Голяков А.Д. Проектирование участков лесопильных цехов

Подождите немного. Документ загружается.

также стоимость получаемой из реек щепы Учет неиспользуемых, от-

ходов также относится к процессу оптимизации обрезки пиломате-

риалов

Таблица цен пилопродукции различных сортов вводится в управ-

ляющую ЭВМ заранее, а код сорта каждой доски может вводиться

вручную (после визуальной оценки) или с помощью подсоединяемой

внешней автоматической системы, способной определять сорт по об-

золу, сучкам, ненормальным окраскам и трещинам Необрезные доски

должны поступать на накопительный поперечный конвейер I наруж-

ными пластями вверх комлевыми торцами в сторону обрезного станка

Можно подавать и вершинными торцами вперед, но обяза-тельно

после предварительной торцовки обзольных концов Затем доски по-

штучно в поперечном направлении перемещаются на позицию цен-

трирования 2 С помощью конвейера 3, сохраняющего заданное по-

ложение доски благодаря наличию присосок, каждая доска подается

на позицию измерительной станции 4 В случае наличия прибора для

автоматического определения сорта, он занимает позицию а На поз 5

может осуществляться поштучное накопление обмеренных досок и их

последовательная подача к сервоуправляемым ориентирующим (ана-

логично упорам 2) упорам б

Последней рабочей фазой является перемещение доски на по-

дающий транспортер 7 обрезного станка b За это время пилы станка

перестраиваются на оптимальную ширину обрезной доски, опреде-

ленную управляющей ЭВМ

Подающий транспортер обрезного станка, так же как и конвейер

3, имеет вакуумные ролики, позволяющие получать необходимое ус-

корение лосок при подаче, не допуская проскальзывания или боково-

го смещения досок

Участок рассчитан на пропуск до 30 досок в минуту Измери-

тельная станция 4, имеющая оптический и электронный блоки, про-

пускает доски с линейной скоростью 220 м/мин

На рис 31 представлен эскизный проект централизованного авто-

матизированного участка выборочной торцовки и обрезки [16J

Торцовка полуфабрикатов осуществляется па проходном устрой-

стве гриммерного типа 4 Управляющая ЭВМ с помощью датчиков

Рис.

31. Автоматизированный участок предва-

рительной торцовки и обрезки досок:

1 - Выносные конвейеры лесопильных потоков:

2 - питатель; 3 - датчики размеров и качества необ-

резных досок, 4 - торцовочное устройство триммер-

ного типа, 5 - выносной конвейер для полуфабрика-

тов не подлежащих обрезке; 6 - питатели шагового

тина; 7 - обрезные станки

контролирует размеры и форму полуфабрика-

тов,

путем имитационного раскроя определяет

оптимальные размеры длины и ширины об-

резных досок и выдает команды исполнитель-

ным механизмам на ориентирование полу-

фабрикатов перед обработкой и настройку

пил торцовочного устройства и обрезных

станков В результате использования ЭВМ

повышается объемный выход обрезных пило-

материалов на 2 и более процентов Распре-

деление досок между обрезными станками

осуществляется той же ЭВМ с помощью ша-

говых устройств поштучной выдачи

6,обеспечивая их бесперебойную равномер-

ную загрузку. Централизованная обрезка по-

зволяет производить подсортировку необре 1-

ных досок по ширине при равномерном рас-

пределении

их по обрезным станкам, что сводит к мини-

муму частоту перемещений режущих инстру-

ментов (пил или фрез) станков и позволяет

повысить производительность до 24 - 25 до-

сок в минуту [16]. Доски, не подлежащие об-

резке (выпиленные из зоны пласти бруса - до

17 [8] и более процентов, древесный брак,

горбыли и т.п ), могут отправляться на уча-

сток сортировки или пакетирования минуя обрезные станки по вы-

носным конвейерам 5, которых может быть несколько Дополнитель-

ная информация в управляющую ЭВМ может вводиться оператором

вручную.

Оптимальный уровень механизации и автоматизации операций

обрезки и торцовки в лесопильных цехах зависит от многого, но в

первую очередь от объемов производства. Чем больше объем произ-

водства или производственная мощность цеха, тем выше должен быть

уровень механизации участков и тем скрупулезнее должен быть под-

ход к выбору технических средств для ее реализации. Главное все же

не уровень механизации или автоматизации, а экономическая эффек-

тивность производства. Наивысшая эффективность может быть дос-

тигнута только при системном подходе к проектированию - учете всех

внутренпих и внешних факторов, влияющих на производство пшю-

продуклии.

Технологические расчеты участков обрезки и торцовки

полуфабрикатов пиломатериалов

Пропускная способность участков обрезки и торцовки полуфаб-

рикатов в лесопильном потоке должна быть синхронизирована с про-

изводительностью участков распиловки. Лучшим вариантом будет ра-

венство нроизводительностей всех участков потока, выраженных в

штуках полуфабрикатов, поступающих соответственно на участок об-

резки или торцовки, однако это практически невозможно, т.к., не-

смотря на специализацию потоков, постава, по которым ведется рас-

пиловка, и параметры бревен в процессе эксплуатации цехов могут

меняться.

Теория проектирования высокомеханизированных лесопильных

потоков [15] рекомендует пропускную способность участков обрезки

и торцовки по сравнению с участком распиловки монотонно повы-

шать В то же время при проектировании потоков стремятся к тому,

чтобы разница расчетных производительностей участков была тто

возможности меньшей, чтобы при максимальной производительности

бревнопильного участка загрузка обрезных и торцовочных станков

была наиболее полной. Для выполнения этого условия приходится

просчитывать потребность в обрезных станках или торцовочных уст-

ройствах при работе потоков на бревнах всех возможных диаметров,

длин и при применении всех возможных поставов Затем для каждого

истока определять постава, наиболее тяжелые с точки зрения загруз-

ки обрезных или торцовочных станков соответственно. При значи-

тельных недогрузках станков при работе отдельных потоков на

"тяжелых" поставах определяется схема блокирования станков (цен-

трализация участков). Например, 2 обрезных станка могут быть рас-

считаны на два потока, причем один поток может недогружать свой

станок, а второй, наоборот, - перегружать на ту же величину. В от-

дельных случаях может оказаться достаточным 2 станка на три полу-

потока (на три рамы при распиловке с брусовкой) и т д. При незначи-

тельной перегрузке станков в расчете на один поток или полупоток

большая синхронизация ею работы может быть достигнута измене-

нием скоростей подачи на станке, изменением нормы обслуживания

персоналом, повышением уровня механизации вспомогательных опе-

раций (устройства поштучной выдачи полуфабрикатов, манипулято-

ры),

может быть принято решение о предварительном отделении гор-

былей от потока полуфабрикатов, поступающих на участки обрезки

или торцовки, или введение в технологию предварительной торцовки

полуфабрикатов перед обрезкой с целью их укорочения и, таким обра-

зом, сокращения времени на их обрезку.

Участок торцовки может быть связан с обрезными станками бо-

лее или менее тесно. При необходимости 100%-ной окончательной

торцовки полуфабрикатов (досок, горбылей) в лесопильном цехе все

полуфабрикаты после обрезки направляются на участок торцовки

Если в цехе предусматривается только предварительная торцовка

(острые обзольные и пораженные гнилью концы), то после обрезки на

торцовку направляется только часть полуфабрикатов. Остальные по-

сле обрезки отправляются из цеха сразу на сортировку или пакетиро-

вание (см. рис.25)

Ниже предлагается методика расчета потребности в обрезных и

торцовочных станках, уточненная на основании многочисленных на-

блюдений, проведенных в лесопильных цехах архангельских лесоза-

водов.

Расчет потребности а обрезных станках

Поскольку между участками распиловки бревен и обработки по-

луфабрикатов пиломатериалов всегда есть место для накопления и

выравнивания потока с помощью поперечных конвейеров и накопите-

лей (например, конвейер 1 на рис 16). то расчеты участков обрезки и

торповки можно вести по средневзвешенной минутной производи-

тельности (пропускной способности) потоков.

Расчетная потребность лесопильного потока в обрезных (фрезер-

но-обрсзных) станках п„

„ шт., определяется по формуле

ор

-^ - (35)

где П'бро, П'

- минутные производительности соответственно брев-

нопильной машины (мащил) и обрезного станка в штуках

полуфабрикатов, подлежащих пропуску через обрезной ста-

нок, шт./мин,

, (36)

z„ „„-число полуфабрикатов пиломатериалов, выпиливаемых изод-

ного бревна, подлежащих пропуску через обрезной станок,,

7п„с.=

z., + z

; (37)

- число досок, поступающих на обрезку из одного бревна,

- (0,2. 0,6)7- + z

; (38)

0,2 ..0,6-коэффициент фактического выхода подгорбыльных досок в

результате рассеивания их размеров при выпиловке (по оп-

тимальным поставам). Большее значение нужно принимать

при распиловке одним поставом бревен одного номинально-

го диаметра, меньшее - двух номинальных диаметров,

\ - число подгорбыльных досок в поставе;

-число прочих досок ъ поставе, подлежащих пропуску через

обрезной станок;

- число горбылей, поступающих на участок обрезки из одного

бревна,

Zr=----z»

; (39)

100 '

v J

7<>

Р,.

- процент горбылей, поступающих на участок обрезки

ГН

номинальное число горбылей при распиловке одного бревна

В зависимости от способа распиловки (вразвал или с брусов-

кой) равно 2 или 4. Если расчет обрезных станков ведется

отдельно ио проходам - 2;

г - ритм работы патока, который задается бремюпильной маши-

ной (время цикла распиловки одного бревна средней длины

, м), мин. Для машин проходного типа

=4 •

)' - средняя длина распиливаемых бревен, м,

Р г процент бревен длиной 1

, м;

- коэффициент, учитывающий распиловку припусков бревен

по длине, а также снижение скорости распиловки в начале и

в конце распиловки бревен крупных диаметров, k

0,92 . 0,96;

Up-скорос-ть распиловки, м/мин. Для круглопильных станков и

агрегатов - это скорость подачи. Для лесопильных рам

= —

. (42}

1000 '

расчетная посылка, мм,

- инструкционная посылка (приложение

2)[14|,

мм;

К' к„, к

с0

, k-j- поправочные коэффициенты (см с.28);

п - частота ходов пильной рамки лесопильной рамы, мин

При современной технологии распиловки за бревнопильными

станками устраиваются люки, через которые автоматически удаляют-

ся и в дальнейшем транспортируются на участок утилизации куско-

вых отходов, не попадая на участок обрезки, неделовые (не пригод-

ные для использования в целом виде, например для выработки обапо-

ла, заготовок для тары и т.п ) горбыли в виде тонких срезок и корот-

комера от сильносбежистых и закомелистых бревен. Часть длипиых

горбылей может сбрасываться

в эти

люки вручную

зависимости

от

конкретных условий производства,

в том

числе

и с

целью разгрузки

участков обрезки Поэтому числовое значение

может быть установ-

лено наблюдением

или

принято проектировщиком

По

нашим наблю-

дениям,

при

распиловке

на

двухэтажных лесопильных рамах

типо-

вой схемой удаления полуфабрикатов после выпиловки

= 65..70%.

Для принятия принципиальных решений

месте

способе дооб-

работки деловых горбылей можно использовать данные ЦНИИМОДа

[21], в

соответствии

которыми доля горбылей

потоке полуфабри-

катов

т л

зависит

от

диаметра распиливаемого сырья

следующим

образом:

d-см

16 18 20 22 24 26

28 | 34, 36 j 38, 40

П,%

43 40 33 32,5

31,5

29,5 29 j 24

Если горбыли через обрезной станок

не

пропускаются,

а,

напри-

мер,

сбрасываются

в люк

перед столом обрезного станка,

то в

форму-

ле

(37)

принимается

= 0, а в

формуле производительности станка

учитывается потеря машинного времени

сброс горбылей

в люк:

tr-ti.z,

(43)

где

время, затрачиваемое

на

сброс

в люк

одного горбыля.

При

применении манипулятора АМОД-700

=l,6c.

число горбылей, поступающих

на

участок обрезки

течении

одной минуты,

z\- z,/r (44)

При ручном сбросе

t,-

зависит

от

размеров горбылей (диаметров

распиливаемых бревен), субъективных факторов

может быть приня-

то

пределах

1,8

..2,2с. Естественно,

что при

пропуске горбылей

че-

рез обрезной станок следует принять

Таким образом, минутная производительность участка обрезки

П>^М1-£)

, (45)

где

Uo -

скорость подачи обрезного (фрезерно-обрезного) станка,

м/мин;

£„

средняя длина полуфабрикатов, пропускаемых через обрез-

ной станок,

м,

£[г

-г,к

)

(46)

, к

- коэффициенты относительной средней длины досок и гор-

былей, поступающих на участок обрезки:

ije ,

k^tjr,

tх,

- средние длины досок и горбылей , соответственно, м;

, - коэффициент использования машинного времени обрезною

станка,

«"

Т "" и-

1 (47)

- время вспомогательных операций, затрачиваемое на поштуч-

ную подачу и базирование необрезных досок перед обрезкой,

не перекрываемое обрезкой предыдущей доски. Его величина

зависит от уровня механизации процесса и размеров полуфаб-

рикатов. При поштучной выдаче и базировании вручную t

2 .3.5е, для манипуляторов t

60/z

- пропускная спо-

собность механизма, циклов-'мин).

(1 - Т

/60 ) - время, остающееся для пропуска полуфабрикатов через

станок после сброса горбылей, мип.

Числовые значения к

и к

при распиловке с брусовкой можно

определить по графику па рис 32 [7j.

Рис.

32. Зависимость коэффициента средней иликы необрезных досок к,,

и i-орбылен к,, поступающих на участок обрезки при распиловке с брусов-

кой, от диаметра сырья

Естественно,

что пр^

сбрю^

ГО

рбылей

в люк

/к

Расчеты потребности

ue;xa

обрезных станках ведутся

зависи-

мости

от

специализации поток

ов на

расП

иловку сырья определенных

групп диаметров

ка«

ства

по

наиболее тяжелому поставу

flpo

тах)

для

каждого потока- Боле

удобно вести

представлять расчеты

в табличной форме, например

по

ормс

та

,7_

В табл.

приведено полное*, наименование граф,

не

требующее; рас-

шифровки

или

пояснений'

*=5лючением некоторых

графе

таблицы

диаметры бревен могут

п°

вто

Рыться

ра:шых

строчках

соответствии

разделением сырья мсждУ

и01>

ок;ам

(граничные диаметры; прямые брев-

на, отдельно кривые этих

да

дюикт^ распиливаемые

цехе разными пото-

ками),

что

должно поясняться

примечаниях (графа

23). С 1-й по 21-

ю графу

табл.3 заполняются

все

стр01(КИ

гра

фе

проставляется

целое число станков

лл*

ка5

кд<н'о потока только один

раз -

напротив

наиболее '•тяжелого" постава (наибольшего числового значения

графе

21).

Более того, после Т£,

ас

еха

гра

Ь]

может быть принято

• решение

соединении отдельных ,

шхоков

на

уровне участка обрезки

;или

об

организации централизованного участка обрезки. Таким обра-

зом, процесс расчета кОлич

е>

па станкав

и их

загрузки может пере-

: межаться

собственно

Роек

хирова1шем

синтезированием новых

схем движения полуфабрикатов.

Более эффективную

бот/у участка обрезки

по

принятой схеме

можно обеспечить пар

амст

Р^Ческой оптимизацией.

общем случае

параметрическая оптимизация

_ -,

хо

подбор наиболее подходящей

скорости подачи отдельных ст

анков

поточной линии

для

лучшей син-

хронизация

их

работы- Обрез

ные

станки обычно имеют

до

четырех

скоростей подачи, поэтому со

ве

ршенно естественно проводить рас-

чет

их

загрузки

при

разных скоростях

целью определения опти-

мальной

отношении обрезных станков

ручным базированием

до-

сок следует заметить,

4X0

^о^штение скорости подачи

не

приводит

Прямо пропорциональному ро<;

их

производительности

(см.

форму-

лу

(45)), тк.

одновременно Снижается коэффициент использования

Машинного времени

(47). Си

'шть затраты времени

на

вспомогатель-

ные операции, выполняемое й

учцую, можно путем повышения нор-

мы обслуживания станков ра^

0Чими

крайнем случае

на

обрезном

Таблица

Расчет потребности лесопильного цеха

обрезных станках

№

п/п

Пос-

тав

Наиме-

нование

или

Диаме-

тры рас-

пи-

Сред-

няя

длина

Число

поставе Число

поставе

учетом

рассеивания

Коэффициент

вы-

хода

длины

Средняя

длина

по-

лу-

№ пото-

ка

ливае-

мого

сы-

рья

распи

лива-

емых

бревен

досок,

под-

лежа-

щих

обрез-

ке

горбы-

лей,

по-

ступаю-

щих на

участок

об-

резки,

досок,

подле-

жащих

обрез-

ке,

горбы-

лей,

по-

ступаю-

щих на

участок

обрезки

обре-

заемых

досок

горбы-

лей,

посту-

паю-

щих на

участок

обрез-

ки

Кг

фабр

ка-

тов,

про-

пускае-

мых

через

обрезной

станок

СУ

с,

м шт

шт.

горбы-

лей,

посту-

паю-

щих на

участок

обрез-

ки

Кг

6 7 8 9 10