Разработка производственного процесса лесопильного цеха

 

Федеральное агентство  по образованию 

Уральский государственный  лесотехнический университет

 

 

Кафедра механической обработки  древесины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

по  «Технологии лесопильного деревообрабатывающего производства»

 

Разработка производственного процесса лесопильного цеха

 

 

 

 

 

 

                                                   Выполнил: Сливина Е.В.

                                                    Группа: МТД-21

                                                    Проверил:   Левинская Г.Н.

                                                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2010

 

 

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………..4

1.Составление поставов……………………………………………5

1.1. Понятие о схемах раскроя бревен на пиломатериалы………..5

1.2. Правила составления поставов и технологические требования при составлении поставов………………………………………………..6

1.3.Расчёт поставов………………………………………………....7

2. Расчёт  спецификации распиливаемых пиломатериалов и сырья………………………………………………………………………11

2.1.Составление спецификации распиливаемого сырья………...11

2.2.Составление спецификации  распиливаемых пиломатериалов…………………………………………………………..11

3. Баланс раскроя пиловочного сырья на пиломатериалы, пути его повышения…………………………………………………………………14

4. Выбор основного и вспомогательного технологического оборудования……………………………………………………………..17

4.1. Расчет производительности головного оборудования……….17

4.2. Расчет потребного количества головного оборудования…..18

4.3. Расчёт производительности и количества станков в потоке за головным оборудованием…………………………………………….20

4.4. Расчет производительности и необходимого количества обрезных станков…………………………………………………………20

4.5. Расчет производительности и необходимого количества торцовочных устройств………………………………………………….22

5. Переработка кусковых отходов на технологическую щепу, её сортировка, выбор оборудования………………………………………...24

5.1. Расчет количества рубительных машин…………………….24

5.2. Расчет количества сортировочных устройств………………..24

6. Описание разработанного технологического процесса……...26

6.1.Производство  пиломатериалов………………………………26

6.2.Транспортирование  и удаление из цеха мягких  и кусковых отходов, технологической  щепы………………………………………..27

                   7. Выводы по проделанной работе……………………………….28

                   Приложение

Список используемой литературы………………………………..29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Российская Федерация является крупной лесной державой мира.

Переработка пиловочного  сырья на пилопродукцию в нашей  стране имеет глубокие корни и  богатые традиции. Характерной особенностью лесопильной отрасли является её размещение практически во всех экономических и природно-климатических районах страны.

     В нашей стране сосредоточены крупнейшие в мире лесосырьевые ресурсы, составляющие около 20% мировых запасов и представлены в основном ценными хвойными породами (76%) . Богатые высококачественные ресурсы позволяют достичь объем лесозаготовок – 300…400 млн м³.

Из организациооно-технологических  мероприятий существенное влияние  на работу отрасли оказывает специализация лесопильных предприятий по толщинам и сечениям выпиливаемых пиломатериалов, которая улучшает на 15…20% использование техники при обработке пиломатериалов, на 4,5% повышает коэффициент заполнения транспортных пакетов, в два раза сокращает затраты потребителя на сортировку пиломатериалов.

Лесопильные процессы составляют первичную механическую обработку древесного сырья, предназначенного для получения полуфабрикатов (досок, брусков, заготовок, брусьев и т.д.), которыми снабжаются самые разнообразные отрасли промышленности и в первую очередь строительство.

Необходимо уделять  большое внимание автоматизации  и механизации осуществляемых операций на всех участках технологического процесса производства пиломатериалов.

Общий рост выпуска различной  продукции и полуфабрикатов из древесины нужно увеличивать за счет более глубокого рационального комплексного использования всей древесины, в том числе и всех отходов, получаемых на разных стадиях технологических процессов лесопиления и деревообработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. СОСТАВЛЕНИЕ ПОСТАВОВ.

 

1.1. Понятие о схемах раскроя бревен на пиломатериалы.

 

Раскрой пиловочного  сырья - совокупность операций, которые выполняют при распиловке бревен на пиломатериалы требуемых размеров и качества. В данной курсовой работе будет произведен групповой раскрой пиловочника. Отличительные особенности группового раскроя в том, что распиловка ведется на многопильном оборудовании и не учитываются индивидуальные особенности отдельного бревна. Способ распиловки с брусовкой. Распиловка с брусовкой в данном случае предусматривает раскрой бревна на двухкантный брус и два горбыля. Далее из бруса получают обрезные пиломатериалы, а из горбылей необрезные, которые потом обрезают и торцуют. Обрезные доски, выпиленные из бруса, будут иметь ширину, равную его толщине.

    Схема раскроя определяет способ распиловки бревна, ориентацию досок в поставе, последовательность распиловки. От выбранной схемы раскроя зависит объемный выход,  выход пиломатериалов различного назначения (радиальные, тангентальные или смешенной распиловки),  а также выбор оборудования.

Рис.1 - Схемы раскроя  бревен:

а – вразвал; б –  с брусовкой; в – развально-сегментный; г – брусово-сегментный;  д  – круговой; е – секторный.

 

1.2. Понятие о поставах, о пифагорической зоне, параболической зоне и предельном охвате бревна поставом.

 

Технический план (схему) раскроя бревен на пилопродукцию заданных размеров и качества называют поставом.

Группу пил, установленных в многопильных станках  в соответствии с планом раскроя бревен на пиломатериалы, также принято называть поставом.

Составление и расчет поставов выполняется в  два этапа.

Первый этап - предусматривает выбор толщин досок  для бревен данных

 

 

 

 

 

диаметров; второй предусматривает установление ширин  и длин досок  определение объемного выхода.

Чаще всего составляют симметричные постава, поэтому для  упрощения вычисление в расчетах используют не полный диаметр бревна, а лишь его половину, т.е. рассматривают полуохват бревна поставом.

Постав является основным технологическим документом, предопределяю-щим рациональность раскроя древесины.

Пифагорической называется зона бревна, из которой выпиливаемые доски не укорачиваются по длине, т.е. длина досок равна длине бревна.

     Величина пифагорической зоны определяется по формуле:

,                                  

где d - диаметр бревна в вершине, мм;

 - диаметр бревна в комле, мм.

     Величина пифагорической зоны для полупостава определяется по формуле:

 ,                                      

Параболической называется зона бревна, из которой выпиливаемые доски укорачиваются по длине (эта зона находится за пифагорической зоной).

Предельный  охват бревна поставом называется величина охвата, за пределами которой нельзя выпиливать досок с указанными размерами ( м; мм).

Предельный охват бревна поставом определяется по формуле:

,                          

 где  S - сбег бревна, см/м;

- минимальная длина доски, м;

- минимальная ширина доски, см.

Для полупостава предельный охват  определяется по формуле:

,                                                             

 

 

1.2. Правила составления поставов и технологические требования при составлении поставов.

 

Составленные  постава должны максимально удовлетворять  требованиям рационального раскроя пиловочного сырья, которые заключаются в получении наибольшего объемного, спецификационного и стоимостного выхода  вырабатываемой  пилопродукции.

Из теории и практики раскроя пиловочного  сырья вытекают следующие  основные требования к составляемым поставам:

1.Распиловку бревен желательно предусматривать с брусовкой, а

выбираемую  толщину бруса следует увязывать с заданной спецификационной

 

 

шириной обрезных пиломатериалов. Толщину бруса  ,мм, желательно выбирать в пределах, определяемых отношением

       ,                                      

2.Поставы должны быть симметричными относительно центра бревна.

3.Не следует в одном поставе предусматривать выпиловку досок, толщина которых отличается меньше, чем на 5 мм, т.е. досок толщиной 16 и 19 мм, 19 и 22 мм, 22 и 25 мм.

4.В центральной части бревна следует выпиливать толстые доски. По мере приближения к периферийной части бревна толщина досок должна уменьшаться.

6.При распиловке  бруса в зоне его пропиленной  пласти (постели 
бруса) следует ставить толстые спецификационные пиломатериалы.

 

1.3.Расчёт поставов

Пример: составим постав для диаметра 24 сантиметра

 

Исходные данные: d=24см; L=4м; S=1 см/м³

Диаметр бревна в комле определяется по формуле:

,                                            

где  - диаметр бревна в вершине, см;

S- сбег бревна, см/м³

Определим диаметр бревна в комле по формуле

 

Определяем предельный охват диаметра  

 

                                                               

                                  

                                                                               

Определим возможные  размеры выпиливаемого бруса по формуле :

мм

Принимаем стандартную толщину бруса:

мм

 Определяем расстояние до внутренней пласти первой боковой доски

 

 

 

 

 

Определим по графику  толщину боковых досок

=13мм     =23мм   

Принимаем стандартную  толщину доски

=22мм

Постав на первом проходе имеет вид: 22-180-22

 

Рассчитываем второй проход:

,мм

 

 

Постель бруса вычисляется по формуле:

 ,             

                     

мм

 

Зададимся толщиной досок  выпиливаемых из бруса h=32мм

Определяем количество досок толщиной 32 мм

Принимаю 4 доски по 32 мм

 

Расчёт расхода ширины постава при выпиловке 4 досок  толщиной 32 мм.

 

Рассчитываем остаток  расхода ширины постава

 

Подбираем толщину первой боковой доски за пропиленной  пластью бруса по графику, для  этого рассчитываем а`

 

 

 

Определяем по графику толщину боковых досок

              

Принимаем стандартную толщину

 

Определим расход ширины постава на боковые доски

 

В остаток ширины полупостава  можно установить 2 доски по 25 мм

 

Постав на втором проходе имеет вид:

25-25-32-32-32-32-25-25

 

Диаметры 34мм и 44 мм рассчитываем по аналогичной схеме, данные занесены в ведомость расчёта поставов к плану раскроя сырья

 

Определение оптимальной ширины и оптимальной  длины досок.

         Если доска выпиливается из пифагорической  зоны, то её ширина определяется по формуле:

        ,

Где    а_i- расстояние от оси постава до наружной пласте доски (расход ширины полупостава)

 

                                      

Принимаю стандартную  ширину B=130мм  

 

    Если доска  выпиливается из параболической  зоны, то её ширина определяется  по формуле:

 

 

 

 

 

Принимаю стандартную  ширину b=100мм

 

 

  

 

 

     Если доска выпиливается из пифагорической зоны, то её длина равна длине бревна.

Если доска выпиливается из параболической зоны, то её  длина  определяется по формуле:

 

.

где     L- длина бревна, м;

          d_x- расчетный диаметр бревна обеспечивающий получение доски шириной b_р. Определяется на пересечении линий в соответствующих ширины доски b_р и расстояния от центра до наружной пласти доски.