Проект цеха по переработке круглых лесоматериалов на продукцию при помощи двухэтажных лесопильных рам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

лесопильный древесина торцовка

Реферат

Введение

1. Транспортные устройства на лесопильных складах

2. Технологический расчет

2.1 Составление и расчет поставов на выпиливание обрезных досок

2.2 План раскроя бревен

2.3 Сортовой состав пиломатериалов

2.4 Баланс древесины

3. Выбор, обоснование и расчет оборудования лесопильного цеха

3.1 Лесопильные рамы

3.2 Станки для торцовки и обрезки досок

3.2.1 Торцовочные станки

3.2.2 Обрезные станки

3.3 Оборудование для переработки отходов

3.4 Транспортное оборудование

3.5 Сортировочные установки для пиломатериалов

3.6 Составление заказной спецификации оборудования

4. Разработка технологической схемы лесопильного потока

4.1 Разработка и описание технологического процесса

5. Мероприятия по охране труда в цехе

6. Расчет основных технико-экономических показателей

Заключение по проекту

Список используемой литературы



Реферат

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и двух листов графического материала. Пояснительная записка включает: 34 страниц формата А4, 8 таблиц и 4 источника информации.

ПЛАН РАСКРОЯ, БАЛАНС ДРЕВЕСИНЫ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ И ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ, ПЛАН УЧАСТКА.

Целью курсового проекта является проект цеха по переработке круглых лесоматериалов на продукцию при помощи двухэтажных лесопильных рам модели 2Р75.

Составлены и обоснованы рациональные планы раскроя бревен, составлены баланс древесины. Выбрано технологическое , вспомогательное и транспортное оборудование.

Разработан план четырехрамного двухэтажного цеха на базе лесопильных рам модели 2Р75.



Введение

Ни одна отрасль не обходиться без использования древесины. Поэтому деревообрабатывающая отрасль играет огромную роль в экономике страны.

Распиловка бревен на пиломатериалы - первая технологическая опреация механической обработки древесины. В результате выполнения этой операции получают (брусья, доски, бруски, заготовки), которые широко используются в изготовлении строительных материалов и изделий, мебели, тары, музыкальных инструментов.

Одним из главных направлений повышения эффективности лесопильного производства является рациональное и комплексное использование древесного сырья с целью получения наибольшого объемного выхода спецификационных пиломатериалов высокого качества.

От, того как рационально используется пиловочное сырье на первой стадии механической обработки, в значительной степени зависит эффективность всего лесопильно-деревообрабатывающего производства.

Целью данного проекта является освоение методик рационального раскроя бревен, преобретение навыков организации лесопильного производства.



1. Транспортные устройства на лесопильных складах

Выбор грузоподъемного и транспортного оборудования для выгрузки и штабелирования бревен и для других работ зависит от конкретных условий, в том числе от объема переработки сырья на лесопильном предприятии, от площади склада и способов доставки сырья на завод.

На складах с большим грузооборотом могут применяться кабельные, мостокабельные, портальные и мостовые краны.

На складе храниться трех-четырехмесячный запас, поэтому объемы работ сравнительно невелики, и наиболее приемлемыми на таких заводах являются козловые, башенные краны и колесные лесопогрузчики. Можно применять также стреловые краны на железнодорожном или автомобильном ходу.

Козловые краны бывают бесконсольными и консольными. На складах сырья применяют консольно-козловые краны общего назначения ( ККУ-7,5, ККС-10) или специальные краны для лесных складов ( ККЛ-8, ККЛ-12,5 и др.)

Для выгрузки и штабелирования бревен на складах используют башеные краны БКСМ-14ПМ2, КБ-572А.

Для захвата пачки бревен могут использоваться канатные стропы или грейферы, например вибромоторные грейферы ВМГ-5 или ВМГ-10м.

Перспективным направлением совершенствования работ на складах сырья является использование колесных лесопогрузчиков. Промышленность выпускает много моделей автопогрузчиков. Например, лесопогрузчик ЛТ-142-12,5, «Амкадор 352Л».

Для выгрузки бревен применяют также краны на специальных колесных шасси с приводом от двигателя, размещенного на поворотной площадке, например автомобильный кран КС-2561Д на шасси автомобиля ЗИЛ-130.

Кроме кранов и лесопогрузчиков, которые используются на складах в качестве грузоподъемного и транспортного оборудования, для перемещения бревен применяют цепные конвейеры - продольные и поперечные. На складах применяют продольные цепные конвейеры Б-22У-1, Б-22-3, БА-40, БА-60 и др.

Для разборки пачек лесоматериалов и поштучной подачи бревен на продольные конвейеры применяют загрузочные устройства, например разобчитель бревен ЛТ-80. Если необходимо осуществить разворот бревен, например вершинным диаметром подать на распиловку, то применяют специальные разворотные устройства ЛТ-90 и УРБ-1175.



2. Технологический раздел

2.1 Составление и расчет поставов на выпиливание обрезных досок

Составление плана раскроя брёвен на пиломатериалы начинают с составления рациональных поставов для распиловки брёвен, размеры которых указаны в спецификации сырья, на пиломатериалы, размеры указаны в соответствующей спецификации.

Составление и расчёт постава покажем на примере для бревна диаметром d=38см,длиной L=6м и сбегом c=0,82.

По спецификации необходимы доски шириной 250мм.

Постав для 1-го прохода

С учетом спецификации выбираем толщину бруса 250мм ( это соответствует 0,658d, т.е. в границах рекомендованных правил составления постава). По табл.1 [2] дополнения определяем количество досок, которые выпиливаются в первом проходе, за брусом (по 2 доски с каждой стороны).

Определяем номер графика Батина М.А., по которым определим толщину соответствующих досок:

N = (m + 1) - n (2.1)

где N - номер графика;

m - общее количество пар досок в поставе;

n - порядковый номер доски от центра торца доски.

N₂ = (3+1) - 2 = 2;

N₃ = (3+1) - 3 = 1.

Определяем расстояние от центра постава до внутренней пласти доски:

для 2-ой доски:

С₂ = 1/2(h_б + y_б) + S = 1/2(250 + 6,2) +3,6 = 131,7мм

где h_б - номинальная толщина бруса, мм;

y_б - припуск на усушку бруса по толщине, мм. По табл.3[2];

S - ширина пропила, мм. Для рамных пил принимается S = 3,6мм.

По графику №2 определяем толщину второй доски а₂ = 32мм, у₂ = 1,0мм.

для 3-й доски:

С₃ = С₂ + (а₂ + y₂ + S) = 131,7+(32+1,0+3,6) = 168,3 мм

По графику №1 определяем толщину третей доски а₃ = 25мм.

Таким образом постав 1-го прохода имеет вид: 25-32-250-32-25

Общая ширина этого поставка Е_п1:

Е_п1 = (250 + 6,2) + 2(32 + 1,0 + 3,6) + 2(25 + 0,8 + 3,6) = 388,2 = 1,02d - т.е. охват диаметра поставом отвечает требованиям рационального раскроя.

Постав для 2-го прохода

Определим ширину пласти бруса В_б:

В_б = = = 280,6мм

В постав для распиловки пласти бруса с учетом спецификации пиломатериалов и наилучшего использования этой пласти включаем 3 доски толщиной 60мм и 2 доски по 40мм.

Тогда ширина этого постава (60+1,8)+2(60+1,8+3,6)+2(40+1,2+3,6) = 282,2мм

Отметим, что можно выпиливать обрезные доски с обзолом. В соответствии с СТБ 1713-2007 «Пиломатериалы хвойных пород» для досок 1-го сорта допускается ширина обзола 5мм, протяженностью до 20% от длины доски. В нашем случае ширина обзола (282,2-280,6)/2 = 0,8мм. Таким образом выбранный постав соответствует условиям СТБ.

По табл. 1[2] установим количество досок, которые выпиливаются с боковой зоны бревна, за пластью бруса (по 2 доски с каждой стороны) и определим от центра до внутренней пласти доски :

С₄ = 1/2 * 282,2 + 3,6 = 144,7мм

По графику N = (5+1) - 4 = 2 определяем толщину а₄ = 25мм, у₄ = 0,8мм.

С₅ = С₄ + (а₄ + y₄ + S) = 144,7+(25+0,8+3,6) = 174,1 мм

По графику N = (5+1) - 5 = 1 определяем толщину а₅ = 22мм, но т.к. по спецификации не требуются доски такой толщины, принимаем а₅ = 25мм.

Тогда постав 2-го прохода имеет вид: 25-25-40-60-60-60-40-25-25

Общая ширина этого поставка Е_п2:

Е_п2 = (60 + 1,8) + 2(60 + 1,8 + 3,6) + 2(40 + 1,2 + 3,6) + 4(25 + 0,8 +3,6) = 399,8 = 1,05d - т.е. охват диаметра поставом отвечает требованиям рационального раскроя.

Для расчета постава определим диаметр в комлевом торце бревна D:

D = d + c*L (2.2)

где d - диаметр бревна, см;

с - сбег бревна, см/м. По табл. 4[3] дополнения с = 1,19 см/м;

L - длина бревна, м. Согласно спецификации L = 6м.

D = 38 + 1,19*6 = 45,14см

Определим ширину пифагорической зоны Е_кр = 339мм, по табл. 5[2]

Определим расстояние между симметричными пропилами, используя табл.3[2]:

1-й проход: Е₁ = 256,2мм; Е₂ = Е₁ + 73,2 = 329,4мм; Е₃ = Е₂ + 58,8 = 388,2мм.

2-й проход: Е₁ = 61,8мм; Е₂ = Е₁ + 130,8 = 192,6мм; Е₃ = Е₂ + 89,6 = 282,2мм; Е₄ = Е₃ + 58,8 = 341мм; Е₅ = Е₄ + 58,8 = 399,8мм.

Отметим что в 1-м проходе Е₃ > Е_кр и во 2-м проходе Е₄ > Е_кр , Е₅ > Е_кр , следовательно доски а₃, а₄, а₅ будут укороченные.

Определяем ширину досок в 1-м проходе

Боковые доски толщиной 32мм входят в пифагорическую зону, т.к. Е₂ < Е_кр и их ширина равна:

b₂ = = = 189,46мм

Принимаем стандартную ширину доски с учетом спецификации b₂ = 150мм.

Объем боковых досок V = 0,032*0,150*6*2 = 0,0576м³.

Крайние доски в 1-м проходе, толщиной 25мм, находятся в параболической зоне, т.к. Е₃ > Е_кр и они должны быть укороченные.

Определим их оптимальную ширину:

b₂ = = = 133 мм

Принимаем стандартную ширину с учетом спецификации b₃ = 125мм, с учетом усушки b_3(р) = 128,4мм. Для определения длины досок необходимо знать расчетный диаметр. Находим его по формуле:

d_(р) = = = 408,9мм

Тогда длина этих досок равна:

l = (D - d_р)/с = (45,14-40,89)/1,19 = 3,57м

Принимаем ближайшую стандартную длину l = 3,5м.

Объем этих досок V = 0,025*0,125*3,5*2 = 0,0219м³.

Во 2-м проходе ширина досок толщиной 60 и 40мм, выпиливаемых с пласти бруса, будет равна толщине бруса, т.е. 250мм.

Их объемы V = 0,060*0,250*6*3 = 0,27м³

V = 0,040*0,250*6*2 = 0,12м³.

Крайние доски во 2-м проходе толщиной 25мм, находятся в параболической зоне (т.к. Е₄ > Е_кр и Е₅ > Е_кр), должны быть укороченные.

Определим их оптимальную ширину:

b₄ = = = 170,8мм;

b₅ = = = 121мм.

Принимаем стандартную ширину с учетом спецификации b₄ = 200 мм и b₄= 100мм, с учетом усушки b_4(р) = 204,9мм и b_4(р) = 102,8мм . Для определения длины досок необходимо знать расчетный диаметр. Находим его по формуле:

d_(р) = = = 397,8мм

d_(р) = = = 412,8мм

Тогда длина этих досок равна:

l = (D - d_р)/с = (45,14-39,78)/1,19 = 4,5м;

l = (D - d_р)/с = (45,14-41,28)/1,19 = 3,25м.

Принимаем ближайшую стандартную длину l = 4,5 и 3,25м.

Объем этих досок V = 0,025*0,200*4,5*2 = 0,045м³;

V = 0,025*0,100*3,25*2 = 0,01625м³.

Общий объем обрезных досок:

V_д = 0,0576 + 0,0219 + 0,27 + 0,12 + 0,045 + 0,01625 = 0,53075м³.

Объемный выход пиломатериалов составит:

з = 100*( V_д/ V_бр) = 100*(0,53075/0,82) = 64,73%.

Остальные поставы и расчет произведем на ЭВМ с занесением данных сразу в таблицу 2.1( «Ведомость расчета поставов»).

Таблица 2.1 - Ведомость расчета поставов

Размеры бревен	Постав	Расстояние между пластями досак,мм	Размеры досак стандартные	Количество досок	Объем досак, м3	з,%
			толщина, мм	ширина, мм	длина, м
d = 38см L = 6м V=0,82м3	250/1- 32/2- 25/2	256,2	250	280,6	-	-	-
		329,4	32	150	6	2	0,0576
		388,2	25	125	3,5	2	0,0219
	60/3- 40/2- 25/4	61,8	60	250	6	1	0,09
		192,6	60	250	6	2	0,18
		282,2	40	250	6	2	0,12
		341	25	200	4,5	2	0,045
		399,8	25	100	3,25	2	0,01625
Всего		0,53075	64,73
d = 30см L = 6м V=0,52м3	175/1- 25/4	179,4	175	240,5	-	-	-
		238,2	25	175	6	2	0,0525
		297	25	125	3,5	2	0,021875
	60/2- 50/2- 25/2	127,27	60	175	6	2	0,126
		237,51	50	175	6	2	0,105
		296,31	25	75	5,25	2	0,01969
Всего		0,325065	62,51
d = 20см L = 6м V=0,23м3	125/1- 25/2	128,4	125	153,3	-	-	-
		187,2	25	75	5,5	2	0,020625
	60/2- 25/2	127,2	60	125	6	2	0,09
		186	25	75	5,75	2	0,021562
Всего		0,132187	57,5



2.2 План раскроя бревен

Для составления плана раскроя сначала определим объем сырья, необходимый для выпиливания 1000м³ пиломатериалов.

Средний выход обрезных досок при раскрое бревен диаметром 20, 30 и 38см определим по формуле 2[2]:

з_ср. = (2.3)

где з₁, з₂, з₃ - объемный выход досок по каждому поставу, %;

Р₁, Р₂, Р₃ - доля бревен соответствующих диаметров по спецификации, %.

з_ср. = = 61,59%

Тогда общий объем сырья для выпиливания 1000м³ досок, определим по формуле 1[2]:

В = (1000/ з_ср.) *100 (2.4)

В = (1000/61,59)*100 = 1623,6м³

Определим объем бревен каждого диаметра, по формуле 3[2]:

В_i = B*P_i /100 (2.5)

В₁ = 1623,6*25/100 = 405,9м³;

В₂ = 1623,6*60/100 = 974,2м³;

В₃ = 1623,6*15/100 = 243,5м³.

Определим количество таких бревен (штук) с учетом объема соответствующего диаметра, по формуле 4[2]:



N_i = B_i /V_i (2.6)

N₁ = 405,9/0,23 = 1765 шт.;

N₂ = 974,2/0,52 = 1874 шт.;

N₃ = 243,5/0,82 = 297 шт.

Результаты распределения бревен приведем в таблице 2.2 («Распределение бревен»)

Таблица 2.2 - Распределение бревен

Характеристика бревен	Доля бревен в общем объеме, %	Количество бревен
d, см	L, м	V, м3		м3	штук
20	6	0,23	25	405,9	1765
30	6	0,52	60	974,2	1874
38	6	0,82	15	243,5	297
Всего	10	1623,6	3936

План раскроя бревен представлен в таблице 2.3 («План раскроя бревен»)

Таблица 2.3 - План раскроя бревен

№ постава	Диаметр бревна, см	Количество бревен, распиливаемых по поставу	Размеры выпиливаемых досок	Всего досок, м3
			25 х 75	25 х 100	25 х 125	60 х 125	32 х 150	25 х 175	50 х 175	60 х 175	25 х 200	40 х 250	60 х 250
		шт.	м3	Объем досак, выпиливаемых со всех бревен, м3
1	20	1765	405,9	74,5			158,85								233,35
2	30	1874	974,2	36,9		41,04			98,4	196,77	236,1				609,21
3	38	297	243,5		4,81	6,5		17,11				13,36	36,64	80,19	157,61
Всего	1623,6	111,4	4,81	47,54	158,85	17,11	98,4	196,77	236,1	13,36	36,64	80,19	1000,17

Фактический объемный выход по плану раскроя определяется по формуле:



з_пл.р. = А_пл.р./В · 100 (2.7)

з_пл.р. = 1000,17/1623,6 · 100 = 61,6 %.

2.3 Сортовой состав пиломатериалов

Сортовой состав пиломатериалов нужно знать для того, чтобы можно было рассчитать экономические показатели и выбрать наиболее эффективные направления дальнейшего использования досок в зависимости от их качества.

Расчет сортового состава пиломатериалов выполним на ЭВМ с занесением данных в таблицу 2.4 («По сортовой состав пиломатериалов»)

Таблица 2.4 - По сортовой состав пиломатериалов

Сорт пиломатериала	Всего
0	І	ІІ	ІІІ	ІV
из средних бревен, %
7,24	23,82	26,86	28,38	13,70	100
из крупных бревен, %
9,51	21,58	21,07	28,77	19,07	100
Среднее значение по спецификации, %
8,94	22,14	22,52	28,67	17,73	100
Распределение пиломатериалов получаемых по плану раскроя, м3
89,43	221,43	225,2	286,77	177,34	1000,17

2.4 Баланс древесины

При распиловке бревен получают обрезные пиломатериалы, кусковые отходы (горбыли, рейки и отрезки) и опилки. Кроме того, часть древесины затрачивается на усушку и потери.

Расчет баланса древесины произведем на ЭВМ с занесением данных в таблицу 2.5(«Баланс древесины по поставу») и 2.6 («Баланс древесины по плану раскроя»)

Таблица 2.5 - Баланс древесины по поставу

Название продукции, отходов и потерь	Количество
	м3	%
Продукция обрезные доски	0,5306	64,73
Отходы, всего в том числе: опилки кусковые отходы	0,2467 0,0927 0,14	30,07 11,3 18,77
Потери, всего в том числе: усушка распыл	0,0423 0,03 0,0123	5,2 3,7 1,5
Всего	0,82	100

Таблица 2.6 - Баланс древесины по плану раскроя

Название продукции, отходов и потерь	Количество
	м3	%
Продукция, всего: в том числе: обрезные доски технологическая щепа	1324,86 1000,14 324,72	81,6 61,6 20
Отходы, всего в том числе: опилки мелкие опилки	214,34 183,5 30,84	13,2 11,3 1,9
Потери, всего в том числе: усушка распыл	84,4 60 24,4	5,2 3,7 1,5
Всего	1623,6	100



3. Выбор, обоснование и расчет оборудования лесопильного цеха

3.1 Лесопильные рамы

Основными техническими характеристиками лесопильных рам являются: просвет пильной рамки В, мм; высота хода пильной рамки Н, мм; частота вращения коленчатого вала n, об/мин; посылка Д, мм; производительность П.

Модель лесопильной рамы выбирают по величине просвета пильной рамки, по формуле:

В = d_max +cL +2e (3.1)

где d_max - диаметр наиболее толстого бревна по спецификации, см. d_max = 38см;

L - длина бревна по спецификации, м. L = 6м;

с - сбег бревна, см/м. По табл. 4 [3] приложения с = 1,19см/м;

е - зазор между стойками пильной рамки и бревном с каждой стороны, см. е = 5см.

В = 38 + 1,19*6 + 2*5 = 55,14см = 551,4мм

По техническим характеристикам табл.8 [3] приложения для двухэтажных цехов принимаем лесопильную раму 2Р75, ширина просвета которой составляет 750мм. При этом для распиловки бревен в первом проходе выбираем лесопильную раму 2Р75-1, а во втором - 2Р75-2.

Сменная производительность лесопильной рамы определяется по формуле 5 [1]:

П = K_т K_i (3.2)



где Д_i - посылка при распиловке бревна i-го диаметра, мм;

n - частота вращения коленчатого вала, мин^-1. По табл.8 [3], n = 325 мин^-1;

Т - продолжительность смены, мин. Принимаем Т = 480 мин;

q_i - объем i-го бревна, м³;

L_i - длина итого бревна, м. По спецификации длина всех бревен L = 6м;

К_т - коэффициент использования рабочего времени;

К_i - коэффициент использования лесопильного потока при распиловке бревна i-го диаметра.

Величину посылки для первого прохода выбирают, по табл.10 [3] приложения, в зависимости от диаметра бревна и количества пил (пропилов). Величину посылки для второго прохода выбирают, по табл.11 [3] приложения, в зависимости от толщины бруса и количества пил.

Для бревна диаметром 20см: І проход - Д = 40мм; ІІ проход - Д = 45мм. Для обеспечения синхронной работы лесопильного потока за расчетную посылку принимаем меньшую, т.е. Д = 40мм.

Для бревна диаметром 30см: І проход - Д = 30мм; ІІ проход - Д = 41мм. Принимаем для расчета Д = 30мм.

Для бревна диаметром 38см: І проход - Д = 25мм; ІІ проход - Д = 32мм. Принимаем для расчета Д = 25мм.

Определяем продолжительность распиловки бревна t_р (сек) по формуле:

t_р = 1000·(60L_i /Д_i n) (3.3)

Для бревна диаметром 20см: t_р = 1000·(60·6/40·325) = 27,7 с

Для бревна диаметром 30см: t_р = 1000·(60·6/30·325) = 36,9 с

Для бревна диаметром 38см: t_р = 1000·(60·6/25·325) = 44,3 с

Определим коэффициент использования рабочего времени, по формуле 6 [2]:

К_т = (Т - (Т₁ + Т₂))·К_с·К_м/Т (3.4)

где Т₁, Т₂ - соответственно продолжительность обслуживания рабочего места и продолжительность отдыха и использования личных нужд, мин;

К_с - коэффициент учитывающий влияния подготовки сырья к распиловке. При наличии запаса сырья К_с = 0,94;

К_м - Коэффициент учитывающий механизацию дополнительных операций. Для потока с двухэтажными лесопильными рамами К_м = 1.

Для двухэтажных лесопильных рам регламентированы потери рабочего времени Т₁ = 10,9мин, Т₂ = 19,0 мин.

К_т = (480 - (10,9 + 19,0)·0,94·1/480 = 0,881

Коэффициент использования лесопильного потока в зависимости от диаметра, способа и продолжительности распиловки выбирают по табл.13 [3] приложения:

d = 20см, t_р = 27,7с : К_и = 0,812;

d = 30см, t_р = 36,9с : К_и = 0,851;

d = 38см, t_р = 44,3с : К_и = 0,869.

Сменная производительность по пропущенному сырью:

d = 20см : П_пр. = ·0,881·0,812 = 171,1м³;

d = 30см : П_пр. = ·0,881·0,851 = 304,1м³;

d = 20см : П_пр. = ·0,881·0,869 = 408,1м³.

Сменная производительность по распиленному сырью:

d = 20см : П_р. = П_пр./2 = 171,1/2 = 85,55м³;

d = 30см : П_р. = П_пр./2 = 304,1/2 = 152,05м³;

d = 20см : П_р. = П_пр./2 = 408,1/2 = 204,05м³.

В табл.3.1 представлен расчет загрузки лесопильных рам



Таблица 3.1 - Расчет загрузки лесопильных рам

Номер постава	Диаметр бревна,см/ толщина бруса, мм	Количество пил в поставе	Количество бревен, которое распиливается	Величина посылки, мм
		І пра-ход	ІІ пра- ход	с брусовкой	по инструкции	расчетная
				шт.	м3	І пра-ход	ІІ пра-ход	І пра-ход	ІІ пра-ход
1	20/125	4	5	1765	405,9	40	45	40	40
2	30/175	6	7	1874	974,2	30	41	30	30
3	38/250	6	10	297	243,5	25	32	25	25

Таблица 3.2

Протяженность распиловки бревна tр, с	Коэффициент использования потока, Ки	Сменная производительность лесопильной рамы, шт. бр.	Требуемое количество рама - смен	Загрузка лесопильных рам в рама - сменах
		І праход	ІІ праход	І праход	ІІ праход	І поток	ІІ поток
						модель л/рамы І ряда	модель л/рамы ІІ ряда	модель л/рамы І ряда	модель л/рамы ІІ ряда
27,7	0,812	744	744	2,4	2,4	2,4	2,4	-	-
36,9	0,851	585	585	3,2	3,2	0,1	0,1	3,1	3,1
44,3	0,869	498	498	0,6	0,6	0,6	0,6	-	-
Вместе	6,2	6,2
Всего	12,4

3.2 Станки для торцовки и обрезки досок

3.2.1 Торцовочные станки

В лесопильном цехе выполняют предварительную торцовку досок. При этом вырезают дефектные места (гнили, горбыльные части, крупные сучки и т.д.). Для предварительной торцовки применяют педальные торцовочные станки. Принимаем решение использовать торцовочный станок модели ЦКБ40-01.

Определим количество досок, которые поступят на торцовку от лесопильных рам за смену. Для этого рассчитаем производительность лесопильных рам, по распиленному сырью) при условии их безостановочной работы, т.е. при К_и·К_т = 0,98. Результаты расчета производительности лесопильных рам приведем в табл. 3.2. Отметим, что количество досок выпиливаемых с одного бревна по каждому поставу, принимаем из табл. 2.1 [ПЗ].

Таблица 3.2 - Количество досок, поступающих на торцовку (обрезку)

№ постава	Количество досок с одного постава	Сменная производительность лесорамы при Ки·Кт = 0,98	Сменная производительность лесорам, шт. досок
	І праход	ІІ праход		І поток	ІІ поток
	необр.	обр.	необр.	шт. бр.	м3	л/р №1	л/р №2	л/р №3	л/р №4
						необр.	обр.	необр.	необр.	обр.	необр.
1	2	2	2	1019	234,4	2038	2038	2038
2	4	4	2	764	397,3	3056	3056	1528	3056	3056	1528
3	4	5	4	637	522,4	2548	3185	2548

Из табл. 3.2 видно, что наибольшее количество досок поступает на торцовку при распиливании бревен диаметром 38см на первом потоке и бревен диаметром 30 см на втором потоке: N₁ = 2548 + 2548 = 5096 шт. и N₂ = 3056 + 1528 = 4584 шт.

Определяем сменную производительность торцовочного станка ЦКБ40-01 по формуле 11 [2]:

П_т = N_пр.·Т·К (3.5)

где N_пр. - пропускная способность станка, шт./мин. По рекомендациям N_пр. = 14;

Т - продолжительность смены, мин. Принимаем Т = 480мин;

К - коэффициент использования рабочего времени. К = 0,7 - 0,75.

П_т = 14·480·0,7 = 5040 штук.

Определим количество станков в потоке:

n₁ = N₁/П_т = 5096/5040 = 1,01 шт.

n₂ = N₂/П_т = 4584/5040 = 0,91 шт.

Принимаем один станок в потоке, с коэффициентом загрузки 1,01 и 0,91.

3.2.2 Обрезные станки

Необрезные доски после лесопильных рам или после торцовки поступают на участок обрезки. Для обрезки будем использовать круглопильные обрезные станки Ц2Д-7А.

Из табл. 3.2 [ПЗ] определим максимальное количество необрезных досок, которые поступят на линию обрезки с каждого потока: N₁ = 5096 шт. и N₁ = 4584 шт.

Определим сменную производительность обрезного станка по формуле 12 [3]:

П_обр. = U·T·K/l (3.6)

где U - скорость подачи, м/мин. По табл. 21 [2] приложения U = 100 м/мин;

Т - продолжительность смены, мин. Принимаем Т = 480 мин;

К - коэффициент использования станка. К = 0,55 - 0,65.

l - длина доскок, м. Принимаем равную длине бревна l = 6м.

П_обр. = 100·480·0,65/6 = 5200 штук

Определим количество станков в потоке:

n₁ = N₁/П_обр = 5096/5200 = 0,98 шт.

n₂ = N₂/П_обр = 4584/5200 = 0,88 шт.

Принимаем два станка, с коэффициентом загрузки 0,98 и 0,88 соответственно.

3.3 Оборудование для переработки отходов

Кусковые отходы (опилки, рейки, обрезки) перерабатывают на технологическую щепу. Для этого применяют рубительные машины. Сортировка технологической щепы производится на сортировочных устройствах.

Количество рубильных машин, которые необходимо установить в лесопильном цехе, определяется по формуле 13 [2]:

m = П·Р_к/100·П_р.м. (3.7)

где П - наибольшая сменная производительность лесоцеха при К_и·К_т = 0,98, м³;

Р_к - количество кусковых отходов по балансу древесины, %;

П_р.м. - сменная производительность рубительной машины, м³.

Результаты расчета сменной производительности по каждому поставу приведены в табл. 3.2 [ПЗ]. По данным таблицы видно, что наибольшая производительность лесорамы при распиловке бревен диаметром 38см. Она составит П = 522,4 м³.

Количество отходов, которые поступают на измельчение, определим с учетом результатов расчета баланса древесины при распиловке, которые приведены в табл. 2.5 [ПЗ]. Р_к = 17,06 %

По табл. 22 [2] приложения выбираем рубительную машину МРН-40-1, производительность которой составляет 40 м³ в час, значит за смену:

П_р.м. = П_ч.·Т·К (3.8)

где П_ч. = 40 м³ - производительность рубительной машины за час;

Т = 8 часов - продолжительность смены;

К = 0,8 - коэффициент использования рабочего времени.

П_р.м. = 40·8·0,8 = 256 м³.

Тогда количество рубительных машин в цехе составит:

m = 2•(522,4·17,06 /100·256) = 0,7

Принимаем к установке одну рубительную машину с коэффициентом загрузки К_з. = 0,7.

По табл. 23 [2] приложения выбираем сортировальную установку для щепы СЩ-140 производительность которой по насыпному объему составляет 140 м³ в час.

Рубительная машина МРН40-1 имеет производительность в плотном объеме 40м³ в час, а по насыпному объему 40·2,7 = 108 м³ в час (с учетом коэффициента разрыхления для щепы К_р = 2,7).

Значит, безостановочное сортирование щепы от одной рубительной машины МРН40-01 обеспечит одна сортировальная установка СЩ-140.

3.4 Транспортное оборудование

В лесопильном цехе для перемещения сырья, пилопродукции и отходов используют: продольные и поперечные цепные конвейеры, ленточные и роликовые конвейеры.

Продольные цепные конвейеры используются для подачи бревен в цех. Принимаем решение использовать цепной конвейер БА-40. Определим часовую производительность конвейера по формуле 14 [2]:

П_к = · К₁ · К₂ (3.9)

где V - скорость движения цепи конвейера, м/с. По технической характеристике конвейера, приведенной в табл.22 [3] приложения, V = 0,8 м/с;

L - средняя длина бревна, м. По спецификации L = 6 м;

К₁ - коэффициент использования рабочего времени. К₁ = 0,6 - 0,7;

К₂ - коэффициент использования тягового органа. К₂ = 0,75 - 0,85.

П_к = · 0,6 · 0,8 = 276 бревен.

Очевидно, что наибольшая производительность лесопильной рамы будет при распиловке бревен диаметром 20 см. Определим часовую производительность лесопильной рамы при максимальной ее загрузки, т.е. К_и·К_т = 1:

П = ((40 · 325 · 60)/6) · 1 = 130 бревен

Таким образом, два потока будут распиливать 260 бревен в час и конвейер обеспечивает непрерывную работу цеха.

Для перемещения досок и кусковых отходов используются поперечные цепные конвейеры. Принимаем решение использовать цепной конвейер ТЦП-5. Определим часовую производительность конвейера по формуле 15 [2]:

П_к = · К₁ · К₂ (3.10)

где V - скорость движения цепи конвейера, м/с. По технической характеристике конвейера, приведенной в табл.23 [3] приложения, V = 0,5 м/с;

b - средняя ширина досок, м.;

К₁ - коэффициент использования рабочего времени. К₁ = 0,6 - 0,7;

К₂ - коэффициент использования тягового органа. К₂ = 0,6 - 0,7.

Исходя из данных табл. 3.2 [ПЗ] видно, что сменная производительность по количеству выпиливаемых досок больше при распиловке бревна диаметром 38 см. Определим часовую производительность потока при максимальной загрузке, т.е. К_и·К_т = 1:

П = (25·325·60/1000·6)·1 = 81 бревен в час

Следовательно поток распиливает П = 81 бревен в час или N = 81·13 = 1053 досок в час.

В итоге с потока будет выходить 2106 досок в час. Для этого постава средняя ширина досок составляет b = 0,2 м.

П_к = · 0,6 · 0,6 = 3240 досок в час.

Следовательно конвейер будет обеспечивать безостановочную работу.

Ленточные конвейеры применяют для перемещения штучных материалов (досок, горбылей, реек), а также сыпучих материалов (опилок, щепы). Производительность ленточного конвейера при перемещении штучных материалов определяется так же как и производительность продольного цепного конвейера. Принимаем решение использовать роликовый конвейер ПРД 75-1.

Определим модель ленточного конвейера для удаления щепы от рубительной машины МРН-40-1. Производительность этой рубительной машины по техни-ческой характеристике составляет 40 м³ плотных. С учетом коэффициента разрыхления щепы К_р = 2,7 производительность ее будет:

П_рм = 2,7·40 = 108 м³ сыпучих

Скорость движения ленты принимаем V = 1,5 м/с, тогда ширина ленты конвейера по формуле 17 [2]:

где П - производительность конвейера ( количество опилок или щепы, которые необходимо удалить из цеха в чпс), м³;

V - скорость движения ленты конвейера, м/с;

ц - угол сыпучести опилок или щепы, ц = 40°;

К_н - коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, К_н = 0,85 - 1,0;

К_к - коэффициент использования ленты конвейера, К_к = 0,8.

= 0,55 м

Принимаем, по табл. 23 [3] приложения, ленточный конвейер КСЛ 6540-60 с шириной ленты 650 мм.

3.5 Сортировочные установки для пиломатериалов

На лесопильных предприятиях для сортировки досок применяют сортировочные конвейеры ТСП-3 и ТСП-4 с ручной укладкой досок.

Определим дробность сортировки, т.е. количество групп, на которые распре-деляют пиломатериалы, находят по формуле:

m = A · r · s · l · K + R (3.12)

где А - коэффициент, учитывающий средний диаметр распиливаемых бревен. А = 8 для диаметра 26см и более;

r - количество эффективных лесорам в цехе;

s и ? - количество групп, на которые делят доски соответственно по сортам и по длине;

К - коэффициент повторения размеров. Для двух потоков К = 0,9;

R - резервные места. R = 1 - 2 на каждую эффективную раму.

По спецификации средний диаметр бревен 30 см, распиливаются в 4-рамном лесоцехе. В цехе в обоих потоках лесорамы работают только с брусовкой. Доски распределяются по размерам поперечного сечения и на две группы по качеству. Пакеты досок располагают по обе стороны конвейера.

m = 8·2·2·1·0,9 + 2 = 30,8.

Таким образом, модель сортировочной установки будет ПCП-30.

Найдем длину участка распределения досок по формуле:



?_р = ma/2 (3.13)

где а - длина участка для размещения одного пакета. По рекомендациям а = 1,8 - 2м

?_р = 30,2·2/2 = 30,2 м.

Определим производительность сортировочной установки по формуле 18 [2]:

где V - скорость распределительного конвейера. Принимаем согласно рекомендациям V = 0,42 м/с;

Т - Продолжительность смены, мин. Принимаем Т = 480 мин;

К - Коэффициент использования рабочего времени. К = 0,6 - 0,7;

а - расстояние между упорами. Согласно рекомендациям а = 0,84 м.

В п. 3.4 [ПЗ] было установлена часовая производительность, следовательно за смену N = 2106·8 = 16848 досок.

Тогда количество сортировочных установок:

n = П_лр./П_с.у. = 16848/10080 = 1,68

Принимаем две установки с коэффициентом загрузки 0,84.

3.6 Составление заказной спецификации оборудования

По результатам выполненных расчётов составляем заказную спецификацию оборудования, табл.3.3.



Таблица 3.3 - Спецификация оборудования

Позиция	Название и техническая характеристика оборудования; завод изготовитель	Тип, марка оборудования	Коли-чество	Установленая мощность, кВт	Масса, кг
1	2	3	4	5	6
	Продольный цепной конвейер: наибольший диаметр бревна - 40 см; наибольший угол наклона к горизонту - 22°.; скорость движения цепи - 0,8 м/с; Кировский станкостроительный завод	БА-40	2	10	3850
	Сбрасыватель бревен	СБр 75-1	2
	Накопительная площадка		2
	Впередирамная тележка	ПРТ8-2	2
	Лесопильная рама первого ряда Наибольший диаметр бревен 52 см, длина 3-7,7 м. Наименьшая толщина доски 19 мм, частота вращения коленчатого вала - 325 мин-1	2Р75-1А	2	128,7	18000
	Роликовый конвейер за лесорамой первого ряда. Наибольшая/наименьшая длина доски - 3,7 - 7,5 м Наибольшая /наименьшая ширина доски - 650/100 мм. Россия, г. Вологда, ОАО «Северный коммунар»	ПРД 75-1	2	5,5	3780
	Брусопереккладчик с гидроподъемом секций Наибольшая/наименьшая длина бруса - 3,7 - 7,5 м Наибольшая /наименьшая ширина бруса - 650/100 мм. Россия, г. Вологда, ОАО «Северный коммунар»	БРП-75-1	2	4	1680
	Роликовый конвейер перед лесорамой второго ряда. Наибольшая/наименьшая длина доски - 3 - 7,5 м Наибольшая /наименьшая ширина доски - 400/80 мм. Россия, г. Вологда, ОАО «Северный коммунар»	ПРДВ 75-1	2	8,12	2900
	Лесопильная рама второго ряда Наибольший диаметр бревен 52 см, длина 3-7,5 м. Наименьшая толщина бруса /доски 19/40 мм, частота вращения коленчатого вала - 325 мин-1	2Р75-2А	2	121,1	17600
	Роликовый конвейер за лесорамой второго ряда. Наибольшая/наименьшая длина доски - 3 - 7,5 м Наибольшая /наименьшая ширина доски - 400/80 мм. Россия, г. Вологда, ОАО «Северный коммунар»	ПРДП 75-1	2	4	2200
	Поперечный цепной конвейер. Скрость движения цепей 0,5 м/с. Россия, г. Ярослпвль ООО «Техномаш»	ТЦП-5	4	4	1200
	Навесной роликовый конвейер Наибольшая/наименьшая длина доски - 3 - 7,5 м Наибольшая /наименьшая ширина доски - 320/80 мм. Россия, г. Вологда, ОАО «Северный коммунар»	ПРДН 75-1	2	4	1500
	Обрезной станок. Размеры распиливаемого материала: ширина - 60-500 мм, толщина - 13-100 мм, длина - 1,-7,5 м. скорость подачи - 100 м/с. Россия, Вологодский станкостроите-льный завод	Ц2Д-7А	2	53	4250
	Поперечный цепной конвеер для перемещения реек. Скрость движения цепей 0,5 м/с.Россия, г. Ярослпвль ООО «Техномаш»	ТЦП-5	4	4	1200
	Педальный торцовочный станок. Наибольшие размеры пропила: высота/ширина - 100/400 мм	ЦКБ-40-01	2	10	1000
	Ленточный конвейер Ширина ленты - 400 мм., длина конвейера 3 м.	ТЛ-3-400	4
	Рубительная машина	МРН-40-1	1	160	10550
	Сортировочная установка для щепы	СЩ-140	1	3	2700
	Ленточный конвейер Ширина ленты - 650 мм., длина конвейера 45м.	КСЛ 6540-60	1	8
	Сортировочная установка для досок	ТСП-3	2	4	6242



4. Разработка технологической схемы лесопильного потока

4.1 Разработка и описание технологического процесса

Лесопильный цех рамный двухэтажный, состоящий из двух потоков работающих со 100% брусовкой. Предусмотрена предварительная торцовка и обрезка необрезных досок. Продукция - обрезные доски. Отходы из цеха удаляются ленточным конвейером. Предусмотрена переработка отходов на технологическую щепу.

Для подачи бревен к лесораме первого ряда используются продольные цепные конвейеры БА-40, по одному на поток. Бревно при перемещении конвейером нажимает передним торцом на флажок выключателя, который установлен в конце конвейера и выключает двигатель. Конвейер останавливается, включается сбрасыватель СБр75-1 и рычагами толкает бревно. Оно попадает на накопительную площадку. Флажок выключателя занимает предыдущее положение и двигатель включается, конвейер подает следующее бревно.

По команде рабочего-рамщика с накопительной площадки бревна специальным механизмом по одному подаются на впередирамную тележку ПРТ8-2 и подаётся в лесораму первого ряда 2Р75-1А. После рамы установлен роликовый конвейер ПРД75-1 с направляющим аппаратом. Брус, выпиливаемый из бревна, заходит между пластинами направляющего аппарата, а необрезные доски и горбыли проходят за ними и попадают на поперечный цепной конвейер ТЦП-5 откуда на торцовочный станок ЦКБ40-01.

Брус задерживается между пластинами направляющего аппарата и его выталкивает очередной брус, когда распиливается следующее бревно. Брус попадает на роликовый конвейер ПРДВ75-1 и перемещается им до упора, который установлен над конвейером.

Затем брусоперекладчик БРП75-1перемещает брус в сторону к механизму подачи в лесораму второго ряда 2Р75-2А. Обрезные доски, выпиливаемые из бруса перемещаются между разделительными пластинами роликового конвейера ПРДП75-1, потом попадают на ленточный конвейер ТЛ-3-400 и выносятся на сортировочную установку ТСП-3. Необрезные доски и горбыли сбрасываются с роликового конвейера на поперечный цепной конвейер и далее на торцовку.

После торцовки необрезные по навесному роликовому конвейеру ПРДН75-1 попадают на обрезной станок Ц2Д-7А.

Горбыли сбрасываются в люк перед столом торцовочного станка, а также рейки после обрезки, благодаря рейкоотделительному устройству, и попадают на первый этаж. На первом этаже находятся рубительная машина МРН40-1 в которую по ленточному конвейеру подается на измельчение рейка, горбыль и кусковые отходы. Технологическая щепа от рубительной машины попадает на сортировочную установку СЩ-140. Щепа, которая соответствует качеству согласно стандарту, перемещается ленточным конвейером КСЛ6540-60 из цеха в бункер. Мелкая щепа поступает на ленточный конвейер, который собирает опилки, и передается в бункер для опилок. Крупная щепа поступает в рубительную машину для повторного измельчения.



5. Мероприятия по охране труда в цехе

Лесопильный цех является объектом повышенной опасности. В цехе перерабатывают тяжёлые брёвна и пиломатериалы, распиловку ведут на тяжёлых лесорамах с поступательно-возратным движением пильной рамки с пилами. При этом возникают значительные инерционные силы, вибрации и качения ; скорость распиливания повышенная, поэтому возможно выбросы материалов с режущих инструментов. В цеху установлены множество конвейеров для перемещения грузов - они также являются источником повышенной опасности.

Таким образом, для обеспечения безопасных условий труда в лесопильном цехе необходимо предусматривать и выполнять как общие, так и местные (на каждом станке и рабочем месте) правила безопасности.

Ещё на стадии проектировании необходимо предусмотреть расположение оборудования с учётом установленных норм и правил в отношении расстояния между станками, ширине проходов и наличие переходов; сигнализации между этажами цеха; ограждение приводов конвейеров и их рабочих органов (цепей, лент) сбо...