II. Проектирование линии при выработке технологической щепы
2.1.Расчет количества оборудования
Расположение оборудования внутри цеха должно обеспечивать бесперебойное поступление сырья, передачу лесоматериалов от одного станка к другому с наименьшим количеством перевалок и без встречных потоков, планомерную отправку готовой продукции и отходов из цеха и безопасность работы обслуживающего персонала. Эти два общих положения - о размещении цехов на нижних складах и о расположении оборудования в них, относятся как к разделочным, так и к любым другим цехам - лесопильным, шпалорезным, тарным.
Потребное количество оборудования определяется в зависимости от объёмов производства, сменной производительности принятого оборудования и схемы технологического оборудования определяется по формуле :
np
=
где nр - количество одновременно работающего оборудования;
Qщ – годовой объём производства цеха;
Др – число рабочих дней в году, Др = 320
kс – коэффициент сменности (1);
Псм - сменная производительность оборудования, м3;
Сменная производительность оборудования определяется расчетным путем в соответствии с исходными данными, т.к. выработка оборудования для переработки отходов лесозаготовок зависит от вида сырья и условий работы. Сменная производительность станков и инструментов определяется по формуле:
Псм = Пч ( Тсм – tp )
где Пч – часовая производительность оборудования, м3/ч;
Тсм – продолжительность рабочей смены, ч, Тсм = 7 часов;
tр – регламентированное время простоев, ч/см, tр = 1,68;
Оборудование для разделки: Раскряжевочная установка ЛО-113
Псм = 14,1 · ( 7 – 1,68) = 75,012 м3/см;
np
=
=
1
Оборудование для расколки: Гидравлический колун КГУ-1
Псм = 12 · ( 7 – 1,68) = 63,84 м3/см;
np
=
=
1
Оборудование для окорки: Окорочный барабан КБ-12
Псм = 12 · ( 7 – 1,68) = 63,84 м3/см;
np = = 1
Оборудование для измельчения: Дисковая рубительная машина МРНП-20Б-1
Псм = 20 · ( 7 – 1,68) = 106,4 м3/см;
np
=
=
1
Оборудование для сортировки : СЩМ-1М
Псм = 50 ·0,3 ( 7 – 1,68) = 79,8 м3/см;
np
=
=
1
2.2. Обоснование выбора оборудования
1. Разделка (распиловка) – представляет собой наиболее распространенный вид первичной обработки леса. Поперечная распиловка хлыстов (называемая раскряжевкой) является одной из важнейших операций, проводимых на лесных складах. Раскряжевка хлыстов и разделка долготья на лесных складах может осуществляться переносными механизированными инструментами и стационарными установками. В своем курсовом проекте я выбрал установку ЛО-113, т.к. она наиболее подходит по параметрам производительности.
Полуавтоматическая установка ЛО-113 относится к раскряжевочным установкам с продольным перемещением лесоматериалов. К ней прилагается буферный магазин для поштучной подачи бревен на подающий транспортер и выносной транспортер для уборки отпиленных сортиментов. В состав входит балансирная пила и пульт управления. Имеется устройство для отмера длин, состоящее из двух валов с упорами, так называемые лепестковые упоры. Транспортеры имеют одинаковые приводы, состоящие из электродвигателя и редуктора, по бокам от пульта расположены рукоятки для установки упоров – левая рукоять длинна от 0,5 до 1,0 м., правая рукоять длинна от 1,3 до 3,0 м. Для сброски с приемного транспортера служат сбрасыватели, рычаги которых располагаются между роликами транспортера. Балансирная пила состоит из станины, балансирной рамы и рычагов. На одном конце балансирной рамы расположен электродвигатель, а на другой пильный вал с пильным диском.
Технические характеристики:
Максимальный диаметр распиливаемого сырья, м ……………… 0,4 - 0,75
Максимальная производительность, м3/ч…………………………26.0-35.2
Загрузочное устройство………………………………………одностреловый
Механизм продольного перемещения хлыста………………гидроцилиндр с клещевым захватом
Скорость продольного перемещения, м/с…………………….переменная до 2,5
Приемный стол и система отмера длин отрезков…………….сбрасывающий стол с выдвижными упорами или метками
Количество выпиливаемых длин……………………………………………...5
Удаление отпиленных отрезков………………………………..на одну сторону
Тип пильного механизма………………………………маятниковая пила с верхней осью качания
Максимальный распиливаемый диаметр, см…………………………………60
Количество и диаметр пил, мм……………………………………………..1х1500
Скорость резания………………………………………………………………..72
Скорость подачи пил одной, м/с…………………………………………до 0,85
Скорость обратного хода пилы, м/с…………………………………………..1,6
Суммарная мощность, кВт…………………………………………………….74,1
В том числе пильного механизма, кВт…………………………………………22
Габаритные размеры…………………………………………...15500х16600х7100
Масса, т…………………………………………………………………………..12
Кол-во обслуживающих рабочих………………………………………………1
2. Расколка. Раскалывание круглых лесоматериалов применяют на лесных складах при выработке колотых балансов, подготовке толстомерного коротья для подачи в рубительные машины, заготовки дров. При раскалывании клин внедряется в древесину вдоль волокон, не перерезая их; под действием боковых граней клина в раскалываемой заготовке образуется щель и при дальнейшем движении клина его лезвие уже не соприкасается с древесиной. Раскалываемые на лесных складах круглые короткомерные сортименты делят на дрова, используемые в качестве топлива, и технологическое сырье, отобранное для выработки колотых балансов и технологической щепы. В своем проекте я использую гидравлический колун КГУ-1.
Гидравлический колун КГУ-1 предназначен для раскалывания кряжей длиной 1,25 м и диаметром 100 см на 2–3–6 частей, в зависимости от диаметра, за один цикл. Станок может быть использован в леспромхозах, в цехах по переработке древесины на щепу и другие виды продукции. Станок может работать в компоновке с балансирными пилами и ручными электропилами, которыми дровяное долготье распиливают на чураки длиной 100…125 см, а также в составе поточных линий для разделки низкокачественной древесины на технологические дрова. Наибольшее усилие раскалывания составляет 300 кН, ход толкателя – 1400 мм. Управление станком производится дистанционно. Гидравлический колун КГУ-1 состоит из станины, толкателя, гидропривода с блоком цилиндров, ножевого блока, направляющей, ограждения, электрооборудования.
1 – Крестообразные и звездчатые клинья
2 – Лоток
3 – Толкатель
4 – Поршневая полость гидроцилиндра
5 – Гидроусилитель
Технические характеристики гидравлического колуна КГУ-1
Количество частей при раскалывании …………………………………….. 2-3-6
Наибольшие размеры раскалываемых кряжей:
- диаметр, см …………………………………………………………………100
- длина, м ……..………………………………………………………………1,25
Скорость подачи, м/с…………………………………………………….. 0,3 – 0,7
Среднее время цикла, с …………………………..…………………………. 14,4
Мощность двигателя, кВт ……………………..……………………………. 16,5
Габаритные размеры, м …………………………………………….. 4,5 х 1,8 х 1,8
Масса, т ……………………………………………………………………….. 4,3
Количество обслуживающих рабочих ………………………………………. 1
Производительность, м3/ч …………………………………..……………. 12 – 20
3. Окорка – это очистка бревен от коры. При окорке вместе с корой удаляются песок, или различные включения, попадающие в кору при заготовке и сплаве сырья. Поэтому при распиловке окоренных бревен повышается стойкость пил, а в связи с этим уменьшаются расход инструмента и мощность на пиление: Распиловка получается более чистой, что способствует улучшению качества пиломатериалов. В результате уменьшения скольжения бревен на подающих вальцах увеличивается производительность лесопильных рам. На лесных складах окорке подвергают следующие лесоматериалы: балансы, рудничную стойку, низкокачественную древесину и кусковые отходы, перерабатываемые на технологическую щепу. Для окорки мною был выбран окорочный барабан КБ-6В.
Окорочный барабан КБ-6В имеет диаметр 3 м. и длину 7,5 м. Неокоренные поленья подаются в него непрерывно через загрузочный лоток 1. С выходной стороны барабан заканчивается воронкой 2, частично перекрытой шибером 3. При вращении барабана находящиеся в нем поленья продвигаются вдоль него и вываливаются на транспортер 4 благодаря различию в уровнях загрузочного и разгрузочного отверстий. Уровень наполнения барабана, а следовательно, и продолжительность нахождения в нем поленьев, поданных за то же время.
Технические характеристики:
Тип барабана……………………………………………………………………непрерывного действия
Размеры обрабатываемого сырья:
Длина, м…………………………………………………………………..0,3-1,2
Диаметр, см…………………………………………………………………3-20
Частота вращения, об/мин……………………………………………………….10,1
Установленная мощность электродвигателей, кВт…………………………….55
Размеры барабана, мм:
Длина………………………………………………………………………….7500
Диаметр……………………………………………………………………...3000
Кол-во обслуживающих рабочих…………………………………………………1
Производительность, м3/ч……………………………………………………5-8
4. Измельчение. Низкокачественную древесину и отходы перерабатывают в щепу путем резания ножами. Рубительные машины делят на дисковые – с ножами, расположенными на торцевой стороне диска, и барабанные – с ножами, расположенными по образующим барабана. Для измельчения древесины я выбрал рубительную машину МРНП-10-1.
Дисковая рубительная машина МРНП-10-1 состоит из вертикально расположенного стального диска 1 диаметром от 1 до 3 м., вращающегося с угловой скоростью ω = 16÷53 рад/с (150 – 500 об/мин). На диске закреплено от 3 до 16 прямых ножей 3, имеющих угол заточки β = 30÷45°. Ножи располагают по радиусам диска или несколько смещают относительно них. Необходимый выпуск ножей h над поверхностью диска обеспечивается установкой специальных подкладок. В теле диска вдоль режущей кромки каждого ножа имеется сквозная прорезь (подножевая щель) 6, служащая для прохода отрубленной щепы. Диск закрыт кожухом 2. Измельчаемый материал подается к диску по питательному желобу (патрону) 4. На дне патрона помещены упорные ножи 5.
Технические характеристики рубительной машины МРНП-10-1
Диаметр ножевого диска или барабана, мм ………………………..1270
Частота вращения, об/мин ……………………………………….…..590
Число ножей, шт…………………………………………………….....16
Поперечные размеры загрузочного патрона или шахты, мм. …..250 х 250
Минимальная длина сырья, мм ……………………………….……..500
Расположение загрузочного патрона, шахты …………….наклонное
Выброс щепы ………………………………………………………...Вверх
Мощность электродвигателей, кВт ………………………………….55
Масса, т ……………………………………………………………….6,87
Производительность, м3/ч …………………………………………...10
5. Сортировка. Сортировка лесоматериалов на современных складах является одним из основных видов работ. Для удаления некондиционных частиц требуется сортирование щепы.
Щепа, получающаяся на рубительных машинах и фрезерно - пильных агрегатах, неоднородна по размерам. Разделение щепы ша три фракции: крупную, кондиционную и мелкую производят на специальных сортировочных установках, пропуская щепу через сито с ячейками 30 х 30 и 10 х 10 мм. Кондиционной щепой считается щепа, прошедшая через первое сито, но оставшаяся на втором. Для сортировки я выбрал сортировочную машину СЩМ-50.
Сортировочная машина СЩМ-50 представляет собой 3 плоских сита, установленных одно под другим: верхнее с крупными, а нижнее с мелкими ячейками. Щепа подается на верхнее сито, на котором остаются крупные щепки. На нижнем сите собирается кондиционная щепа, а мелочь скапливается в поддоне под нижнем ситом. Для лучшего распределения щепы по поверхности просева сита устанавливают с небольшим уклоном и придают им колебательное движение.
Гиграционная сортировочная установка имеет верхнее сито 1 с ячейками 30*30 мм или 35*35 мм, на котором задерживается крупная щепа, ссыпающаяся по лотку 14, и два сита 3, 12 с ячейками 10*10 мм. На этих ситах задерживается кондиционна щепа, поступающая далее через лоток 4 на транспортер или пневмопривод готовой продукции. Применение двух сит, задерживающих кондиционную щепу, увеличивает производительность сортировочной установки. Мелочь, прошедшая через сита 3 и 12 попадает в поддоны 2 и 11, окуда ссыпается по лотку 5. Короб 13, в котором закреплены сита, опирается на шаровые опоры 10 и совершает круговые движения в горизонтальной плоскости при помощи электродвигателя 6, ременной передачи 7 и эксцентрика 8, снабженного противовесом 9.
Технические характеристики сортировочной машины CМЩ-70
Количество сит, шт ………………………………………………………………2
Мощность привода, кВт ……………………………………………………….2,2
Масса сортировки, т ……………………………………………………………2,1
Производительность, нас. м3/ч …………………………………………………50
Площадь верхнего сита, м2 ……………………………………………………..2,0
Амплитуда колебаний, мм………………………………………………………50
Габаритные размеры, мм………………………………………3050 х 2600 х 2910