Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование лесопильного цеха

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Факультет: Механическая технология древесины

Кафедра: Технология деревообработки

ПРОЕКТ ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА

Пояснительная записка

(ТД. 000000. 001. ПЗ)

Руководитель:

_________________А. И. Финк

^{(подпись)}

___________________________

^{(оценка, дата)}

Разработал:

Студент группы 42-01

______________Е. Б. Артеменко

^{(подпись)}

____________________________

^(дата)

Реферат

Курсовой проект представляет собой решение поставленной задачи по проектированию лесопильного цеха на базе двухэтажных лесопильных рам и агрегатных линий.

Целью работы является составление спецификационных поставов и технологический расчет лесопильного потока.

В результате проведенной работы были разработаны спецификационные поставы, рассчитано количество торцовочных и обрезных устройств, производительность лесопильного потока и агрегатных линий и спроектирован лесопильный цех на их базе.

Пояснительная записка включает в себя ___ листов печатного текста, ___ таблиц, ___ литературных источника. Графическая часть выполнена на 2 листах формата А1 и А3.

Содержание

Введение…………………………………………………………………….

Выбор и обоснование способа раскроя пиловочного сырья…………….

Анализ спецификаций………………………………………………….…..
Составление плана раскроя пиловочного сырья………………………….
Спецификационный выход пиломатериалов……………………………..
Посортный выход пиломатериалов……………………………………….
Баланс древесины…………………………………………………………..

Технологический расчет лесопильных потоков………………………….

Обоснование и выбор моделей лесопильных рам…………………..
Определение годовой производительности лесопильного потока…

Ритм работы участка лесопильных рам………………………………
Определение потребности в оборудовании для лесопильного потока……………………………………………………………………
Расчет потребного количества обрезных станков…………………..
Выбор способа торцовки досок и расчет торцовочного оборудования…………………………………………………………….

Расчет производительности агрегатных линий ………………………….
Описание спроектированного технологического процесса……………..

Заключение…………………………………………………………………

Библиографический список……………………………………………….

Введение

Главная задача лесопильного производства – выпуск спецификационной, качественной пилопродукции с минимальными затратами в кратчайшие сроки. Это возможно только при предварительной проработке и расчете плана раскроя пиловочника на пиломатериалы, при проектировании технологического процесса раскроя бревен. Более 70% сырья на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях раскраивается на лесопильных рамах.

К продукции лесопильного производства в соответствии с ГОСТ 18288-77 относятся пиломатериалы, заготовки, обапол, горбыль и шпалы. Пилопродукцию получают из древесины хвойных, твердых и мягких лиственных пород в результате продольного пиления бревна на части и продольного и поперечного раскроя полученных частей.

Требования к качеству пилопродукции определяют ее назначением и условиями использования. При этом учитывают технические и экономические возможности их удовлетворения. Требования содержатся в стандартах или других нормативно-технических документах.

Пиломатериалы находят широкое применение в народном хозяйстве страны. По объему использования в строительстве и промышленности пиломатериалы превосходят сталь и цемент. Изделия из пиломатериалов отличаются высокой эксплуатационной надежностью и относительно низкой себестоимостью.

Степень эффективности использования пиловочного сырья является одним из важнейших показателей работы лесопильных предприятий.

Одним из направлений повышения эффективности лесопиления является специализация предприятий по параметрам перерабатываемого сырья и выпускаемой пилопродукции. Это, например, расширенное использование агрегатного метода переработки бревен. Принцип совмещения технологических операций формирования сечения пиломатериалов и получения технологической щепы, заложенный в агрегатном методе, позволяет создать малооперационную технологию, обеспечивающую повышение производительности в 1,5 – 2,5 раза и комплексного использования сырья до 86…92%. Внедрение агрегатного метода переработки бревен привело к созданию практически безотходной технологии и высокопроизводительного оборудования.

Выбор и обоснование способа раскроя пиловочного сырья

При планировании и выполнении раскроя пиловочного сырья необходимо обеспечить оптимальный объемный выход пиломатериалов, высокое качество продукции, выработку пиломатериалов в соответствии с заданной спецификацией, полное использование производственных мощностей основного технологического оборудования, выпуск наименьшего числа сорторазмеров одновременно выпускаемых пиломатериалов.

Способ раскроя определяется размерами, качеством заданной продукции и техническими требованиями к ней. Конечная продукция делится на продукцию радиальной, тангентальной и смешанной распиловки. Продукцию радиальной и тангентальной ориентации получают секторным, развально-сегментным и брусово-сегментным способами распиловки бревен. Для выработки пиломатериалов массовых спецификаций, не требующих ориентации пластей досок относительно годичных слоев древесины, широко используются два основных способа раскроя: развальный и брусово-развальный [3].

При распиловке с брусовкой можно получить более высокий выход обрезных пиломатериалов, чем при распиловке вразвал. Исходя из этого выбираем брусово-развальный способ раскроя сырья.

Для распиловки бревен на пиломатериалы брусово-развальным способом необходимо составлять два постава: первый – на распиловку бревна на брус и боковые необрезные доски, называемый первым проходом; второй – на распиловку бруса на пиломатериалы требуемой толщины, называемый вторым проходом.

Анализ спецификаций

Предварительная проверка возможности выполнения спецификации пиломатериалов из заданной спецификации пиловочного сырья проводится по двум показателям:

По соотношению объемов пиломатериалов и сырья по заданным спецификациям из условия, что [5]

, (2.1)

где А – объем пиломатериалов по спецификации, м³;

Q – объем пиловочного сырья, м³.

Подставляя значения в формулу (2.1) получим

По соотношению средней ширины досок и среднего диаметра бревен из условия, что [5]

, (2.2)

где b_ср – средняя ширина досок, определяемая из выражения [5]

, (2.3)

где V – общий объем пиломатериалов по спецификации, м³;

V₁, V₂,V_n – объем пиломатериалов соответствующего сечения,

м³;

b₁, b₂, b_n – ширина досок, мм;

d_ср – средний диаметр бревен по спецификации, определяемый

по формуле (2.4) [5]

, (2.4)

где d₁, d₂, d_n – диаметры бревен по спецификации, см;

n₁, n₂, n_n – количество бревен соответствующего диаметра;

Подставляя значения в формулы (2.3) и (2.4) получим

Коэффициент, определяющий выбор способа распиловки бревен, представляет собой соотношение [5]

, (2.5)

Подставляя полученные значения в формулу (2.5) получим

Составление плана раскроя пиловочного сырья

При составлении поставов необходимо помнить о следующих правилах:

В один постав (при брусово-развальном способе, это как первый, так и второй проходы) нельзя включать доски с разностью толщин менее 5 мм;
Суммарная величина номинальных толщин досок в поставе ∑h, должна составлять 0,95…1,05 от диаметра распиленного бревна;
Толщину бруса Н_б_р, при распиловке бревен брусово-развальным способом, учитывая при этом заданные в спецификации ширины досок, следует принимать равной 0,6…0,8 от диаметра распиливаемого бревна

Расчет поставов осуществляется графо-аналитическим способом с помощью графика – квадранта и сводится к определению стандартных ширин выпиливаемых досок, их объема и к нахождению объемного выхода пиломатериалов по каждому поставу. Все расчеты поставов по спецификации сведены в таблицах ниже

4. Спецификационный выход пиломатериалов

Составление плана раскроя пиловочного сырья производится параллельно с подбором и расчетом поставов и сводится в таблицу 14 . При этом выполнение заданной спецификации пиломатериалов начинают с выпиливания наиболее широких досок, используя для этой цели наиболее крупные по диаметру бревна. Спецификационный выход пиломатериалов должен быть не менее 95%.

Спецификационный выход пиломатериалов А_сп, %, определяется по формуле (4.1) [5]

, (4.1)

где Н – недовыполнение по напилу пиломатериалов, м³;

П – перевыполнение по напилу пиломатериалов, м³.

Подставляя значения в формулу (2.6) получим

5. Посортный выход пиломатериалов

Коэффициент сортности партии пиломатериалов определяется по формуле (5.1) [5]

, (5.1)

где А₁, А₂, А_n – количество пиломатериалов каждого сорта;

К₁, К₂, К_n – ценностные коэффициенты сортности.

Ценностные коэффициенты сортности пиломатериалов хвойных пород принимается по таблице 3.18 [5].

Подставляя значения в формулу (5.1) получим

- для диаметров от 14 до 24 см

1 сорт:

2 сорт:

3 сорт:

- для диаметров от 26 см и более

1 сорт:

2 сорт:

3 сорт:

Все расчетные сведены в таблице 15.

6. Баланс древесины

Баланс сырья, %, составлен для размерного и качественного состава хвойного сырья европейской части России, Урала, Сибири и Дальнего Востока. В баланс не включены внебалансовые отходы: кора (10-12%) и припуски по длине бревна (1%).

Баланс сырья представлен в таблице 16.

Технологический расчет лесопильных потоков

Обоснование и выбор моделей лесопильных рам

Технологический расчет лесопильного потока начинают с выбора моделей лесопильных рам. Для этого рассчитывается требуемая ширина просвета пильной рамки по формуле (7.1) [5]

(7.1)

где В – требуемая ширина просвета, мм;

d – наибольший диаметр вершинного торца бревна согласно

спецификации сырья, см;

S – сбег бревна с наибольшим диаметром вершинного торца,

см/м;

L – средняя длина бревна согласно спецификации, м;

С – запас ширины, равной расстоянию между вертикальными

стойками пильной рамки и комлевым торцом бревна, см.

Сбег бревна в зависимости от диаметра и длины бревна может быть определен по таблице 3.8 [5], принимаем: при наибольшем диаметре вершинного торца 36 см сбег бревна составляет 1,25 см/м. Запас ширины пильной рамки обычно принимается равным С=5 см.

Подставляя значения в формулу (7.1) получим

Определив требуемую ширину просвета, подбираем лесопильную раму так, чтобы просвет ее пильной рамки В был больше или, в крайнем случае, равен требуемой величине В_треб.

(7.2)

Технические характеристики серийно выпускаемых лесопильных рам приведены в таблице 8.1 [5]. В результате выбираем лесопильные рамы первого и второго ряда соответственно 2Р75-1 и 2Р75-2.

Определение годовой производительности лесопильного потока

Годовой фонд установленных Рамо-смен (число установленных Рамо-смен, отрабатываемых в течение года на потоке) определяется произведением числа установленных в потоке лесопильных рам на отработанное ими число смен

(7.3)

где N – годовой фонд установленных рамо-смен;

2 – число смен в день;

m – число установленных в потоке лесопильных рам, шт.;

b – число смен, отрабатываемых потоком за год, смен.

Для лесопильных потоков обычно принимают двухсменную работу в сутки и 250 рабочих дней в году. Поэтому годовой фонд установленных рамо-смен для потока, имеющего две установленных лесопильных рамы

Расчет потребного количества рамо-смен для партии сырья представлен в таблице 18 . Инструкционная посылка для лесопильной рамы второго ряда определяется в зависимости от толщины распиливаемого бруса и количества пил в поставе и берется по таблице 5.2 [5]. Данные о толщине распиливаемого бруса берутся из графы 3, о количестве пил в поставе на первом проходе из графы 4, а количество пил на втором проходе – из графы 5, таблицы 17 .

В графу 9 вносят среднесменную производительность по распилу, которая определяется по формуле (7.4) [5]

(7.4)

где А_i – средняя производительность установленной лесопильной

рамы на распиловке бревен определенным поставом,

м³/смену;

∆ - инструкционная посылка лесопильной рамы при распиловке

бревен данным поставом, мм/об;

n – число оборотов коленчатого вала лесопильной рамы,

об/мин;

Т – продолжительность смены, мин;

L – средняя длина бревен согласно заданной спецификации, м;

q – объем бревна распиливаемого данным поставом, м³;

К_п – коэффициент использования потока с двухэтажными

лесопильными рамами (для механизированных потоков

К_п=0,864).

Величина индекса берется равной номеру постава в плане раскроя сырья.

При распиловке с брусовкой эффективная лесопильная рама объединяет две установленных лесопильных рамы, работающих на рамных посылках. Если установленные лесопильные рамы имеют одинаковое число оборотов коленчатого вала, то среднюю сменную производительность эффективной лесопильной рамы вычисляют по формуле (7.4), подставляя в нее меньшую посылку.

Подставляя значения в формулу (7.4) получим

По другим поставам расчет среднесменной производительности по распилу определяется аналогично.

В плане раскроя сырья предусматривается распилить каждым поставом определенный объем бревен. Время, необходимое одной эффективной лесопильной раме для распиловки объема бревен, запланированного для распиловки каждым поставом, т. е. потребное количество эффективных Рамо-смен для работы по поставу, определяется по формуле (7.5) [5]

, (7.5)

где К_i – потребное количество эффективных рамо-смен для работы

по поставу, рамо-смен;

V – объем сырья, распиливаемого данным поставом, м³/смену;

А – средняя сменная производительность эффективной

лесопильной рамы при распиловке бревен данным поставом,

м³/смену.

Величина индекса берется равной номеру постава. Данные заносим в графу 10 таблицы 18 .

Подставляя значения в формулу (7.5) получим

По другим поставам расчет среднесменной производительности по распилу определяется аналогично.

Количество установленных рамо-смен, потребное для распиловки расчетной партии сырья, определяют суммированием количества установленных рамо-смен, потребного для распиловки запланированного на каждый постав объема сырья

(7.6)

где q_i – потребное для работы по каждому поставу количество эффективных рамо-смен.

Значение индекса берется равным номеру постава в плане раскроя сырья. Суммирование проводим по всем поставам, внесенным а план раскроя сырья.

Потребное для работы по каждому поставу количество установленных рамо-смен определяется с учетом способа распиловки бревен. При распиловке с брусовкой

, (7.7)

Подставляя значения в формулу (7.7) [5], получим

По другим поставам расчет среднесменной производительности по распилу определяется аналогично.

Все произведенные расчеты сведены в таблице 18 .

Годовая производительность рамного потока по сырью определяем по формуле (7.8) [5]

, (7.8)

где Q_с – расчетный объем партии сырья, м³ ;

N – количество рабочих смен в году;

К_r – коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы лесопильного потока; для условий Красноярска К_r=0,9.

Подставляя значения в формулу (7.8) получим

Ритм работы участка лесопильных рам

Основное требование к расчету лесопильных рамных потоков состоит в том, чтобы все операции на участках обрезки, торцовки и сортировки пиломатериалов, полученных из одного бревна, были проведены за такое же или меньшее время, как и при распиловке этого бревна на участке раскроя пиловочного сырья. В этом случае все участки будут работать согласованно, в едином ритме.

Под ритмом работы по поставцу участка раскроя сырья понимаем время, необходимое для распиловки этим поставом, ритм работы первого участка должен равняться или быть меньше ритма работы второго участка раскроя сырья по этому поставу.

При распиловке с брусовкой ритм работы по поставу участка лесопильных рам считается равным ритму работы эффективной лесопильной рамы по этому поставу. В этом случае необходимо вычислить ритм работы по поставу каждой установленной лесопильной рамы по этому поставу. В этом случае необходимо вычислить ритм и наибольшую величину принять за ритм работы участка лесопильных рам по поставу.

Ритм работы по поставу установленной лесопильной рамы определяется по формуле (7.9) [5]

, (7.9)

где R_i – ритм работы по поставу установленной лесопильной рамы

рамы/мин;

L – длина бревна, м;

К – коэффициент использования головного оборудования,

принимаем 0,855.

Значение индекса берется равным номеру постава и прохода в плане раскроя сырья.

Подставляя значения в формулу (7.9) получим

По другим поставам расчет проводится аналогично.

Расчет ритма работы по каждому поставу участка лесопильных рам сведен в таблицу 19 .

7.4 Определение потребности в оборудовании для лесопильного потока

Количество оборудования, необходимое для выполнения операций по раскрою пиломатериалов, рассчитывается по ритму работы участка лесопильных рам. В общем виде количество необходимого обрезного оборудования определяют по формуле (7.10) [5]

, (7.10)

где Q – потребное количество станков для выполнения операций с

пиломатериалами, полученными из одного бревна, шт;

τ – затраты времени на выполнение одним станком операции с

пиломатериалами, полученными из одного бревна, ед.прод./мин;

R – ритм работы по поставу участка лесопильных рам, мин

По другим поставам расчет проводится аналогично.

Затраты времени для выполнения работ по поставу (одним станком на выполнение определенной операции с пиломатериалами, полученными из одного бревна) можно определить по формуле (7.11) [5]

, (7.11)

где τ – затраты времени одним станком на выполнение работ по поставу,

мин;

П – объем работ по поставу в данной операции, мин;

А_ц – цикловая производительность станка, на котором выполняется

данная операция, ед.прод./мин

По другим поставам расчет проводится аналогично.

7.5 Расчет потребного количества обрезных станков

Объем работ по поставу на участке обрезки равен общей длине необрезных досок в поставе

(7.12)

где П_i – объем работ по поставу на участке обрезки, м³;

µ¹ – количество досок, полученных на первом проходе, шт;

µ² – количество необрезных досок, полученных на втором проходе, шт;

l_ср – средняя длина необрезных досок, м