Размещено на http://www.allbest.ru/

Учреждение образования

«КОБРИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХУДОЖЕСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

по дисциплине «Технология деревообрабатывающих производств»

Тема «Проектирование столярного цеха по производству оконных блоков»

Исполнитель

учащийся 2 курса группы 15т Макоед А.В.

Руководитель

преподаватель Толстый И.В.

Кобрин 2012г.



Реферат

Объектом данной работы является разработка столярного цеха по производству оконных блоков.

Целью данной работы является разработка производственного процесса составление плана раскроя бревен на пиломатериалы, подбор оборудования для столярного цеха, выбор и расчет вспомогательного оборудования и площадей, а также изучение мероприятий по охране труда и окружающей среде.

Разработка данного проекта велась на основе знаний полученных на занятиях, по дисциплинам «Технология деревообрабатывающих производств».

Графическая часть включает:

- чертеж технологической планировки цеха - 1 лист А3;

- чертеж поставки лесоматериала - 2 листа А4.



Введение

На территории РБ имеется 8 млн га лесной площади. Из них хвойные насаждения занимают около 65% (50% - сосна, 15% - ель), мягколиственные 30% и твердолиственные - 5% (дуб, граб, ясень).

Около 50% заготавливаемой древесины используется для производства строительной продукции, мебели, подвергаются механической обработке. А оставшиеся 50% идет на производство фанеры, бумаги, ДСтП, ДВП и на топливо. Выпуск пиломатериалов в Беларуси составляет около 340 м³ на одного человека в год.

Повышение производительности, выполнение разных технологических операций идет за счет увеличения механизации и автоматизации процессов. Но к сожалению механизация на складах сырья составляет только 25%, в лесопилении - 45%, на сортировке пиломатериалов - 8-10%, при окончательной обработке и погрузке пиломатериалов - 20%. Около четверти оборудования не пригодно из-за физического износа. Поэтому нужно своевременно устранять неполадки в оборудовании, составлять плановый ремонт оборудования, его модернизацию и др.

К одной из основных задач в лесопильной деревообрабатывающей промышленности относится рациональное и комплексное использование сырья, с целью получения наибольшего объемного спецификационного выхода пиломатериалов. Заодно необходимо предусмотреть полное и эффективное использование одновременно получаемых отходов производства.

К группе лесопильных деревообрабатывающих предприятий относятся те, которые заняты переработкой пиловочного сырья на пиломатериалы и изготовлением из них деревянных изделий и деталей.

Древесина является наиболее распространенным материалом. Она широко используется в домостроении, при изготовлении мебели и разнообразных бытовых изделий, оборудовании интерьеров, зон отдыха и т. д. Любую вещь надо сделать не только полезной, но и красивой. Поэтому чтобы человек ни делал, он всегда вкладывает в конструкцию и форму предмета свое эстетическое представление о красоте. Так было во все времена.

На выпуск пиломатериалов общего назначения до сих пор полностью ориентирована наша лесопильная индустрия. Лесопиление во всем мире развивается в направлении отказа от производства тонких пиломатериалов и переходе на выпуск пилопродукции целевого назначения. И чем скорее на этот путь вступят белорусские лесопильные предприятия, тем будет лучше для них, для всей отечественной деревообработки.

Разумеется, ориентация на выпуск пиломатериалов в соответствии с нуждами потребителей не означает отказа от стандартизации и унификации.

Речь идет о принципиально ином подходе к стандартизации, когда сорта пиломатериалов определяются не по насыщенности их пороками, а по способности выполнять определенные функции. Инновации в практике стандартизации позволяют, в свою очередь, усовершенствовать технологические процессы:

- при выпуске пилопродукции целевого назначения на лесопильных предприятиях в ряде случаев удается избежать образования отпада (некондиционных пиломатериалов);

- создаются условия для автоматизации производства (в частности, при машинной сортировке пиломатериалов по прочности);

- исключаются лишние производственные операции (например, пересортировка пиломатериалов у оптовых торговцев и импортеров).

В результате значительно сокращается расход древесины на производство многих видов изделий, снижаются производственные издержки по всей технологической цепочке.

Технический прогресс должен повысить производительность труда при соблюдении следующих условий:

- создании, усовершенствовании и применении более нового оборудования;

- проведение механизации и автоматизации производственных процессов;

- внедрение научной организации труда;

- создание новых видов сырья и материалов;

- применение новых методов технологии.

Традиционные окна - это окна спаренной или раздельной конструкции, изготовленные из цельной массивной древесины (из-за чего такие окна могут рассыхаться даже при незначительных колебаниях влажности древесины) и остеклены они, как правило, листовым стеклом, но возможно применение и стеклопакета. Эти окна самые дешевые и имеют низкие показатели сопротивления теплопередаче, шумозащите и используются в основном в массовом строительстве.

Финские окна - это окна спаренной конструкции изготовленные из клееного двухслойного бруса с толщиной коробки 96-210мм. Наружная створка, как правило, содержит листовое стекло, а внутренняя - стеклопакет. Створки в окнах финской конструкции бывают только поворотные. Это недостаток потому, что зачастую удобнее проветривать помещение, только приоткрыв верхнюю часть окна за счет откидной фурнитуры: так не дует, поток воздуха идет только к потолку, плавно спускаясь вниз, до пола. Этот недостаток обусловлен тем, что деревянные окна, особенно с такой толстой коробкой, которая обычно применяется в окнах финской конструкции, довольно тяжелы, тяжелы и их створки, и любая, даже самая надежная поворотно-откидная фурнитура, будучи встроенной в такие окна, увеличивает риск поломки. Такие окна наиболее дорогостоящие и имеют высокие показатели сопротивления теплопередаче и шумозащите.

Евроокна - это окна, изготовленные по немецкой или итальянской технологии из трехслойного клееного бруса (предотвращающего возможные коробления оконного блока вследствие перепадов влажности, а также увеличивающего его жесткость). Толщина коробки 68 и 78мм (по немецким стандартам), для эксплуатации в нашем климате толщина может быть увеличена. Применение специальной фурнитуры позволяет открывать створки в двух плоскостях (поворотный и откидной режим). Также преимуществом евроокон можно считать «ступенчатую» конструкцию коробки, с несколькими контурами уплотнения: будучи добротно изготовленной, она станет надежной преградой для холода. В евроокнах для остекления используются в основном двухкамерные стеклопакеты. Эти окна имеют средние показатели тепло и шумозащиты между традиционными окнами и финскими окнами.

Для изготовления окон наиболее часто используется ПВХ и древесина.

Окна из ПВХ являются наиболее технологичными в изготовлении, в процессе эксплуатации не требуют окраски и не страдают от изменения влажности. Во время процесса производства ПВХ выделяется тепло, поэтому чтобы избежать опасности терморазложения в ПВХ добавляется специальный стабилизатор, укрепляющий ПВХ защитной оболочкой. В подавляющем большинстве ПВХ - профилей, производимых в настоящее время, в качестве стабилизатора используется соединения свинца, металла, небезопасного для человеческого здоровья. Более дорогие пластиковые окна производятся по улучшенным технологиям, использующим более чистые и безопасные для человека стабилизаторы на основе кальция и цинка. Такая технология более дорогая, что непременно приводит к удорожанию ПВХ-профиля, но и более экологически чистая. В отличие от деревянных профилей, ПВХ выделяют токсичные вещества при горении, и на пластиковых профилях часто образуется электростатический заряд, что приводит к скапливанию на них пыли. Однако серьезным недостатком пластиковых окон является изменение линейных размеров профиля под воздействием перепадов температуры и в процессе эксплуатации происходит коробление створок и даже установка стальных вкладышей не всегда обеспечивает формоустойчивость. Поэтому не рекомендуется использовать темные профили, а белые профили со временем могут желтеть. Так же при понижении температуры материал становится хрупким.

Деревянные окна являются более дорогостоящими, т.к. технологический процесс изготовления деревянных клееных профилей намного сложнее изготовления ПВХ-профилей. Деревянные окна изготовленные по современным технологиям и с применением прозрачных покрытий обладают более высокими эстетическими качествами чем ПВХ, так же срок эксплуатации таких окон, при определенном уходе, составляет около 50 лет. Недостатком является и то, что деревянные окна подвержены короблению вследствие перепадов влажности при проведении строительных работ. Этот недостаток устраняется применением трехслойного клееного бруса, наружные ламели которого радиальной распиловки.

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что наиболее приемлемой конструкцией будет деревянное евроокно из трехслойного клееного бруса.



1 Экономическое обоснование строительства цеха

Важнейшим направлением при формировании перспективных предприятий является развитие внутриотраслевого комбинирования производств, создание преимущественно комплексных предприятий, выполняющих все операции - от лесосечных и лесозаготовительных работ до переработки древесины.

Единство целей, общность территориального размещения, технологическая взаимосвязь рубки леса и его выращивания, более равномерная загрузка рабочей силы и технических средств в течение года в комплексных предприятиях обеспечивают возрастание темпов интенсификации лесохозяйственного производства, постоянное не истощительное лесопользование, увеличение выпуска продукции с единицы лесной площади, увеличение объема переработки малоценной древесины и развитие побочных производств, более рациональное использование материально-технических, финансовых и трудовых ресурсов.

Для непрерывной и успешной работы предприятия ему необходимо постоянное обеспечение сырьём, материалами и электроэнергией.

Поставка сырья и отправка готовой продукции будет осуществляться автотранспортом, с помощью чего сократим площадь складов готовой продукции и расходы, связанные с их обслуживанием.

Целесообразность переработки сырья на месте предполагает наличие в непосредственной близости сырьевой базы, а также возможность собственной доставки пиловочника к месту переработки, в результате чего себестоимость сырья получается невысокой.

В результате внедрения новых станков и нового технологического процесса позволяет увеличить полезный выход пиломатериалов.

Возможность уменьшить трудоёмкость производства, за счёт установки различных транспортёров, позволит ускорить процесс переработки древесины и себестоимость пиломатериалов.

Предполагаемая экономическая эффективность от проекта лесопильного цеха заключается в увеличении прибыли за счёт повышения объёмов переработки сырья, а также за счёт повышения полезного выхода пиломатериалов. Установка нового оборудования, не требующего специального фундамента, сократит расходы на строительство нового здания и его установку.



2. Разработка производственного процесса

2.1 План раскроя сырья

Рис.2.1 Размеры доски Рис.2.2 Продольный раскрой

Для изготовления оконного блока проведен расчет норм расхода следующих материалов: древесных и клеевых.

Для расчета древесных материалов припуски на механическую обработку и установлены в соответствии с нормами расхода древесных материалов на столярно-строительные изделия [ ].

Расчет клеевых материалов проведен с учетом, предоставляемых производителем, нормативов расхода клея (0,18 кг/м²). Площади склеивания на минишип рассчитана исходя из среднего количества отрезков входящих в состав ламелей окна и площади сечения заготовки перед сращиванием и рассчитывается по формуле:

(2.1)

где m - количество отрезков входящих в состав ламелей, шт.;

b_л - ширина ламели при сращивании, м.;

t - шаг минишипа, м.;

l - длина минишипа, м.;

h - толщина ламели при сращивании, м.



(2.3)

L_i - длина i-той заготовки в комплекте с припуском, м;

n_л - количество ламелей в брусе, шт.;

L_ср.отр. - средняя длина отрезка, м.;

(2.4)

(2.5)

Площадь поверхности склеивания в брус рассчитана по формуле

(2.6)

где L_i - длина i-той заготовки в комплекте, м.;

b - ширина ламели при склеивании, м.

Все расчеты сведены в приложение таблицы 1.2

2.2 Расчёт баланса древесины

Все необходимые рассчитанные данные по нормам расходов представлены в приложении А.

Расчет норм расхода древесных материалов на изготовление оконного блока производим при помощи методических указаний [30, с 5-11]. После проведения расчетов полученные данные сводим в таблицу.

В таблице графы заполняют в соответствии со спецификацией сборочных единиц и деталей изделия. Объем комплекта одноименных деталей в чистоте V_д, м³ определяют по формуле

(2.7)

где L, B,H - длина, ширина и толщина деталей в чистоте, мм;

n - количество одноименных деталей в изделии, шт.

Расчетные размеры заготовок, из которых получают детали, определяют c учетом припуска на обработку по длине, ширине, толщине.

Полученные размеры расчетных заготовок округляют до ближайших больших размеров стандартных заготовок в соответствии с ГОСТ 9685-61 и ГОСТ 7897-83.

Объем комплекта стандартных заготовок на изготовление одноименных деталей в изделии V₃, м³ определяют по формуле

(2.8)

где L_ст , B_ст , H_ст - длина, ширина и толщина принятых стандартных заготовок, мм.

Записываем коэффициент K_то, учитывающий технологические отходы. Числовое значение K_то=1,031 принимают по инструкции или приложению.

Обьем V_то ,м³ заготовок с учетом технологических отходов рассчитывают по формуле

(2.9)

Записываем коэффициент K_пв полезного выхода заготовок. Числовое значение К_пв=1,613 принимают по инструкции или приложению.

Норму расхода материала V_пв,м³ с учетом полезного выхода рассчитывают по формуле

(2.10)

Полезный выход материала определяем по формуле

(2.11)

Баланс отходов при изготовлении изделия

Все необходимые рассчитанные данные по балансу отходов при изготовлении изделия представлены в приложении В.

При механической обработке древесных материалов пилением, фрезерованием, шлифование и другими видами резания часть обрабатываемого материала превращается в обрезки, опилки, стружку и древесную пыль. Их принято называть отходами. Количество отходов зависит от вида обрабатываемого материала, его сорта, организации технологического процесса и конструкции изготавливаемых изделий. Кроме того, отходы образуются в результате технологических потерь, т. е. отбраковки деталей в процессе производства.

Расчет количества отходов древесных материалов выполняем в табличной форме с учетом методических указаний[ 30, с 35-38].

Количество отходов по основным стадиям технологического процесса изготовления изделий из древесины определим по формулам:

Количество отходов при раскрое материалов на заготовки

(2.12)

Количество отходов при обработке черновых заготовок



(2.13)

Где N_i - норма расхода материала на изделие, м³;

V_то - объем заготовок на изделие с учетом технологических отходов,м³;

V_з - объем заготовок на изделие без учета технологических отходов,м³;

V_д - объем деталей визделии,м³.

Количество отходов при обработке чистовых заготовок

(2.14)

Объем технологических отходов на обработку деталей V_ото,м³ определяем по формуле

(2.15)

Общее количество отходов V_о,м³ определяют как сумму отходов, полученных на всех стадиях технологического процесса, с учетом отходов, обусловленных технологическими потерями по формуле

(2.16)

Древесные отходы подразделяют на крупные и мелкие. Количество крупных отходов V_окр,м³ определяем по формуле

(2.15)

Количество мелких отходов V_омл,м³ определяется по формуле

(2.16)



2.3 Выбор и расчет технологического оборудования и его техническая характеристика

Разработка технологического процесса заключается в обоснованном выборе способов и средств производства, обеспечивающих изготовление изделия требуемого качества с наименшими затратами труда и материалов.

Разработка технологического процесса является весьма важным разделом работы и требует определенных знаний по вопросам: структуры технологических процессов предприятий, изготавливающих изделия из древесины; состав операций и последовательности их выполнения на разных стадиях технологического процесса; наличия современного оборудования, применяемого для изготовления изделий из древесины, а также технических и технологических возможностей данного оборудования.

Следует отметить, что современные способы и средства производства изделий из древесины весьма разнообразны. Одни и те же детали можно изготовить по разным технологическим процессам с использованием различного технологического оборудования. Однако при этом будут неодинаковыми трудозатраты, расход материалов, точность и качество обработки.

На выбор способа и средств обработки оказывает влияние ряд факторов, главными из которых являются: форма детали, вид применяемого материала, размеры детали, необходимая точность изготовления, требуемое качество поверхности и производственная программа выпуска изделий.

Перечисленные выше факторы не в равной мере влияют на выбор варианта технологического процесса. Наиболее существенными из них, определяющими состав и последовательность выполнения операций, являются форма деталей и вид материала, из которого она изготовлена. Эти факторы являются решающими при выборе типа оборудования. Размеры детали оказывают влияние на выбор марки станка внутри выбранного типа оборудования.

Фактор точности обработки обуславливает последовательность операций на отдельных стадиях технологического процесса и выбор оборудования с учетом точности его работы.

Требуемое качество обрабатываемых поверхностей детали (шероховатости) обеспечивается, в основном, выбором режимов обработки.

Производственная программа или количество изделий, изготавливаемых в единицу времени, также влияет на выбор производственного оборудования. При большом выпуске изделий следует принимать высокопроизводительное специализированное оборудование - автоматические и полуавтоматические линии, агрегатные станки, автоматы и др.

При малом выпуске изделий указанное выше оборудование не будет иметь достаточной загрузки, и применение его будет экономически нецелесообразным. В этом случае следует применять универсальное оборудование, которое можно использовать для выполнения нескольких операций. Таким образом, при разработке технологического процесса, основными исходными данными являются чертежи и спецификация изделия, техническое описание изделия, ГОСТы и ТУ на материалы, типовые технологические процессы (ТП) и типовые режимы изготовления изделий, технические характеристики оборудования и производственная программа.

Технологические характеристики принятого оборудования

ЦДК-5:

Размеры распиливаемого материала, мм:

ширин……………………………………………………..10-250

толщина …………………………………..........................6-120

длина………………………………………….……..не менее 400

количество пил, шт……………………………………………5

диаметр пил, мм…………………………………….....315 -400

наибольшее расстояние м/у крайними пилами, мм^......250

Скорость подачи, м/мин………………………….10;13,8;20;27,5

Общая установленная мощность, кВт………………………..32,2

Габариты станка, мм:

длина …………………………………………………….…….1925

ширина………………………………………………………...1780

высота ……………………………………………………......1625

Масса, кг ……………………………………………………..2150

Beaver:

Размеры распиливаемого материала, мм:

ширина …………………………………………………...50-260

толщина ……………………………………………….…….12-125

исло рабочих шпинделей, шт………………………………….4

Частота вращения, мин^-1 …………………………………....6000

Скорость подачи, м/мин………………………………….…10-40

Общая установленная мощность, кВт………………………30

Габариты станка, мм:

длина…………………………………………………….…....2650

ширина…………………………………………………….….1350

высота ………………………………………………………..1512

Масса, кг……………………………………………………...3180

Торцовочный круглопильный станок Stromab:

Размеры распиливаемого материала, мм:

ширина ………………………………………………….…….500

толщина…………………………………………………..…….100

Количество пил, шт……………………………………………...1

Диаметр пил, мм ……………………………………………....500

Частота вращения пильного вала, мин^{-1…………………………}8000

Общая установленная мощность, кВт ……………….…4,2

Габариты станка, мм:

длина……………………………………………………..…..1355

ширина……………………………………………….……...1020

высота……………………………………………….………1760

Масса, кг……………………………………………….…….420

Линия сращивания по длине Lesspoi:

Длина загружаемых заготовок, мм………………………150-1700

Ширина заготовок, мм ……………………………….……...40-150

Толщина заготовок, мм ……………………………………..20-150

Длина прессования, мм ………………………………….…..6100

Усилие прессования до (спецоснастка) ………….…150кН/10,5т

Мощность фрез шпинделя, кВт……………………………...15

Клеенаносящая система ………………………………..Flankenjet

WT-400:

Максимальная ширина, мм………………………………..400

Максимальная высота, мм……………………………....120

Количество наносящих роликов, шт …………………….2

Диаметр наносящих роликов, мм ………………………185

Скорость подачи, м/мин………………………………….5-20

Мощность двигателя, кВт…………………………………..0,4

Габариты станка, мм:

длина ………………………………………………………....1365

ширина…………………………………………………………..680

высота………………………………………………….………....975

Масса, кг………………………………………………………..140

Пресс Famad:

Количество прессуемых цилиндров, шт………………12

Число фронтальных прижимных блоков, шт…………6

Максимальное давление одного

прессующего цилиндра, кг………………………….……….4000

Мощность электропривода гидростанции, кВт ..3

Габаритные размеры, мм

длина ……………………………………………………….6250

ширина………………………………………..…………...1260

высота………………………………………….………….2200

Unimat 2m:

Размеры распиливаемого материала, мм:

ширина ……………………………………………………..50-260

толщина ……………………………………………..………12-125

Число рабочих шпинделей, шт…………………………....4

Частота вращения, мин^-1……………………………………..8000

Скорость подачи, м/мин …………………………………….10-40

Общая установленная мощность, кВт …………...20

Габариты станка, мм:

длина………………………………………………..…….2650

ширина ………………………………………………….1350

высота……………………………………………………....1512

Масса, кг…………………………………………………...3265

Шипорезный станок T1-240:

Наибольшие размеры обрабатываемого материала, мм:

ширина………………………………………………………380

толщина……………………………………………………...160

Размер получаемого шипа, мм:

наибольшая длина …………………………………………..160

наименьшая толщина………………………………………..10

Скорость подачи, м/мин.......................................2,5-15

Общая установленная мощность, кВт…………...12

Габариты станка, мм:

длина ……………………………………………………………3120

ширина………………………………………………………..1780

высота ………………………………………………………...1390

Вайма Hess:

Размеры собираемых изделий, мм:

ширина…………………………………………………………200-1800

толщина………………………………………………………...30-104

длина …………………………………………………………...340-2200

Количество пневмоблоков, шт.:

вертикальных ……………………………………………….…..3

горизонтальных………………………………………………....2

диаметр поршня, мм……………………………………..…50

диаметр штока, мм…………………………………………...18

Общая установленная мощность, кВт ……...2,2

Габариты станка, мм:

длина ………………………………………………………….2910

ширина ………………………………………………………..1100

высота…………………………………………………………2120

Масса, кг…………………………………………………………370

Станок сверлильно-пазовальный Hess:

Размеры отверстий, мм:

диаметр…………………………………………………………….40

глубина………………………………………………………….100

длина ……………………………………………………………630

Число рабочих шпинделей, шт………………………...4

Частота вращения, мин^-1………………………………….5000

Скорость подачи, м/мин ……………………………….10-40

Общая установленная мощность, кВт ………...20

Габариты станка, мм:

длина ………………………………………………………….2650

ширина………………………………………………………..1350

высота………………………………………………………....1512

Масса, кг………………………………………………………2265



Выбор, обоснование и расчет годовой программы выпуска изделий.

Годовую программу выпуска изделий рассчитывают по производительности основного оборудования. За основное оборудование примем наиболее дорогостоящий станок, используемый в технологическом процессе - линию для шипового сращивания заготовок по длине Lesspoi, состоящую из шипорезного станка, транспортера и пресса. Производительность линии может лимитироваться либо производительностью шипорезного станка, либо пресса. Поэтому необходимо рассчитать производительность каждого станка и для последующих расчетов принять наименьшую из них.

Рассчитаем производительность шипорезного станка

шт/ч.(2.17)

U=7м/мин - рабочая скорость подачи при зарезке шипов;

- коэффициент использования фонда времени;

. (2.18)

К_д=0,8 - коэффициент использования рабочего времени;

К_м=0,85 - коэффициент использования машинного времени;

B=720мм - ширина закладки заготовок;

L=1700мм - ход ковра заготовок;

b=78мм - ширина бруса;

Рассчитаем производительность позиционного пресса для сращивания:

Определим суммарную длину сращивания заготовок, необходимых для изготовления единицы изделия

(2.19)

l_{верт.кор}=1460, l_{гор.кор}=1180мм - длина заготовок на вертикальный и горизонтальный бруски коробки соответственно;

l_{верт.ств}=1355мм - длина заготовок на вертикальные бруски створки;

l_{гор.ств}=545мм - длина заготовок на горизонтальные бруски створки;

мм.

Определяем число тактов для сращивания ламелей:

(2.20)

L=6100мм - длина прессования;

Рассчитываем производительность линии сращивания

(2.21)

=0,93 - коэффициент использования фонда времени линии;

t_n=0,5мин - время такта склеивания;

компл/ч.

Для последующего расчета потребного количества станков принимаем производительность линии равную производительности линии сращивания П=П_л=6,5компл/ч, так как П_л< П_ш.

Рассчитываем годовую программу выпуска изделий

; (2.22)

где: Т _год.эф - эффективный годовой фонд времени, ч;

(2.23)



N=365 - число дней в году;

В=105 - количество выходных дней в отчетном году;

П=5 - количество праздничных дней в отчетном году;

Р=5 - количество дней необходимых для ремонта оборудования;

с=2 - количество рабочих смен;

t=8 - продолжительность смены, часов.

ч.

К_р=0,9 - коэффициент на неучтенные простои оборудования;

шт.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов. (2.24)

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

шт. (2.25)

Рассчитываем процент загрузки оборудования

(2.26)

n_пр=1 - принятое количество оборудования;

.

Загрузка линии оптимальна, принимаем количество станков, равное



2.4 Расчёт производительности цеха

Расчет производительности ЦДК-5, предназначенного для продольного раскроя досок по ширине

; (2.27)

T=60 мин - время в течении которого выполняется заданная операция;

K_д=0,95; К_м=0,95;

L=10,540 м - сумма длин распиливаемых отрезков;

a=1 - кратность заготовок по длине;

z=5 - число пил, участвующих в раскрое;

n=3 - количество ламелей в брусе.

компл/час.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов;

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

.

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1 - принятое количество оборудования;

Принимаем количество станков, равное 1.

Расчет производительности четырехстороннего продольно-фрезерного станка Beaver

(2.28)

T=60 мин - время в течении которого выполняется заданная операция;

U=10м/мин - скорость подачи;

n=1 - число одновременно обрабатываемых заготовок, шт.;

К_д=0,85; К_м=0,9;

К_ск=0,95 - коэффициент скольжения, учитываемый для четырехстороннего продольно-фрезерного станка;

L=10,540м - сумма длин, обрабатываемых отрезков;

z=3 - количество ламелей в брусе.

m=1 - число проходов заготовки через станок.

компл/час;

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов.

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1 - принятое количество оборудования;

.

Принимаем количество станков, равное 1.

Расчет производительности торцовочного станка Stromab, применяемом для вырезки дефектных мест

(2.29)

T=60 мин - время в течении которого выполняется заданная операция;

n_рм=5 - число резов в минуту;

К_д=0,93;

a=1 - кратность заготовок по длине;

b=1 - кратность заготовок по ширине;

n = 9 - количество деталей в комплекте;

z=3 - количество ламелей в брусе;

компл/час.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

.

Рассчитываем процент загрузки оборудования

n_пр=1 - принятое количество оборудования



Принимаем количество станков, равное 1.

Расчет производительности станка круглопильного для поперечной распиловки Stromab, применяемом для торцовки ламелей по длине:

(2.30)

К_д=0,93;

f - количество брусков в закладке

(2.31)

b=90мм - ширина, обрабатываемой заготовки;

a=1 - кратность заготовки по длине;

t_ц=2мин - время обработки одной закладки брусков;

компл/час.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов.

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

.

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1 - принятое количество оборудования;

Принимаем количество станков, равное 1.

Расчет производительности клеенаносящего станка WT-400

(2.32)

T=60 мин - время в течении которого выполняется заданная операция;

U=5м/мин - скорость подачи;

К_р=0,8; К_м=0,8;

L=10,540м - сумма длин, обрабатываемых отрезков;

Z=2 - количество обрабатываемых поверхностей в брусе.

компл/час.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов.

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

.

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1 - принятое количество оборудования;

.

Принимаем количество станков, равное 1.

Расчет производительности гидравлического пресса Famad:



(2.33)

T=60 мин - время в течении которого выполняется заданная операция;

К_д=0,9;

t_ц=10мин - время цикла;

n-количество одновременно закладываемых заготовок:

z=9 - количество заготовок в комплекте

шт. (2.34)

b=1800мм - рабочая высота пресса;

h=105мм - толщина бруса;

заг/час.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов.

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

.

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1 - принятое количество оборудования;

Принимаем количество прессов, равное 1.

Расчет производительности профилирующего четырехстороннего продольно-фрезерного станка Unimat 2m фирмы Veinig

;

T=60 мин - время в течении которого выполняется заданная операция;

U=10м/мин - скорость подачи;

n=1 - число одновременно обрабатываемых заготовок, шт.;

К_д=0,85; К_м=0,9;

К_ск=0,95 - коэффициент скольжения, учитываемый для четырехстороннего продольно-фрезерного станка;

L=10,540м - сумма длин, обрабатывемых отрезков;

m=1 - число проходов заготовки через станок.

компл/час.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов.

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

.

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1 - принятое количество оборудования;

.

Принимаем количество станков, равное 1.

Расчет производительности шипорезного станка T1-240

(2.35)



U=3 м/мин - скорость подачи;

m - количество одновременно обрабатываемых заготовок, шт.;

ш.т (2.36)

K_д=0,9; К_м=0,55;

S=3,1м - ход заготовки;

z=2 - число обрабатываемых концов заготовки;

n=9 - количество заготовок в комплекте.

компл/час.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов.

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

;

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1- принятое количество оборудования;

%.

Принимаем количество станков, равное 1.

Расчет производительности сверлильно-пазовального станка фирмы Hess

(2.37)



К_д=0,93; К_м=0,8;

z=2 - количество фрезеруемых пазов в заготовке;

t_ц - машинное время для фрезерования одного паза

; (2.38)

H=10мм - глубина паза;

l=200мм - длина паза;

d=40мм - ширина паза;

U₀=6м/мин=100мм/с;

.

.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов.

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1- принятое количество оборудования;

.

Принимаем количество станков, равное 1.

Расчет производительности ваймы Hess:

(2.39)

К_д=0,9; К_р=0,9;

n=1 - количество изделий собираемых за один цикл;

t_ц=10,5мин - время цикла;

компл/час.

Рассчитываем потребное количество станко-часов работы оборудования данной марки на годовую программу выпуска деталей по следующей формуле

станко-часов.

Определяем расчетное количество оборудования на годовую программу выпуска деталей

4.

Рассчитываем процент загрузки оборудования:

n_пр=1- принятое количество оборудования;

.

Принимаем количество вайм, равное 1.

Выполненные расчеты потребного количества технологического оборудования сводим в таблицу (табл. 2.2).

Таблица 2.1 - Оборудование

Наименование оборудования	Часовая производительность Пч,	Эффективный годовой фонд времени Тг.эф.	Потребное количество станкочасов Тг.п.	Расчетное число станков nр	Принятое число станков nпр	Коэффициент загрузкиКз
Stromab	10	4000	2500	0,62	1	62
ЦДК-5	6,85	4000	3649	0,91	1	91
Beaver	13,79	4000	1812,9	0,45	1	45
Stromab	12,5	4000	2000	0,5	1	50
WT-400	9,1	4000	2747	0,68	1	68
Famad	10,2	4000	2451	0,61	1	61
Unimat 2m	14	4000	1785	0,45	1	45
T1-240	8	4000	3125	0,78	1	78
Станок Hess	6,9	4000	3623	0,9	1	90
Вайма Hess	9,7	4000	2577	0,64	1	64
Lesspoi	65,64	4000	3846	0,96	1	96

2.5 Описание технологического процесса

Необрезные доски из сушилки поступают в пакете в цех на электро погрузчиках вилочного типа. Доски по роликовому столу поступают на предварительный продольный раскрой на станке ЦДК - 5, после с накопителя доски поступают на станок Beaver для продольного фрезерования. Далее заготовки по роликовому конвейеру поступают на торцевание по длине с вырезкой дефектных мест на станок Stromab. После происходит сращивание заготовок по длине на установке Lesspoi, далее заготовки с помощью вилочного электропогрузчика поступают на торцовочный станок Stromab для торцовки ламелей на кратные заготовки, после этого ламели поступают на 4-хсторонний продольнофрезерный станок Beaver. После этого на конвейере они направляются на клеенаносящие вальцы WT-40 для склеивания по толщине и после нанесения клея заготовки склеиваются в прессе Famad. Затем они выдерживаются на подстопном месте и после выдержки с помощью тележки поступают на 4-хсторонний строгальный станок Unimat 2m. Чистовые заготовки поступают на шипорезный станок T1-240 для зарезания на них шипов и проушин. Обработанные бруски собираются в окно в вайме Hess и после выдержки на подстопном месте на станке Hess высверливаются отверстия под фурнитуру. После обработки готовое окно из цеха поступает на склад.

раскрой бревно столярный цех



3. Выбор и расчет вспомогательного оборудования и площадей

3.1 Выбор и расчет вспомогательного оборудования

Выбор и расчет внутрицехового транспортного оборудования

В качестве транспортных средств в столярном цехе широкое распространение получили продольные и поперечные цепные роликовые, ленточные конвейеры. Их работа должна быть согласована с производительностью технологического оборудования.

1. Продольные цепные конвейеры применяются для подачи пиломатериала в столярный цех. В зависимости от типа cтанка выбирают конвейеры БА-40, БА-60 или БА-100

Часовую производительность продольного цепного конвейера П_БР шт. определяют по формуле:

(3.1)

2. Поперечные цепные конвейеры применяются для перемещения досок и горбылей к торцовочным или обрезным станкам, для передачи досок на сортировочные устройства, для сбора и перемещения реек после обрезных станков. В зависимости от назначения и места установки выбирают конвейеры длиной 5, 10, 20 или 40 м. Например, ТЦП-10 имеет длину 10 м. Часовая производительность поперечного цепного конвейера П_ЦК шт. досок определяется по формуле

(3.2)

где v - скорость цепей конвейера, м/с;

в - средняя ширина досок, м;

К - коэффициент заполнения цепей конвейера (К = 0,5...О,6), низкое значение коэффициента объясняется тем, что доски, горбыли могут лежать на цепях косо, т.е. под углом к ним.

Расчет скорости поперечного цепного конвейера, подающего необрезные доски и горбыли к обрезным или торцовочным станкам, ведется с учетом максимального количества сортиментов (досок), поступающих от станков, производительность которых определяется при коэффициентах К_Т ·K_i = 1

Скорость поперечного цепного конвейера, перемещающего доски (или рейки) после обрезных или торцовочных станков, должна обеспечить своевременное удаление досок (реек) при максимальной производительности обрезного или торцовочного станков, т.е.

(3.3)

где П - максимальная производительность, обрезного или торцовочного станков, шт. сортиментов в час.

3. Ленточные конвейеры применяются для перемещения досок на сортировочные устройства, горбылей, реек и срезок в рубительную машину, а также для перемещения насыпных грузов (опилок, щепы). В лесопильном производстве применяются конвейеры типа КЛС с шириной ленты от 400 до 1200 мм, скорость конвейеров - от 0,6 до 2 м/с.

Тип конвейера выбирают в зависимости от его назначения» места установки и перемещаемого груза.

а) Часовую производительность ленточного конвейера для перемещения штучных грузов (досок, горбылей, реек) определяют по формуле



(3.4)

где v - скорость движения ленты, м/с;

l - длина перемещаемого сортимента, м;

К - коэффициент заполнения ленты по длине (К = 0,5-0,7); низкое значение коэффициента объясняется необходимостью обеспечить разрывы между досками, обязательные для сбрасывания их при разгрузке конвейера.

Если ленточный конвейер перемещает доски, например, от обрезного станка, то скорость конвейера должна обеспечить своевременное удаление этих досок. Она определяется по максимальной производительности станка:

(3.5)

При перемещении штучных грузов ширину ленты определяют по формуле

В=в·Z+100 (3.6)

где в - ширина перемешаемых сортиментов (досок, горбылей и т.п.), мм; Z - количество сортиментов на ленте в данном поперечном сечении)

б) Часовую производительность ленточного конвейера П_ЛК, м³ для перемещения насыпных грузов (опилок, щепы) определяют по формуле:

П_ЛК=3600·(0,0435+0,16·tg 0,35ц)·В·v·К_Н· (3.7)

где ц-угол естественного откоса груза (для опилок и щепы ц=40^о);

В - ширина ленты,

м; v - скорость движения ленты, м/с;

К_Н - коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера к горизонту (К_Н = 0,85-1);

- коэффициент использования конвейера (=0,8).

Скорость движения ленты во избежание сдувания при перемещении опилок и стружки принимают соответственно не более 2,5 м/с и 2,0 м/с. Для перемещения насыпных грузов форму поперечного сечения ленты на рабочей ветви принимают желобчатую.

Потребная ширина ленты для заданной (принятой) скорости определяется исходя из условия обеспечения своевременного удаления опилок от рубительных машин.

Количество опилок, поступающих на конвейер, определяется по максимальной производительности cтанка по распилу сырья с учетом баланса древесины, а количество щепы - по производительности рубительной машины.

Потребную ширину ленты определяют по формуле;

(3.8)

где П - требуемая производительность конвейера, м³/ч. Например, при перемещении щепы от рубительных машин П=П_РМ·К_Р

где П_РМ - производительность рубительной машины в плотной массе, м³/ч, принимается по технической характеристике;

К_Р - коэффициент разрыхления материала (для опилок К_Р-3,5; для щепы -К_Р-2,7).

Выбор и расчет оборудования для переработки отходов

Для измельчения кусковых отходов (реек, срезок) в технологическую щепу применяются рубительные машины с наклонным или горизонтальным расположением загрузочного патрона, с верхним, нижним или боковым удалением щепы, левого или правого исполнения. Машины с наклонным загрузочным патроном (МРН) обеспечивают более высокий выход технологической щепы, за счет массы измельчаемых отходов облегчается надвигание их на диск. Однако при установке машины требуется более высокое здание, необходима приемная воронка перед патроном, норма которой влияет на качество и выход щепы.

Машина с горизонтальной загрузкой (МРГ) проще в установке. Их можно устанавливать на первом или втором этажах цеха, но короткие отходы в них труднее загрузить (минимальная длина - 1 м). Машины с верхним выбросом щепы более технологичны в компоновке участков, за счет кинетической энергии обеспечивается перемещение щепы на значительные расстояния, однако они более металле - и энергоемкие, выход кондиционной щепы ниже по сравнению с машинами с нижним выбросом. Нижний способ отбора щепы требует установки дополнительных транспортных устройств, больших площадей, увеличения затрат на обслуживание.

Полученная на рубительных машинах щепа поступает на сортировку по размерным фракциям на сортировочные устройства гирационного типа с круговым качанием сит в горизонтальной плоскости. Доизмельчение крупной щепы осуществляется на дезинтеграторе АЗ-00. Для транспортирования щепы в пределах цеха применяют ленточные конвейеры, скребковые конвейеры или пневмотранспорт.

При расчете потребного количества рубительных машин учитывают следующее: 1) количество кусковых отходов, поступающих на переработку; 2) производительность рубительной машины, т.

(3.9)

где m - потребное количество рубительных машин;

П - производительность бревнопильного оборудования по распилу сырья, м³/ч;

Р_КУС - количество кусковых отходов по балансу древесины, %;

П_РМ.- производительность рубительной машины, м³/ч.

Количество кусковых отходов определяется исходя из максимальной производительности бревнопильного оборудования по распилу сырья с учетом баланса древесины.

Производительность рубительной машины принимают по ее технологической характеристике. Потребное количество сортировочных устройств для щепы определяется исходя из часовой производительности рубительных машин, установленных в потоке, и производительности сортировки щепы.

Определить загрузку рубительной машины МНШ-10, если в балансе древесины количество кусковых отходов составляет 24,5 %.

1) по технической характеристике часовая производительность рубительной машины MPHР-10 составляет 10м³;

2) по формуле (3.9) определяем потребное количество рубительных машин

Следовательно, коэффициент загрузки одной рубительной машины составит 0,637.

3.2 Выбор и расчет сортировочных устройств

Сортировка пиломатериалов осуществляют на сортировочных площадках, Перемещаю их чаще всего в поперечном направлении непрерывно цепями или тросами. Доски продольными конвейерами подаются на приемную часть площадки На браковочном участке контроля качества контролер определяет сорт группу досок и маркирует их. Вдоль разборочного участка В установлены подстепные места, на которые раскладывают отсортированные пиломатериалы. Рабочие вручную сбрасывают доски с конвейера и укладывают на подступные места. Для облегчения стаскивания досок на барьерах коридора орт площадки установлены ролики. Доски разбирают на обе стороны. Производительность такая сорт площадка составляет 30-35 досок/мин. В механизированном сортировочном устройстве поперечное перемещение досок производится упорами нижней ветви навесного конвейера, расположенного над настилом, на котором находятся доски. На настиле расположен ряд люков, скрытых заслонками. Оператор с пульта управления может открыть любую заслонку; Доска, дойдя до открытого люка, проваливается на наклонную плоскость и с нее соскальзывает в вагонетку Рабочий-оператор должен следить за движением каждой доски до момента сбрасывания ее в соответствующий люк, поэтому каждый онера гор одновременно может обслуживать только шесть.-семь сортировочных мест, а число операторов зависит от общего числа сортировочных мест

Подбор и расчет сортировочных устройств для досок

На большинстве лесопильных предприятий сырые пиломатериалы сортируют на поперечных цепных конвейерах ТСП-3 и ТСП-4, которые механизируют только перемещение досок, остальные тяжелые и трудоемкие операции выполняются вручную. При расчете сортировочных устройств с ручной разборкой досок определяют:

1) количество сортировочных групп или подстопных мест (дробность сортировки) по формуле

m = A · ч · S · l ·К + R (3.10)

где А - коэффициент, учитывающий диаметр распиливаемых бревен (для d до 24 см - А = 6; для d = 26...36 см - А = 8; для d более 38 см - А = 10);

ч - число эффективных лесопильных рам (за одну эффективную раму принимают каждую лесораму, работающую вразвал, и две лесорамы, работающие с брусовкой);

S - число групп досок по качеству или виду обработки;

l -число групп досок по длине;

К - коэффициент, учитывающий повторяемость размеров досок (для одной эффективной рамы или потока - К = 1, для двух потоков - К = 0,9, для трех потоков - К = 0,8);

R - резерв подстопных мест (R = 1 - 2 на каждую эффективную раму). При двух- или трехстадийной сортировке досок количество сортировочных групп на каждой стадии сокращается. Так, например, на первой стадии (у лесоцеха) доски сортируют по размерам сечения, породам, виду обработки; на второй стадии (после сушки) - по качеству; на третьей стадии (после торцовки) - по длинам;

2) длину разборочной части конвейера:

а) при раскладке досок на одну сторону конвейера:

l_P = m·a (3.11)

б) при раскладке досок на две стороны конвейера

(3.12)

где m - количество подстопных мест;

a - длина фронта сортировочного конвейера на одну стопу, принимаемая равной 1,8 - 2 м;

3) скорость цепей конвейера v, м/мин (поверочный расчет) по формуле:

v = n ·(в+х) (3.13)

где n - количество досок, поступающих на сортировку из лесоцеха в минуту;

в - средняя ширина доски, м;

х - величина промежутка между досками на конвейере; принимаемая в среднем равной ширине доски, м.

3.3 Расчет площади бассейна

Расчет площади бассейна лесопильного цеха

Запас сырья в бассейне:

P=Aпот·Тот·Nпот (м³) (3.14)

Aпот- производительность лесопильного потока за 1 час

Тот- время оттаивания 6-8 часов (принимаем 7)

Nпот- количество потоков в лесопильном цехе

P = 14·7·2 = 196 м³

Запас сырья в штуках бревен:

M=P/g (3.15)

g-объем одного бревна

M = 196/0,33 = 594 шт.

Площадь занимаемая одним бревном:

f=1,3·0,01·(d+D/2)·L (м²) (3.16)

d-диаметр бревна в вершинной части (см)

D-длина в комлевой части

f=1,3·0,01·(16+36/2)·4,5 = 1,5 м²

Расчет площади бассейна

Если мостики не используются то:

Fб=f·m·1,4 (м²) (3.17)



3.4 Расчет площади и оборудования складов сырья и пиломатериалов

Общая площадь склада

Sобщ = Sпол + Sвсп + Sпр + Sкомпл + Sсл (3.18)

где Sпол - полезная площадь, т. е. площадь, занятая непосредственно под хранимой продукцией м2

Sвсп - вспомогательная (оперативная) площадь м2

Sпр - площадь участка приемки, м2;

Sкомпл - площадь участка комплектования, м2;

Sсл - площадь рабочих мест, т. е. площадь в помещениях складов, отведенная для рабочих мест складских работников, м2;

При приближенных расчетах общую площадь склада Sобщ , м2, можно определять в зависимости от полезной площади Sпол через коэффициент использования

Sобщ = Sпол /a

где a - коэффициент использования площади склада (удельный вес полезной площади склада); в зависимости от вида хранимого товара находится в пределах 0,3...0,6.

Sпол = Qmax /qдоп

где Qmax - максимальная величина установленного запаса продукции на складе, т;

qдоп - допустимая нагрузка на 1 м2 площади пола склада, т/м2.

Общая формула для расчета полезной площади склада имеет вид:

Примерная стоимость 1 м3 упакованной продукции, хранимой на складе, руб./м3; может быть определена на основе стоимости грузовой единицы и ее массы брутто. Массу 1 м3 хранимой на складе продукции можно определить посредством выборочных замеров, проводимых сотрудниками склада;

Коэффициент использования грузового объема склада, характеризует плотность и высоту укладки товара (технологический смысл коэффициента использования грузового объема склада Vпол - объем продукции в упаковке, который может быть уложен на данном оборудовании по всей его высоте, м3; Sоб - площадь, которую занимает проекция внешних контуров несущего оборудования на горизонтальную плоскость, м2; Полезную площадь склада Sпол рассчитывают по формуле минимума суммарных затрат

Sрез S1 + 365 Рk S2 - min (3.19)

где Sрез - резервная площадь, м2;

S1 - затраты на содержание 1 м2 резервной площади, руб./м2;

Рk - вероятность отказа в приемке продукции;

S2 - потери за каждый день отказа в приемке продукции, руб.;

Эти площади рассчитывают на основании укрупненных показателей расчетных нагрузок на 1 м2 площади на участках приемки и комплектования. В общем случае в проектных расчетах исходят из необходимости размещения на каждом квадратном метре участков приемки и комплектования 1 м3 продукции.

Lфр = nl + (n - 1) li (3.20)

где n - число транспортных единиц, одновременно подаваемых к складу;

l - длина транспортной единицы, м;

...