挤压型火柴梗切制机

/河北省科技支撑计划项目申请书项目投向：其他项目项目类型:一般项目名称：挤压型火柴梗切制机承担单位：沧州职业技术学院协作单位：泊头市国昌火柴机械科技有限公司项目负责人:霍献育归口管理部门：沧州市科技局申报预算年度:２０10年起止年月:2０1０。01—２010.1２填报日期：２０09／1/5河北省科学技术厅制第一承担单位概况名称沧州职业技术学院地址沧州市运河区学院路邮编06１001组织机构代码(或工商注册号）7４8497０４-－５法人代表霍献育项目负责人霍献育手机办公电话０３17——-205７3７8E—ｍaiｌhuoxｉａny开户名称沧州市财政支付中心（职院）开户银行中国工商银行沧州市河西支行帐号职工总数5７4人技术人员数2９8人中高级技术人员数１69人性质规模其它特征高等院校其他项目内容摘要挤压型火柴梗切制机对火柴木梗生产工艺实现根本改革，由现行的旋切展开法变为挤压成型法。传统工艺旋切展开法使用大型圆木,杨木价格800元/m3,加工1000ｋg木梗需要3ｍ3杨木，成品率只有70％左右，工艺路线长，操作人员多，生产成本高。使用挤压成型法生产火柴木梗，原料选材方便，可使用林区的枝杈木和木材企业的边角料等废弃木材，木材费用35０元/m３，加工1000kｇ木梗只要2m3原料,出梗率可达８5％左右,生产成本大大降低。挤压成型法生产木梗缩短生产工艺流程,精简操作工人,大大减轻工人的劳动强度,降低生产费用,提高了劳动生产率,使火柴的市场竞争力增强。同时实现节能减排要求，充分利用可再生能源,大量的枝杈木材可以作为火柴木梗原料，这些枝杈木材是不尽的能源,使它们变废为宝造福人类，也是一项新能源的开发利用.新型火柴梗切制机，进一步延伸可用来加工生产雪糕木棍和一次性筷子等。关键词火柴梗,切制机，挤压成型法,可再生能源，专利产品技术领域其它在传统产业改造中应用的新工艺、新技术科技活动类型应用研究应用行业木制品制造所属学科1专用机械工程其他学科所属学科2一、项目的立项背景和意义目前,我国火柴工业正处于发展中的最低谷,随着全球环境保护意识的提高,可再生能源的开发利用必将被人们接受。由于石油资源的匮乏和不可再生,废弃打火机对环境的危害等因素影响，火柴作为传统的点火工具仍是大众消费的主体.按专家预测火柴在未来几年的供需呈增长趋势.挤压型火柴梗切制机作为木梗火柴的主要加工设备，可以利用木材加工企业的边角余料、速生林木的枝杈为原料,充分利用这些可再生资源，开发更多的火柴品种，如喜庆火柴、生日火柴、芳香火柴、壁炉火柴、广告火柴、宾馆火柴等。就火柴企业而言设备陈旧失修、带病运转，效率低、质量差、消耗高，影响火柴梗质量和外形美观，新型火柴梗切制机由其加工原理来确保火柴梗的质量，要使中国火柴打入国际市场,改变火柴传统的生产方式方法，研究开发具有自主知识产权的火柴生产设备具有重要的历史意义.二、国内外现状及发展趋势据中国日用化工协会对全国57家火柴企业统计,1996年亏损面达５8％，１9９７年上升到７0％，1９96年57家火柴厂亏损33家，亏损总额为58９7万元,盈亏相抵后，５7家企业亏损面为５8%,而到1９97年前三季度对其数据汇总表明，利税盈亏相抵，亏损额达2３74。1万元，亏损面升为70％以上,火柴全行业破产10家,转产１3家,兼并５家,转移到乡镇的５家，停产一年以上的9家，总计４３家。截至１９99年11月底,整个行业中，原老火柴厂存在的不足100家，能够正常生产的不到6０家。２005年全国火柴工业达到最低谷，分析其原因有三方面：一是原材料因素，在火柴生产原料上,木材占成本的4５%左右。我国人均森林资源十分有限，虽然木材种类繁多，但能用作火柴的却寥寥无几.北方多用杨木作梗，南方是松杂木。据统计1996年火柴梗一项就消耗了3２.5万立方米的木材，对于一些建厂年代久远的老厂，本地几乎无材可供,不得不四处求购.而火柴市场售价低,无高附加值，从某种方面来看造成资源的浪费.二是市场无序竞争,火柴工业本来就是轻工微利行业,市场看好纷纷上马,急功近利，市场疲软掉头转舵，破产改制。和国际市场相比，因为同样生产1５万件火柴，国内需2０0—30０个工人，成本之高甭再提，除了在生产技术上要革新外，火花印刷质量也应尽快提高，增加火柴、火花收藏魅力,以增高附加值。三是设备陈旧落后，火柴行业的装备普遍落后，有些企业管理不到位,设备陈旧失修、带病运转，生产效率低,产品质量差、消耗高,从而使企业处于低效率、低效益状态下运行，这必然引起资金紧缺，设备更新及科研就更困难。特别是二十世纪80年代后期，乡镇火柴企业大量兴起，火柴生产总量骤然上升，销售量反而逐年下降，市场出现供大于求,业内亏损面更加严重，很多企业根本抽不出资金来搞技术改造，近十多年来，行业的技术状态及设备主体基本停滞不前,目前仍保持国际同行业２０世纪30年代的水平.鉴于上面分析,振兴火柴工业也要从三方面着手，采用挤压成形法生产火柴木梗的新型切制机，生产工艺先进，设备投入费用低，原料来源广泛，不使用大型木材，在确保产品质量的基础上降低生产成本,使火柴产品更具市场竞争力。三、项目主要实施内容、技术路线、技术关键及创新点主要实施内容1、改革木梗制作工艺由木梗火柴生产工艺流程知,原工艺使用旋切机对直径大于200mm的圆木段进行旋片切梗，其工艺过程为:圆盘锯截断→蒸煮软化→手工扒皮→旋切成板（片）→手工修板（片）→切梗机切梗。本研究项目采用挤压成形法生产火柴木梗的新型切制机，采用枝杈木材或木材边角料为生产原料,其工艺过程为:按木梗长度用多片锯截段→蒸煮软化→切制机切梗。2、挤压型火柴梗切制机设计由于采用小型零散木材为原料，为使切梗机满足生产量要求，设计中确定多工位进料切梗,即挤压划切成型法，其工作原理是采用挤压成形工艺,由组合划刀的刀片在进入木料体，通过滚压切割，对木纤维组织进行剂压,使木梗条成形后增加了强度,并且达到表面光滑整洁.新的挤压成形工艺使木梗条在还没有离开木料母体前久一次完成了三个面成形,既减少了加工工序,又能更好的保证木梗条各平面的平行和垂直。新型火柴切制机采用并行多道定尺进料系统、串行多刀挤压划切系统、并行多刀刨刀落料系统.3、新型火柴梗切制机制造。对设计图审核后由专业加工企业制造加工,第一台样机装配试运转成功，满足设计要求的各种运动。全部加工图见附件１。4、新型火柴梗切制机试生产。利用第一台样机进行试生产，经过多次调整和反复试验,生产出合格的火柴木梗。5、针对样机存在问题，修改补充设计。６、新型火柴梗切制机工业试验。7、完善新型火柴梗切制机辅助材料，包括：操作规程，使用说明书，维修手册等。８、投产。三、项目主要实施内容、技术路线、技术关键及创新点挤压型火柴梗切制机技术关键及创新为：1、由现行的旋切展开法改为挤压成型法。技术关键之一是挤压划切工艺参数的确定；2、减少辅助设备,降低工人劳动强度。全新的工艺完成需要全新的加工机械，技术关键之二是切梗机设计与制造,并改装多片锯。3、利用废弃林木，节省木材资源。国家出台一系列保护生态政策,使我国森林覆盖率逐年提高,产生大量的枝杈木材可以作为火柴木梗原料，这些枝杈木材可循环再生，利用它们变废为宝造福人类，也是一项新能源开发利用.技术路线图四、预期目标(技术指标、经济指标、技术创新能力及社会效益）一、技术指标１、极大的提高成品率，出梗率可达85％左右.２、刨切次数：５4次/分；划刀往复挤压5４次/分；火柴梗尺寸1.86×1。８6×３7ｍm；三工位;单机产量：1小时切梗数量1４5８０0根。３、电机:功率2。2ＫW/电压380V/电流5０Ａ/转速1４20rpm二、经济指标1、节约木材资源，大幅度降低木梗条成本。边角原料，无木屑成形，加工10０0kg木梗只要2ｍ3边角原料。2、节约用电用工，减少设备投资和设备维修费用１)挤压成形新工艺一台机械设备(含多片锯，磨刀设备）用电量平均约8千瓦／时，用工５个。而旋切成形工艺每一台套机械设备用电量平均约需要4８千瓦/时，用工约需要20个.２)挤压成形新工艺一台套机械设备投资平均约６万元。其中挤压成型火柴梗切制机3万元，多片锯近２万元（含磨刀设备)，蒸煮设备约１万元.旋切成形工艺一台套机械设备投资平均约２5万元,其中切梗机16万元／台。旋切机5万元/台,大径圆盘截锯机４万元（含磨锯和磨刃具设备）.3)相比较每台套机械设备一次性投资就能减少了近４倍。三、技术创新能力及社会效益1、挤压成型火柴梗切制机适用于个体和小型企业使用，投资小见效快,特别适合大学生创业项目，为大学生提供创业成才之路。２、使用林区的枝杈木和木材企业的边角料等废弃木材，实现节能减排要求。五、项目任务分工及进度安排２010.0１——-——2０1０。0６：新型火柴切制机设计与制造；包括产品设计、修正、审核,制造加工与装配,试车与调整等。20１0．0７-—-－－２01０。１0:挤压成形法生产火柴木梗的生产工艺过程制定,重点是木材挤压划切工艺参数优化,包括划切刀具传动系统和定尺进料传动系统改造。2０10。11－—-2010．1２:新型火柴切制机工业化生产与技术完善.六、现有工作基础、特色和优势沧州职业技术学院作为项目主要研发单位，其研发团队都具有机电产品研发设计经验,主持和参与过多项省市级课题研究。院长霍献育教授为项目总负责人，电气系主任郑春禄教授和机械系主任耿玉香教授分别负责工艺和设备研发，严国庆工程师具有丰富的机械产品设计经验,杨乐硕士和叶巍硕士具有现代机电设备设计的知识和能力.研发团队分工协作，利用图书馆和网络资源，搜集情报资料，以严谨的科学态度,核对每一个数据、每一张图纸，为项目顺利实施奠定了坚实基础。泊头市国昌火柴机械科技有限公司作为项目研发协作单位,具备火柴机械生产制造能力，常年为全国多家火柴厂提供成套设备、配件和技术服务。ﻬ七、经费概算单位：万元（保留两位小数)序号预算科目名称合计专项经费自筹经费1一、经费支出42．3042。3２1、设备费１70１７3(1)购置设备费6064(２）试制设备费9０95（3)设备改造与租赁费20２62、材料费5.805．873、测试化验加工费３0384、燃料动力费1.５01。５9５、差旅费6０6１06、会议费１．50１。5１1７、国际合作与交流费000１28、出版/文献/信息传播/知识产权事务费303139、劳务费3。503。5１4１0、专家咨询费1011511、管理费000１6１2、0０017１3、00018二、经费来源42．３０４２.31９１、申请从专项经费获得的资助００/202、自筹经费来源４2.3/42。321(1）其他财政拨款8/822(2）单位自有货币资金１4.３/1４.３2３（３)其他资金20/2０专项经费拨付进度申请第1年第2年第3年第4年第５年金额比例(%)八、参加人员及分工序号姓名性别年龄证件号码职称学历学位现从事专业单位名称分工01霍献育男54１29０0１X教授本科学士机械设计沧州职业技术学院项目负责人0２郑春禄男47教授本科学士机械设计沧州职业技术学院工艺设计03耿玉香女44教授本科学士机械设计沧州职业