Составление плана раскроя пиловочного сырья и расчет технологических потоков лесопильного цеха
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет
Механической технологии древесины
Кафедра Технологии деревообработки
СООТАВЛЕНИЕ ПЛАНА РАСКРОЯ ПИЛОВОЧНОГО СЫРЬЯ И РАСЧЕТ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТОКОВ ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА
Пояснительная записка
(КП.ТД.000000.074 ПЗ)
Руководитель:
___________С.В. Трапезников
(подпись)
_________________
(оценка и
дата)
Разработал:
Студент группы 44-2
______________ Е.В.Китаев
(подпись)
_________________
(дата)
Реферат
В курсовом проекте приведёны результаты расчёта
поставов, для распиловки пиловочного сырья на лесопильных рамах , которые
позволяют выполнить полностью заданную спецификацию. А также произведён подбор
оборудования для лесопильного цеха.
Курсовой
проект содержит расчётно-пояснительную записку из 26 страниц печатного текста,
9 таблиц, 6 литературных источников и графическую часть из 2 листов форматов
А1 и А3.
Содержание
Введение …………………………………………………………………………………...…….5
1
Выбор и обоснование способа раскроя пиловочного
сырья ………………………...……6
2
Анализ предложенной спецификации
………………………………………………...…….7
2.1
Проверка соответствия объёма запланированного сырья
объёму заданных по спецификации пиломатериалов ………………………………………………..……………….…….7
2.2 Проверка соотношения средней ширины досок и
среднего диаметра брёвен …….....7
3
Составление плана раскроя пиловочного сырья
…………..………………………………9
4
Спецификационный выход пиломатериалов...…………………………………………….15
5
Определение посортного выхода пиломатериалов..
……………………………………...13
6
Составление баланса раскроя древесины
………………………………………………….14
7
Расчёт технологических потоков
…………………………………………………………..15
7.1
Технологический расчёт
лесопильного потока на базе двухэтажной лесопильной
рамы
……………………………...…………………………………………….………………..15
7.1.1
Обоснование и выбор
модели лесопильной рамы …………..……………………15
7.1.2 Определение годовой производительности лесопильного потока
………...……16
7.1.3 Расчёт оборудования для формирования сечения пиломатериала
………...……18
8
Описание технологического процесса ………………………………………
………….…22
8.1
Описание технологического
процесса рамного потока………………………………..22
Заключение
…………………………………………………………………………………..…23
Список использованных
источников ……………………………………………………..…..24
Введение
Древесина – один из наиболее распространенных материалов, используемых
в различных отраслях народного хозяйства. Объёмы заготовок древесины в нашей
стране составляют около 360 млн. м3 в год. Основным потребителем заготавливаемой
древесины, как в мире, так и в России является лесопиление.
Основной продукцией лесопильного
производства являются: пиломатериалы, черновые заготовки и строганые
пиломатериалы. В дополнительную продукцию лесопильного предприятия, при
комплексном использовании древесины, обычно ещё входит и щепа, а также полуфабрикаты
или изделия из измельчённой или цельной древесины.
В ближайшей перспективе намечается
техническое перевооружение предприятий лесопильной промышленности на основе
прогрессивных технологий с использованием современных высокопроизводительных
технических средств.
Все больше применяются технология агрегатного производства пиломатериалов,
сухопутная
сортировка пиловочного сырья перед подачей в распиловку и при выгрузке в запас,
механизированная и автоматизированная сортировка получаемых пиломатериалов.
Правильно построенный процесс работы лесопильного цеха должен обеспечить
рациональное
использование древесины,оборудования,площадей при высокой производительности
труда и
оборудования, равномерном темпе работы на всех участках и полной безопасности
работы.
Современный технологический процесс лесопильного предприятия характеризуется
следующими особенностями:
1.Применяется новое высокопроизводительное технологическое и транспортное
оборудование
,создающее в своей совокупности возожность максимального приближения к
непрерывнопоточному производству с синхронизацией операций.
2.Отделение торцовки пиломатериалов от основного потока лесопиления и перенос
её на конечную операцию ,производимую после сушки пилопродукции.
3.Развитие искусственной сушки с тем, чтобы ею охватывалось до 80% и более
выпускаемой
пилопродукции.
4.Пакетирование пиломатериалов как для сушки, так и для отгрузки их
потребителю.
5.Применение торцовочно-сортировочно-маркировочных агрегатов.
6.Ступенчатая сортировка пиломатериалов.
7.Использование механизированных подъёмно-транспортных, укладочных и
перевозочных механизмов.
8.Внедрение окорки сырья с целью последующего получения высококачественной
целлюлозной щепы.
9.Рациональные методы, схемы и планы раскроя брёвен с целью получения
оптимального выхода пилиоматериалов и сопутствующей продукции.
10.Повышение выработки количества пиломатериалов на 1 чел.-день
производственных рабочих, удешевления стоимости обработки снижения трудовых
затрат.
Целью
данной работы является расчёт поставов, для распиловки пиловочного сырья на
лесопильных рамах и фрезернопильной линии, составление плана раскроя бревен на
пиломатериалы, а также подбор оборудования для лесопильного цеха.
.
1 Выбор и
обоснование способа раскроя пиловочного сырья
В данном курсовом проекте для
распиловки пиловочных брёвен на пиломатериалы, применяется рамное оборудование
с брусовочным способом распиловки.
Выбор
данного способа раскроя объясняется тем, что в качестве пиловочника используются
брёвна хвойных пород диаметром более 28 см. Этот способ, в отличие от
развального, обеспечивает больший объёмный и посортный выход пиломатериалов.
Для
брёвен диаметром 28 см принимается агрегатный способ распиловки, на
фрезерно-пильной линии ЛФП-2 и ЛФП-3 , позволяющий перерабатывать брёвна
данного диаметра.
2 Анализ
предложенной спецификации
2.1
Проверка соответствия
объёма запланированного сырья объёму заданных по спецификации пиломатериалов:
, (2.1)
где V -
объём заданных спецификацией пиломатериалов, м3;
Q - объём заданных спецификацией сырья, м3;
Принимается V=640 м3, Q=1000 м3 - по заданию.
Следовательно, объём запланированного сырья соответствует объёму заданных по
спецификации пиломатериалов.
2.2 Проверка
соотношения средней ширины досок и среднего диаметра бревен:
,
(2.2)
где bср
– средняя ширина пиломатериалов, мм;
dср – средний диаметр брёвен, мм;
a - коэффициент, характеризующий способ распиловки;
Принимается a=0,63 – с.2[1] для 100 % брусовки.
Определение средней
ширины пиломатериалов bср, мм:
,
(2.3)
где b1, b2,.., b – ширины досок по спецификации, мм;
V1, V2,.., V7 –
объём досок соответствующей ширины, м3;
Средний диаметр
брёвен dср, см:
,
(2.4)
где d1, d2,…, d5 – диаметр брёвен, см;
m1, m2,…, m5 – количество бревен соответствующего
диаметра, шт;
Принимается d1=28 см, d2 = 34 см, d3=40 см,
d4
= 48 см, d5 =54 см,
m1= 319 шт., m2=362 шт., m3= 266 шт., m4= 111шт.,
m5=116 шт. – по спецификации сырья.
100 мм <
0,68×416,5 мм
100 мм < 283,2 мм
Следовательно, средняя ширина пиломатериалов соответствует среднему
диаметру бревен.
Предложенная спецификация выполнима, так как проверки сошлись.
3 Составление
плана раскроя пиловочного сырья
Методика расчёта поставов берётся по источнику [1].
Таблица 3.1 -
Ведомость расчёта поставов к плану раскроя сырья
|
Номер постава
|
Постав, запись от
центра
|
Расход ширины полу-
постава одной доски, мм
|
Расстоя-
ние от центра до наружной пласти доски, мм
|
Ширина
досок, мм
|
Длина досок, м
|
Объём одной доски, м3
|
Объём досок из одного бревна, м3
|
Объём пиломатериалов из партии брёвен, м3
|
|
|
|
Количество досок, шт.
|
Толщина
досок, мм
|
Расчётная
|
Стандартная
|
|
|
|
в долях вершинного радиуса
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
|
|
|
Распиловка брёвен диаметром d= 28см, длиной L=6,25 м в количестве
n= 319 шт. Объём всех брёвен Q=150
м3, толщина пил t=2,5мм.
|
|
|
|
1
|
Первый проход
|
|
|
|
1
2
2
|
200
19
19
|
102,45
23,70
23,70
|
102,45
126,1
149,8/1,07
|
195
128
83
|
-
125
75(об)
|
6,25
6,25
4,75
|
-
0,015
0,0067
|
-
0,03
0,013
|
-
9,47
4,3
|
|
|
|
Итого за I проход: 13,77
|
|
|
Второй проход
|
|
|
|
1
2
2
|
175
25
19
|
89.7
29,9
23,7
|
89,7
119,6
143,3/1.02
|
200
148
105
|
200
125
100
|
6,25
6,25
3,75
|
0,218
0,019
0,0071
|
0,218
0,039
0,014
|
69,5
12,46
4,54
|
|
|
|
Итого за I проход:86,5
OB=
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы
3.1
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
|
Распилова брёвен диаметром d=34
см, длиной L=6,25 м в количестве
n=362 шт. Объём всех брёвен Q=250 м3,
толщина пил t=2,5 мм.
|
|
2
|
Первый проход
|
|
1
2
2
|
175
44
25
|
89,7
49,5
29,9
|
89,7
139,2
169,1/0.99
|
287
190
130
|
-
175
125
|
6,25
6,25
6,25
|
-
0,048
0,019
|
-
0,09
0,039
|
-
34,8
14,1
|
|
Итого за I проход: 48,9
|
Второй проход
|
|
1
2
2
|
200
32
25
|
102,45
37,1
29,9
|
102,45
139,5
169,4/0.99
|
175
175
130
|
175
175
125
|
6,25
6,25
4,5
|
0,218
0,035
0,014
|
0,218
0,07
0,028
|
78,9
25,34
10,18
|
|
Итого за II проход: 114,42
Итого за I и II проход: 163,1
|
|
OB=
|
|
Pаспиловкa брёвен диаметром d=40
см, длиной L=6,25 м в количестве
n=266 шт. Объём всех брёвен Q=250 м3,
толщина пил t=2,5 мм.
|
|
3
|
Первый проход
|
|
2
2
|
175
19
|
181,45
23,7
|
181,45
205,15/1.02
|
182
140
|
-
125
|
6,25
4,75
|
-
0,011
|
-
0,022
|
-
6
|
|
Итого за I
проход: 6
|
|
1x2
2x2
2x2
2x2
|
175
32
25
19
|
89,7
37,1
29,9
23,7
|
89,7
126,8
156,7
180,4/0.90
|
175
152
115
90
|
175
150
100
75
|
6,25
6,25
6,25
4
|
0,160
0,03
0,015
0,0057
|
0,32
0,12
0,062
0,022
|
85,5
31,9
16,6
6,0
|
|
Итого за II проход: 140
Итого за I и II проход: 146
|
|
OB=
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы
3.1
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
|
Распиловка брёвен диаметром d=48,
длиной L=6,25м в количестве
n=111 шт. Объём всех брёвен Q=150 м3,
толщина пил t=2,5 мм.
|
4
|
Первый проход
(два бруса)
|
|
1
2
2
|
175
22
22
|
181,45
26,8
26,8
|
181,45
208,25
235,05/1.01
|
317
244
192
|
-
225
175
|
6,25
6,25
6,25
|
-
0,03
0,025
|
-
0,06
0,048
|
-
6,8
5,34
|
|
Итого за I проход: 12,14
|
Второй проход
|
|
1x2
2x2
2x2
2x2
2x2
|
175
60
22
22
22
|
89,7
65,9
26,8
26,8
26,8
|
89,7
155,6
182,4
209,2
236/0.98
|
175
175
170
127
78
|
175
175
150
125
75
|
6,25
6,25
6,25
6,25
3,75
|
0,191
0,615
0,02
0,017
0,006
|
0,382
0,26
0,08
0,068
0,024
|
42,4
28,8
9,15
7,63
2,73
|
|
Итого за II проход: 90,71
Итого
за I и II проход: 102,85
|
OB=
|
|
Распиловка брёвен диаметром d=54
см, длиной L=6,25 м в количестве
n=116 шт. Объём всех брёвен Q=200 м3,
толщина пил t=2,5 мм.
|
|
5
|
Первый проход
(два бруса)
|
|
2
2
2
|
175
60
19
|
181,45
65,9
23,7
|
181,45
247,3
271/1.00
|
405
243
204
|
-
225
200
|
6,25
6,25
6,25
|
-
0,084
0,023
|
-
0,168
0,047
|
-
19,5
5,50
|
|
Итого за I
проход: 25
|
Второй проход
|
|
1x2
2x2
2x2
2x2
|
200
60
60
25
|
102,4
65,9
65,9
29,9
|
102,4
168,3
234,2
264,1/0.97
|
175
175
143
95
|
175
175
125
75
|
6,25
6,25
6,25
3,25
|
0,218
0,065
0,046
0,006
|
0,43
0,26
0,18
0,024
|
50,5
30,45
21,75
2,78
|
|
Итого за II проход: 105,48
Итого за I и II проход: 130,48
|
|
OB=
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.2 - План раскроя брёвен на пиломатериалы
|
Номер постава
|
Диаметр брёвен, см
|
Количество брёвен, шт/м3
|
Постав
|
Подлежит выполнению, м3
|
|
|
Толщина, мм
|
200
|
175
|
60
|
44
|
32
|
25
|
22
|
19
|
|
|
Ширина, мм
|
175
|
175
|
РШ
|
РШ
|
РШ
|
РШ
|
РШ
|
РШ
|
|
|
Объём, м3
|
200
|
125
|
100
|
40
|
60
|
50
|
30
|
35
|
|
|
Всего по поставу
|
Получено пиломатериалов
по расчёту поставов, м3
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
|
|
1
|
28
|
|
|
99.87
|
|
|
|
|
|
|
|
13.77
|
|
|
|
69.5
|
|
|
|
|
12.46
|
|
4.54
|
|
|
|
2
|
34
|
|
|
163.1
|
|
|
|
34.8
|
|
14.1
|
|
|
|
|
|
78.9
|
|
|
|
25.34
|
10.18
|
|
|
|
|
3
|
40
|
|
|
146.0
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
85.5
|
|
|
31.9
|
16.6
|
|
6
|
|
|
4
|
48
|
|
|
102.85
|
|
|
|
|
|
|
12.14
|
|
|
|
|
|
42.4
|
28.8
|
|
|
|
19.51
|
|
|
|
5
|
54
|
|
|
130.48
|
|
|
19.5
|
|
|
|
|
5.5
|
|
|
|
50.5
|
|
52.2
|
|
|
2.78
|
|
|
|
|
Всего
|
1000
|
|
642.3
|
198.9
|
127.9
|
100.5
|
34.8
|
57.24
|
56.12
|
31.65
|
35.8
|
|
|
Перепил
|
11.97
|
|
|
Недопил
|
10.4
|
|
Средний объёмный выход пиломатериалов ОВср, %:
, (3.1)
где V –
суммарный объём всех полученных в результате раскроя пиломатериалов, м3;
Qс
– общий расход сырья, м3;
Принимается V
= 642,3 м3, Qс =1000 м3
– таблица 3.2
4 Спецификационный выход пиломатериалов
Определение
спецификационного выхода пиломатериалов Асп, % :
,
(4.1)
где Н –
недовыполнение по напилу пиломатериалов, м3;
П –
перевыполнение по напилу пиломатериалов, м3;
Принимается Н=10,4
м3, П=11,97 м3 – таблице 3.2
5 Определение посортного выхода пиломатериалов
Таблица 5.1 –
Посортный выход пиломатериалов
|
Группа распиливаемых
брёвен, диаметр, см
|
Диаметр распиливаемых
бревен, см
|
Объём распиливаемых брёвен каждого диаметра,
м3¤шт
|
Удельный вес брёвен, % качества
|
Объём распиливаемых брёвен с учётом процента
качества, м3
|
Получено пиломатериалов из каждого диаметра, м3
|
Коэффициент
сортности, С
|
|
|
Всего
|
в том числе по сортам
|
|
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
|
Крупные бревна, d=28
см и более
|
28
|
|
28
29
41
|
42
43,5
61,5
|
26,8
27,4
38,42
|
1,58
1,75
1,46
|
7,11
2,74
5,22
|
6,53
4,06
7,24
|
8,45
10,73
10,14
|
4,17
8,23
14,36
|
1,37
1,25
1,09
|
|
|
34
|
|
28
29
41
|
70
72,5
61,5
|
44,66
45,61
63,55
|
2,63
2,73
3,76
|
8,51
4,72
8,43
|
7,44
9,34
11,74
|
14,85
17,40
15,50
|
11,21
10,51
24,12
|
1,35
1,28
1,03
|
|
|
40
|
|
28
29
41
|
70
72,5
102,5
|
44,66
45,61
63,55
|
2,65
2,81
3,77
|
8,63
7,71
8,42
|
7,42
9,83
11,74
|
14,83
13,30
15,50
|
12,45
11,85
24,12
|
1,41
1,24
1,03
|
|
|
48
|
|
28
29
41
|
70
72,5
102,5
|
26,79
27,40
38,43
|
1,58
1,46
1,88
|
7,12
4,17
6,23
|
6,52
6,25
6,57
|
8,41
9,16
10,73
|
4,17
6,47
13,02
|
1,33
1,27
1,05
|
|
|
54
|
|
28
29
41
|
56
58
82
|
35,28
36,54
50,84
|
2,08
2,52
1,52
|
8,43
6,17
7,52
|
7,14
8,23
8,73
|
11,20
11,31
14,21
|
6,97
7,47
18,64
|
1,38
1,23
1,06
|
|
|
Нормативы выхода хвойных обрезных
пиломатериалов по ГОСТ 8486-86 из пиловочного сырья берутся из таблицы 2.11[2].
Посортный состав хвойных обрезных пиломатериалов по
ГОСТ 8486-86 из пиловочного сырья, берётся из таблицы 2.12[2].
Коэффициент сортности партии
пиломатериалов С определяется по формуле:
(5.1)
где А1,
А2,…,Аn –
количество пиломатериалов каждого сорта;
К1,
К2,…,Кn –
ценностные коэффициенты сортности;
Ценностные коэффициенты сортности пиломатериалов хвойных пород
принимается по таблице 2.13[2]
6 Составление баланса раскроя древесины
Таблица 6.1 –
Баланс хвойного сырья при выработке обрезных пиломатериалов
по ГОСТ 8486-86
|
Наименование продукции, отходов и потерь
|
Количество,
|
|
м3
|
%
|
|
Пиломатериал
|
642,3
|
64,23
|
|
Технологическая
щепа
|
148,7
|
14,87
|
|
Опилки
|
130
|
13
|
|
Усушка
|
57
|
5,7
|
|
Отходы, отсев щепы
|
22
|
2,2
|
|
Всего
|
1000
|
100
|
7 Расчёт
технологических потоков
7.1 Технологический расчёт лесопильного
потока на базе двухэтажных лесопильных рам
Таблица 7.1 - Исходные данные для
расчёта лесопильного потока на базе двухэтажных
лесопильных
рам
|
Номер постава по плану раскроя
|
Диаметры выпиливаемых брёвен
d,
см
|
Толщина распиливаемых брусьев Н, мм
|
Количество пил в поставе, шт.
|
Количество необрезных досок, шт.
|
Количество
обрезных досок,
шт.
|
|
на лесопильной раме
первого ряда - gI
|
на лесопильной раме
второго ряда - gII
|
по поставу на первом
проходе - mI
|
по поставу на втором
проходе- mII
|
для необрезных досок, полученных на первом
проходе - jI
|
Всего обрезных досок- j, шт.
|
|
из необрезных,
полученных за пределами пласти бруса - jII
|
в пределах пласти бруса - jIII
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
|
1
2
3
4
5
|
28
34
40
48
54
|
200
175
175x2
175x2
175x2
|
6
6
5
7
7
|
6
6
8
10
8
|
4
4
2
4
4
|
4
2
12
12
8
|
4
4
2
4
4
|
4
2
12
12
12
|
1
2
2
6
6
|
9
8
16
22
22
|
Количество пил в поставеg , шт., определяется по формуле:
g = e + 1,
(7.1)
где e - количество сортиментов, указанных в записи постава, шт;
7.1.1 Обоснование и
выбор модели лесопильных рам
Требуемая ширина просвета пильной рамки рассчитывается по формуле:
Втреб =10×( d+ S×L+2×C ),
(7.2)
где d – наибольший диаметр вершинного торца бревна, см;
S – сбег бревна с наибольшим диаметром вершинного
торца, см/м;
L – средняя длина бревна, м;
C – запас ширины, равной расстоянию между
вертикальными стойками пильной
рамки и комлевым торцом бревна;
Принимается d=54 см, L=6,25
м – по спецификации сырья;
S=1,65
см/м – таблица 3.8[2] для данного диаметра и длины бревна;
С=5 см .
Втреб=10(54+1,65·6,25+2·5)=743,125
мм
В>Втреб
Исходя из
технических характеристик лесопильных рам, приведённых в
таблице 8.1[2], выбираются лесопильные рамы
модели:
2Р75 – 1
- для первого ряда;
2Р75 – 2
- для второго ряда со следующими техническими характеристиками:
- ширина просвета пильной рамки 750 мм;
-
величина хода пильной
рамки 600 мм;
-
число оборотов коленчатого
вала в минуту n= 325 мин-1.
7.1.2 Определение
годовой производительности лесопильного потока
Годовой фонд установленных рамо-смен N, рамо-смен:
N=m·b, (7.3)
где m – число установленных в потоке
лесопильных рам, шт.;
b –
число смен, отрабатываемых потоком за год, смен;
Принимается m=2
шт. – для распиловки брёвен с брусовкой;
b=500 смен –с.14[2] для двухсменной работы в сутки и 250 рабочих
дней
в году.
N=2·500=1000 рамо-смен
Среднесменная производительность
каждой установленной в потоке лесопильной
рамы Ai, м3/год:
,
(7.4)
где Di – инструментальная
посылка лесопильной рамы при распиловке брёвен данным поставом на данном
проходе, мм/об;
n – число оборотов коленчатого вала лесопильной рамы в минуту, мин-1;
Т – продолжительность смены, мин;
q - объём бревна, распиливаемого данным поставом, м3;
кп – коэффициент использования потока с двухэтажными
лесопильными рамами;
Находим , ,
, , ,
,
кп=0,864 – с.15[2] для цехов со средней механизацией труда;
Т=480 мин – для 8 часового
рабочего дня;
q1=0,47 м3, q2=0,69 м3, q3=0,94 м3, q4=1,35 м3,
q5=1,73 м3– по заданной спецификации сырья.
Потребное количество эффективных рамо-смен для работы по поставу ki
,
рамо-смен:
(7.5)
где Qi
– объём сырья, распиливаемого данным поставом, м3;
Ai – среднесменная производительность
эффективной лесопильной рамы при
распиловке данным поставом, м3/смену;
Принимается Q1=150
м3, Q2=250 м3, Q3=250
м3, Q4=150 м3, Q5=200м3
- по заданию
Среднесменная производительность эффективной лесопильной рамы при
распиловке данным поставом, Ai, м3/смену, рассчитывается:
Потребное для работы по каждому поставу количество установленных
рамо-смен qi , рамо-смен:
qi = 2·ki , (7.6)
Количество установленных рамо-смен, потребное для распиловки расчётной
партии сырья I , рамо-смен:
I = Sqi ,
(7.7)
Все расчёты по
определению количества установленных рамо-смен, потребное для распиловки расчётной
партии сведены в таблицу 7.2.
Таблица 7.2 – Расчёт потребного
количества установленных рамо-смен, на распиловку расчётной партии сырья.
|
№ постава по плану раскроя сырья
|
Диаметр брёвен di , см
|
Объём сырья подлежащего распиловке по поставу
Qi, м3
|
Толщина распиливаемых брусьев Hi,
мм
|
Количество пил в поставе, шт
|
Инструкционная посылка, мм/об
|
Среднесменная производительность эффективной
лесорамы Ai, м3/смену
|
Потребное количество эффективных рамо-смен ki
,рамо-смен
|
Потребное количество установленных
рамо-смен, шт
|
|
На л/р I ряда или при распиловке в развал giI
|
На л/р II ряда giII
|
Для л/р I ряда при распиловке в развал DiI
|
Для л/р II ряда DiII
|
При распиловке в развал
|
При распиловке с брусовкой
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
1
2
3
4
5
|
28
34
40
48
54
|
150
250
250
150
200
|
200
175
175x2
175x2
175x2
|
6
6
5
7
7
|
6
6
8
10
8
|
36,0
29,0
19,0
15,5
14
|
29,0
29,0
21,0
18,5
21
|
293,9
431,5
451,2
522,3
|
0,51
0,58
0,65
0,33
0,38
|
-
-
-
-
-
|
1,02
1,16
1,3
0,66
0,76
|
|
Qсрам
|
1000
|
I
= Sqi
|
4,9
|
Годовая
производительность рамного потока по сырью, Асрам, м3/год:
,
(7.8)
где Qс –
расчётный объём партии, м3;
кг
– коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы лесопильного
потока;
Принимается Qс=1000
м3 – таблица 7.2;
кг
=0,86 - для Красноярска.
7.1.3 Расчёт
оборудования для формирования сечений пиломатериалов
Ритм работы по
поставу установленной лесопильной рамы Ri , мин:
,
(7.11)
где k –
коэффициент использования головного оборудования;
Принимается k=0,855
– с 20[2].
Все расчёты по определению ритма работы участка лесопильных рам сведены
в
таблицу 7.3
Таблица 7.3 – Расчёт
ритма работы участка лесопильных рам
|
Номер постава по плану раскроя сырья
|
Диаметр брёвен di , см
|
Длина бревна L, м
|
Количество пил в поставе, шт
|
Толщина распиливаемых брусьев Hi,
мм
|
Инструкционная посылка, мм/об
|
Ритм работы лесорам, мин
|
Ритм работы по поставу участка лесорам Ri
, мин
|
|
|
на л/р I ряда giI
|
на л/р II ряда giII
|
|
|
для л/р
I ряда DiI
|
для л/р
II ряда DiII
|
для л/р
I ряда RiI
|
для л/р
II ряда RiII
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
|
|
1
2
3
4
5
|
28
34
40
48
54
|
150
250
250
150
200
|
200
175
175x2
175x2
175x2
|
6
6
5
7
7
|
6
6
8
10
8
|
36,0
29,0
19,0
15,5
14
|
29,0
29,0
21,0
18,5
21
|
0,62
0,77
1,18
1,4
1,6
|
0,77
0,77
1,07
1,21
1,07
|
0,77
0,77
1,18
1,4
1,6
|
|
7.1.4.Определение
потребности в оборудовании для лесопильного потока.
7.1.4.1. Расчёт
потребного количества обрезных станков
По ведомости расчёта
поставов определяется наибольшая ширина необрезной доски равная 220 мм.
В этом случае совместить обрезку кромок с раскроем досок по ширине. Из таблицы
8.3[2] выбирается двухпильный обрезной станок Ц2Д5-А.
Техническая
характеристика станка Ц2Д5-А:
скорость подачи, м/мин 120
просвет станка, мм 800
толщина обрабатываемого материала, мм:
наименьшая 13
наибольшая 100
количество пил:
общее 2
подвижных 1
длина обрабатываемого материала, м 1,8-7,5
наибольшее
расстояние между пилами, мм 300
наименьшая
ширина выпиливаемых досок, мм 60
габаритные
размеры станка, мм
длина
2280
ширина
2450
высота
1355
Таблица 7.4 Расчет
потребного количества обрезных станков
|
Номер постава по плану раскроя
|
Количество необрезных досок по поставу, шт
|
Средняя длина необрезных досок lср,
м
|
Ритм работы по поставу участка л/р Ri
, мин
|
Цикловая производительность обрезного станка
|
Затраты времени для выполнения работ по поставу
одним станком t i ,
мин
|
Потребное количество обрезных станков аi
,шт
|
Потребное количество обрезных станков к установке
аyi, шт.
|
|
с л/р I ряда miI
|
с л/р II ряда miII
|
Всего необрезных досок по поставу, wi
|
Скорость подачи м/мин
|
Коэффициент производительности кп
|
Цикловая производительность Ац,
м/мин
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
|
1
2
3
4
5
|
4
4
2
4
4
|
4
2
12
12
8
|
8
6
14
16
12
|
6,25
6,25
6,25
6,25
6,25
|
50
37,5
87,5
100
75
|
0,77
0,77
1,18
1,4
1,6
|
120
120
120
120
120
|
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
|
72
72
72
72
72
|
0,69
0,52
1,21
1,38
1,04
|
0,89
0,67
1,02
0,98
0,65
|
1
1
1
1
1
|
Таблица 7.4 – Расчёт
потребного количества обрезных станков
Объём работ по поставу на участке обрезки Пi , м:
, (7.12)
где lср
– средняя длина необрезных досок , м;
Принимается lср=6,25
м.
Цикловая производительность обрезного станка Ац , м/мин:
Ац=Аm·кп
, (7.13)
где Аm – технологическая производительность обрезного
станка м/мин;
кп
– коэффициент производительности обрезного станка;
Принимается Аm=U=120
м/мин – т 8.3[2].
Коэффициент производительности обрезного станка kп :
, (7.14)
где tв
– неперекрытое вспомогательное время, с
Принимается tв=2
с
Затраты времени на выполнение операций по поставу на участке обрезки
одним станком ti ,мин:
,
(7.15)
Потребное количество обрезных станков для выполнения объёма работ по
поставу аi
, шт:
,
(7.16)
Все расчёты по определению аi сведены в таблицу 7.4.
Сравнивая потребное для установки количество обрезных станков по
каждому поставу, определяется, что для обеспечения ритмичной работы на любом
поставе достаточно установить в лесопильном потоке один обрезной станок.
7.1.4.2. Выбор
способа торцовки досок и расчёт торцовочного оборудования
Для распиловки брёвен с брусовкой, торцовка досок в лесопильном потоке
с одним обрезным станком осуществляется на двух участках (позиционный способ).
В качестве торцовочного станка принимается станок ЦКБ40-1.
Объём работы по поставу на первом участке ПiI,
шт:
,
(7.17)
где jiI – количество обрезных досок, которые получены из необрезных,
выработанных на первом проходе, шт.;
jiII - количество
обрезных досок, которые получены из необрезных, выработанных
за
пределами пласти бруса на втором проходе, шт.;
Объём работы по поставу на втором участке ПiII,
шт.:
, (7.18)
где jiIII – количество досок, полученных в пределах пласти бруса, шт.
Цикловая производительность единицы торцовочного оборудования –
-торцовочного стола с
двумя торцовочными станками Ац, шт/мин:
,
(7.19)
где tц
– цикл обработки одной доски, с.
Определение цикла обработки одной доски tц, с:
tц=t1+t2+1,25t2+t3 , (7.20)
где t1 – время установки доски на
торцовочном столе, с;
t2 – время отторцовки комлевого торца доски, с;
1,25t2 – время отторцовки вершинного торца доски,
с;
t3 – время снятия доски с торцовочного стола, с.
Принимается t1=1
с, t2=2 с, t3=3 с, - с.28[2].
tц=1+2+1,25·2+3=8,5
с
Затраты времени на торцовку досок на первом участке одним торцовочным
столом tiI , мин:
,
(7.21)
Затраты времени на торцовку досок одним торцовочным столом на втором
участке tiII, мин:
,
(7.22)
Потребное количество столов на первом участке аiI,
шт.:
,
(7.23)
Потребное количество столов на втором участке аiII
, шт.:
,
(7.24)
Все расчёты по определению потребного количества столов сведены в
таблицу 7.5.
Таблица 7.5 – Расчёт
потребного количества торцовочных столов
|
Номер постава по плану раскроя
|
Ритм работы участка лесопильных рам Ri
, мин
|
Объём работ по поставу, шт
|
Цикловая производительность торцовочного
стола, шт/мин
|
Затраты времени для выполнения работ по поставу
одним торцовочным столом, мин
|
Потребное по расчёту количество торцовочных столов, шт.
|
Потребное к установке количество торцовочных столов,
шт.
|
|
на первом участке ПiI
|
на втором участке ПiII
|
Цикл обработки одной доски tц
, с
|
Цикловая
производительность
торцовочного стола
Ац
|
На первом участке tiI
|
На втором участке tiII
|
На первом участке аiI
|
На втором участке аiII
|
На первом участке аyiI
|
На втором участке аyiII
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
12
3
4
5
|
0,77
0,77
1,18
1,4
1,6
|
8
6
14
16
16
|
1
2
2
6
6
|
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
|
7
7
7
7
7
|
1,14
0,85
2
2,2
2,2
|
0,14
0,28
0,28
0,85
0,85
|
1,48
1,1
1,69
1,57
1,37
|
0,18
0,36
0,23
0,60
0,53
|
2
2
2
2
2
|
1
1
1
1
1
|
Для обеспечения ритмичной работы на любом поставе, достаточно
установить в лесопильном потоке на первом участке торцовки два торцовочных
стола , а на втором 1 стол.
аyI =2шт аyII =1 шт..
8.1 Технологический расчёт фрезерно-пильной линии ФПЛ
8.2.1 Расчёт производительности
фрезерно-пильной линии ФПЛ
Годовая
производительность фрезерно-пильной линии ФПЛ по сырью Асагр
, м3/год:
,
(8.1)
где q – объём распиливаемого
бревна, м3, q=0,47 м3 – по
спецификации сырья;
Т – годовой фонд рабочего
времени потока, ч;
кТ –
коэффициент использования смены, кТ=0,89 при
продолжительности смены 8ч;
кГ – поправочный коэффициент на
среднегодовые условия работы лесопильного цеха; кГ=0,86 – для
Красноярска.
U-скорость
подачи м/c
k- Коэффициент использования линии:
,
(8.2)
где tв – время
межторцового разрыва, с;
Stn1 – суммарные внецикловые потери головного станка линии, с;
Stn2 – суммарные внецикловые потери брусоразвального станка, с;
D21 – коэффициент наложения потерь.
Принимаем tв =1,91 с –
с.23[4] при управлении
загрузкой брёвен оператором;
Stn1=2.89 с, Stn2=3,69 с - с.23[4] для ФПЛ при U=36 м/мин;
D21=1 – с.25[4].
tр
-Время распиловки бревна на головном станке, с:
,
(8.3)
где L – длина распиливаемых
брёвен, м;
U – скорость подачи, м/мин;
Принимается L – 6,25 м – по
спецификации сырья;
U – 36 м/мин
– с.23[4].
Таким образом можно найти Коэффициент
использования линии
Подставляем найденные значения в формулу
(8.1):
8 Описание технологического процесса лесопильного цеха
8.1 Описание технологического процесса
рамного потока
Бревна вершинным торцом вперед по продольному цепному
конвейеру 1 поступают в лесопильный цех. С конвейера бревна сбрасываются
бревносбрасывателем 2 на накопитель 3. С накопителя бревна механизмом поштучной
выдачи поступают на впередирамную тележки 6, которая состоит из эажимной и
поддерживающей тележки. Здесь бревно по команде рамщика второго ряда
поворачивается вокруг оси в зависимости от пороков, центрируется и зажимается.
Тележки, двигаясь по рельсовому пути, подают бревно в лесопильную раму первого
ряда 7. После рамы первого ряда брус, необрезные доски и длинные горбыли
конвейером 6 подаются вперед до упоров. При этом брус задерживается первым
навесным упором, горбыли и доски проходят дальше по конвейеру до второго упора,
где они сбрасываются винтовыми роликами на поперечный цепной конвейер 15. Брус
смещается винтовыми роликами конвейера в сторону на направляющие цепей
брусоперекладчика 12.
По мере необходимости рамщик рамы второго ряда включает
подъём направляющих и движение цепей брусоперекладчика. Брус перемещается на
роликовый конвейер 10 перед рамой второго ряда. При помощи центрирующего
механизма-манипулятора брус заправляется в раму второго ряда 13. За рамой второго
ряда установлен конвейер 14 с разделительными пластинами. Обрезные доски после
распиловки бруса проходят коридором между пластинами дальше на ленточный
конвейер 19. Необрезные доски и длинные горбыли сбрасываются на поперечный
цепной конвейер 11, который подает их на кронштейны перед роликовым столом
обрезного станка 17. Сюда же подаются необрезные доски и длинные горбыли от лесопильной
рамы первого ряда.
Горбыли вручную отделяются от досок, сбрасываются в люки
под кронштейнами и подаются на нижний этаж цеха в поток разделки горбыля на
обапол или мелкую пилопродукцию или в рубительную машину для выработки
технологической щепы. Короткие горбыли отделяются сразу же за рамами. Через
люки они попадают в поток переработки отходов на первый этаж.
Боковые доски поступают через обрезной станок 17, где из
необрезной доски получается обрезная доска, а при необходимости производится
продольный раскрой её на две обрезные доски. За обрезным станком установлено
устройство 18 для отделения досок от реек после их обрезки. Рейки автоматически
отделяются от досок и падают в люки, скатываются по наклонной плоскости на
нижний этаж цеха и попадают в поток переработки рейки или в рубительную машину.
Доски после обрезные доски после обрезного станка и лесопильной рамы второго
ряда ленточными конвейерами 19 подаются на торцовочные участки 20, где
происходит их торцовка. После этого доски ленточными конвейерами выносятся из
цеха на сортировочную площадку.
9
Описание поцесса ЛФП
Линия ЛФП-2
работает следующим образом. Окоренные и рассортированные по диаметрам бревна
продольными цепными конвейерами (22) подаются
на накопители, а с них поштучно на конвейер догона (25).Конвейер перемещает бревно к кантователю проходного типа
(26), с помощью которого бревно при
необходимости оператор ориентирует кривизной вверх. и в таком положении подает
его на подающий конвейер (27), в котором бревне симметрично зажимается
боковыми конвейерными упорами и направляются
в узел ограничительных фрез (28). Данный узел имеет наборы цилндрических фрез ЛАПБ,располохенных на верхнем и
нижнем горизонтальных задах. Фрезы
нижнего зада образуют плоскую базовую псверхность.Фрезы верхнего вала калибруют бревна в размер просвета
линии в вертикальной плоскости. Затем
бревно поступает во фрезерно-брусующий станок ФЕ-3В нем бревно при помощи торцово-конических фрез обрабатывается , трансформируется в двухкантный брус.
Пласть бруса в узле зачистных пил (28)
зачищается на глубину 2-3 мм.
Друхкантный
брус подается в станок Ц4Д-1 (31), где от него с каждой
стороны отпиливается по одной ,по две необрезные доски. Доски отделяют от бруса дисковыми разделительными нежами и вертикальными
роликами.которые прижимают их к дискам (32).
Позадистаночным цепным конвейером (33) с
верхними прижимными роликами . двухкантный брус перемешается через промежуточный
ленточный конвейер (34) не линию ЛФП-3, а необрезные доски с помощью
роликовых конвееров сбрасываются с позади станочного устройства на поперечный
цепной конвейер (34). С поперечного цепного конвейера доски поштучно подаются
на зпередистаночный стол (35) и затем во фреэерно-обреэной станок Ц2Д-1Ф (36).
На линии ЛФП-3
двухкантный брус,повернутый на одну из обработанных
пластей, автоматически центрируется с помощью фото датчиков и центрователей центрирующим устройством (39). В подающем устройстве (40) брус фиксируется , подается во
фрезерно-брусущий станок ФБ-3 (41) и узел зачистных фрез (42), аналогичных
линии ЛФП-2. В этом станке из
двухкантного бруса получают четырехкантный, который подается в станок
Ц9Д-1 (43) для распиловки его на доски. Крайние доски отделяются от
центральных при помощи разделительных ножей позадистаночного конвейера (44). на поперечный цепной конвейер (45). С поперечного цепного конвейера доски поштучно подаются на
впередистаночный стол (46) и затем во
фреэерно-обрезной станок Ц2Д-1Ф. Участок обрезки пиломатериалов после линии ЛФП-3 может не проектироваться.
Пилопродукция,полученная на линиях моделей
ЛФП-2 и ЛФП-З,поступает на последующие технологические операции, а щепа
направляется в бункер-накопитель или на
участок сортировки щепы.
Заключение
В данной курсовой работе был произведён
расчёт поставов для выполнения спецификации. На их основе произведён подбор
головного оборудования лесопильного потока, обрезных и торцовочных станков. Выполнен
расчёт производительности лесопильного потока и агрегатной линии.Для распиловки
крупных бревен выбаны лесопильные рамы модели:
2Р75 – 1
- для первого ряда;
2Р75 – 2
- для второго ряда со следующими техническими характеристиками:
- ширина просвета пильной рамки 750 мм;
-
величина хода пильной
рамки 600 мм;
-
число оборотов коленчатого
вала в минуту n= 325 мин-1.
Для обрезки выбирается
двухпильный обрезной станок Ц2Д5-А.
Техническая
характеристика станка Ц2Д5-А:
скорость подачи, м/мин 120
просвет станка, мм 800
толщина обрабатываемого материала, мм:
наименьшая 13
наибольшая 100
количество пил:
общее 2
подвижных 1
длина обрабатываемого материала, м 1,8-7,5
наибольшее
расстояние между пилами, мм 300
наименьшая
ширина выпиливаемых досок, мм 60
габаритные
размеры станка, мм
длина
2280
ширина
2450
высота
1355
Для торцовки выбирается станок ЦКБ40-1.
Техническая характеристика станка ЦКБ40-1:
Наибольщие размеры пропила, мм:
высота
100
ширина 400
диаметр пилы мм
:
710
габаритные
размеры станка, мм
длина
1200
ширина
1230
высота
1080
Для распиловки бревен
диамнтром 28 см подобрана фрезерно-пильная линия ЛФП-1 для первого ряда и ЛФП-2
для второго ряда
Техническая характеристика линии ЛФП –2,3:
Диаметр
,см
10-28
Длина бревен
,м
3-7,5
Толщина
перерабатываемых брусьев
мм 78-186,1
Скорость подачи
м/мин
40,60
Средняя толщина щепы
мм
3-5
Число одновременно
вырабатываемых досок 4-8
Для
распиловки двухкантного бруса выбран станок Ц4Д-1
Техническая
характеристика станка Ц4Д-1:
Размер
перерабатываемых бревен
,см 10-24
Длина бревен
,м
3-7,5
Скорость подачи
м/мин
40 ,60
Средняя толщина щепы
мм
3-5
Число одновременно
вырабатываемых
досок 2-4
диаметр пил мм
:
800-900
габаритные размеры
станка, мм
длина
2740
ширина
3280
высота
2080
фреэерно-обреэной станок Ц2Д-1Ф
просвет станка
,мм
630
размеры
обрабатываемого материала ,мм
толщина
13-32
длина 1800-7500
наибольщее
расстояние между
фрезами
309
Скорость подачи
м/мин 147
габаритные размеры
станка, мм
длина
2340
ширина
2200
высота
1300
Список
использованных источников
1.
В. Ф. Ветшева, Л. А. Сыпневская. Расчёт поставов и
составление планов раскроя пиловочного сырья: Методическое указание для
студентов заочного факультета специальности 0902.-Красноярск: СТИ, 1983.-36 с.
2.
В.А. Корниенко ,С.В.Трапезников: Технология
лесопильно-деревообрабатывающих производств . Составление спецификационных
поставов и технологический расчет лесопильных потоков.Красноярск 2004.
3.
Кротова Л.Л., Сыпневская Л.А. Вспомогательные
материалы к составлению спецификационных поставов и технологическому расчёту
лесопильного потока. Методические указания для студентов специальности 0902,
1720, 0519.-Красноярск: СТИ, 1982.-26 с.
5.
Технология лесопильно-деревообрабатывающих
производств, Определение параметров лесопильной рамы. Методические указания для
студентов специальности 0902, 1720, 0519.-Красноярск: СТИ, 1993.-8 с.
Введение
Разнообразные задачи человеческой деятельности связаны
с отысканием лучшего или, как говорят, оптимального варианта решения. Такие
задачи принято называть задачами оптимизации. Необходимость в решении задач
оптимизации в технике, технологии, проектировании, управлении производством непрерывно
возрастает. Это объясняется тем, что при больших объемах производства даже
незначительное усовершенствование в любой из этих областей может дать ощутимый
экономический эффект. С другой стороны, в этих условиях оказывается весьма
значительным и ущерб от неоптимального решения
задачи.
В деревообработке к оптимизационным задачам относят отыскание
режимов работы деревообрабатывающего оборудования (лесопильных рам, фрезерных,
сверлильных и других станков), обеспечивающих максимальную производительность;
оптимизация режимов сушки древесины; составление наиболее экономичных планов раскроя
древесностружечных плит на заготовки; оптимальное планирование перевозок
пиломатериалов от лесопильных заводов к потребителям и др.
В данном курсовом проекте решение оптимизационных задач состоит из
следующих основных этапов:
-
разработка оптимальных схем раскроя (карт раскроя)
имеющихся в наличии плит на заготовки;
-
определение оптимального количества плит, которое
следует распилить по каждой оптимальной схеме (карте) раскроя для получения
заданного количества заготовок;
-
определение потребности в плитах и полезный выход
заготовок;
-
разработка технологической схемы участка раскроя
плит на заготовки.
Большинство оптимизационных задач относятся к
классу задач линейного программирования, универсальным методом решения которых
является симплекс-метод. Значительная часть задач линейного программирования
относится к задачам, требующим целочисленного решения. Для решения задач целочисленного
программирования наиболее широко используется метод отсечения и метод ветвей и
границ.
В данном курсовом проекте рассматривается порядок нахождения оптимального
плана раскроя ДСтП на заготовки с использованием метода ветвей и границ и
симплекс-метода.
Заключение
В работе были разработаны
вручную начальные карты раскроя ДСтП на заготовки для производства тумбы, а
также оптимальные карты раскроя с помощь ЭВМ и планы раскроя плит по ним.
В результате для производства 1000 изделий по начальным
картам необходимо раскроить 1407 плит со средним полезным выходом ПВср=71,31
%, а по оптимальным картам раскроя 1115 плит с
полезным выходом ПВср= 92,14 %.
Полученный полезный выход по оптимальным картам раскроя больше
нормативного полезного выхода заготовок при раскрое плит ПВср=92 %.
Следовательно по данным картам можно проводить раскрой плит на заготовки.