Определение годовой производительности лесопильного

ВЕДЕНИЕ

 

Главная задача лесопильного производства – выпуск спецификационной, качественной пилопродукции с минимальными затратами в кратчайшие сроки. Это возможно только при предварительной проработке и расчете плана раскроя пиловочника на пиломатериалы, при проектировании технологического процесса раскроя бревен. Более 70 % сырья на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях раскраивается на лесопильных рамах – именно этому виду оборудования и уделяется большее место в нашем справочнике.

За последнее десятилетие выпущено много новых стандартов на лесопродукцию или изменены старые с учетом современных требований внешнего и внутреннего рынка пилопродукции. Имеющиеся источники уже физически и информационно устарели, или их нет в достаточном количестве. В силу этих причин назрела необходимость в подготовке и издании нового справочного пособия по этой тематике для обучения и работы инженерно-технических работников в области лесопиления.

Данное справочное пособие является практической книгой при расчете поставов, составлению планов раскроя и проектировании технологических потоков раскроя пиловочного сырья. В нем представлен необходимый минимум информационного материала для расчетов в этой области, а также для проведения реконструкций лесопильных участков и цехов, и разработке бизнес-планов. Главной целью пособия является максимальное облегчение и ускорение практической работы технологов и мастеров лесопильного производства.

 

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

В настоящем справочнике рассмотрены вопросы рационального использования и планирования раскроя пиловочного сырья на пилопродукцию различного назначения. 

В работе приведены методические рекомендации по составлению и расчету поставов на бревнопильном оборудовании типа лесопильных рам. Определен порядок проектирования производственного процесса изготовления спецификационных пиломатериалов с представлением необходимых расчетов по технологии и синхронизации работы технологического и транспортного оборудования.

Приведен обширный материал по нормативной базе, справочным данным, являющимися необходимым материалом для выполнения расчетных и курсовых работ, дипломных проектов для составления планов раскроя пиловочного сырья на пилопродукцию по дисциплинам «Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств», «Технология лесопиления» и «Основы проектирования лесопильно-деревообрабатывающих предприятий».

Данное издание будет весьма полезным для студентов, специалистов-практиков и инженерно-технических работников, занимающихся лесопереработкой и механической переработкой пиловочного сырья.

 

ИСХОДНЫЕ данные ДЛЯ РАСЧЕТА ЛЕСОПИЛЬНГО      

ПОТОКА

 

Исходными данными для технологического расчета лесопильного потока служат план раскроя сырья, структуры каждого постава, составленные на базе спецификаций пиловочного сырья и пиломатериалов.

В таблице 1.1 и 1.2 представлены примеры спецификаций пиловочного сырья по ГОСТ 9463-88 и пиломатериалов хвойных пород по ГОСТ 24454-80 (в части размеров) и ГОСТ 8486-86.

 

Таблица 1.1 – Спецификация пиловочного сырья хвойных пород,

средняя длина бревен 5,5 м

 

Диаметр бревен, см

Количество бревен,

Объем одного бревна, м3

Количество бревен, шт.

Способ раскроя бревен

м3 %
22 350 35 0,25 1400 вразвал
36 500 50 0,67 746 с брусовкой
46 150 15 1,08 139 с брусовкой
Итого 1000 100 - 2284 -

 

Таблица 1.2 – Спецификация пиломатериалов

 

Толщина, мм

Ширина, мм

Всего,

м3

250 175 100 разная ширина
100 19 - - - 19
50 38 - - - 38
50 - - 38 - 38
40 - 145 - - 145
32 - - - 43 43
25 - - - 170 170
22 - - - 155 155
Итого 57 145 38 368 608

 

В таблице 1.3 представлена таблица примера расчета поставов по раскрою сырья на пиломатериалы по заданным спецификациям (табл. 1.1, 1.2). По результатам расчета поставов составляется план раскроя сырья (табл. 1.4).

 


Таблица 1.3 – Ведомость расчета поставов к плану раскроя сырья

 

№ по-ста-

ва

Диаметр бревна, см

Постав

Расход ширины полупоста-ва, мм

Расстояние от центра до наружной пласти пиломатериалов, мм

Ширина досок, мм

Длина досок, м

Объем одной доски, м3

Объем пиломатериалов, м3

расчет- ная стандарт- ная из одного бревна из партии бревен
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Объем партии бревен Q = 350 м3; объем одного бревна q = 0, 25 м3; количество бревен n = 1400 шт.

I проход

I 22 1х100 51,15 51,15 195 - 5,50 - - -
    2х22 27,10 78,25 155 150 5,50 0,0182 0,0364 50,96
    2х22 27,10 105,35  0,960 90 75 4,25 0,0070 0,0140 19,60

II проход

    1х50 25,80 25,80 102,3 100 5,50 0,0275 0,0275 38,50
    2х22 27,10 52,90 102,3 100 5,50 0,0121 0,0242 33,88
    2х22 27,10 80,00 102,3 100 5,50 0,0121 0,0242 33,88
    2х22 27,10 107,10 0,976 75,0 75 1,00 0,0066 0,0132 18,48

Итого пиломатериалов:

195,30

ОВ = (195/350) x 100 = 55, 80 %

Объем партии бревен Q = 500 м3; объем одного бревна q = 0, 67 м3; количество бревен n = 746 шт.

I проход

II 36 1х175 89,25 89,25 312,0 - - - - -
    2х25 30,10 119,35 268,0 250 5,50 0,0344 0,0687 51,25
    2х25 30,10 149,45 198,0 200 5,50 0,0275 0,0550 41,03
   

2х25

30,10

179,55

0,990

128,0

125

3,75

0,117

0,0234

17,46

   

 

Окончание таблицы 1.3

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

II проход

  36 1х40 20,70 20,70 178,5 175 5,50 0,0385 0,0385 28,72
    2х40 45,50 66,20 178,5 175 5,50 0,0385 0,0770 57,44
    2х40 45,50 111,70 178,5 175 5,50 0,0385 0,0770 57,44
    2х25 30,10 141,80 178,5 175 5,50 0,0241 0,0481 35,88
    2х25 30,10 171,80 155 150 4,50 0,0148 0,0297 22,16
    2х25 30,10 202,00 1,11 80,0 75 1,50 0,0028 0,0056 4,18

Итого пиломатериалов:

315,56

ОВ = (315,56/500) x 100 = 63,11 %

 

Объем партии бревен Q = 150 м3; объем одного бревна q = 1,08 м3; количество бревен n = 139 шт.

I проход

III 46 1х250 127,20 127,20 382 - - - - -
    2х32 37,30 164,50 325 150/150 5,50 0,0264 0,1056 14,57
    2х32 37,30 201,80 235 225 5,50 0,0396 0,0792 10,93
    2х32 37,30 239,10 1,04 155 150 2,75 0,0132 0,0264 3,64

П проход

    1х100 54,15 55,15 254,4 250 5,50 0,1575 0,1375 18,97
    2х50 55,70 106,85 254,4 250 5,50 0,0687 0,1375 18,97
    2х50 55,70 162,50 254,4 250 5,50 0,0687 0,1375 18,97
    2х32 37,30 199,85 230 225 2,75 0,0396 0,0792 10,93
    2х32 37,30 237,15 1,03 160 150 2,75 0,0396 0,0206 2,84

Итого пиломатериалов:

99,82

ОВ = (99,82/150,0) x 100 = 66,54 %

 

 

Таблица 1.4 - План раскроя бревен на пиломатериалы

 

 

№ по-

ста-

вов

 

Диа-метр

бревен, см

Распили-

ваемое

количе-ство бревен, шт./м3

Постав

Подлежит выполнению, м3

толщина, мм 100 50 50 40 32 25 22
ширина, мм 250 250 100 175 р. ш р. ш р. ш
объем, м3 19 38 38 145 43 170 155

 

получено пиломатериалов по расчету, м3

 

1 2 3

4

5 6 7 8 9 10 11 12
I 22 1400/350

25/3-100/1-25/3

              70,56
     

22/3-50/1-22/3

      38,50       86,24
     

Всего по поставу

195,30     38,50        
II 36 746/500

25/3-175/1-25/3

            109,74  
     

25/3-40/5-25/3

            62,22  
     

Всего по поставу

345,56       143,60      
III 46 139/150

32/3-250/1-32/3

          29,14    
     

32/2-50/2-100/1-50/2-32/2

  18,97 37,94     13,77    
     

Всего по поставу

99,62 18,97 37,94     42,91    

Итого:

1000     610,68 18,97 37,94 38,50 143,60 42,91 171,96 156,80

Перепилы/недопилы (+/-), м3

      -0,03 -0,06 +0,50 -1,40 -0,09 +1,96 +1,80

 

    Перевыполнение: + 4,26 м3

     Недовыполнение: – 1,58 м3

     Выполнено: 610,68 м3

     Объемный выход: 61,06%


Расчет лесопильного потока на базе двухэтажных лесопильных рам удобно начинать с формализации и составления таблицы исходных данных.    В таблице 1.5 приведен пример подготовки исходных данных для технологических расчетов.

 

Таблица 1.5 – Исходные данные для расчета лесопильного потока на                        базе двухэтажных лесопильных рам

 

Номер постава по плану раскроя

Диаметры распиливаемых бревен, d, см

Толщина выпиливаемых брусьев, Н, мм

 

 

Количество пил в поставе, шт.

Количество необрезные досок, шт.

 

Количество обрезных досок, шт.

на лесопильной раме первого ряда, e Ii

на лесопильной раме второго ряда, eIIi

по поставу на первом проходе, μIi

по поставу на втором проходе, μIIi

из необрезных досок, полученных на первом

 проходе, jI

по поставу на втором проходе

всего досок, ωшт.

из необрезных досок, полученных за пределами пласти бруса,jII в пределах пласти бруса, jIII
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
I 22 100 6 8 4 2 4 2 5 11
II 36 175 8 12 6 4 6 4 7 17
III 46 250 8 10 6 4 8 4 5 17

 

     В графы 1 и 2 проставляются данные из плана раскроя пиловочного сырья. В графу 3 заносим величину фактической толщины бруса, выпиливаемого на первом проходе. Если на первом проходе выпиливается 2 или 3 бруса, то проставляют величину, определяемую суммированием фактических толщин брусьев (более подробно см. [17]).

В графы 4 и 5 вписывают количество пил, e, шт. соответственно в лесопильных рамах первого и второго ряда. Количество пил подсчитывается по соотношению
                                                e  = g + 1                                           (1.1)

где e – количество пил в поставе, шт.;

g  – количество сортиментов, указанных в записи постава (количество промежутков между пилами), шт.

На первом проходе по поставу выпиливается сортиментов

g1= 2 + 1 + 2 = 5 шт.;

       на втором

g2= 1 + 2 + 2 + 2 = 7 шт.

    Подставляя эти значения в формулу (1.1), получаем количество пил в поставе лесопильной рамы первого ряда

 

eI1  = 5 + 1 = 6 шт.;

 

eII1 = 7 + 1 = 8 шт.

 


       В графу 6 вписываем количество необрезных досок, получаемых из бревна на первом проходе. Эта величина определяется по ведомости расчета постава суммированием всех необрезных досок, выпиленных на первом проходе.

       В графу 7 вписываем количество необрезных досок, получаемых на втором проходе за пределами бруса, то есть сюда включаются доски, у которых расстояние от оси постава до наружной пласти больше половины ширины пласти бруса в вершинном торце.

       Количество необрезных досок (графы 6 и 7) определяем, используя ведомость расчета поставов. Например, из бревен диаметром 22 см выпиливается на первом проходе

                    μ = 2 + 2 = 4 шт.

Для расчета количества необрезных досок по поставу второго прохода определяем сначала половину ширины пласти бруса. Она равна

Вп= 195/2 = 97,5мм; следовательно, все доски, расстояние от оси постава до наружной пласти которых больше чем 97,5 мм, будут необрезными или полуобрезными. В нашем примере крайние доски, полученные на втором проходе, имеют расход ширины полупостава (таблица 1.3, графа 5) 107, 1 мм и поэтому являются необрезными.

μ = 2 шт.

В графу 8 вписываем количество обрезных досок, которые получаются из необрезных досок, выпиленных на первом проходе. При определении этой величины нужно учитывать, что, если необрезные, широкие доски запланировано раскраивать по ширине на две и более стандартных, то количество обрезных досок, направляемых на торцовку, увеличивается (графа 8).

В графу 9 вписывают количество обрезных досок, полученных по расчету постава из необрезных досок, которые выпилены за пределами пласти бруса.

В графу 10 вносят количество обрезных досок, полученных по поставу в пределах пласти бруса. Сюда включают все доски, у которых расстояние от оси постава до наружной пласти меньше половины ширины пласти бруса.

Для рассматриваемого постава количество обрезных досок φ1 шт, полученных из необрезных, на первом проходе равно φ1 = 4 шт. (графа 8), на втором проходе в пределах пласти бруса (расстояние от оси постава до наружной пласти доски меньше 97,5 мм) - jШ = 2 шт.

 После обрезки необрезных досок, полученных на втором проходе за пределами пласти бруса      

jII = 2 шт.

     В графе 11 проставляем общее количество досок по соответствующему поставу. Для первого постава – 11  шт.

     Графы 8, 9, 10 и 11 заполняются для расчета производительности торцовочных устройств позиционного или проходного типов.

    Необходимо учитывать, что если по технической характеристике торцовочного станка ЦКБ-40 максимально допустимая высота пропила составляет 150 мм, в этом случае планировать раскрой более толстых брусьев недопустимо, и в этом случае в 10 графу брус толщиной более 150 мм не включается.

     После заполнения таблицы 1.5 приступаем к расчету технологического потока.

 

 


 

2 РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПОТОКА НА БАЗЕ

ДВУХЭТАЖНЫХ ЛЕСОПИЛЬНЫХ РАМ

     2.1 Обоснование и выбор моделей лесопильных рам

 

     Технологический расчет лесопильного потока начинают с выбора моделей лесопильных рам. Для этого рассчитывается требуемая ширина просвета пильной рамки по формуле

 

                                             (2.1)

 

где В – требуемая ширина просвета, мм;

  d – наибольший диаметр вершинного торца бревна согласно спецификации сырья, см;

S – сбег бревна с наибольшим диаметром вершинного торца, см/м;

L – средняя длина бревна согласно спецификации, м;

     С – запас ширины, равной расстоянию между вертикальными стойками пильной рамки и комлевым торцом бревна, см.

     Сбег бревна в зависимости от диаметра и длины бревна может быть определен по таблице 3.8. Запас ширины пильной рамки обычно принимается равным С = 5 см.

     Определив требуемую ширину просвета, подбирают по технической характеристике лесопильную раму так, чтобы просвет ее пильной рамки В был больше или, в крайнем случае, равен требуемой величине В треб

 

                    В ≥ Втреб                                                       (2.2)

 

     Технические характеристики серийно выпускаемых лесопильных рам приведены в таблице 8.1.

 

Пример.

В приведенной ведомости таблицы 1.3 выбирают максимальный диаметр 46 см. При длине 5,5 м и сбеге 1,45 см/м (таблица 3.8) требуемая ширина просвета составит

              В треб = 10 (46 + 1,45 х 5,5 + 2 х 5) = 639,75, мм.

     Учитывая технические характеристики лесопильных рам, приведенных в таблице 8.1, выбираем лесопильные рамы с просветом пильной рамки 750 мм модели:

     2Р 75-1- для первого ряда;

     2Р 75-2- для второго ряда.

 





Определение годовой производительности лесопильного

Потока

 

     Следующий этап состоит в определении расчетной партии сырья, объем которой по заданию, в курсовом проектировании условно принимается равным 1000 м3.

     Годовой фонд установленных рамо-смен (число установленных рамо-смен, отрабатываемых в течение года потоком) определяется произведением числа установленных в потоке лесопильных рам на отработанное ими число смен

N = zmb,                                                   (2.3)

где N – годовой фонд установленных рамо-смен;

    z – число смен в день;

m – число установленных в потоке лесопильных рам, шт.;

b – число рабочих дней потока за год.

Для лесопильных потоков обычно принимают двухсменную работу в сутки и 250 рабочих дней в году. Поэтому годовой фонд установленных рамо-смен для потока, имеющего установленную лесопильную раму, составит N = 2 х 1 х 250 = 500 рамо-смен, а для потока, имеющего одну две установленных лесопильных рамы N = 2 х 2 х 500 = 1000 рамо-смен.

Расчет потребногоколичества установленных рамо-смендля партиисырья представлен в таблице 2.1.

 Инструкционная посылка для лесопильной рамы первого (второго) ряда определяется в зависимости от толщины распиливаемого бревна (бруса) и количества пил в поставе и берется по таблице 5.1 – 5.3. Данные о толщине распиливаемого бруса таблицы 1.5, берутся из графы 3, о количестве пил в поставе на первом проходе eIi – из графы 4, а количество пил на втором проходе eIIi – из графы 5.

       В графу 9 вносят среднесменную производительность по распилу пиловочника, которая определяется по формуле 2.4. При распиловке вразвал используется посылка, указанная в графе 7. При распиловке с брусовкой берется наименьшая из посылок, указанных в графах 7 и 8, если установленные лесопильные рамы, составляющие эффективную, и имеют одинаковое число оборотов коленчатого вала.

       Среднесменная производительность каждой установленной в потоке лесопильной рамы определяется по формуле

 

                                         (2.4)

где Аi –производительность установленной лесопильной рамы при распиловке бревен определенным поставом, м3/смену;

D – инструкционная посылка лесопильной рамы при распиловке бревен данным поставом, мм/об;

     n – число оборотов коленчатого вала лесопильной рамы, об/мин;

      T – продолжительность смены, мин;

      L – средняя длина бревен согласно заданной спецификации, м;

      q – объем бревна распиливаемого данным поставом, м3;

KП – коэффициент использования потока с двухэтажными лесопильными рамами (для механизированных потоков KП = 0,864).

При распиловке с брусовкой эффективная лесопильная рама объединяет две установленные лесопильные рамы, работающие на разных посылках. Если установленные лесопильные рамы имеют одинаковое число оборотов, то среднесменную производительность эффективной лесопильной рамы вычисляют по формуле (2.4).

В плане раскроя сырья предусматривается распиливать каждым поставом определенный объем бревен. Продолжительность распиловки партии бревен одной эффективной лесопильной рамой по  каждому поставу, определяется как  потребное количество эффективных рамо-смен для работы по поставу и определяется по формуле

 

,                                           (2.5)

 

где Ki – потребное количество эффективных рамо-смен для работы по поставу, рамо-смен;

V – объем сырья, распиливаемого данным поставом, м3;

A – среднесменная производительность эффективной лесопильной  рамы при распиловке бревен данным поставом, м3/смену.

Обозначение индекса принимается в соответствии с номером постава. Расчетные данные заносятся в таблицу 2.1, графа 10.

     Количество установленных рамо-смен, потребное для распиловки расчетной партии сырья, определяется суммированием количества установленных рамо-смен, потребного для распиловки запланированного на каждый постав объема сырья, т.е.

 

I1000 = ∑qi,,                                       (2.6)

 

где qi – потребное для работы по каждому поставу количество эффективных рамо-смен.

 

Значение индекса i берется равным номеру постава в плане раскроя сырья. Суммирование проводим по всем поставам, внесенным в план раскроя сырья (таблица 1.4).

Потребное для работы по каждому поставу количество установленных рамо-смен определяется с учетом способа распиловки бревен. При распиловке вразвал используется соотношение

qi = Ki,                                            (2.7)

а при распиловке с брусовкой

                                        qi = 2Ki,                                            (2.8)

где Ki – потребное для работы по каждому поставу количество эффективных рамо-смен.

Полученные в результате расчета данные заносим в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1 - Расчет потребного количества установленных рамо-смен на распиловку расчетной партии сырья

 

Номер постава по плану раскроя

Диаметр бревен, d, см

Объем сырья, подлежащего распиловке по поставу, м3

Толщина распиливаемых брусьев, Н, мм

Количество пил в поставе, шт.

Инструкционная посылка, мм/об.

Среднесменная производительность

эффективной лесопильной рамы, м3/смену

 

Потребное количество эффективных

рамо-смен

Потребное количество установленных рамо-смен, qi, шт.

на лесопильной раме первого ряда или при распиловке вразвал на лесопильной раме второго ряда для лесопильной рамы первого ряда или при распиловке вразвал для лесопильной рамы второго ряда при распиловке вразвал при распиловке с брусовкой
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
I 22 350 100 6 8 35,0 46,0 214 1,64 3,28
II 36 500 175 8 12 21,5 34,0 353 1,42 2,84
III 46 150 250 8 10 16,0 28,0 423 0,35 0,70

 

       Расчет требуемого количества установленных рамо-смен для распиловки расчетной партии сырья производится так.

       Для заполнения таблицы 2.1 вносим исходные данные в графы 1-6 из таблицы 1.5. Графы 7 и 8 заполняются по таблицам инструкционных посылок (таблица 5.1 – 5.4). Инструкционные посылки для рамы первого ряда выбираются в зависимости от диаметра распиливаемого бревна и количества пил в поставе. Если на лесопильной раме первого ряда выпиливается один брус, то посылка определяется по таблицам 5.1 – 5.3, если два бруса, то по таблицам 5.2 –5.3, если лесопильная рама одноэтажная – по таблице 5.4. Данные о диаметре распиливаемого бревна и количества пил в поставе берутся из граф 1 и 5 (таблица 2.1).

       Годовую производительность рамного потока по раскрою сырья определяют по формуле

(2.9)

 

где Qc – расчетный объем партии сырья, м3;

Z – количество рабочих смен в году;

    I1000 – количество установленных рамо–смен, необходимых для распиловки расчетной партии сырья;

   Kг – коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы лесопильного потока; для условий Красноярска Кг = 0,9 [13].

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: