Министерство образования и науки Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

Кафедра технологии деревообрабатывающих производств

Курсовая научно-исследовательская работа

по дисциплине

«ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ДЕРЕВООБРАБОТКЕ»

для студентов специальности 250403.65 (260200) ­– Технология деревообработки

Вариант № 2

Студент: Голубков Т.

Группа: ДО-31

На тему: Исследование влияния размеров поперечного сечения досок и объёма партии их запуска на производительность сортировочно-пакетирующей линии (СПЛ) типа «Сатеко»

Руководитель

курсовой работы: к.т.н., доц. Пятков В.Е.

Москва 2013 г.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………..………...3

1. Выбор и обоснование математической модели……………………………7

2. Выбор и составление плана эксперимента………………………………...8

3. Проверка нормальности распределения выходной величины…….……..11

4. Расчёт необходимого объёма выборки, т.е. репрезентативной (представительной) выборки (необходимого числа параллельных опытов).……..16

5. Обработка результатов эксперимента……………………………………..17

6. Интерпретация результатов эксперимента………………………………22

Литература………………………………..………………………………………..24

Введение

В деревообработке объектом исследований с применением методов планирования эксперимента становятся, как правило, всевозможные технологические процессы. В качестве примера можно привести процессы пиления брёвен на различные сортименты с их последующей сортировкой по качеству и размерам, процессы механической и термической обработки пиломатериалов, процессы создания защитно-декоративных покрытий на поверхности древесины и древесных материалов и т.п. [1, 2]. В настоящей работе в соответствии с заданием требуется исследовать влияние поперечных размеров досок и объёма партии их запуска на производительность сортировочно-пакетирующей линии (СПЛ) типа «Сатеко». Таким образом, объектом исследования является технологический процесс сортировки и пакетирования пиломатериалов, а в качестве предмета исследования выступает производительность подобной сортировочно-пакетирующей линии.

Пакетирование пиломатериалов – сравнительно новый процесс. Его эффективность проявляется в том, что погрузка и разгрузка судов, вагонов, автомобилей резко (в 3…5 раз) ускоряется в сравнении с погрузкой одиночными досками, что имеет огромное значение, так как позволяет увеличить оборачиваемость транспортных средств. Уменьшаются и трудозатраты на погрузку и разгрузку. Вот почему пакетный способ обращения с пиломатериалами всё шире распространяется в лесопилении, [4]. Рассмотрим основные аспекты, связанные с пакетированием на примере устройства и работы линии «Сатеко».

Автоматическая сортировочная установка «Сатеко» (Финляндия) используется для сортировки пиломатериалов по длине и формирования транспортных пакетов, [6].

Сортировочно-пакетирующая линия включает следующие участки: приёмка пакетов досок, разборка пакетов и поштучная выдача досок, поперечный многоцепной сортировочный конвейер с отсеками-накопителями, участки выноса пучков и формирования транспортных пакетов. Участок приёмки представляет собой поперечный 4-хцепной конвейер. С приёмного конвейера пакеты снимаются подъёмником, при опрокидывании и подъёме которого происходит скатывание рядов досок. Механизмом поштучной подачи, выполненным в виде крестовины, доски по одной выдаются на конвейер-питатель, где они выравниваются по одному торцу и подаются к сортировочному конвейеру.

Сортировочный конвейер представляет собой многоцепной конвейер с нижней рабочей ветвью. Рабочими органами являются упоры, транспортирующие доски перед собой по направляющим шинам. Шины в месте сбора досок в отсеки перекрываются шиберами.

Перемещаемая сортировочным конвейером доска выдвинутым концом открывает шибер, соответствующий её длине, и падает в отсек, выполненный в виде бункера с открывающимся дном.

Каждый отсек снабжён счётным устройством, которое автоматически подсчитывает число досок, поступивших в отсек, и когда их число соответствует заданному в транспортном пакете, подаёт звуковой и световой сигналы. Рабочий открывает бункер, и пучок досок из отсека высыпается на выносной конвейер. Сортировочный конвейер включается в работу лишь после освобождения отсека и закрытия бункера.

Каждая СПЛ «Сатеко» оснащена двумя пакетоформирующими устройствами, в которых пучок разбирается, и доски по одной подаются на наклонный лифт, где рабочий укладывает их в транспортный пакет. Готовые пакеты с лифта опускаются на ролики и выкатываются на участок упаковки.

СПЛ «Сатеко» обслуживают 4–5 рабочих. Оператор установки контролирует правильность подачи пакетов, загрузку сортировочного конвейера, а также устанавливает скорость подачи досок.

Один-два рабочих обслуживают отсеки и столько же участки формирования транспортных пакетов и их упаковки.

Из-за некратности количества досок отдельных длин в партии количеству досок в пакетах часть пакетов получаются неполными.

Пакеты оборачиваются металлической лентой вручную с помощью специального прибора. Готовые пакеты по цепному конвейеру перемещаются на линию отгрузки их с помощью автопогрузчиков.

Производительность рассмотренной и любой другой сортировочно-пакетирующей линии определяется количеством отсортированных и уложенных в пакеты досок в единицу времени – за час, смену, месяц, год. Количество пиломатериалов чаще всего выражают в кубометрах. Очевидно, что толщина и ширина досок напрямую влияют на производительность линии: чем толще и шире доски, тем больший объём набирается за одинаковое время. Иными словами, толщина и ширина досок выступают одними из основных факторов, определяющих технологический процесс сортировки и пакетирования.

Вместе с несомненными преимуществами применение пакетирования пиломатериалов влечёт за собой и определённые проблемы. Кроме трудностей в эксплуатации сложного оборудования, в обработке сухих досок возникают и чисто технологические проблемы. Производительность современной сортировочно-пакетирующей линии достигает 150 тыс. м³в год, [4]. Нетрудно подсчитать, что в 1 ч она перерабатывает до 40 м³, или 50… 60 досок в минуту. Сорт доски назначает оператор. Понятно, что оценить качество такого количества досок одному оператору невозможно. Разрешающая способность даже опытного оператора не превышает 15 –20 досок в минуту, поэтому одновременно на одной линии работает 3…4 оператора. Другая проблема, которую приходится решать лесопильщикам, заключается в необходимости обеспечивать линию сортировки и пакетирования пиломатериалами одного сечения и одной породы как можно более длительный период времени. Для этого нужно, чтобы лесопильный цех и сушильные камеры выдавали такие доски как можно дольше. Это довольно трудно сделать, поэтому перед линией пакетирования устраивают большой буферный (накопительный) склад, где накапливают пиломатериалы нужных сечений,так называемыепартии запуска, [5]. Отсюда следует, что объём партии запуска также относится к числу основных технологических факторов, оказывающих существенное влияние на производительность СПЛ: больший объём партии запуска означает более долгий период бесперебойной работы линии.

В целях оптимизации процесса и повышения производительности сортировочно-пакетирующей линии представляет интерес установление конкретных зависимостей её от указанных технологических факторов.

В соответствии с данными в [1, 2] определениями, при планировании и постановке эксперимента производительность СПЛ является выходной величиной объекта исследования, а размеры поперечного сечения досок и объём партии их запуска представляют собой входные величины, или факторы, воздействующие на объект исследования и относящиеся к числу управляемых. Из определений следует, что значение управляемых факторов может поддерживаться экспериментатором на заданном уровне в течение всего эксперимента. Цель работы, таким образом, заключается в нахождении по результатам эксперимента аналитической зависимости выходной величины от трёх заданных факторов, т.е. построение математической модели в указанном диапазоне их варьирования.