Проектирование двухпоточного лесопильного цеха на базе лесопильных рам - курсовой

фрезернопильный.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 «Технология лесопильно-древообрабатывающего производства»
«Проектирование двухпоточного лесопильного
цеха на базе лесопильных рам»
ПЛАНИРОВАНИЕ РАСКРОЯ СЫРЬЯ НА ПИЛОМАТЕРИАЛЫ7
1Спецификация на сырье и пиломатериалы7
2 Обоснование и выбор способа раскроя бревен7
3 Проверка выполнимости спецификации пиломатериалов9
4 Ориентировочный план раскроя сырья10
7 Качественный (посортный и ценностный) выход пиломатериалов14
9 Норма расхода сырья на единицу продукции16
РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ18
1 Разработка структурно-технологической схемы18
2 Выбор головного бревнопильного оборудования по принятой технологии19
2.1 Классификация бревнопильного оборудования20
2.2 Фрезернопильное оборудование20
3 Расчет производительности бревнопильных станков22
4 Расчет мощности двухпоточного лесопильного цеха24
5 Выравнивание производительности лесопильных потоков25
6 Расчет производительности и количества обрезных досок28
7 Расчет производительности и количество торцовочных станков31
8 Синхронизация лесопильного потока33
9 Расчет страховых и межоперационных запросов35
10 Выбор расчет производительности и количества устройств для сортировки сырых пиломатериалов36
ВЫБОР РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ИЛИ ПАРАМЕТРОВ НЕОБХОДИМОГО ПО ПОТОКУ ГРУЗОПОДЪЕМНОГО ТРАНСПОРТНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА38
ПЛАНИРОВКА ОБОРУДОВАНИЯ В ЛЕСОПИЛЬНОМ ЦЕХЕ44
1 Производственная структура цеха44
2 Организация рабочих мест45
3 Ориентировочный расчет площади цеха и выбор параметров здания46
4 Решение по планировке рабочих мест49
5 Описание технологического процесса производства продукции51
КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ПИЛОПРОДУКЦИИ51
КОНТРОЛЬ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ57
Российская Федерация в течение многих лет сохраняет статус сырьевой державы на мировом рынке лесоматериалов.
В нашей стране сосредоточены крупнейшие в мире лесосырьевые ресурсы (82 млрд. м3) составляющие около 20 % мировых запасов леса и представленные в основном ценными хвойными породами (76%). В составе лесопромышленного комплекса России (ЛПК) функционирует более 20 тыс. предприятий из них 2705 крупных и средних. Общая численность работающих составляет около 1 млн. человек.
На сегодняшний день Россия остается крупнейшим экспортером круглого леса и одним из ведущих экспортеров пиломатериалов и щепы. основной объем экспорта лесного сектора страны – круглый лес и полуфабрикаты (пиломатериалы) а импорта – древесные плиты панели и качественные погонажные изделия.
Однако следует отметить некоторое снижение темпов роста производства. Сокращение объемов лесозаготовки было отмечено и в предыдущем 2012 году. В структуре лесозаготовок в целом по России бревна хвойных пород древесины составляют около 70%. Заготовка бревен из сосны и ели за первые пол года 2013 года не превысила 344 млн.пл.м3. Спад в сравнении с аналогичным периодом прошлого года составил 105 млн. кубометров. Бревен из березы и других мягколиственных пород древесины заготавливается около 33% от всего выпуска бревен.
Из-за недостаточного развития мощностей по глубокой перерработке древесины структура лесопромышленного производства несовершена значительная часть древесины не находит применения. Заготовленная древесина преимущественно используется в круглом виде и для лесопиления. Из 1куб.метра заготовленной древесины в России производится в 3-4 раза меньше продукции глубокой переработки чем в развитых странах.
ПЛАНИРОВАНИЕ РАСКРОЯ СЫРЬЯ НА ПИЛОМАТЕРИАЛЫ
1Спецификация на сырье и пиломатериалы
Таблица 1 – Спецификация пиловочных бревен хвойных пород
Объем одного бревна в м3
Количество бревен в шт.
Посортный состав сырья для диаметра 26 см и более
Посортный состав сырья для диаметра до 26 см
Таблица 2 – Спецификация пиломатериалов
2 Обоснование и выбор способа раскроя бревен
Постав – это план эффективного раскроя отдельного бревна или группы бревен на пиломатериалы спецификационных размеров и качества. Их проектирование предусматривает два этапа – составление и расчет. Составление постава заключается в определении положения пиломатериалов в бревне их толщины и числа. Расчет поставов сводится к определению размеров ширины и длины выпиливаемых досок (брусьев) их объема отдельно по каждому сечению пиломатериалов и в целом по бревну. Для расчета постава необходимо знать: форму бревна способ его распиловки толщину и количество пиломатериалов а также их расположение в поставе.
Проектирование поставов можно вести аналитическим и графическим методами а также с помощью ЭВМ. Способы раскроя бревен на пиломатериалы бывают: развальным брусово-развальным развально-сегментным брусово-сегментным секторно-совмещенном способами (рис. 1).
– сердцевидная доска; 2 – центральная доска; 3 – боковая доска; 4 – брус; 5 – сегмент; 6 – горбыль; 7 – сектор; 8 – клееный секторный блок
а) развально-сегментный; б) брусово-сегментный; в) развальный; г) брусово-развальный; д) секторно-совмещенный
Рисунок 1 – Способы раскроя бревен на пиломатериалы
При распиловке вразвал проектируют один с брусовкой - два постава. Первый - для выпиловки из бревна бруса и боковых необрезных досок второй - для раскроя бруса на обрезные и необрезные доски. При развально-сегментном и брусово-сегментном способах - два или три постава: для развала бревна на доски сегменты и брусья а затем раскрой брусьев и сегментовна обрезные необрезные и односторонние обрезные доски. При секторно-совмещенном способе – один постав для получения секторов с целью их по следующего склеивания в двух- трех- и многослойные блоки. Регистрация поставов ведется по размерам установленным заданием или нормативно-технической документацией при относительной влажности пиломатериалов 20 22 %.
3 Проверка выполнимости спецификации пиломатериалов
О выполнимости спецификации при распиловке бревен на пиломатериалы развальным или брусово-развальным способами по ширине досок можно судить по величине коэффициента способа распиловки вычисленной по формуле:
где α – коэффициент способа распиловки; по Г.Д. Власову для 100 %-ной
брусовки α равен 063 а для 100 %-ной распиловки вразвал – 073;
bср – средняя ширина досок;
dср – средний диаметр бревен.
Средняя ширина досок и средний диаметр бревен вычисляются по формулам:
где V1 V2 Vn – объемы партий досок (м3) шириной соответственно b1b2 bn мм;
n1n2 nn – количество бревен в партиях (шт.) с диаметрами соответственно d1d2 dn см.
Ширину тонких досок относящихся к разноширинным в спецификации пиломатериалов при определении средней ширины досок можно принять равной 100 мм.
По формулам (2) и (3) вычисляются средняя ширина досок и средний диаметр бревен. Полученные значения подставляют в формулу (1). Если вычисленное значение коэффициента α ≤ 063 можно сделать вывод о выполнимости при 100 %-ой брусовке при значении коэффициента α ≥ 073 делается вывод о выполнимости при 100 %-ном развальном способе распиловки. Если 073 >α > 063 то можно сделать вывод о выполнимости спецификации при распиловке части бревен вразвал а части – брусово-развальным способом.
Определим среднюю ширину доски:
Определим средний диаметр:
тогда коэффициент способа распиловки будет равен:
т.к. =05 ≤ 063 то спецификация пиломатериалов по ширине будет выполнена при 100% брусовке пиловочных бревен.
4 Ориентировочный план раскроя сырья
Для того что бы выявить возможность выполнения спецификации пиломатериалов по объему и уменьшить вычислительные работы предварительно составляется ориентировочный план раскроя. Методика его составления заключается в следующем. В начале производится анализ спецификации пиломатериалов по условиям «трудности» их получения из сырья. К наиболее «трудным» для выработки относятся широкие и толстые доски. Тонкие доски небольшой ширины назначаются обычно в качестве попутных при выработке «трудных» пиломатериалов. После выбора наиболее «трудной» для выработки доски вычисляется отношение ширины этой доски к наибольшему диаметру бревна из спецификации. Ширину доски и диаметр бревна берут при этом в одних единицах измерения – миллиметрах или сантиметрах. Наиболее «трудная» для выработки доска по отношению к диаметру бревна из которого она будет выпилена считается основной доской постава для данного бревна.
По величине отношения ширины основной доски к диаметру бревна выбирается способ раскроя бревна для получения досок. Если это отношение находится в пределах (06 08)d выбирается брусово-развальный способ раскроя при одном брусе на первом проходе бревна если оно больше 08d выбирается развальный способ раскроя. При отношении ширины основной доски к диаметру бревна (03 04)d принимается брусово-развальный способ раскроя с установкой двух брусьев на первом проходе. Если отношение ширины основной доски к диаметру находится в пределах (04 06)d следует для данной основной доски выбирать в спецификации на сырье другой более подходящий диаметр бревна.
После выбора способа раскроя первого бревна на основную доску определяется объем досок который может быть получен из объема партии бревен данного диаметра заданного в спецификации. Этот объем согласно теории раскроя приблизительно составляет 40 45 % от объема сырья при брусово-развальном и 30 35 % при развальном способах. В случае если полученный объем превышает необходимый для основной доски по спецификации то вычисляется потребный объем сырья который необходимо использовать из партии бревен данного диаметра чтобы получить полный заданный спецификацией объем основных досок. После выполнения объема первой основной доски из оставшихся досок спецификации на пиломатериалы выбирается следующая наиболее «трудная» для выпиловки доска. Вычисляется отношение ее ширины к наибольшему диаметру из оставшихся в спецификации бревен принимается способ распиловки этого бревна вычисляется полученный объем досок и так далее до тех пор пока не будет использовано все сырье заданное в спецификации. Оставшиеся нераспределенные по диаметрам бревен пиломатериалы принимаются попутными при составлении поставов на выпиловку основных досок.
При составлении ориентировочного плана раскроя бревен удобно пользоваться таблицей 3.
Таблица 3 – Ориентировочный план раскроя сырья
Сечение основной доски
Объем партии досок м3
Объем партии бревна м3
Коэффициент способа распиловки α
Объем планируемых к выпиловке основных досок м3
Объем м3 попутных досок
Таблица 4 – Расчет поставов к плану раскроя сырья
Расход ширины полупостава
Расстояние от центра постава до наруж. пласти
Объемный выход досок из 1 бревна
Объемный выход пм из партии брёвен
d=32 см; Vбр=059 куб.м; n=305 шт.
d=28 см; Vбр=045 куб.м; n=488 шт.
d=26 см; Vбр=039 куб.м; n=1179 шт.
d=22 см; Vбр=028 куб.м; n=140 шт.
Таблица 5 – План раскроя
Пилопродукция сечением мм×мм
пр. 40×4; 32×2; 25×1
7 Качественный (посортный и ценностный) выход пиломатериалов
Эффективность раскроя бревен оценивается не только объемным выходом но и качественными показателями – посортным выходом и посортным составом.
Посортный выход пиломатериалов Пi – это выход пиломатериалов каждого сорта и сортимента в процентах от объема сырья:
Vбр – объем сырья м3;
i – индекс сорта пиломатериала i = 0 1 2 3 4.
Посортный состав пиломатериалов – это состав по сортам и сортиментам выраженный в процентах от общего объема пиломатериалов м3:
где - общий объем пиломатериалов м3.
Посортный состав пиломатериалов % вычисленный по формуле (6) можно перевести в м3 следующим образом:
Vпм – общее количество пиломатериалов (м3) полученных расчетом при составлении плана раскроя 1000 м3 сырья.
Таблица 6 - Расчет посортного состава пиломатериалов
Определение среднего ценностного коэффициента:
Сравнивая средний ценностный коэффициент с коэффициентом по отдельным сортам получим значение близкое к третьему сорту.
При распиловке пиловочного сырья весь объем древесины распределяется по видам продукции отходов и потерь. Это распределение называется балансом древесины. Структура баланса отражает рациональность использования древесины.. Некоторая часть статей баланса может видоизменяться или вообще отсутствовать. Расчет баланса древесины заключается в определении объемов и процентного соотношения пиломатериалов технологической щепы опилок кусковых отходов (горбылей реек отрезков) и усушки. В баланс древесины не включаются внебалансовые отходы – кора (8 12 %) и припуски по длине бревен (05 1 %).
Таблица 7 - Баланс сырья
Наименование статей расхода сырья
9 Норма расхода сырья на единицу продукции
Норма расхода – это максимально допустимое количество пиловочного сырья для производства 1 м3 пиломатериалов с учетом планируемых организационно-технических условий производства. В состав нормы включают объем пилопродукции вторичные ресурсы и потери на усушку пиломатериалов и распыл. К вторичным ресурсам относятся опилки неделовые горбыли и рейки отрезки досок. Под распылом понимают нереализуемую часть древесины.
В состав нормы расхода не включают потери пиловочного сырья вызванные браком продукции и отступлениями от установленных технологических режимов а также потери при транспортировании и хранении пиломатериалов. Расход пиловочного сырья измеряется в метрах кубических деленных на метры кубические (м3м3). Норму расхода пиловочного сырья определяют расчетным методом на основе нормативов выхода пиломатериалов данных размерно-качественного состава сырья и планируемого ассортимента пиломатериалов.
Для расчета норм расхода и потребности пиловочного сырья необходимо выполнить следующие действия.
Определить нормативный объемный выход O(%) пиломатериалов:
где Oi – нормативы выхода пиломатериалов из сырья каждой размерно-качественной группы % (по табл.)
Pi – удельный вес бревен размерно-качественной группы в общем объеме сырья %.
Определить нормы расхода сырья на 1 м3 обрезных H и необрезных H пиломатериалов:
РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
1 Разработка структурно-технологической схемы
–станок фрезернопильный агрегатный (ЛАПБ); 2- брусовопильный многопильный круглопильный станок; 3 – обрезной круглопильный станок; 4 – станок торцовочный с одной пилой
Рисунок 2 – Структурная схема технологического процесса производства пиломатериалов для выработки заготовок на базе фрезернопильного станка
2 Выбор головного бревнопильного оборудования по принятой технологии
Бревнопильное оборудование как наиболее дорогостоящее и определяющее производительность лесопильного цеха выбирают в соответствии с заданием на проектирование и разработанной структурной схемой технологического процесса. При этом учитывают следующие основные показатели:
производительность станка;
объем перерабатываемого сырья и его особенности (порода размеры качество);
способы распиловки бревен (индивидуальный групповой вразвал
особенности пилопродукции (размеры назначение степень обработ-
ки) и объемы ее производства;
надежность оборудования его стоимость и наличие на рынке энер-
около станочнная механизация и автоматизация транспортных и
вспомогательных операций;
обеспечение здоровых и безопасных условий работы.
Выбор оборудования осуществляют по его технической характеристике с учетом требований обеспечивающих наибольшую экономическую выгодность применения тех или иных станков в конкретных условиях. При выборе оборудования рекомендуется пользоваться следующими источниками информации:
)типовыми технологическими процессами и режимами изготовления продукции;
)стандартами техническими каталогами и паспортами на технологическое оборудование;
)проспектами станкостроительных заводов справочной литературой по современному технологическому оборудованию системой Интернет.
2.1 Классификация бревнопильного оборудования
Современное бревнопильное оборудование классифицировать по его типу и принципу действия на три группы:
)многопильное оборудование проходного типа для групповой распиловки бревен - двухэтажные лесопильные рамы - 2Р75-1А2Р75-2А2Р50-11(22) 2Р100-1(2) УР-630 германской фирмы «Эстерер ВД» и одноэтажные –Р63-4Б Р63-6; фрезерно-круглопильные линии – ЛАПБ-2М ЛФП-2 ЛФП- 3; фрезерно-ленточнопильные линии – ЛФП-1; ленточнопильные станки - брусующий станок Гравитон-КЛБ и многоленточный конвейер Гравитон-МЛК; круглопильные станки – Бурсус 460 2Ц-710 ЦМД-М1 4ЦБ-260М 2ЦД-26 Ц-32 ЦМКД-28А и др.
)оборудование позиционно-проходного типа для индивидуальной распиловки бревен и брусьев с их возвратно-поступательным движением (круглопильные станки УСК-1 «Лаймет» и «Кара» (Финляндия) и др.
)оборудование позиционного типа для индивидуальной распиловки бревен и брусьев с возвратно-поступательным движением пильного механизма (круглопильные станки серии «Барс» и «Гризли» ленточнопильные станки ЛГУ1000.
2.2 Фрезернопильное оборудование
Применение фрезерно-брусующих станков и фрезернопильных агрегатов для переработки бревен предусматривает одновременное получение из бревна пиломатериалов и технологической щепы. Это позволяет обеспечить полезное использование объема сырья до 90 % и повысить производительность труда на участке формирования сечения пиломатериалов в 2 раза и более. Недостатком данной технологии переработки бревен является снижение объемного выхода основной продукции – пиломатериалов - по сравнению с распиловкой сырья на лесопильных рамах круглопильных и ленточнопильных станках.
Фрезерно-брусующие станки применяют для получения из бревна двухкантного или четырехкантного бруса. Боковая зона бревна превращается в технологическую щепу. В качестве режущего инструмента применяют цилиндрические и торцово-конические фрезы. Фрезерно-брусующие станки хорошо компонуются в потоках с лесопильными рамами ленточнопильными и круглопильными станками на которых брус распиливается на доски. С наибольшим экономическим эффектом эти станки могут быть использованы для переработки тонкомерного сырья диаметром 6 24 см. Станки могут быть оснащены дополнительно головками с пилами. В этом случае можно получить из боковых зон бревна дополнительно по 2 4 доски. Такие станки называют фрезернопильными агрегатами.
На базе фрезернопильных станков созданы линии агрегатной переработки бревен (ЛАПБ) фрезернопильные линии – ЛФП-2 и ЛФП-3. В линии ЛАПБ применен способ раскроя в развал а в линиях ЛФП-1 и комплекте ЛФП-2 и ЛФП-3 - с брусовкой. При этом на линии ЛФП-2 раскраивают бревна а на линии ЛФП-3 брусья. Линии ЛАПБ ЛФП-2 и ЛФП-3 оснащены круглопильными узлами резания. В линии ЛФП-1 для распиловки бревен используют счетверенный ленточнопильный станок типа ЛБ-150 а для распиловки брусьев – многопильный круглопильный станок. В узлах фрезерования линии ЛАПБ применены однорезцовые и шестирезцовые цилиндрические фрезы в линиях ЛФП-1 ЛФП-2 ЛФП-3 – малорезцовые торцово-конические фрезы.
Применение фрезерно-брусующих и фрезернопильных станков и линий для переработки пиловочного сырья экономически выгодно если имеется достаточное количество тонкомерного сырья и имеется возможность использования технологической щепы в качестве полноценного вторичного сырья.
3 Расчет производительности бревнопильных станков
Сменную производительность бревнопильных станков по количеству распиленного сырья определяют: в погонных метрах в штуках в кубических метрах по формулам для фрезерно-брусующих фрезернопильных многопильных круглопильных и ленточнопильных станков и ЛАПБ:
где Т=480 – продолжительность смены мин;
Кт=089 – коэффициент использования смены;
L – средняя длина бревна м;
g – средний объем бревна м3;
U=40 – скорость подачи ммин.
tр – время на распиловку бревна на головном станке с:
для ЛАПБ ФБ ФП многопильных ленточнопильных и круглопильных станков:
тогда количество бревен на накопителе 3.
Таблица 8 - Расчет производительности станка
Таблица 9 - Расчет количества станко-смен на 1000 м3
Производительность станка м3см
Количество станко-смен
4 Расчет мощности двухпоточного лесопильного цеха
Количество рабочих дней в году:
где Ав Апр – количество дней в году соответственно выходных праздничных;
Ак – количество рабочих дней на капитальный ремонт.
По вычисленному количество станко-смен определяют производительную мощность цеха (м3год):
а) по количеству распиленного сырья:
б) по количеству выпиленных пиломатериалов:
m – количество принятых головных бревнопильных станков в цехе шт;
О – объемный выход пиломатериалов %;
С – количество смен работы цеха;
Д – количество рабочих дней в году.
4.1 Расчет производительности многопильного круглопильного брусовопильного станка
По технической характеристике многопильных круглопильных станков для распиливания бруса выбираем круглопильный станок марки ЦМР-180 со скоростью подачи U=6-20 ммин.
По формуле (10) определим сменную производительность бревнопильного станка:
По формуле (12) определим время на распиловку бревна:
Таблица 10 – Производительность многопильного круглопильного брусовопильного станка
Производительность головного оборудования штсм.
Производительность брусовопильного оборудования штсм
На два лесопильных потока принимаем по два круглопильному многопильному брусовопильному станку марки ЦРМ-180 с коэффициентом загрузки соответственно: Кз1=2.
5 Выравнивание производительности лесопильных потоков
Лесопильный поток представляет собой комплекс оборудования размещенного в порядке выполнения технологических операций и связанного транспортными устройствами для перемещения предметов труда работающий в едином ритме.
Лесопильный поток формируется для получения определенного вида пилопродукции из сырья имеющего различную размерно-качественную характеристику. Они могут быть специализированными и неспециализированными. Основными направлениями специализации по сырью являются специализация по его видам породам диаметру пиловочника и качеству древесины. Специализация лесопильных потоков по видам сырья (хлыстам или бревнам) позволяет использовать комлексные линии окорки раскроя хлыстов и сортировки бревен увеличить выход продукции за счет оптимального раскроя хлыстов. Специализация по породам значительно уменьшает емкость складов пиловочника сокращает производственные площади перед и после сушки и сортировки пиломатериалов улучшает работу сушильного хозяйства и использование вторичных ресурсов. Специализация по диаметрам бревен дает возможность использовать высокопроизводительное автоматизированное оборудование специализация по качеству – индивидуально раскраивать низкокачественные бревна вырабатывать мелкую пилопродукцию (тару паркетную фризу и т.п.) увеличить объемный выход на 10 15%.
По целевому признаку выделяют лесопильные потоки для получения обрезных и необрезных пиломатериалов черновых заготовок. Наибольший эффект дают специальные потоки. Это могут быть: спецификационные пиломатериалы для внутреннего потребления или на экспорт; только например черновые заготовки для кооперированных с лесопильным заводом деревообрабатывающих предприятий или используемые в цехах собственной деревообработки лесопильно-деревообрабатывающих предприятий; только конструкционные пиломатериалы и пр. Высшей формой этой специализации является выпуск предприятием пилопродукции только одного назначения с ограниченным числом сечений (например не более 6).
Определяющими факторами лесопильного потока являются также способ распиловки бревен т.е. технологическая схема раскроя бревен на пиломатериалы и головное оборудование применяемое для распиловки бревен и брусьев. Основанием для выбора способа распиловки являются заданный вид пилопродукции и характеристика пиловочного сырья (порода размеры качество). Например для выработки радиальных пиломатериалов эффективен развально-сегментный. Оборудование его тип и основные параметры зависят от характеристики пиловочного сырья способа его раскроя вида пилопродукции и объемов производства. По содержанию оборудование носит подчиненную роль но формально лесопильные потоки проявляют себя через распиловочное оборудование и носят название «рамный поток» «ленточнопильный поток» и т.п.
Классификационными признаками потоков раскроя пиломатериалов служат: вид (конструкция) заготовок характер и степень их обработки вид исходных пиломатериалов и их размеры по отношению к производимым заготовкам а также способы раскроя пиломатериалов.
По характеру движения предметов труда потоки бывают с непрерывным и прерывным движением. Движение обрабатываемых предметов при котором конец предыдущей операции совпадает с началом последующей операции называется непрерывным. И наоборот движение обрабатываемых предметов при которой конец предыдущей операции не совпадает с началом последующей операции называется прерывным.
Непрерывные потоки характеризуются тем что здесь процессы и все операции выполняются последовательно в пространстве и одновременно во времени; каждая операция выполняется на специализированном оборудовании; все операции четко синхронизированы; оборудование компонуется в строгом соответствии с ходом технологического процесса При этом для загрузки рабочих мест необходимы большие объемы производства однородной продукции выпускаемой длительное время.
Потоки с прерывным движением предметов труда устраивают в том случае если на отдельных участках производственного процесса ритм участка значительно больше или меньше ритма линии. Объединение станков при таком условии в жесткие поточные линии привело бы к чрезмерно большим потерям вследствие не использования мощности оборудования на отдельных участках линии. Поэтому в этом случае потоки организуют без жесткой связи между станками а передачу предметов труда от станка к станку на смежных операциях производят партиями.
Входящие в состав потока технологические загрузочно-разгрузочные транспортно-накопительные и другие операции и средства связи между ними и вид управления характеризуют структуру лесопильного потока. Так жесткий ритм работы требует жесткую систему транспорта при которой обеспечивается принудительная подача обрабатываемых предметов на каждое рабочее место без всякого межоперационного ожидания обработки. При гибком ритме используется гибкая система связи между оборудованием которая позволяет в случае необходимости накапливать между отдельными рабочими местами запасы (межоперационные заделы) обрабатываемых предметов и работать на таком рабочем месте некоторое время автономно независимо от работы смежных участков.
Потоки по раскрою бревен и пиломатериалов являются расчленяющимися то есть например поток пиловочных бревен расчленяется на несколько потоков обрезных и необрезных торцованных и неторцованных досок и др. а поток досок расчленяется на потоки пиленых и калиброванных заготовок и др.
6 Расчет производительности и количества обрезных досок
В лесопильных потоках для обрезки и продольного раскроя необрезных досок применяют однопильные двухпильные и многопильные обрезные и фрезерно-обрезные станки. В качестве режущего инструмента на обрезных станках установлены дисковые пилы на фрезерно-обрезных – торцово-конические фрезы. При этом в первом случае получают обрезные доски с параллельными кромками и сбеговые рейки во втором вместо реек вырабатывают технологическую щепу.
Таблица 11 - Расчет потребного количества обрезных станков
Производительность бревнопильного станка Прбревенмин
Количество необрезных досок lб по поставу пог.м
Количество необрезных досок поступающих на обрезной станок Аt пог.ммин
Требуемое количество станков n0 шт.
Производительность бревнопильного станка Пр шт.бревенмин рассчитывается по формуле:
где Пр – сменная производительность бревнопильного станка штсм.
Число необрезных досок в поставе определяют по плану раскроя бревен или по формуле:
при распиливании с брусовкой:
где d – диаметр бревна в верхнем торце см.
Число необрезных досок в поставе определяются по плану раскроя бревен или по формуле:
где m2 – число необрезных досок в поставе на брусовку;
L – средняя длина бревна м.
Коэффициент использования машинного времени рассчитывается по формуле:
U – скорость подачи ммин;
tв – непрекрытое вспомогательное время с (принимается 2 3 с).
Коэффициент использования станка:
где Kр– коэффициент использования рабочего времени (принимается 095);
Км – коэффициент использования машинного времени.
Производительность обрезного станка ммин определяется по формуле:
где U – скорость подачи соответствующая средней толщине обрабатываемых досок ммин;
K – коэффициент использования станка.
Потребное число обрезных или фрезерно-обрезных станков проходного типа рассчитывается исходя из количества погонных метров необрезных досок поступающих с соответствующего потока:
где At – количество необрезных досок;
Aм - производительность обрезного станка ммин.
На каждый поток принимаем по 2 обрезных станка Ц2Д-7А с коэффициентом загрузки соответственно:
7 Расчет производительности и количество торцовочных станков
Торцовочные станки в лесопильных потоках служат для предварительной торцовки то есть удаления обзольных концов досок вырезки бракованных участков. Окончательная торцовка досок в лесопильном цехе обычно не производиться так как в процессе последующей атмосферной или камерной сушки возникают дефекты особенно торцовые трещины появление которых в оторцованных досках может вызвать необходимость вторичной торцовки связанной с дополнительными потерями древесины.
Торцовку досок производят на круглопильных станках и установках позиционного и проходного типов.
Таблица 12 – Расчет потребного количества торцовочных станков
Производительность бревнопильного станка Пр шт.бр.мин.
Количество досок в поставе подлежащих торцовке m шт.
Количество досок поступающих на торцовку Пб шт.мин.
Требуемое количество торцовочных станков nт шт.
Производительность станков для торцовки досок при позиционном методе определяют по формуле:
где P – количество резов которое может выполнить станочник в течение минуты P = 8 12;
P1 – количество резов приходящихся на одну доску; при предварительной торцовке P1=1 при окончательной торцовке на столах оборудованных двумя пилами P1=125;
К – коэффициент использования станка К=09.
При установке станков в потоке их потребное количество nt определяют по формуле:
где Пб количество досок поступающих на торцовочные станки;
Пт – расчетная производительность торцовочных станков.
На каждый лесопильный поток принимаем по 2 торцовочных станка марки ЦКБ-40 с коэффициентом загрузки соответственно:
8 Синхронизация лесопильного потока
Сущность синхронизации технологических операций потока заключается в уравнивании времени их выполнения например для лесопильного цеха это означает уравнять время следующих технологических операций: раскроябревен на доски обрезки необрезных досок торцовки досок. При этом следует учитывать что обрабатываемый материал постепенно меняет свою форму и размеры а это требует все новых условий его обработки.
В идеальном случае для потоков лесопильных цехов условие синхронизации записывают выражением:
где tб t0 tr – соответственно операционное время на бревнопильном обрезном и торцовочном станке;
no nт – соответственно количественно поступающих на резку и торцовку досок.
Для лесопильных потоков на базе однопильных станков (например ленточнопильных) условие синхронизации имеет вид:
где Rб Rо Rт – соответственно ритм работы бревнопильного обрезного и торцовочного станков.
Однако на практике невозможна идеальная работа оборудования вследствие чего наблюдаются простои по техническим причинам из-за ненадежности установки и внеочередной замены режущего инструмента по организационным причинам в результате перерывов в работе по независящим от завода причинам а так же из-за ремонта внутризаводского транспорта.
Это приводит к внецикловым потерям рабочего времени. В пределах цикла работы станков имеют место цикловые потери машинного времени завися щие от конструкции станков и механизмов организации работы.
С учетом изложенного условие синхронизации лесопильных потоков может быть представлено в следующем виде:
Ритм каждой последующей операции должен быть меньше предыдущей. Включая в поток операции сортировки и укладки пиломатериалов в пакеты получим следующие условия синхронизации:
где Rс Rу nс nу – соответственно ритм и количество досок поступающих на сортировку и укладку.
Ритм включенных в лесопильный поток подготовительных операций окорки оцилиндровки и окантовки бревен (чтобы исключить вероятность появления завалов перед бревнопильным агрегатом) должен быть больше ритма бревнопильных станков.
9 Расчет страховых и межоперационных запросов
Степень отклонения фактического ритма работы станка (операции) от расчетного зависит от условий производства и может быть уменьшена снижением цикловых и внецикловых потерь рабочего времени. Для частичной локализации влияния простоев (потерь производительности) на работу всего потока впереди располагаемого оборудования формирует страховые запасы. В лесопильных потоках они размещаются на механизмах-накопителях которые накапливают транспортируют и организованно выдают материал к последующим станкам.
Емкость страхового запаса выбирается достаточной для размещения обрабатываемого материала обеспечивающего непрерывную работу данного станка или участка в течении простоев смежных с ним станков за период между восстановлениями страхового задела.
Поскольку в лесопильных потоках невозможно восстановить страховые запасы дополнительной работой бревнопильных станков их рассчитывают из условий локализации кратковременных простоев этих станков вследствие простоя другого оборудования. Простои в работе головных бревнопильных станков локализовать запасами невозможно. Максимальный размер страхового запаса Sстр может быть определен по формуле:
Поскольку в потоках с прерывным движением передача предметов труда от станка к станку производится партиями или частями партий между станками (смежными участками) необходимо устраивать межоперационные запасы предметов труда.
Для потоков с последовательно-прерывным движением предметов труда максимальная величина запаса Sм.зап на любом смежном участке равна количеству n предметов труда обрабатываемой партии:
Для потоков с параллельно-последовательным движением предметов труда величина запаса равна:
где S м.зап – величина запаса шт.;
Tоп – время опережения мин.;
Ti – время обработки одного предмета труда на предыдущем рабочем
Наличие межоперационных запасов необходимо однако это свидетельствует об известном несовершенстве производства указывает на резервы повышения его эффективности.
Существует четыре способа синхронизации:
подбор оборудования смежных участков поточной линии по производительности;
подбор мощностей смежных участков за счет количества единиц
устройство страховых запасов предметов труда;
регулирование ритма работы оборудования смежных участков.
Производительность оборудования смежных участков можно регулировать путем изменения скорости подачи обрабатываемого материала подбором станков с определенной производительностью.
10 Выбор расчет производительности и количества устройств для сортировки сырых пиломатериалов
Производственный процесс протекающий в лесопильном цехе как правило заканчивается сортировкой пиломатериалов то есть распределением пиломатериалов по группам. При этом учитывают следующие признаки: породу качество размеры (толщина ширина длина) степень обработки (обрезные необрезные) и назначение. В процессе сортировки сначала производят контроль качества пиломатериалов и определяют к какой сортировочной группе относится каждая доска. Затем доски распределяют по местам отведенным для каждой сортировочной группы. Переработка недостаточно хорошо отсортированных по качеству и размерам пиломатериалов приводит к увеличению трудозатрат и отходов. Следует также заметить что необходимое качество сушки можно обеспечить только при условии тщательной сортировки пиломатериалов по размерам и породам.
Для сортировки сырых пиломатериалов применяют специальные сортировочные устройства различной конструкции и производительности с ручной или механической разборкой. Выбор типа сортировочного устройства определяется мощностью лесопильного цеха размером качеством и степенью обработки пилопродукции стоимостью и габаритными размерами.
Сортировочные устройства по направлению движения материалов можно подразделить на продольные поперечные и круговые (карусельные)
по роду несущего органа на роликовые ленточные цепные пластинчатые дисковые.
В лесопильных цехах большой производственной мощности устанавливают сортировочные установки типа ЛТС-М ЛСП-18-36 и др. Расчет таких установок сводится к определению общего поребного количества числа накопителей (подстопных мест) выбора типа и марки по числу потребных подстопных мест проверки пропускной способности и расчету общей длины.
Для укрупненного определения числа подстопных мест можно воспользоваться следующей формулой:
где Sn – число поперечных сечений пиломатериалов; Sn =4.
С – число сортов пиломатериалов; С=5.
R – резерв подстопочных мест; R=2.
Количество досок поступающих из лесопильного цеха определяют по формуле:
где Пр1 Пр2 Прn – количество бревен (шт.) распиливаемых в минуту на каждой эффективной линии;
m1 m2 m3 – максимальное количество досок получаемых из бревен распиливаемых на соответствующих линиях.
В соответствии с расчетными данными наиболее подходит торцовочно-сортировочное устройство БТСМ-30-2 с пропускной способностью Пс=90 досокмин. Коэффициент загрузки линии:
ВЫБОР РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ИЛИ ПАРАМЕТРОВ НЕОБХОДИМОГО ПО ПОТОКУ ГРУЗОПОДЪЕМНОГО ТРАНСПОРТНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА
Транспортное оборудование лесопильных цехов предназначено для перемещения сырья полуфабрикатов и отходов производства. Здесь используются поперечные и продольные цепные роликовые скребковые и ленточные конвейеры брусоперекладчики пневмотранспортные устройства для уборки сыпучих отходов.
Продольные цепные конвейеры марок БА-3М и БА-4М служат для подачи бревен в лесопильный цех. Скорость цепей (03 мс и более) должна быть в 2 3 раза больше максимальной скорости подачи круглых лесоматериалов в бревнопильное оборудование. Эти бревнотаски комбинируют с трехрычажными (СБР75-1 и СБР 100-1) или кольцевыми сбрасывателями. Цикл работы сбрасывателя составляет 2 3 с. Конвейер автоматически останавливается и бревно по команде сталкивается на впередираемые тележки или другие транспортные средства.
Роликовые конвейеры ПРД75-1 и ПРД100 служат для удаления горбылей досок и бруса от двухэтажной рамы 1-го ряда или другого бревнопильного оборудования. Конвейеры состоят из двух секций первая из которых предназначена для транспортирования досок горбылей и бруса вторая для транспортирования досок и горбылей которые в конце секции сбрасываются винтовыми роликами на поперечный конвейер проходящий под ними. Диаметр роликов – 219 мм длина – 700 2250 мм расстояние между осями 1450 мм скорость вращения роликов – 08 212 мс.
Цепные двухсекционные брусоперекладчики БрП75-1 БрП80 и БрП100 служат для передачи бруса с роликового конвейера за двухэтажной рамой 1го ряда на роликовый конвейер установленный перед рамой 2-го ряда. Механические брусоперекладчики состоят из трех транспортирующих цепей движущихся по трем двухсекционным подъемным направляющим привода
цепей механизма подъма направляющих и роликовых шин. После выпиливания на лесопильной раме брус перемещается роликовым конвейером (ПРД75-1) до упора включающего гидроцилиндр подъема первой секции брусоперекладчика. С роликового конвейера брус снимается движущимися цепями и перемещается брусоперекладчиком до упоров на роликовых шинах где создается запас из 2 4 брусьев. Второй секцией брусоперекладчика осуществляется поштучная подача брусьев на роликовый конвейер перед лесопильной рамой 2-го ряда. Длительность рабочего цикла брусоперекладчика составляет 7 с при расстоянии между осями лесопильных рам 23 м. Брусоперекладчики могут работать в автоматическом режиме.
Роликовые конвейеры за двухэтажным лесопильными рамами 2-го ряда ПРДП75-1 и ПРДП100 предназначены для отделения обрезных досок от необрезных и транспортирования пакетов обрезных досок на ленточный конвейер а необрезных – на поперечный цепной конвейер. Над роликовым конвейером по всей его длине смонтировано разделительное устройство состоящее из двух продольных пластин. Оно служит для отделения пакетов обрезных досок от необрезных досок и горбылей.
Роликовые конвейеры навесные ПРДН75-1 предназначены для приема и сбрасывания пиломатериалов на нижерасположенные поперечные цепные конвейеры. Ролики имеют упор и винтовую нарезку что позволяет при предварительной остановке досок изменять направление их движения с продольного на поперечное.
Поперечные пятицепные конвейеры ТЦП-5 ТЦП10 ТЦП15 и ТЦП-20 предназначены для перемещения досок реек и горбылей за лесопильными рамами 2-го ряда и за обрезными станками. Скорость движения цепей –015 05 мс. Для транспортирования реек и горбылей обычно используется поперечный четырехцепной конвейер.
Скребковые конвейеры служат для транспортирования опилок и щепы. Длина скребковых конвейеров – до 80 м длина скребков – 250 и 350 мм сечение 45.80 мм и 50.90 мм. Расстояние между скребками – 630 810 мм угол наклона – до 20° скорость – 05 06 мс.
Для транспортирования досок реек горбылей а также мелких кусковых отходов применяются также ленточные конвейеры. Ширина ленты –300 500 мм скорость движения – 05 20 мс.
В лесопильных цехах широко применяются неприводные ролики –Р350 Р400 Р600 – для транспортирования вручную пиломатериалов от станков или к станкам на сортировочных площадках. Цифра в обозначении указывает на длину ролика диаметры роликов 76 114 мм. Для этих же целей используется и роликовая шина ШР-15 имеющая длину роликов 60 мм.
Для приема бревен с продольных цепных конвейеров ориентации подачи в лесопильные рамы и удержания их в процессе распиловки служат манипуляторы (впередирамные тележки) перед лесопильными рамами: двухэтажными – ПРТ8-2Д; одноэтажными – ПРТ1-63 ПРТ80-2. В комплект каждого манипулятора входят зажимная и кантующая тележки пульт управления и рельсы с упорами. Данные устройства могут быть использованы и для подачи бревен в круглопильные станки проходного типа.
Впередирамный конвейер ВК63 служит для подачи бревен и брусьев со скоростью 0613 мс в лесопильную раму РК63-2. На раме конвейера смонтированы тяговая цепь с упором натяжной и приводной звездочками два прижимных ролика. На отдельной раме устанавливается привод тяговой цепи. Перемещение бревен толщиной 10 53 см и длиной 10 40 м и брусьев осуществляется упором закрепленным в верхней ветви тяговой цепи которая перемещается по специальной направляющей закрепленной на
раме. Прижим бревен и брусьев и удержание их при подаче в лесопильную раму производится прижимными роликами шарнирно закрепленными на стойках устанавливаемых на раме конвейера. Они обеспечивают удержание в процессе распиловки как коротких (до 20 м) так и длинных (до 40 м) бревен и брусьев. Габариты конвейера – 7620.1475.1300 мм мощность –26 кВт.
Манипуляторы для бруса ПРДВ75служат для приема и ориентации бруса относительно постава пил двухэтажных лесопильных рам.
Конвейер подающий модели ВЦ8Д-8М предназначен для ориентации и
подачи бруса в станки многопильные моделей Ц8Д-8М Ц12Д-1 и другие аналогичной конструкции.
Конвейер состоит из рамы стоек механизма подачи центрующего устройства датчика длины датчика прижима ролика опорного привода защитного устройства. Механизм подачи состоит из рифленого вальца установленного на нижнем рычаге и приводимого во вращение от электродвигателя через клиноременную и цепные передачи опоры с осью на которой крепится верхний рычаг с прижимным роликом пневмоцилиндра и сварной рамы. Конвейер ВЦ8Д-8М работает в автоматическом режиме.
Конвейер ПК63 предназначен для транспортирования пиломатериалов и горбылей от лесопильной рамы модели РК63-2 причем гладкие ролики перемещают пиломатериалы в продольном направлении а комбинированные ролики с винтовой навивкой – как в продольном так и в поперечном направлении тем самым сбрасывая горбыли или крайние доски с конвейера в левую и правую стороны.
Рейкоотделитель РЦЗД-7 – это приводной роликовый конвейер с гладкими и винтовыми роликами для транспортирования досок и реек. Над роликами установлены две шины для отделения реек от обрезных досок.
Доски и рейки поступают из обрезного станка на рейкоотделитель. Шины рейкоотделителя расположены за расклинивающими ножами станка и поэтому обрезные доски поступают между шинами транспортируются между ними и уходят с рейкоотделителя в соответствии с технологией раскроя материала. Рейки транспортируются снаружи шин доходят до упоров свинчиаются навивкой роликов в стороны и падают на поперечный конвейер или в люк.
Разборщик неорганизованной пачки досок имеет на цепях наклонного
цепного конвейера упоры специальной формы а между цепями – лотки для удаления коротких горбылей и опилок поступающих вместе с досками. С помощью этого механизма до 90 % необрезных досок и горбылей ориентируется узкой пластью вверх. С наклонного конвейера доски в виде однослойного ковра передаются на накопительный цепной конвейер а с него на кронштейны и далее на poликoвый стол для дальнейшей обработки. Производительность разборщика 18 25 досок в минуту при скорости цепей соответственно 12 18 ммин. Поштучно выдается 90 95 % досок и горбылей. Коэффициент заполнения упоров наклонного конвейера 07 08.
У транспортных средств устанавливаемых перед или за лесопильным оборудованием задается или проверяется: окружная скорость роликов роликовых конвейеров; скорость передвижения цепей продольных и поперечных цепных конвейеров; скорость движения ленты ленточных конвейеров. Для этого используются следующие формулы:
при проверке окружной скорости V o роликов:
где Кз – коэффициент запаса скорости роликов; Кз = 3 5;
U – скорость подачи станка ммин;
М – коэффициент учитывающий скольжение пиломатериалов по роликам; М=08 09.
В случае использования лесопильной рамы формула будет иметь вид:
n – частота вращения коленчатого вала мин-1.
при проверке скорости цепей Vц поперечных цепных конвейеров для досок:
где P – число досок поступающих на конвейер в минуты; определяется по формуле (38);
в – средняя ширина доски мм;
Кт – коэффициент заполнения цепи конвейера Кт=04 05.
где П р – максимальная производительность бревнопильного станка шт.
т –максимальное количество досок из одного бревнапоступающих на конвейер;
при проверке скорости V л движения ленты ленточного конвейера:
где U – скорость подачи станка ммин;
K np – коэффициент проскальзывания K np = 3.
при проверке скорости V n.ц движения цепей продольных цепных конвейеров для бревен:
Kр – коэффициент использования рабочего времени; K p = 08;
Kб – коэффициент заполнения цепи конвейера; K б = 05 07;
ПЛАНИРОВКА ОБОРУДОВАНИЯ В ЛЕСОПИЛЬНОМ ЦЕХЕ
1 Производственная структура цеха
Планировка технологического оборудования представляет собой чертеж на котором изображены горизонтальный разрез здания (как правило по оконным проемам) рабочие места для выполнения операций по обработке
предметов труда а также служебные и бытовые помещения.
Для разработки планировки цеха необходимо предварительно установить его производственную структуру спроектировать рабочие места определить потребную площадь а также объемно-планировочные параметры здания.
В проекте цеха для качественного протекания производственного процесса должны быть предусмотрены: производственное отделение в котором устанавливается основное и вспомогательное технологическое а также подъемно-транспортное оборудование; вспомогательные помещения для размещения инструментальной мастерской ремонтной базы механика и энергетика лаборатории трансформаторной подстанции вентиляционной камеры компрессорной установки и т.п.; служебно-бытовые помещения в которых располагаются инженерно-технические работники и служащие цеха санитарно-бытовые комнаты и т.п.
2 Организация рабочих мест
Рабочее место – это участок производственной площади на котором в определенном порядке размещены технические средства и устройства необходимые для выполнения технологической операции.
Рабочие места в лесопильных цехах подразделяются на две основные группы: машинно-ручной работы и управления автоматическими линиями.
Структура рабочего места включает: технологическое оснащение (деревообрабатывающий станок контрольно-измерительный инструмент и приборы); вспомогательные и подъемно-транспортные средства (манипуляторы конвейеры и др.); мебель (стул шкаф для инструментов и др.); наладочный установочный инструмент; санитарно-гигиенические установки (устройства для вентиляции удаления опилок и т.п.); энергетические устройства (освещение устройства для обеспечения сжатым воздухом и др.); средства информации связи и сигнализации устройства для выполнения контрольных и учетных действий а также автоматического и дистанционного управления.
При проектировании организации и обслуживания рабочего места необходимо определить: специализацию рабочего места то есть установление и закрепление за ним определенной операции; оснащение рабочего места основным технологическим и вспомогательным оборудованием необходимой документацией; пространственное размещение всех элементов рабочего места и порядок его обслуживания.
Технологическое и вспомогательное оборудование должно по конструкции и внешнему виду соответствовать требованиям эргономики с тем чтобы процесс труда совершался с минимальными затратами физической и нервной энергии человека обеспечивать безопасность работы и удобство профилактического осмотра ремонта и наладки а также благоприятные санитарно-гигиенические условия труда.
3 Ориентировочный расчет площади цеха и выбор параметров здания
Площадь цеха по назначению делится на производственную вспомогательную и служебно-бытовую. К производственной площади относится площадь занятая производственным оборудованием и рабочими местами у этого оборудования рабочими местами мастеров и контролеров средствами механизации и автоматизации межоперационным транспортом и межоперационными запасами проходами и проездами между рядами оборудования (кроме магистральных). Вспомогательная площадь включает площади занятые вспомогательными подразделениями – ремонтной и инструментальной службами лабораторией а также магистральными проездами между участками.
Сумма производственных и вспомогательных площадей называется общей площадью цеха. На служебно-бытовых площадях размещаются помещения для административно-технического персонала объекты санитарно-гигиенического назначения общественного питания медицинского и культурно-массового обслуживания.
Производственная площадь лесопильного цеха рассчитывается двумя способами: по удельным площадям (на стадии выбора объемно-планировочных параметров здания); графическим построением на стадии размещения рабочих мест.
Удельная площадь – это площадь приходящаяся на одно рабочее место. Зависит она от типа и формы организации лесопильного производства; уровня механизации автоматизации и габаритных размеров принимаемого оборудования. Здесь учитываются площади занимаемые технологическим оборудованием площадки для складирования заготовок у оборудования для контрольных пунктов а также площади проездов и проходов между линиями станков. Удельную площадь можно установить по нормам технологического проектирования разработанным ведущими проектными организациями в об ласти лесопиления. Однако ее можно определить и путем самостоятельного проектирования организации и обслуживания того или иного рабочего места.
Общую площадь цеха можно укрупнено вычислить по следующей формуле
где ΣS р.м – суммарная площадь занимаемая рабочими местами;
– коэффициент учитывающий площади вспомогательных помещений;
– коэффициент использования всей площади.
Межоперационный склад пиломатериалов проектируется при прерывном поточном производстве для хранения обрабатываемых полуфабрикатов прошедших контроль после предыдущей обработки и ожидающих отправки на следующую операцию. Площадь этого склада F скл. (м2) определяется по формуле:
где A – производственность участка м3ч;
Т принимается проектировщиком;
h – высота штабеля м; h ≤ 15 м
– коэффициент объемного заполнения штабеля; 1 = 05 06
– коэффициент заполнения склада; 2 = 04 05
Местом накопления и хранения окончательно обработанных полуфабрикатов является промежуточный склад. Его потребную площадь рассчитывают по вышеприведенной формуле.
Площадь инструментального участка определяется по составу и количеству выбранных станков и специальных устройств и составляет в лесопильных цехах в зависимости от его производственной мощности и многообразования режущего инструмента от 50 до 250 м2. При выборе площади под инструментальные участки нужно учитывать возможность наиболее коротких и удобных путей для транспортировки инструмента.
Технологическая лаборатория предназначена для контроля за качеством поступающих в производство лесоматериалов текущего контроля за технологическими режимами производства продукции проверки качества изготовления продукции. Для лаборатории выделяют площадь до 30 м2.
В крупных лесопильных цехах предусматриваются служба механика и энергетика для поддержания работоспособности оборудования. Площадь базы этих служб рассчитывается по специальным нормам. Общую площадь ремонтной базы определяют по удельной площади на один станок которая зависит от числа единиц основного оборудования и составляет: при числе основного оборудования до 6 единиц – 27 28 м2. Площадь кладовой запасных частей к оборудованию составляет дополнительно 25 30 %. Площадь мастерской энергетика цеха составляет 035 F мех где F мех – площадь ремонтной базы механика цеха в том числе площадь участка для ремонта электрооборудования равна 02 Fмех.
В лесопильном цехе должна быть установлена закрытая трансформаторная подстанция дающая рабочий трехфазный ток напряжением 380 В а также фидерные пункты с распределительными устройствами. Для размещения трансформаторной подстанции предусматривают бокс площадью не более 50 м2. Бокс располагают как можно ближе к основным потребителям энергии для уменьшения потерь в сети.
Лесопильные цехи могут быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией совмещенной с воздушным отоплением. Для уменьшения электрических потерь вентиляционные камеры располагать рядом с силовыми трансформаторными подстанциями. Площадь под вентиляционные камеры составляет 005 0075 производственной площади.
4 Решение по планировке рабочих мест
После разработки (или выбора из литературных источников) планировочных решений рабочих мест производится их взаимосвязанное размещение в лесопильном цехе т.е. формирование лесопильного потока.
Основанием для того или иного размещения рабочих мест в цехе служат: производственная структура определяющая состав производственных участков вспомогательных служб цеха и связи между ними; технологический процесс производства пилопродукции; расчетные данные по площадям цеха составу и количеству оборудования; принятые решения о способах транспортировки полуфабрикатов отходов; система организации обслуживания рабочих мест.
Планировка рабочих мест должна гарантировать: экономное использование производственных площадей; максимальную загрузку оборудования; минимизацию производственного цикла; возможность перестановки оборудования при реконструкции; обеспечение противопожарных санитарно-гигиенических требований техники безопасности требований технической эстетики и эргономики. Кроме того должны быть учтены и эксплуатационные требования: удобство и безопасность работы; максимальное облегчение межоперационной передачи полуфабрикатов; удобный подвоз крупных запасных узлов и устройств оборудования (электродвигателей и др.); безопасный подход к станку для смазки и его разборки на месте установки; возможность механического удаления опилок горбылей оторцовок.
При размещении рабочих мест в лесопильных цехах необходимо учитывать следующие основные правила и требования:
При размещении оборудования поточных линий станки расставляют
в соответствии с последовательностью операций технологического процесса обеспечивая кратчайшие пути движения предметов труда.
Для обеспечения безопасности и удобства работы а также нормального обслуживания оборудования рекомендуется выдерживать монтажные расстояния между габаритами станков несущими и ограждающими элементами зданий а также транспортными устройствами согласно следующим нормам:
от тыльной или боковой стороны станка до стены – не менее 06 м;
между тыльными сторонами станков – не менее 07 м;
между двумя соседними станками проходного типа в направлении
потока – не менее трехкратной длины наиболее длинных заготовок.
Бревнопильные и брусовопильные станки могут быть установлены в
один или в два ряда. При этом смещение продольных осей станков установленных в шахматном порядке зависит от применяемого основного вспомогательного и транспортного оборудования. Оно может составлять например для лесопильных рам 25 35 м.
Расстояние от торцовой стены до бревнопильного станка и между бревнопильным и брусовопильным станками принимается обычно при длине
бревен 6м - 12 13 м. При последовательной установке расстояние между ними может составлять 18 19 м.
Обрезные и фрезерно-обрезные станки устанавливаются на расстоянии до 12 13 м от брусовопильных станков а при условии установки перед обрезными станками торцовочных станков это расстояние может увеличиваться до 19 м. Расстояние между позиционными торцовочными станками (для торцовки боковых досок) вдоль роликового конвейера принимается 7 8 м. Эти станки обычно устанавливают за обрезными станками.
Вспомогательные помещения располагают вблизи участков которые являются их основными потребителями. Таким образом располагают компрессорную станцию вентиляционные камеры. Однако при выборе места их расположения прежде всего следует руководствоваться тем чтобы не стеснять движение предметов труда в производственном потоке.
Бытовые и служебные помещения располагают исходя из удобства общей компоновки цеха.
5 Описание технологического процесса производства продукции
Линии агрегатной переработки бревен предназначены для обработки пиловочных бревен хвойных пород на обрезные пиломатериалы и технологическую щепу. Один агрегат выполняет две операции (фрезерование и пиление) вместо операций выполняемых несколькими станками традиционного лесопильного потока.
В состав линий ЛАПБ ЛАПБ-М ЛАПБ-2 входят участки накопления бревен; подающий конвейер; агрегат включающий механизмы первичного и вторичного фрезерования пильный механизм и механизм подачи. Кроме перечисленных механизмов и узлов в состав линии входят: направляющий аппарат кабина оператора позадиагрегатный роликовый конвейер ограждение пневмо- гидро- и электросистемы система охлаждения круглых пил и система смазки.
Обработка бревен осуществляется по следующей технологической схеме: окоренные и рассортированные по диаметрам бревна продольным транспортером подаются на накопитель с которого по рычагам отсекателя сбрасываются на цепной конвейер. В вариантах жесткой связи линии агрегатной переработки бревен с окорочными станками подача осуществляется двумя продольными конвейерами. Затем бревно поступает в узел первичного фрезерования фрезерно-пильного агрегата где формируется двухкантный брус верхняя и нижняя пласти которого имеют ступенчатый профиль а боковые обрабатываются на второй паре фрезерных головок в распиловочном узле. Далее пиломатериалы разделяются по сечениям на позадиагрегатном роликовом конвейере тонкие (крайние) доски торцуются на торцовочном столе и ленточным конвейером подаются на участок сортировки и пакетирования центральные - по конвейеру поступают на участок формирования пакетов.
Щепа от фрезерно-пильного агрегата при помощи скребковых конвейеров направляется в бункер.
КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ПИЛОПРОДУКЦИИ
Контроль качества вырабатываемой в лесопильном цехе пилопродукции производится по следующим параметрам: точность размеров форма качество.
Точность размеров и качество обработки вырабатываемых пиломатериалов контролируются выборочно сразу за распиловочным оборудованием.
Точность размеров по толщине ширине и длине пиломатериалов определяется с помощью калибров или измерительной линейки.
Длину пиломатериалов и заготовок определяют по наименьшему расстоянию между торцами пиломатериалов или заготовок опиленными перпендикулярно к продольной оси сортимента с округлением до второго десятичного знака. Толщину определяют в миллиметрах в любом месте длины пиломатериала или заготовки но не ближе 150 мм от торца.
Ширину определяют в миллиметрах следующим образом: обрезных с параллельными кромками – в любом месте длины пиломатериалов или заготовок где нет обзола но не ближе 150 мм от торца; необрезных и односторонних обрезных – в середине длины пиломатериала или заготовки на пласти без обзола. Ширина двухкантного бруса на середине его длины определяется по следующим формулам:
при одинаковой ширине пластей
где a – ширина пласти на середине длины бруса;
d – наибольшая ширина бруса между его необрезными кромками в середине его длины;
при различной ширине пластей и расположением их по обе стороны центральной плоскости
где a – ширина узкой пласти бруса в середине его длины;
b – ширина широкой пласти бруса в середине его длины;
при различной ширине пластей и расположении их по одну сторону центральной плоскости:
при различной ширине пластей и совпадений широкой пласти с центральной плоскостью
Равномерность толщины и ширины пиломатериалов и заготовок (разнотолщинность и разноширинность) определяют путем нескольких измерений по длине с интервалом 08 м причем при определении равномерности толщины измерения производится в каждом сечении дважды (от обеих кромок). Разнотолщинность и разноширинность пиломатериалов и заготовок характеризуется разностью между максимальными и минимальными результатами размеров. Правильность формы доски наличие мшистости и бахромы контролируются визуально. Шероховатость поверхности проверяется в лесопильном цехе сразу после выхода пиломатериалов из распиловочного оборудования.
Шероховатость определяется параметром R m max который является средним значением пяти максимальных неровностей измеренных на менее качест венной пласти доски. К неровностям характеризующим шероховатость поверхности относятся риски неровности разрушения или упругого восстановления. Размер этих неровностей определяется расстоянием от вершины гребня до дна впадины. При этом не измеряют неровности не характерные для всей поверхности. Такие неровности считаются дефектами нормируются и контролируются отдельно. К дефектам относятся вырывы волокон в сучковой зоне при выработке пиломатериалов на фрезернопильных установках сколы или пороки древесины (сучки местные косослой и др.). Проверка производится выборочно два раза за период между сменой режущего инструмента: один раз в начале периода второй – в середине. Первая проверка в начале периода дает возможность своевременно определить правильность установки режущего инструмента настройки станка выбора скорости подачи и другие факторы влияющие на качество обработки поверхности пиломатериалов.
КОНТРОЛЬ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА
Технико-экономические показатели отражают эффективность принятых проектных решений. Наименование основных показателей и единицы их измерения приведены ниже:
) Производственная мощность цеха по распилу сырья;
) Объемный выход пилопродукции ;
) Производственная мощность цеха по выпуску пиломатериалов
) Производительность станко-смены по распилу сырья м3ст.-см.;
где Пр.год. – производственная мощность цеха по распилу сырья;
) Производительность станко-смены по выпуску пиломатериалов м3ст.-см;
где Пр.год – производственная мощность цеха по распилу сырья;
П по распилу- производительность станко-смены по распилу сырья.
) Производственная мощность цеха по выпуску продукции из вторичного сырья м3год;
) Количество производственных рабочих в смену чел.;
) Выработка продукции на одного производственного рабочего в смену м3чел. см;
) Общая площадь лесопильного цеха м2.
) Съем продукции с одного кв. м. производственной площади м3м2
Целью курсовой работы является проектирование двухпоточного лесопильного цеха на безе фрезернопильного станка ЛАПБ-2. Исходя из указанной цели можно выделить частные задачи поставленные в курсовой работе:
Составление плана раскроя;
Определение эффективности раскроя бревен;
Распределение древесины по видам продукции;
Разработка структурной схемы технологического процесса;
Расчет производительности станков.
На их основе произведен подбор головного оборудования лесопильного потока обрезных и торцовочных станков. Выполнен расчет производительности лесопильного потока и агрегатной линии.
Для распиловки бруса выбран круглопильный станок марки ЦМР-180 со скоростью подачи U=6-20 ммин. Со сменной производительностью 10623 штсм.
Для обрезки и продольного раскроя необрезных досок применяем обрезной станок марки Ц2Д-7А. Со сменной производительностью станка 325 шт.бр.мин.
Для предварительной торцовки был выбран торцовочный станок марки ЦКБ-40 с производительность 81 штмин.
Выполнен расчет годовой производительности лесопильного потока которая составила . Объемный выход пилопродукии составил 5831%.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
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
Болдырев В. С. Технологическое проектирование лесопильных цехов [Текст]. доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений обучающихс по специальности 250403 – «Технология деревообработки» В. С. Болдырев Ю. А. Чевычелов А. И. Цуриков А. А. Мещерякова; М-во образования и науки РФ ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» Воронеж. - 2011. – 264 с. – Электронная версия
Болдырев В.С. Основы проектирования предприятий [Текст]: учеб. пособие В.С. Болдырев 2003. – 312 с.