Проектирование деревоперерабатывающих производств лесного комплекса - курсовой

мой цеееххх)))))).docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
Кафедра механической технологии древесины
по дисциплине «Проектирование деревоперерабатывающих
производств лесного комплекса»
Студент 3 курса ТД2-112ОБ группы
Руководитель кан. тех. наук доцент
Члены комиссии кан. тех. наук доцен
РАЗРАБОТКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА6
1 Характеристика сырья6
2Структура технологического производства участка цеха 8 1.3 Характеристика проектируемого производственного здания11
3.1Описание основных конструктивных элементов
проектируемого каркасного здания 11
4 Расчет состава и площадей административно-бытовых помещений 19
5 Расчеты площади вспомогательных помещений цеха22
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ23
1 Расчет потребности в инструменте и оборудовании для его заточки23
1.1 Ведомость оборудования23
1.2 Годовой расход инструмента23
1.3 Расчет потребности в заточных станках25
2 Расчет общей потребности в электроэнергии26
2.1 Расчет активной мощности для силовой нагрузки27
2.2 Расчет активной мощности для осветительной нагрузки28
2.3 Выбор электрооборудование30
РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА32
1 Выбор инженерных сетей и систем32
1.1 Водоснабжение предприятия 32
1.2 Канализирование предприятия .33
1.3 Промышленное отопление 33
1.4 Вентиляция производственных помещений 34
2 Построение «розы» ветров34
3 Построение генерального плана36
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК40
Данный курсовой проект выполнен по дисциплине «Проектирование деревоперерабатывающих производств лесного комплекса». Разработана технологическая часть проекта деревоперерабатывающего цеха и выполнены все необходимые расчеты.
Проект включает пояснительную записку. Записка содержит 39 листов печатного текста 15 формул 4 таблицы количество использованных источников 3 чертёж формата А1 с расстановкой оборудования в цехе по производству фанеры.
Основные ключевые слова: цех предприятие инженерные системы компоновочный план пиломатериалы заготовки каркас балка административные площади.
Современный уровень развития науки и техники предъявляет особые
требования к проектированию промышленных предприятий к срокам и качеству выполнения проектных работ от которых во многом зависят эффективность производства и темпы научно-технического прогресса.
При проектировании решается комплекс разнородных технических экономических и социальных задач при этом учитывается что по уровню
техники и технологии инфраструктуре проектируемое предприятие должно превосходить передовые действующие производства.
В свете этого специалист в области проектирования должен не только
хорошо владеть знаниями сегодняшнего дня но и умением прогнозировать
развитие своей отрасли и смежных отраслей экономики глубоко понимать основные направления развития производства на длительную перспективу.
Повышение эффективности производства увеличение объемов выпуска продукции и её конкурентоспособности расширение заготовок и переработки древесины комплексное и рациональное использование древесины повышение производительности труда создание принципиально новых технологических процессов и производств -решение этих задач требует напряженного труда от работников всех категорий в том числе и от проектировщиков.
Развитие современного подхода к проектированию требует также знания специальных программ позволяющих прогнозировать работу предприятия в кратко-и долгосрочной перспективе что позволит рационально использовать имеющиеся производственные мощности и ресурсы.
РАЗРАБОТКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА
1Характеристика сырья
Пиломатериалы – это пилопродукция определенных размеров и качества с двумя плоскопараллельными пластями. По форме поперечного сечения они бывают в виде досок брусков и брусьев обапола горбыля По расположению пластей относительно годичных слоев древесины пиломатериалы могут быть радиальной тангенциальной и смешанной распиловки.
Пиломатериал полученный ориентированной распиловкой бревен или брусьев с преимущественным направлением формирующих пласти пропилов близким к радиусам годичных слоев древесины называют пиломатералом радиальной распиловки. Радиальным распилом в большинстве стандартов признается такой при котором пласть материала располагается к годичным слоям под углом не менее 60°. Особенностями радиальных пиломатериалов являются: расположение трещин и сучьев параллельно пластям; незначительное коробление и меньшая склонность к растрескиванию и сжатию при сушке что ведет к снижению продолжительности искусственной сушки; значительно меньший износ пластей досок от истирания что важно например для половых досок; красивая и единообразная текстура что особенно важно для хвойных пород. Ориентация формирующих пласти пропилов при распиловке бревен по касательной к годичным слоям древесины обеспечивает получение пиломатериалов тангенциальной распиловки.
По способу обработки пиломатериалы делят на необрезные односторонние обрезные обрезные строганные калиброванные клееные.
Необрезные – пиломатериалы с параллельными пластями и неопиленными или частично опиленными кромками с величиной непропила (обзола) более допустимого в обрезных пиломатериалах. Односторонние обрезные –пиломатериалы с одной опиленной кромкой и обзолом на этой кромке не более допустимого в обрезных пиломатериалах. Обрезные – пиломатериалы с кромками опиленными перпендикулярно пластям и с обзолом не более допустимого.
Пиломатериалы у которых обработана строганием или фрезерованием хотя бы одна пласть или обе кромки относятся к строганым. Калиброванными называют пиломатериалы высушенные а затем обработанные до заданного более точного размера. Клееные – это пиломатериалы изготовленные из обрезков путем склеивания по длине толщине и ширине.
По количеству пропиленных сторон брусья бывают двухкантные трехкантные и четырехкантные. Пласти брусьев могут быть обработаны фрезерованием.
По местоположению в бревне доски (брусья) могут быть сердцевинными центральными и боковыми. Сердцевинную доску (брус) выпиливают из центральной части бревна или бруса. Она включает сердцевину. Центральная доска (брус) – каждая из двух смежных досок (брусьев) выпиленных из центральной части бревна или бруса и расположенных симметрично оси бревна. Боковые доски выпиливают за сердцевинной или центральными досками. Крайние боковые доски называются подгорбыльными.
При выработке пиломатериалов из сбеговой зоны бревна возможно
получение попутных пиломатериалов в виде обапола и горбыля. Обапол (ГОСТ 5780-77) и горбыль (ГОСТ 13-28-74) имеют внутреннюю пласть и наружную непропиленную или пропиленную частично поверхность. Для обапола устанавливают длину и соотношение толщины и ширины для горбыля нормируют толщину и ширину тонкого конца.
Пиломатериалы характеризуются длиной шириной и толщиной. По толщине их условно делят на тонкие (до 32 мм) и толстые (св. 32 мм). Длину пиломатериалов измеряют в метрах ширину и толщину – в миллиметрах. Правила измерения пиломатериалов регламентируют ГОСТ 6564-84. Размеры пиломатериалов установленные в стандартах для древесины определенной влажности называют номинальными. В России номинальные размеры пиломатериалов внутреннего потребления устанавливают при влажности древесины 20%.
Номинальные размеры длины хвойных пиломатериалов – 10 – 65 м. с градацией 025 м; твердых лиственных пород – 05 – 65 м. с градацией 01м; мягких лиственных пород – 05 – 20 м. с градацией 01 м.
2 Технологический процесс раскроя пиломатериалов на заготовки
Состав и структура технологического процесса раскроя пиломатериалов определяются соотношением размеров и качества распиливаемых лесоматериалов и планируемых к выпиловке заготовок. Возможны следующие варианты:
Сформированное при раскрое бревен поперечное сечение и качество
пиломатериалов соответствует сечению и качеству заготовок. В этом случае
для получения заготовок достаточно предусмотреть лишь деление пиломатериалов по длине. При качественном несоответствии потребуется
дополнительные торцовые резы для вырезки пороков и дефектов.
Поперечное сечение пиломатериалов кратно сечению заготовок. В этом случае кроме торцовки необходим продольный раскрой пиломатериалов по ширине а возможно и по толщине.
Поперечное сечение пиломатериалов не совпадает и не кратно сечению заготовок. Как и во втором случае здесь требуется поперечный и продольный раскрой. При этом образуются некоторые остатки по ширине и толщине. После дополнительного раскроя их следует использовать на заготовки меньшего сечения или склеивать.
Первый и второй случаи возможны при раскрое обрезных пиломатериалов а третий — при раскрое как обрезных так и необрезных.
Некратные отрезки по длине образуются во всех трех случаях. Их используют для склеивания что повышает выход заготовок. Чем ниже качество рассматриваемых пиломатериалов тем выше удельный вес коротких заготовок.
Эффективна выпиловка из одной доски заготовок разных размеров. Продольный раскрой кратных по сечению пиломатериалов может выполняться за один или несколько проходов на одном станке либо последовательно на разных станках. Также организуют и торцовку. Место
вырезки пороков определяется их рассредоточением по пласти доски. Удаляются пороки при торцовке досок и отрезков и при продольном раскрое
Чтобы лучше выявить пороки перед раскроем пиломатериалы фрезеруют по пласти или калибруют. С этой же целью применяют разметку которая особенно эффективна при раскрое низкосортных пиломатериалов
При сравнительно больших объемах производства раскрой пиломатериалов осуществляют в лесопильном цехе что особенно эффективно при формировании сечений заготовок на бревнопильных станках. Вместе с тем такая организация процесса предусматривает раскрой сырых пиломатериалов и сушку заготовок что может снизить их качество. В специализированных цехах раскраивают сухие пиломатериалы. Это обеспечивает лучшее качество заготовок.
Раскрой пиломатериалов непосредственно на лесопильных предприятиях способствует улучшению использования древесины концентрации отходов с последующим их применением в качестве вторичного сырья сокращению объема заготовок пиловочного сырья.
Выбор схемы раскроя пиломатериалов предопределяется видом и размерами раскраиваемых досок. Так необрезанные доски раскраивают по
продольно-поперечной схеме. На первой операции получают кратные по длине и ширине отрезки. Сформированные кромки служат необходимой
технологической базой при торцовке. Вырезку пороков также осуществляют на торцовочных станках. Длина реза при торцовке в этом случае значительно
меньше ширины доски в связи с чем уменьшается размер вырезок с пороками и выход заготовок возрастает. По этой причине раскрой обрезных особенно низкокачественных досок по продольно-поперечной схеме также более эффективен.
– подъемник с пакетом досок; 2 – подающие устройства; 3 – станок для калибрования; 4 – ребровый делительный станок; 5 – прирезной многопильный станок; 6 – торцовочные станки; 7 – сортировочный конвейер.
Рисунок 1 – Структурная схема продольно-поперечного раскроя пиломатериалов на заготовки.
На рисунке 1 представлена схема продольно-поперечного раскроя пиломатериалов. Роликовым конвейером доски передают на подъемник 1 который кроме подъема выполняет функции накопления. На ребровом делительном станке 4 пиломатериалы раскраиваются по толщине. Цепным конвейером 2 доски поступают на роликовые столы 3 где проводят калибрование досок. Откалиброванные доски поступают на многопильный прирезной станок где формируется ширина заготовок. Раскроенные по длине и ширине заготовки поступают на торцовочный станок 6 где заготовки раскраивают по длине. Далее заготовки поступают на сортировочный конвейер 7.
3 Характеристика проектируемого производственного здания
3.1Описание основных конструктивных элементов проектируемого каркасного здания
Несущие конструкции здания (фундаменты стены колонны перекрытия) образуют несущий остов здания. По расположению несущих элементов остова различают следующие конструктивные типы зданий: бескаркасный каркасный и с неполным каркасом. В данном курсовом проекте рассматриваемся каркасное здание.
Каркасное здание представляет собой пространственную систему образованную колоннами подкрановыми балками стропильными и подстропильными фермами или же колоннами ригелями и плитами междуэтажных перекрытий и покрытий. Воспринимает все нагрузки действующие на здание. Для зданий этого типа характерно четкое разделение конструкций по особенностям их работы на несущие и ограждающие.
Прочность и устойчивость здания прежде всего зависит от надежности основания и фундамента.
Основанием считают слои грунта залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него воспринимающие нагрузку от здания и влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения.
Основное назначение фундаментов – равномерное распределение нагрузки от здания на грунт основания. Конструкция фрагмента зависит от конструкции стен и опор величины и характера действия нагрузок геологического строения и свойств грунтов основания.
Под колонны в каркасных зданиях устанавливают фундаменты стаканного типа. Фундамент условно делится на две части: подколонник и плиту которая имеет две ступени. Ступени плиты имеют высоту 300 мм. Размер высоты фундаментов унифицирован и имеет высоту 3 м отметка верха составляет -0150 м. Марку фундаментов выбирают по расчету в зависимости от действующих усилий и грунтовых условий.
Рисунок 2 – Фундамент стаканного типа
Каркасы одноэтажных производственных зданий деревообрабатывающей промышленности выполняют преимущественно из железобетона. Железобетонные конструкции отличаются высокой долговечностью несгораемостью и незначительной деформативностью. Применение их позволяет экономить сталь и для содержания требуются небольшие эксплуатационные затраты. Недостатки железобетонных конструкций: большая масса значительная трудоемкость стыковых соединений затруднительность устройства монолитных конструкций зимой сложность работ по усилению перестройке и разработке конструкций.
По способу возведения железобетонные каркасы подразделяются на сборные и монолитные. В большинстве случаев применяют сборные каркасы что позволяет экономить до 50 60 % стали.
Сборный железобетонный каркас одноэтажного промышленного здания состоит из поперечных рам объединенных в пространственную систему плитами (или прогонами) покрытия связями и др. элементами.
При проектировании зданий используют типовые сборные железобетонные колонны: количество пролетов – 1 ширина пролета 18 м шаг стропильных конструкций 12 м. Для данного здания применяем колонны прямоугольного сечения: 300х300 мм. В высоту таких колонн включают их заглубление 700 мм ниже отметки чистого пола; при этом верхний обрез фундамента должен иметь отметку минус 0150 м.
Рисунок 3 – Колонны среднего и крайнего ряда
В колоннах предусматривают закладные детали: в голове – для крепления стропильных конструкций и по боковым плоскостям для крепления стеновых панелей несущих стен.
Стены промышленного здания из кирпича. Высота стены от нулевой отметки до низа оконного проема принимаем равной 15 м что обеспечивает хорошее освещение рабочих мест.
Фундаментные балки предназначаются для опирания наружных и внутренних самонесущих стен в каркасных зданиях. Такие балки изготавливают из обычного железобетона. Сечение балок – тавровое или трапециевидное. В данном курсовом проекте выбирается тавровое сечение балки. В местах устройства температурных швов укладывают балки укороченные на 50 мм.
Под наружные стены балки укладывают на уступы фундаментов колонн. При большой глубине заложения фундаментов балки укладывают на подставки – бетонные столбики. Зазоры между торцами балок и фундаментом заполняют бетоном. Для защиты пристенной полосы пола от промерзания и предотвращения деформации балок на пучинистых грунтах их снизу и с боков засыпают шлаком.
Рисунок 4 – Фундаментная балка таврового сечения
Стропильные конструкции. Несущие конструкции покрытия выбирают с учетом ширины пролетов шага опор величины и характера нагрузки на покрытия типа кровли др.
Принимаем железобетонные стропильные фермы для двух скатных покрытий для пролета 18 м и шагом колонн 12 м.
Настилы покрытий устраиваются из ребристых железобетонных плит длинной 12 м и шириной 3 м.
Рисунок 5 – Ферма с плитами покрытия и крышей
Окна двери и ворота промышленных зданий. Для освещения естественным светом и аэрации в стенах устанавливают оконные проёмы. В данном курсовом проекте окна высотой 3 м. Расстояние от пола до низа проёма назначаем равным 15 м.
Ворота в промышленных зданиях предусматривают для проезда грузовых автомобилей электро - и автопогрузчика железнодорожного транспорта. Ворота устраиваем размером 3х3 м. Двери для производственных зданий изготавливают по размерам предусмотренным ГОСТ 6629–88 в виде блоков (дверное полотно и коробка).
Полы зданий в которых размещается производство должны удовлетворять следующим требованиям: обладать высокой механической прочностью ровной и гладкой поверхностью; не скользить мало исти-раться не пылить и быть бесшумными при езде электро- и автотранспорта и ходьбе; обладать малым коэффициентом теплоусвоения что предотвращает ощущение холода у стоящих на полу людей иметь высокую стойкость против возгорания и водостойкость; не проводить электроток; обеспечивать возможность проведения быстрого легкого ремонта; быть индустриальными в строительстве легко очищаться и долго сохранять хороший внешний вид.
Основными конструктивными элементами полов являются покрытия подстилающий слой прослойка стяжка гидроизоляция и теплоизоляции.
Покрытия производственного здания определяют в целом долговечность и внешний облик здания в целом характер его внутреннего пространства. Покрытия производственных зданий выполняют как правило бесчердачными. Состоят они из несущих и ограждающих конструкций. Несущие конструкции покрытий устраивают в виде ферм которые поддерживают ограждающую часть придавая ей уклон соответствующий материалу кровли.
Ограждающая часть покрытий защищает помещение от атмосферных воздействий и вместе с несущими конструкциями обеспечивают зданиям пространственную жесткость.
В состав ограждающей части покрытия входят плиты настила паро- и теплоизоляция выравнивающий слой (стяжка) и гидроизоляционный слой (кровля). Ограждающая часть покрытия может быть неутепленной и утепленной. В утепленное ограждение покрытий кроме настила и кровли входят утеплитель и пароизоляция.
Для естественной вентиляции покрытий в ограждении предусматривает воздушные прослойки каналы борозды сообщающиеся с наружным воздухом через отверстия в карнизной части стены конька или около световых фонарей.
Слои пароизоляции укладывают по железобетонным плитам при устройстве покрытий над помещениями с повышенной влажностью. Назначение пароизоляции – предотвратить проникновение конденсационной влаги в нижележащий слой утеплителя. Вода попадающая в слой утеплителя заполняет поры и ячейки в результате чего теплопроводность утеплителя резко возрастает и он прекращает выполнять свои функции. Для устройства пароизоляции используют рулонные гидроизоляционные материалы: рубероид гидроизол толь. Слой пароизоляции можно создать также из горячей битумной или дегтевой мастик. Типы пароизоляции назначают исходя из требуемого сопротивления паропроницаемости которая зависит от влажности воздуха в помещениях и наружного воздуха в наиболее холодное время года.
Теплоизоляционный слой выполняют из пористых материалов плотностью 50 500 кгм3: пено- и газобетона керамзитобетона газо- и пеносиликата пеностекла пенополистирола. Для этой цели применяют также фибролит древесноволокнистые плиты и минеральную вату в виде плит или матов.
Выравнивающий слой или стяжка служит основанием под рулонную кровлю. Его делают из цементного раствора марок 50 100 или мелкозернистого асфальтобетона. Для устройства плоских покрытий в качестве выравнивающего слоя иногда применяют бетонные плиты с гладкой поверхностью. Во всех случаях выравнивающий слой должен бы быть гладким и жестким. Толщину слоя укладываемого по жесткому плитному утеплителю принимают в 15 25 мм а по сыпучему утеплителю- 25 30 мм. Цементные стяжки сразу после устройства покрывают холодной битумной грунтовкой для прочности и лучшего сцепления с наклеиваемым рулонным ковром. Кровли промышленных зданий наиболее часто устраивают из рулонных материалов – рубероида гидроизола стеклорубероида толя. Рулонные материалы склеивают в единый ковер. Для защиты действия от солнечных лучей рулонный ковер покрывают защитным слоем из светлого гравия с крупностью зерен 5 10 мм втопленного в битумную массу.
Гидроизоляцию покрытий делают также из битумных или резинобитумных мастик с прокладками из стеклохолста. При уклонах до 10 % укладывают три слоя мастики с тремя армирующими прокладками при уклонах от 10 до 15 % по два слоя мастики и прокладок. При применении битумно-латексных эмульсий прокладки делают из стеклосетки.
В местах примыкания рулонных кровель к выступающим элементам укладывают дополнительные слои водоизоляционного ковра. Ковер заводят за выступающие элементы прикрепляют к ним гвоздями или дюбелями а стыки защищают промазкой или обивкой из оцинкованной стали.
Внутренний водоотвод устраивают со зданий с плоскими и многоскатными покрытиями. Для приема и отвода воды служат водоприемные воронки отводящие трубы и трубы-стоянки установленные внутри здания. Через эту систему труб вода поступает в канализационную сеть. Водоприемные воронки устанавливают в водоприемных лотках. Площадь водосбора на одну воронку не более 800 м2 при диаметре отвода патрубка или стояка не менее 100 мм воронки располагают через 24 40 м и не ближе 50 см от выступающих стен.
При строительстве зданий из унифицированных типовых секций длину блока можно принимать равной 72 м. Кроме температурных деформаций у здания может происходить неравномерная осадка в случае размещения его на неоднородных грунтах. Для избежания нежелательных деформаций устраивают осадочные швы в местах расположения температурных швов. Совмещенный шов обычно называют деформационным. Такие швы устраивают также в местах значительного перепада высот здания примыкания зданий различной этажности и нового здания к старому.
В зданиях с железобетонным каркасом в местах устройства поперечных деформационных швов обычно устраивают парные колонны.
4 Состав и площади административно-бытовых помещений
Площадь бытовых помещений (цеховых контор гардеробных душевых умывальных санузлов курительных) рассчитывают на основании «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН 245-71». Площадь конторских помещений определяют из расчета 325 м3 на каждого работающего в конторе площадь гардеробных укрупненно - из расчета 12 м2 на каждого работающего (во всех сменах). Принимаем площадь гардеробных равную 8.4 м2 из расчета 7 человек работающих в одну смену.
Душевые следует размещать в помещениях смежных с гардеробными. Располагать душевые у наружных стен здания не рекомендуется. Количество душевых сеток определяют по количеству работающих в наиболее многочисленную смену (из расчета 5 чел. на одну душевую сетку). Для мужчин и женщин следует предусматривать раздельные душевые. Размеры закрытых душевых кабин – 18 х 09 м. При закрытых кабинах предусматриваются места для переодевания размером 06 х 09 м.
При ширине прохода между рядами кабин 15 м а между кабинами и стеной - не менее 09 м. При душевых должны быть помещения для переодевания оборудованные скамьями шириной 03 м и длиной одного места 06 м. Количество мест для переодевания определяют из расчета три места на одну душевую сетку. Площадь душевой (м2) определяют графически как показано на рисунке 6 Принимаем 2 душевые кабины на 7 человек из расчета 5 человек на 1 кабину.
Рисунок 6 - Графическое определение площади душевой
Санузлы размещают на расстоянии не более 75 м от наиболее удаленного рабочего места. Их проектируют раздельно для мужчин и женщин. Допускается устройство санузла для мужчин и женщин при количестве работающих в наибольшей смене до 15 чел. Унитазы должны быть размещены в отдельных кабинах с дверями открывающимися наружу. Размеры кабин 09 х 12 м; ширина прохода между рядом кабин и противоположной стеной или перегородкой - не менее 13 м; ширина прохода между двумя рядами кабин - не менее 15 м.
Рисунок 7 - Графическое определение площади санузлов
При санузлах должны быть умывальники из расчета 1 кран на 4 унитаза (но не менее одного). Площадь санузла (м2) определяют графически как показано на рисунке 2. Принимаем 2 унитаза и 1 умывальный кран из расчета 7 человек в 1 смену.
Кроме умывальников в санузлах должны быть предусмотрены отдельные умывальные которые следует размещать смежно с гардеробными или в помещениях гардеробных. Количество кранов в умывальных определяют из расчета 1 кран на 20 человек в смену с наибольшим количеством работающих. Расстояние между кранами умывальников 07 м; ширина прохода между рядами умывальников и стеной - не менее 125 м между двумя рядами умывальников - не менее 10 м. Площадь умывальных (м2) определяют графически как показано на рисунке 8. Принимаем 1 кран в умывальне из расчета 7 человек в смену.
Рисунок 8 - Графическое определение площади умывальных
Площадь комнаты отдыха ориентировочно можно принять 50 м2 в зависимости от максимального количества работающих в одной смене. После расчета площади всех необходимых бытовых помещений определяют их общую площадь Fб.
Административно-конторские помещения располагаются в комплексе с бытовыми помещениями в их состав входят кабины начальников цехов и мастеров помещения общественных организаций технические кабины и др.
Площадь отдельных кабинетов и помещений должна быть не менее 12 м2 комната для проведения собраний – не менее 24 м2.
5 Площади вспомогательных помещений цеха
К вспомогательным площадям цеха относятся площади инструментальных кладовых вентиляционных камер и т.д. Примем площади указанных помещений ориентировочно без расчета в зависимости от объема производства: инструментальные 35 м2; кладовые 20 м2; вентиляционные камеры 12 м2.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1 Расчет потребности в инструменте и оборудовании для его заточки
Инструментальные хозяйства включают раздаточные кладовые и заточные мастерские. В штат хозяйства должно входить: инженер по инструменту начальник заточной мастерской сменные мастера пилоточи ножеточи установщики и наладчики.
Для нормальной бесперебойной работы предприятие должно иметь соответствующий запас инструмента.
1.1 Ведомость оборудования
Таблица1 – Ведомость оборудования
Наименование оборудования
Наименование инструмента
Число одинаковых инструментов в комплекте
Пила дисковая с твердосплавными наплавками
1.2 Годовой расход инструмента
Годовой расход инструмента штгод определяется по формуле:
где T – продолжительность работы инструмента в году ч. Определяется как потребное количество станко-часов на программу по данной операции;
N – число одновременно работающих одинаковых инструментов в комплекте;
n – количество станков данного типа;
a – величина допускаемого стачивания инструмента мм (a=6);
b – величина уменьшения рабочей части за одну переточку (b =03)мм;
t – продолжительность работы инструмента без переточки ч ( t=15 ч);
g – процент на поломку и непредвиденные расходы (g=25%).
Значения величин a b t g находят из таблицы 3.9 [5].
Годовой расход делительного станка НР-400Р составляет 133 штгод.
Годовой расход многопильного круглопильного станка ЦМД-150 составляет 399 штгод.
Годовой расход торцовочного станка ЦКБ40-1 составляет 133 штгод.
Определяем оборотный фонд инструмента данного типа:
где Р1 – оперативный фонд инструмента данного типа (шт.) с учетом времени нахождения его в заточке и подготовке к работе (Р1 = 2);
Р2 – переходящий фонд инструмента (Р2 = 1);
Р3 – резервный фонд инструмента (Р3 = 2);
K – коэффициент зависящий от годовой работы инструмента (таблица 3.9 [2]).
Роб = 08(1+2+2) = 4шт
Годовая потребность в инструменте:
Рпотр = (133+4)+(399+4)+(133+4)=707 штгод
1.3 Расчет потребности в заточных станках
Потребное количество заточных станковопределяется по формуле:
где t3 – продолжительность заточки мин. (t3=60);
N – число инструментов в комплекте;
t – продолжительность работы без переточки мин.
K=08 – для пилоточных автоматов;
Принимаем 12 заточных станков с коэффициентом загрузки:
2 Расчет общей потребности в электроэнергии
Потребители электрической энергии по характеру нагрузки разделяются на силовые и осветительные. К силовым относятся электродвигатели трансформаторы и преобразователи. К осветительным кроме электроламп относятся нагревательные приборы слаботочные установки и т. п.
В потребителях силовой электроэнергии часть энергии затрачивается на создание магнитного поля другая часть преобразуется в механическую тепловую или световую энергию. Энергия преобразуемая за единицу времени в механическую тепловую или световую энергию называется активной мощностью (нагрузкой) и измеряется в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт).
Энергия передаваемая полю за единицу времени называется реактивной мощностью (единица измерения вар или квар).
Геометрическая сумма активной и реактивной мощностей называется полной или кажущейся мощностью (единица измерения ВА или кВА). Отношение активной мощности к полной PS называется коэффициентом мощности который геометрически может быть представлен косинусом угла φ между катетом Р и гипотенузой S (cos φ).
2.1 Расчет активной мощности для силовой нагрузки
где Кс – коэффициент спроса для силовой нагрузки учитывающий потери мощности в двигателе в сети а также одновременность работы и загрузку двигателей (определяется по табл.4.3) [5];
Руст.сил – установленная мощность потребителей силовой энергии и осветительной (кВт).
Годовое потребление электроэнергии:
где Т – число часов работы в году.
Расчет потребной силовой нагрузки сведем в таблицу 2
Таблица 2 – Расчет количества электроэнергии потребляемой силовой нагрузкой
Наименование потребителя
Общая установленная мощность Руст кВт
Коэффициент спроса Кс
Коэффициент мощности сosφ
Потребляемая активная мощность Рсил кВт
Число часов работы в году Т ч
Годовое потребление электроэнергии Асил кВтч
Подъемник с пакетом досок
Калибровальный станок
Прирезной многопильный станок
Сортировочный конвейер
2.2 Расчет активной мощности для осветительной нагрузки
где К1с – коэффициент спроса для осветительной нагрузки учитывающий потери в сети и одновременность использования приборов освещения:
где Кодн – коэффициент одновременности; для бытовых помещений и территорий Кодн = 1;
Кпот – коэффициент учитывающий потери в сети; Кпот = 106 – 107.
где Тг – число часов горения в году (см. табл. 4.4) [5].
Для расчета наружного освещения используются следующие данные:
Освященная полоса шириной 10м по периметру здания;
Время работы светильников принимают в зависимости от сменности работы цеха.
Данный расчет сведем в таблицу 3
Таблица 3 – Расчет количества электроэнергии потребляемой осветительной нагрузкой
Удельный расход электроэнергии g Втм2
Установленная мощность
Коэффициент одновременности Кодн
активная мощность Росв кВт
Число часов горения в году Тгч
2.3 Выбор электрооборудование
где Рсил – суммарная потребляемая активная мощность;
cosφср – средневзвешенное значение коэффициента мощности;
где cosφ1 cosφ2 cosφ
n1n2 ni – количество потребителей.
Минимальная величина средневзвешенного коэффициента мощности для промышленных предприятий установлена в государственном порядке и должна находиться в пределах 092÷095.
Повысить cosφ можно искусственным путем за счет включения в сеть конденсаторов или синхронных компенсаторов. Наиболее предпочтительны конденсаторы они более удобны и имеют незначительные потери активной мощности.
Реактивная мощность конденсаторов необходима для уменьшения угла сдвига фаз с φ1 до φ2 определяется по формуле:
где tgφ1 – тангенс угла соответствующий существующему средневзвешенному cosφср;
tgφ2 – тангенс угла соответствующий требуемому cosφ (092-095).
Выбираем 5 конденсаторов мощностью 36 квар (тип Км 040-36-3).
РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА
1 Выбор инженерных сетей и систем
1.1 Водоснабжение предприятий
Вода в деревообрабатывающих предприятиях используется на хозяйственно-питьевые потребности рабочих на производственные и технологические нужды на пожаротушение и благоустройство предприятия. Для предварительных ориентировочных расчётов можно использовать укрупненные удельные нормы расхода воды на единицу продукции – для лесопильно-деревообрабатывающих производств расход воды по СНиП 2.04.02-84 составит 3.17 на 1м3 пиломатериалов.
Для подачи воды от источников к объектам потребления служат наружные водопроводные сети. В практике водоснабжение используют 2 основных вида сетей: разветвленные и кольцевые. На данном предприятии принимаем кольцевую водопроводную сеть что обеспечит надежность подачи воды.
Наружные водопроводные сети прокладывают в грунте ниже глубины его промерзания. Так же прокладывают в коллекторах вместе с другими коммуникациями промышленного предприятия.
Для подвода воды к местам потребления устанавливают внутренний водопровод: хозяйственно-питьевой производственный подающий воду для технологических нужд противопожарный. Допускается объединение водопроводов: производственный с хозяйственно-питьевым противопожарный с хозяйственно-питьевым или производственным.
На данном проектируемом предприятии принимаем схему внутреннего водопровода с нижней разводкой без напорного резервуара для воды и подкачивающего насоса. Причем внутренние водопроводные сети промышленных зданий необходимо присоединить к наружной сети не менее чем двумя вводами.
1.2 Канализирование предприятия
Под канализацией понимается комплекс оборудования сетей и сооружений предназначенных для организованного приема и удаления по трубопроводам за пределы предприятий загрязненных сточных вод а так же для их очистки и обезвреживания перед утилизацией или сбросом в водоем.
Под системой канализации принято понимать совместное и раздельное отведение сточных вод трех категорий. На практике используются общесплавная и раздельные системы канализации.
Общесплавной называют систему канализации при которой все сточные воды (хозяйственно-фекальные производственные и дождевые) сплавляются по одной общей сити труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения.
На данном проектируемом предприятии расположенном в городе Москва используем общесплавную систему канализации при наличии городской общесплавной канализации.
– дождевые воды; 2 – хозяйственно-фекальные воды; 3 – производственные воды; 4 – очистные сооружения; 5 – выпуск в водоем
Рисунок 9 – схема общесплавной канализации
1.3 Промышленное отопление
Люди находящиеся в производственных зданиях а также технологические процессы требуют поддержания в помещениях определенных температурно-влажностных условий. Необходимый микроклимат создается с помощью систем отопления вентиляции и кондиционирования воздуха. Для данного предприятия выбираем систему прямоточного воздушного отопления.
В системах воздушного отопления применяют воздух подогретый до температуры более высокой чем температура помещений поступая в них и охлаждаясь он отдает помещениям необходимое для возмещения теплопотерь количество тепла. Воздух подают в помещение горизонтальными или веерными струями обладающими большими скоростями. Выпускать воздух рекомендуется на высоте 5-7 метров. При выборе места выпускания воздуха следует предусматривать что бы приточные струи на своем пути не встречали препятствий в виде строительных конструкций и оборудования.
– воздухонагреватель; 2 – канал нагретого воздуха; 3 – канал внутреннего воздуха; 5 – канал вытяжной вентиляции; 6 – воздухораспределитель
Рисунок 10 – Схема центральной прямоточной системы воздушного отопления
Основные преимущества систем воздушного отопления:
Возможность совмещения с системой вентиляции;
Отсутствие в отапливаемом помещении каких-либо нагревательных приборов;
Немедленный тепловой эффект при включении системы;
Возможность центрального качественного регулирования;
Возможность использования системы для охлаждения помещений в жаркие периоды.
1.4 Вентиляция производственных помещений
Вентиляция – организованный воздухообмен в процессе которого удаляется загрязненный воздух и поступает чистый наружный воздух. Удаление из помещений загрязненного воздуха называется вытяжной вентиляцией подача чистого воздуха приточной вентиляцией. Для данного проектируемого цеха выбираем как механическую так и естественную вентиляцию.
Рисунок 11 – Схема аэрации здания
Естественный воздухообмен осуществляется в зданиях за счет гравитационного давления а также воздействия ветра на ограждение здания. Воздух в теплый период года поступает в помещение через проемы в нижней зоне помещений и удаляется через проемы в верхней зоне помещения. В холодный период поступление наружного воздуха необходимо осуществлять на высоте не менее 4м.
При механической вентиляции наружный воздух до подачи в помещение подвергается обработке. Сначала он очищается от пыли в фильтрах. В холодный период года воздух подогревается в калориферах и увлажняется. Охлаждение воздуха в теплый период осуществляется в камере орошения или в поверхностях воздухоохладителей.
– устройство для забора загрязненного воздуха; 2 – воздуховоды; 3 – очистное устройство; 4 - вентилятор
Рисунок 11 – Схема вытяжной установки
На рисунке 11.а представлена схема вытяжной установки. Она включает в себя устройства для забора загрязненного воздуха 1 воздуховоды для транспортирования воздуха 2 вентилятор 4 и очистное устройство 3. Воздух поступает в воздухоприемные устройства проходит по воздуховодам и после очистки удаляется в атмосферу.
– устройство для забора наружного воздуха; 2 – устройство очистки воздуха; 3 – устройство нагревания; 4 – устройство увлажнения; 5 – устройство охлаждения; 6 – вентилятор; 7 – сеть воздуховодов; 8 – воздухораспределительные устройства.
Рисунок 12 – Схема приточной установки
На рисунке 12 представлена схема приточной установки включающей устройства для забора наружного воздуха 1 очистки 2 нагревания 3 увлажнения 4 охлаждения 5 а так же вентилятор 6 сеть воздуховодов 7 воздухораспределительные устройства 8. Установка может иметь не все названные устройства что определяется требованиями к параметрам приточного воздуха.
2 Построение «розы» ветров
Для того чтобы определить господствующее направление ветра необходимо построить «розу» ветров. Для построения «розы» ветров по направлению и повторяемости проводят из одной точки прямые по направлению восьми румбов и на каждой из них откладывают столько единиц сколько раз в этом направлении за отдельный промежуток времени дул ветер концы отрезков соединяют прямыми.
По СНиП 2.01.01-82 выбирается повторяемость ветра по двум месяцам: январю и июлю (для данного района строительства) и строится график одновременно для двух месяцев. Затем по средним значениям строится другой график по которому и определяется господствующее направление ветра.
Таблица 4 – Повторяемость ветра в г.Москва
Направление и скорость ветра
Рисунок 9 – Роза ветров для января и июля
Рисунок 10 – Роза ветров для средних значений
По данным построенной розы ветров видно что на территории города Москва преобладает юго-восточный ветер со скоростью 1082 мс.
3 Построение генерального плана
Разрабатывая совмещенный генеральный план целесообразно придерживаться следующей последовательности.
Первоначально разрабатывают функциональную (структурную) схему производственного процесса которая зависит от вида выпускаемой продукции указанной в задании. На схеме целесообразно отражать: технологические и вспомогательные операции подвод энергии (пар сжатый воздух и др.) используемые грузоподъемные механизмы и транспорт вспомогательные материалы склады и бункеры. Это дает возможность увидеть расположение границ частей производства установить функционально обусловленные отдельные производственные ступени и их соподчиненность друг другу определить в последующем весь комплекс основных и вспомогательных объектов участвующих в производственном процессе выпуска того или иного изделия или полуфабриката.
По функциональной схеме определяют состав производства т. е. необходимые для осуществления технологического процесса объекты основного и вспомогательного производства. Намечают также объекты обслуживания трудящихся (столовую медпункт и т.п.). При этом анализируют возможности блокирования и кооперирования объектов. Например сушильные камеры и цех раскроя пиломатериалов на заготовки можно запроектировать как два самостоятельных объекта но экономичнее разместить эти два производства в одном здании. Это прием горизонтальной блокировки. Возможно и целесообразно вертикальное блокирование объектов. Например производство корпусной мебели часто размещают в двух- или трехэтажном здании. На первом этаже производят раскрой и облицовывание древесно-стружечных плит на втором выполняют механическую обработку мебельных щитов а на третьем этаже располагают отделения отделки деталей мебели и их упаковки. Распространено блокирование вспомогательных производств. Например в одном корпусе размещают ремонтно-механическую мастерскую электроцех центральную инструментальную мастерскую ремонтно-строительный участок и др. Кооперирование предусматривает объединение идентичных производств. Например склад сырья лесопильного цеха и склад сырья древесноволокнистых плит можно выполнить единым.
После этого по типовым проектам аналогичных производств устанавливают размеры объектов в плане и проводят их размещение на чертеже с учетом СНиП II-89-85 и основных принципов размещения объектов на промышленной площадке.
При размещении объектов решают одновременно и вопросы благоустройства промышленной площадки т.е. намечают расположение газонов места отдыха рабочих и служащих и т.п. а также вопросы размещения инженерных сетей. В учебных целях студентам рекомендуется выполнить подвод инженерных сетей (водопровода канализации тепловой электрической) к одному основному производственному корпусу.
Генеральный план вычерчивают в в масштабе 1:500 или 1:1000 на листе стандартного форматав соответствии с требованиями ГОСТ 21.508-93. При этом необходимо соблюдать условные обозначения по ГОСТ 21.108-93.
В данном курсовом проекте был спроектирован деревоперерабатывающий цех расположенный в городе Москва и разработан технологический процесс участка продольно-поперечного раскроя пиломатериалов на заготовки.
Рассчитали площади административно-бытовых и вспомогательных помещений цеха из расчета 7 человек работающих в одну смену: площадь гардероба составила 84 м2; комнаты отдыха – 50 м2; также принят 1 санузел для женщин и 1 для мужчин 2 душевые кабины и один умывальник. Площадь вспомогательных помещений: 35 м2 - инструментальных кладовых 20 м2 вентиляционные камеры – 12м2.
В качестве инженерных сетей было принято: кольцевая сеть водопровода для подачи воды; общесплавная городская система канализации; в качестве отопления была выбрана система прямоточного воздушного отопления; а так же выбрана естественная и механическая системы вентиляции.
Рассчитано потребное количество режущих инструментов для участка раскроя заготовок которое составило 707 штгод. Годовое потребление электроэнергии силовой нагрузкой – 35615424 кВтч осветительной нагрузкой – 3148992 кВтч.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Мещерякова А.А Проектирование деревоперерабатывающих производств лесного комплекса [Текст] : учебное пособие А.А. Мещерякова; М-во образования и науки РФ ФГБОУ ВПО «ВГЛТА».– Воронеж 2013.– 312с.
Мещерякова А.А. Проектирование деревоперерабатывающих производств лесного комплекса [Текст] А. А. Мещерякова Т.Л. Ищенко; М-во образования и науки РФ ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж 2013. – 158 с.
Дополнительная литература
Болдырев В.С. Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств [Текст]: учебное пособие с грифом УМО В.С. Болдырев; М-во образования и науки РФ ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» Воронеж. – 2011. – 316 с. – Электронная версия
Трепененков Р. И. Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных зданий [Текст] : учеб. пособие. – М.: Стройиздат 1980. – 284 с.
Болдырев В.С. Основы проектирования предприятий. Учебное пособие. – Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. академ. 2003. – 312с.
Филонов А.А. Технология изделий из древесины: учеб. пособие А. А. Филонов В. А. Гарин. – М. : ГОУ ВПО МГУЛ 2005. – 162 с.
Основы проектирования предприятий [Текст] : учебное пособие В. С. Болдырев А А. Филонов А. А. Мещерякова Л. Н. Стадник; М-во образования и науки РФ ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж 2011. – 127 с.