Проект технологического процесса лесозаготовительного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Уральский государственный лесотехнический университет

Кафедра технологии и оборудования лесопромышленного

производства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Проект технологического процесса лесозаготовительного предприятия

Студент группы ЛХФ-52 Таналина Д.Ш.

Руководитель Уразова А.Ф.

Екатеринбург 2013 г



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Технологический процесс лесосечных работ

1.1 Обоснование схемы технологического процесса

1.2 Выбор способа рубок и размера лесосеки. Определение необходимого числа лесосек

1.3 Выбор способа разработки лесосеки и делянки

1.4 Режим работы предприятия и объёмы производства по операциям

1.5 Определение трудозатрат на проведение подготовительных работ

1.6 Выбор и обоснование применяемых машин и механизмов

1.7 Расчёт производительности машин и механизмов

1.8 Определение численного состава бригады и числа бригад в предприятии

1.9 Расчёт потребности в оборудовании на предприятии

1.10 Описание технологического процесса лесосечных работ

1.11 Техника безопасности на лесосечных работах

2. Технологический процесс нижнего лесного склада

2.1 Основные технологические операции, выполняемые на нижнем лесном складе

2.2 Годовой, суточный и сменный объём лесного склада по операциям

2.3 Выход сортиментов

2.4 Баланс раскряжёвки хлыстов

2.5 Выбор оборудования и механизмов для выполнения операции основного потока

2.6 Расчёт производительности оборудования

2.7 Обоснование выбора лесоперерабатывающих цехов

2.8 Годовой, суточный и сменный объёмы цеха

2.9 Баланс переработки древесины и отходов

2.10 Обоснование выбора оборудования и схемы цеха

2.11 Штабелёвка и погрузка лесоматериалов и продукции от цехов

2.12 Определение потребности в оборудовании и в рабочих

2.13 Определение числа штабелей лесоматериалов и готовой продукции

2.14 Описание технологического процесса нижнего лесного склада

2.15 Техника безопасности на лесоскладских работах

Вывод

Список использованной литературы



ВВЕДЕНИЕ

Лесоэксплуатация - дисциплина, охватывающая широкий круг проблем, связанных с одной стороны, с заготовкой, транспортом, первичной обработкой и переработкой древесного сырья, производством товаров народного потребления и производственного назначения и комплексной переработкой низкокачественной древесины и отходов производства, а с другой стороны, с воспроизводством лесных ресурсов и всех полезностей леса, т.е. с непрерывностью и неистощительностью пользования лесом. Многие полезности могут быть реализованы в процессе рациональной заготовки древесины. Основная хозяйственная задача заключается в сохранении качества лесов, их наиболее ценного древесного состава, особенно хвойных пород. При планировании развития лесного хозяйства особое внимание следует обращать на усиление водоохранных, защитных, климатообразующих, оздоровительных и иных полезных природных свойств лесов в интересах народного хозяйства, улучшения окружающей среды.

Основной задачей работников лесного хозяйства и лесной промышленности является своевременное освоение лесов для удовлетворения потребности народного хозяйства в лесных материалах и усилением их защитных, водоохранных, климаторегулирующих и иных свойств.

Лесоэксплуатация охватывает большой комплекс работ в области лесного хозяйства, которое в свою очередь тесно взаимодействует с другими отраслями. Развитие лесного хозяйства обусловлено экономическими и социальными потребностями страны. Лесное хозяйство как отрасль, формирующая, сохраняющая и регулирующая использование лесных ресурсов, призвано вести свою деятельность в направлении возрастания запасов лесных ресурсов, повышения их качества и правильного территориального размещения.



1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ

1.1 Обоснование схемы технологического процесса

Лесосечные работы являются первой фазой технологического процесса лесозаготовительного предприятия. В их состав входят основные работы (валка деревьев, обрезка сучьев, трелевка, раскряжевка и погрузка леса), подготовительные работы (подготовка лесосек, трелевочных волоков, лесопогрузочных пунктов), вспомогательные работы, очистка лесосек от порубочных остатков.

В настоящее время получили наибольшее распространение следующие варианты технологического процесса:

-при вывозке деревьев - валка, трелевка и погрузка деревьев;

-при вывозке хлыстов - валка деревьев, обрезка сучьев, трелевка и погрузка хлыстов;

-при вывозке хлыстов - валка и трелевка деревьев, обрезка сучьев и погрузка хлыстов;

-при вывозке сортиментов - валка деревьев, трелевка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка хлыстов, сортировка, штабелевка и погрузка лесоматериалов.

В данном курсовом проекте по заданию вывозка леса производится сортиментами, поэтому выбран следующий вариант технологического процесса:

1) валка деревьев;

2) трелёвка деревьев;

3) обрезка сучьев;

4) раскряжёвка хлыстов;

5) сортировка лесоматериалов;

6) штабелёвка лесоматериалов;

7) погрузка лесоматериалов.

Валка деревьев является первой операцией технологического процесса заготовки древесного сырья. Она определяет содержание последующих технологических операций. При валке растущее или сухостойное дерево отделяют от прикорневой части, превращая его в предмет дальнейшей обработки на лесосеке, лесопогрузочном пункте или верхнем лесоскладе.

При трелевке хлысты перемещают от места валки к лесопогрузочному пункту. В их состав входят следующие элементы: сбор, формирование или пакетирование пачки деревьев, хлыстов или сортиментов, погрузка пачки на машину, транспортировка ее на лесопогрузочный пункт или к месту обработки, разгрузка пачки и обратный ход машины при возвращении на лесосеку.

Очистка или обрезка деревьев от сучьев наиболее трудоемкая операция лесосечных работ. Ее выполняют на пасечном или магистральном волоке и лесопогрузочном пункте.

Через погрузку древесины на подвижной состав лесовозных дорог штабелевка непосредственно примыкает к следующей фазе лесозаготовок - вывозке древесины.

1.2 Выбор способа рубок и размеров лесосеки. Определение необходимого числа лесосек

При сплошных рубках все деревья, кроме подроста и молодняка хозяйственно ценных пород, вырубают за один прием.

Предельная ширина лесосек сплошных рубок в эксплуатационных лесах для хвойных (сосна, ель, пихта) и мягколиственных (берёза, осина, ольха серая) пород составляет 500 метров, а предельная площадь - 50 га. Сроки примыкания составляют для хвойных пород - 6 лет, а для мягколиственных - 4 года.

Общая площадь лесосек S определяется по формуле:

, га,

где Q - годовой объём производства, м³;

M - запас леса на гектар, м³;

c - интенсивность выборки ликвидного запаса древесины в соответствующей категории леса, %.

.

Число лесосек N, необходимых для выполнения годового плана предриятием, рассчитывается по формуле:

, шт.,

где a - ширина лесосеки, м;

b - длина лесосеки, м.

1.3 Выбор способа разработки лесосеки и делянки

При выборе схемы освоения лесосеки учитывается сезон лесозаготовок, тип лесовозной дороги, тип тягача и стоимость строительства дороги. Из наиболее распространенных схем освоения лесосек (одним лесовозным усом или с двумя, расположение лесовозного уса кольцевое или вдоль короткой и длинной стороны лесосеки), студент выбирает наиболее приемлемую. В пояснительной записке на отдельном листе ватмана вычерчивается схема освоения лесосеки с указанием размеров, размещения лесовозного уса, разбивки на делянки с их нумерацией, обозначения зоны безопасности, погрузочных пунктов, места обустройства мастерского участка и разворотных петель лесовозного уса и направления вывозки хлыстов или деревьев.

После составления схем освоения лесосеки приступают к выбору способа разработки делянки, взятой из схемы освоения лесосеки. При этом следует учитывать базовый механизм на валке деревьев. При разработке делянки возможны следующие способы разработки: метод широкого фронта, параллельный, радиальный.

При использовании валочных и валочно-пакетирующих машин способы разработки делянок могут быть с холостым ходом и с непрерывной валкой деревьев. Рекомендуется выбирать и составлять схемы разработки делянок с непрерывной валкой деревьев валочной машиной. Схемы разработки делянок приводятся в учебниках, журналах и реферативной информации.

С учетом выбранной схемы следует выполнить на отдельном листе ватмана план разработки делянки с расстановкой необходимых размеров, с размещением погрузочных пунктов, с указанием очередности разработки пасек или лент, направления трелевки и размещения оборудования, лесовозного уса, зоны безопасности.

Для выбранной схемы разработки делянки определяется среднее расстояние трелевки хлыстов или деревьев, которое не должно превышать 300 метров. При расстоянии трелевки более 300 метров следует пересмотреть способ разработки делянки.

Площадь одной лесосеки S_лес определяется по формуле:

, га.

.

Число делянок на лесосеке N_дел определяется следующим образом:



, шт.,

где S_дел - площадь одной делянки, S_дел=4…6 га.

Примем S_дел=6,1 га.

1.4 Режим работы предприятия и объемы производства по операциям

Для определения объёма производства по операциям необходимо определить число рабочих дней в году. При этом учитывается число дней работы в неделю (пяти или шестидневная рабочая неделя), время на осенне-весеннюю распутицу и на перебазировки лесозаготовительных бригад, тип лесовозной дороги, число предназначенных дней в этом году.

Число рабочих дней в году N₁ рассчитывается по формуле:

N₁=365-N_вых-N_пр-N_расп-N_переб, дн.,

где N_вых - число выходных дней;

N_пр - число праздничных дней;

N_расп - число дней на осенне-весеннюю распутицу, N_расп=10…30 дн.;

N_переб - число дней на перебазировку, N_переб=1…2 дн.

По календарю N_вых=101 день, а N_пр=15 дн. Примем N_расп=15 дн., а N_переб=1 день.

N₁=365-101-15-15-1=233 дн.

Число смен работы в сутки определяется по каждой операции лесосечных работ и определяется суточная сменная производительность по операциям.

Суточная производительность Q_сут заготовки леса определяется по формуле:

.

.

Сменная производительность Q_см по операциям определяется по формуле:

, м³,

где n - число смен работы на данной операции, n=1…3.

.

Режим работы предприятия отражен в таблице 1.

лесосека бригада склад рубка

Таблица 1

Режим работы предприятия

Наименование операции	Годовой объем заготовки, м3	Ч и с л о	О б ъ е м производства, м3
		рабочих дней в году	смен работы в сутки	в сутки	в смену
Валка деревьев Обрезка сучьев Раскряжёвка деревьев Трелевка сортиментов	130000	233	3	557,9	186,0



1.5 Определение трудозатрат на проведение подготовительных работ

Подготовительные работы включают следующие переделы работ: уборка опасных деревьев, разметка волоков, разрубка зоны безопасности и мест стоянки оборудования, перебазировки бригад из одной лесосеки в другую, разрубка трассы дороги, устройство лесопогрузочных пунктов. При применении многооперационных машин на валке деревьев из состава подготовительных работ исключается уборка опасных деревьев и частично растеска волоков.

Выбираем следующий состав подготовительных работ:

1. Подготовка трелевочных волоков заключается в разметке и разрубке их со спиливанием деревьев по всей ширине волока. Ширина трелевочного волока должна быть не менее 5 м. На эту ширину следует прорубать как магистральные, так и пасечные волоки. Разметку волоков наиболее удобно проводить перед разработкой лесосеки. Магистральные волоки размечает мастер. Размечать пасечные волоки в процессе подготовительных работ не целесообразно, так как не исключено, что заранее намеченные волоки не будут соответствовать технологической карте и направлению уса.

2. Подготовка погрузочных пунктов состоит из следующих работ: разрубки площадки для установки погрузочного оборудования, расчистки площадки от валежника, кустарника, спиливания пней заподлицо с землей, укладки подштабельных оснований, разрубки зоны безопасности. Расчистку площадок эффективно выполнять бульдозером. Зону безопасности разрубают после начала основных работ на лесосеке с тем, чтобы заготовленная древесина могла быть отгружена или уложена в штабеля вдоль уса. К подготовке погрузочного пункта следует отнести разрубку зоны безопасности шириной 50 м. Она начинается от границ погрузочной площадки или от границ рабочих машин, столовых и.т.д. В соответствии с Правилами техники безопасности в зоне безопасности убирают лишь опасные деревья. Возможны три варианта зон безопасности: 1. когда погрузочная площадка расположена внутри лесосеки, вокруг нее вырубают все деревья; 2. когда площадка одним краем граничит с не отведенным в рубку массивом, с этой стороны в зоне убирают только опасные деревья; 3. если две стороны площадки примыкают к не отведенному в рубку массиву, убирают лишь опасные деревья.

3. Выбор трасс лесовозных усов: правильное выполнение лесосечных работ возможно лишь в том случае, если на лесосеку своевременно подведен лесовозный ус. При отводе лесосек и трассировании усов учитывают возможность использования существующей сети усов. Трассирование уса должно быть увязано с технологией разработки лесосеки с учетом равномерного размещения погрузочных пунктов, сокращения расстояний трелевки, выбора удобного места для пункта технического обслуживания. Предварительно трассу уса намечают по абрису, затем ее уточняют на местности и закрепляют в натуре вешками и затесками на деревьях. Для прокладки уса разрубают дорожную полосу шириной 8 м. Заготовленную при этом древесину используют для строительства уса. Оставшиеся после прокладки уса хлысты укладывают для отгрузки на нижний склад. Все опасные деревья вдоль лесовозного уса на расстоянии 25 м в обе стороны должны быть убраны до начала его строительства. Зону безопасности разрубают на полосе шириной 25 м комплексные бригады в начале разработки лесосеки.

Расчёт трудозатрат (T) на подготовительные работы производится в соответствии с нормами на подготовительные работы следующим образом:

, чел.-дн.,

где Q - годовой объём вывозки леса, м³;

M - средний запас на 1 га, м³;

A - трудозатраты на подготовку 1 га лесосеки к рубке (уборку опасных деревьев, разметку пасек и волоков) одним рабочим, A=0,5 - 1,5 чел.-дн.;

B - трудозатраты на подготовку одного погрузочного пункта или верхнего склада одним рабочим, B=0,5 - 2 чел.-дн.;

S - площадь лесосеки, примыкающая к одному погрузочному пункту, S=5 - 8 га;

C - трудозатраты на строительство 1 км лесовозного уса одним рабочим; C=10 - 15 дн. при гравийной дороге; C=200 - 250 дн. при недообустроенной дороге;

K - коэффициент, учитывающий наличие неэксплуатационных площадей (вырубки, болота, гари и т.д.), K=1,1 - 1,3;

b - ширина полосы леса, осваиваемая с одного лесовозного уса, км.

Примем A=1,5 чел.-дн.; B=2,0 чел.-дн.; S=5 га; C=250 дн.; K=1,3.

С учётом выбранного числа дней работы в году N₁ и трудозатрат определяется потребное число рабочих:

, чел.

Подготовительное звено оснащается необходимыми механизмами и оборудованием.

1.6 Выбор и обоснование применяемых машин и механизмов



Таблица 2

Предлагаемая система машин

Операции технологического процесса лесосечных работ	Предлагаемые машины (механизмы) и их марки
Валка деревьев	Харвестер PONSSE BEAR
Обрезка сучьев	Харвестер PONSSE BEAR
Раскряжевка хлыстов	Харвестер PONSSE BEAR
Трелевка древесины	Форвардер PONSSE BUFFALO

Харвестер (самоходная, многооперационная лесосечная машина на колесной или гусеничной базе) предназначен для выполнения комплекса лесосечных операций: валка, обрезка сучьев, раскряжёвка и пакетирование сортиментов при сплошных, выборочных и рубках ухода. Основные узлы:

1) рама (две шарнирно-сочленённые полурамы);

2) двигательный отсек:

А) гидронасос;

Б) гидромотор;

В) раздаточная коробка трансмиссии;

Г) гидробак;

Д) топливный бак;

3) манипулятор:

А) колонна;

Б) стрела;

В) рукоять;

Г) приводные гидроцилиндры;

4) харвестерная головка:

А) пильный блок (консольная цепная пила, 3-5 сучкорезных ножей, протаскивающие вальцы, ротатор);

Б) гидропривод;

В) электронная система контроля и управления;

5) трансмиссия;

6) система управления;

7) кабина.

Рис. 1. Харвестер

Таблица 3

Техническая характеристика Харвестера PONSSE Bear

Основные параметры	Значения
Размеры:
Длина, мм	8800
Ширина (с шинами 710), мм	2990
Высота, мм	3860
Дорожный просвет, мм	615
Модель двигателя	Mercedes-Benz OM926 LA
Мощность, кВт	240
Крутящий момент, Нм	1300
Тяговое усилие, кН	200
Топливный бак, л	400
Скорость, км/час	20
Вес нетто, кг	24000

Применение эффективных харвестеров при соблюдении лесоводственных требований к рубкам главного и промежуточного пользования обеспечивает экономическую и экологическую целесообразность ведения несплошных рубок различного назначения при заготовке сортиментов сортиментов с одновременным упрощением технологического процесса лесозаготовок и снижением трудозатрат на подготовительные работы.

Форвардер (самоходная двухмодульная машина) предназначен для сбора, подсортировки, доставки сортиментов от места заготовки до лесовозной дороги или склада и штабелёвки сортиментов. Основные узлы:

1) передняя полурама (энергетический модуль):

А) моторная установка (дизель с системами питания, охлаждения и предпускового разогрева);

Б) редуктор отбора мощности;

В) гидромеханическая передача;

Г) передний ведущий мост;

Д) кабина;

Е) основные элементы гидросистемы, пневмосистемы, управления и электрооборудования;

2) задняя полурама:

А) главная передача с приводом и балансирными редукторами;

Б) гидроманипулятор;

В) коники;

Г) ограждение.

Рис. 2. Форвардер



Таблица 4

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОРВАРДЕРА PONSSE BUFFALO

Габариты	Длина: 9 395 - 11 250 мм Ширина: 2 670-2 960 мм Высота при транспортировке: 3 750 мм Просвет: 695 мм Собственный вес: 15 900 кг
Погрузочные характеристики	Грузоподъемность: 14 000 кг Площадь поперечного сечения грузовой площадки: 4,5 - 5,4 м2 Длина грузовой площадки: 4 240 - 6 100 мм
Двигатель	Модель: MW OM 906 LA Мощность: 180 кВт Крутящий момент: 900Нм / 1 200-1 500 об/мин Тяговое усилие: 180кН Вместимость топливного бака: 150 л
Мосты	Обе системы вала представляют собой шестеренные моста валов, оснащены планетарными передачами и блокировкой дифференциала
Трансмиссия	Гидростатическо-механичеекая трансмиссия Две передачи переднего и заднего хода Электронная автоматика хода Opticontrol Освобождение заднего привода Блокировка дифференциала: Механическая в обеих ходовых тележках
Тормоза	Ходовой тормоз: Спереди и сзади гидравлические многодисковые тормоза Стояночный тормоз: Спереди и сзади гидравлические многодисковые тормоза Рабочий тормоз: Приводит в действие передний и задний тормоза
Шины	Передние: 600 - 26,5 или 700 - 26,5 Задние: 600 - 26,5 или 700 - 26,5
Электрическая система	Напряжение: 24 В Аккумуляторы: 2 х 180Ач Зарядный генератор: 2 х 80 Ач Рабочее освещение: макс. 28 x 70 Вт
Кабина управления	Наклонная, безопасная кабина управления отвечает всем предъявляемым нормам безопасности Окна: из поликарбоната Сиденье: Bege 9000 SE с подголовником Кондиционер
Стандартное оснащения	Операционная система Opticontrol Счётчик пробега Задний свет Манометр Обогреватель двигателя Обогреватель сиденья Радиоприёмник и СД магнитофон Порошковые огнетушители Вакуумный насос Гидравлическая лестница
Дополнительные принадлежности	ПК Ponsse Opti Forwarder Система огнетушения Гусеницы и цепи Захваты Лебедка Тяговый крюк Удлинитель грузовой площадки Тормозная подвеска Насос заправки топлива Насос заправки гидравлического масла Центральная система смазки Ультрафиолетовая защита кабины

1.7 Расчёт производительности машин и механизмов

При расчете потребности в оборудовании определяется технически возможная производительность по приведенным формулам по каждому механизму в отдельности.

После вычисления технически возможной производительности механизмов определяется норма выработки по ЕНВиР (единые нормы времени и расценки). При отсутствии в нормах производительности механизма сменная производительность устанавливается исходя из технически возможной производительности или их фактически полученной на предприятиях.

Производительность харвестера определяется по формуле, общей для машин циклического действия:



,

где T_см - продолжительность рабочей смены, с_;

t_р - регламентированные простои, с;

V_х - средний объём хлыста, м³;

t_ц - продолжительность цикла, с.

Продолжительность цикла составит:

t_ц=t₁+t₂+t₃+t₄+t₅+t₆,

где t₁ - наведение и доставка харвестерного агрегата к дереву, с;

t₂ - зажим рычагов харвестерного агрегата, с;

t₃ - валка дерева, с;

t₄ - обрезка сучьев, с;

t₅ - раскряжёвка хлыста, с

t₆ - переезд от одной технологической стоянки к другой в расчёте на одно дерево, с.

t₁=3 с.

t₂=2 с.

t₃=2 с.

t₄=7 с.

t₅=3 с.

t₆=8 с.

t_ц=3+2+2+7+3+8=25 с.

.

Производительность форвардера определяется по формуле:

,



где Q - средний объём транспортируемого форвардером пакета, м³;

T_см - продолжительность смены, с,

t_ц=t₁+t₂+t₃+t₄+t₅+t₆+t₇+t₈,

где t₁ и t₂ - время погрузки и разгрузки платформы форвардера, с;

t₃ и t₄ - время движения форвардера по пасечному волоку в грузовом и порожнем направлениях, с;

t₅ и t₆ - время движения форвардера по магистральному волоку в грузовом и порожнем направлениях, с;

t₇ и t₈ - время переездов во время погрузки и разгрузки платформы, с.

.

t_ц=350+350+20+10+20+10+22+22=804 с.

,

,

где и - время погрузки и выгрузки одной порции груза, с;

==5…7;

и - объём одной порции груза при погрузке и выгрузке, м³.

.

Объём одной порции груза (пачки) определяется для погрузки и разгрузки по общей формуле:

,

где q_с - средний объём сортимента, м³;

n_с - количество сортиментов в одной порции груза (пачке).

.

,

,

где l_пв - длина пасечного волока, м;

k₀ - коэффициент, учитывающий увеличение пройденного пути за счёт непрямолинейности движения и разворотов, k₀=1,1…1,2.

;

.

Для определения времени движения форвардера по магистральному волоку в грузовом t₅ и порожнем t₆ направлениях применяются аналогичные формулы с подстановкой вместо длины пасечного волока дину магистрального волока в соответствии с принятой технологической схемой.

;

.

,

где l_нп - путь форвардера для полной загрузки грузовой платформы, м;

V_нп - средняя скорость форвардера, м/с.

.

Время переездов при разгрузке t₈ следует учитывать, если форвардер осуществляет сортировку лесоматериалов в процессе загрузки и штабелёвки. При этом расчёт ведётся по формуле, аналогичной вышеприведённой для t₇.

t₈=22 с.



1.8 Определение численного состава бригады и числа бригад в предприятии

Суточное задание бригаде определяется по формуле:

Q_бр=n_м*Н_в*К_см*К_у, м³,

где n_м - число ведущих механизмов в бригаде, шт;

Н_в - норма выработки на машино-смену, м³/см;

К_см - коэффициент сменности;

К_у - коэффициент перевыполнения норм выработки, К_у=1,10…1,15.

Q_бр=1*264,6*1*1,12=296,4 м³.

Число бригад рассчитывается по формуле:

.

Бригады могут состоять из отдельных звеньев. Можно назначить отдельные бригады по каждой операции лесосечных работ или отделить одну операцию или может быть бригада, выполняющая весь комплекс лесосечных работ от валки деревьев до погрузки леса. Наиболее рекомендуемая бригада, которая выполняет валку деревьев, трелевку леса и обрезку сучьев.

Определяется общая потребность в рабочих на основных работах предприятия по каждой операции в отдельности с учетом нормы выработки одного рабочего в часах на 1 м3 заготовки леса, взятых из Единых норм времени и расценок на лесозаготовительные работы (ЕНВиР).



Таблица 5

Расчет числа рабочих на предприятии

Выполняемая операция	Задание бригаде, м3	Норма выработки, м3/смену	Марка машины или оборудования	Число рабочих
				по норме	принятое
Валка, обрезка, раскряжёвка	296,4	264,6	Харвестер PONSSE BEAR	1,1	1
Трелёвка		219,1	Форвардер PONSSE BUFFALO	1,4	1

Состав операций зависит от принятого технологического процесса и системы машин.

1.9 Расчёт потребностей в оборудовании на предприятии

С учетом полученных данных в таблице 3, определяется общая потребность в рабочих и механизмах в предприятии. Расчеты сводятся в таблице 6.

Таблица 6

Потребность в механизмах на лесосечных работах

Наименование и марка оборудования	В работе	В ремонте	В резерве	Итого
Харвестер PONSSE BEAR	1	1	1	3
Форвардер PONSSE BUFFALO	1	1	1	3

Кроме рабочих, занятых на основных работах, предусматриваются рабочие вспомогательного и обслуживающего производства (охрана техники, снабжение горюче-смазочными материалами, ремонт техники, организация столовой). Определяется списочное число рабочих, занятых на лесосечных работах (сумма рабочих основного производства, занятых на подготовительных и вспомогательных работах и на обслуживании техники).

Списочное число рабочих, занятых на лесосечных работах:

N_{раб.пред.}=N_{раб.осн.пр.}+N_{раб.под.раб.}+N_{раб.всп.раб.},

где N_{раб.осн.пр.} - число рабочих основного производства, чел;

N_{раб.под.раб.} - число рабочих на подготовительных работах, чел;

N_{раб.всп.раб.} - число рабочих на вспомогательных работах, чел.

N_{раб.пред.}= 17+2+8=27 чел.

1.10 Описание технологического процесса лесосечных работ

Лесосечные работы состоят из 4 разделов:

-подготовительные

-основные

-вспомогательные

- заключительные

В подготовительные работы входит:

1 лесосырьевая подготовка - приемка всех документов лесничеств, лесозаготовительного предприятия;

2 транспортная подготовка - строительство и изыскание дорог, мостов, канав, противопожарных водоемов;

3 технологическая подготовка - разрубка зоны безопасности (50 м = 2Н, где Н-высота дерева), подготавливают погрузочные пункты, пасечные и магистральные волока.

В основные работы включается:

1 валка - процесс спиливания дерева;

2 трелевка хлыстов - процесс перемещения заготовленного леса с места валки к погрузочной площадке;

3 обрезка сучьев - процесс удаления сучьев со ствола;

4 погрузка - процесс захвата сортиментов и укладка их на сортиментовоз;

5 вывозка хлыстов осуществляется на автопоезде.

Вспомогательные работы включают:

-обустройство мастерского участка

-организация столовой, горячего питания

-обогревательные домики

-доставка ГСМ

-ремонт и охрана техники

Заключительные работы включают очистку мест рубок от порубочных остатков.

1.11 Техника безопасности на лесосечных работах

Техника безопасности на валке

По границе опасной зоны валки помощником вальщика устанавливаются знаки безопасности и предупреждающие надписи. До начала валки деревьев необходимо убедиться в отсутствии в опасной зоне техники и посторонних людей (не связанных с валкой деревьев). Проверить спецоборудование, одежку, технику, машины.

При проведении несплошных рубок должны быть убраны все деревья на расстоянии 10 м от границ лесопогрузочных пунктов и элементов обустройства (обогревательные помещения, столовые и др.), а на расстоянии 50 м от их границ приземлены опасные деревья.

Все лица, занятые на лесосечных работах, должны быть обеспечены, кроме спецодежды и обуви, защитными касками, постоянно и правильно их использовать.

Во время валки дерева в опасной зоне не разрешается выполнять иные работы. При появлении людей и механизмов в опасной зоне валка прекращается до вывода из зоны людей и техники. Опасной зоной при валке дерева в равнинной местности установлена территория на расстоянии двойной высоты древостоя, но не менее 50 м, в горных условиях - 60 м; при уклоне 15 градусов опасная зона распространяется вдоль склона до подошвы горы, зоны обозначаются знаками.

Валка деревьев на стену леса не разрешается. При начале разработки лесосеки, прорубке просек, трасс лесовозных дорог, трелевочных волоков валка деревьев должна выполняться в просветы между соседними деревьями. При выборочных, постепенных, выборочно - санитарных рубках и рубках ухода за лесом валку необходимо выполнять в просветы между деревьями. Деревья, мешающие валке клейменных деревьев, а также их трелевке, следует вырубать для обеспечения безопасности.

Перед запуском двигателя машинист должен убедиться в том, что рукоятки управления машиной и навесным технологическим оборудованием находятся в нейтральном положении, гидросистема отключена, на вращающихся деталях двигателя и трансмиссии нет посторонних предметов. После запуска двигателя машинист должен проверить все механизмы машины и технологического оборудования на холостом ходу. При обнаружении неисправностей и невозможности их устранения своими силами машинист обязан доложить об этом механику или мастеру. Работать на неисправной или не прошедшей своевременно технического обслуживания машине не разрешается.

Территорию на расстоянии высоты двойного древостоя, но не менее 50 м от места валки, или участок с объемом работы на половину смены со стороны вероятного передвижения людей (лесовозный ус, трелевочный волок, дорога, тропа и другие места) необходимо ограждать знаками безопасности.

На машинах при их работе должен находиться один машинист. Присутствие посторонних лиц в кабине или других местах машины запрещается. Запрещается:

оставлять машину без наблюдения при работающем двигателе;

садиться и выходить из кабины на ходу или во время работы технологического оборудования; стоять под поднятым технологическим оборудованием;

заезжать на уклоны, превышающие значения, указанные в технологической документации по эксплуатации конкретного типа машины;

залезать под машину для осмотра и ремонта, выполнять смазку и регулировку технологического оборудования при работающем двигателе;

курить в кабине и при заправке машины и гидросистемы;

работать в промасленной и пропитанной горючими веществами одежде;

управлять гидрораспределителями не из кабины;

оставлять рабочий орган (стрелу, толкатель и другое) в не опущенном положении.

Для харвестера

Во время валки деревьев должен соблюдаться минимальный равный двойной высоте древостоя, но не менее 50 м разрыв между машиной, производящей валку леса, и другими машинами или рабочими, работающими на лесосеке.

При обнаружении нарушения опасной зоны работа на машине должна быть немедленно прекращена. Отступление от указаний технологической карты на разработку лесосеки машинистом не разрешается. В случаях возникновения вопросов они разрешаются с разрешения непосредственного руководителя.

Машинист валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (харвестера), выполняя комплекс лесосечных операций должен выдерживать требования к волоку, технологическому коридору для дальнейшей работы трелевочно-транспортной машины (форвардера). Эти требования заключаются в спиливании деревьев в створе движения заподлицо с землей, формировании ширины волока, технологического коридора на пасеке или ее участках в соответствии с указаниями технологической карты, выдерживании минимального безопасного для движения форвардера радиуса поворота, равного 30 м.
Не допускается валить деревья, диаметр которых более предусмотренного в технологической документации по эксплуатации машины.

Для форвардера

Машинист форвардера должен осуществлять движение машины по следу харвестера.

При работе машинист форвардера должен выполнять следующие требования безопасности:

-развороты машины осуществлять, где нет пней и других препятствий;

-движение вниз по склону и преодоление препятствий выполнять на первой передаче;

-переезжать через поваленные деревья или их части под прямым углом к ним, а через канавы и рвы - под углом 15-20;

-не оставлять машину на склоне, а в случае вынужденной временной остановки затормозить, подложить под колеса упоры, технологическое оборудование опустить.

Машинисту форвардера не разрешается:

резко тормозить и поворачивать машину и технологическое оборудование;
высовывать голову из кабины во время работы;

работать в машине с открытой дверью и выбитыми стеклами.

Крутые спуски и подъем необходимо преодолевать только на передачах рабочего диапазона. При этом нельзя глушить двигатель, включать муфту сцепления, выполнять резкое торможение и повороты. При движении машины с грузом на спусках переключение передач запрещено. При транспортировке сортиментов машинист должен следить за тем, чтобы никто не находился в опасной 10-метровой зоне вокруг формируемой пачки и движущейся с ней машины.

Требования безопасности по окончании работы

Машинист обязан: поставить машину на стоянку; привести технологическое оборудование в транспортное положение, стрелу и толкатель опустить на землю; рукоять управления трактором и технологическим оборудованием привести в нейтральное положение; выключить гидронасосы, остановить двигатель, отключить аккумулятор, закрыть дверь кабины на замок; очистить машину от грязи и сучьев; при стоянке в холодное время слить воду из радиатора и системы охлаждения двигателя, снять аккумулятор.



2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НИЖНЕГО ЛЕСНОГО СКЛАДА

2.1 Основные технологические операции, выполняемые на нижнем лесном складе

В зависимости от условий примыкания (типа склада) на нижних лесных складах могут выполнять следующие основные работы по первичной обработке круглого леса:

-выгрузка лесовозного подвижного состава с подачей хлыстов или деревьев на разгрузочно-раскряжевочные эстакады или в запас;

-подача хлыстов или деревьев к раскряжевочным или сучкорезным установкам;

-разделение пачки хлыстов или деревьев на мелкие пачки с целью облегчения последующей обработки;

-обрезка сучьев;

-рациональная раскряжевка хлыстов на сортименты с обеспечением максимального выхода деловых сортиментов в соответствии с требованиями стандарта;

-сортировка сортиментов;

-штабелевка круглого леса;

-погрузка готовой продукции на подвижной состав РЖД, сброска круглого леса на воду, погрузка в суда.

На нижних лесных складах может быть организована частичная обработка некоторых сортиментов в цехах: шпалопиления, лесопиления, заготовки балансов, переработки дровяной древесины на тарную продукцию, технологической щепы.



Таблица 7

Предлагаемая система машин

Выполняемая операция	Марка оборудования
Разгрузка	Башенный кран КБ-572
Сортировка	Сортировочный транспортёр ЛТ-182
Штабелевка	Башенный кран КБ-572
Погрузка	Башенный кран КБ-572

Разгрузка, штабелевка и погрузка

Кран КБ-572 является башенным портальным краном с горизонтальной полноповоротной стрелой. Он предназначен для штабелевочно-погрузочных работ на лесных складах.

Кран КБ-572 состоит из портала, четырех ходовых тележек, башни, опорно-поворотного устройства, поворотной фермы, стрелы, грузовой тележки, двух грузовых лебедок и установленных на противовесной консоли, лебедки передвижения грузовой тележки, двух механизмов поворота, грейфера и кабины.

Рис. 3. Башенный кран КБ-572

Техническая характеристика:

Грузоподъемность, кН:

- при вылете крюка 3,85…25 м 100

- при вылете крюка 25…35 м 63

Максимальная высота подъема крюка, м 13,5

Скорости, м/с:

- подъема груза при одном барабане 0,33

- подъема груза при двух барабанах 0,66

- передвижения грузовой тележки 0,42

- передвижения крана 0,50

Частота вращения стрелы, об/мин 0,60

Установленная мощность электродвигателей, кВт 94

Колея и база крана, м 6

Масса крана, т, в том числе: 122

- балласта на консоли 11

- балласта на портале 55

Лесотранспортер с двухсторонней сброской ЛТ-182 предназначен для автоматизированной сортировки по диаметрам и длинам круглых лесоматериалов, со сброской сортиментов в заданные карманы - лесонакопители.

Лесотранспортер ЛТ-182-01 предназначен для автоматизированной сортировки пиловочника и имеет возможность его сортировки по диаметрам со сброской в один лесонакопитель бревен различной длины (3,9...6,5 м).

Лесотранспортеры хорошо вписываются в технологические схемы складов сырья деревообрабатывающих и лесоперевалочных предприятий и нижних складов леспромхозов.

Лесотранспортеры имеют повышенную заводскую готовность, что обеспечивает минимум строительно-монтажных работ. Механизмы сброски с приводом от мотор-редукторов, смонтированные на фермах, гарантированно и точно сбрасывают сортименты в заказанные лесонакопители. Складывающиеся траверсы обеспечивают безударное сбрасывание бревен под собственным весом по опущенным рычагам траверс в карманы-лесонакопители. Оба конца бревна при этом начинают движение синхронно, что обеспечивает минимальный разбег торцов бревен и их укладку без перекрещивания и кострения с недостижимой для других конструкций лесотранспортеров точностью укладки бревен.

Траверсы на опорах качения обеспечивают минимальное тяговое усилие на цепи и, следовательно, минимальный расход электроэнергии и повышенную долговечность элементов конструкции. Гидромуфта в приводной станции предохраняет лесотранспортер от перегрузок и от возникновения аварийных ситуаций, гидравлическая натяжка цепи существенно облегчает обслуживание лесотранспортера.

Лесотранспортер ЛТ-182 успешно эксплуатируется при низких температурах до - 40 С^?

Сортировка по диаметрам и длинам осуществляется в автоматическом режиме без участия оператора. Система управления, произведя измерение диаметра и длины, адресует сортимент в определенный накопитель, отслеживает его движение и в положенное время, включает механизм сброски. Система управления производит поштучный и объемный учет отсортированной древесины в целом по лесотранспортеру и по видам сортиментов (по лесонакопителям). Дополнительный пульт позволяет оператору производить сортировку по породам и сортности.

Таблица 8

Техническая характеристика лесотранспортёра ЛТ-182

Технические характеристики	ЛТ-182
Производительность по чистому времени работы, при среднем объеме ассортимента 0,17 м.куб. средней длине его 4,0 м, коэффициенте загрузки 0,6 м.куб./ч	85
Диаметр сортируемых сортиментов, см	от 6 до 60
Длина сортируемых сортиментов, м	от 3,2 до 6,5
Скорость движения тягового органа, м/с	1,2
Количество мест сброски, шт.	16
Длина лесотранспортера (по осям ведущей и ведомой звездочек) для 24 мест сброски, м	75
Мощность установленных электродвигателей, кВт	31
Конструктивная масса, кг	32 000
Распределение мест сброски по длинам сортиментов, шт. - 3,2 - 4,0 м - 4,0 - 5,5 м - 5,5 - 6,5	4 2 10
* Все места сброски для сортиментов длиной 3,9-6,5м

2.2 Годовой, суточный и сменный объём лесного склада по операциям

Определяется суточный и сменный объем по всем операциям технологического процесса нижнего лесного склада.

Следует принимать следующее число дней работы:

а) на выгрузке лесовозного транспорта - равным числу дней на вывозке леса;

б) на обрезке, раскряжевке, сортировке, штабелевке и переработке леса - равным эффективному рабочему времени в году (300…305) дней при шестидневной рабочей неделе;

в) на погрузке лесоматериалов на подвижной состав РЖД - 365 дней. Продолжительность погрузки за подачу - 4 часа.

Количество дней работы на нижнем складе:

N_ниж.ск.=365-N_вых-N_пр-N_рем, дней,

где N_вых - число выходных дней;

N_пр - число праздничных дней;

N_рем - число дней на ремонт (3-5 дней).

N_ниж.ск.=365-101-15-4=245 дней.

Суточный объём Q_сут на разгрузке определяется по формуле:

где N_выв - число дней на вывозке.

Суточный объём на погрузке на подвижной состав РЖД определяется по формуле:

Суточный объём на остальных операциях определяется по формуле:

Сменный объём склада определяется по формуле:

Таблица 9

Объем по операциям

Наименование операций	Объем	Число смен	Объем, м3
	в год, тыс.м3	в сутки, м3
Выгрузка сортиментов	130	557,9	3	186,0
Сортировка лесоматериалов Штабелевка		530,6		176,9
Погрузка		356,2		118,7

2.3 Выход сортиментов

Выход сортиментов деловых и в целом деловой древесины принимается в соответствии с вариантом задания на проект из таблицы 7.

Таблица 10

Выход сортиментов

Наименование сортиментов	Объём сортиментов
	%	м3
Пиловочное бревно	22	28,6
Строительное бревно	14	18,2
Шпальный кряж	10	13,0
Балансовое долготье	15	19,5
Лиственные деловые кряжи	11	14,3
Низкокачественный лес для переработки:
-на тарную дощечку	5	6,5
-на технологическую щепу	10	13,0
-на колотые балансы	5	6,5
Дрова для отопления	8	10,4

2.4 Баланс раскряжёвки хлыстов

В зависимости от состава насаждений и среднего объема хлыста распределяем весь объем раскряжевки хлыстов на деловой лес и низкокачественный лес, которые должны в сумме составлять 100%.



Таблица 11

Баланс раскряжевки хлыстов

Наименование продукции	О б ъ е м
	в год	в сутки	в смену
	тыс.м3	%	м3	м3
Деловой лес Низкокачественный лес Дрова для отопления Итого	93,6 26,0 10,4 130,0	72,0 20,0 8,0 100	382,1 106,1 42,4 530,6	127,4 35,4 14,1 176,9

Для выполнения таблицы 9 (выхода сортиментов) студенту необходимо ознакомиться со стандартами на круглые лесоматериалы. В настоящее время действуют ГОСТ 9463-72 “Лесоматериалы круглые лиственных пород. Размеры и технические требования”, ГОСТ 9462-71 “Лесоматериалы круглые лиственных пород. Размеры и технические требования” и др.

Действуют стандарты на круглые лесоматериалы для экспорта. Ряд видов продукции лесозаготовок регламентируется технологическими условиями.

Таблица 12

Выход сортиментов

Наименование сортиментов	Объем	Длина лесомате-риалов, м	Диа- метр, см	Число сортов
	в год тыс.мз	в сутки мз	%
Лесоматериалы для распиловки: -пиловочное бревно -шпальный кряж Лесоматериалы для лущения: -лиственные деловые кряжи Лесоматериалы для выработки целлюлозы и древесной массы: -балансовое долготье Лесоматериалы для использования в круглом виде: -строительное бревно Итого деловой:
	28,6 13,0	116,7 53,1	22 10	4,0 5,5	14 и более 26 и более	1, 2, 3 1, 2, 3
	14,3	58,4	11	5,0	14 и более	-
	19,5	79,6	15	2,0	10-24	1
	18,2 93,6	74,3 382,1	14 72	6,0	14-24	1, 2
Низкокачественный лес для переработки: -на тарную дощечку -на технологическую щепу -на колотые балансы Дрова для отопления Итого: Всего:	6,5 13,0 6,5 10,4 36,4 130,0	26,5 53,1 26,5 42,4 148,5 530,6	5 10 5 8 28 100	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -

2.5 Выбор оборудования и механизмов для выполнения операции основного потока

С учетом производительности лесного склада, основных технологических операций выбираем оборудование и механизмы по операциям:

-для выгрузки лесовозного транспорта и подачи хлыстов или деревьев в переработку;

-сортировки лесоматериалов;

-штабелевки и погрузки лесоматериалов;

-уборки отходов.

Сортировка лесоматериалов включает погрузку бревен после раскряжевки на сортировочное устройство, транспортирование до места сброски их в лесонакопители. Лесоматериалы должны сортироваться по сортиментам, сортам, породам и размерам.

Сортировка лесоматериалов производится с помощью продольного транспортера ЛТ-182. При помощи сортировочного транспортера все сортименты распределяются и направляются в соответствующие штабеля для складирования и в различные цехи для дополнительной разделки и переработки. Для сброски лесоматериалов в лесонакопители в настоящее время широко применяются бревносбрасыватели. Применение сбрасывателей бревен на сортировочных транспортерах повышает производительность труда примерно в 4 раза и обслуживает транспортер один оператор. При ручной сброске лесоматериалов в лесонакопители число рабочих, необходимых для обслуживания сортировочного транспортера, зависит от дробности сортировки и в среднем устанавливается из расчета один рабочий на два соседних лесонакопителя.

Размеры накопителей при механизированной сброске сортиментов рекомендованы следующие: глубина 1,8…2,5 м, ширина по верху 2,5, по низу 2,3 м. По условиям загрузки кранов грузоподъемностью 7,5…10 т и по правилам техники безопасности лесонакопители должны иметь глубину 1,7…1,8 м и максимально 2 м. Смежные лесонакопители располагаются друг от друга на расстоянии не менее 1,5…2 м.

На штабелевке и погрузке круглых лесоматериалов применяется башенный кран КБ-572. Кран обслуживает бригада из 2…5 человек в составе: крановщика, одного-двух строповщиков и одного-двух штабелевщиков-грузчиков. В последнее время краны начали оборудоваться грейферами для круглого леса, которые позволяют самому крановщику набирать пачку бревен, перемещать ее и укладывать в вагоны РЖД или в штабеля. При работе с грейфером бригада состоит из 1…3 человек. На практике производительность башенных кранов составляет на штабелевке - 400…500 м³/смену и на погрузке - 150…200 м³

Для уборки отходов от раскряжевочных стационарных установок и из цехов применяют серийно выпускаемые скребковые транспортеры марки ТОЦ-12 и ТОЦ-16.

2.6 Расчёт производительности оборудования

А) Крана КБ-572 на выгрузке лесовозного транспорта и штабелёвочно-погрузочных работах:

где T - сменное рабочее время, мин;

f₁ - коэффициент учитывающий использование рабочего времени, 0,75…0,85;

M - грузоподъёмность механизма, м³.

На выгрузке лесовозного транспорта грузоподъёмность механизма равна его рейсовой нагрузке, а на штабелёвочно-погрузочных работах M может быть определена по формуле:

где Q - грузоподъемность механизмов, т, КБ-572 Q=10 т;

Q<...