Количество смен работы бревнопильного станка

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ     имени С.М. Кирова»

КАФЕДРА

Технологии деревообрабатывающих производств

Контрольная работа по дисциплине

Технология механической переработки древесины

Выполнил студент 3 курса

Институт: ИЛАС и ОД

Направление: 35.03.02

Группа: зЛАб-ТДО-16-1

Студент: Рехтин Д.С.

№ зачетной книжки 416721

Проверил: Артеменков А.М.

Санкт-Петербург

2019 год

Содержание

Техническое задание

1. Состав расчета поставов

1.1 Основные доски по спецификации пиломатериалов

1.2 Границы оптимальной толщины бруса

1.3 Подбор и расчет поставов

1.3.1 Постав первого прохода для d=380 мм

1.3.2 Постав второго прохода для d=380 мм

1.4 Ведомость поставов

1.5 Объемный выход пиломатериалов О.В.,%, для каждого диаметра согласно спецификации сырья

2. Расчет производственной мощности лесопильного цеха

2.1 Фактическая производительность бревнопильного станка

2.2 Количество смен работы бревнопильного станка

2.3 Общее время на распиловку 1000 м3 бревен

2.4 Среднесменная производительность лесопильного цеха

2.5 Годовая фактическая производительность лесопильного цеха

Заключение

Список используемых источников

Техническое задание

В соответствии с исходными данными осуществить:

- подбор и расчет поставов;

- определить объемный выход пиломатериалов;

- расчет производственной мощности лесопильного цеха.

Исходные данные

Таблица 1. - Спецификация сырья. Пиловочные бревна хвойных пород (сосна, ель) средней длиной 6,0 м

Диаметр брёвен, см

Распределение сырья по диаметрам на1000 м³, %

Таблица 2. - Спецификация пиломатериалов. Номинальные размеры длины пиломатериалов устанавливаются для внутреннего рынка и экспорта от 0,1 до 6,0 м с градацией 0,25 м по ГОСТ 24454-80

Сечение досок, мм*мм

75х250

75х200

50х175

32х125

25х100

19х75

В качестве головного бревнопильного оборудования принять круглопильный бревнопильный станок для индивидуального раскроя KARA F-2000, с шириной пропила 5,3 мм.

Распиловку бревен произвести брусо-развальным способом.

Расчетный сбег бревна αсб, см/м, принять 1,0 см/м.

Календарный режим работы лесопильного цеха:

- число рабочих дней в году – 250;

- число смен в сутки – 2;

- средняя продолжительность смены – 480 мин.

Обрезка досок является самостоятельной операцией, выполняемой на обрезных станках, в расчет не принимается.

1. Состав расчета поставов

1.1 Выделяем из спецификации пиломатериалов основные доски, которые определят толщины бруса - доски сечением: 250х75мм, 200х75мм, 150х50мм.

1.2 Определяем границы оптимальной толщины бруса, hбр, мм, в зависимости от вершинного диаметра бревна по формуле (1.1)

hбр = (0,6…0,8)d

где: d – вершинный диаметр бревна, мм.

d=220 мм, hбр=132-176 мм

d=260 мм,  hбр=156-208 мм

d=300 мм, hбр=180-240 мм

d=340 мм,  hбр=204-272 мм

d=380 мм,  hбр=228-304 мм

1.3 Подбор и расчет поставов

1.3.1 Постав первого прохода для d=380 мм

Определяем расстояние до внутренней пласти боковой доски С3, мм по формуле (1.2)

С3=0,5(hбр+убр)+S

где: убр – припуск на усушку, мм;

  S – ширина пропила, мм.

С3=0,5(250=6,2)+5,3=133,4 мм

Определяем расстояние до внутренней пласти боковой доски С2, мм по формуле (1.3)

С2= С3+а2+у2+ S

где: а2 – толщина доски, мм.

С2=133,4+32+1+5,3=171,7 мм

Определяем расстояние до внешней пласти боковой доски С1, мм по формуле (1.4)

С1= С2+а1+у1

С1=171,7+32+1=204,7 мм

Длину боковой  укорачиваемой доски lук, м, определяем по формуле (1.5)

lук =L - (dT - d)/αсб

где: L – длина бревна,м;

   dT – требуемый диаметр бревна, см;

   d  - вершинный диаметр бревна, см;

   αсб – расчетный сбег бревна,см/м.

lук =6-(43-38)/1=1 м

1.3.2 Постав второго прохода для d=380 мм

Определяем ширину пропиленной пласти бруса Вбр, мм по формуле (1.6)

Вбр=√ (d² - (hбр+убр)²)

где: d – вершинный диаметр бревна, мм;

   hбр - толщина бруса, мм;

   убр – припуск на усушку, мм.

Вбр=√( 380² – (250 +6,2)²) =280,6 мм

Определяем количество основных досок в поставе для этого ширину пропиленной пласти бруса Вбр, мм делим на номинальную толщину а, мм доски

280,6/75=3,7 шт.

Определяем критическое расстояние между симметричными пропилами Екр, мм по формуле (1.7)

Екр=nS+mSпр=nS+(m-1) Sпр

где: n – количество основных досок, шт.;

  S – фактическая толщина досок (номинальная толщина с припуском на усушку), мм;

  m – количество пропилов, ед.;

  Sпр – ширина пропила, мм.

По графику квадранту определяем количество досок - для дальнейшего расчета принимаем 4 – доски.

Определяем расстояние до внутренней пласти боковой доски С3, мм по формуле (1.8)

С3=0,5S+n(a+y)+mS

где: S – ширина пропила, мм;

   n – количество досок, шт.;

   у – припуск на усушку, мм;

  а – толщина доски, мм;

   m – количество пропилов, ед.

С3=0,5х5,3+3х77,3+5,3х2=167,9 мм

С2=325,1+19+0,6+5,3=192,8 мм

С1=192,8+19+0,6=212,4 мм

Определяем длину боковой укорачиваемой доски lук, м

Lук2 =6-(39-38)/1=5 м

Lук1 =6-(43-38)/1=1 м

1.4 На основании полученных данных заполняем ведомость поставов.

Объем досок, м³ определяем как произведение их номинальных размеров (ДхШхТ). Объем круглых лесоматериалов определяем по ГОСТ 2708-75.

Таблица 3. - Ведомость расчета поставов (d=38см, L=6м, q=0,82м³)

Номинальная толщина доски, мм

Число досок в поставе, шт.

Расход древесины на одну доску, мм

Расстояние от оси бревна до наружной пласти доски, мм

Ширина доски, мм

Длина доски, м

Объем досок, м³

расчетная

стандартная

из одного бревна

Общий

Первый проход: 32-32-250-32-32

-

256,2

128,1

-

-

-

-

-

166,2

127,4

0,0480

204,7

127,4

0,0080

Второй проход:19-19-75-75-75-75-19-19

77,3

256,2

0,2250

77,3

162,6

256,2

0,2250

19,6

187,5

77,3

0,0140

19,6

212,4

77,3

0,0028

Итого:

0,5228

Расчетные данные остальных диаметров согласно спецификации сырья представлены в виде таблиц (4,5,6,7) ведомостей расчета поставов.

Таблица 4. - Ведомость расчета поставов (d=34см, L=6м, q=0,66м³)

Номинальная толщина доски, мм

Число досок в поставе, шт.

Расход древесины на одну доску, мм

Расстояние от оси бревна до наружной пласти доски, мм

Ширина доски, мм

Длина доски, м

Объем досок, м³

расчетная

стандартная

из одного бревна

Общий

Первый проход: 19-25-250-25-19

-

256,2

128,1

-

-

-

-

25,8

159,2

102,8

0,0300

19,6

189,4

77,3

0,0028

Второй проход: 19-32-75-75-75-32-19

77,3

38,7

256,2

0,1125

77,3

121,3

256,2

0,2250

159,6

127,4

0,0480

19,6

184,5

77,3

0,0056

Итого:

0,4239

Таблица 5. - Ведомость расчета поставов (d=30см, L=6м, q=0,52м³)

Номинальная толщина доски, мм

Число досок в поставе, шт.

Расход древесины на одну доску, мм

Расстояние от оси бревна до наружной пласти доски, мм

Ширина доски, мм

Длина доски, м

Объем досок, м³

расчетная

стандартная

из одного бревна

Общий

Первый проход: 19-32-200-32-19

-

204,9

102,5

-

-

-

-

140,8

127,4

0,0480

19,6

165,7

77,3

0,0056

Второй проход: 19-19-75-75-75-19-19

77,3

38,7

204,9

0,0900

77,3

121,3

204,9

0,1800

19,6

146,2

77,3

0,0168

19,6

171,1

77,3

0,0028

Итого:

0,3432

Таблица 6. - Ведомость расчета поставов (d=26см, L=6м, q=0,39м³)

Номинальная толщина доски, мм

Число досок в поставе, шт.

Расход древесины на одну доску, мм

Расстояние от оси бревна до наружной пласти доски, мм

Ширина доски, мм

Длина доски, м

Объем досок, м³

расчетная

стандартная

из одного бревна

Общий

Первый проход: 19-19-200-19-19

-

204,9

102,5

-

-

-

-

19,6

127,4

77,3

0,0142

19,6

152,3

77,3

0,0028

Второй проход: 25-25-75-75-25-25

77,3

204,9

0,1800

25,8

111,1

102,8

0,0300

25,8

142,2

102,8

0,0100

Итого:

0,2370

Таблица 7. - Ведомость расчета поставов (d=22см, L=6м, q=0,28м³)

Номинальная толщина доски, мм

Число досок в поставе, шт.

Расход древесины на одну доску, мм

Расстояние от оси бревна до наружной пласти доски, мм

Ширина доски, мм

Длина доски, м

Объем досок, м³

расчетная

стандартная

из одного бревна

Общий

Первый проход: 19-175-19

-

174,4

89,7

-

-

-

-

19,6

114,6

77,3

0,0112

Второй проход: 19-32-50-50-32-19

51,4

54,1

174,4

0,1050

19,6

92,5

77,3

0,0168

19,6

117,4

77,3

0,0084

Итого:

0,1414

1.5 Определяем объемный выход пиломатериалов О.В.,%, для каждого диаметра согласно спецификации сырья, по формуле (1.9)

О.В.=(А/q)100%

где: А – суммарный объем пиломатериалов, выпиленных из бревна на первом и втором проходах, м³;

   q – объем бревна, м³.

Объемный выход пиломатериалов О.В.,%, для каждого диаметра согласно спецификации сырья составит:

d=220 мм, О.В.=50%

d=260 мм, О.В.=60,7%

d=300 мм, О.В.=66%

d=340 мм, О.В.=64%

d=380 мм,  О.В.=63%

2. Расчет производственной мощности лесопильного цеха.

Расчет производственной мощности лесопильного цеха является первым и основным этапом расчета производственного потока лесопильного завода.

2.1 определяем фактическую производительность бревнопильного станка Q_j, м³ бревен в смену, при распиловке бревен каждого диаметра заданного в спецификации сырья, по формуле (2.1)

Q_j = Q_п^. K_м^. K_N^. K_т.и.^. T_с^. q_i

где: Q_п – пропускная способность станка, штук бревен в мин.;

K_м – коэффициент использования машинного времени;

K_N – коэффициент, характеризующий скрытые потери производительности (снижение расчетной величины скорости распиловки бревен в следствии падения напряжения на зажимах нагрузки; распиловка припусков по длине бревна; минимальные межторцовые разрывы, возникающие в процессе эксплуатации);

K_т.и – коэффициент технического использования бревнопильного станка;

T_с – продолжительность смены в мин;

q_i – объем бревна соответствующего диаметра.

Q_j22 =0,9 х 0,29 х 0.96 х 0,84 х 480 х 0,28=28,2 м³

Q_j26 =0,7 х 0,3 х 0.96 х 0,84 х 480 х 0,39=31,7 м³

Q_j30=0,65 х 0,33 х 0.96 х 0,84 х 480 х 0,52=43,1 м³

Q_j34 =0,63 х 0,34 х 0.96 х 0,84 х 480 х 0,66=54,7 м³

Q_j38 =0,57 х 0,4 х 0.96 х 0,84 х 480 х 0,82=72,3 м³

Пропускная способность однопильного круглопильного станка для индивидуального раскроя брёвен Qп, штук брёвен в минуту, определяется по формуле (2.2)

Qп=U_i /( lср ^. z_i)

где: U_i – расчётная величина скорости подачи, м/мин;

   l_ср – средняя длина брёвен (без учёта припуска по длине, который учитывается коэффициентом K_N ), м;

   z_i – количество резов в бревне при его индивидуальном раскрое на однопильном станке, шт.

Q_п22= 61/(6 х11)=0,9 шт.

Q_п26= 58/(6 х13)=0,7 шт.

Q_п30= 55/(6 х14)=0,65 шт.

Q_п34= 53/(6 х14)=0,63 шт.

Q_п38= 51/(6 х15)=0,57 шт.

Скорость подачи брёвен при распиловке на бревнопильном станке KARA изменяется в диапазоне от 50 до 70 м/мин в зависимости от диаметра распиливаемых брёвен. Примерная скорость подачи определяется по следующей системе формул (2.3)

 (G_о/ d_min)+ G₁= U_max

(G_о/ d_max)+ G₁= U_min

где: d_min, d_max – соответственно, наименьший и наибольший диаметры брёвен в спецификации сырья, см;

    U_max, U_min – соответственно, максимальная и минимальная скорости подачи брёвен соответствующих диаметров, м/мин;

    G_о, G₁ – коэффициенты аппроксимации.

u_i=(518/22)+38 – скорость подачи для диапазона диаметров от 16-42 см.

Полученные в результате решения системы (2.3) коэффициенты аппроксимации подставляются в формулу (2.4), по которой определяется скорость подачи при распиловке брёвен соответствующего диаметра U_i, м/мин.

U_i =(G_о/ d_i)+ G₁

где: d_i – диаметр бревна, для которого определяется скорость подачи, см.

U_i22 =(518/22)+38=61 м/мин

U_i26 =(518/26)+38=58 м/мин

U_i30=(518/30)+38=55 м/мин

U_i34=(518/34)+38=53 м/мин

U_i38=(518/38)+38=51 м/мин

Коэффициент использования машинного времени однопильного бревнопильного станка для индивидуального раскроя брёвен K_м определяется по формуле (2.5)

К_м=( t_р z_i)/( t_р z_i+( t₁+П ^. t₂ + z_i(t₃ + t₄) + t₅)К_в)

где t_р – время одного реза в бревне, с, которое определяется по формуле (2.6)

t_р=(60l_ср)/U_i

t₁ - время на навалку, установку и закрепление бревна на подающем столе, равное 20,6 с;

П – количество поворотов при распиловке бревна на станках KARA, равное двум поворотам;

t₂ – время на поворот бревна (бруса), равное 13,9 с;

t₃ – время на установку размера и подачу бревна к пиле, равное 5,4 с;

t₄ – время на откатку подающего стола, с, которое определяется по формуле (2.7)

t₄=(60l_ср)/U_в

где: U_в скорость возврата (откатки) подающего стола, принимается равной 130 м/мин;

t₅ - время на сброс оставшейся части бревна (бруса) в конце цикла их обработки, равное 5,0 с;

K_в коэффициент, учитывающий инерционность механизмов подающего стола, равный 1,1.

Коэффициент K_N принимается равным 0,96.

Коэффициент технического использования бревнопильного станка K т.и определяется по формуле (2.8)

К_т.и.=1-(Е^t_пл.пр.+ Е^t_сп.пр)/( T_с-Е^t₃)

где: Еt _пл.пр - планируемые простои (время на смену инструмента, подналадку механизмов и т. д., а также на отдых и личные надобности рабочих, станочников и операторов) всего оборудования лесопильного цеха, равное 25 мин;

Еt_сл.пр - случайные простои бревнопильного станка из-за отказов оборудования (время на обнаружение и устранение их причин), равное 48 мин (при уровне безотказной работы У_б.р= 0,95 );

T_с – продолжительность смены, мин;

Еt_з  - организационные простои, потери времени из-за подачи сырья или других причин, связанных с загрузкой оборудования лесопильного цеха, равные 24 мин.

t_р22=(60х6)/61=5,9 с

t_р26=(60х6)/58=6,2 с

t_р30=(60х6)/55=6,5 с

t_р34=(60х6)/53=6,7 с

t_р38=(60х6)/51=7 с

t₄=(60х6)/130=2,7 с

К_т.и.=1-(25+48)/(480-24)=0,84

К_м22=(5,9х11)/( 5,9х11+( 20,6+2х13,9+11(5,4 + 2,7) + 5)х1,1)=0,29

К_м26=(6,2х13)/( 6,2х13+( 20,6+2х13,9+13(5,4 + 2,7) + 5)х1,1)=0,3

К_м30=(6,5х14)/( 6,5х14+( 20,6+2х13,9+14(5,4 + 2,7) + 5)х1,1)=0,33

К_м34=(6,7х14)/( 6,7х14+( 20,6+2х13,9+14(5,4 + 2,7) + 5)х1,1)=0,34

К_м38=(7х15)/( 7х15+( 20,6+2х13,9+15(5,4 + 2,7) + 5)х1,1)=0,4

2.2 Определяется количество смен работы бревнопильной линии (станка) в однопоточном цехе, необходимое для распиловки брёвен каждого диаметрас учётом процентного соотношения их объёмов в спецификации сырья n_смi, смен, по формуле (2.9)

n_смi= ЕV_брi/Q_j

где ЕV_брi объём брёвен каждого диаметра в соответствии с их процентным содержанием в условной партии брёвен объёмом 1000 м³ по спецификации сырья, м³.

n_смi22=300/28,2=10,6смен

n_смi26=350/31,7=11смен

n_смi30=150/43,1=3,5смен

n_смi34=150/54,7=2,7смен

n_смi38=50/72,3=0,7смен

2.3 Определяется общее время, которое необходимо затратить на распиловку 1000 м³ брёвен всех диаметров с учётом процентного соотношения ихобъёмов, равное сумме всех смен n_смi, необходимых для распиловки брёвен каждого диаметра.

2.4 В однопоточном цехе Еn_смi=Еn_см^лц и тогда среднесменная производительность лесопильного цеха Q^лц_ср определяется по формуле(2.10)

Q^лц_ср=1000/ Еn_см^лц

где: 1000 – условный объём, на который рассчитывается производительность цеха по распилу сырья, м3;

      Еn_см^лц - количество смен работы однопоточного лесопильного цеха, необходимое для распиловки 1000 м 3 брёвен всех заданных к распиловке размеров их диаметров с учётом процентного соотношения их объёмов.

Q^лц_ср=1000/28,5=35 м3/смен.

Результаты   расчётов  для каждого диаметра брёвен сводятся в таблицу.

Таблица 8. - Расчёт производительности однопоточного лесопильного цеха

d_i,

см

q_i,

м³

EV_брi,

м³

U_i,

м/мин

z_i,

шт.

Q_п,

шт./мин

K_м

Q_j,

м³ в смену

n_смi,

смен

0,280

0,9

0,29

28,2

10,6

0,390

0,7

0,3

31,7

0,520

0,65

0,33

43,1

3,5

0,660

0,63

0,34

54,7

2,7

0,820

0,57

0,4

72,3

0,7

Итого

-

Е=1000

-

-

-

-

-

En_смi

28,5

2.5 Годовая фактическая производительность лесопильного цеха Q_ф, м3 бревен в год определяется по формуле (2.11)

Q_ф= Q_ср^{лц .}Т_г^. К_з ^. К_г

где: Т_г – годовой фонд времени, смен;

  K_з – поправочный коэффициент на среднегодовые условия работы лесопильного цеха K_з=0,95;

   К_г - коэффициент загрузки цеха (ввиду того, что конкретное географическое расположение предприятия не задаётся, при расчётах коэффициент K_г принимается равным 0,93).

Q_ф=35 х 250 х 2 х 0,95 х 0,93=15461 м³

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология