Проектирование лесопильного цеха по выпуску обрезного пиломатериала с годовой мощностью 90000м3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование лесопильного цеха по выпуску обрезного пиломатериала с годовой мощностью 90000



Введение

Древесина - один из наиболее распространенных материалов, используемых в различных отраслях народного хозяйства. Её применяют в машино -, судо- и мотостроении, горнорудной промышленности, строительстве. Из древесины изготовляют мебель, тару, шпалы, спортивный инвентарь, спички, музыкальные инструменты. Кроме того, древесина служит исходным сырьём для химической и целлюлозно-бумажной промышленности, а так же для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит.

По объему выпускаемой продукции лесопромышленный комплекс в структуре промышленного производства России занимает пятое, по объемам экспорта - четвертое место. В нашей стране сосредоточены крупнейшие в мире лесосырьевые ресурсы (82 млрд. м3), составляющие около 20% мировых запасов леса и представленные в основном ценными хвойными породами (76%).

Основные задачи, стоящие перед отраслью для лесопильно-деревообрабатывающих предприятий УИС РФ:

1) Полное, рациональное, комплексное использование древесины;

2) Перебазирование лесопильно-деревообрабатывающих предприятий в лесоизбыточные районы для приближения их к сырьевым базам;

3) Превращение основных лесопильных предприятий в лесопильно-деревообрабатывающие, выпускающие облагороженную продукцию в виде сухих заготовок, строганных пиломатериалов и деталей;

4) Создание новых лесопильно-деревообрабатывающих предприятий оптиальных типов и состава;

5) Техническое перевооружение лесопильно-деревообрабатывающих предприятий с полной механизацией и частичной автоматизацией технологических и транспортных процессов;

6) Расширение состава основного бревнопильного оборудования за счёт использования ленточнопильных станков;

7) Расширение камерной сушки пиломатериалов в сушилках современных типов;

8) Организация и расширение на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях производства клееных пиломатериалов.

Для совершенствования технологических процессов в УИС необходимо: повышение общего товарного выхода натуральной и модифицированной продукции, повышение производительности труда, снижение себестоимости продукции, более квалифицированные осужденные привлекаемые к работам.

Обработка древесины резанием на станках и лесопильных рамах выполняется посредством режущего инструмента, составляет основу многих производств. Качество выпускаемой продукции, производительность труда, эффективность использования оборудования в значительной мере влияет на качество режущего инструмента. Правильная подготовка и эксплуатация режущего инструмента должна обеспечить поддержание начальных параметров качества на требуемом уровне в течение всего срока его службы.



1. Спецификация сырья

Диаметр бревна, см	Длина бревна, м	Объем бревна,	% от количества бревен	На 1000	На годовую программу
					шт.		шт.
20	6	0,23	15	150	652.2	13500	58695.7
22	6	0,28	25	250	892.9	22500	80357.1
24	6	0,33	25	250	757.6	22500	68181.1
26	6	0,39	20	200	512.8	18000	46153.8
28	6	0,45	10	100	222.2	9000	20000
30	6	0,52	5	50	96.2	4500	8653.8
Итого:	100	1000	3133.80	90000	282042.30

Для планирования работы лесопильного цеха, выбора технического и транспортного оборудования необходимо рассчитать средние размеры пиловочных бревен: длина, толщина, объем.

Расчет среднего диаметра бревна

Где: d1;d2;…dn - диаметр бревен, см,

n1;n2;…nn - число бревен указанных диаметров, шт.

23.4 см

Расчет среднего объема бревна

где: g1;g2;…gn - объемы бревен указанных диаметров,

2. Выбор и расчет потребного количества головного бревнопильного оборудования

Расчет лесопильных рам

Выбор модели лесопильной рамы

Модель лесопильной рамы выбираем с учетом наибольшего диаметра распиливаемого сырья по формуле:

где: - максимальный диаметр бревен по спецификации сырья;

S - сбег бревна, см/м

Выбираем двухэтажную лесопильную раму 2Р75-1,

Просвет пильной рамки - 750 мм;

Ход пильной рамки - 600 мм;

Наибольший диаметр распиливаемого бревна - 520 мм;

Наибольшая толщина распиливаемого бруса - 320 мм;

Длинна распиливаемого бревна (бруса) - 3-75 м;

Наименьшая толщина выпиливаемой доски - 16 мм;

Просвет между верхними и нижними вальцами - 80-750 мм;

Величина подачи - 9-65 мм/об;

Частота вращения коленчатого вала - 325 об/мин;

Наибольшее количество пил в поставе - 12 шт.;

Установленная мощность - 107,7 кВт;

Масса - 17400 кг;

Габарит:

длина - 2900 мм;

ширина - 2750 мм;

высота - 5400 мм.

3.1.2 Расчет сменной производительности лесопильной рамы

где: - посылка,мм;

n - частота вращения коленчатого вала, об/мин;

Т - время смены, мин;

- коэффициент для механизированных потоков 0,864;

- объем бревна;

- коэффициент 0.9;

- средняя длина бревна,

Для упрощения расчетов объединяем все постоянные множители формулы в один, обозначив его буквой С.

Для расчета производительности используем общую формулу:

Расчет производим по каждому диаметру:

320.2317.2=126.6

Расчет количества установленных рамо-смен для распиловки бревен каждого диаметра на 1000 с брусовкой

 р/см

 р/см

 р/см

 р/см

 р/см

где: ; … - количество пиловочного сырья по каждому диаметру, подлежащего раскрою с брусовкой;

;;… - производительность лесопильной рамы по указанным диаметрам при раскрое с брусовкой.

Расчет установленных рамо-смен для раскроя 1000 сырья

(уст. р/см)

где: - сумма установленных рамо-смен при раскрое с брусовкой

(уст. р/см)

Расчет установленных рамо-смен для выполнения годового задания.



где: - годовая программа по распиленному сырью (т.е. мощность предприятия),

Расчет потребного количества установленных рам для выполнения годового задания.

где: b - количество смен в году

b=mi

где: m - число рабочих дней в году;

I - число смен.

b=2782=556 смен в году

= 3.46, т.е. для выполнения годового задания необходимо 4 лесопильной рамы.

3. Расчет и составление спецификации на пиломатериал

Толщина	Ширина	Длина	Объем пиломатериалов
150	100	6	50,0
125	100	6	50,1
50	100	6	184,1
32	100	6	121,6
22	100	6	107,3
19	100	6	124,8
19	100	2	13,9
19	100	4	19,8
22	100	4	33,8
22	100	2	11,2
22	100	1	2,3
			718,9

4. Баланс сырья

№Наименование	%
1. Пиломатериал	71,9	64710
2. Кусковой отход	11,1	10290
3. Опилки	12	11000
4. Безвозвратные потери	5	4000
Итого:	100	90000

5. Расчет потребного количества обрезных станков

Выбор модели обрезного станка.

Так как в поставе не предусмотрен раскрой широких досок на две узкие, то следовательно использование трехпильного обрезного станка будет рациональным.

В качестве обрезного станка выбираем станок Ц2Д-5А с техническими характеристиками:

Просвет станка - 710 мм;

Толщина обрабатываемого материала - 13-100 мм;

Расстояние между пилами - 60-300 мм;

Число пил - 2 шт.;

Скорость подачи - 100 м/мин;

Частота вращения пильного вала - 2860 об/мин;

Установленная мощность - 46 кВт.

Расчет сменной производительности обрезного станка



,

где: U - скорость подачи (100 м/мин);

K - коэффициент использования станка

где: - вспомогательное время, =1,5 сек на одну доску;

- длина доски, =6 м;

=0.95

 м/см

Расчет сменной производительности лесопильной рамы в метрах погонных досок необрезных.

Для упрощения расчетов следует определить значение С=const

где: - коэффициент исполнения принимается равным 0,8.

Формула производительности лесопильной рамы будет иметь вид:

где: - посылка для i-го диаметра бревна, мм;

- число необрезных досок, полученных в первом и втором проходе при раскрое i-го диаметра бревна.

Расчет потребного количества обрезных станков.

Необходим 1 обрезной станок.

Расчет коэффициента загрузки.

6. Расчет потребного количества торцовочных станков и установок

Расчет торцовочных установок проходного типа (ЦТЗ-2М)

Расчет сменной производительности торцовочных устройств в метрах погонных досок.



где: - скорость движения цепи (9 м/мин);

К - коэффициент использования станка (0,8);

а - расстояние между упорами цепи (0,3 м).

Расчет производительности обрезного станка в штуках досок.

где: - длина доски, м.

Расчет потребного количества торцовочных устройств.

Расчет коэффициента загрузки торцовочного устройства

7. Выбор и расчет транспортных механизмов лесопильного цеха

бревнопильный лесопильный цех торцовочный

Расчет продольного лесотранспортера

(м/мин)



где: А - производительность лесопильной рамы;

- максимальная посылка;

- коэффициент заполнения конвейера бревнами (0,5)

Выбираем конвейер марки БА-40

Выбор модели сбрасывателя бревен

Выбираем сбрасыватель бревен марки СБР-75.

Выбор модели тележек перед лесопильными рамами

Выбираем тележку марки ПРТ8-2.

Расчет роликового конвейера за рамой 1-го ряда

где: - коэффициент запаса окружной скорости ролика, принимается 5-ти и 7-ми кратными;

- коэффициент скольжения бруса о ролики (0,9).

Выбираем конвейер марки ПРД-63

Выбор модели брусоперекладчика

Выбираем модель брусоперекладчика марки БрП80.

Выбор модели роликового конвейера перед рамой 2-го ряда

Выбираем конвейер марки ПРД В-80.

Роликовый конвейер расчету не подлежит, т.к. подающий ролик имеет скорость 0,7-1 м/с.

Расчет роликового конвейера за рамой 2-го ряда



где: К - коэффициент запаса окружной скорости роликов, К=4;

Выбираем конвейер марки ПРД-63

Расчет поперечного цепного конвейера

где: P - количество досок, поступающих на транспортер в минуту при полной загрузке лесопильной рамы.

где: - максимальная производительность лесопильной рамы в метрах погонных досок необрезных.

- средняя длина досок, м;

- средняя ширина необрезных досок, мм;

;



где: - коэффициент характеризующий способ распиловки (0,63);

- коэффициент заполнения цепей транспортера и коэффициент запаса скорости (0,5).

Расчет и выбор модели роликового конвейера за обрезным станком

где: К - коэффициент запаса скорости транспортера (1,5);

U - скорость подачи обрезного станка (100 м/мин).

Выбираем конвейер марки РЦ2Д-7.

Выбор модели ленточных конвейеров

Выбираем ленточный конвейер марки КСЛ 5050-80 с длиной ленты 50 метров и скоростью 2 м/с.

Сводная ведомость технологического и транспортного оборудования лесопильного цеха

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество
1	Лесопильная рама	2Р75-1	4
2	Обрезной станок	Ц2Д-5А	2
3	Торцовочная установка проходного типа	ЦТЗ-2М	2
4	Продольный лесотранспортер	БА-40	2
5	Сбрасыватель бревен	СБР-75	2
6	Тележка	ПРТ8-2	2
7	Роликовый конвейер	ПРД-63	2
8	Брусоперекладчик	БрП80	2
9	Роликовый конвейер	ПРД В-80	2
10	Роликовый конвейер	ПРД П-63	2
11	Цепной конвейер	ТЦП-40	2
12	Роликовый конвейер	РЦ2Д-7	2
13	Ленточный конвейер	КСЛ 5050-80	2

8. Расчет площади склада пиломатериалов

Определение объема пиломатериала

где: q - объемный выход обрезного пиломатериала;

- годовой объем распиленного сырья;

Определение среднего объема одного пакета

где: B - ширина пакета, 1250 мм;

H - высота пакета, 1300 мм;

b - ширина досок в пакете, 100 мм;

l - максимальная длина досок в пакете, 6 м;

P - толщина прокладок, 25 мм;

S - ширина шпаций, 50 мм;

- средняя толщина досок в пакете;



где: - толщина доски, мм;

- количество досок данной толщины, шт.;

Определение емкости штабеля

Определение по укрупненным показателям площади склада

где: E - объем пиломатериалов хранящихся на складе, ;

H - средняя высота штабеля, 8 м;

- коэффициент использования площади склада, 0,5;

- коэффициент использования укладки, 0,85;

- коэффициент заполнения, 0,3;

;

Определение количества штабелей размещенных на складе



Определение количества групп кварталов штабелей

Объем пиломатериалов хранящихся на складе - ;

Количество штабелей - 26 шт.;

Количество групп - 6 шт.;

Количество штабелей в группе - 4 шт.

9. Расчет дереворежущего инструмента

Расчет потребного количества режущего инструмента (рамная пила) для лесопильной рамы 2Р75-1

Годовой расход режущего инструмента определяется исходя из формулы:

где: R - расход инструмента данного типоразмера на один станок;

- число часов работы инструмента в год, час;

z - число одинаковых инструментов в комплекте на один станок, шт.;

а - величина допускаемого стачивания рабочей части режущего инструмента, мм;

b - величина уменьшения рабочей части инструмента за одну переточку, мм;

t - продолжительность работы инструмента между двумя переточками, ч;

К - процент на поломку и непредвиденные расходы инструмента;

- число рабочих дней в году;

- число смен;

- продолжительность смены, ч;

n - коэффициент использования времени станка.

Так как в процессе деревообработки используется 4 лесопильных рамы, следовательно, количество пил будет равняться 4*38=152 штуки.

Расчет потребного количества режущего инструмента (пилы круглые плоские) для обрезного станка Ц2Д-5А

Годовой расход режущего инструмента определяется по той же формуле что и при расчете количества пил для лесопильной рамы.

где: R - расход инструмента данного типоразмера на один станок;

- число часов работы инструмента в год, час;

z - число одинаковых инструментов в комплекте на один станок, шт.;

а - величина допускаемого стачивания рабочей части режущего инструмента, мм;

b - величина уменьшения рабочей части инструмента за одну переточку, мм;

t - продолжительность работы инструмента между двумя переточками, ч;

К - процент на поломку и непредвиденные расходы инструмента;

- число рабочих дней в году;

- число смен;

- продолжительность смены, ч;

n - коэффициент использования времени станка.

Так как в процессе деревообработки используется 2 обрезных станка, следовательно, количество пил будет равняться 2*37=74 штук.

Расчет потребного количества режущего инструмента (пилы круглые плоские) для торцовочной установки проходного типа ЦТЗ-2М

Годовой расход режущего инструмента определяется по той же формуле что и при расчете количества пил для лесопильной рамы.

где: R - расход инструмента данного типоразмера на один станок;

- число часов работы инструмента в год, час;

z - число одинаковых инструментов в комплекте на один станок, шт.;

а - величина допускаемого стачивания рабочей части режущего инструмента, мм;

b - величина уменьшения рабочей части инструмента за одну переточку, мм;

t - продолжительность работы инструмента между двумя переточками, ч;

К - процент на поломку и непредвиденные расходы инструмента;

- число рабочих дней в году;

- число смен;

- продолжительность смены, ч;

n - коэффициент использования времени станка.

Так как в процессе деревообработки используется 2 торцовочных установки, следовательно, количество пил будет равняться 2*50=100 штук.

Годовой расход инструмента

№ п/п	Наименование оборудования	Модель оборудования	Наименование инструмента	Годовой расход инструмента на один станок	Количество инструмента, шт.
1	Лесопильная рама	2Р75-1	Рамная пила	38	152
2	Обрезной станок	Ц2Д-5А	Пила круглая плоская	37	74
3	Торцовочное устройство	ЦТ3-2М	Пила круглая плоская	50	100

10.Состав и численность рабочих

Состав основных рабочих

Наименование профессий	Количество работающих в одну смену	Количество работающих в день	Разряд
1. Рамщик	4	8	6/5/5/5/5/5/5/5
2. Помощник рамщика	4	8	5/4/4/4/4/4/4/4
3. Станочник обрезного станка	2	4	5/4/4/4
4. Помощник станочника обрезного станка	2	4	4/3/3/3
5. Торцовщик досок в потоке	2	4	3/2/2/2
6. Торцовщик коротья и обапла	2	4	2/1/1/1
7. Рабочий конвейера	2	4	1/1/1/1
8. Уборщик 1-го этажа, он же уборщик у 1-ой рамы опилок	4	8	1/1/1/1
9. Уборщик цеха верхнего этажа	2	4	1/1
10. Сортировщик-укладчик пиломатериала на сортплощадку в пакеты	10	20	3/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2/2
11. Пилиточ	2	4	4/3
12. Учётчик кубатуры (на поток)	2	4	1/1/1/1
Итого задействовано рабочих в одну смену/рабочий день:	38	80

Состав рабочих занятых техническим уходом и текущим ремонтом лесопильного оборудования

Наименование профессий	Количество работающих	Разряд
1. Наладчик д/о оборудования	1	5
2. Слесарь-ремонтник	1	4
3. Моторист лесоцеха	3	2/1/1
4. Вулканизаторщик	1	2
5. Плотник	1	3
6. Электрик-ремонтник	1	4
7. Смазчик	1	1
Итого:	9



ИТР, служащие и МОП

1. Начальник цеха - 1

2. Сменные мастера - 1 на смену

3. Технолог цеха - 1

4. Кладовщик - 1

11. Расчет силовой электроэнергии лесопильного цеха

Расчет силовой электроэнергии лесопильного цеха приведены в таблице

Наименование потребителей электроэнергии	Число потребителей	Мощность электродвигателей, кВт	Общая установленная мощность, кВт	Общая подключенная мощность, кВт	Коэффициент использования электродвигателей	Потребляемая мощность, кВт	Потери в сети,%	Мощность на машинах высокого напряжения, кВт	Количество часов работы в году	Годовое потребление электроэнергии, кВтч
Лесопильная рама 2Р75-1	4	107,7	430,8	505,8	0,72	364,17	6	386,02	3869	1493511,38
Обрезной станок Ц2Д-5А	2	46	92	108,2	0,78	84,4	6	89,46	3952	353545,92
Торцовочная установка проходного типа ЦТЗ-2М	2	14,8	29,6	34,8	0,64	22,72	6	24,08	3952	95164,16
Продольный лесотранспортер БА-40	2	10	20	23,5	0,63	14,8	6	15,68	4035	63268,8
Сбрасыватель бревен СБР-75	2	3	6	7	0,5	3,5	6	3,71	4035	14969,85
Тележка ПРТ8-2	2	4,7	9,4	11	0,55	6,05	6	6,41	4035	25864,35
Роликовый конвейер ПРД-63	2	4,5	9	10,1	0,55	5,555	6	5,88	4035	23725,8
Брусоперекладчик БрП80	2	3	6	7	0,55	3,85	6	4,08	4035	16462,8
Роликовый конвейер ПРД В-80	2	4,5	9	10,1	0,54	5,45	6	5,77	4035	23281,95
Роликовый конвейер ПРД П-63	2	4,5	9	10,1	0,56	5,65	6	6	4035	24210
Цепной конвейер ТЦП-40	2	5,5	11	12,9	0,6	7,74	6	8,2	4035	33087
Роликовый конвейер РЦ2Д-7	2	1,6	3,2	3,7	0,58	2,14	6	2,26	4035	9779,1
Ленточный конвейер КСЛ 5050-80	2	3	6	7	0,57	4	6	4,24	4035	17108,4
И т о г о:	28	-	641	751,2	-	530,025	-	561,79	-	2193979,51

12. Технико-экономические показатели

№ п/п	Наименование показателей	Единица измерения	Показатели
1	Число установленных рам	шт	4
2	Число эффективных рам	шт	4
3	Количество рабочих дней году	дни	278
4	Сменность	смен	2
5	Средний диаметр распиливаемых бревен	см	29
6	Количество распиливаемого сырья		90000
7	Процент брусовки	%	93,5
8	Полезный выход	%	71,8
9	Количество полученных пиломатериалов		71800
10	Средняя производительность рамо-смены по распиленному сырью
11	Средняя производительность рамо-смены по пиломатериалам
12	Количество основных рабочих	человек	82
13	Количество вспомогательных рабочих	человек	9
14	Количество инженерно технических работников	человек	5



Заключение

В данной курсовой работе спроектирован лесопильный цех по выпуску обрезного пиломатериала с годовой мощностью 90000. Заданное сырье было распилено на обрезной пиломатериал заданных размеров ( с объемным выходом 64710 . Остальное составляют: опилки (11000), кусковой отход (10290) и безвозвратные потери (4000).

В процессе лесопиления были использованы: 4 лесопильные рамы 2Р75-1, 2 обрезных станка Ц2Д-5А, 2 торцовочных установки проходного типа ЦТЗ-2М, а так же транспортеры, сбрасыватели бревен, тележки и брусоперекладчики. Общая потребляемая мощность двигателей станков составила 530,025 кВт, а годовое потребление электроэнергии 2193979,51 кВт.

Так же в курсовой работе было рассчитано количество необходимых рабочих. На одну смену необходимо: 84 основных рабочих, 9 рабочих для технического ухода и текущего ремонта лесопильного оборудования и 4 инженерно технических работника.

Для хранения полученных пиломатериалов была рассчитана площадь склада равная 5286,7 . Полученный пиломатериал укладывается в группы штабелей, всего необходимо 6 групп по 4 штабеля в каждой.



Список используемой литературы

1. Песоцкий А.Н., Ясинский В.С. Курсовое проектирование лесопильно-деревообрабатывающего производства, 2010.

2. Хасдан М.М. Справочник по лесопилению, 2012.

3. Хасдан М.М., Ратнер М.Л. Лесопильно-деревообрабатывающее производство, 2007.

4. Тюкина Ю.П., Рыкунин С.Н., Шалаев В.С. Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства, 2007.

5. Хламов Н.Б., Шибалова Г.А. Методические указания для выполнения курсового проекта по разделу « Лесопиление», 2012.

Размещено на Allbest.ru

...