Рациональные технологические потоки лесообрабатывающих цехов по раскрою круглых лесоматериалов на пилопродукцию

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 674.093.2-413.84

УГЛТУ

РАЦИОНАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОТОКИ ЛЕСООБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕХОВ ПО РАСКРОЮ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ НА ПИЛОПРОДУКЦИЮ

Васильев Г.Л.

Чамеев В.В.

Для условий малообъёмных лесозаготовок рассматривается четыре варианта технологического потока 1Б, 2Б, 3Б и 4Б однопоточного цеха на базе наиболее распространённой в «малом» лесопилении рамы Р63-4Б для раскроя брёвен Бd с брусовкой на брусья Бш и необрезные доски Дт на станках второго ряда - перспективной рамы РМ-50 и многопильного станка, для раскроя досок Дт на обрезные пиломатериалы взят станок Ц2ДТУ. Для работы лесопильной рамы Р63-4Б в развал принята схема 1В. Структурные схемы упомянутых технологических потоков приведены в таблице 1.

До определения показателей работы технологических потоков проведена:

- синхронизация работы головного станка (ГС) лесообрабатывающего цеха (ЛОЦ) с предшествующими операциями;

- синхронизация работы ГС ЛОЦ со станками второго ряда (ВС).

Степень синхронизации оценивалась коэффициентом загрузки головного станка КГСЗ. Все расчёты проведены с помощью комплекс-программы ЦЕХ.

Таблица 1. Пропускная способность по сырью (в числителе) и коэффициенты загрузки технологических потоков (в знаменателе) лесообрабатывающих цехов

Следующим логическим этапом исследований является определение пропускных способностей по сырью (сменных производительностей) ПСМ и соответствующим им коэффициентов загрузки КГСЗ технологических потоков для размерных групп сырья dСГ. Расчёты проведены по компонент-программе «ПОТОК» комплекс-программы «ЦЕХ» и приведены в таблице 1. На основании статистической обработки полученных данных определены средневзвешенные значения ПСМ С.В. и КГСЗС.В. с учётом долей сырья Р(dСГ) в их размерных группах dСГ.

Анализ данных таблицы 1 позволил выявить зависимости КГСЗ=f(dСГ) и ПСМ=f(dСГ) для всех принятых к исследованию технологических потоков (рис. 1 и 2). В технологических потоках с увеличением dСГ значения КГСЗ уменьшаются. Наименьшее изменение КГСЗ наблюдается в технологическом потоке при отсутствии станков второго ряда или что тоже самое при ЕВС1П=ЕВС2П=?. Это объяснимо тем, что на работу головного станка условно не влияют станки последующих уровней деления лесоматериалов, а влияют только параметры «внешней среды». Этот поток можно назвать «идеальным». Наиболее близко к «идеальному» потоку относятся потоки 4Б и 2Б рис. 1. По сравнению с «идеальным» у них снижение по КГСЗ с увеличением dСГ также минимальны. Это «хорошо» синхронизированные технологические потоки. Потоки 3Б и 1Б можно отнести к «неудовлетворительно» синхронизированным.

1-КГСЗ(1Б)=0,6204-0,0101dСГ; 2-КГСЗ(2Б)= -0,0001379(dСГ)2+0,005990dСГ+0,9136;

3-КГСЗ(3Б)=1,1995-0,01993dСГ; 4-КГСЗ(4Б)=-0,0001216(dСГ)2+0,005165dСГ+0,929;

5-КГСЗ(ЕВСП=?)=-0,00005114(dСГ)2+0,001453dСГ+0,9857.

Рисунок 1. Коэффициенты загрузки головного станка Р63-4Б для размерных групп сырья dСГ и технологических потоков 1В, 1Б, 2Б, 3Б и 4Б:

Резкое снижение КГСЗ с увеличением dСГ в технологических потоках 3Б и 1Б объясняется недостаточной пропускной способностью станков второго уровня деления лесоматериалов (снижение скоростей подачи у станков ВС происходит быстрее, чем снижение посылки у головного станка, связанное с увеличением максимальной высоты пропилов). Значения КГСЗ в технологических потоках влияют на их пропускную способность. Изменения ПСМ=f(dСГ) в технологических потоках приведены на рис. 2 (по результатам статистической обработки значений табл. 1). Наибольшую пропускную способность имеют «хорошо» синхронизированные технологические потоки 4Б и 2Б, наименьшую - «неудовлетворительно» синхронизированные потоки 3Б и 1Б. пилопродукция лесозаготовка распиловка технологический

На рис. 3, по результатам статистической обработки данных табл. 1, приведены обобщённые зависимости для технологических потоков пропускной способности ПСМ от КГСЗ для размерных групп сырья dСГ. Наибольшую производительность имеют потоки на «толстомерных» группах сырья, наименьшую - в группах сырья средних толщин.

Рисунок 2. Пропускная способность технологических потоков в размерных группах сырья:

1-ПСМ(1Б)=-0,02578(dСГ)2+2,2426dСГ-11,7995;

2-ПСМ(2Б)=0,0906(dСГ)2+0,1544dСГ+11,7356;

3-ПСМ(3Б)= -0,0491(dСГ)2+4,3326dСГ-13,0964;

4-ПСМ(4Б)=0,0913(dСГ)2+0,1525dСГ-11,8362.

Рисунок 3. Пропускная способность по сырью технологических потоков в размерных группах сырья в зависимости от коэффициента загрузки головного станка:

ПСМ(dСГ=15)=0,3362+35,3054КГСЗ; ПСМ(dСГ=19)= -0,1368+48,0457КГСЗ;

ПСМ(dСГ=23)=0,4118+64,5040КГСЗ; ПСМ(dСГ=27)=1,8744+82,6457КГСЗ;

ПСМ(dСГ=31)= -0,4756+107,1931КГСЗ; ПСМ(dСГ=35)= -0,5601+135,0601КГСЗ.

«Исключить» из уравнений ПСМ=f(КГСЗ) конкретные технологические потоки возможно введением средневзвешенных значений ПСМ С.В. и КГСЗ С.В.. На рисунке 4 приведена функция ПСМ=f(КГСЗ С.В.). Анализ функции и графическое её изображение показывают, что пропускная способность однопоточного цеха с головным станком Р63-4Б находится в линейной зависимости от средневзвешенного коэффициента загрузки головного станка. Увеличение коэффициента загрузки КГСЗ С.В. на каждые 10% даёт прирост средневзвешенной пропускной способности потока на 6,66 м3. Другими словами, плохо синхронизированных технологических потоках средневзвешенная производительность составляет всего около 38% от потоков, где станки полностью синхронизированы.

Рисунок 4. Средневзвешенная пропускная способность технологического потока ПСМ С.В. в зависимости от средневзвешенного коэффициента загрузки головного станка.

Экономическая оценка синхронизации технологических потоков приведена с учётом предшествующих исследований, проведённых на кафедре ТОЛП УГЛТУ и изложенных в научных статьях [1, 2]. Результаты этих исследований показывают, что только за счёт синхронизации технологических потоков можно достигнуть снижение себестоимости готовой продукции от 3,4 до 7,6%, рентабельность производства находится в зависимости от КГСЗ. Для однопоточного цеха по выработке короткомерной пилопродукции она имеет вид:

R=-91,3071(КГСЗ)2+164,6293 КГСЗ - 47,7202 , %.

Уравнение действительно при 0,46? КГСЗ?0,86. Можно предположить с большой степенью уверенности, что характер зависимости не изменится и для наших условий. Принимая во внимание изложенное и минимальные и максимальные уровни рентабельности для лесообрабатывающих цехов лесопромышленных предприятий, имеющиеся в литературных источниках последних лет, зависимость R=f(КГСЗ) примет вид:

R=-64,8633(КГСЗ С.В.)2+123,2707 КГСЗ С.В. - 33,2120 , %; при 0,39? КГСЗ С.В.?0,98.

Таблица 2. Основные технологические и экономические показатели однопоточных лесообрабатывающих цехов

Анализ приведённого уравнения показывает, что рентабельность производства изменяется от 5 до 25% или другими словами с увеличением загрузки головного станка на каждые 10% увеличивается рентабельность производства в среднем на 1,2%.

* - в числителе для односменной работы, в знаменателе для двухсменной работы

Итоговые значения технологических и экономических параметров для выбранных структурных схем однопоточных цехов с головным станком Р63-4Б приведены в таблице 2. Сортовой состав сырья и выход готовой продукции определены по программам «СЫРЬЁ» и «ПРОДУКЦИЯ».

Годовой объём лесозаготовок по хвойному хозяйству (сосна) VГЛЗ, необходимый для обеспечения работы технологических потоков, определялся по формуле:

VГЛЗ=(ПССМ*nДН*nСМ*КГ)/(КДЕЛ*КС),

где ПССМ - пропускная способность лесообрабатывающего цеха по сырью в смену, м3;

nДН - количество дней работы в году;

nСМ - сменность работы;

КГ - коэффициент на среднегодовые условия, учитывающий снижение производительности оборудования. Для пятой температурной зоны КГ=0,86;

КДЕЛ - выход деловой древесины от общего запаса, %. Для Уральского региона из сосны - 0,86;

КС - выход пиловочника из деловой древесины, %. Для Уральского региона из сосны - 55.

Анализируя показатели таблицы 2 можно сказать, что технологические потоки 1В, 2Б, 3Б, 4Б для лесообрабатывающих цехов высокорентабельные, поток 1Б можно отнести к низкорентабельным (по существующей классификации при R<5% предприятия относится к низкорентабельным, при R>15% - к высокорентабельным).

Область применения технологических потоков зависит от наличия сырья в лесном фонде (объём годичной лесосеки), требуемого рынком объёма и вида пиломатериалов. При объёме лесозаготовок лесопромышленного предприятия 10 - 20 тыс. м3 в год приемлемы технологические потоки 1Б, 3Б. При объёме лесозаготовок 30 тыс. м3 - 2Б, 4Б. Если рынок потребляет необрезные пиломатериалы, то 1В.

При изменившейся ситуации (изменение объёма лесозаготовок лесопромышленного предприятия) технологические схемы потоков могут быть иными.

Библиографический список

1. Азарёнок В.А., Гаева Е.В., Чамеев В.В. Синхронизация работы головного станка лесообрабатывающего цеха с предшествующими операциями при распиловке сырья вразвал // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: Труды II международного евразийского симпозиума. - Екатеринбург: УГЛТУ, 2007.- С. 23-30.

2. Чамеев В.В., Гаева Е.В., Азарёнок В.А. Обоснование размеров межоперационных запасов сырья перед головным станком лесообрабатывающего цеха // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: Труды 11 международного евразийского симпозиума. - Екатеринбург: УГЛТУ, 2007.- С. 30-36.

Аннотация

В статье описываются состояние производства пилопродукции при условии малого объема лесозаготовок, а также методы улучшения технологического процесса по производству пилопродукции. В работе показаны схемы для малого лесопиления на базе головного оборудования рамы Р63-4Б, обоснование технологического процесса с учетом типа распиловки круглых лесоматериалов и экономические эффективности технологических потоков. Рассмотрена комплекс-программа «ЦЕХ», созданная в Уральском государственном лесотехническом университете. Программа позволяет имитировать на ЭВМ протекание технологических процессов переработки круглых лесоматериалов. Результаты исследования пригодны для использования технологами на действующих лесопромышленных предприятиях.

Размещено на Allbest.ru