Белозеров И.Л., Дорошенко В.А., Кибякова С.И., Кибяков А.П. Технологический расчёт лесопильных потоков

Подождите немного. Документ загружается.

из двухкантного бруса во втором проходе вырабатываются сразу обрезные дос-

ки, ширина которых задана толщиной бруса) или на обрезных станках. А длина

пиломатериалов формируется на торцовочных станках. Характеристика ука-

занного оборудования приведена ниже.

5.2.1. Обрезные станки

Предназначенные для формирования ширины обрезных пиломатериалов

(двухсторонней обрезки необрезных досок), обрезные станки могут быть сле-

дующих видов: однопильные, двухпильные, многопильные, фрезерно-обрезные.

Наиболее широко используются двухпильные обрезные станки, у которых одна

пила может дистанционно перемещаться относительно другой.

Многопильные обрезные станки (эджеры) используются при раскрое ши-

роких необрезных досок на несколько узких с одновременной обрезкой обзоль-

ных кромок. При этом используется гидропривод суппорта со следящей систе-

мой, что позволяет механизировать процесс.

Перспективным оборудованием для формирования ширины обрезных пи-

ломатериалов являются фрезерно-обрезные станки: сбеговая обзольная часть

доски перерабатывается при помощи фрез в технологическую щепу, что позво-

ляет исключить установку рейкоотделительного устройства, систем конвейеров

для транспортировки реек и разгрузить рубительную машину.

Технические характеристики станков для обрезки досок по ширине при-

ведены в прил. 19.

5.2.2. Торцовочные станки

К торцовочным станкам относят оборудование для поперечного раскроя

и формирования длины пиломатериалов. По количеству пил различают станки

однопильные и многопильные, а по технологии обработки материала – позици-

онные и проходные. Принято различать предварительную торцовку, проводи-

мую непосредственно в лесопильном цеху для повышения качественного выхо-

да пиломатериалов, и окончательную торцовку (после сушки досок).

В установках позиционного типа применяются однопильные круглопиль-

ные станки ЦКБ-40, ЦКБ-40-1, ЦКБ-40-3 с педальным включением пилы и ее

подъемом гидроприводом. Они размещаются за рамами второго ряда и за об-

резными станками.

Проходные торцовочные установки (триммеры) для обработки сырых пи-

ломатериалов размещают за обрезными станками, чаще всего на первом этаже.

Промышленность выпускает такие установки следующих марок: ЦТ3-2М,

ЛТ-1, ЛТ-1М, ТП-1. Обработанные пиломатериалы далее передаются ленточ-

ным транспортером на сортировочную площадку.

Технические характеристики позиционных и проходных торцовочных

станков приведены в прил. 20, 21.

5.3. Транспортное и вспомогательное оборудование

лесопильного производства

В лесопильном цехе соблюдается принцип непрерывного потока, поэтому

все основное оборудование должно быть связано между собой транспортным и

вспомогательным оборудованием, выполняющим не только переместительные

операции, но и служащим межоперационными накопителями (буферными уст-

ройствами). Принято выделять оборудование, устанавливаемое перед бревно-

пильным станком и за ним.

К оборудованию, устанавливаемому перед бревнопильным станком, от-

носят: продольные и поперечные цепные конвейеры (транспортеры), сбрасы-

ватели бревен, впередирамные тележки, бревноподатчики, цепные брусопере-

кладчики, рольганги с центрирующими устройствами.

Рис. 5.1. Схемы сбрасывателей бревен с продольных конвейеров:

а – рычажный с возвратно-поступательным движением; б, в – рычажный

с возвратно-поворотным движением; г – шаговый с вращательным движением

в вертикальной плоскости; д – шаговый с возвратно-поворотным движением

в горизонтальной плоскости; е – кулачковый с вращательным движением

в горизонтальной плоскости; ж, з – с односторонним и двухсторонним

опрокидыванием опоры; и – с наклоном грузонесущей поперечины

К оборудованию, устанавливаемому за бревнопильным станком, отно-

сят: направляющий аппарат (расклинивающие ножи), роликовые конвейеры со

сбрасывающими устройствами, поперечные цепные транспортеры и ленточные

конвейеры.

Дадим некоторые пояснения по бревносбрасывателям, предназначенным

для сброса пиловочных бревен с продольных цепных конвейеров в карманы-

накопители, на поперечные конвейеры и буферные площадки. Промышлен-

ность выпускает их в виде толкающих или выжимающих рычагов, или сброс

осуществляется за счет гравитации (за счет собственного веса) (рис. 5.1).

В прил. 22, 23 даны характеристики механизмов поштучной выдачи пи-

ловочника и сбрасывателей бревен. Подробное описание данного оборудования

имеется в литературе [32].

5.4. Оборудование для переработки кусковых отходов

лесопиления

В процессе лесопиления неизбежно возникают отходы производства.

Ранее [3, 15] нами уже обобщен имеющийся опыт переработки отходов, поэто-

му в данном разделе приведен только перечень оборудования, используемого

для переработки кусковых отходов (горбылей и реек) на технологическую щепу.

Производственный процесс изготовления щепы включает в себя следую-

щие операции: сбор кусковых отходов, обнаружение и удаление металлических

включений и сорных примесей, транспортирование на участок измельчения,

подача щепы на сортировочные устройства, хранение щепы и ее отгрузка по-

требителю.

Измельчение кусковых отходов осуществляется на многоножевых руби-

тельных машинах. По форме ротора различают барабанные (дробилки) и дис-

ковые рубительные машины, которые бывают: с верхним или нижним выбро-

сом щепы, левым или правым вращением ротора, с горизонтальным или на-

клонным загрузочным патроном.

Наиболее широкое применение нашли рубительные машины: МРН-150,

МРНП-10-1, МРН-30-1, МР2-20, МР2-20Н, МР2-20Г, МР3-40ГБ, МР3-50ГБ,

МРН-40-1, МРГ-20Б-1 и др.

Для сортировки щепы по фракциям применяют устройства барабанного

вибрационного или гирационного (с круговым качанием сит в горизонтальной

плоскости) типа, которые бывают следующих моделей: СЩ-1М, СЩМ-60, СЩ-

120, СЩ-120М, СЩ-70, СЩ-140, СЩ-120.

Более подробно оборудование описано в источнике [32].

Контрольные вопросы

1. Какое оборудование лесопильных цехов относится к основному?

2. Что вам известно о вспомогательном оборудовании лесопильных цехов?

3. Назовите основные виды бревнопильного оборудования.

4. Что вы знаете о лесопильных рамах?

5. Опишите достоинства и недостатки лесопильных рам.

6. Дайте классификацию лесопильных рам.

7. Что вы знаете о ленточнопильных станках?

8. Дайте классификацию ленточнопильных станков.

9. Опишите достоинства и недостатки ленточнопильных станков.

10. Что вам известно о круглопильных станках?

11. На какие виды классифицируются круглопильные станки для раскроя

пиловочного сырья на пиломатериалы?

12. Опишите достоинства и недостатки круглопильных станков.

13. Что вы знаете об агрегатных установках?

14. Что вам известно о ФБС и ФПС?

15. Назовите оборудование, предназначенное для формирования сечения

и длины пиломатериалов.

16. Приведите классификацию обрезных станков.

17. Опишите принцип работы позиционных и проходных торцовочных

станков.

18. Назовите вспомогательное оборудование, установленное в лесопиль-

ном цехе перед бревнопильным станком.

19. Назовите вспомогательное оборудование, установленное в лесопиль-

ном цехе за бревнопильным станком.

20. Назовите состав операций производственного процесса получения

технологической щепы.

6. РАСЧЕТ ЛЕСОПИЛЬНЫХ ПОТОКОВ

6.1. Основные технологические операции

лесопильных потоков

Производственный процесс в лесопильном цехе включает следующие ос-

новные технологические операции:

• продольный раскрой бревен, брусьев, секторов и сегментов на пилома-

териалы;

• продольный раскрой и формирование ширины досок;

• продольный раскрой кратных по толщине пиломатериалов с формиро-

ванием их толщины;

• поперечный раскрой и формирование длины досок (может производить-

ся после сушки, при этом проводится только предварительная торцовка пило-

материалов целью вырезки дефектных мест).

Размеры пиломатериалов по толщине и ширине формируются поточным

методом в соответствии с рис. 6.1.

Продольный раскрой бревна на брусья, сегменты

и сектора, необрезные и обрезные доски

Продольный раскрой сегмента и

сектора на обрезные

и необрезные доски

Продольный раскрой бруса на

обрезные и необрезные доски

Раскрой необрезных досок по ширине

Предварительная торцовка и

сортирование досок по сечениям

Переработка вторичного сырья

Рис. 6.1. Структурная схема технологического процесса

формирования сечения пиломатериалов

В зависимости от вида вырабатываемых пиломатериалов по степени об-

работки и применяемых способов раскроя можно выделить следующие виды

потоков (рис. 6.2).

Лесопильные потоки для

выработки

Обрезных

пиломатериалов

Необрезных

пиломатериалов

Обрезных и

необрезных

пиломатериалов

Черновых

заготовок

Брусово-

развальным

способом

Развальным

способом

Круговым

способом

Различными

способами

С двухэтажными

лесопильными рамами

С одноэтажными

лесопильными рамами

С однопильными ленточно-

пильными станками

С многопильными ленточно-

пильными станками

С однопильными

круглопильными станками

С многопильными

круглопильными станками

С фрезерно-брусующими

станками

С фрезерно-пильными

станками

Рис. 6.2. Классификация лесопильных потоков

6.2. Исходные материалы

для расчета лесопильного потока

Исходными данными для технологического расчета лесопильного потока

служат план раскроя сырья, структура каждого постава, составленного на базе

спецификаций пиловочного сырья и пиломатериалов [5, 8, 12, 24, 30, 32].

Расчет лесопильного потока удобно начинать с составления таблицы ис-

ходных данных. В табл. 6.1 показаны примеры подготовки исходных данных

для технологических расчетов.

В графы 1 и 2 табл. 6.1 вносятся данные из плана раскроя пиловочного

сырья. В графу 3 вносят фактическую толщину бруса, выпиливаемого на пер-

вом проходе. Если на втором проходе выпиливается два или три бруса, то под-

ставляют величину, определяемую суммированием фактических толщин брусьев.

Таблица 6.1

Исходные данные для расчета лесопильного потока

Номер постава

по плану раскроя

Диаметры распиливаемых

бревен, см

Толщина распиливаемых

брусьев, мм

Количество

пил в поста-

ве, шт.

Количест-

во необ-

резных до-

сок, шт.

Количество обрезных досок, шт.

на лесопильной раме

первого ряда

на лесопильной раме

второго ряда

по поставу на первом

проходе

по поставу на втором

проходе

из необрезных досок,

полученных на первом

проходе

по поставу на вто-

ром проходе

всего обрезных досок,

шт.

из необрезных до-

сок, полученных за

пределами пласти

бруса

в пределах пласти

бруса

100

175

250

В графы 4 и 5 вносят количество пил в лесопильных рамах первого и вто-

рого ряда соответственно. Количество пил подсчитывается по соотношению

, (6.1)

где – количество пил в поставе, шт.; – количество сортиментов, указанных

в записи постава (количество промежутков между пилами), шт.

В качестве примера рассмотрим один из поставов:

в первом проходе по поставу выпиливается сортиментов:

5212

шт.,

во втором –

72221

шт.

Подставляя эти значения в формулу (6.1), получим количество пил в по-

ставе лесопильной рамы первого ряда:

615

шт.,

817

шт.

В графу 6 вносим количество необрезных досок, получаемых из бревна на

первом проходе. Эта величина определяется по ведомости расчета постава

суммированием всех необрезных досок, выпиленных на первом проходе.

В графу 7 вносим количество необрезных досок, получаемых на втором

проходе за пределами пласти бруса, т.е. сюда включаются доски, у которых

расстояние от оси постава до наружной пласти больше половины ширины пла-

сти бруса в вершинном торце.

Количество необрезных досок (графа 6 и 7) определяем, используя ведо-

мость расчета поставов. Например, из бревен диаметром 22 см в первом поста-

ве выпиливается необрезных досок на первом проходе:

422

шт.

Для расчета количества необрезных досок по поставу второго прохода

определяем сначала половину ширины пласти бруса. Следовательно, все доски,

расстояние от оси постава до наружной пласти которых больше этого значения,

будут необрезными. В нашем примере крайние доски, полученные во втором

проходе, являются необрезными.

В графу 8 вносят количество обрезных досок, которые получаются из не-

обрезных досок, выпиленных в первом проходе. При определении этой величи-

ны нужно учитывать, что если широкие необрезные доски запланировано рас-

краивать по ширине на две или больше стандартных, то количество обрезных

досок, подлежащих торцовке, увеличивается.

В графу 9 вносят количество обрезных досок, полученных по расчету по-

става из тех необрезных досок, которые выпилены за пределами пласти бруса.

В графу 10 вносят количество обрезных досок, полученных по поставу в

пределах пласти бруса. Сюда включают все доски, у которых расстояние от оси

постава до наружной пласти меньше половины ширины пласти бруса.

Для рассматриваемого постава количество досок, полученных из необ-

резных, на первом проходе

шт. (графа 8), на втором проходе в пределах

пласти бруса:

5212

111

шт.

После обрезки необрезных досок, полученных на втором проходе за пре-

делами пласти бруса,

шт.

В графе 11 проставляем общее количество досок по соответствующему

поставу. Для данного постава – 11 шт.

Графы 8, 9, 10 и 11 заполняются для расчета торцовочных устройств. При

заполнении 10-й графы табл. 6.1 нужно руководствоваться возможностями вы-

бираемого торцовочного оборудования. Например, для станка ЦКБ-40 макси-

мально допускаемая высота пропила составляет 150 мм, поэтому планировать

раскрой более толстых брусьев недопустимо, и в этом случае в 10-ю графу брус

толщиной 150 мм не включается.

После заполнения табл. 6.1 можно приступать к расчету технологическо-

го потока.

6.3. Выбор головного бревнопильного оборудования

Бревнопильное оборудование выбирается исходя из заданных специфи-

каций сырья и пиломатериалов, а также примерной производственной мощно-

сти предприятия. Последняя уточняется в результате расчета фактической про-

изводительности лесопильного цеха с головным оборудованием выбранного

типа и параметров. Выбор головного бревнопильного оборудования того или

иного типа с теми или иными параметрами производится путем анализа сово-

купности данных условий, обеспечивающих его эффективное использование.

Так, при заданном примерном уровне производительности предприятия

160 тыс. м

пиловочных бревен в год в зависимости от величины среднего диа-

метра и принимаемого уровня специализации бревнопильного оборудования по

размерам диаметров (а следовательно, и качества) бревен могут иметь место

следующие типы бревнопильных линий в лесопильном цехе:

– два двухрамных потока на базе двухэтажных рам 2Р75-3 и 4 (с ходом

пильной рамки 700 мм);

– два двухрамных потока: один на базе узкопросветных рам 2Р50-1 и 2 и

второй с рамами средних просветов 2Р75-3 и 4;

– два потока: один на базе линии агрегатной переработки бревен ЛАПБ-2

и второй со среднепросветными рамами 2Р75-3 и 4;

– два потока: один на базе фрезерно-брусующей линии ФБЛ и второй с

рамами 2Р75-3 и 4;

– два потока: один с рамами 2Р75-3 и 4 и второй на базе ленточнопиль-

ного станка для индивидуальной распиловки толстомерных и фаутных бревен;

– один поток: на базе фрезернопильной линии типа ЛФП-1 (ЛФП-150) с

распиловкой бревен диаметром до 36 … 40 см;

– один поток: на базе фрезернопильной линии типа ЛФП-2 и 3 с распи-

ловкой бревен диаметром до 26 см и т.д.

Выбор типа и параметров головного бревнопильного оборудования явля-

ется одним из наиболее сложных вопросов лесопиления. Поэтому, приступая к

выполнению курсового проекта, студенту помимо посещения соответствующих

занятий необходимо познакомится с рекомендованными источниками.

К основным типам бревнопильных линий относятся:

– линии на базе двухэтажных лесопильных рам с просветами их пильных

рамок: 500; 630; 750; 800; 1000; 1100 мм. Классификация и технические харак-

теристики двухэтажных рам приведены в прил. 15. В настоящее время начат

серийный выпуск двухэтажных лесопильных рам модели 2Р 80 с ходом пиль-

ной рамки 700 мм и частотой вращения n коленчатого вала рам 320 мин

-1

;

– линии агрегатной переработки бревен моделей ЛАПБ-1, ЛАПБ-2 со

скоростью подачи до 60 м/мин (их рекомендуется использовать в основном при

переработке бревен диаметром до 16 см включительно);

– фрезерно-брусующие линии (ФБЛ), которые при хорошей сортировке

бревен по поставам до 16 см могут обеспечивать почти такой же уровень объ-

емного выхода пиломатериалов, как и на лесопильных рамах;

– фрезернопильные линии с круглыми пилами моделей ЛФП-2 и 3, кото-

рые обеспечивают переработку бревен диаметром до 36 … 40 см;

– линии с ленточнопильными станками моделей ЛБ-150 (прил. 16) или

ЛБ-190 для индивидуального раскроя толстомерных и фаутных бревен и другие.

В зависимости от толщины распиливаемых пиловочных бревен (см) ре-

комендуется следующее головное лесопильное оборудование:

фрезерно-брусующие станки 8…16

линии агрегатной переработки бревен (ЛАПБ) 14…18

фрезернопильные станки 14…24

лесопильные рамы 14 и выше

многопильные ленточнопильные станки 26…44

однопильные ленточнопильные станки 46 и выше

6.4. Расчет технологического потока

на базе лесопильных рам

6.4.1. Выбор и обоснование модели лесопильных рам

На основании заданных спецификаций на пиловочное сырье и пиломате-

риалы и выбранного способа раскроя устанавливается структурная схема лесо-

пильного потока, которая принимается за основу и в последующем может кор-

ректироваться в соответствии с выявлением и уточнением полученных расчет-

ных результатов.

Наиболее совершенной формой производственного процесса является

непрерывный поток. При этом промежуточные запасы или буферные склады

полуфабрикатов отсутствуют, а производственный цикл происходит в крат-

чайшее время. Однако в лесопильном цехе в силу ряда факторов непрерывность

условна: в некоторых узлах периодически создаются небольшие промежуточ-

ные запасы материала и полуфабриката (например, при поступлении пиломате-

риалов пачками на обрезку и торцовку). Но эти запасы не должны нарушать ус-

тановившегося потока и общего ритма на всех операциях.

Отдельные технологические операции могут выполняться на различном

оборудовании. Выбор того или иного типа оборудования определяется эконо-

мической целесообразностью использования его при заданных объемах произ-

водства и спецификациях сырья и пиломатериалов. Расчет потребного количе-

ства оборудования после его выбора производится на основе составленного

плана раскроя по ведущему станку в потоке. Как правило, это наиболее тяже-

лый и дорогостоящий станок из всех установленных в потоке.

При распиловке сырья на лесопильных рамах ведущим станком является

лесопильная рама. Расчет потребного количества всего остального оборудова-

ния в потоке производится по ритму работы лесопильных рам. Ниже приводит-

ся в качестве примера методика расчета оборудования для поточных линий на

базе лесопильных рам. Подробно эта методика изложена в книге А.Н. Песоцко-

го и В.С. Ясинского [17].

Технологический расчет лесопильного потока начинают с выбора модели

лесопильных рам. Для этого рассчитываем требуемую ширину просвета пиль-

ной рамки (В) по формуле:

CКLDВ 2

max

, (6.2)

где

max

– наибольший комлевый диаметр распиливаемых бревен, см, опреде-

ляется с учетом максимального вершинного диаметра бревна (

max

) по специ-