2.2Выбор и обоснование технологической схемы

В настоящее время в цеху действует два потока – первый из двух лесопильных рам и второй – из лесопильной рамы и круглопильного станка.также предусмотрены обрезной и торцовочный станки для обрезки и торцовки необрезных досок.

Основное деревообрабатывающее оборудование предприятия изношено приблизительно на 80%. Имеющееся оборудование в существующем техническом состоянии не позволяет выпускать конкурентоспособную продукцию, обеспеченную потребительским спросом. Высокий износ оборудования приводит к вынужденным остановкам его на капитальный ремонт, дополнительным финансовым вложениям на капитальный ремонт, уменьшению фактической загрузки и снижению производительности оборудования, снижению качества выпускаемой продукции, дополнительным расходам на устранение дефектов обработки, увеличению себестоимости выпускаемой продукции.

Существующий на предприятии техпроцесс отражен на схеме рис. 2.16.

Рисунок 2.15 - Схема технологического процесса до реконструкции

Увеличение выпуска высококачественных пиломатериалов в современных условиях тесно связано с дальнейшим развитием лесопильно-обрабатывающего производства, с разработкой и внедрением прогрессивной технологии. Выпускаемая продукция должна удовлетворять эксплуатационным, технологическим и экономическим требованиям. Реконструкция предполагает совершенствование технологического процесса с заменой старого оборудования и установкой нового современного оборудования, позволяющего получать более качественную продукцию в большем объеме. Однако, учитывая сложное финансовое положение на предприятии, провести полную модернизацию всего лесопильного цеха с установкой нового оборудования не удастся – предприятие не сможет выделить требуемую сумму денег на это мероприятие. Поэтому, по выполненному выше анализу технологического процесса производства пиломатериалов можно предложить следующие мероприятия по реконструкции лесопильного цеха:

Производим полное обновление второго лесопильного потока – в дополнение к уже установленному брусопильному станку MEBOR VC-700 установим бревнопильный дисковый станок BHS 37-2 Mebor.

Также дополним второй поток торцовкой, вписаной в поток, вместо существующей сейчас отдельно стоящей.

Это позволит повысить коэффициент механизации транспортных и технологических операций, повысится производительность лесопильного цеха, качество выпускаемой продукции и в конечном итоге увеличится прибыль предприятия от реализации изделий, что улучшит экономическое состояние предприятия.

Рисунок 2.16 - Схема технологического процесса распиловки бревен на лесопильных рамах в паре с многопильным станком

2.3 Выбор и расчет оборудования

2.3.1 Расчет бревнопильного и брусопильного оборудования

После реконструкции в цеху лесопильные рамы работают на распиловку сырья диаметром более 24 см, а круглопильные станки – менее 24 см, распиливается c брусовкой.

Участок распиловки бревен. Головным бревнопильным оборудованием на этом участке являются лесопильная рама.

Производительность лесопильных рам (шт. бревен в смену) определяется по формуле:

П= k_т· k_i, (2.1)

где  — расчетная посылка, мм;

n -частота вращения коленчатого вала, об/мин (n=325 об/мин);

Т – продолжительность смены, мин (Т= 480 мин);

L -длина бревна, м (L = 5 м);

k_т- коэффициент использования рабочего времени;

, (2.2)

k_i - коэффициент использования потока

, (2.3)

T₁ – время на обслуживание рабочего места, мин (Т₁= 28,0 мин);

T₂ – время на отдых и личные надобности, мин (T₂ = 45,0 мин);

K_c – коэффициент, учитывающий влияние участка подготовки сырья к распиловке (при наличии на участке подготовки сырья запаса круглых лесоматериалов K_c = 0,94);

K_м – коэффициент, учитывающий механизацию вспомогательных операций головного станка ( для потока с одноэтажными рамами с околорамной механизацией K_м = 1);

t_p – время распиловки бревна, с;

t_b- время межторцового разрыва при подаче бревна, с (t_b = 2,5 с);

–суммарные внецикловые потери головного станка, с;

–суммарные внецикловые потери брусовочного станка, с (с);

₂₁– коэффициент наложения потерь развального и брусовочного станков; если нет накопителя брусьев, то потери на головном и брусовочном станках суммируются и ₂₁ = 1.

Продолжительность распиловки бревен t_р(с) определяется по формуле:

t_p= (2.4)

Величина посылки Δ определяется по таблицам в зависимости от способа распиловки бревен, диаметра распиливаемых бревен, их породы и числа пил в поставе и технической характеристики лесопильных рам.

Потребное количество рамо-смен определяется делением количества бревен, которые необходимо распилить на соответствующую производительность лесопильной рамы.

Производительность круглопильных станков определяется по формуле:

, (2.5)

где U- скорость подачи, м/мин;

Т- продолжительность смены, мин;

k_i - коэффициент использования потока при распиловке бревен i-го диаметра;

к_т - коэффициент использования смены;

L - длина бревна (бруса), м;

q - средний объем распиливаемых бревен, м³.

Коэффициент использования лесопильного потока k_i принимается не постоянным, а изменяющим свое значение в зависимости от размерного состава сырья:

, (2.6)

где _tp - время распиловки бревна на головном станке потока, с;

t_b - время межторцового разрыва или время на вспомогательные операции на головных станках потоков, не совпадающие с временем распиловки бревна (сбрасывание, кантование, зажим), с;

- суммарные внецикловые потери времени головного станка потока, с;

- суммарные внецикловые потери времени брусоразвального станка (если таковой имеется), с;

- коэффициент наложения потерь, учитывающий взаимовлияние внецикловых потерь головного и брусоразвального станков.

Время распиловки i- го бревна определяется но формуле:

(2.7)

Коэффициент использования рабочего времени, определяется по формуле:

(2.8)

где: Т₁ - время на обслуживание рабочего места, мин,

Т₂ - время на отдых и личные надобности, мин,

к_с - коэффициент, учитывающий влияние подготовки сырья к распиловке;

к_m - коэффициент учитывающий уровень механизации вспомогательных операций головного станка.

Результаты расчета производительности приведены в таблице 2.9.

2.3.2 Среднесменная производительность установленного головного станка по количеству распиленного сырья определяется по формуле:

, (2.9)

где В - количество сырья, необходимое для выполнения задания, м³:

а_у - общее количество отработанныхстанко-смен для выполнения задания:

- сырье d 18-22 cм а_у =6,51;

- сырье d 24-34 cм а_у =4,93.

Среднесменная производительность по количеству выпиленных пиломатериалов определяется по формуле:

, (2.10)

где Аф - фактическое количество выпиленных досок (А_ф=1005 м³).

Годовая производительность, м³:

по количеству распиленного сырья:

где Р - процентное соотношение распиливаемых бревен: - сырье d 18-22 cм - 35%; - сырье d24-34 cм - 65%;

N — количество установленных поточных линий (N=1);

М - количество рабочих дней в году (М=250);

Z — сменность работы оборудования (z=2);

Кг — поправочный коэффициент на среднегодовые условия (для Мозыря Кг =0,94)

по количеству выпиленных пиломатериалов:

(2.12)

Таблица 2.10- Основные технико-экономические показатели цеха

Наименование показателя	Величина
1. Исходные данные
1.1. Количество рабочих дней в году	250
1.2. Продолжительность смены, ч	8
1.3. Сменность работы оборудования	2
2. Расчетные показатели
2.1. Производительность станко-смены, м /смену
а) по количеству распиленного сырья
- п/м на линии 1	98,71
- п/м на линии 2	274,46
- в среднем по цеху	212,95
б) по количеству выпиленных пиломатериалов
- п/м на линии 1	51,39
- п/м на линии 2	175,67
- в среднем по цеху	132,17
2.2. Годовая производительность цеха, м3/год
а) по количеству распиленного сырья	100085,33
б) по количеству выпиленных пиломатериалов	62120,84

2.3.3 Для распиловки брусьев после лесопильных рам используется многопильный станок в первом потоке и лесопильная рама во втором. Производительность лесопильных рам первого и второго рядов второго потока равна. Производительность станка(шт. брусьев/смену) рассчитывается по формуле:

, (2.13)

где U – скорость подачи, для указанного выше станка U=6,5-30 м/мин;

Т – продолжительность смены, мин. (Т=480 мин);

L– средняя длина бруса, м (L=5 м);

k– коэффициент использования станка, (k = 0,8).

шт. брусьев/смену

Потребное количество станков будет составлять:

шт, (2.14)

где N_бр– максимальное количество брусьев, шт./смену.

, (2.15)

где П_max– максимальная производительность лесорам в потоке при коэффициенте загрузки 0,98;

n – количество потоков.

. (2.16)

Максимальную производительность лесопильные рамы имеют при распиловке с брусовкой по поставу № 1 (583,7 шт. бревен).

шт./смену.

шт./смену.

Количество многопильных станков:

Принимаем к установке один многопильный станок с коэффициентом загрузки 0,9334.

2.3.4 Определение потребного количества и коэффициента загрузки торцовочных станков. Для предварительной торцовки досок в лесопильном цеху устанавливаем торцовочные столы.

Производительность торцовочного стола определится по формуле:

П_т= · 60 · k_р, шт. досок/смену. (2.17)

где t_ц - время, затраченное на обработку одного сортимента, t_ц =4с;

k_р - коэффициент использования рабочего времени, k_р=0,8.

шт. досок/смену.

Необходимое количество тор­цовочных столов (n_т) определится исходя из максимального количества сорти­ментов -N_c(max), поступающих на эти столы, и производительности одного стола (П_т) определяется по формуле:

n_т= . (2.18)

Предварительной торцовке подвергаются доски, имеющиедефекты и шилохвостую часть. Однако в соответствии с принятой технологической схемой, на торцовочную установку поступают все необрезные доски и длинные горбыли (примерно 50% от общего их количества). Общее количество сортиментов N_сорт, поступающих на торцовочную установку, определяют по формуле:

, (2.19)

где N_н.д – максимальное количество необрезных досок, полученных в потоке, шт./смену.

, (2.20)

при распиловке вразвал ;

при распиловке с брусовкой

N_г –максимальное количество горбылей, полученных в потоке по этому же поставу, шт/смену.

, (2.21)

где П_max– максимальная производительность лесорам в потоке при коэффициенте загрузки 0,98.

n_н.д– количество необрезных досок, полученных из одного бревна по данному поставу, шт; при этом при распиловке с брусовкой учитываются необрезные доски, полученные в I и II проходах ;

r – количество бревнопильного оборудования, работающих в одном потоке, r = 1;

г– количество горбылей, получающихся из одного бревна, г = 2;

К – коэффициент, учитывающий, что часть горбылей получается короткими и отделяется сразу же за лесопильными рамами, K = 0,5.

Для удобства расчет количества досок, горбылей и сортиментов, полученных по каждому поставу, сведен в табл. 2.11. Эта таблица составлена на основе данных плана раскроя и загрузки рам по потокам.

Таблица 2.11 - Расчет количества сортиментов по потокам

№ постава	Количество досок с одного бревна				Сменная производительность бревнопильного оборудования, шт. бревен		Сменная производительность, шт.досок							Итого сортим.
	1 пр.	2 проход		1 ряд			2 ряд
	не обр.	обр.	не обр.	доски необр.		горбыли	доски		горбыли
							обрез.	необр.
1	2	4	2	583,68		1167,36		1167,36	2334,72	1167,36	1167,36	4669,44
2	2	3	2	486,2054		972,41		972,41	1458,62	972,41	972,41	3889,64
3	2	3	2	486,2054		972,41		972,41	1458,62	972,41	972,41	3889,64

Тогда потребное количество торцовочных столов в первом потоке будет составлять: (распиловка по поставу № 1):

стола.

Принимаем к установке один торцовочный стол, который будет работать с коэффициентом загрузки 81,07 %.

2.3.5 Выбор и расчет оборудования для обрезки необрезных досок.

Оборудование, принимаемое для выполнения этой операции, должно обеспечить обрезку всех необрезных досок, получающихся в первом потоке. При этом расчет количества обрезных станков ведется по формуле:

. (2.22)

Коэффициент загрузки станков определяется по формуле:

K = n_р /n_пр. (2.23)

Производительность станка для обрезки необрезных досок (шт/смену) определятся по формуле:

, (2.24)

где U – скорость подачи, м/мин;

l_ср – средняя длина досок, подлежащих обрезке, м;

К_р,К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени, равные 0,65 соответственно при скорости подачи U = 150 – 80 м/мин.

Для установки принимаем обрезной станок VR900/37.

шт./смену.

Количество обрезных станков составляет (распиловка по поставу № 1):

станка.

Принимаем к установке один обрезной станок с коэффициентом загрузки 53,45 %.

2.3.6 Выбор и расчет оборудования для переработки кусковых отходов.

Оборудование для переработки кусковых отходов рассчитывается исходя из количества этих отходов Q_к.отх. и производительности П_пр принятого оборудования. Так как технологической схемой предусмотрена переработка всех кусковых отходов в технологическую щепу, принимаем для этой цели дисковые рубительные машины, позволяющие получать до 85 – 90% технологической щепы. Количество кусковых отходов Q_к.отх. (м³/смену), которые необходимо переработать в щепу, составит:

(2.25)

где П_max – максимальная сменная производительность цеха, м³/см;

П_см – сменная производительность цеха, м³/смену;

Р_к.отх – процент кусковых отходов по балансу сырья без учета процента реек, т. к. они перерабатываются в щепу при обрезке досок;

K_т.ср и K_и.ср – соответственно средние значения коэффициентов использования рабочего времени и потока.