Проектирование технологического процесса лесопильного цеха на базе лесопильных рам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЛАН РАСКРОЯ СЫРЬЯ  Таблица 4

Задано пиломатериалов	Сечением, мм	22*р.ш.	Объемом, м3	3000	25,48    25,48	93,4       74,72	202,54        67,51	104,19          312,58	20,77	319,94           91,41	600        514,29	13,88	1111,24	20,19       10,09	292,49   292,49	147,51    147,51	4487,71	1487,71
		19*75		4500									1979,39			1576,56	3555,95		944,05
		22*75		3100		308,21			68,53			57,26		41,64	1206,5031	608,5	2290,64		809,36
		25*100		6000	159,25            477,76	466,98		651,2		571,31		86,76	3472,62				5885,88		114,12
		40*125		4500			843,92								3656,07		4499,99		0,01
		25х150		3100				976,8			1607,14			189,26			2773,2		326,8
		40х150		9000					249,22			416,46	8334,28				8999,96		0,04
		40х175		4500							4500						4500
		75х175		3000						2999,39							2999,39		0,61
		40х200		4500				4167,68	332,29								4499,97		0,03
		75х225		6000		3152,1	2848,23										6000,33	0,33
		40х275		1800	1751,78												1751,78		48,22
Постав					22-25-275-25-22                                                         22-25-25*2-40-40-40-40-40-25*2-25-22	22-25-225-25-22                                                         22-22-40-75-75-40-22-22	22-225-22                                                         22-40-75-75-40-22	22-25-200-25-22                                                                     22-25-40-40-40-40-25-22	22-200-22                                                          22-40-40-40-40-22	22-175-22                                                          22-25-75-75-25-22	22-175-22                                                                      22-25-40-40-40-25-22	22-25-150-25-22                                                                    22-40-40-40-40-22	22-150-22                                                                     19-25-40-40-25-19	22-150-22                                                                     22-22-25-25-25-25-22-22	22-125-22                                                                     22-22-40-40-22-22	22-22-75-22-22                                                                     22-19-19-19-19-19-19-22	Выполнено:	Перевыполнено:	Недовыполнено:
Потребное количесвто бревен, шт					5791	16981	15344	23680	3776	20775	38961	3155	126277	2294	66474	33526
Диаметр бревен, см					36	32	28	28	24	24	24	24	20	20	16	16
№ постава					1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

 

5. Составление баланса пиловочного  сырья.

 

Баланс древесины  в лесопилении складывается из объёмного  выхода основной пилопродукции, щепы, опилок, а также потерь на усушку и распил.

 

БАЛАНС  ДРЕВЕСИНЫ                              Таблица 6

Компоненты  баланса			Пиломатериалы (заготовки)	Технологическая щепа	Отсев от щепы	Опилки	Усушка и распыл	Итого:
Диаметр бревна, см	36 (1)	%	62,9	16,9	2,3	11,9	6,0	100
		м3	2439,75	655,51	89,21	461,57	232,73	3878,78
	32 (2)	%	60	21,5	2,3	10,2	6,0	100
		м3	5402,93	1936,05	207,11	918,50	540,29	9004,88
	28 (3)	%	63	17,1	2,3	11,6	6,0	100
		м3	3962,2	1075,45	144,65	729,55	377,35	6289,21
	28 (4)	%	64	15	2,3	12,7	6,0	100
		м3	6212,45	1456,04	223,26	1232,78	582,42	9706,95
	24 (5)	%	59,2	20,1	2,3	12,4	6,0	100
		м3	670,81	227,76	26,06	140,51	67,99	1133,13
	24 (6)	%	63,9	17,4	2,3	10,4	6,0	100
		м3	3982,05	1084,31	143,33	648,10	373,90	6231,69
	24 (7)	%	61,9	17,5	2,3	12,3	6,0	100
		м3	7221,45	2041,61	268,33	1434,96	699,98	11666,32
	24 (8)	%	60,7	18,5	2,3	12,5	6,0	100
		м3	574,37	175,06	21,76	118,28	56,77	946,24
	20 (9)	%	56,2	20,8	2,3	14,7	6,0	100
		м3	14897,53	5513,68	609,69	3896,68	1590,48	26508,06
	20 (10)	%	54,2	22,8	2,3	14,7	6,0	100
		м3	261,17	109,86	11,08	70,83	28,91	481,86
	16 (11)	%	58,5	18,8	2,3	14,4	6,0	100
		м3	5447,54	1750,66	214,18	1340,93	558,72	9312,03
	16 (12)	%	52,8	22,6	2,3	16,3	6,0	100
		м3	2480,09	1061,55	108,03	765,63	281,83	4697,14
Средний на программу		%	58,54	19,45	2,3	13,71	6,0	100
		м3	53552,34	17087,55	2066,69	11758,33	5391,38	89856,29

 

Средний объём  пиломатериалов определяется по формуле:

 

 

 

Расчёт объёма опилок

 

Q_{оп i} = Q_оп¹ + Q_оп² + Q_оj + Q_ок, м³

 

Объём опилок, полученных при обрезке досок:

 

Q_оj = h_ср·l_ср·p_об·2·n_об, м³

 

Объём опилок, полученных при торцовке досок:

 

Q_ок = h_ср·В_ср·p_т·2·n_тор, м³

 

Распиловка  с брусовкой

 

Q¹_{оп i} = 0,63·d_ср·z·l¹_ср·p, м³

 

Q²_{оп i} = 0,95·Н_бр·z·l²_пр·p, м³

 

где: d_ср – диаметр бревна по середине его длины, м;

        Н_бр - толщина бруса, м;

z – количество пропилов;

l_пр – длина пропила, м;

p – ширина пропила, м.

h_ср, l_ср, В_ср – средняя толщина, длина и ширина досок, мм;

р_об – ширина пропила при обрезке досок, м (0,0045);

n_об – количество досок, подвергающихся обрезке, шт;

р_т – ширина пропила торцовочного станка, м (0,005);

n_т – количество досок, подвергающихся торцовке, шт;

 

Объём опилок для постава № 1

 

Q_оп¹₁ = 0,63·0,3875·6·4·0,0036 = 0,0211 м³

 

Q_оп²₁ = 0,95·0,287·12·4,75·0,0036 = 0,05458 м³

 

Q_оj = 0,0238·3,7·0,0045·2·5 = 0,00396 м³

 

Q_ок = 0,022·0,1·0,005·1·4 = 0,00044 м³

 

Q_{оп 1} = 0,0211 + 0,05458 + 0,00396 + 0,00044 = 0,079684 м³

 

Аналогично  рассчитываем объём опилок для других поставов.

 

Q_{оп 2} =0,053922 м³;  Q_{оп 3} = 0,047478 м³; Q_{оп 4} = 0,051911 м³;

 

 

Q_{оп 5} = 0,0372 м³;  Q_{оп 6} = 0,031174 м³; Q_{оп 7} = 0,037041 м³;

 

Q_{оп 8} = 0,037475 м³; Q_{оп 9} = 0,030944 м³; Q_{оп 10} = 0,030935м³;

 

Q_{оп 11} = 0,02016 м³;  Q_{оп 12} = 0,022816 м³;

 

 

Объём опилок в процентном отношении:

 

, %

 

%;  %;

 

%;  %;

 

%;   %

 

%;  %;

 

%;  %;

 

%;  %;

 

Средний объем  опилок:

 

%

 

  Процентное  содержание щепы в балансе  древесины

 

Т_i = 100 – (V_i + О_пi + П_i + То_i), %

 

Т₁ = 100 – (62,9 + 11,9 + 2,3 + 6) = 16,9 %

 

Т₂ = 100 – (60 + 10,2 + 2,3 + 6) = 21,5 %

 

Т₃ = 100 – (63 + 11,6 + 2,3 + 6) = 17,1 %

 

 

Т₄ = 100 – (64 + 12,7 + 2,3 + 6) = 15 %

 

Т₅ = 100 – (59,2 + 12,4 + 2,3 + 6) = 20,1 %

 

Т₆ = 100 – (63,9 + 10,4 + 2,3 + 6) = 17,4 %

 

Т₇ = 100 – (61,9 + 12,3 + 2,3 + 6) = 17,5 %

 

Т₈ = 100 – (60,7 + 12,5 + 2,3 + 6) = 18,5 %

 

Т₉ = 100 – (56,2 + 14,7 + 2,3 + 6) = 20,8 %

 

Т₁₀ = 100 – (54,2 + 14,7 + 2,3 + 6) = 22,8 %

 

Т₁₁ = 100 – (58,5 + 14,4 + 2,3 + 6) = 18,8 %

 

Т₁₂ = 100 – (52,8 + 16,3 + 2,3 + 6) = 22,6 %

 

Т_ср = 100 – (58,54 + 13,71 + 2,3 + 6) = 19,45 %

 

 

 

6. Расчёт производительности и  количества оборудования в технологическом  потоке производства пиломатериалов.

 

Выбор оборудования

 

Выбор типа оборудования определяется экономической целесообразностью  его использования для переработки  сырья определенных диаметров при  заданном объеме производства, для  раскроя низкокачественных бревен, пораженных гнилью и имеющих кривизну, для получения пилопродукции  определенного назначения и т.д.

В одном цехе возможна организация нескольких специализированных поточных линий с различным оборудованием  в зависимости от объемов переработки, размерно-качественного и породного  состава пиловочного сырья. Для  рационального использования сырья  в технологическом потоке лесопильного производства предусматривается переработка  отходов. Для этого выбирается оборудование для переработки кусковых отходов  на технологическую щепу.

Выбор модели лесопильных рам

Выбираем  лесопильную раму модели Р63-7

Техническая характеристика лесопильной рамы Р63-7:

 

Ширина просвета пильной рамки В, мм..……………………………….630

Величина  хода пильной рамки, Н, мм ………………………………….400

Толщина распиливаемых  бревен, см ……………………………………45

Длина распиливаемого материала, м ………………………………..3,0…7,5

Наименьшая  толщина выпиливаемой доски, мм ……………………….16

Наибольшее  количество пил в поставе, шт ……………………………..12

Частота вращения коленчатого вала, мин ^-1…...………………………..285

Подача за один оборот коленчатого вала, мм/об……………………….35

Суммарная мощность электродвигателей, кВт ………………………..52,4

Масса, кг ……….…………………………………………………………6000

Габаритные  размеры, мм:

длина     -  4230

ширина  - 2615

высота    - 3105

Сменная производительность лесопильных рам

где  D_i - фактическая посылка за один оборот вала рамы, т.е. за один полный (рабочий и холостой) ход пильной рамки, мм;

 

n - частота  оборотов коренного вала рамы  в минуту, мин^-1;

Т - число минут  в смене;

К_р=0,93 - коэффициент использования лесопильной рамы (стр.205 [1])

q_i - объем бревна,м³

l_i - номинальная длина бревна, т.е. без припуска на оторцовку, так как время на распиловку припуска учитывается в коэффициенте К.

К_м=0,93 - коэффициент использования машинного времени рамы.

Расчет  посылок

1. Посылка по производительности пилы (Dр) зависит от технических характеристик режущего инструмента.

 

где   H - высота хода пильной рамки, мм;

F - площадь  впадины зубьев пилы, мм²;

t  - шаг  зубьев пилы, мм

 s - коэффициент напряженности впадины зуба = 0,83;

hmax - максимальная высота пропила по середине длины бревна, мм;

при распиловке с брусовкой:

 

где   d_ср - диаметр бревна по середине его длины, мм;

Н_бр - высота бруса, мм.

 

Для  постава №1, d=36 см;

 Проход 1

 

 

Проход 2

 

Расчет посылок по производительности пилы для каждого постава и  диаметра заносится в таблицу 7.

 Посылка по качеству пропиленной поверхности зависит от группы качества распиловки, величины подачи бревна на один зуб пилы, количества зубьев пилы, участвующих в распиловке.

 

где U_z  - величина подачи бревна на один зуб пилы, мм (табличное).

 

Для постава № 1, d=36 см:

 

Проход 1

 

Проход 2

 

Расчет посылок по качеству пропиленной  поверхности для каждого постава  и диаметра заносится в таблицу 7.

 

Посылка по мощности привода лесопильной  рамы может быть определена по формуле:

 

 

где N – мощность привода лесопильной рамы, кВт;

       h -  КПД лесопильной рамы, принимаем равным 0,8;

       Куд - удельное сопротивление древесины резанию, определяется из выражения

 

где   К - постоянное давление передней грани зуба = 3,5;

a_р - поправочный коэффициент на затупление зубьев пил, принимаемый после 4 ч работы - 2,0;

р_з - удельное усилие на трение и деформацию задней гранью зуба на 1мм ширины лезвия - 0,72 кг/мм;

 

Для постава № 1, d=36 см.

 

Проход 1

 

Проход 2

      

    

 

Расчет посылок по мощности привода лесопильной рамы для каждого постава и диаметра записывается в таблицу 7.

При распиловке бревен посылка должна обеспечивать устойчивую работу пил, требуемое качество пиломатериалов (шероховатость пропиленной  поверхности) и рациональное использование  мощности привода лесопильной рамы. За расчетную посылку принимается  наименьшая из величин посылок, определенных по производительности пил, качеству распиловки и мощности привода.

Расчетные посылки

Таблица 7

№ постава	Диаметр бревна, см	Проход	Посылка, мм/об.
			Dр , по производительности пилы	Dz, по качеству пропиленной поверхности	DN, по мощности привода лесопильной  рамы
1	36	1	24,22	25	29
		2	23,09	25	12,9
2	32	1	24,86	25	32,6
		2	22,97	30,77	22,0
3	28	1	25,88	30,77	58,4
		2	22,97	30,77	28,2
4	28	1	23,05	30,77	38
		2	25,77	30,77	25,3
5	24	1	30,74	30,77	69,3
		2	25,77	30,77	32,5
6	24	1	26,7	30,77	67,6
		2	29,35	30,77	38
7	24	1	26,7	30,77	67,6
		2	29,35	30,77	33,3
8	24	1	24,23	30,77	44,1
		2	34,08	30,77	45,4
9	20	1	31,72	30,77	82,2
		2	34,08	30,77	45,4
10	20	1	31,72	30,77	82,2
		2	34,08	30,77	35,3
11	16	1	33,23	36,36	103,2
		2	34,86	36,36	55,6
12	16	1	26,55	36,36	66,3
		2	55,51	36,36	74,5