人造板课程设计.docx
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人造板课程设计
《胶合板生产工艺学》课程设计
说
明
书
项目名称：
年产2万立方米胶合板生产工艺设计
设计学生：
班级：
学号：
指导老师：
年月日
目录
1.设计任务书3
2.生产大纲拟定5
3.工艺过程7
4.原材料计算7
4.1木材需要量的计算7
4.2胶料需要量的计算10
5.设备需要量的计算10
6.车间设备布置16
《胶合板生产工艺学》课程设计任务书
产品种类：
年产量2万m³胶合板
规格名称
占总产量的百分比（%）
合计（%）
树种
椴木
70
100
水曲柳
30
幅面
1220X2440（4’x8’）
70
100
915X1830（3’x6’）
30
厚度
3mm（三层）
70
100
5mm（五层）
30
胶种
脲醛树脂胶
各种规格胶合板在总产量中的占得份额
胶种
脲醛树脂胶
树种
椴木
水曲柳
幅面
4’x8’
3’x6’
4’x8’
3’x6’
三层
34.3
14.7
14．7
6.3
五层
14.7
6.3
6.3
2.7
合计
70
30
总计
100
编号
规格
树种
幅面
厚度
第一种
椴木
4’x8’
三层
第二种
椴木
4’x8’
五层
第三种
椴木
3’x6’
三层
第四种
椴木
3’x6’
五层
第五种
水曲柳
4’x8’
三层
第六种
水曲柳
4’x8’
五层
第七种
水曲柳
3’x6’
三层
第八种
水曲柳
3’x6’
五层
设计名称：
年产2万m³胶合板的生产工艺设计
一、课程设计内容
胶合板生产工艺一般包括以下内容：
● 根据产品品种拟定工艺流程；
● 计算原材料（包括木材、胶粘剂和其他辅助材料）消耗；
● 设备选型；
● 绘制车间工艺布置图；
● 编写工艺设计文字说明
二、课程设计的要求:
设计说明书一份
计算及说明
备注
一、生产大纲的拟定
1、根据产品规格选择热压机型号
热压机生产某一种规格的产品时，生产率计算公式如下：
Qi=
（米3/班）
式中：
T——班工作时间（分）
N——热压机的工作间隔数
m——每间隔中压制的胶合板张数
δ——胶合板的成品厚度（米）
Fo——成品胶合板的幅面（米²）
K——热压机的工作时间利用系数K=0.97~0.98
Z1——胶合板在压机中的保压时间（设计按每毫米成品厚，压1分钟计）（分）
Z2——辅助操作时间（分）：
这一项包括装卸压机闭合和升压所需的时间。
用人工装卸板时Z2值需现场测定，而用机械装卸则取Z2=40秒。
则：
第一种：
7.5*60*20*1*0.003*1.22*2.44*0.97/（3+40/60）=21.243m³/每班
第二种：
7.5*60*20*1*0.005*1.22*2.44*0.97/（5+40/60）=22.917m³/每班
第三种：
7.5*60*20*1*0.003*0.915*1.83*0.97/（3+40/60）=11.949m³/每班
第四种：
7.5*60*20*1*0.005*0.915*1.83*0.97/（5+40/60）=12.891m³/每班
第五种：
7.5*60*20*1*0.003*1.22*2.44*0.97/（3+40/60）=21.243m³/每班
第六种：
7.5*60*20*1*0.005*1.22*2.44*0.97/（5+40/60）=22.917m³/每班
第七种：
7.5*60*20*1*0.003*0.915*1.83*0.97/（3+40/60）=11.949m³/每班
第八种：
7.5*60*20*1*0.005*0.915*1.83*0.97/（5+40/60）=12.891m³/每班
加权平均生产率：
Qcp=
（米3/班）
式中：
Qcp------热压机的加权平均生产率（米³/每班）
a1,a2……ai-----各种规格的产品在总产量中占得百分率
Q1,Q2,…Qi-----热压机单独生产某种产品时的生产率（米3/每班）
Qcp=100/（34.3/21.243+14.7/22.917+14.7/11.949+6.3/12.891+14.7/21.243+
6.3/22.917+6.3/11.949+2.7/12.891）=17.6099（米³/每班）
热压机的年产量Qy计算如下：
Qy=Qcp*每天的工作班次*年工作日（米3/每班）
T=7.5*60
N=20
m=1
K=0.97
Z2=40秒
计算及说明
备注
Qy=17.6099*2*280=9861.544（米³/每班）
根据年产量选择热压机型号：
给定年产量：
2万m³
考虑热压机的负荷系数：
95%
则热压机的年生产能力为：
2万m³/95%
所需热压机层数：
2万m³/95%/Qy=20000/0.95/9861.544=2.13
最终选择热压机型号为：
BY414×8/8柱式横向热压机
热压机参数：
型号
BY414×8/8
名称
柱式横向热压机
总压力（吨）
800
热压板幅面（毫米）
2700×1370
层数（层）
20
配用油缸数量和直径
层间距（mm）
闭合速度（mm/s）
计算及说明
备注
二工艺过程的确定
原木→锯截→蒸煮→剥皮→定中心→旋切→
中间缓冲贮存库→干燥→剪裁→干单板加工→中间库→芯板涂胶→陈化→组胚→预压→热压→裁边→砂光→检验分等→合板返修→成品入库
三原材料需要量的计算
（一）木材需要量
损耗（工艺损耗与技术组织损耗）系数：
各工序的损耗可按工艺流程的次序来计算：
1、胶合板表面加工：
工艺损耗系数I1=δ/SΦ×100%；
式中：
I1——合板表面加工的工艺损耗系数
δ——表面加工余量（毫米），单面砂光δ=0.1~0.15（毫米）
单面刮光δ=0.15~0.20（毫米）
SΦ——热压出的合板厚度（毫米）
则I1=0.15/3×100%=5%
技术组织损耗归入裁边工序一并考虑。
2、裁边：
工艺损耗系数I2=（F末-F已）/F末×100%;
式中：
I2——合板裁边时的工艺损耗系数；
F末——未经裁边的合板面积（米²）
F已——裁边后的成品合板幅面（米²）
裁边余量通常取为60毫米
则I2=（1.890*0.975-1.830*0.915）/1.890*0.975×100%=9.13%
取I2=10%
技术组织损耗△1,2=3%。
3、热压：
工艺损耗系数I3=（∑S-SΦ）/∑S×100%;
式中：
I3——胶合板热压时的压缩损耗系数；
∑S——胶合板板胚厚（毫米）
SΦ——压出的合板厚（毫米），出压机放置24小时后测定。
I3=15%
技术组织损耗△3=0.5%
4、干单板加工（整理、分等、修补）：
工艺损耗系数I4=10%，I4中包含了技术组织损耗（△4）。
δ取0.15
SΦ取3
计算及说明
备注
5、单板干燥：
工艺损耗系数I5=8%,技术组织损耗△5=0.4%。
6、木段旋切：
通常取工艺损耗系数I6=25%，技术组织损耗△6=2%这是由定心偏差造成的。
7、原木截断：
工艺损耗系数：
I7=4%，I7中包含了技术组织损耗（△7）。
各工序的损耗系数确定后，该工序的原材料需要量即可从下式算出：
Qn=
（米³/每班）
式中：
Qn——该工序的原料需要量（米³/每班）；
Qn-1——计算过程中上一步工序的原料需要量，由于计算是倒退进行的所以实为工艺流程中的后一工序；（米³/每班）
In——该工序的工艺损耗系数；
△n——该工序的技术损耗系数。
各工序的计算如下：
①入库成品数
Q成=Q已（1-Io）
式中：
Q成——入库的成品胶合板数量（米³/每班）
Q已——已加工好的待检验胶合板，Q已=Qcp（米³/每班）
Io——抽样检验百分数（普通胶合板为1%，出口板为4%）。
Q成=Q已（I-Io）=17.6099*（1-1%）=17.4338（米³/每班）
②未经表面加工的胶合板量
Q未1=Q已/（1-I1）=17.6099/（1-5%）=18.5367（米³/每班）
③未经裁边的胶合板量
Q未=Q未1/（1-I2-△1,2）=18.5367/（1-0.1-0.03）=21.3066（米³/每班）
④热压前的板胚材积（即经干修后的干单板数量）
Q干1=Q未/（1-I3-△3）=21.3066/（1-0.15-0.005）=25.2149（米³/每班）
⑤经干燥后的单板量
Q干=Q干1/（1-I4）=25.2149/（1-10%）=28.0166（米³/每班）
⑥干燥前的湿单板量
Q湿=Q干/（1-I5-△5）=28.0166/（1-8%-0.4%）=30.5858（米³/每班）
⑦用于旋切的木段材积
Q木=Q湿/（1-I6-△6）=30.5858/（1-25%-2%）=41.8984（米³/每班）
⑧原木需要量
Q原=Q木/（1-I7）=41.8984/（1-4%）=43.6442（米³/每班）
胶合板的出材η随之可求出：
η=Q成/Q原×100%=17.4338/43.6442=39.95%
而每生产1立方米成品所耗得原木量也可求得：
K=Q原/Q成=43.6442/17.4338=2.50（米3/米3）
上述结果可汇总成表1
计算及说明
备注
表1各工序的原料需要量及损耗量
序号
工序名称
入本工序的量（米³/每班）
到下工序的量（米³/每班）
本工序损耗量（米³/每班）
1
合板检验
Q已=17.6099
Q成=17.4338
q1=Q已-Q成=0.1761
2
合板表面加工
Q未1=18.5367
Q已=17.6099
q2=Q未1-Q已=0.9268
3
合板裁边
Q未=21.3066
Q未1=18.5367
q3=Q未-Q未1=2.7699
4
合板热压
Q干1=25.2149
Q未=21.3066
q4=Q干1-Q未=3.9083
5
单板干修
Q干=28.0166
Q干1=25.2149
q5=Q干-Q干1=2.8017
6
单板干燥
Q湿=30.5858
Q干=28.0166
q6=Q湿-Q干=2.5692
7
旋切
Q木=41.8984
Q湿=30.5858
q7=Q木-Q湿=11.3126
8
原木锯裁
Q原=43.6442
Q木=41.8984
q8=Q原-Q木=1.7458
计算及说明
备注
（二）胶料需要量的计算
由胶合板的产量可算出胶料的需要量
Qc=
·K1·K2公斤/米3
式中：
Qc——每立方米成品胶合板所消耗的液态胶量（公斤/米3）
dc——芯板的单面液态涂胶量（克/米2）
m——胶合板的层数
SΦ——胶合板成品厚（毫米）
K1——合板的齐边系数K1=F未/F已
F未----未裁边时的合板面积，F已----成品合板的幅面。
K2——胶料损失系数：
脲醛树脂胶K2=1.034~1.035
⑴2440*1220*3
K1=2500*1280/（2440*1220）=1.075
K2=1.035
Qc1=280*（3-1）*1.075*1.035/（3*2）=103.845kg/m3
⑵2440*1220*5
Qc2=280*（5-1）*1.075*1.035/（5*2）=124.614kg/m3
⑶1830*915*3
K1=1890*975/（1830*915）=1.101
Qc3=280*（3-1）*1.101*1.035/（3*2）=106.3566kg/m3
⑷1830*915*5
Qc4=280*（5-1）*1.101*1.035/（5*2）=127.628kg/m3
胶料的总耗量：
Qc=103.845*70%*70%+124.614*70%*30%+106.3566*30%*70%+127.628*30%*30%=110.8719kg/m3
四设备需要量的计算
1．截锯机
对年产量为二万立方米的胶合板厂（或车间）一般只需要2台链锯机。
2．剥皮机
国内尚无定型产品，各使用厂可自行设计，而生产率则可根据设计数据求出。
3．蒸煮池
N=
+（1~3）只
式中：
N——所需的蒸煮池数量（只）
Q——每小时的木段耗量（米3/小时）
Q=原木总材积/总工作时间=（2.5*20000）/（280*2*7.5）
=11.90米3/小时
dc取280
计算及说明
备注
T——蒸煮周期（包括装、出池时间）（小时）
椴木：
24小时，40℃水曲柳：
36小时，85℃
V——蒸煮池容积（米3）
K——蒸煮池充满系数，一般取K=0.5~0.6
椴木：
N1=70%*11.90*24/（54*0.5）=7.40（只）
水曲柳：
N2=30%*11.90*36/（（54*0.5）=4.76（只）
所以，N总=N1+N2+2=7.40+4.76+2=15（只）
4．旋切机
选BQ1626/13（信阳木机械厂）
生产率Q=ZV•K/T（米3/班）
式中：
Z——班工作时间（分）
T——旋切一根木段所需要的时间（分）
V——一根木段的平均材积（米3）
K——工作时间利用系数（K=0.8~0.85）
Q=450*[3.14*（0.4/2）2*2.5]*0.85/2=60.05（米3/班）
所需旋切机台数：
N=V1/Q•n（台）
式中：
V1——一天内需在该型号旋切机上加的木段材积（米3）
n——旋切机工作班次
N=41.8984*2/60.05*2=0.70，取1台
5．干燥机
选BG183A型
生产率：
Q=T•K1•K2•m•S•B•u（米3/班）
式中：
T——各班工作时间（分）
K1——工作时间利用系数K1=0.9~0.95
K2——干燥机的进料充满系数，横向连续进料K2=0.9~0.95，
非连续进料时K2=0.8~0.85
m——干燥机层数
S——单板厚（米）
B——每层干燥机上的单板宽（米）：
连续进料时B即为单板
带宽度，非连续进料时B为干燥机的有效工作宽度
u——干燥机的进料速度（米/分）
Q=450*0.9*0.9*3*0.001*2.5*9=24.60（米3/班）
所需要干燥机台数：
N=V/Q（台）
式中：
V——每班需干燥的单板材积（米3/班）
N=V/Q=30.5858/24.60=1.24,取2台
6．拼缝机
选BPF1312
生产率：
Q=T•u•K/L•n（张/班）（纵拼机）
式中：
T——班工作时间（分）
u——进料速度（米/分）
K——机床利用系数K=0.8~0.9
V=3*6*3米3
Z=7.5*60
=450分
T=2分（其中旋切时间占1’38）
T=450min
K1=0.9
K2=0.9
m=3
S=0.001m
B=2.5m
u=9m/min
V=30.5858（米3/班）
T=450min
u=20m/min
K=0.8
计算及说明
备注
L——单板长度（米）
n——一张单板的平均拼缝条数
Q1=450*20*0.8/（2500•10-3*1.5）=1920张/每班=6.14米3/班
Q2=450*20*0.8/（1890•10-3*1.5）=2540张/每班=4.68米3/班
Qcp=100/（70/6.14+30/4.68）=5.61米3/班
所需台数：
N=V/Q
式中：
V——每班（纵拼机）或每小时（横拼机）所需拼的单板张数。
面、背板中约30%需胶拼，平均每张拼缝取1.5条。
所以N=28.0166*30%/5.61=1.5（台）,取2台
7、涂胶机
选BS3415型。
所需台数：
N=L*m/（t*π*d*n*k）（台）
式中：
L——一张芯板的长度（米）
m——所有的压机在一个压力循环中需涂胶的芯板张数
三层板：
m=20五层板：
m=40
t——热压机一个工作循环的时间（分）
三层板：
t=3min五层板：
t=5min
d——涂胶辊直径（米）
n——涂胶辊转数（转/分）
π*d*n=v=30m/min（v为进料速度）
k——涂胶机利用系数K=0.67~0.72（分）
∴三层板：
N1=2.5*20/（3*30*0.7）=0.794
N3=1.89*20/（3*30*0.7）=0.600
五层板：
N2=2.5*40/（3*30*0.7）=1.59
N4=1.89*40/（3*30*0.7）=1.2
所以取2台。
8、预压机
选BY523×8/4型
生产率Q=T*n*S*F*K/t
式中：
T——班工作时间（分）
n——一次压的胶合板板坯张数
S——一张胶合板板坯的厚度（米）3mm/5mm
F——板坯的幅面积（米2）2500*1280/1890*975
K——时间利用系数K=0.8~0.9
t——预压周期（包括进、出预压机的时间）（分）
∴4’*8’:
三层板：
Q1=450*200*3*10-3*0.8*2.5*1.28/15=46.08米3/班
五层板：
Q2=450*200*5*10-3*0.8*2.5*1.28/15=76.80米3/班
3’*6’:
三层板：
Q3=450*200*3*10-3*0.8*1.89*0.975/15=26.54米3/班
五层板：
Q4=450*200*5*10-3*0.8*1.89*0.975/15=44.23米3/班
L=2.5m
n=1.5
L=2.5或1.89
d=0.222米
K=0.70
T=450min
n=200
K=0.8
t=15min
计算及说明
备注
平均生产率：
Qcp=100/（49/46.08+21/76.80+21/26.54+9/44.23）=42.89米3/班
所需台数E=V/Q（台）
式中：
V——一个班次中所需预压的板坯体积（米3）
∴E=25.2149/42.89=0.588，取1台
9、热压机
有关热压机的计算已在前面。
10、双圆锯裁边机
选MEH
纵横锯边机
生产率：
Q=T*u*K*n/2L张/班
式中：
T——班工作时间（分）
u——锯机进料速度（米/分）
K——时间利用系数K=0.75~0.85
n——一次裁边的胶合板张数三层8张，五层5张
L——锯切长度，长方形胶合板则为长宽的平均值（米）
所需台数N=∑n/Q
式中：
∑n——一个班次中需裁边的胶合板总张数
∴4’*8’:
三层板：
Q1=450*0.8*22.6*8/（2*1.89）=17219.05张/班
∑n1=1088张/班
N1=∑n1/Q1=0.06
五层板：
Q2=450*0.8*22.6*5/（2*1.89）=10762张/班
∑n2==280张/班
N2=∑n2/Q2=0.026
3’*6’:
三层板：
Q3=450*0.8*22.6*8/（2*1.43）=22758张/班
∑n3=809张/班
N3=∑n1/Q1=0.036
五层板：
Q2=450*0.8*22.6*5/（2*1.43）=14224张/班
∑n4==208张/班
N4=∑n1/Q1=0.015
N总=N1+N2+N3+N4=0.137，综上，取1台。
11、砂光机
选CSB2-1300型
生产率：
单面砂光Q=T*u*k1*k2/L张/班
双面砂光Q=T*u*k1*k2/2L张/班
式中：
T——班工作时间（分）
u——进料速度（米/分）
k1——进料充实系数
k2——时间利用系数
所需台数N=∑n/Q
式中：
∑n——一个班次中需裁边的胶合板总张数
V=25.2149（米³/每班）
T=450min
U=22.6m/min
K=0.80
L=1.89/1.43
T=450min
u=20m/min
k1=1
K2=0.9
计算及说明
备注
∴4’*8’:
Q5=450*20*1*0.9/（2*1.83）=2213张/班
∑n5=∑n1+∑n2=1368张/班
N5=∑n5/Q5=0.62
3’*6’:
Q6=450*20*1*0.9/（2*1.37）=2956张/班
∑n6=∑n3+∑n4=10172956张/班
N5=∑n5/Q5=0.34
N总=N5+N6=0.96
综上，取1台。
车间运输设备：
①人力滚道②动力滚道③运输链④运输带
⑤窄轨铁道⑥单轨吊车⑦电瓶车⑧铲车
⑨动力牵引小车⑩带起落台的手推小车
表3机床明细表
编号
机床名称
型号
制造厂
数量（台）
机床的主要技术特征
机床尺寸（毫米）
机床电机
机床重量（KG）
参考价格（万元）
长
宽
高
用途
功率（千瓦）
1
截锯机
MJ5010
2
290
815
1163
13.2
2
旋切机
BQ1626/13
信阳木机械厂
1
8270
2500
2040
82.2
25000
3
干燥机
BG183A
苏州林业机械厂
2
4
拼缝机
BPF1312
牡丹江机械厂
2
8
1800
5
涂胶机
BS3415
2
2425
955
1475
1.5
1550
6
预压机
BY523×8/4
1
7
双圆锯裁边机
MEH
1
牡丹江机械厂
1000
4700
1280
3500
8
砂光机
CSB2-1300
1
9
计算及说明
备注
五、车间设备布置
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