Промышленная переработка древесины в различные изделия

Оглавление Введение

1. Выбор и обоснование способов раскроя бревен

2. Исходные данные

3. Расчёт поставов и определение объёмного выхода

3.1 Расчёт первого постава

3.2 Расчёт второго постава

3.3 Расчёт третьего постава

4. Расчёт потребного количества станкосмен

5. Расчёт поточных линий

6. Расчёт потребного количества торцовочных устройств.

7. Расчёт месячного объёма сырья по поставам

8. График распиловки сырья на месяц

9. Основные технико-экономические показатели цеха Заключение Список используемой литературы Введение

Промышленная переработка древесины в различные изделия начинается в лесопильных цехах с распиловки лесоматериалов (бревен) на брусья, доски и бруски. Основной задачей лесопиления является рациональное использование всего пиловочного сырья на требуемую пилопродукцию с наименьшим образованием отходов, к которым относятся горбыли, рейки, отрезки от досок и опилки. Сократить потери древесины в отходы, при выпуске основной продукции (пиломатериалов), позволит правильная организация технологического процесса лесопильного производства, включающая сортировку бревен по диаметрам перед раскроем и дальнейшую подачу в распиловку по установленным поставам, правильную ориентацию бревен перед головным оборудованием в зависимости от формы и качества круглых лесоматериалов, точную обрезку кромок досок на обрезном станке и рациональную торцовку при формировании длины доски. Кроме того, большое значение имеет обоснованно выбранный способ раскроя в зависимости от размеров бревен по диаметру, размеров пилопродукции и требований, предъявляемых к ней, а также тип оборудования (лесопильные рамы, ленточнопильные и круглопильные станки, фрезернопильные агрегаты) и характеристики применяемого инструмента (толщина пил, шаг зубьев и величина развода или плющения).

Дальнейшее совершенствование технологии лесопиления следует осуществлять с учётом специализации по сырью и пилопродукции, углубления исследований способов раскроя пиловочного сырья, прогнозирования запасов сырьевых ресурсов и изучения спроса рынка потребления.

Развитие комплекса лесопильного производства включает в себя решение организационно-технических и технологических мероприятий по проведению приёма, обработки, размещению, хранению, подготовке к подаче пиловочника в лесопильный цех.

Проведение окорки пиловочного сырья позволяет использовать технологическую щепу на целлюлозно-бумажных предприятиях практически полностью. При этом повышается производительность бревнопильного оборудования.

Удовлетворение потребностей деревообрабатывающего производства специфицированными пиломатериалами должно быть обеспечено соответствующей технологией лесопильного производства, важнейшую часть которого составляет система рациональных поставов и определённая интенсивность их использования. Однако известно, что даже правильно составленные постава для раскроя пиловочника определённого диаметра (или групп диаметров) могут быть совершенно неэффективны при выработке пиломатериалов по конкретной спецификации. Эффективность таких схем определяется при проведении раскроя пиловочного сырья.

1. Выбор и обоснование способов раскроя бревен

Выработка пиломатериалов требуемых размеров и качества при распиловке связана с необходимостью выполнять операционной последовательности технологический процесс формирования ширины, толщины и длины выпиливаемой пилопродукции.

Совокупность операций, которые выполняют при распиловке бревен на пиломатериалы требуемых размеров и качества, называют раскроем пиловочного сырья.

Распиловку бревен на пиломатериалы осуществляют различными способами, а выбор их зависит от породы сырья, его размеров и качества, предполагаемого назначения вырабатываемой пилопродукции, конструкции бревнопильных станков.

В курсовом проекте мною был выбран способ раскроя со 100-% брусовкой бревен, так как необходимо получить обрезной пиломатериал из бревен диаметром 22 и 24 см, также данный способ раскроя обеспечивает выполнение спецификации пиломатериалов из заданного сырья.

При распиловке с брусовкой бревно распиливают за два прохода. На первом проходе из бревна выпиливают двухкантный брус, необрезные пиломатериалы и два горбыля, а на втором проходе из бруса — обрезные и необрезные пиломатериалы и два горбыля. Обрезные доски из бруса имеют ширину равную его толщине, что позволяет вырабатывать до 70% пиломатериалов, спецификационных по ширине. При распиловке бревен в развал или с брусовкой средние доски получаются радиальными, а крайние боковые — тангенциальными. Все остальные доски занимают промежуточное положение.

2. Исходные данные

Составление поставов.

Выделяем из спецификации пиломатериалов основные доски поставов. К основным относятся доски толщиной 22 мм и более. Ширины этих досок определяют толщину бруса.

3. Расчёт поставов и определение объёмного выхода

3.1 Расчёт первого постава

У нас 1000 м³ сырья. Из них необходимо выпилить 80 м³ толстых досок, толщиной 60 мм. Следовательно, в первом поставе нужно будет использовать брёвна d=24 см и включить в них доски толщиной 60 мм, и доски 22 мм.

Первый проход В центр постава устанавливается брус толщиной 150 мм. Постав будет нечётным, значит сердцевинной доской будет брус, а по краям будут доски малой толщины.

Ширина пропила:

e = 3,6 мм.

S = 1 см — сбег.

Расход полупостава на брус толщиной 150 мм:

Для того чтобы определить войдут ли тонкие доски в этот постав, находим:

где a_н1 — расстояние от центра бревна до наружной пласти бруса.

Для сердцевинной доски (бруса):

По приложению 10 определяем, что в наше бревно до максимального диаметра можно вписать ещё одну доску 22 мм. Следовательно, боковые тонкие доски устанавливаем в постав симметрично относительно пластей бруса.

Расход полупостава на боковые доски толщиной 22 мм:

где a_н2 — расстояние от центра бревна до наружной пласти доски толщиной 22 мм.

Или По приложению 10 определяем, что больше досок нужной толщины вписать в бревно мы не можем, переходим ко второму проходу.

Длина бруса будет равна длине бревна — 6,5 м.

Для установки длины и ширины боковых досок, определим всю пифагорическую зону нашего бревна:

где d — заданный диаметр бревна;

D — диаметр бревна в комле.

Если, то зона пифагорическая. У нас:

— зона параболическая.

Следовательно, находим диаметр параболы:

Определим длину параболы:

Больше половины длины параболы будет длина досок:

Округляем до ближайшего стандартного. Следовательно, длина полученных досок будет — 6,5 м.

Теперь определим расчётную ширину (b₀). Для этого нам необходимо вычислить получившийся полный расчётный диаметр бревна (d_p)

Округляем b₀ до ближайшего большего стандартного числа — 125. Следовательно, ширина доски будет равна 125 мм.

Раскрой по первому проходу мы завершили. Схема раскроя:

Рассчитаем процентный выход (P) и объём (V_п/м)получаемый по первому проходу.

где

n — количество досок (шт.);

t — толщина;

b — ширина;

l — длина.

где V_бр — объём бревна.

Второй проход Определим ширину пласти бруса (B_пр):

Предположим, что из полученного бруса можно установить 2 доски толщиной 60 мм — центральные, и 2 доски — 22 мм — боковые. Постав будет чётным.

Расход полупостава на центральные и боковые доски:

где а_цн — расстояние от центра бревна до наружной пласти центральной доски толщиной 60 мм.

мм Во втором проходе ширина досок, выпиливаемых из пласти бруса равна толщине бруса. Длина этих досок равна длине бревна.

По приложению 10 определяем, что больше досок не выпилить, следовательно, предположение было верное. Доски получились чисто обрезными.

Раскрой по второму проходу мы завершили. Схема раскроя:

Рассчитаем процентный выход и объём, получаемые по второму проходу.

Суммарный объём и процент по первому поставу Суммарный объём досок толщиной 60 мм:

Суммарный процент досок толщиной 60 мм:

Суммарный объём досок, толщиной 22 мм:

Суммарный процент досок, толщиной 22 мм:

Теперь необходимо понять, какой объём можно выполнить в первом поставе. Т, к. раскрой вёлся на доски большей толщины — 60 мм, то необходимо рассчитать объём сырья, необходимый для распиловки заданного пиломатериала — 80 м³.

где V и P — заданный объём пиломатериалов и процентный выход из первого постава соответственно.

Из этого объёма у нас ещё получились доски 22 мм:

3.2 Расчёт второго постава

У нас осталось 500−246=254 м³ брёвен d=24 см. Рассчитаем следующий постав на оставшийся объём.

Первый проход Т.к. в предыдущем поставе мы испилили заданный объём досок толщиной 60 мм, то в этом поставе в центр бревна устанавливается брус толщиной 100 мм, т.к. доски толщиной 50 мм по заданию даны 100 мм. Постав будет нечётным, значит сердцевинной доской будет брус, а по краям будут доски малой толщины.

Ширина пропила:

e = 3,6 мм.

S = 1 см — сбег.

По приложению 10 определяем, что в наше бревно до максимального диаметра можно вписать ещё одну доску 22 мм.

По приложению 10 определяем, что больше досок нужной толщины вписать в бревно мы не можем, переходим ко второму проходу.

Длина бруса будет равна длине бревна — 6,5 м.

Для установки длины и ширины боковых досок, определим всю пифагорическую зону нашего бревна:

Для ближней к центру доски, толщиной 22 мм

— зона пифагорическая.

Следовательно, длина доски l₀=L (длине бревна), т. е. 6,5 м.

Определим ширину этих досок.

Стандартная ширина этой доски будет — 175 мм.

Для крайних досок зона будет параболической, т.к.

Следовательно, находим диаметр параболы:

Определим длину параболы:

Больше половины длины параболы будет длина досок:

Округляем до ближайшего стандартного. Следовательно, длина полученных досок будет — 6,5 м.

Теперь определим расчётную ширину (b₀). Для этого нам необходимо вычислить получившийся полный расчётный диаметр бревна (d_p)

Округляем b₀ до ближайшего большего стандартного числа — 125. Следовательно, ширина доски будет равна 125 мм.

Раскрой по первому проходу мы завершили. Схема раскроя:

Рассчитаем процентный выход (P) и объём (V_п/м), получаемый по первому проходу.

Второй проход Определим ширину пласти бруса (B_пр):

Предположим, что из полученного бруса можно установить 2 доски толщиной 50 мм — центральные, и 2 доски — 50 мм — боковые. Постав будет чётным.

мм Во втором проходе ширина досок, выпиливаемых из пласти бруса равна толщине бруса. Длина этих досок равна длине бревна.

По приложению 10 определяем, что больше досок не выпилить, следовательно, предположение было верное. Доски получились чисто обрезными.

Раскрой по второму проходу мы завершили. Схема раскроя:

Рассчитаем процентный выход и объём, получаемые по второму проходу.

Суммарный объём и процент по второму поставу Суммарный объём досок толщиной 50 мм:

Суммарный процент досок толщиной 50 мм:

Суммарный объём досок, толщиной 22 мм:

Суммарный процент досок, толщиной 22 мм:

Остаток сырья после первого постава у нас был 254 м³.

Рассчитаем сколько из этого объёма мы получим досок толщиной 50 мм.

Из этого объёма у нас ещё получились доски 22 мм:

3.3 Расчёт третьего постава

распиловка линия торцовочный лесопильный

У нас остались не использованы брёвна d=22 см — 500 м³. Т.к. объёмы по доскам 50 и 22 мм не выполнены по заданию, необходимо рассчитать следующий постав на этот объём.

Первый проход В этом поставе в центр бревна устанавливается брус толщиной 100 мм, т.к. доски толщиной 50 мм по заданию даны 100 мм. Постав будет нечётным, значит сердцевинной доской будет брус, а по краям будут доски малой толщины.

Ширина пропила:

e = 3,6 мм.

S = 1 см — сбег.

По приложению 10 определяем, что в наше бревно до максимального диаметра можно вписать ещё одну доску 22 мм.

По приложению 10 определяем, что больше досок нужной толщины вписать в бревно мы не можем, переходим ко второму проходу.

Длина бруса будет равна длине бревна — 6,5 м.

Для установки длины и ширины боковых досок, определим всю пифагорическую зону нашего бревна:

Для ближней к центру доски, толщиной 22 мм

— зона пифагорическая.

Следовательно, длина доски l₀=L (длине бревна), т. е. 6,5 м.

Определим ширину этих досок.

Стандартная ширина этой доски будет — 150 мм.

Для крайних досок зона будет параболической, т.к.

Следовательно, находим диаметр параболы:

Определим длину параболы:

Больше половины длины параболы будет длина досок:

Округляем до ближайшего стандартного. Следовательно, длина полученных досок будет -5 м.

Теперь определим расчётную ширину (b₀). Для этого нам необходимо вычислить получившийся полный расчётный диаметр бревна (d_p)

Округляем b₀ до ближайшего большего стандартного числа — 125. Следовательно, ширина доски будет равна 125 мм.

Раскрой по первому проходу мы завершили. Схема раскроя:

Рассчитаем процентный выход (P) и объём (V_п/м), получаемый по первому проходу.

Второй проход Определим ширину пласти бруса (B_пр):

Предположим, что из полученного бруса можно установить 1 доску толщиной 50 мм — центральную, и 2 доски — 50 мм — боковые. Постав будет нечётным.

мм Во втором проходе ширина досок, выпиливаемых из пласти бруса равна толщине бруса. Длина этих досок равна длине бревна.

По приложению 10 определяем, что больше досок не выпилить, следовательно, предположение было верное. Доски получились чисто обрезными.

Раскрой по второму проходу мы завершили. Схема раскроя:

Рассчитаем процентный выход и объём, получаемые по второму проходу.

Суммарный объём и процент по второму поставу Суммарный объём досок толщиной 50 мм:

Суммарный процент досок толщиной 50 мм:

Суммарный объём досок, толщиной 22 мм:

Суммарный процент досок, толщиной 22 мм:

Объём брёвен диаметром d=22 см = 500 м³.

Рассчитаем сколько из этого объёма мы получим досок толщиной 50 мм.

Из этого объёма у нас ещё получились доски 22 мм:

4. Расчёт потребного количества станкосмен

Определим требуемое количество станкосмен на распиловку 1000 м³ сырья.

Для всех поставов:

Найдём просвет пильной рамки П:

где с — запасное расстояние между боковой поверхностью бревна в комле и стойкой пильной рамки;

d — диаметр бревна;

L — длина бревна.

Т.к. просвет пильной рамки равен 40,5, то выбираем лесопильную раму марки 2P50−1(2).

Ритм потока ® будет равен. В первом и втором поставе посылка одинакова, значит r₁=r₂:

где n — число оборотов главного вала. Для двухэтажной лесопильной рамы марки 2P50−1(2), n=360.

Дp — посылка.

Для I постава:

Для III постава:

Найдём производительность станкосмены лесопильной рамы (А). В первом и втором поставе использовались брёвна одинакового диаметра, поэтому А₁=A₂

где

T — время смены (мин.);

q — объём одного бревна (м³);

К₁ — коэффициент использования лесопильного потока;

К₂ =0,9;

Для III постава:

Найдём количество потребных станкосмен.:

где m_вб — количество станкосмен на выпиловку брёвен;

m_рб — количество станкосмен на развал бруса;

Q — объём сырья по поставу.

Для I постава:

Для II постава:

Для III постава:

Вычислим среднегодовую производительность лесопильного цеха (Q_год):

где

B — количество смен за год;

B=500 смен;

Кг — поправочный коэффициент за год на условия труда;

Кг = 0,93.

Впишем полученные данные в нашу таблицу:

5. Расчёт поточных линий

Рассчитаем объём работ по поставу (Q) — это сумма всех длин досок, подлежащих обрезке.

Для I постава:

Для II постава:

Для III постава:

Рассчитаем производительность станка (А_i).

где

U — скорость подачи станка;

Для обрезного станка Ц2Д — 7

U=100 м/мин.

К₁ — коэффициент использования машинного времени;

К₂ — коэффициент использования рабочего времени;

К₂ = 0,92

l₁ — средняя длина обрезных досок:

l₁ = L-1 = 6.5 — 1 = 5.5 м

t_в — вспомогательное время:

t_в = 2 с Вычислим потребное время для выполнения работ по каждому поставу (t_оп):

Для I постава:

Для II постава:

Для III постава:

Вычислим расчётное и принятое количество станков (а):

Для I постава:

Принятое количество станков — 1;

Для II постава:

Принятое количество станков — 1;

Для III постава:

Принятое количество станков — 1;

Впишем все данные в нашу таблицу:

6. Расчёт потребного количества торцовочных устройств

По данному заданию торцевать необходимо только 2 тонких доски в III поставе.

Рассчитаем объём работ по поставу (Q) — это сумма всех досок по поставу, необходимых для торцовки:

Рассчитаем производительность станка (A):

где Для торцовочного станка ЦТ3−2М:

v — скорость движения цепей;

v = 10.8

К₃ — коэффициент заполнения цепей;

К₃ = 0,9

l₁ — расстояние между упорами на цепях.

l₁ = 0,6

Рассчитаем потребное время для выполнения работ по поставу (t_оп):

Вычислим расчётное и принятое количество станков (а):

Впишем полученные данные в нашу таблицу:

7. Расчёт месячного объёма сырья по поставам

Среднегодовая производительность цеха:

Рассчитаем объём, выпиливаемый за месяц:

Коэффициент перехода (К_п) от 1000 м³ сырья к плановому месячному объёму сырья равен:

Для поставов объём сырья по плану раскроя (Q_i) будет равен:

где Q — объём сырья по поставу.

Для I постава:

Для II постава:

Для III постава:

8. График распиловки сырья на месяц

График распиловки заполняется, соответствуя нашему раскрою по поставам. Указывается схема поставов, основной сортимент, который необходимо распилить по заданию. Объём сырья высчитывается как частное месячного объёма сырья на 3, т.к. месяц поделён на 3 декады.

9. Основные технико-экономические показатели цеха

Заключение

В данной курсовой работе был произведён расчёт поставов для выполнения задания. На их основе произведён подбор головного оборудования лесопильного потока, обрезных и торцовочных станков. Выполнен расчёт производительности лесопильного потока. Просчитаны основные технико-экономические показатели цеха, составлен рекомендуемый календарный график на месяц по распилу месячного объёма сырья.

Для распиловки крупных бревен выбрана двухэтажная лесопильная рама модели:

2P50−1(2).

— ширина просвета пильной рамки 500 мм;

— число оборотов главного вала в минуту 360;

— ширина пропила, — 3,6 мм Обрезной станок модели:

Ц2Д-7

— Просвет обрезного станка 700 мм;

— скорость подачи — 100 м/мин.

Торцовочное устройство модели:

ЦТ3−2М

— Скорость подачи — 10,8 м/мин;

— Расстояние между опорами на цепях — 0,6 м.

Список используемой литературы

1. Рыкунин, С. Н. Планирование раскроя пиловочного сырья и расчёт производительности поточных линий: учеб. пособие /С.Н. Рыкунин, В. Е. Пятков. — М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2011. — 80 с.;

2. Рыкунин, С. Н. Методы составления и расчёта поставов: Учеб. пособие / С. Н. Рыкунин, В. Е. Пятков. — 3-е изд., перераб. — М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. — 76 с.;

3. Рыкунин С. Н., Тюкина Ю. П., Шалаев В. С. Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств: Учебное пособие для студентов спец. 260 200 — М.: МГУЛ, 2003. — 225 с.: ил.;

4. Авдеев Э. Д., Харитонович Э. Ф., Дружков Г. Ф. Лесопильное оборудование. — М.: Высшая школа, 1980. — 216 с.;

5. Коршунов, А. Н. Технология деревообрабатывающих производств: методические указания / А. Н. Коршунов, В. Н. Плюснин. — Л.: ЛТА, 1986. — 33 с.