Технология и машины лесоскладских работ
Задание на курсовую работу
«Технология и машины лесоскладских работ »
Исходные данные |
Величина исходных данных |
1 |
2 |
Тип нижнего склада |
Прирельсовый |
Тип лесовозной дороги |
Автодорога |
Примыкание лесовозной дороги |
Железная дорога МПС |
Тип подвижного состава лесовозной дороги |
ЗИЛ-131+ТМЗ-802 |
Вид сырья, поступающего на нижний склад |
Деревья |
Годовой грузооборот склада по прибытию, тыс. м3 |
252 |
Состав прибывающего на нижний склад сырья по породам |
4С3Ос2Е1Б |
Средний объем хлыста, м3 |
0,35 |
Средняя длина хлыста, м |
18 |
Выход сортиментов при раскряжевке хлыстов, % |
- |
Пиловочник |
19 |
Строительные бревна |
10 |
Шпальный кряж |
10 |
Балансы |
- |
Рудничная стойка |
14 |
Лиственные деловые кряжи (фанерные, спичечные, лыжные и др.) |
15 |
Низкокачественная древесина, перерабатываемая на колотые балансы |
12 |
Низкокачественная древесина, перерабатываемая на тарные пиломатериалы |
10 |
Низкокачественная древесина, перерабатываемая на технологическую щепу |
- |
Низкокачественная древесина, перерабатываемая на дрова |
10 |
Средние размеры сортиментов раскряжевке хлыстов (длина, м/диаметр в верхнем резе), см. |
|
Пиловочник |
6,0/18 |
Строительные бревна |
5,0/14 |
Шпальный кряж |
2,75/28 |
Балансы |
4,0/12 |
Рудничная стойка |
4,5/10 |
Лиственные деловые кряжи |
3,2/18 |
Низкокачественная древесина, перерабатываемая на колотые балансы |
4,0/22 |
Низкокачественная древесина, перерабатываемая на тарные пиломатериалы |
3,0/24 |
Низкокачественная древесина, перерабатываемая на технологическую щепу |
- |
Низкокачественная древесина, перерабатываемая на дрова |
4,0/10 |
Основная готовая продукция, отгружаемая с нижнего склада или оставляемая на собственные нужды, получающаяся в результате переработки или сортировки пиловочника |
Неокоренные пиловочные бревна, рассортированные на 5 групп (в % от общего количества пиловочника) 100 |
Строительных бревен |
Неокоренные строительные бревна, рассортированные на 6 групп |
Шпального кряжа |
Шпалы 2-го типа, шпальные вырезки и горбыли |
Балансов |
- |
Рудничной стойки 1 |
Грубоокор. коротье ср. дл. 1,5 м, диаметром 22см 2 |
Лиственных деловых кряжей |
Неокоренные кряжи, рассортированные на 6 групп |
Низкокачественной древесины, перерабатываемой на колотые балансы |
Окоренные колотые балансы длиной 1 м, рассортированные на 2 группы |
Низкокачественной древесины, перерабатываемой на тарные пиломатериалы |
Тарные дощечки длиной 1 м, толщиной 10 мм, шириной 80 мм |
Низкокачественной древесины, перерабатываемой на дрова |
Колотые поленья длиной 1 м |
Отходы: Сучьев, вершин, кусковых отходов |
Топливная щепа и щепа для плит |
Опилок, коры, мусора |
Сжигание в утилизационной печи |
Количество готовой продукции оставляемой
на собственные нужды или |
|
Пиломатериалы |
- |
Строительные бревна |
0,8 |
Дрова |
6,0 |
Режим вывозки на нижний склад: |
|
Число дней работы в году |
250 |
Число смен работы в сутки |
2 |
Режим отгрузки продукции с нижнего склада: |
|
Число дней работы в году |
360 |
Число подач порожняка в сутки (при погрузке на ж. д. МПС) |
3 |
Тип железнодорожных вагонов, в которые отгружается готовая продукция |
Тарные дощечки – крытые вагоны Q=50т. Технологическая щепа – щеповозы Q=58т. Остальные сортименты – полувагоны Q=60т. |
Электроснабжение нижнего |
От линии электропередач напряжением 10кВ |
Установленная мощность прочих потребителей электроэнергии сверх потребности нижнего склада (РММ, гаражи, поселок и др.) |
|
В первую сену |
80/5 |
Во вторую смену |
70/60 |
В третью смену |
14/8 |
Цех или участок, детально разрабатываемый в проекте (с вычерчиванием плана и разрезов) |
Рудстоечный цех |
Тема специальной (конструкторско- |
3 |
ВВЕДЕНИЕ
Главное
направление развития лесозаготовительной
промышленности - это переход на
вывозку хлыстов и деревьев с
переносом на нижние склады таких
трудоемких операций, как очистка
деревьев от сучьев, раскряжевка хлыстов
и сортировка круглых материалов.
При такой технологии склад
становится одним из основных технологических
подразделений
Лесоскладские работы выполняются на лесных складах, представляющих собой ограниченную площадь (территорию или акваторию), на которой размещается оборудование, входящие в систему складских машин. Лесные склады предназначены для бесперебойной работы лесовозного транспорта и транспорта общего пользования, а также для обработки и отгрузки потребителям различных по размеру и качеству лесоматериалов. Характер технологического процесса лесоскладских работ определяется общим технологическим процессом лесозаготовительного предприятия, видом лесной продукции, вывозимой из лесосек и поступающей на лесной склад(деревья, хлысты, сортименты), и видом готовой продукции, отгружаемой со склада потребителю(хлысты,. круглые лесоматериалы, шпалы, пиломатериалы, щепа и т.д.).
Состав и взаимная связь отдельных операций на складе характеризуется структурной схемой технологического процесса. Эта схема для различных складов может быть различной, т.е. она зависит от степени разработки древесины и видов готовой продукции. Прирельсовые лесные склады занимают большой удельный вес среди других видов складов. В данном курсовом проекте разработан прирельсовый лесной склад, который работает 250 дней в течение года в две смены. Все остальные данные указаны в курсовом проекте.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Составление структурной схемы технологического процесса.
Проектирование технологического процесса нижнего склада следует начинать с составления структурной схемы, дающей наглядное изображение о связи между отдельными технологическими операциями. Структурная схема составляется на основании данных, приведенных в проектировании (рис. 1). Составляя структурную схему необходимо установить по каждому сортименту последовательность выполнения основных операций.
1.2 Определение объема работ, выход готовой продукции.
Исходя
из годового грузооборота нижнего склада,
процентного выхода отдельных сортиментов,
вида производимой на складе обработки
и переработки леса, а также
режима работы склада, определяется объемы
работ и выход готовой
Выход готовой продукции и количество отходов, получающихся при обработке и переработке леса, для каждого сортимента различны и принимаются в соответствии с данными, приведенными в таблице задания.
Данные по определению объемов работ и выхода готовой продукции на нижнем складе сводятся в таблицу 1.1.
Если
лесовозная дорога примыкает к железной
дороге МПС (прирельсовый лесной склад),
то поступление хлыстов или
В работе приняты исходные данные, соответствующие заданию. Количество дней работы в году по прибытию и переработке леса чаще всего принимается равным числу дней работы лесовозной дороги. Число дней работы в году: по вывозке – 250, по отгрузке – 360. Шпальные кряжи, рудничная стойка и низкокачественная древесина перерабатываются на лесном складе. Пиловочник, строительные бревна, баланс и лиственные кряжи отгружаются без переработки.
При заполнении таблицы 1.1 объем деревьев или хлыстов, поступающих на лесной склад в течение года, а также получаемый после раскряжевки хлыстов объем отдельных сортиментов, берется из задания.
Выход продукции и количество отходов, получающихся при обработке и переработке древесины, для каждого сортимента различны и принимаются в соответствии с нормативными данными. Для определения выхода готовой продукции некоторые отходы (опилки, получающиеся при разделке сортиментного долготья на коротье или при выпиловке пиломатериалов, шпал и тарных дощечек; неделовые горбыли, рейки, стружки при чистой окорке со снятием слоя древесины и другие отходы, а также усушка и распил) должны быть вычтены из общего количества сырья, поступающего в переработку. Некоторые другие отходы (кора, получающаяся при окорке пиловочника, балансов, рудничной стойки и шпал; вершины, оторцовки, обрезки и опилки, получающиеся при раскряжевке хлыстов на сортиментное долготье; сучья, очищаемые на лесном складе при вывозке деревьев) не учитываются при определении кубатуры вывезенного леса и потому не должны вычитаться из общего количества сырья, поступающего в обработку и переработку, а идут сверх баланса прибывающей на склад древесины. В таблице 1.1 и т.д. они помечаются звездочкой. Количество лесоматериалов, используемых лесозаготовительным предприятием на собственные нужды (строительство, дрова для населения и т. п.), а также отгружаемых местным потребителям автотранспортом, дается в задании. Эти лесоматериалы не подлежат отгрузке на железную дорогу МПС.
При составлении таблицы 1.1 следует иметь в виду, что часть лесоматериалов на лесном складе может подвергаться переработке два и более раз и потому включается в таблицу несколько раз: например, все хлысты раскряжевываются, а затем балансовое, рудстоичное и низкокачественное долготье, шпальные кряжи, пиловочник (при лесопилении на лесном складе) и другие сортименты вторично могут перерабатываться в соответствующих цехах; деловой горбыль, полученный при выпиловке шпал, может быть пущен в дальнейшую переработку в тарном цехе и т. п. Продукция, подлежащая дальнейшей переработке на лесном складе, вносится в графу 6. Работы по дальнейшей переработке этой продукции вписываются отдельной строчкой в графы 2 – 13. В таблице 1.1 суммирование вертикальных граф производится только по выходу готовой продукции, отгрузке и количеству неиспользуемых отходов (графы 7-13), при этом подсчитываются общие суммы по графам и отдельно суммируется древесина, идущая в счет и сверх общего баланса, а также потери. При общем суммировании вертикальных граф потери (усушка и распыл) не учитываются. Для удобства суммирования количество потерь в графах 9 и 10 обводятся рамкой.
1.3 Интегральный график работы прирельсового лесного склада.
Основными
показателями работы лесного склада
являются его грузооборот, вместимость,
занимаемая площадь и продолжительность
работы в течение года. Лесной склад
характеризуется режимом
Интегральный
график строится для каждого конкретного
предприятия с учетом его специфических
особенностей. На прирельсовом лесном
складе поступление сырья и
отгрузка готовой продукции
- Ордината т.А соответствует переходящему запасу готовой продукции:
т.А=30 сут.*Qсут.г.п
т. А=30*617,9=18537 м3
2. Разница ординат т.(Б-А), соответствует переходящему запасу сырья на лесном складе.
т.Б=10%*Qс.год (годовой объем по сырью)
т.Б=10%*252=25,2 тыс.м3
3. Разница ординат т. В=252+25,2=277,2
т.(В-Б)- грузооборот лесного склада по сырью
4.Линия БГ – поступление сырья на лесной склад.
5. Ес.в, Ес.о – значение величин межсезонных запасов на начало периодов весенней и осенней распутицы.
Ес.в=10%*Qс.год=0,1*252000=
Ес.о.=8%* Qс.год=0,08*252000=20160 м3
6. Линия АД
поступления сырья в
7. т. (ДЕ) = Qгод.отх. (годовой объем отходов)=46,3 тыс.м3
8. Линия АF – линия выхода готовой продукции.
9. т.К=Qгод.г.п по отгрузке=222,2 тыс м3
ОК – линия отгрузки годовой продукции.
10. т.(FК) – переходящий запас готовой продукции на следующий год.
2. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО НА НИЖНЕМ СКЛАДЕ, И ПОДСЧЕТ ЕГО ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА
После того, как наметили принципиальную схему технологического процесса лесного склада, необходимо установить сменность работы на отдельных участках склада, выбрать типы и подсчитать потребное количество основного (технологического) оборудования.
Объем лесоматериалов, подлежащий переработке отдельными механизмами в сутки, должен быть взят из таблицы 1.1.
Число смен работы в сутки у некоторых механизмов обычно совпадают с числом смен работы лесовозной дороги (разгрузочные механизмы, раскряжёвочные установки, сортировочный лесотранспортёр). У некоторых же других механизмов (лесопильные рамы, тарные станки, окорочные станки и т. п.) число смен работы в сутки может быть иным, чем сменность работы лесовозного транспорта, и должно обеспечивать наилучшую загрузку перечисленных механизмов.
Сменная производительность, потребная мощность отдельных механизмов берется по данным приведенным в нормативах.
Выбирая тип механизмов для разгрузки
подвижного состава лесовозной дороги,
необходимо учитывать его
Выбор типа раскряжевочных установок в значительной степени связан с методом раскроя хлыстов, который может использоваться на данном лесном складе. Допустимый метод раскроя, в свою очередь, зависит от породного состава раскряжевываемых хлыстов и объема переработки леса на лесном складе. Таким образом, при выборе раскряжевочных установок и определении их производительности мы учитывали: средний объем хлыста (от него зависит наибольший диаметр пропила) и принятый метод распиловки (продольный или поперечные).
2.1 Выбор системы машин основного технологического потока
Систему машин необходимо выбирать:
- С экономической точки зрения;
- С технологической точки (однооперационные, многооперационные);
- С социальной точки зрения (какое количество человек);
Также необходимо:
- Взять за основу определенную систему машин (1НС, 2НС, 4НС); для данного курсового проекта более всего подходит система машин 2НС, так как годовой грузооборот составляет 252 тыс.м3
Таблица 2.1
|
Система машин |
объем работ, тыс м3 |
производительность |
кол- во оборудования |
кол-во рабочих |
КМ-3001 |
327,6 |
595 |
1 |
1 |
ПСЛ-2А |
252 |
245 |
2 |
2 |
ЛО-113 |
252 |
294 |
2 |
2 |
ЛТ-182 |
252 |
490 |
1 |
1 |
ККЛ-12,5 |
378 |
595 |
2 |
2 |
Далее находим производительность каждой машины. И вновь находим количество работающих машин, и потребное количество людей.
Для выбранных
систем машин производительность и
потребляемую мощность мы брали
из пособия [1], количество работающих машин
находили по формуле:
, (2.1)
где Qработ – объем работ, м3; Псм – сменная производительность, м3/см; D – число дней работы в году; n – число рабочих смен в сутки.
КМ-3001 (с грейфером)
Сменная расчетная производительность Псм (м3/смену) крана определяется по формуле:
Пч= , (2.2)
где Тч – продолжительность смены, с;
j1 – коэффициент использования рабочего времени (j1=0,8);
Qп – объем пачки на подвижном составе, м3 (находим путем деления объема пачки на подвижном составе, в тоннах на коэффициент перевода в м3 0,8, тогда Qп = 18 м3);
Ксовм – коэффициент совмещения, Ксовм»1,2;
Тц – время цикла работы крана, с.
Время цикла работы крана определяется по формуле
Тц=
где t1, t2 – соответственно время на зацепку и отцепку пачки и ее
укладку, мин,
t1+t2= 2 мин при работе с грейфером;
t3+t4 – время на выполнение рабочих и холостых ходов при перемещении крана, грузовой тележки, груза, с,
где Н1, Н2 – соответственно средняя высота подъема и опускания груза, м, в расчетах принимается Н1=Н2=(0,6 0,7)*Н штабеля;
Н1=0,6*9=5,4 м
Ншт=9 м
Vпод. гр, Vоп. гр – соответственно средние скорости подъема опускания груза, т. е. вертикальное перемещение груза (берется из технической характеристики Vпод. гр = Vоп. гр = 0,13 м/с) [2, с. 27];
Lкр,- среднее расстояние перемещения крана, м (схема, 50 м)
Vкр. -средняя скорость перемещения крана (техническая характеристика крана)=1,3 м/с,
Lт - среднее расстояние перемещения грузовой тележки (технологическая схема),=16 м
Vт- средняя скорость перемещения грузовой тележки (техническая характеристика крана) =0.65 м/с
Тогда время цикла будет равно:
Тц=150+217=367 с
Сменная производительность:
Пч=
Псм= (7-1,67)*Пч=5,33*145,7=776,6 м3/см
ф (2.5)
Потребное количество кранов находим:
где: Qгод - годовой объем, производства, м3
n - число смен работы в сутки;
D- число дней работы в год;
На разгрузку подвижного состава требуется 1 кран КМ-3001
2.3 Расчет сменной производительности сучкорезной установки ПСЛ-2А
Сменная производительность Пx (м3/смену) установки с поштучной обработкой с продольным перемещением хлыста типа ПСЛ-2А определяется по формуле
Пч=
где Тч – продолжительность смены, с;
j1 – коэффициент использования рабочего времени=0,9;
j2 – коэффициент загрузки установки=0,8;
Vхл – объем хлыста, =0,35 м3;
∑t – время на подачу в режущее устройство очередного дерева и зажатие его комля на тележке протаскивающего транспортера, с; ∑t=13 с;
Lхл – длина среднего хлыста, =18 м;
Lб.з – длина безсучковой зоны хлыста, м (для хвойных пород
Lб.з=6 9 м, для лиственных пород Lб.з=8 12 м)=10 м
uр – рабочая скорость протаскивающего конвейера,=1,3 м/с;
Lт – длина протаскивающего транспортера, м (lт=30 м);
uхл – скорость подачи хлыста,=3 м/с.
Пч= 45,8 м3/см
Псм= (7-1,67)*Пч=5,33*45,8=244,1 м3/см
шт. ф (2.7)
Для обрезки сучьев необходимо 2 сучкорезные установки ПСЛ-2А.
2.4 Расчет сменной производительности раскряжевочной установки ЛО-113
Для раскряжевки применяем
Производительность определяется по формуле:
где 1 – коэффициент использования рабочего времени (j1 = 0,9);
Vхл – объем раскряжевываемого хлыста, м3;
Т – время, затрачиваемое на раскряжевку одного хлыста (продолжительность цикла), с.
Время Т складывается из следующих величин:
Т== Тпил
+ Тприж +Тпрод
+ Тсбр + Тхл
+ Тком,
где Тпил – время, затрачиваемое на пропил, с:
Тприж – время на срабатывание прижимных устройств, 0 с
Тпрод – время на продольное перемещение хлыста в процессе раскряжевки, с;
Тсбр – время на сбрасывание отпиливаемого отрезка, с;
Тком – время подачи команды оператора, с (t ком = 0 с);
Тхл – время на подачу к пиле следующего хлыста, (t хл = 2 с);
Тпил=∑tпилi=tпил ср*n
Где, tпилi – время, затрачиваемое на один пропил,с
tпил ср – время, Затрачиваемое на средний пропил,с
n – число пропилов
tпил
=
где L11 –ход пилы, с;
dср - средний диаметр хлыста, м;
U0 – скорость подачи пилы до момента соприкосновения с хлыстом, 1,1 м/с.
dср
=
dср
=
L11 = dср+a,
где а – запас между поверхностью хлыста и пилой, находится в исходном положении.
L11= 0,16+0,1=0,26 м.
Мощность потребная для пиления определяется по формуле:
Nр=
Κ – удельная работа резания, Дж/м3
β – ширина пропила, м.
υ – скорость подачи, м/с
η – КПД передачи от двигателя к пиле 0,6
β= ε+2с, где (2.14)
ε – толщина пропила, мм.
с – величина развода зубьев, мм.
β= 4,5+2*1,5=7,5 мм.
Н = 0,8d
Н = 0,8*0,16=0,13 м.
К = К0*аn*аw*аp*аm*ac
где, аn*аw*аp*аm*ac - поправочные коэффициенты на породу, влажность, затупление пилы, температуры и сучковатости.
К0 – основное значение удельной работы резания, Дж/м.
К0=
Uz – подача на зуб, м.
β – ширина пропила, м.
Uz=
U – скорость подачи, м/с
υ – скорость резания, м/с
t – шаг зубьев пилы
Uz=
К0=
К=36,6*1,2*0,9*1,25*1,5*1,42=
Мощность рассчитывается:
Nр=
Производительность чистого пиления определяется:
Ппил=
Ппил=
Находим время на средний пропил:
tпил
ср=
Число пропилов определяется по формуле:
nпроп
=
L – длина раскряжеванного хлыста, L=18
lср – средняя длина отпиленного отрезка 4,6 м.
lост – средняя длина передняя откомлевки и остаток в верхнем
m – это постоянное число, m=0
nпроп
=
Время на продольное перемещение хлыста при постоянной скорости определяется:
Тпрод
=
υ тр – нормативная скорость перемещения хлыста 1,9 м/с
υ зам – замедленная скорость хлыста 0,95
lост –путь, проходимый хлыстом на замедленной скорости перед каждым пропилом
n1 – число переходов на замедленную скорость при раскряжевки хлыстов (по числу пропилов)
Тпрод =
Время на сбрасывание отпиливаемых отрезков:
Тсбр = tсбр*nпроп., где (2.21)
tсбр – время на одно сбрасывание и возвращение сбрасывателя в исходное положение
Тсбр = 4,6*4=18,4 с
Время на пропилы по формуле:
Тпил = tпил ср.*nпроп . (2.22)
Тпил = 0,6.*4=2,4 с
Тхл =2 с
Тком =0 с
Тц = 11+18,4+2,4+1,9+0=33,7 с
Пчас =
Псм=(7-1,38)*33,6=188,8 м3/см
Потребное число установок:
N
=
N
=
Требуется две установки ЛО 113.
2.5. Расчет сменной производительности продольного сортировочного лесотранспортера ЛТ-182
Сменная производительность Пч (м3/ч) продольного сортировочного лесотранспортера определяется по формуле:
Пч=
где φ1 – коэффициент использования
рабочего времени (φ1=0,9);