Оборудование и новые технологии в лесопильном производстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Лесопиление - одно из старейших производств лесопромышленного комплекса Беларуси: на долю его еще в 1912 г. Приходилось 60 % валовой продукции деревообработки. Переход нашей страны к рыночной экономике оказался особенно трудным для лесопильного производства, которое так и не достигло уровня 1990 г. По объему выпуска пиломатериалов (3,1 млн.куб.м.)

В настоящее время лесопильное производство является одним из наиболее массовых и востребованных видов предпринимательской деятельности в Беларуси: на 1 января 2008 г. лицензии на производство пилопродукции получили почти 1,5 тысячи хозяйствующих субъектов. Следует отметить, что большинство предприятий, выпускающих пиломатериалы, в целях повышения эффективности производства, являются комбинированными, совмещающими лесопиление с деревообработкой (производство оконных и дверных блоков, строгано-погонажных изделий и т.д), а некоторые и с лесозаготовками.

Лесопильные цехи имеются также в составе производств стандартных домов, строительных деталей и плит на древесной основе, деревянной тары и др.

Анализ показал, что за 8 лет 21-го столетия масштабы производств пиломатериалов возросли в Беларуси на 8,6 %, причем за счет местного производства наша страна не только практически полностью удовлетворяет потребности внутреннего рынка, но и значительную часть экспортирует.

Наряду с вышеизложенными позитивными тенденциями в развитии лесопильного производства, выявился и ряд нерешенных проблем, сказывающихся на эффективности его функционирования и конкурентоспособности. Прежде всего - это низкий технический уровень многих лесопильных предприятий, невысокое качество пилопродукции и недостаточная ее конкурентоспособность на внешнем рынке, низкий уровень концентрации производства.

Большинство лесопильных предприятий являются небольшими: в среднем за год в одной организации производится порядка 2 тыс.куб.м. пиломатериалов, в том числе в малых предприятиях 0,5 тыс.куб.м.

Требует совершенствования и размещение лесопильных заводов по регионам страны с учетом наличия запасов древесины и масштабов заготовки деловой древесины. Наиболее сбалансированы эти показатели по Брестской, Гродненской и Могилевской областям.

В РБ основным технологическим оборудованием на лесопильных предприятиях остаются одноэтажные и двухэтажные лесопильные рамы, многие из которых с большими сроками службы. Малые предприятия довольно часто оснащены однопильными ленточнопильными станками, но они малопроизводительны и при этом не всегда обеспечивается комплексное использование древесного сырья.

Опыт стран с развитой лесной индустрией показывает, что у них все производственные операции полностью механизированы. На сортировочных работах действуют автоматизированные сканирующие системы, позволяющие определить основные физические характеристики пиломатериалов. Современное оборудование и поточный характер лесопильного производства обеспечивают высокую производительность труда и низкие производственные затраты на 1 куб. м. пиломатериала.

Для повышения эффективности и конкурентоспособности нашего лесопильного производства необходима реализация ряда мер, важнейшими из которых являются:

- осуществление технического переоснащения и модернизации действующих предприятий с использованием прогрессивных технологий и современного оборудования (например, замена лесорам на круглопильное, фрезерно-брусующее оборудование с попутным получением технологической щепы), обеспечивающих рациональный раскрой древесного сырья, комплексную его переработку, наибольший выход специфицированной пилопродукции;

- совершенствование размещения новых лесопильных комплексных заводов с учетом наличия лесосырьевой базы в регионе;

- повышение качества и расширение ассортимента пилопродукции путем увеличения объемов сушки и выпуска продукции целевого назначения, включая полуфабрикаты для столярно-строительных изделий, мебели и др. нужд.

1. Технологическая часть

1.1 Обоснование темы проекта

1.1.1 Обоснование строительства цеха

В настоящее время в Республике Беларусь спрос на п/м не снижается, а возрастает, и поэтому лесопильные цеха необходимы, тем более что у нас достаточный лесофонд. На сегодняшний день в Беларуси 80-90% оборудования устарело, в результате чего возникает необходимость проектировать новые цеха с современным оборудованием.

В своем проекте я предлагаю использовать оборудование, выпускаемое в странах СНГ и зарекомендованного как высококачественное и высокопроизводительное. В цехе я предлагаю лесорамы типа 2Р75-1А и 2Р75-2А, также фрезерно-брусующую линию ФБС-750. Фрезерно-брусующая линия обрабатывает бревна малых диаметров, что дает возможность купить сырье за небольшую цену. На окорке станки ОК63-2 и ОК40-2.Также я использую обрезные станки Ц2Д-7А и рубительную машину МР-20Н, сортировочное устройство для пиломатериалов ЛТС-16.

1.1.2 Режим работы цеха

Таблица 1.1 - Календарный график работы цеха

Месяц	Число дней
	всего	выходных	праздничных	рабочих
1	2	3	4	5
Январь	31	9	2	20
Февраль	28	8	-	20
Март	31	9	-	22
Апрель	30	8	1	21
Май	31	10	1	20
Июнь	30	8	-	22
Июль	31	8	1	22
Август	31	10	-	21
Сентябрь	30	8	-	22
Октябрь	31	9	-	22
Ноябрь	30	9	-	21
Декабрь	31	8	1	22
Всего	365	104	6	255

На капитальный ремонт принимается 5 рабочих дней. Продолжительность рабочего дня принимаем 8 часов в смену. Цех работает в 2 смены, 5 рабочих дней в неделю, 250 дней в год.

1.2 Раскрой сырья

В основу расчетов раскроя сырья положен расчет поставов для выполнения задания на 1000 м3 пиломатериалов. Исходные данные для расчета поставов - это спецификация сырья и спецификация пиломатериалов на 1000 м3. При расчете поставов руководствуются следующим. При распиловке на лесораме 1-го ряда распиливают с брусовкой, т.к бревна диаметром свыше 20 см. На фрезерно-брусующей линии также получается брус. При составлении поставов необходимо знать правила составления поставов и пользоваться графиками и вспомогательными таблицами для составления поставов. Пользуясь этими графиками и таблицами можно подбирать выгоднейшие поставы в зависимости от спецификационных требований на выпиливаемую продукцию.

Таблица 1.2 - Спецификация на сырье

Диаметр бревен, cм	10	12	14	20	26	30	Итого
Процентное соотношение	10	10	20	20	30	10	100%

Таблица 1.3 - Спецификация пиломатериалов на 1000 м3

Толщина, мм	75	44	40	32	22	19	16	Всего
Количество пиломатериала,м3	130	75	140	250	160	105	140	1000

1.2.1 Составление спецификации на сырьё

Таблица 1.4 - Спецификация на сырье древесины хвойных пород ГОСТ 9463-88

Диаметр бревен, см	Процентное соотношение	Объем одного бревна, м?	Объем всех бревен, м?	Число бревен, шт
10	10	0,065	166.7	2565
12	10	0,093	166.7	1793
14	20	0,123	333.3	2710
20	20	0230	333.3	1449
26	30	0,390	499.9	1282
30	10	0,520	166.7	321
Всего	100		1666.6	10120

Длина бревна 6 м.

Рассчитав поставы, определяем средний процент P(%) полезного выхода для всего задания по формуле:

p= (1.1)

где P1, P2, Pi - проценты полезного выхода пиломатериалов для данных диаметров бревен (см расчет поставов),

N1, N2, Ni - процентное соотношение соответствующих диаметров бревен со спецификации сырья.

p=(50.8*10+52.7*10+54.6*20+62.4*20+64.2*30+64.6*10)/100=60%

Процент полезного выхода составил 60%

Для выпиливания 1000 м3 пиломатериалов необходимо сырья:

Vc=1000*100/60=1666.6 м3

1.2.2Расчет поставов

Таблица 1.5 - Ведомость расчета поставов

Номер постава	Размеры бревен	Объем бревна, м3	Сорт	Постав	Расход ширины полупостава, мм	Расст. От центра постава до наруж. пласти, мм	Номинальные Размеры досок	Объем досок, м3	Объемный выход п/м, %	Общий объем досок
	Диаметр, см	Длина, м			Число досок, шт	Толщ. досок. мм
									Ширина, мм	Длина, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	10	6	0,065	0-IV	1	75	38,7	38,7	63	6	-
					1	40	20,6	20,6	75	6	0,018		46,2
					2	16	20,2	40,8	75	4,75	0,011		28,215
					2	16	20,2	61,0	75	1,50	0,004		10,26
									Итого	0,033	50,8	84,675
2	12	6	0.093	0-IV	1	100	51,4	51,4	61	6	-
					1	40	20,6	20,6	100	6	0,024		43,032
					2	22	26,3	46,9	75	5,75	0,019		34,07
					2	16	20,2	67,1	75	2,50	0,006		10,758
									Итого	0,049	52,7	87,86
3	14	6	0,123	0-IV	1	125	64,2	64,2	55	6	-
					1	32	16,5	16,5	125	6	0,024		65,04
					2	22	26,3	42,8	100	6	0,026		70,46
					2	16	20,2	63,0	75	5,25	0,013		35,23
					2	16	20,2	83,2	75	1,75	0,004		10,84
									Итого	0,067	54,6	181,57
4	20	6	0,230	0-IV	1	150	76,9	76,9	127	6	-		-
					2	19	23,2	100,1	100	3,50	0,013		18,84
					1	40	20,6	20,6	150	6	0,036		52,164
					2	32	36,6	57,2	150	6	0,058		84,042
					2	19	23,2	80,4	125	5,50	0,026		37,674
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
					2	19	23,2	103,6	100	2,75	0,010		14,5
									Итого	0,143	62,4	207,22
5	26	6	0,390	0-IV	1	225	115,3	115,3	120	6	-		-
					2	16	20,2	135,5	75	3,75	0,009		11,538
					1	75	38,7	38,7	225	6	0,101		129,5
					2	32	36,6	75,3	200	6	0,077		98,714
					2	22	26,3	101,5	150	6	0,040		51,28
					2	16	20,2	121,7	100	5,50	0,018		23,076
					2	16	20,2	141,9	75	2,50	0,006		7,692
									Итого	0,251	64,2	321,8
6	30	6	0,520	0-IV	1	225	115,3	115,3	191	6	-		-
					2	19	23,2	138,5	100	6	0,023		7,4
					2	19	23,2	161,7	75	2,75	0,008		2,57
					2	44	47,2	47,2	225	6	0,119		38,2
					2	44	49,0	96,2	225	6	0,119		38,2
					2	19	23,2	119,4	175	6	0,040		12,84
					2	19	23,2	142,6	100	5,75	0,022		7,062
					2	19	23,2	165,8	75	2	0,006		1,926
									Итого	0,337	64,6	108,198
Всего	991,323

1.2.3 Составление распиловочного плана

Таблица 1.6 - Распиловочный план

Диаметр бревен, см	Число бревен, шт.	Постав	Размеры пиломатериалов, мм
			75*225	44*225	40*150	40*100	40*75	32*200	32*150	32*125	22*150	22*100	22*75	19*175	19*125
			Количество пиломатериалов согласно спецификации, м3
			130	75	140	250	160
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
10	2565	75/1 -40/1 - 16/2-16/2					46,2
12	1792	100/1-40/1 16/2-16/2				43,032							34,07
14	2710	125/1-32/1 22/2-16/2-16/2								65,04		70,46
20	1449	150/1-19/2-40/1 32/2-19/2-19/2			52,164				84,042						37,674
26	1282	225/1-16/2-75/1 32/2-22/2-16/2-16/2	129,5					98,714			51,28
30	320	225/1-19/2-19/2 44/2-44/2-19/2-19/2-19/2		38,2 38,2										12,84
	Итого	129,5	76,4	52,164	43,032	46,2	98,714	84,042	65,04	51,28	70,46	34,07	12,84	37,674
	Всего	129,5	76,4	141,396	247,796	155,81
	Недопилено, м3/%	0,5/0,38			2,204/0,88	4,19/2,6
	Перепилено, м3/%		1,4/1,9	1,396/1
Диаметр бревен, см	Число бревен, шт.	Постав	Размеры пиломатериалов, мм
			19*100	19*75	16*100	16*75	Всего
			Количество пиломатериалов согласно спецификации, м3
			105	140	1000
1	2	3	19	20	21	22	23
10	2565	75/1 -40/1 - 16/2-16/2				28,215 10,26	84,675
12	1792	100/1-40/1 16/2-16/2				10,758	87,86
14	2710	125/1-32/1 22/2-16/2-16/2				35,23 10,84	181,57
20	1449	150/1-19/2-40/1 32/2-19/2-19/2	18,84 14,5				207,22
26	1282	225/1-16/2-75/1 32/2-22/2-16/2-16/2			23,076	7,692 11,538	321,8
30	320	225/1-19/2-19/2 44/2-44/2-19/2-19/2-19/2	7,4 7,062	2,57 1,926			108,198
		Итого	47,802	4,49	23,076	114,533	991,323
		Всего	102,812	137,609	991,323
		Недопилено, м3/%	2,188/2,08	2,391/1,7
		Перепилено, м3/%

1.2.4 Расчёт баланса

Расчёт баланса древесины заключается в определении объёмов и процентного соотношения:

а) пиломатериалов; б) технологической щепы; в) опилок; г) обапола;

д) горбылей, реек, которые могут быть использованы в неизмельчённом виде; е) топливных отходов.

Расчёт ведут по поставу, процент полезного выхода которого приблизительно равен общему проценту полезного выхода, а диаметр брёвен- среднему диаметру сырья.

При расчете поставов полезный выход, как правило, выше фактического.

Для приведения расчетного полезного выхода к фактическому пользуются коэффициентом, тогда фактический выход пиломатериалов:

Рф=Р*к

Где Р - расчетный выход пиломатериалов, %;

к - коэффициент, учитывающий несоответствие расчетного выхода фактическому.

Значение коэффициента для сырья рекомендуется брать при выработке пиломатериалов по СТБ 1713-2007.

1.2.4.1 Рассчитываем баланс по 20 диаметру с полезным выходом 62.4%.

к=60/62,4=0,9615

1.2.4.2 Рассчитываем объём опилок Vоп (м3):

Vоп=Vр+Vобр (1.2)

где Vр- объём опилок, полученных при распиловке на лесорамах, м3

Vобр- объём опилок, полученных при распиловке на обрезных станках,м3

Объём опилок Vоп (м3) равен:

Vр=V1+V2 (1.3)

где Vр- объём опилок от лесопильной рамы брусующей, м3;

V1= b*l* (1.4)

где b- ширина пропила, мм (3,6)

l- длина пропила, м;

- сумма высот пропила, м

= L+ dср*Z (1.5)

где L - коэффициент, характеризующий среднюю высоту пропила (0,7);dср- диаметр бревна по середине его длины, м;

Z - число пил в поставе;

V2 - объём опилок от лесопильной рамы, разваливающей брус, м3;

V2= b*L* (1.6)

где - сумма высот пропилов, м.

Диаметр бревна на середине его длины, dcр, м:

dcp=(dв+dk)/2=(20+26)/2=23=0,23 м.

Тогда = 0,7*0,23*4 = 0,644 м

V1= 0.0036*6*0,644 = 0.0139104 м3

=0,8*0,1541*8 = 0,98624 м3

V2= 0,0036*6*0,98624 = 0,0213 м3

Объём опилок, полученных при распиловке на лесопильных рамах равен:

Vр= V1+V2 = 0,01391+0,0213= 0,03521 м3

Объём опилок полученных при распиловке на обрезных станках, составил, Vоб, м3:

Vоб = b*h*l*z*k (1.7)

где b - ширина пропила, м (0,005);

h - средняя толщина необрезных досок, м;

l - длина необрезных досок, м (3,50*2+2,75*2+5,50*2=23,5 м.);

z - число пил, шт.;

k - коэффициент, учитывающий толщину доски, 1,1;

Vоб = 0,005*0,019*23,5*2*1,1=0,0049115м3

Общий объём опилок составит:

Vоп = Vр +Vоб = 0,03521+0,0049115 = 0,0401215м3

или 100*0,0401215/0,23=17,4 %

Кроме того в расчётах принимается 0,5% опилок при торцовке досок, тогда всего опилок будет:

17,4+0,5=17,9%

1.2.4.3 На усушку и распил можно принять 6%, доля коротких досок составляет 0,4% и обапола 1,56%.

1.2.4.4 Определяем выход сортированной технологической щепы:

100-(62,4+1,56+17,9+0,4+6)= 11,74%

Сведём эти данные в таблицу 1.7

Таблица 1.7 - Баланс древесины

Наименование продукции	Процент от объёма сырья	Объём,м3
Распиливаемое сырьё	100	181010
Обрезные доски	62,4	112950,2
Короткие доски	0,4	724
Обапол	1,56	2823,8
Тех. щепа	11,74	21250,6
Опилки	17,9	32400,8
Безвозвратные потери	6,0	10860,6

1.3 Выбор и расчет оборудования

1.3.1 Выбор и расчет лесопильных рам

Выбор типа лесопильных рам.

Тип лесопильной рамы выбирают по ширине просвета B (см) пильной рамки для максимального диаметра распиливаемых бревен по формуле:

B=dmax+Sl+2c (1.8)

где dmax- диаметр в вершине наиболее толстого бревна по спецификации, см;

S - величина сбега, см/м;

l - длина бревна, м;

c - запасное расстояние между стойками пильной рамки и комлем бревна с каждой стороны, см (5).

B=30+1.5*6+2*5=49 см

Принимаем лесопильную раму марки 2Р75-1А и 2Р75-2А



Расчет производительности лесопильных рам.

Расчет производительности A (м3/смену) по каждому диаметру бревен для исчисления годовой производительности ведут по формуле:

A= (1.9)

где - величина посылки, мм;

n - частота вращения коренного вала, мин-1

T - продолжительность смены, мин;

q - объем одного бревна, м3;

k - общий коэффициент использования лесопильной рамы;

kг - коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы;

l - длина бревна, м.

Для упрощения расчетов обозначим произведение всех постоянных множителей буквой C:

C= (1.10)

Общий коэффициент использования лесопильной рамы k для механизированных цехов принимается 0,864, коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы kг, принимается в расчетах 0,9.

Определим постоянную C:

C= 325*480*0,864*0,9/(1000*6)=20,22

Величина посылки зависит от работоспособности пил, мощности привода, конструкционной посылки и др.

При распиловке с брусовкой величину посылки принимают по меньшей величине, определяющей фактическую производительность обеих рам.

Расчет посылок предоставим в таблице 1.9

Таблица 1.9 - Расчет посылок, мм

Диаметр бревна, см	Число пил на 1 проходе, шт	Толщина бруса, см	Число пил на 2 проходе, шт	Величина посылки при распиловке:	Принятая величина посылки
				С брусовкой
				1 проход	2 проход
20	4	15	8	42	39	39
26	4	22,5	10	34	24,5	24,5
30	6	27,5	11	29	19,5	19,5

Таблица 1.10 - Расчет производительности лесопильных рам

Диаметр бревна, см	Объем бревна, м3	A=C, бревен/смену	A=Cq, м3/смену
20	0,230	20,22*39=789	789*0,230=181,47
26	0,390	20,22*24,5=495	495*0,390=193,05
30	0,520	20,22*19,5=394	394*0,520=204,88

Таблица 1.11 - Количество рамосмен на выпиловку 1000 м3 пиломатериалов и загрузку

Диаметр брёвен, см	Объём брёвен, м3	Распределение брёвен по способу распиловки,м3	Производительность рамосмены,м3	Количество рамосмен на выполнение спецификации	Загрузка лесопильных рам
		С брусовкой	С брусовкой	С брусовкой	Всего	1	2
1	2	3	4	5	6	7	8
20	333,3	333,3	181,47	1,8	3,6	1,8	1,8
26	499,9	499,9	193,05	2,6	5,2	2,6	2,6
30	166,7	166,7	204,88	0,8	1,6	0,8	0,8
Итого:	999,9	999,9			10,4	5,2	5,2

Определяем производительность установленной рамосмены :

а) по распиленному сырью; (Ар м3):

A=

где Qр - объём распиленного сырья, м3;

N - количество рамосмен на выполнение спецификации.

А= 999,9/10,4=96,14 м3

б) по выработке пиломатериалов

Ап/м=637,17/10,4=61,27 м3

Годовую производительность Ар(м3) определяют по формуле:

Ар = Асм*n*r*m

где Асм - сменная производительность, м3;

n - число рабочих дней в году;

m - число установленных рам;

r - число смен в сутки.

После постановки числовых значений годовая производительность:

а) по количеству распиленного сырья:

Аг=96,14*250*2*2=96140 м3

б) по выработке пиломатериала:

Аг=61,27*250*2*2=61266 м3

Средний объемный выход пиломатериалов составляет:

(61266/96140)*100 %=63,7 %.

1.3.2 Выбор и расчет линий

Выбор типа линий определяется экономической целесообразностью его при заданном объеме производства, заданной спецификации сырья и пиломатериалов.

Таблица 1.12 - Техническая характеристика линии ФБС-750

Размеры обрабатываемых бревен, мм:
Длина	3000-75000
диаметр	100-260
Толщина получаемых брусьев, мм	50-150
Скорость подачи, м/мин	36 или 50
Пропускная способность станка, шт/мин при длине бревен 5,5 м и скорости подачи, м/мин:
36	6,5
50	9,0
Количество фрез, шт	2
Диаметр фрез, мм	940
Частота вращения фрез, мин??	750
Мощность электродвигателей, квт	119
Габаритные размеры станка, мм:
длина	3370
ширина	3330
высота	2450
Масса, кг	8850

Таблица 1.13 - Техническая характеристика станка СБ8М

Размеры бревен, (брусьев):
Диаметр (толщина), см	7,5-13
Длина, м	2-7,5
Скорость подачи, м/мин	15-50
Частота вращения фрез(пил), мин??	1500
Мощность, квт	100
Размеры, мм:
Длина	3000
Ширина	2500
Высота	1500
Масса, кг	6200
Количество пил, шт	До 7

Производительность фрезерно-брусующей линии:

А=(U*T*q)*k

L

Где U - скорость подачи, м/мин;

Т - продолжительность смены, мин;

q - объем бревна, м?

L - длина бревна, м;

K - коэффициент использования станка, (0,89)

А=(36*480*0,093)*0,89=238,4 м?/смену

6

Производительность многопильного круглопильного станка:

А=60*U*T*k1*k2*q/L

Где U - скорость подачи, м/мин;

Т - продолжительность смены, ч;

k1 - коэффициент использования потока (0,85);

k2 - коэффициент использования смены, (0,88-0,89);

q - средний объем бревна, м?;

L - средняя длина бревна, м

А=60*36*8*0,8*0,88*0,093/6=188,6 м?

Определяем годовую производительность по станку с наименьшей сменной производительностью:

Аг=Асм*n*i*к

Аг=188,6*250*2*0,9=84870 м?/год

Годовая программа завода Аг, м?, по количеству распиленного сырья:

Аг=Аг.л.р + Аг.л

Где Аг.л.р - годовая производительность потока на лесорамах, м?;

Аг.л - годовая производительность потока на линиях, м?

Аг=96140+84870=181010 м?

Годовая программа завода Аг,по количеству выпиленных пиломатериалов определяется аналогично:

Аг.в= Аг.л.р + Аг.л

Аг.в=61266+84870=146136 м?

1.3.3 Выбор и расчет технологического оборудования

Выбор и расчет обрезных станков

В нашем проекте принимаем станок Ц2Д-7А.

Для расчета производительности обрезных станков необходимо знать наибольшее число необрезных досок, получаемых от лесорам в единицу времени. Расчет производят для каждого потока в отдельности.

Для 1-го потока (распиловки с брусовкой) на лесорамах рассчитываем число станков. Наибольшее количество метров необрезных досок, как это видно из расчета поставов, будет при распиловке бревен диаметром 26 см.

Для 1-го прохода из одного бревна получается 3,75*2=7,5 м досок, со 2-го прохода 6*2+6*2+5,50*2+2,50*2=40 м досок; всего 47,5 м досок. Производительность лесопильных рам в смену, для диаметра 26 см составляет 495 бревен (таблица 1.9). Следовательно, на обрезной станок в смену поступит 495*47,5=23512,5 м досок.

Для 2-го потока (распиловка на линии) рассчитываем число станков аналогично. Наибольшее количество метров необрезных досок, как это видно из расчета поставов, будет при распиловке бревен диаметром 14 см.

Из одного бревна со 2-го прохода получается 6*2+5,25*2+1,75*2=26 м необрезных досок.

Производительность линии в смену для диаметра 14 см составляет 2028 бревен. Следовательно, на обрезной станок в смену поступит 2028*26 м=52728 м.

Производительность обрезного станка А, м определяется по формуле:

А=u •Т•К

где u - скорость подачи, м/мин;

Т - продолжительность смены, мин;

К - коэффициент использования обрезного станка К=К1·К2

К1 - коэффициент использование рабочего времени К2=0,95;

К2 - коэффициент использование машинного времени.

К2=l/[l+tB(u/60)]

где l - длина доски, м;

tB - неперекрытое вспомогательное время, с;

tB ? 1,5 с, на одну доску;

u - скорость подачи, м/мин, u = 80/120 или 100/150 м/мин

К2 = 6/[6+1,5(100/60)] = 0,706

К = 0,95*0,706 =0,671

Производительность обрезного станка равна:

А=100*480*0,671=32208 м/смену

Потребное число обрезных станков:

Для 1-го потока ( распиловка с брусовкой )

23512,5/32208=0,73

Принимаем один станок с загрузкой 73%.

Для 2-го потока ( распиловка на линии ):

52728/32208=1,64

Принимаем два станка с загрузкой 82%.

Таблица 1.14 - Техническая характеристика станка Ц2Д-7А

Просвет станка	800
Размеры обрабатываемого материала, мм:
Ширина наибольшая	500
Ширина наименьшая	60
Наименьшая толщина
Наименьшая длина
Количество пил на станке,шт Из них подвижных	2 1
Скорость подачи, м/мин	80/120 или 100/150
Мощность, квт	53,8
Габаритные размеры станка, мм:
Длина	2100
Ширина	2350
Высота	1355

Расчет окорочных станков.

Включение операции окорки бревен в процессе подготовки сырья вызвано ростом производства технологической щепы из отходов лесопиления, к которой содержание коры строго регламентировано. Кроме того, окорка сырья перед распиловкой улучшает условия работы режущего инструмента, и повышает производительность бревнопильного оборудования на 5-8%. Окорочные станки могут устанавливаться в потоке с лесорамами или на складах сырья.

Для окорки бревен, идущих на линию, используют станок роторного типа ОК40-2.

Таблица 1.15 - Техническая характеристика станка ОК63-2.

Диаметр окариваемой древесины, см	10-55
Длина окариваемой древесины, м	2,7 и более
Скорость подачи, м/с	0,2; 0,23; 0,35; 0,6; 0,8; 1,0
Количество режущего инструмента в роторе, шт	6
Габаритные размеры (Д*Ш*В)	7960*2385*2565
Мощность, квт	50,12
Масса станка, кг	9840

Таблица 1.16 - Техническая характеристика станка ОК40-2.

Диаметр окариваемой древесины, см	6-35
Длина окариваемой древесины, м	1,5 и более
Скорость подачи, м/с	0,2; 0,23; 0,35; 0,6; 0,8; 1,2
Количество режущего инструмента в роторе, шт	6
Габаритные размеры (Д*Ш*В)	6160*2500*1520
Мощность, квт	37,59
Масса станка, кг	7300

Производительность окорочных станков Асм, м3/смену, определяется по формуле:

Асм=

где U - скорость подачи, м/мин;

T - продолжительность смены, мин;

K1 - коэффициент использования рабочего времени, (0,8-0,85);

K2 - коэффициент использования машинного времени, (0,8-0,85);

L - средняя длина бревна, м.

Определяем производительность окорочных станков для лесорамы:

Асм=36*480*0,83*0,83*0,230/6=456,3 м3/смену

а) Определяем годовую производительность окорочных станков:

Аг=Асм*n*i*к2

где n-число рабочих дней в году

i-число смен

к2-коэффициент потери рабочего времени

Аг=456,3*250*2*0,9=205335 м3

б) Определяем потребное количество окорочных станков:

Np=Пг/Аг

где Пг - годовая программа для лесорам (96140)

Np=96140/205335=0,47

в) Принимаем целое число Nпр=1шт

г) Определяем процент загрузки окорочных станков:

Пз=Nр/Nпр

Пз=0,47 /1*100%=47%

Определяем производительность окорочных станков для линии:

Асм=36*480*0,83*0,83*0,093/6=184,5 м3/смену

Определяем годовую производительность окорочных станков:

Аг=184,5*2*250*0,9=83025 м3

Определяем потребное количество окорочных станков:

Годовая программа для линий: 84870 м3

Np=84870/83025=1,02

Принимаем целое число Nпр=2шт

Определяем процент загрузки окорочных станков:

Пз=1,02 /2*100%=51%

Расчет рубительных машин производиться на основе составляемого баланса древесины. В час в рубительную машину будет поступать, м3

11286,8/250*2*8=2,8

Производительность рубительной машины МР-20Н, до 10м3/ч (из технической характеристики )

NP=2,8/10=0,28

Nпр=1

3=0,28 /1*100=28%

1.3.4 Выбор и расчет транспортного оборудования

Транспортное оборудование предназначено для транспортировки сырья, полуфабрикатов и отходов производства.

Расчет автолесовоза (Т-140м)

Производительность автолесовоза А (м3/смену):

А=К·Т·q(L/V1+L/V2+t)

Где К - к-т использование рабочего времени автолесовоза (0,85);

Т - продолжительность смены, мин (480);

q - объем пакета досок (q > 6 м3);

L - растояние перевозки м (420 м);

V1, V2 - скорость автолесовоза с грузом или порожняком; V1 = 15 км/ч = 250 м/мин, V2 = 20 км/ч = 333 м/мин;

t - суммарное время на захват и опускание пакета, мин (2,5 мин)

А=0,85·480·6/(420/250+400/333+2,5)=450 м3/смену

Расчетное количество автолесовозов Nр, шт

Nр=Q·К/А·n

где Q - сменное количество перемещаемого материала, м3;

n - к-т использование автопарка (0,7?0,8);

К - к-т неравномерности грузопотока, К=1,25

Q=112950,2/250·2=225,9 м3

Nр=225,9,1*1,25/450·0,75=0,84шт

Учитывая, что автолесовоз перемещает не только обрезные доски, а и короткие доски и горбыли по территории склада к погрузочной площадке, а также останавливается на ремонт, принимаем 2 автолесовоза.

3=0,84/2·100%=42%

1.3.5 Выбор и расчет сортировочных устройств

Сортировочные устройства для сырых пиломатериалов. Сортировка пиломатериалов важная часть технологического процесса лесопильного производства. Она состоит в разделении пиломатериалов по соответствующим признакам, укладке в организованные или неорганизованные пакеты и в кратковременном хранении перед укладкой в сушильные штабеля. Это из самых трудоемких и трудномеханизированных операций в лесопилении.

Широко применяют автоматизированные и полуавтоматические сортировочные устройства. К установке принимаем линию ЛТС-16 с производительностью до 40 досок в минуту. Произведем проверочный расчет количества сортплощадок. Максимальное число досок, поступающих на сорт площадку в минуту, определяется по формуле:

nmax=Аср.·1,5/(480·а·к)

где Аср - среднесменная производительность завода по выпуску пиломатериалов, м3;

1,5 - коэффициент, учитывающий неравномерность поступления досок;

480 - продолжительность смены, мин;

а - расчетный объем средней доски, поступающей из лесоцеха, м3 (0,025);

к - коэффициент использования лесопильных рам (0,864)

Аср=112950,2/(250·2)=225,9 м 3/смену

Тогда:

nmax=225,9·1,5/(480·0,025·0,864)=32,7 шт/мин

Так как пропускная способность сорт площадки ЛТС-16 до 40 досок/мин, то расчетное число их:

Nр=32,7/40=0,82

З=0,82 /1·100=82%

Принимается 1 линия, с количеством загрузки -82%.

Расчёт сортировочного устройства для щепы ( СЩ-70 )

На сортировку поступает Q, м 3/ч

Q=21250,6/250*2*8=5,3

Производительность СЩ-70 - 70 м 3/ч

Nрасч=5,3/70=0,076

Nпр=1

З=7,6%

Установку сортировочного устройства можно не предусматривать, если к щепе предъявляются особые требования и неэффективно используется оборудование.

1.3.6 Составление сводной ведомости

Таблица 1.17 - Сводная ведомость на оборудование

№ п/п	Наименование оборудования	Марка оборудования	Кол - во штук	Загрузка, %	Краткая техническая характеристика
1	Лесопильная рама	2Р75-1А	1	100 %	Ширина просвета пильной рамки 750 мм, величина хода пильной рамки 600 мм,
					Наибольшее количество пил в поставе 12 шт, суммарная мощность электродвигателей 128,7 кВт.
2	Лесопильная рама	2Р75-2А	1	100 %	Ширина просвета пильной рамки750 мм; величина хода пильной рамки 600 мм; мощность электродвигателей 121,09 кВт; Наибольшее количество пил в поставе 14 шт.
3	1) Фрезерно-брусующая линия	ФБС-750	1	100 %	Длина обрабатываемых бревен от 3000 до 75000 мм, диаметр от 100 до 260 мм; скорость подачи 36 или 50 м/мин; мощность электродвигателей 119 кВт; 2 фрезы.
	2) круглопильный многопильный станок	СБ8М	1	100 %	Диаметр (толщина) бревен (брусьев) от 7,5 до 13 см, длина от 2 до 7,5 м; скорость подачи 15-50 м/мин; мощность 100 кВт; до 7 пил.
4	Обрезные станки	Ц2Д-7А	1	73 %	Толщина обрабатываемого материала 13-100 мм. Число пил 2 шт, из них 1 подвижная. Частота вращения пильного вала 2560 мин-1. Скорость подачи 80;120;100;150 м/мин. Установленная мощность 53,8 кВт.
		Ц2Д-7А	2	82 %
5	Окорочный станок	ОК63-2	1	47 %	Диаметр окариваемой древесины от 10 до 55 см, длина от 2,7 м и более; скорость подачи 0,2; 0,23; 0,35; 0,6; 0,8; 1
					м/с; в роторе 6 режущих инструментов; мощность 50,12 кВт.
6	Окорочный станок	ОК40-2	2	51 %	Диаметр окариваемой древесины от 6 до 35 см, длина от 1,5 м и более; скорость подачи 0,2; 0,23; 0,35; 0,6; 0,8; 1,2 м/с; в роторе 6 режущих инструментов; мощность37,59 кВт.
5	Рубительная машина	МР-20Н	1	53 %	Мощность 75кВт. Производительность до 10 м3/ч. Длина щепы 15-25мм. Диаметр ножевого диска 1270мм.
6	Сортировочное устройство	ЛТС-16	1	82 %	Установленная мощность 55 кВт; производительность до 40 досок в минуту.
8	Автолесовоз	Т-140М	2	42 %	Грузоподъемность 6300кг. Высота подъема груза 500мм. Средняя скорость движения с грузом 15 км/ч, порожняком 20 км/ч, максимальная - до 40 км/ч.
9	Заточные станки	ЗА64Д	2	70,7 %	Универсальный; мощность станка 10 кВт.

1.4 Расчет пилоножеточки

1.4.1 Расчет расхода инструмента

Годовой расход инструмента n(шт) определяем по формуле:

n= 100*N*Z/Т( 100-d )

где N - годовое количество часов работы инструмента, ч;

z - число одинаковых инструментов на станке;

d - процент на поломку и непредвиденный расход инструмента;

T - продолжительность работы инструмента до износа, ч;

где а - допускаемое стачивание режущей части инструмента, мм;

d - среднее уменьшение рабочей части инструмента за одну переточку, мм;

t - средняя продолжительность работ инструмента без переточки, ч

Рассчитываем для лесорам:

n=100*4000*14/425( 100-10 )=146 пил.

n=100*4000*12/425(100-10)=126 пил.

Для двух лесорам n=126+146=272 пилы.

Рассчитываем для линии ФБС-750:

Т=9*40/0,15=2400 ч.

n=100*4000*2/2400(100-5)=4 шт.

Рассчитываем для круглопильного станка СБ8М:

Т=7*30/0,18=1666,7 ч.

n=100*4000*7/1666,7(100-15)=28 пил.

Рассчитываем для окорочных станков:

Т=9*40/0,18=2000 ч.

n= 100*4000*6/2000 (100-5)=13 ножей

n=13*3=39 ножей (т.к 3 окорочных станка)

Рассчитываем для обрезных станков:

Т=7*30/0,17=1235,3 ч.

n=100*4000*2/1235,3(100-15)=8 шт

Всего 24 ножа, т.к всего 3 станка.

Рассчитываем для рубительных машин:

Т=9*40/0,18=2000 ч.

n=100*4000*16/2000(100-5)=34 ножа.

1.4.2 Расчет количества заточных станков

Потребное количество заточных станков С, шт, инструмента рассчитываем по формуле:

где u - число инструментов, требующих заточки в смену, шт

r - число смен работы цеха в сутки:

m - среднее время на заточку данного инструмента;

Т - производительность смены, мин;

к - коэффициент использования заточного станка;

p - число смен работ заточного станка в сутки;

где z - число инструмента в комплекте, шт;

T - время работы в смену, в час;

t - время работы без переточки, ч;

n - количество станков, шт.

Определяем число инструментов, требующих заточки в смену для лесорам:

u=14*8*1/4=28 шт

u=12*8*1/4=24 шт.

Потребное количество станков для заточки С, шт, пил рамных лесорам:

С=(52*2*4)/(480*0,8*2)=0,54

Определяем число инструментов, требующих заточки в смену для линии ФБС-750:

U=2*8*1/40=0,4 шт

Потребное количество станков для заточки С, фрез:

С=0,4*2*15/480*0,8*2=0,016

Определяем число инструментов, требующих заточки в смену для круглопильного станка:

u=7*8*1/30=1,86 шт

Потребное количество станков для заточки С, шт, пил дисковых станка:

с=1,86*2*30/768=0,145

Определяем число инструментов, требующих заточки в смену для окорочного станка:

u=6*8*3/40=3,6

Потребное количество станков для заточки С, шт, ножей:

с=3,6*2*10/480*0,8*2=0,09375

Определяем число инструментов, требующих заточки в смену для обрезного станка:

u=2*8*3/30=1,6

Потребное количество станков для заточки С, шт, ножей:

с=1,6*2*30/480*0,8*2=0,125

Определяем число инструментов, требующих заточки в смену для ножей рубительных машин:

u=16*8*1/40=3,2

Потребное количество станков для заточки С, шт, ножей:

с=3,2*2*10/480*0,8*2=0,083

Для заточки принимаем станок ЗА64Д.

Срасч.=0,54+0,016+0,145+0,09375+0,125+0,083=1,00275

Спр=2

Принимаем 2 станка для заточки с процентом загрузки:

Пз=(1,00275/2)*100%=50,14 %

1.5 Описание технологического процесса

Бревна по продольно-цепным конвейерам поступают в окорочные станки, где окариваются и роликовыми конвейерами сбрасываются на накопительные площадки лесорам и фрезерно-брусующей линии. С площадки для лесорам бревна подаются на конвейер, с которого бревна сбрасываются на впередирамную тележку сбрасывателем. Тележка движется по рельсовому пути к лесораме первого ряда. После рамы первого ряда брус, необрезные доски и длинные горбыли конвейером подаются вперед до упоров. При этом брус задерживается первым навесным упором, горбыли и необрезные доски проходят дальше по конвейеру до второго упора, где они сбрасываются винтовыми роликами на поперечно-цепной конвейер.

Брус перемещается на роликовом конвейере перед рамой второго ряда. При помощи брусоперекладчика брус заправляется в раму второго ряда. Обрезные доски, после распиловки бруса, проходят дальше на ленточный конвейер. Необрезные доски и длинные горбыли цепным конвейером подаются к обрезным станкам. Сюда же попадают необрезные доски и длинный горбыль от рамы первого ряда.

С площадки для фрезерно-брусующей линии бревна малых диаметров попадают на ленточный конвейер линии. После обработки получается брус и щепа, брус идет на круглопильный многопильный станок. Горбыли и необрезные доски доходят до упоров, где необрезные доски и длинные горбыли цепным конвейером подаются к обрезным станкам. А обрезные доски проходят на ленточный конвейер, а затем вывозятся из цеха.

Горбыли и другие отходы сбрасываются по наклонным люкам на первый этаж, где попадают в рубительную машину. Т.к щепа не сортируется, то она после рубительной машины выводится из цеха в бункера.

1.6 Расчет площади помещений

Здание лесопильного цеха имеет в плане прямоугольную форму. К нему примыкают сортировочные площадки. Размер лесопильного цеха: ширина - 18м; длина - 72м; высота - 10,8м до низа несущих конструкций перекрытия, отметка основных производственных этажей 1-го - 6, 2-го - 3,6м.

Для естественного освещения приняты окна 4010?3015; ворота 4000?4200; проемы для дверей 1520?2370.

В цеху на первом этаже в целях пожарной безопасности предусмотрены административно-бытовые помещения, составляющие около 20 % от всей производственной площади: мужские и женские душевые кабины, туалеты, гардеробы, комната приема пищи, кабинеты начальника цеха, технолога, экономиста, комната мастера, комната отдыха и др.

Душевые устраивают из расчета 1 душевая кабина на 15 человек по наиболее многочисленной смене, ножные ванны из расчета 1 ванна на 50 человек.

А в самом цеху должна быть пилоножеточка из расчета 10-15 м2 на 1 заточной станок ( пилоножеточка располагается там, где наибольшее количество скопления инструмента и максимально естественное освещение ).

Все транспортные операции в цеху механизированы. Ввиду того, что техпроцесс организован непрерывными потоками, я предусмотрела в цеху 1 переходной мост, который оборудован лестницами с перилами для доступа к любому производственному участку. В лесопильном цеху различные уровни пола на 2 этаже, поэтому место перепада высот ограждается и оборудуется ступеньками с перилами.

1.7 Расчет расхода электроэнергии

лесопильный сортировочный древесина окорочной

1.7.1 Расчет расхода силовой электроэнергии

Силовую электроэнергию, потребляют электродвигатели, обслуживающие технологическое и транспортное оборудование, оборудование вспомогательных цехов и мастерских.

Таблица 1.18 - Расчет расхода силовой электроэнергии для лесопильного завода

Наименование потребителей электроэнергии	Число потребителей	Мощность электродвигателей	Общая установленная мощность кВт	Общая подключенная мощность, кВт	Коэффициент использования электродвигателей	Потребляемая мощность, кВт	Потери в сети %	Мощность на шинах высокого напряжения, кВт	Кол-во часов работы в году	Годовое потребление в электроэнергии, кВт. ч
Лесопильная рама 2Р75-1А	1	128,7	128,7	151,4	0,864	130,8	6	138,65	4000	554600
Лесопильная рама 2Р75-2А	1	121,09	121,09	142,5	0,864	123,12	6	129,3	4000	517200
Фрезерно-брусующая линия ФБС-750	1	119	119	140	0,89	124,6	6	132,1	4000	528400
Круглопильный станок	1	100	100	117,6	0,748	88	6	93,3	4000	373200
Обрезной станок	3	53,8	161,4	189,9	0,671	127,4	6	135,04	4000	540160
Окорочный станок ОК63-2	1	50,12	50,12	59	0,689	40,65	6	43,1	4000	172400
Окорочный станок ОК40-2	2	37,59	75,18	88,4	0,689	60,9	6	64,5	4000	258000
Рубительная машина	1	75	75	88,2	0,28	25	6	26,5	4000	106000
Сортировочное устройство	1	55	55	64,7	0,864	55,9	6	59,25	4000	237000
Заточной станок	2	10	20	23,5	0,8	18,8	6	19,9	4000	79600
Итого			905,5	1065,2		795,17		841,64		3366560

Литература

1. Амалицкий В.В., « Деревообрабатывающие станки и инструменты».-М. ACADEMA, 2002-399с.

2. Боровиков Е.М., Фефилов В.В., Шестаков В.В. Лесопиление на агрегатном оборудовании. - М: Лесная промышленность, 1985, - 216 с.

3. Деревообрабатывающее оборудование. Каталог. Том 1 ВНИПИЭЛеспром. - М, 1991, - 205 с.

4. Деревообрабатывающее оборудование. Каталог. Том 3 ВНИПИЭЛеспром. - М, 1991, - 236 с.

5. Научно-техническая информация. ПКТБМ «Минскпроектмебель »

Деревообрабатывающий инструмент. - Минск, 1997-94 с.

6. Научно-техническая информация. ПКТБМ «Минскпроектмебель »

Оборудование и новые технологии в лесопилении. - Минск, 1995-86 с.

7. Обзорная информация по теме: Оборудование и новые технологии в лесопильном производстве 2002-115с.

8. Оборудование и новые технологии в деревообрабатывающем производстве. - Обзорная информация, 2002-250 с.

9. Песоцкий А.Н., Ясинский В.С. Проектирование лесопильно-деревообрабатывающих предприятий., М., 1976-376 с.

10. Проекты дипломные. Требования и порядок подготовки, представление о защите и защита. - Стандарт предприятия: ГГПТ, 2003-59 с.

11. Рыкунин С.Н., Шалаев В.С., Пименова С.И. Практикум по технологии лесопильно-деревообрабатывающего производства. - М: Лесная промышленность, 1987-369 с.

12. Справочник по лесопилению/ Под редакцией С.М. Хасдана. - М: Лесная промышленность, 1989-424 с.

13. Сохор Г.А. Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства. Методические указания по расчету оборудования на складах пиловочного сырья и составление планировок складов. - Гомель,2003-16 с.

14. Тюкина Ю.П., Рыкунин С.Н., Шалаев С.В. Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства. - М: Лесная промышленность, 1986-280 с.

15. Хасдан М.М., Ратнер М.А. Лесопильно-деревообрабатывающее производство (Курсовое и дипломное проектирование) - М: Лесная промышленность, 1993-184 с.

16. Яковин Ф.П. Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства. Методические руководства по выполнению курсовых проектов. - М. 1993-139 с.

17. Якушевич Л.А.Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства. - М: Высшая школа, 1997-292

Размещено на Allbest.ur