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.

Лист

Изм.

ЛистЛист

      №  документа

 Подп.

  Дата

Листов

   2

  Лит

СибГТУ

гр. 44-2

Разраб.       

 Проверил   .

 

    Утв.

Содержание
Введение …………………………………………………………………………………...…….5

1    Выбор и обоснование способа раскроя пиловочного сырья ………………………...……6

2   Анализ предложенной спецификации ………………………………………………...…….7

2.1         

  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

  

Лист

 3

ИзмММММм.

 Лист

      №  документа

Подпись

   Дата

                  

Введение XE "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.

  .

Лист

 4

ИзмММММм.

 Лист

      №  документа

Подпись

   Дата

1 Выбор и обоснование способа раскроя пиловочного сырья XE "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.

Лист

 5

ИзмММММм.

 Лист

      №  документа

Подпись

   Дата

                  

2 Анализ предложенной спецификации XE "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.

Лист

 6

ИзмММММм.

 Лист

      №  документа

Подпись

   Дата

                  

      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 XE "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

 Второй проход

  

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

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

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 XE "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 XE "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 XE "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 XE "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

По поставу на втором проходе

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

Объём работы по поставу Пi, 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 

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 XE "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 XE "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 XE "Список использованных источников"

1.       

2.     

3.     

4.     

5.     

 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:

-         

-         

-         

-         

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.