Методические указания по выполнению контрольной работы. Конструкции и технология строительных изделий из древесины

Конструкции и технология строительных изделий из древесины

 

 

Программа, методические указания и контрольные задания
для студентов специальности 1-46 01 02
«Технология деревообрабатывающих производств»

заочной формы обучения

 

Минск 2012

УДК 674.1/.2;691.11(075.4)

ББК 37.134 я 73

К65

 

Рассмотрена и рекомендована к изданию редакционно-издательским советом университета.

 

Составители: С.В. Шетько

Рецензент: кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой деревообрабатывающих станков и инструментов А. А. Гришкевич

 

 

По тематическому плану изданий учебно-методической литературы университета на 2012 год. Поз. 174.

Для студентов специальности 1-46 01 02 «Технология деревообрабатывающих производств» заочной формы обучения.

 

	© УО «Белорусский государственный технологический университет», 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие………………………………………………………
1. Программа дисциплины…………………………………….
2. Методические указания по выполнению контрольной работы……………………………………………………………...
3. Контрольные задания………………………………………..
3.1. Теоретические вопросы…………………………………..
3.2. Практические задачи……………………………………..
Литература…………………………………………………………

 

предисловие

 

Конструкции и технология строительных изделий из древесины – одна из основных технологических дисциплин при подготовке инженеров-технологов по специальности «Технология деревообрабатывающих производств». Задачей дисциплины является изучение современных технологий, технологических процессов, оборудования и режимов его эксплуатации, комплексного использования материалов, методов проектирования планов размещения основного технологического оборудования по производству строительных изделий из древесины на базе современных технологий, обеспечение безопасности работы и охраны окружающей среды.

Данная работа предназначена для студентов-заочников специальности 1-46 01 02 «Технология деревообрабатывающих производств». Целью методических указаний является выработка у студентов навыков по выбору технологического оборудования для производства строительных изделий из древесины, освоению методик расчета его производительности с учетом возможностей современного деревообрабатывающего оборудования и новых технологий.

В работе приведены: программа дисциплины, методические рекомендации по выполнению контрольной работы с примерами решения задач, а также задание контрольной работы.

Программа дисциплины

Введение. Состояние и задачи деревообрабатывающей про-мышленности в Республике Беларусь и за рубежом.

Древесина как конструкционный материал для строительных изделий. Основные свойства древесины как конструкционного материала: плотность, удельная прочность, теплопроводность и т.д. Недостатки древесины: анизотропность, гигроскопичность, горючесть, низкая биологическая стойкость и др.

Основные виды соединений. Столярные соединения, соединения при помощи клея, на болтах, шурупах и т.д.

Малоэтажные деревянные дома и их краткая характеристика. Конструкция деревянных домов, преимущества и недостатки. Сравнительный расход лесоматериалов для домов различной конструкции. Производство деревянных домов в Республике Беларусь и перспективы его развития.

Деревянные клееные конструкции. Виды конструкций: балки, фермы, арки, рамы. Основные параметры конструкций и предъявляемые к ним требования.

Оконные и дверные блоки. Современные требования к окнам и дверям: надежности, стойкости, конструктивные требования, эргономические, требования к материалам и т.д.

Настилы полов. Виды и конструкции полов из древесных материалов. Паркетные полы. Устройство полов.

Лестницы и погонажные изделия. Межэтажные деревянные лестницы. Типы и конструкции лестниц. Виды погонажных изделий. Основные требования.

Точность механической обработки. Факторы, влияющие на точность обработки: свойства древесины, выбор технологических баз, точность.

Взаимозаменяемость деталей. Допуски и посадки в производстве основных видов строительных изделий.

Шероховатость обрабатываемой поверхности. Обеспечение требуемой шероховатости для различных видов изделий.

Определение основных физико-механических показателей строительных изделий. Испытания оконных и дверных блоков. Основные параметры, определяемые при испытаниях. Сертификат качества строительных изделий.

Стадии технологического процесса. Раскрой древесных материалов. Механическая обработка черновых заготовок. Склеивание по длине, толщине, ширине.

Повторная механическая обработка. Обработка профиля. Нарезание шипов и проушин. Долбление гнезд и сверление отверстий. Фрезерование и шлифование. Оборудование и производительность.

Сборка и окончательная механическая обработка механических единиц. Расчет усилий, необходимых для выполнения сборки. Подготовка к отделке. Отделка.

Типы предприятий и их особенности. Производственная программа и ее расчет. Нормативные и справочные материалы для разработки технологического процесса.

Выбор технологического и транспортного оборудования. Расчет производственной площади. План расположения оборудования и организация рабочих мест. Мероприятия по охране окружающей среды.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

При выполнении контрольной работы студент должен ответить на два теоретических вопроса и решить две практические задачи по расчету оборудования согласно выбранному варианту.

 

Расчет потребного количества оборудовани я для всех технологических операций по изготовлению изделия производят отдельно для каждого наименования оборудования на годовую программу выпуска изделий. Годовая программа выпуска изделий указывается в задании либо рассчитывается по производительности основной единицы оборудования по формуле

(2.1)

где Q _год. – годовая программа выпуска изделий, тыс. шт.;

Т _{год. эф} – эффективный годовой фонд времени, ч;

П_ч – часовая производительность расчетного оборудования, изд./ч;

К_д– коэффициент на неучтенные простои оборудования.

Коэффициент К_д зависит от сложности станка. Для простых станков (торцовочных, ленточных, фуговальных, фрезерных и т. д.) К_д = 0,97; для станков средней сложности (прирезных, рейсмусовых, шипорезных односторонних, широколенточных) К_д = 0,95; для сложных станков (четырехсторонних продольно-фрезерных, двухсторонних шипорезных, станков-автоматов, автоматических и полуавтоматических линий) К_д = 0,95.

Полученное значение годовой программы округляют до тысячи в большую сторону.

Рассчитывают эффективный годовой фонд времени Т _{год. эф}, ч,

,

(2.2)

где N – число дней в году;

В, П, Р – соответственно количество выходных, праздничных и ремонтных дней в году, Р принимается в зависимости от ремонтной сложности оборудования (для станков с ручной подачей Р = 2; для станков с механической подачей Р = 5; для автоматов и линий Р = 10);

с – количество рабочих смен, зависит от режима работы предприятия;

t – количество часов в рабочей смене, ч.

Рассчитывают потребное количество станко-часов Т _п на годовую программу выпуска изделий по следующей формуле:

,

(2.3)

где Q _год – годовая программа выпуска деталей, шт.;

П_ч – годовая производительность оборудования в комплектах однотипных деталей изделия.

Определяют потребное количество оборудования данной марки n _p на годовую программу выпуска деталей (сборочных единиц) по следующей формуле:

(2.4)

где n _р – расчетное количество оборудования;

Т _год.эф – действительный годовой фонд времени работы оборудования (определяется расчетом для каждого календарного года).

Принятое количество единиц оборудования получают округлением расчетного значения до целого числа. При округлении следует иметь в виду, что если расчетное количество единиц оборудования окажется меньшим или равным 1.2, то принимается один станок или одна линия. В этом случае предполагается, что принятая в проекте перегрузка оборудования на практике будет компенсирована за счет совершенствования организационно-технических условий работы. Если расчетное количество единиц оборудования окажется больше, чем 1.2, то принимается два станка или линии.

Рассчитывают процент загрузки оборудования P _з, %, по формуле

(2.5)

где n _пр – принятое количество оборудования.

При выборе значения n _прнеобходимо учитывать допускаемую перегрузку оборудования до 10% (Р _з = 110%), которая будет компенсироваться за счет повышения производительности труда.

Поперечный раскрой пиломатериалов может осуществляться на однопильных круглопильных станках различной конструкции либо на двупильных концеравнителях. Станки первой группы предназначены для распиловки пиломатериалов на отрезки определенной длины с выторцовкой дефектных мест. Это балансирные торцовочные станки ЦКБ40-01, ЦКБ-63, маятниковые торцовочные станки ЦМЭ-3Б, ЦМЭ-2М и суппортные ЦПА-40.

Двухпильные концеравнители (Ц2К12Ф-1, Ц2К20Ф-1) являются станками проходного типа и предназначены для точного торцевания досок, брусков и щитов одновременно с двух противоположных сторон. Помимо двух пильных узлов, в станках данного типа имеется фрезерный узел, позволяющий получать требуемый профиль на кромках заготовок.

Часовую производительность однопильного торцовочного станка, П_ч компл./ч, можно определить по формуле

(2.6)

где n – количество заготовок, получаемых из одной доски, шт.;

f – количество одновременно торцуемых досок;

К_д, – коэффициент использования рабочего времени (К_д = 0,85–0,93);

t _р – время цикла раскроя досок, мин;

z – количество заготовок в комплекте, шт.;

Количество заготовок n, получаемых из одной доски, определяется по формуле

(2.7)

где n _д – кратность заготовок по длине:

(2.8)

где l – длина доски, м;

l _заг – длина заготовки, м.

Значение n _д округляем до ближайшего меньшего целого значения.

 

Пример. Рассчитать производительность торцовочного станка (компл./ч), при поперечном раскрое пиломатериалов длиной 6 м на заготовки длиной 1.8 м, если кратность заготовок по ширине составляет 3, а в комплект входит 10 таких заготовок. Время цикла раскроя составляет 0,6 мин.

Решение. Кратность заготовок по длине составит

Количество заготовок, получаемых из одной доски,

Производительность торцовочного станка

Продольный раскрой пиломатериалов осуществляется на однопильных или многопильных прирезных станках, производительность П_ч компл./ч, которых может быть определена по формуле

,

(2.9)

где U – скорость подачи, м/мин;

n – количество деталей, получаемых из одной заготовки, шт.;

К_д, К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно(К_д = 0,8–0,93; К_м = 0,9);

l_i – длина i -той заготовки комплекта, м;

z_i – количество заготовок i -той длины в комплекте, шт.;

m – количество проходов заготовки через станок, шт.

Пример. Рассчитать производительность, компл./ч, круглопильного станка ЦДК5-3 для продольного раскроя пиломатериалов длиной 6 м, если суммарная длина заготовок в комплекте 17.5 м. п., кратность заготовок по ширине пиломатериалов 2.

Решение. Из условия задачи ∑(l_i∙z_i)= 17.5 м. п.

Т. к. станок ЦДК5-3 многопильный (количество устанавливаемых пил до 5 шт.), то распиловка указанных пиломатериалов с кратностью по ширине 2 осуществляется за один проход, т. е. m = 1.

Подставив все данные в формулу (2.9), рассчитаем производительность станка:

Первичная обработка заготовок по сечению включает в себя операции по созданию базовых поверхностей и обработке заготовок в размер с двух или четырех сторон (по толщине и ширине).

Для создания базовой поверхности на одной или двух смежных сторонах используют в основном фуговальные станки, которые могут быть односторонними (СФ4-1А, СФ6-1А) или двусторонними (С2Ф3-3, С2Ф4-1), с ручной или механической подачей.

Производительность фуговального станка, компл./ч, можно определить по формуле:

для одностороннего

,

(2.12)

 

для двухстороннего:

,

(2.13)

где U – скорость подачи, м/мин (U=6-8 м/мин для станков с ручной подачей, U=15-20м/мин для станков с механической подачей.);

n – кратность деталей, получаемых из одной заготовки, шт.;

К_д, К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно(К_д = 0,85–0,9; К_м = 0,8–0,9);

l – длина обрабатываемой заготовки, м;

m – количество проходов через станок, шт. (m = 1–3);

с – количество обрабатываемых сторон, шт. (с = 1–2);

z – количество заготовок в комплекте, шт.;

Для получения заготовок заданных размеров по толщине и ширине применяют рейсмусовые, четырехсторонние продольно-фрезерные станки. Рейсмусовые станки могут быть односторонними с верхним расположением ножевого вала (СР4-1, СР6-9, СР8-2 и др.) и двусторонними с верхним и нижним расположением ножевых валов (С2Р8-6, С2Р12-3, С2Р12-3).

Производительность, компл./ч,

,

(2.14)

где U – скорость подачи, м/мин.;

n – кратность деталей, получаемых из одной заготовки, шт.;

f – количество одновременно обрабатываемых заготовок;

К_д, К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно(К_д = 0,8–0,9; К_м = 0,8–0,9);

l_i – длина i -той заготовки комплекта, м;

m – количество проходов через станок, шт.;

z_i – количество заготовок i -той длины в комплекте, шт.

На четырехсторонних продольно-фрезерных станках плоскостная и профильная обработка заготовок осуществляется одновременно с 4-х сторон, а также при наличии дополнительных шпинделей с установкой на них фрез или пил может осуществляться фрезерование или продольный раскрой заготовок.

Производительность, компл./ч,

,

(2.15)

где U – скорость подачи, м/мин;

n – количество деталей, получаемых из одной заготовки, шт.;

К_д, К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно(К_д = 0,8–0,9; К_м = 0,8–0,9);

К_ск – коэффициент скольжения (К_ск = 0,95–1);

l_i – длина i -той заготовки комплекта, м;

z_i – количество заготовок i -той длины в комплекте, шт.

Пример. Выбрать четырехсторонний продольно-фрезерный станок для продольного строгания ламелей и определить их потребное количество при изготовлении мебельного щита размером 930×780 мм, толщиной 20 мм, если годовой выпуск мебельного щита составляет П_год = 55 тыс. м² (цех работает в односменном режиме, продолжительность смены 8 ч). Количество ламелей по ширине 17 шт.

Решение. Для продольного строгания ламелей выбираем четырехсторонний продольно-фрезерный станок Superset XL, техническая характеристика которого приведена в табл. 2.1.

Таблица 2.1