Расчёт технологических потоков

7. Расчёт технологических потоков

Таблица 7.1 – Исходные данные для расчёта лесопильного потока на базе двухэтажных лесопильных рам

Номер постава по плану раскроя	Диаметры выпиливаемых брёвен d, см	Толщина распиливаемых брусьев Н, мм	Количество пил в поставе, шт.		Количество необрезных досок, шт.		Количество обрезных досок, шт.
			на лесопильной раме первого ряда – gI	на лесопильной раме второго ряда – gII	по поставу на первом проходе – mI	по поставу на втором проходе – mII	для необрезных досок, полученных на первом проходе – jI	По поставу на втором проходе		Всего обрезных досок – j, шт.
								из необрезных, полученных за пределами пласти бруса – jII	в пределах пласти бруса – jIII
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1 2 3 4 5	28 34 40 48 54	200 175 175x2 175x2 175x2	6 6 5 7 7	6 6 8 10 8	4 4 2 4 4	4 2 12 12 8	4 4 2 4 4	4 2 12 12 12	1 2 2 6 6	9 8 16 22 22

Количество пил в поставеg, шт., определяется по формуле:

 

g = e + 1, (7.1)

где e – количество сортиментов, указанных в записи постава, шт.;

Требуемая ширина просвета пильной рамки рассчитывается по формуле:

В_треб =10×(d+ S×L+2×C), (7.2)

где d – наибольший диаметр вершинного торца бревна, см;

S – сбег бревна с наибольшим диаметром вершинного торца, см/м;

L – средняя длина бревна, м;

C – запас ширины, равной расстоянию между вертикальными стойками пильной рамки и комлевым торцом бревна;

Принимается d=54 см, L=6,25 м – по спецификации сырья;

S=1,65 см/м – таблица 3.8 [2] для данного диаметра и длины бревна;

С=5 см.

В_треб=10 (54+1,65·6,25+2·5)=743,125 мм

В>В_треб

Исходя из технических характеристик лесопильных рам, приведённых в таблице 8.1 [2], выбираются лесопильные рамы модели:

2Р75 – 1 – для первого ряда;

2Р75 – 2 – для второго ряда со следующими техническими характеристиками:

– ширина просвета пильной рамки 750 мм;

-  величина хода пильной рамки 600 мм;

-  число оборотов коленчатого вала в минуту n= 325 мин^-1.

Годовой фонд установленных рамо-смен N, рамо-смен:

 

N=m·b, (7.3)

где m – число установленных в потоке лесопильных рам, шт.;

b – число смен, отрабатываемых потоком за год, смен;

Принимается m=2 шт. – для распиловки брёвен с брусовкой;

b=500 смен – с. 14 [2] для двухсменной работы в сутки и 250 рабочих дней в году.

N=2·500=1000 рамо-смен Среднесменная производительность каждой установленной в потоке лесопильной рамы A_i, м³/год:

, (7.4)

где D_i – инструментальная посылка лесопильной рамы при распиловке брёвен данным поставом на данном проходе, мм/об;

n – число оборотов коленчатого вала лесопильной рамы в минуту, мин^-1;

Т – продолжительность смены, мин;

q – объём бревна, распиливаемого данным поставом, м³;

к_п – коэффициент использования потока с двухэтажными лесопильными рамами;

Находим , ,

, , ,

,

к_п=0,864 – с. 15[2] для цехов со средней механизацией труда;

Т=480 мин – для 8 часового рабочего дня;

q₁=0,47 м³, q₂=0,69 м³, q₃=0,94 м³, q₄=1,35 м³,

q₅=1,73 м³ – по заданной спецификации сырья.

Потребное количество эффективных рамо-смен для работы по поставу k_i, рамо-смен:

 (7.5)

где Q_i – объём сырья, распиливаемого данным поставом, м³;

A_i – среднесменная производительность эффективной лесопильной рамы при распиловке данным поставом, м³/смену;

Принимается Q₁=150 м³, Q₂=250 м³, Q₃=250 м³, Q₄=150 м³, Q₅=200м³ - по заданию.

Среднесменная производительность эффективной лесопильной рамы при распиловке данным поставом, A_i, м³/смену, рассчитывается:

Потребное для работы по каждому поставу количество установленных рамо-смен q_i, рамо-смен:

 

q_i = 2·k_i,  (7.6)

Количество установленных рамо-смен, потребное для распиловки расчётной партии сырья I, рамо-смен:

 

I = Sq_i, (7.7)

Все расчёты по определению количества установленных рамо-смен, потребное для распиловки расчётной партии сведены в таблицу 7.2.

Годовая производительность рамного потока по сырью, А_с^рам, м³/год:

, (7.8)

где Q_с – расчётный объём партии, м³;

к_г – коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы лесопильного потока;

Принимается Q_с=1000 м³ – таблица 7.2;

к_г =0,86 – для Красноярска.

Таблица 7.2 – Расчёт потребного количества установленных рамо-смен, на распиловку расчётной партии сырья

№ постава по плану раскроя сырья	Диаметр брёвен di, см	Объём сырья подлежащего распиловке по поставу Qi, м3	Толщина распиливаемых брусьев Hi, мм	Количество пил в поставе, шт		Инструкционная посылка, мм/об		Среднесменная производительность эффективной лесорамы Ai, м3/смену	Потребное количество эффективных рамо-смен ki, рамо-смен	Потребное количество установленных рамо-смен, шт
				На л/р I ряда или при распиловке в развал giI	На л/р II ряда giII	Для л/р I ряда при распиловке в развал DiI	Для л/р II ряда DiII			При распиловке в развал	При распиловке с брусовкой
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1 2 3 4 5	28 34 40 48 54	150 250 250 150 200	200 175 175x2 175x2 175x2	6 6 5 7 7	6 6 8 10 8	36,0 29,0 19,0 15,5 14	29,0 29,0 21,0 18,5 21	293,9 431,5 451,2 522,3	0,51 0,58 0,65 0,33 0,38	- - - - -	1,02 1,16 1,3 0,66 0,76
Qсрам		1000	I = Sqi							4,9

Ритм работы по поставу установленной лесопильной рамы R_i, мин:

, (7.11)

где k – коэффициент использования головного оборудования;

Принимается k=0,855 – с 20 [2].

Все расчёты по определению ритма работы участка лесопильных рам сведены в таблицу 7.3

Таблица 7.3 – Расчёт ритма работы участка лесопильных рам

Номер постава по плану раскроя сырья	Диаметр брёвен di, см	Длина бревна L, м	Количество пил в поставе, шт		Толщина распиливаемых брусьев Hi, мм	Инструкционная посылка, мм/об		Ритм работы лесорам, мин		Ритм работы по поставу участка лесорам Ri, мин
			на л/р I ряда giI	на л/р II ряда giII
						для л/р I ряда DiI	для л/р II ряда DiII	для л/р I ряда RiI	для л/р II ряда RiII
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1 2 3 4 5	28 34 40 48 54	150 250 250 150 200	200 175 175x2 175x2 175x2	6 6 5 7 7	6 6 8 10 8	36,0 29,0 19,0 15,5 14	29,0 29,0 21,0 18,5 21	0,62 0,77 1,18 1,4 1,6	0,77 0,77 1,07 1,21 1,07	0,77 0,77 1,18 1,4 1,6

По ведомости расчёта поставов определяется наибольшая ширина необрезной доски равная 220 мм. В этом случае совместить обрезку кромок с раскроем досок по ширине. Из таблицы 8.3 [2] выбирается двухпильный обрезной станок Ц2Д5-А.

Техническая характеристика станка Ц2Д5-А:

скорость подачи, м/мин 120

просвет станка, мм 800

толщина обрабатываемого материала, мм:

наименьшая 13

наибольшая 100

количество пил:

общее 2

подвижных 1

длина обрабатываемого материала, м 1,8–7,5

наибольшее расстояние между пилами, мм 300

наименьшая ширина выпиливаемых досок, мм 60

габаритные размеры станка, мм

длина 2280

ширина 2450

высота 1355

Таблица 7.4 Расчет потребного количества обрезных станков

Номер постава по плану раскроя	Количество необрезных досок по поставу, шт			Средняя длина необрезных досок lср, м	Объём работы по поставу Пi, м	Ритм работы по поставу участка л/р Ri, мин	Цикловая производительность обрезного станка			Затраты времени для выполнения работ по поставу одним станком t i, мин	Потребное количество обрезных станков аi, шт	Потребное количество обрезных станков к установке аyi, шт.
	с л/р I ряда miI	с л/р II ряда miII	Всего необрезных досок по поставу, wi				Скорость подачи м/мин	Коэффициент производительности кп	Цикловая производительность Ац, м/мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1 2 3 4 5	4 4 2 4 4	4 2 12 12 8	8 6 14 16 12	6,25 6,25 6,25 6,25 6,25	50 37,5 87,5 100 75	0,77 0,77 1,18 1,4 1,6	120 120 120 120 120	0,6 0,6 0,6 0,6 0,6	72 72 72 72 72	0,69 0,52 1,21 1,38 1,04	0,89 0,67 1,02 0,98 0,65	1 1 1 1 1

Объём работ по поставу на участке обрезки П_i, м:

,  (7.12)

где l_ср – средняя длина необрезных досок, м;

Принимается l_ср=6,25 м.

Цикловая производительность обрезного станка А_ц, м/мин:

 

А_ц=А_m·к_п, (7.13)

где А_m – технологическая производительность обрезного станка м/мин;

к_п – коэффициент производительности обрезного станка;

Принимается А_m=U=120 м/мин – т 8.3 [2].

Коэффициент производительности обрезного станка k_п:

, (7.14)

где t_в – неперекрытое вспомогательное время, с

Принимается t_в=2 с

Затраты времени на выполнение операций по поставу на участке обрезки одним станком t_i, мин:

, (7.15)

Потребное количество обрезных станков для выполнения объёма работ по поставу а_i, шт.:

,  (7.16)

Все расчёты по определению а_i сведены в таблицу 7.4.

Сравнивая потребное для установки количество обрезных станков по каждому поставу, определяется, что для обеспечения ритмичной работы на любом поставе достаточно установить в лесопильном потоке один обрезной станок.

Для распиловки брёвен с брусовкой, торцовка досок в лесопильном потоке с одним обрезным станком осуществляется на двух участках (позиционный способ). В качестве торцовочного станка принимается станок ЦКБ40–1.

Объём работы по поставу на первом участке П_i^I, шт.:

, (7.17)

где j_i^I – количество обрезных досок, которые получены из необрезных, выработанных на первом проходе, шт.;

j_i^II – количество обрезных досок, которые получены из необрезных, выработанных за пределами пласти бруса на втором проходе, шт.;

Объём работы по поставу на втором участке П_i^II, шт.:

, (7.18)

где j_i^III – количество досок, полученных в пределах пласти бруса, шт.

Цикловая производительность единицы торцовочного оборудования – торцовочного стола с двумя торцовочными станками А_ц, шт./мин:

, (7.19)

где t_ц – цикл обработки одной доски, с.

Определение цикла обработки одной доски t_ц, с:

 

t_ц=t₁+t₂+1,25t₂+t_3,  (7.20)

где t₁ – время установки доски на торцовочном столе, с;

t₂ – время отторцовки комлевого торца доски, с;

1,25t₂ – время отторцовки вершинного торца доски, с;

t₃ – время снятия доски с торцовочного стола, с.

Принимается t₁=1 с, t₂=2 с, t₃=3 с, – с. 28 [2].

t_ц=1+2+1,25·2+3=8,5 с

Затраты времени на торцовку досок на первом участке одним торцовочным столом t_i^I, мин:

, (7.21)

Затраты времени на торцовку досок одним торцовочным столом на втором участке t_i^II, мин:

, (7.22)

Потребное количество столов на первом участке а_i^I, шт.:

, (7.23)

Потребное количество столов на втором участке а_i^II_, шт.:

, (7.24)

Все расчёты по определению потребного количества столов сведены в таблицу 7.5.

Таблица 7.5 – Расчёт потребного количества торцовочных столов

Номер постава по плану раскроя	Ритм работы участка лесопильных рам Ri, мин	Объём работ по поставу, шт.		Цикловая производительность торцовочного стола, шт./мин		Затраты времени для выполнения работ по поставу одним торцовочным столом, мин		Потребное по расчёту количество торцовочных столов, шт.		Потребное к установке количество торцовочных столов, шт.
		на первом участке ПiI	на втором участке ПiII	Цикл обработки одной доски tц, с	Цикловая производительность торцовочного стола Ац	На первом участке tiI	На втором участке tiII	На первом участке аiI	На втором участке аiII	На первом участке аyiI	На втором участке аyiII
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
12 3 4 5	0,77 0,77 1,18 1,4 1,6	8 6 14 16 16	1 2 2 6 6	8,5 8,5 8,5 8,5 8,5	7 7 7 7 7	1,14 0,85 2 2,2 2,2	0,14 0,28 0,28 0,85 0,85	1,48 1,1 1,69 1,57 1,37	0,18 0,36 0,23 0,60 0,53	2 2 2 2 2	1 1 1 1 1

Для обеспечения ритмичной работы на любом поставе, достаточно установить в лесопильном потоке на первом участке торцовки два торцовочных стола, а на втором 1 стол.

а_y^I =2 шт. а_y^II =1 шт.

Годовая производительность фрезерно-пильной линии ФПЛ по сырью А_с^агр, м³/год:

, (8.1)

где q – объём распиливаемого бревна, м³, q=0,47 м³ – по спецификации сырья;

Т – годовой фонд рабочего времени потока, ч;

к_Т – коэффициент использования смены, к_Т=0,89 при продолжительности смены 8 ч;

к_Г – поправочный коэффициент на среднегодовые условия работы лесопильного цеха; к_Г=0,86 – для Красноярска.

U-скорость подачи м/c

k – Коэффициент использования линии:

, (8.2)

где t_в – время межторцового разрыва, с;

St_n1 – суммарные внецикловые потери головного станка линии, с;

St_n2 – суммарные внецикловые потери брусоразвального станка, с;

D₂₁ – коэффициент наложения потерь.

Принимаем t_в =1,91 с – с. 23[4] при управлении загрузкой брёвен оператором;

St_n1=2.89 с, St_n2=3,69 с – с. 23[4] для ФПЛ при U=36 м/мин;

D₂₁=1 – с. 25 [4].

t_р – Время распиловки бревна на головном станке, с:

, (8.3)

где L – длина распиливаемых брёвен, м;

U – скорость подачи, м/мин;

Принимается L – 6,25 м – по спецификации сырья;

U – 36 м/мин – с. 23 [4].

Таким образом, можно найти Коэффициент использования линии

Подставляем найденные значения в формулу (8.1):