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

61

фикации и сбега (S);

LSdD

maxmax

; К – допустимая кривизна бревен, %, по

действующим стандартам принимается равной 2 %; L – длина бревна по специ-

фикации, м; С – запасное расстояние между стойками пильной рамки и комлем

бревна, см (принимается равным 5 см).

Определив требуемую ширину просвета, подбираем лесопильную раму

таким образом, чтобы просвет ее пильной рамки был больше или, в крайнем

случае, равен требуемой величине. Технические характеристики серийно вы-

пускаемых лесопильных рам приведены в прил. 15.

6.4.2. Определение годовой производительности

лесопильного потока

Среднесменная производительность каждой установленной в потоке ле-

сопильной рамы (

i

A

) определяется по формуле:

K

L

nT q

A

i

1000

, (6.3)

где – посылка лесопильной рамы при распиловке бревен данным поставом,

мм; n – число оборотов коленчатого вала лесопильной рамы, об/мин; T – про-

должительность смены, мин; L – средняя длина бревна согласно заданной спе-

цификации, м; q – объем бревна, распиливаемого данным поставом, м

3

; К – ко-

эффициент использования потока с двухэтажными лесопильными рамами:

iХТ

КККК

, (6.4)

где

Т

К

– коэффициент использования смены, для рамного потока принимается 0,9;

Х

К

– коэффициент хода пильной рамки (

Х

К

принимается равным 1 для лесо-

рам старой гаммы и 1,17 – для рам новой гаммы);

Кi

– коэффициент использо-

вания потока при распиловке бревна i-го диаметра (прил. 22).

При расчете среднегодовой производительности и годовой производст-

венной мощности лесопильного цеха вводится еще поправочный коэффициент

на среднегодовые условия работы

Г

К

, принимаемый для температурных зон:

I – 0,98; II – 0,96; III – 0,93; IV – 0,90; V – 0,86; VI – 0,80. Основные зоны для

лесопиления IV, V, VI.

Одной из основных величин, определяющих производительность лесо-

пильной рамы, является величина посылки. В расчетах она принимается по ми-

нимальной из трех – по мощности привода, по работоспособности пил, по каче-

ству распила – и не должна превышать инструкционной и конструкционной.

Инструкционные посылки для различных способов раскроя приведены в

прил. 25…27. Величина посылки по работоспособности пилы определяется по

формуле

н

р

th

Нf

, (6.5)

62

где H – ход пильной рамки, мм; t – шаг зубьев пилы, мм (прил. 29); f – площадь

впадины, мм

2

(прил. 29);

н

h

– наибольшая высота реза в середине длины бревна

(бруса); – коэффициент, характеризующий напряженность впадины зубьев:

в

y

, (6.6)

где

y

– коэффициент уплотнения древесины по впадине;

в

– коэффициент за-

полнения впадины.

Для первой группы качества

83,0

54,0

45,0

1

; для второй группы качества

75,0

60,0

45,0

11

.

Значение наибольшей высоты пропила определяется по формулам:

а) при распиловке бревна

)(10

22

аDh

срн

; (6.7)

б) при распиловке брусьев

hh

н

, (6.8)

где

ср

D

– диаметр бревна в середине его длины, равный d+Б, см, значение Б вы-

бирается по прил. 30;

a

– расстояние между двумя средними пилами постава

(при распиловке бревен вразвал или при одновременной распиловке двух

брусьев

a

= 0), см;

h

– высота бруса, мм.

Величина посылки по качеству распила определяется по формуле:

tHU

ZЧ

/

, (6.9)

где

Z

U

– наибольшая допустимая величина подачи на один зуб (толщина

стружки), зависящая от качества распиловки и от шага зубьев.

Таблица 6.2

Зависимость качества распиловки от подачи

Группа качества

распиловки

Наибольшая допустимая величина подачи на зуб, мм,

при шаге зубьев, мм

22

26, 32, и 40

I

7,1

5,1

8,1

6,1

II

9,1

65,1

0,2

75,1

П р и м е ч а н и е. В числителе даны значения для кедра, в знаменателе – для ели, со-

сны, пихты, лиственницы, ясеня.

63

Величина посылки по мощности привода лесопильной рамы рассчитыва-

ется по формуле [5, 30]

hbnК

N

4

10612

, (6.10)

где N – мощность привода, кВт; – КПД лесопильной рамы, равный 0,7 при

наличии роликовых подшипников шатуна и 0,8 – роликовых подшипников ша-

туна и коренного вала; К – удельная работа резания, которая для распиловки

хвойной древесины (сосны, ели, пихты) определяется по формуле:

Z

р

U

a

b

h

К

72,0

02,0

5,3

, (6.11)

где

р

a

– коэффициент затупления пил, равный после 1 часа работы 1,3; после

1,5 часа – 1,35; после 2 часов – 1,5; после 3 часов – 1,75 и после 4 часов – 2,0;

b – ширина пропила, мм, равная толщине пилы с добавлением плющения или

развода по 0,75 мм на каждую сторону (в сумме 1,5 мм);

h

– суммарная вы-

сота пропила в середине длины бревна:

ZCDh

ср

, (6.12)

где С – коэффициент постава (прил. 31); Z – число пил в поставе.

Конструктивная посылка выбирается по прил. 15.

Расчет посылок для одного постава производится подробно, а для всех

остальных сводится в таблицу, причем если лесопильные рамы приняты с хо-

дом, отличным от Н = 600 мм, то при определении инструкционных посылок

нужно учитывать

X

К

(

X

К

600700

). В формулу производительности лесопиль-

ной рамы в этом случае

X

К

не включается.

6.4.3. Последовательность расчета потребного количества

лесопильных рам

В соответствии с условием задания производится выбор и обоснование

типа лесопильных рам и расчет потребного оборудования на производственную

программу. Для известного (или выбранного) типа лесорам записываются из

технической характеристики (прил. 15) все основные данные, необходимые для

расчета.

Расчет ведется в такой последовательности:

1.Определяется среднегодовая производительность рамосмены для каж-

дого диаметра бревен по формуле (6.3). При этом для упрощения все постоян-

ные множители формулы объединяются в один:

LККnTКC

ТГХ

1000/

.

Тогда формула примет вид:

i

qКCA

. (6.13)

64

2. Определяется потребное количество эффективных и установленных

рамосмен по каждому диаметру (g) на 1000

3

м

распиливаемого сырья с помо-

щью формулы

A

a

g

, (6.14)

где а – объем партии бревен каждого диаметра,

3

м

; А – соответствующая сред-

негодовая производительность рамосмен,

3

м

.

3. Находится потребное количество установленных рамосмен по каждому

диаметру с учетом способа распиловки и общее для распиловки 1000

3

м

сырья.

4. Подсчитывается необходимое количество рамосмен для выполнения

годового задания по распиловке по формуле

1000

уст

QG

G

. (6.15)

Потребное количество установленных лесопильных рам для выполнения

годового задания

b

G

R

, (6.16)

где b – количество смен в году, определяется по календарю с учетом рабочих

дней и выбранной сменности.

Годовая производственная программа лесопильного цеха по известному

числу установленных рамосмен (если задано число лесорам в цехе) определяет-

ся по формуле

уст

G

Q

1000

. (6.17)

Эти расчеты удобно вести по приведенной форме (табл. 6.3).

Таблица 6.3

Расчет потребного количества рамосмен на годовую программу

№ постава

Диаметр

бревна,

см

Объем

бревна,

3

м

Объем

древеси-

ны,

3

м

(а)

Посыл-

ка, мм

Среднегодо-

вая произво-

дительность

рамосмены,

3

м

(А)

Количество

рамосмен

эффек-

тив-

ных

(g)

уста-

новлен

ных

1

2

3

4

5

6

7

8

65

Под установленной рамой понимается каждая действующая лесопильная

рама независимо от способа ее работы. Под эффективной рамой понимается

каждая рама, работающая вразвал, или две рамы, работающие с брусовкой.

Аналогично этому при работе в течение одной смены определяются установ-

ленная и эффективная рамосмены.

6.4.4. Расчет потребного количества обрезных станков

При расчете остальных станков потока необходимо ориентироваться не

на среднегодовую и среднесменную производительность лесопильных рам, а на

более кратковременную, текущую, с увеличением коэффициента использования

рам. Допускается вести расчет на наиболее трудный постав, в котором на уча-

сток поступает максимальное количество досок, т.е. на самые неблагоприятные

условия работы механизма, чтобы обеспечить условие синхронизации работы

всего лесопильного цеха.

Производится выбор обрезных станков (прил. 19), расчетное количество

определяется по формуле:

A

m

n

р

,

где m – количество пиломатериалов, поступающих на обрезку, м/смену; А –

производительность одного обрезного станка, м/смену; А и m определяются по

следующим формулам:

1000

nTKz

m

, (6.18)

где – посылка, мм; n – число оборотов коренного вала в минуту; Т – продол-

жительность смены, мин; К – коэффициент использования лесопильной рамы,

принимается 0,98; z – количество необрезных досок по наиболее трудному по-

ставу, шт.;

м

КUTKA

р

, (6.19)

где U – скорость подачи обрезного станка, м/мин, принимается в диапазоне

80–150 м/мин; Т – продолжительность смены, мин; К

р

– коэффициент исполь-

зования рабочего времени станка, для нормальных условий работы принимает-

ся 0,92–0,95; К

м

– коэффициент использования машинного времени станка:

60

К

в

м

U

t

l



, (6.20)

где



– средняя длина обрезаемых досок, ее можно принять равной длине брев-

на минус один метр; t

в

– не перекрытое вспомогательное время, равное 1 … 2 с.

66

Найденное количество станков округляется до целого, при этом пере-

грузка свыше 20 % недопустима:

100

y

р

n

, (6.21)

где n

y

– принятое к установке количество станков.

6.4.5. Расчет потребного количества торцовочных станков

Количество торцовочных станков определяется по аналогии:

A

m

n

,

где

m

– количество досок, поступающих на торцовку за смену по наиболее

трудному поставу, шт./смену:

1000L

nTKz

m

/

, (6.22)

где

z

– количество досок, требующих торцовки в I и II проходах данного поста-

ва, шт.; L – длина бревна, м; А – производительность торцовочного станка до-

сок/смену: по рекомендациям ЦНИИМОД для торцовочно-браковочного стола

на базе двух позиционных торцовочных станков принимается

TA 12

,

шт./смену, т.е. такой стол в состоянии переработать 12 досок/мин.

Производятся выбор станков (прил. 20, 21) и расчет их загрузки.

Допускается для увеличения производительности участка торцовки при-

нимать так называемую «выборочную торцовку». Целесообразно также исполь-

зовать не только позиционные торцовки, для которых выше дан расчет, но и

проходные.

6.4.6. Выбор и обоснование количества

сортировочных площадок

Их количество определяется по формуле

A

m

n

,

где

m

– количество досок, подлежащих сортировке за смену, как правило, оно

равно количеству торцуемых досок, найденному выше; А – производительность

одной сортировочной площадки за смену, для сортировочных площадок типа

ПСП-36

TA 30

, шт./смену.

67

6.5. Расчет производительности

ленточнопильного потока

Часовая производительность лесопильного потока (П

i

) при распиловке

круглых лесоматериалов i-го диаметра соответствует производительности го-

ловного станка. Согласно утвержденной методике ЦНИИМОД [30] ее опреде-

ляют по формуле

Ti

nцi

Kq

tТ

3600

П

i

, (6.23)

где Т

цi

– время рабочего цикла при обработке бревна i-го диаметра, с;

n

t

–

суммарные внецикловые потери головного станка, с; q

i

– объем бревна i-го

диаметра, м

3

; К

Т

– коэффициент использования рабочего (оперативного) време-

ни смены.

Длительность рабочего цикла (Т

цi

) при обработке бревен, установленных

на тележке однопильного ленточнопильного станка, составляет:

в54321рiц

i

KtzttStttT

, (6.24)

где t

рi

– время обработки (распиловки) бревна i-го диаметра, с; t

1

– время навал-

ки, установки и закрепления бревна на тележке, с (t

1

= 11); S – число поворотов

бревна на тележке; t

2

– время поворота бревна, с (на 90

0

– 9 с, на 180

0

– 10 с);

t

3

– время установки размера отпиливаемой доски и подачи к пиле, с (t

3

= 3 с);

t

4

– время откатки тележки, с (t

4

=5 с); z – число пропилов; t

5

– время сброса по-

луфабрикатов в конце цикла обработки бревна, с (t

5

= 4 с); К

в

– коэффициент

инерционности механизмов тележки, К

в

= 1,1.

Продолжительность обработки бревна за несколько проходов тележки

однопильного ленточнопильного станка (t

рi

):

z

k

ik

U

L

1

рi

60t

, (6.25)

где L

ik

– длина бревна i-го диаметра, м; U

ik

– скорость подачи бревна i-го диа-

метра в станке, м/мин.

Скорость подачи для ленточнопильного станка в зависимости от высоты

и допустимой непрямолинейности пропила приведена в прил. 32.

При выпиловке досок и брусьев с гнилью и делением их на две части с

помощью пильной приставки необходимо учитывать допустимую скорость по-

дачи для круглой пилы:

Высота пропила, мм 50 100 150 200

Скорость подачи, м/мин 90 48 20 10

В этом случае необходимо выбирать наименьшую из допустимых скоро-

стей подачи для ленточной и круглой пил.

Суммарные внецикловые потери головного ленточнопильного станка со-

ставляют:

,510t

n

с.

68

Коэффициент использования рабочего времени смены (К

т

) определяется

по формуле

с

отдобсс

К

Т

ТТТ

т

К

, (6.26)

где Т

с

– продолжительность смены, мин; Т

обс

– время на обслуживание рабочего

места, мин (Т

обс

= 10); Т

отд

– время на отдых и личные надобности, мин

(Т

отд

= 40); К

с

– коэффициент, учитывающий влияние участка подготовки сырья

к распиловке.

При наличии на участке подготовки сырья запаса круглых лесоматериа-

лов К

с

= 0,94, при отсутствии этих запасов К

с

= 0,83.

Годовую производительность потока (Q

i

) определяют по формуле

гii

ПQ TK

, (6.27)

где Т – годовой фонд рабочего времени потока, ч (для предприятий, работаю-

щих в одну смену, Т=2030 ч, в две смены – Т = 4015 ч, в три смены – Т = 5960 ч);

К

г

– коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы цеха.

Коэффициент К

г

зависит от температурной зоны, в которой расположено

предприятие. Основная часть лесопильных предприятий Дальневосточного ре-

гиона относится к пятой температурной зоне, поэтому значение этого коэффи-

циента К

г

= 0,86.

Техническая характеристика основного оборудования приведена в прил.

15…21.

6.6. Проектирование лесопильного цеха

на базе круглопильных станков

Для распиловки тонкомерного сырья во многих странах (включая скандинав-

ские) традиционно применяются многопильные круглопильные станки. Внедря-

ются они и на Дальнем Востоке. На примере линии «Канада-2000» рассмотрим

последовательность расчета производительности подобного оборудования.

В составе линии «Канада-2000» головной двухпильный круглопильный

станок, на котором вырабатывается двухкантный брус, раскраиваемый в даль-

нейшем на многопильном станке с получением обрезных пиломатериалов за-

данных сечений. Подгорбыльные и необрезные пиломатериалы дорабатывают-

ся до кондиции обрезных на правой стороне вала многопильного станка. Фор-

мирование длины производится на торцовочном станке, сортировка – на цеп-

ном транспортере.

Сменная производительность головного станка (

г

см

П

) определяется по

формуле

L

см тис

г

см

ККUT

П

, (6.28)

где U – скорость подачи, м/мин; Т

см

– продолжительность смены, мин; К

ис

– ко-

эффициент использования станка (К

ис

= 0,62); К

т

– коэффициент использования

смены (К

т

= 0,90); q – объем одного бревна, м

3

; L – длина бревна, м.

69

Годовая производительность станка при этом составит:

гсмгод

ТmКПП

, (6.29)

где Т – количество дней работы в году (определяется по календарю либо при-

нимается равным 250); m – количество смен (обычно m = 2); К

г

– коэффициент,

учитывающий среднегодовые условия работы (К

г

= 0,9).

Потребное количество станков (n) определяется с учетом заданной годо-

вой программы (Q

c

):

год

c

П

Q

n

. (6.30)

Сменная производительность многопильного станка

ист

KTUKA

. (6.31)

Поступает на распиловку за смену:

q

zП

г

см

П

, (6.32)

где z – количество досок, получаемых из бревна.

Потребное количество многопильных станков

см

П

A

n

. (6.33)

Расчет остального оборудования производится по аналогии с описанным

выше (см. разд. 6.4).

6.7. Проектирование лесопильного цеха

на базе фрезерно-брусующих станков

Сменная производительность фрезерно-брусующих станков проходного

типа (А) рассчитывается по формуле

L

qККUT

A

мрсм

, (6.34)

где U – скорость подачи, м/мин; Т

см

– продолжительность смены, мин;

К

р

– коэффициент использования рабочего времени; К

м

– коэффициент исполь-

зования машинного времени; q – средний объем бревна, м

3

; L – средняя длина

бревна, м;



– расстояние между торцами бревен, м.

Годовая производительность

г

АmKKП

г

, (6.35)

где m – количество рабочих смен в году; К – общий коэффициент использова-

ния станка; К

Г

– коэффициент использования станка в году.

70

Расчетное количество станков

Г

р

П

Q

n

. (6.36)

Годовая производительность при распиловке бревен i-го диаметра на

ЛАПБ, м

3

/год,

i

ii

i

L

KTKuKq

Q

1000

60

гт

, (6.37)

где q

i

– объем бревна i-го диаметра, м

3

; L

i

– длина бревна i-го диаметра, м;

u – скорость подачи, м/мин; К

i

– коэффициент использования потока при рас-

пиловке бревен i-го диаметра; Т – годовой фонд рабочего времени потока;

К

Т

– коэффициент использования смены; К

Г

– поправочный коэффициент на

среднегодовые условия работы лесопильного цеха.

Формула (6.37) может использоваться также и для других типов бревно-

пильных линий. В зависимости от диаметров распиливаемых бревен величина

скорости подачи при этом может приниматься по табл. 6.4.

Таблица 6.4

Рекомендуемые скорости подачи

для основных моделей станков

Диаметр

бревен, см

Скорость подачи (м/мин) для линий

ФБЛ

ЛАПБ

ЛФП-2 и 3

ЛФП-1

ЛФП-150

ЛБЛ

*

12…18

24…36

24…60

40…60

40…100

20…30

-

35…45

40…80

32…40

-

30…40

40…60

42 и более

-

30…40

П р и м е ч а н и е. Ленточнопильная линия ЛБЛ с головным станком для индивиду-

ального раскроя модели ЛБ-150 используются и в фрезерно-

пильных линиях типа ЛФП-1 с ленточнопильными пилами для

группового раскроя бревен.

6.8. Планировка оборудования,

описание технологического процесса

После выбора и расчета основного оборудования лесопильного цеха тре-

буется произвести планировку этого оборудования и выбрать транспортное и

другое вспомогательное оборудование, которое обеспечило бы работу лесо-

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

Подождите немного. Документ загружается.