有不合格板坯时可将其翻入回收料仓进行回收。 多层热压机的装板机上，每层设有皮带运输机及卸板推头，装板机装满板坯后通过小车一次送入热压机内，同时推头把压好的毛板推到卸板机上。热压机为上顶式油缸，快速闭合后热压机按设定的工艺参数自动完成 压板过程。 从卸板机出来的毛边板，逐张送到凉板机上，冷却到一定温度，再逐张进行纵向预锯、横锯后由叉车搬运堆垛存放。 光锯边工段 本工段包括砂光、纵向齐边、检验、分等，以取得定厚、表面光洁的中密度纤维板。 待砂光的毛板用叉车放在辊台上，送入液压升降台，推板器逐张推入砂光机进料辊台，“ 4+4” 定厚宽带砂光机，将毛边板砂去预固化层，达到要求的厚度及光洁表面；砂光后的毛板由纵 横锯 将毛板加工到规定尺寸；成品板按一定质量等级经出板运输机送至液压升降台上分别堆放，堆置到一定高度后由叉车取 走。至此，成品板经检验。分等即可打包入库。 砂光粉尘经除尘风送系统由布袋除尘器收集后落入砂光粉料仓，以供锅炉作喷燃燃料。 南京林业大学本科毕业设计 5 第三章 年产量 8 万 产线工艺计算 原材料的要求及消耗量的计算 木材原料的要求 基本出发点，为改善板的外观色泽，适当控制板的含砂量，有利于延长地板加工过程刀具寿命，也可延长热磨机磨盘工作寿命，要求原料应经剥皮处理。由于水洗工序必须有水处理工程与之配套，无论从投资角度还是使用角度均会大大增加生产成本，故建议暂不考虑水 洗工序。工艺设计中可考虑预留增加水洗工序的位置。 望使用直径在 7050径木长度在4小于 2m。 材原料弯度角应不大于 10。 5%时，木片要进行喷湿处理。 供削片的原料情况为： 马尾松占总量的 70%，直径最大 200小 70 杂木 (阔叶材 ) 占总量的 30%，直径最大 100小 20 原材料消耗量的计算 木材原料的绝对含水率按 100计； 树皮含量按 12计； 成品板合格率按 95计； 削片、筛选得率按 97计； 热磨纤维得率按 97计； 成型得率按 99计； 成品板终含水率按 7计； 成品板砂光按去除 面 )计，砂光部分密度按 1000 施胶量按绝干纤维重量的 12计； 南京林业大学本科毕业设计 6 施蜡量按绝干纤维重量的 1计； 施固化剂量按施胶重量的 1计； 毛板尺寸按 4950 1300 10 设每立方米成品板耗绝对含水率 100的木材原料 A(绝干木材为 G(则 :( G=100 即： A=2G 去除水分后每立方米成品板的重量为 G1( 90 (1=每立方米成品板中含绝干纤维的重量为 G0(2- 4 其中： G2( 每立方米成品板中原胶（ 100） 重量； G3( 每立方米成品板中固化剂重量； G4( 每立方米成品板中石蜡重量； 由： 2 +12%)+ 1%+ 12% 1%=： 考虑到砂光损失，设每立方米成品板砂光前含 绝干纤维量为 G5(而砂光量占毛板重量的比例为 ( 0%，成品板按 890kg/0=每立方米成品板砂光所损失的绝干纤维为： (20% 1000)890=5= 考虑到锯边损失，设每立方米毛板中应含绝干纤维量为 G6(则由： 5毛板面积成品面积 即： 5 ( (2) 南京林业大学本科毕业设计 7 69按计算前提，每立方米成品板中需绝干木材量为 G(则由： G= 工序得率的积 即 G=969 (1) 95% 97% 97% 99% G=1245据 A=2G 即： A=2 1300=2490计算结果可知：生产一立方米成品板需耗绝对含水率为 100的木材原料 2490kg （吨） W=82463 2490 1005333（吨） 1（吨） 热磨机的绝干木材量 12% 205333 2) (1 12% 0200（吨） 2（吨） 热磨机的绝干木材量 1% 即 205333 2) (1 97% 1% 76（吨） 3（吨） 1 1%=10200 3=102(吨 ) 材原料贮场面积的估算 木材堆高按 4 木材堆长度按 30 木材长按 4 木材的实积系数取 堆场主通道按 6 垛间距按 2 南京林业大学本科毕业设计 8 贮存量按 3个月计； 含水率 100%时马尾松木材实积密度取 870kg/世界主要树种木材科学特性中马尾松密度换算得来 )； 木 ： V 木 =W 1000 (3 12) 870 :V 木 =98340 0 4 4=480 30+3+1) (4+3+1)=272 V 木 / )约 205 个； m=272 205 所需的总面积 55760 要工序产能计算 皮 205333吨 ； 300日 d； 15 h h； 100%含水率木材实积密度取 870kg/ 1(吨 ) (300 15) 05333 (300 15)= /h 1= 870 10 得 2m3/h 片 205333吨 ； 300日 d； 15h； 南京林业大学本科毕业设计 9 100%含水率木材实积密度取 870kg/ 12%的树皮含量； 2(吨 ) 若去除树皮则： Q， 2=W (1 (300 15) Q， 2=205333 (1 (300 15) 即 Q， 2=h 若不考虑去除树皮则： Q 2=W (300 15) Q 2=205333 (300 15) 即 Q 2=h 取 )来计算削片实积产量 m3/h): Q 2（ 870 10 2m3/h 选 205333吨 量 W； 300日 d； 22.5 h h； 100%含水率木材实积密度取 870kg/ 12%的树皮含量； 3(吨 ) (1 (300 05333 (1 (300 h 3 (m3/h) 870 10 即： 2m3/h 4 (m3/h) 100%含水率时木片的 堆积密度约在 250(杨木 )尾松 )kg/虑适当留有 余量取小值；则： 南京林业大学本科毕业设计 10 250 10 即 28m3/h 须要求木片料仓贮存有一个班生产所需的木片量， 木片仓的有效容积应为： V 木 =128 8=1024 磨 205333吨 ； 木片绝对含水率 100%； 300日 d； 22.5 h h； 12%的树皮含量； 削片、筛选得率按 97计； 4(吨 ) 2 (1 97% 300 4=205333 2 300 3吨 /h。 维干燥 木片绝对含水率 100%； 13吨 4； 5为： 4=13吨 /h 纤维料仓 5(m3/ 干燥后的纤维含水率为 8%取 8%计； 混合料纤维堆积密度 22 25 kg/ 13吨 5； b. 每分钟干燥机的出料量 V5(m3/ 南京林业大学本科毕业设计 11 +12%+1%+1% 12%) (1+8%) 1000 25 60 即 13 (1+8%) 1000 25 60=10.6 m3/ 个热压周期内所需用的纤维量，设热压周期为 4分钟，干纤维仓保证 4分钟贮料量的有效体积应为： V 6=4=42.4 虑料仓体积有效利用率为 60%，则干纤维料仓名义体积 V 6= V 6 60%=71 铺装 理论上铺装速度应与出板速度相一致， 出板速度 V 出 计算的前提为： 300日 d； 22.5 h h； 4950 2440 1220 8 95% 则：每分钟出 1220 2440为 : N =82463 (1220 2440 8 10 (300 60) N=9张 / 出 = N 2=22.3 m/求 V 铺 V 出 并应适当增加余量； 因此取 V 铺 =22.5 m/ 6的要求 计算的前提： 1420 10 取 V 铺 =22.5 m/ 890 kg/ 南京林业大学本科毕业设计 12 扫平高度以 20%计； 则： V 铺 1420 10 10890 (1 55kg/ 取混合料纤维的堆积密度为 25kg/每分钟计量料仓抛撒纤维松散体积为： V 抛 =355 25= 热压机 表 1 不同板厚的产量 板机 装 计算的前提： 每次装 1张 4 16 的板 , 共分 18次装完； 每次装板的动作间隙取 1s； 热压机层间距为 390 吊笼升降速度为 160mm/s； 装板小车行程 6000 装板小车移动速度 1000mm/s； 生产线标高与底层压板标高的间距为 50 装 的计算 T 装 =(390 2 17+50 2) 160+(18 6000 1000)+18 1 T 装 =T 加 + T 辅 1+ T 辅 2=220s 说明装板过程略快于加压过程，可满足生产要求。 贮板的时间为 t 贮 T 周 = V 铺 =22.5 m/ 则： L 贮 V 铺 t 贮 =60 即： L 贮 至少应有两张板坯的贮存能力。 板机 板厚 压时间 砂光量 辅助时间 年工作时间 日工作时间 合 格率 产量 20s/0s 300d 5% 82463 12 92771 15 97654 18 101205 南京林业大学本科毕业设计 13 卸 计算的前提： 每次卸 1张 4 16 的板 , 共分 18次卸完； 每次卸板的动作间隙取 1s； 热压机层间距为 390 吊笼升降速度为 160mm/s； 卸板行程 6000 出板速度 1000mm/s； 出板机底层标高与出板运输机标高差 100 卸 的计算 T 卸 =(390 17+100) 2 160+(18 6000 1000)+18 1 T 卸 =T 加 + T 辅 1+ T 辅 2=220s 说明卸板过程快于加压过程，可满足生产要求。 板机 的确定 工艺要求热压后毛板至少应有两个热压周期的冷却时间，温度低于 700C。因此冷却翻板机的凉板格数在 1800回转角内应能存放 18 2张毛板，凉板格数 K=18 2 2+2=74 取 K=74格； t 的确定 冷却翻板机出板周期与热压后卸板机出板动作同步， t= 390 160+6000 1000+1=9.4(s)。 边机 锯 的确定 T 锯 t= 锯 4950 s=锯的进料速度 V 锯 1220 s=3 砂光机 砂 的确定 V 砂 =Q H (L+ L)/ H S L B (480Q t Q=82463 300 95%=d H= L= L= B=京林业大学本科毕业设计 14 = S=3 0 t=1过得： V 砂 =25m/ 砂光量为单面 1道砂光应去除 70%余量； 采用三道砂光 =R 160 n h)/(1000 v) R=180mm n=1450 h= h=过计算，在 v=25m/得： 计算，按三班作业采用 砂 =25m/度下砂光是可行的。而采用 道砂光工艺是不可行的。 要工序设备选型与计算 设备的选型与计算，是工艺设计的主体。因为设备直接影响生产能力、产品质量、原料及电、汽的单耗等。在建设投资及生产成 本中，设备费用占有相当大的比重。 备选型的原则 （一） 技术上先进经济上合理 保产品质量。 续化水平，降低劳动强度。 、电、汽单耗，注意环境保护。 （二） 设备的可靠性 设计中所选用的设备一定要安全可靠，坚持经过生产实践考验的原则，不允许将不成熟或未经考验的设备用于设计，以免贻误建设事业。目前国内有很多设备可供选择参考，南京林业大学本科毕业设计 15 在引 进国外设备时，也须进行充分调研和对比，慎重引进。 备的计算与初步选型 按产能计算要求，每小时削片产量 = )； 实积产量 2m3/h； 按产量要求，选择鼓式削片机 设备主要参数如下： 刀辊直径， 800 飞刀数， 2把 进料口尺寸， 240 750辊转速， 650 进料速度， 38m/ 加工原料最大直径： 160片长度： 60 生 产能力（实积）： 38h 主电机功率： 132（可选 110） 料辊电机功率： 4 2油泵电机功率： 重量： 7500形尺寸： 4670 2150 1500按产能计算要求，每小时筛选产量 8吨 /h；实积 2m3/h； 堆积 28m3/h； 按产能要求，选择矩形摆动筛 台 该型机是引进德国技术后，转化设计而成。工作原理是电机通过三角皮带传动，驱动偏心轴，进而使矩形筛体作一定频率的摆动，由于筛体成 60倾角 ，当木片随筛体摆动时，从上至下呈螺旋状轨迹，达到筛选目的。北京森华公司使用的类似结构进口木片筛单台可满足 10万 主要技术参数如下： 筛选能力 120h(