Установка получения древесного волокна с разработкой основного оборудования для производства

Объектом исследования является набивочный шнековый агрегат и варочный котел установки производства древесного волокна. Цель работы – разработка оборудования для получения древесного волокна. В процессе работы проводились технологические, конструктивные и механические расчеты. В процессе исследования рассматривалась гарнитура литая для дисковых мельниц. В результате исследования была выявлена пригодная литая гарнитура для получения качественного волокна, удовлетворяющего потребности при низких затратах размалывающего усилия и энергии размола. Область применения: деревоперерабатывающее производства.

Введение …………………………………………………………………………………………………………………….. 11

1 Обзор литературы………………………………………………………………………………………………. 13

1.1 Сырьевые материалы для производства ……………………………………………………………….. 13

1.2 Способы размола древесных частиц ……………………………………………………………………. 14

1.3 Типы древесных частиц ……………………………………………………………………………………… 17

1.4 Метод «Дефибратор» или «Рафинер» ………………………………………………………………….. 17

2 Технологическая схема установки ………………………………………………………………………. 24

3 Расчет набивочного агрегата ………………………………………………………………………………. 31

3.1 Выбор конструкционных материалов ………………………………………………………………….. 33

3.2 Механический расчет набивочного агрегата ………………………………………………………… 34

3.2.1 Подбор фланцев ……………………………………………………………………………………………… 36

3.2.2 Расчет фланцевого соединения на герметичность ……………………………………………… 37

3.2.3 Расчет и подбор штуцеров ………………………………………………………………………………….. 38

3.2.4 Проверка необходимости укрепления отверстий ………………………………………………….. 39

4 Расчет варочного котла ………………………………………………………………………………………. 41

4.1 Технологический расчет …………………………………………………………………………………….. 42

4.2 Конструктивный расчет ……………………………………………………………………………………… 47

4.2.1 Выбор конструкционного материала …………………………………………………………………… 47

4.2.2 Расчет и подбор технологических штуцеров ………………………………………………………… 48

4.2.3 Расчет толщины изоляции ………………………………………………………………………………….. 49

4.3 Механический расчет варочного котла ………………………………………………………………… 50

4.3.1 Расчетные параметры …………………………………………………………………………………………. 51

4.3.2 Расчет толщин стенок аппарата …………………………………………………………………………… 52

4.3.3 Расчет фланцевого соединения ……………………………………………………………………………. 53

4.3.4 Проверка необходимости укрепления отверстий ………………………………………………….. 55

4.3.5 Расчет мешалки варочного котла ………………………………………………………………………… 60

4.3.6 Расчет варочного котла от воздействия опорных нагрузок …………………………………. 66
4.3.7 Расчет средств защиты варочного котла ……………………………………………………………. 68

4.3.8 Характеристики предохранительного клапана …………………………………………………… 69

5 Монтаж оборудования ……………………………………………………………………………………….. 72

6 Автоматизация и контроль производства …………………………………………………………….. 76

7 Результаты проведенного исследования (разработки) …………………………………………… 80

7.1 Ситовой анализ фракционного состава волокна ……………………………………………………. 83

7.2 Результаты фракционного состава волокна ………………………………………………………….. 84

8 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ………………… 99

8.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения исследований с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения…………………………………………………. 99

8.1.1 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………………………….. 99

8.1.2 SWОT-анализ…………………………………………………………………………………………………… 101

8.2 Планирование научно-исследовательских работ ………………………………………………. 104

8.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………………………………… 104

8.2.2 Трудоемкость выполнения работ и разработка графика проведения ………………….. 105

8.3 Бюджет научно-технического исследования ……………………………………………………. 109

8.4 Определение ресурсосберегающей, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности проекта ………………………………………………………………………. 114

9 Социальная ответственность …………………………………………………………………………….. 119

9.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………………………. 120

9.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства……………………………… 120

9.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ………………………… 122

9.2 Производственная безопасность………………………………………………………………………… 123

9.2.1 Анализ вредных производственных факторов …………………………………………………. 124

9.2.2 Анализ опасных производственных факторов …………………………………………………. 133

9.3 Экологическая безопасность……………………………………………………………………………… 136

9.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………………………… 138

Заключение……………………………………………………………………………………………………………….. 140

Список литературных источников ………………………………………………………………………………. 142
ПРИЛОЖЕНИЕ А Расчет набивочного агрегата……………………. Error! Bookmark not defined.

А1 – Механический расчет набивочного агрегата………………….. Error! Bookmark not defined.

А2 – Расчет толщины корпуса шнека …………………………………… Error! Bookmark not defined.

А3 – Расчет фланцевого соединения …………………………………….. Error! Bookmark not defined.

А4 – Расчет и подбор штуцеров …………………………………………… Error! Bookmark not defined.

А5 – Проверка необходимости укрепления отверстий …………… Error! Bookmark not defined.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Расчет варочного котла ……………………………. Error! Bookmark not defined.

Б1 – Расчет и подбор технологических штуцеров ………………….. Error! Bookmark not defined.

Б2 – Расчет толщины стенок варочного котла……………………….. Error! Bookmark not defined.

Б3 – Расчет фланцевого соединения …………………………………….. Error! Bookmark not defined.

Б4 – Проверка необходимости укрепления отверстий котла …… Error! Bookmark not defined.

Б5 – Расчет мешалки варочного котлаР ………………………………… Error! Bookmark not defined.

Б6 – Воздействия опорной нагрузки ……………………………………… Error! Bookmark not defined.

Б7 – Расчет пропускной способности ПК ……………………………… Error! Bookmark not defined.

ПРИЛОЖЕНИЕ В WOOD FIBER APPLICATION …………………. Error! Bookmark not defined.

1.Пучков Б.В. Требования к процессу измельчения древесины в
производстве плит и соответствие этим требованиям различных способов
измельчения // Лесной вестник 2. – 2001. – С. 148 – 152.
2.Карасев Е.И., Каменков С.Д. Оборудование предприятий для
производствадревесныхплит.–М.:ИздательствоМосковского
государственного университета леса, 2002. – 154 с.
3.Постоянныйтехнологическийрегламентпроизводства
древесноволокнистых плит средней плотности на ООО «Монолит – Строй»
4.PALLMANN.TOPPERFORMANCEINSIZEREDUCTION.
SUBSEQUENT DEWATERING PLUGSCREW. Режим доступа к ст.:
https://produkte.pallmann.eu/en/service/detail/id/16 (Дата обращения 25.05.2020)
5.Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и
расчета химической аппаратуры: Справочник. 3-е изд., стереотипное. – М.:
ООО ИД «Альянс», 2008. – 752 с.
6.Сиваков В.П., Музыкантова В.И., Кучумов Е.Г. Проектирование
оборудования для производства целлюлозы и древесной массы. Транспортные
машины: учеб, пособие. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2007.
7.Автоматизированное проектирование и расчет шнековых машин:
Монография / М.В. Соколов, А.С. Клинков, О.В. Ефремов, П.С. Беляев, В.Г.
Однолько. М.: “Издательство Машиностроение-1”, 2004. 248 с.
8.ГОСТ 34233.1-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета
на прочность. Общие требования
9.РД 10-249-98 Нормы расчета на прочность стационарных котлов и
трубопроводов пара и горячей воды (с Изменением N 1)
10. Луганцев Л.Д. Расчет и проектирование аппаратов высокого
давления на ЭВМ: Учебное пособие – М.: Университет машиностроения, 2015.
– 68 с., ил.
11. БеляевВ.М.Б00Конструированиеирасчетэлементов
оборудованияотрасли.Ч.II:В.М.Беляев,В.М.Миронов;Томский
политехнический университет. – 2-е изд. – Томск: Изд-во Томского
политехнического университета, 2013. – 163 с.
12. ГОСТ 34233.4-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета
на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений
13. ГОСТ 34233.3-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета
на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и
наружном давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних
статических нагрузках на штуцер
14. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической
технологии: Учебник для вузов. – 10 – е изд., стереотипное, доработанное.
Перепеч. с изд. 1973 г. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. – 753 с.
15. ГОСТ21880-94.Матыпрошивныеизминеральнойваты
теплоизоляционные
16.Вихман Г. Л., Круглов С. А. Основы конструирования аппаратов и
машин нефтеперерабатывающих заводов. Учебник для студентов вузов. Изд. 2-
е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1978 г. 328 с. с ил.
17. С.В. Карпушкин, М.Н. Краснянский, А.Б. Борисенко. Расчёты и
выбор механических перемешивающих устройств вертикальных емкостных
аппаратов
18. ГОСТ 34233.5-2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета
на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок.
19. Центрцифровыхобразовательныхтехнологий
[https://stud.lms.tpu.ru/mod/book/view.php?id=151199&chapterid=32867].(Дата
обращения 23.01.2020)
20. Асеев О. И. Арматура предохранительная. Выбор, установка и
расчет: справ.пособие// М.: Инфра-Инженерия. – 2018. – 208 с.
21. Полноподъемные предохранительные клапаны / среднеподъемные
предохранительныеклапаны.Режимдоступакст.:[https://www.ari-
armaturen.com/_appl/files_tb/files/900005-6.pdf]. (Дата обращения 23.01.2020)
22. СП 48.13330.2011 Организация строительства. Актуализированная
редакция СНиП 12-01-2004 (с Изменением N 1)
23. Механизмы и приспособления для установки опор – Выбор и расчет
канатов.Режимдоступакст.:https://forca.ru/knigi/arhivy/mehanizmy-i-
prisposobleniya-dlya-ustanovki-opor-7.html (Дата обращения 30.05.2020)
24.Датчик температуры подшипников типа МВТ 5310. Режим доступа
к ст.: http://www.aksprom.biz/addcontent/img/Catalogs/Danfoss/MBT.pdf (Дата
обращения 01.06.2020)
25.АГАТ/ Каталог продукции/ Агат-100МТ-ДИ. Режим доступа к ст.:
https://agat-npo.ru/pressure/1 (Дата обращения 01.06.2020)
26.АзбукаКИП/Элементыавтоматики/Оптическиедатчики
положения.Режимдоступакст.:
http://azbukakip.ru/publ/ehlementy_avtomatiki/opticheskie_datchiki_polozhenija/.
(Дата обращения 01.06.2020)
27.Датчикилинейныхперемещений.Режимдоступакст.:
http://www.sensor-systems.ru/category_11.html (Дата обращения 01.06.2020)
28. АО Канский машиностроительныйзавод «Сегмент». Режим
доступа к ст.: – http://kmzsegment.ru/garnitura_razmalyvayusch.
29. С.Н. Вихарев. Производство древесной массы из щепы. Расчет
рафинеров.
30. А.С. Кантаев, И.Д. Брус. Определение гранулометрического состава
порошков. Учебное издание ТПУ.
31. ВидяевИ.Г,СериковаГ.Н.,ГавриковаН.А.Финансовый
менеджмент, ресурсоэффективность методическое пособие / Видяев И.Г,
Серикова Г.Н., Гаврикова Н.А.; Томский политехнический университет. −
Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2019 – 35 с.
32. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ
(ред. от 27.12.2018).
33. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ
сидя. Общие эргономические требования.
34. ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
35. ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя.
Общие эргономические требования.
36. ГОСТ 12.0.003-2015 ССБТ. Опасные и вредные производственные
факторы. Классификация.
37. СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03. Санитарно-эпидемиологические правила
и нормативы «Гигиенические требования к персональным электронно-
вычислительным машинам и организации работы».
38. СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95.
39. Методическиеуказаниякделовойигре№4покурсам
«Безопасностьжизнедеятельности»,«Основыбезопасноститруда»для
студентов всех форм обучения всех специальностей [Учебный электронный
курс]. – Екатеринбург: Информационный портал УрФУ, 2016.
40. ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и
общие требования безопасности/
41. ГОСТ 12.1.012-2004. Система стандартов безопасности труда
(ССБТ). Вибрационная безопасность. Общие требования.
42. СН 2.2.4/2.1.8.566–96. Производственная вибрация, вибрация в
помещениях жилых и общественных зданий.
43. ГОСТ 12.1.003-2014 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
44. СНиП 23-03-2003 Защита от шума.
45. ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие
требования безопасности.
46. СанПиН 2.2.4.548–96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений.
47. РД 34.03.201-97. Правила техники безопасности при эксплуатации
тепломеханиче-ского оборудования электростанций и тепловых сетей.
48. ГОСТ12.1.019-2017ССБТ.Электробезопасность.Общие
требования и номенклатура видов защиты.
49. ГОСТ 12.1.030-81. Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление (с Изменением N 1).
50. ГН 2.2.5.3532–18. Предельно допустимые концентрации (ПДК)
вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
51. ГОСТ Р 22.0.01-2016. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Основные положения.
52. ScienceDirect:сайт.–URL:
https://www.sciencedirect.com/referencework/9780080431529/encyclopedia-of-
materials-science-and-technology (date of the application: 05.06.2020). – Текст:
электронный.
53. ScienceDirect:сайт.–URL:
https://www.sciencedirect.com/referencework/9780123739445/encyclopedia-of-
microbiology (date of the application: 05.06.2020). – Текст: электронный.
54. ScienceDirect:сайт.–URL:
https://www.sciencedirect.com/book/9780126843514 /diseases-ofshade-trees (date of
the application: 05.06.2020). – Текст: электронный.
55.ResearchGate:сайт.–URL:
https://www.researchgate.net/publication/262179679_
Panel_Boards_and_Conventional_Adhesives (date of the application: 05.06.2020). –
Текст: электронный.