Расчёт производственной мощности лесопильного предприятия

 

Предприятие производственной мощностью 150000 м³ брёвен в год относится к средним предприятиям. В качестве головного оборудования принимается линия с гибкими поставами и рециркуляцией брусьев на базе круглопильного станка с двухвальным пильным механизмом немецкой компании Esterer WD GmbH & Co. В качестве круглопильного оборудования используется круглопильный станок фирмы Esterer WD с рециркуляцией брусьев с шестью круглыми пилами. На линии DWK двухсуппортная конструкция круглопильного станка с верхним и нижним телескопическими валами на каждом суппорте позволяет быстро и бесступенчато позиционировать поставы, используя горизонтальное перемещение суппортов и вертикальное всех пильных валов. Для защиты пильных валов и улучшения качества пропила применяется фрезерный агрегат.

Особенностью этой схемы является применение фуговального станка для формирования базовой поверхности для дальнейшей переработки брёвен, обеспечивающего высокую точность и объёмный выход выпиливаемых пиломатериалов.

Брёвна перерабатываются на фрезерно-брусующем и круглопильном станках. Для уменьшения толщины пропила и возможности распиловки распиловки брёвен до 52 см на круглопильном станке применеятся двухвальная технология. После переработки брёвен брусья при необходимости посредством механизма возврата возвращаются к началу процесса. Доски при помощи вальцов для позиционирования пиломатериалов поступают на дальнейшую переработку.

Особенностью данных процессов является распиловка (переработка) каждого из последовательно поступающих брёвен различных диаметров индивидуальными (оптимальными) поставами, обеспечивающими высокий выход пиломатериалов. Как для фрезерно-брусующего, так и для круглопильного станков, перенастройка поставов перед каждым бревном занимает около 1 с. Круглопильный станок при этом имеет бесступенчатое регулирование поставов на обоих валах.

Основные технические характеристики линии DWK: максимальная высота прохода - 700 мм; ширина прохода - 70... 660 мм; диаметр круглых пил - 520/640 мм; высота пропила - 48... 250/370 мм; скорость подачи - до 200 м/мин; перемещение инструмента - сервогидропривод; вес - около 24 т.

Объём бревна рассчитывается по формуле:

 

,

 

где L - длина бревна, м; d - диаметр бревна, м;

м³

Фактическая производительность рассматриваемой круглопильной линии с рециркуляцией брусьев при распиловке брёвен i-х диаметров определяется по формуле

 

,

 

где U - скорость подачи бревна; n_пр - число проходов бревна и бруса по круглопильной линии, их количество зависит от выбранного постава; K_M - коэффициент использования машинного времени, который учитывает цикловые конструктивные потери, в линиях с рециркуляцией принимается равным 0.9; K_n - коэффициент скрытых потерь, характеризует снижение расчётной скорости распиловки брёвен вследствие падения напряжения на зажимах нагрузки; - коэффициент технического использования линии с рециркуляцией брусьев;  - коэффициент использования обрезных станков, T_c - продолжительность смены, мин; q_i - объём бревна i-го диаметра заданной длины, м³.

Скорость подачи брёвен U зависит от типа используемого оборудования и выбирается по его паспортным данным. Примерная скорость подачи может быть определена по следующей системе формул:

 

,

 

где d₀ и d₁ - соответственно, наименьший и наибольший диаметр брёвен в обрабатываемой кривой сырья, мм; U₀ и U₁ - соответственно, максимальная и минимальная скорость распиловки соответствующих диаметров, м/с; G₀ и G₁ - коэффициенты аппроксимации.

Полученные коэффициенты аппроксимации в результате решения вышеуказанной системы подставляются в формулу

 

,

 

где d - диаметр, для которого определяется скорость подачи, мм; G₀ и G₁ - определяются один раз для выбранного типа оборудования.

Решение системы даёт следующие значения: G₀ = 780, G₁ = 25.

Таким образом, получается

Например, для бревна диаметром 120 мм скорость подачи U₁₂ определяется как

 м/мин

Коэффициент технического использования линии  определяется по формуле

 

,

 

где  - сумма случайных простоев круглопильной линии, зависит от безотказной работы оборудования (принимается 48 мин);  - сумма случайных простоев участка обрезки необрезных пиломатериалов (24 мин);  - коэффициент наложенных потерь времени участка обрезки необрезных пиломатериалов (принимается равным 0.96).

Фактическая производительность линии при распиловке брёвен диаметром 12 см и длиной 6.5 м, м³ в смену

 м³ в смену.

Число смен, необходимых для распиловки брёвен i-го диаметра, объём которых в 1000 м³ сырья равен , определяется по формуле

 

 

и для брёвен 12-го диаметра равняется

Производительность линии и число смен, необходимых для распиловки других диаметров, рассчитываются аналогично.

Среднесменная производительность круглопильной линии с рециркуляцией брусьев рассчитывается по формуле

 

 

 м³ брёвен/смена.

Годовая фактическая производительность лесопильного цеха равна, м³ брёвен/год, по формуле

 

,

 

где N_см - сменность работы предприятия, T_Г - годовой фонд времени, смен;  - коэффициент использования линии для сортировки досок, К_З - коэффициент загрузки; К_Г - коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы.

м³

 

Таблица 1 Производительность предприятия на базе круглопильного станка фирмы Esterer WD с рециркуляцией брусьев

Диаметр бревна di, см	Объём бревна qi, м3, при L=	ΣVбрi, м3, при dср=	Qi, м3/смена	U, м/мин	Число смен	nпр
	6.5	19.0			nсм ЛФП
12	0,09928	11,56	207	90	0,0559	2
14	0,13191	97,04	246	81	0,3939	2
16	0,16940	135,95	289	74	0,4702	2
18	0,21176	153,69	335	68	0,4590	2
20	0,25897	148,17	384	64	0,3863	2
22	0,31105	128,31	435	60	0,2949	2
24	0,36799	101,74	326	58	0,3117	3
26	0,42979	73,98	365	55	0,2029	3
28	0,49646	43,92	607	53	0,0723	2
30	0,56798	36,88	447	51	0,0825	3
32	0,64437	24,58	736	49	0,0334	2
34	0,72562	16,05	537	48	0,0299	3
36	0,81173	10,26	877	47	0,0117	2
38	0,90271	6,55	634	46	0,0103	3
40	0,99854	3,97	686	45	0,0058	3
42	1,09924	3,09	739	44	0,0042	3
44	1,20480	1,59	794	43	0,0020	3
46	1,31522	0,981	638	42	0,0015	4
48	1,43051	0,647	683	41	0,0009	4
50	1,55065	0,384	971	41	0,0004	3
52	1,67566	0,658	1034	40	0,0006	3
		1000			2,8303

 

2. Расчёт процессов подготовки пиловочного сырья к обработке

пиломатериал мощность станок лесопильный

Для обеспечения непрерывности работы лесопильного цеха при современном уровне автоматизации необходимо иметь запасы брёвен, сглаживающие неравномерности сортировки брёвен, а также задержки с поставками на биржу сырья.

Фактическая производительность лесопильного цеха  м³ брёвен в год. Окорка и сортировка пиловочника осуществляется на комплексной линии ОК-БС =1,1. Средний диаметр брёвен на предприятии d_ср = 19 см и средняя длина брёвен L_ср = 6.5 м. Планируемые простои комплексной линии  = 30 мин. Случайные простои участков окорки и сортировки брёвен  = 24 мин;  = 24 мин. Время простоев комплексной линии по организационным причинам = 24 мин. T_Г = 500 смен.

Пропускная способность комплексной линии ОК-БС, брёвен в минуту, определяется по формуле:

 

 бр/мин

 

Для обеспечения окорки и сортировки пиловочника при производственной мощности предприятия 153057 м³ брёвен в год необходима линия БС60-2Ф с пропускной способностью 2.71 брёвен в минуту, (т.е. с длительностью рабочего цикла T_ц = 22.14 с) и с максимальным количеством брёвен в накопителе между участками окорки и сортировки Е=10 брёвен.