Проектирование лесопильных предприятий с пакетной отгрузкой пиломатериалов производительностью 250 тысяч кубометров в год

Введение

За последние несколько десятков лет произошли коренные изменения в области технологии, оборудования и систем управления лесопильной промышленности.

Вместо лесопильных рам в современных процессах лесопиления используется фрезерное, фрезерно-ленточнопильное и фрезерно-круглопильное бревнопильное оборудование, имеющее в несколько раз большую производительность, чем лесопильные рамы. Скорость подачи автоматизированных обрезных станков достигает до 200 и более метров в минуту. Вместо полумеханизированных сортплощадок для сортировки сырых пиломатериалов используются автоматизированные линии для выборочной торцовки и автоматической сортировки досок по сечениям.

Процессы сортировки бревен вынесены из бассейнов на берег и осуществляются на автоматизированных линиях для окорки и сортировки пиловочника с накоплением больших запасов рассортированного сырья перед лесопильными цехами.

Отгрузка пиломатериалов с лесопильных предприятий производится в транспортных пакетах, сформированных из досок одной породы, одного сорта, одного сечения и преимущественно одной длины. Окончательная обработка пиломатериалов осуществляется после их сушки на комплексно-механизированных и специализированных автоматизированных линиях, осуществляющих окончательную торцовку и сортировку досок по сортам и длинам с формированием, упаковкой и обвязкой транспортных пакетов пиломатериалов.

Такой технологии окончательной обработки пиломатериалов всего несколько десятков лет, но для ее осуществления уже создано и функционирует оборудование второго поколения.

1. Расчет производственной мощности Фактическая производительность процесса пиления для средних предприятий определяется по формуле:

где U — скорость подачи, м/мин; Lср — средняя длина бревен, м; Км — коэффициент использования машинного времени, принимаем равным 0,9; Кп — коэффициент скрытых потерь, принимаем равным 0,96; - коэффициент технического использования бревнопильного оборудования;; - объем бревна iго диаметра заданной длины, м3;

Примерная скорость подачи может быть определена по следующим системам формул:

G0/d0 + G1 = U0 G0/120 + G1 = 20

G0/d1 + G1 = U1 G0/520 + G1 = 70

G0 = 7800

G1 = 5

U= G0/d + G1 U= 7800/di + 5

Среднесменная производительность, Qср.см., мі/смена Результаты расчетов фактической производительности фрезернопрофилирующего агрегата Hew Saw SL 250 сводятся в таблицу 2.

Таблица 2

Qср.см = 1000/Уnсм = 1000/1,74 = 574,7

Годовая фактическая производительность лесопильного цеха, м3 бревен/год, составит по формуле

= Qср. см*Nсм*Tг*Kз*Kг = 574,7*2*250*0,95*0,95*0,96 = 251 580 мі брёвен в год.

Результаты расчетов фактической производительности вертикального ленточно-пильного станка UMH 120 сводятся в таблицу 3

Таблица 3

2. Расчет интенсивности поступления сырых пиломатериалов на сортировочную линию Определим среднюю интенсивность поступления пиломатериалов из лесопильного цеха.

Где-коэффициент технического использования сортировочной линии (0,834)

коэффициент загрузки лесопильного цеха (0,95)

Nчисло бревнопильных потоков

nчисло сортировочных групп бревен пропускная способность головного оборудования лесопильного цеха, бревен в минуту.

общее число досок выпиливаемых из бревна коэффициент использования машинного времени.

коэффициент наложенных потерь коэффициент использования бревнопильной линии.

доля и сумма долей бревен i-ых диаметров распиливаемой j-ой бревнопильной линией.

Таблица 4 — расчет выпиливаемых досок в минуту

nдколичество досок поступающих на линию сортировки, шт/мин

Jср =Кти*Кз*=0,834*0,95*45,74=36,2шт/мин К основным технологическим параметрам линий для торцовки и сортировки сырых досок относятся их пропускная способность и число карманов.

Необходимая пропускная способность и тип этих линий определяется в соответствии с найденной интенсивностью выпиловки досок в минуту с учетом ее превышения на 15…20%. В смешанных процессах, когда толстые доски из пропиленной пласти бруса подвергают выборочной торцовке и сортируют только по размерам их поперечных сечений, а боковые доски торцуют окончательно и сортируют по сечениям и сортам, число досок в минуту, поступающих от обрезных станков к контролерам качества для определения сорта тонких пиломатериалов. Число карманов практически принимается равным числу выпиливаемых сечений досок с увеличением на 15…20%. Эти дополнительные 2…3 кармана и являются резервными, куда переключается поступление досок определенного сечения после наполнения закрепленного за ним ранее кармана. После опорожнения последний становится резервным.

Число резервных карманов-накопителей зависит также от типа линий. Например, в бункерных линиях их количество может быть равно числу выпиливаемых сечений пиломатериалов.

Nкарм=Nсеч+Nзап+Nрез

Nкарм = 21+3+1=25

3. Окорка и сортировка бревен Фактическая производительность лесопильного цеха м3 бревен в год. Окорка и сортировка осуществляется на комплексной лини ОК — БС при коэффициенте превышения комплексной линии по сравнению со средней производительностью лесопильного цеха КС=1,4. Средний диаметр бревен на предприятии 18 см и средняя длина бревен 6 м.

Пропусная способность комплексной линии:

При производственной мощности предприятия 251 тыс. м3 бревен в год и при пропускной способности 7 бревен в минуту, максимальное количеством бревен в накопителе между участком окорки и сортировки Е=10 бревен.

Коэффициент использования комплексной линии:

где — коэффициент технического использования комплексной линии; -коэффициент загрузки комплексной линии; - коэффициент использования оборудования для сортировки бревен; - планируемые простои линии, мин (= 30 мин); -случайные простои линии, мин (= 24 мин); - время простоев линии из-за неподач сырья, мин (= 24 мин); - коэффициент меж участкового наложения случайных потерь оборудования окорки и сортировки бревен.

с

(При сумме случайных простоев окорочного и сортировочного оборудования равных 24 мин в течение 480 минутной смены уровень безотказной работы комплексной линии Yбр=0,95)

Цикловая производительность комплексной линии, штук бревен в смену:

qср — объем бревна среднего диаметра, средней длины, м3.

А-оперативный запас бревен при периоде работы лесопильного цеха Tn=2 смены средняя производительность бревнопильных линий, при их количестве в лесопильном цехе N = 1 и годовом фонде его работы в размере Тг = 500 смен, м3 в смену:

Емкость склада рассортированных бревен, м3:

Время накопления оперативного запаса, смен:

Число карманов — накопителей в данных условиях на комплексной линии ОК — БС:

Nкарм = nгр + nрез + nотб + nкон = 21 + 2 + 1 + 1 = 25

nгр — количество сортировочных групп бревен

nрез — количество резервных карманов, принимаемое в размере 15 — 20% то числа сортировочных групп бревен в зависимости от организации и режимов работы оборудования, осуществляющего уборку из накопителей и их транспортировку на склад рассортированного сырья

nотб — накопители, в которые направляется (отбивается) низкокачественное сырье

nкон — конечный карман, куда попадают бревна, в процессе сортировки которых по тем или иным причинам произошли сбои в системах их замера и адресации.

4. Определение коэффициентов производительности

м3/смену

— время смены (480 мин)

— коэффициент технического использования ЛООП

— коэффициент загрузки ЛООП

n-число сечений досок, обрабатываемых при определенной пропускной способности линии.(n=10 сечений.)

— нормативная пропускная способность ЛООП при обработке досок i-го сечения, досок в минуту (= 60 досок в минуту);

— объем досок i-го сечения

— доля досок i-го сечения, обрабатываемых при определенной ni-ой пропускной способности Коэффициент использования ЛООП определяется по формуле:

где — планируемые простои ЛООП в течение смены на осмотр механизмов, их регулировку, смазку, мин (= 20 мин); - случайные простои ЛООП, мин (= 24 мин); - Технологические потери времени на переходы линии на обработку партий пиломатериалов другого сечения, мин,(= 74 мин); - сумма потерь времени из-за отсутствия партий пиломатериалов определенных сечений, вспомогательного транспорта и другие, связанные с загрузкой ЛООП, мин, (= 24 мин); Тс — продолжительность смены, мин (Тс = 480 мин);

м3/смену Среднесменная фактическая производительность ЛООП по выходу пиломатериалов в кондиционных транспортных пакетах, т. е из досок одной длины, м3/смену определяется по формуле:

где — коэффициент кондиционности транспортных пакетов из досок одной длины в партии запуска.

Он определяется по формуле:

пиление пиломатериал бревно где — объем кондиционных транспортных пакетов из досок одной длины, бессортных и IV сорта, так как только они, как правило, сортируются в пакеты одной длины, м3; - объем партии запуска пиломатериалов на линию, м3 (= 1000 м3); - коэффициент кондиционности транспортных пакетов из бессортных досок и IV сорта. Коэффициенты, характеризуют уменьшение выхода пиломатериалов в пакетах одной длины с линии окончательной обработки из-за того, что доски V сорта, внутреннего рынка и дилены не сортируются в пакеты одной длины, а также из-за того, что из отрезков и остатков вообще не формируется никаких транспортных пакетов.

Эти коэффициенты могут быть определены по следующей системе формул:

где — объем кондиционных транспортных пакетов из досок одной длины, бессортных и VI-го сорта (сортируемых в пакеты одной длины) — 324 м3−32,4%; - объем некондиционных транспортных пакетов из досок нескольких длин, бессортных и IV-го сорта — 36м3 — 3,6%; - объем некондиционных транспортных пакетов из досок нескольких длин V-го сорта — 190 м3 — 19%; - объем некондиционных транспортных пакетов из досок, например, нескольких длин, направляемых на внутренний рынок (отпад от экспорта) — 190 м3 — 19%; - объем коротких досок-дилен, формируемых также в некондиционные пакеты из досок нескольких длин, — 100м3 — 10%.- объем отрезков от пиломатериалов, получаемых в процессе обработки на комплексной линии ЛООП, — 110 м3 — 11%; - остатков пиломатериалов разных сортов, из которых невозможно сформировать пакеты с заданными размерами поперечных сечений ни из досок одной длины, ни из досок нескольких длин. — 50 м3 — 5%.

Коэффициент кондиционности транспортных пакетов из досок одной длины в партии запуска равен:

.

QфвыхЛООП.год =КП*Qф=0,324*342,72=111,04 м3/смену

Список используемой литературы

1. Учебное пособие «Проектирование лесопильных предприятий с пакетной отгрузкой пиломатериалов» Калитеевский РЕ, Артеменков АМ, Тамби АА, Торопов В. А. Санкт-Петербург, 2007 г.

2. Учебник «Лесопиление в ХХI веке. Технология, оборудование, менеджмент.» Калитеевский РЕ. Санкт-Петербург, 2005 г

3. Конспект лекций.