Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

31.07.2015

Годовая фактическая производительность лесопильного цеха (м3 бревен в год) рассчитывается по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Qср лц — среднесменная производительность однопоточного или многопоточного цеха с однотипными линиями, не специализированными на распиловку бревен i-х диаметров, м3 в смену; Tг — годовой фонд времени, смен; Ки сл — коэффициент использования автоматизированной (или механизированной) линии для сортировки сырых пиломатериалов; Kз — коэффициент загрузки цеха; Kг — поправочный коэффициент на среднегодовые условия работы цеха.
Логика расчета среднесменной производительности лесопильного цеха Qср лц заключается в том, чтобы все бревнопильные линии лесопильного цеха были загружены равномерно. В однопоточных лесопильных цехах этого вопроса практически не существует. Поэтому если в цехе установлена одна бревнопильная линия (однопоточный лесопильный цех), то сначала определяют ее фактическую производительность Qj, при распиловке бревен каждого расчетного (четного) диаметра. Затем объем бревен этого i-го диаметра в 1000 м3 ΣVбрi, делят на Qj и таким образом находят время (число смен nсм бл), которое необходимо затратить на распиловку ΣVбрi в соответствии с процентным содержанием (долей) бревен i-го диаметра в 1000 м3 в общей совокупности всех диаметров. Таким образом, число смен работы бревнопильной линии в однопоточном цехе, необходимое для распиловки бревен i-го диаметра, равно:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Время, которое необходимо затратить в однопогочном цехе на распиловку 1000 м3 бревен всех диаметров с учетом процентного соотношения их объемов (или долей), естественно, равно сумме nсм бл, т. е. Σnсм бл = Σnсм лц.
Таким образом, в одно поточном цехе Σnсм бл = Σnсм лц и
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где 1000 — условный объем:, на который рассчитывается производительность цеха по распилу сырья, м3; nсм бл — число смен его работ, необходимое для распиловки 1000 м3 бревен всех заданных к распиловке диаметров с учетом процентного соотношения (или доли) их объемов (см. ниже табл. 8,4).
Обратим внимание, что в табл. 8.4, по данным ЦНИИМОДа, приведено процентное соотношение объемов бревен четных диаметров при определенных значениях средних диаметров пиловочника, поступавших на предприятия в основном: с распиловкой сырья на лесопильных рамах. В большинстве случаев средний диаметр бревен зависит от географического положения предприятия или сырьевой базы, с которой поступает сырье. Принято считать, что средний диаметр бревен для Северо-Запада, Центра и Поволжья колеблется от 18 до 22 см; для Урала и Западной Сибири — от 22 до 26 см и для Восточной Сибири и Дальнего Востока — от 24 до 32 см. Однако при специализации лесопильных цехов и предприятий на переработку определенных размерных групп сырья, что и позволяет наиболее эффективно использовать бревнопильные линии большой единичной мощности, необходимо пользоваться специально собранными и обработанными материалами, характеризующими процентное соотношение (или доли) объемов размерных групп бревен в общей совокупности всех диаметров. Естественно, что наибольший эффект дает специализация лесопильных цехов и предприятий по размерно-качественным параметрам сырья, которая берет свое начало в местах заготовки с учетом рационального распределения древесины по соответствующим производствам для ее переработки.
Если в цехе (многопоточном) установлено несколько однотипных бревнопильных линий, не специализирующихся на распиловке бревен определенного диаметра, то
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где n — число однотипных бревнопильных линий.
В этом случае рассчитывается сумма смен Σnсм бл одной линии, необходимых для распиловки условного объема в соответствии с процентным содержанием (или долей) бревен i-x диаметров в 1000 м3, и частное от деления 1000/Σnсм бл умножается на число однотипных бревнопильных линий.
Фактическая производительность (м3 бревен в смену) практически всех типов бревнопильных линий при распиловке i-x диаметров рассчитывается по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Qп — пропускная способность линии, шт./мин; Kм — коэффициент использования машинного времени; KN — коэффициент, характеризующий так называемые скрытые потери производительности. К ним относятся: снижение расчетной скорости распиловки (обработки) бревен вследствие падения напряжения на зажимах нагрузки, распиловка припусков по длине бревна, минимальные межторцовые разрывы, возникающие в процессе эксплуатации (но не конструктивные потери, учитываемые Км) и др.; Kтн бл — коэффициент технического использования оборудования бревнопильной линии; Tс — продолжительность смены, мин; qi — объем бревна i-го расчетного (четного) диаметра расчетной длины, м3.
Пропускная способность (шт./мин) для рамной линии определяется: по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Δp — расчетная посылка при распиловке бревен i-го диаметра на рамной линии (перемещение распиливаемого материала в направлении скорости подачи за один оборот коленчатого вала), мм; n — частота вращения коленчатого вала рамы, мин-1; lcp — средняя (расчетная) длина бревен (без учета припуска по длине, который: учитывается коэффициентом KN), м.
Расчетная посылка выбирается наименьшей из посылок, которые могут иметь лесопильные рамы первого и второго ряда в соответствии, например, с табл. 8.1. Эта таблица содержит примерные посылки при распиловке бревен и брусьев хвойных пород на двухэтажных лесопильных рамах типа 2Р. Обратим внимание, что табл. 8.1, как и почти все ей подобные, составлена для лесопильных рам, имеющих ход пильных рамок SOO мм. Поэтому, например, при расчете производительности лесопильных рам типа 2Р75-3 и 2Р75-4, имеющих ход пильных рамок 700 мм, вводится коэффициент хода их пильных рамок Kх, равный в данном случае части»му от деления хода H = 700 мм на 600 мм, т. е. 700/600 = 1,16. Поэтому расчетная посылка, определяемая по табл. 8.1, для рам 2Р75-3 и 2Р75-4 должна быть увеличена примерно на 16 %. Однако расчеты показывают, что у среднепросветных и узкопросветных двухэтажных рам в случае равной работоспособности подшипника нижней головки шатуна (мотылевого) производительность лесопильных рам при увеличении хода пильных рамок с 600 до 700 мм может возрасти только на 4...5 %.
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

При более точных расчетах рекомендуемая расчетная посылка выбирается как наименьшая из посылок, ограниченных качеством обработки поверхности, точностью размеров сечения пиломатериалов, степенью заполнения впадин зубьев, устойчивостью полотен и надежностью работы рамных пил, мощностью электродвигателя механизма пиления в соответствии с руководящими техническими материалами по определению нормативных посылок при пилении: бревен и брусьев хвойных и лиственных пород на одно- и двухэтажных лесопильных рамах.
Пропускная способность (шт./мин) линии для оборудования проходного типа определяется по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где U — скорость подачи, и/мин; L — расчетная длина бревен, м.
Пропускная способность (шт./мин) линии для оборудования позиционно-проходного и позиционного типов определяется по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Zрез — число резов в бревне при его индивидуальном раскрое на однопильном станке. Сели производится распиловка бревен на станках индивидуального раскроя, осуществляющих 2 и даже 3 реза одновременно (например, на круглопильных станках типа «Гризли» позиционного типа), го под Zрез подразумевается число циклов групповых резов.
Пропускная способность (шт./мин) линии с рециркуляцией брусьев и гибкими поставами рассчитывается по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Ппрох — число проходов при раскрое бревна i-гo диаметра, т. е. возвратов бруса к началу линии; Uср — средняя расчетная скорость подачи, определяемая как частное от деления суммы расчетных скоростей распиловки бревна i-гo диаметра, за определенное число резов или проходов, и/мин.
На бревнопильном оборудовании проходного типа скорость подачи определяется, например, на фрезерно-брусующих и фрезерно-профилирующих станках размерами (длиной) технологической щепы, на лесопильных рамах посылкой при распиловке бревен определенных диаметров и рядом других факторов. На бревно пильном оборудовании индивидуального раскроя скорость подача: зависит не только от высоты реза и необходимой точности распиловки тонких и толстых досок (табл. 8.2). На скорость подачи; действует еще целый ряд других факторов (разные высоты пропила при раскрое определенного бревна, его качество, физико-химические свойства и другие особенности). Все это учитывает оператор бревнопильного станка, который и определяет скорость подачи: при осуществлении каждого индивидуального реза.
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Средняя скорость подачи бревен на ленточнопильных станках зависит от толщины пильной ленты, обычно предопределяемой размерами шкивов ленточнопильных станков, а также от толщины выпиливаемых элементов. Так, например, по ГОСТ 8486—88, допускаемые отклонения от номинальных размеров по толщине пиломатериалов при их размерах до 32 мм составляют i= 1 мм, а от 40 до 100 мм составляют ±2 мм. В табл. 8.2 приведена средняя скорость подачи бревен на станке ЛБ150 (ленточнопильной линии ЛБЛ) за период работы пил в течение 2...3 ч и скорости резания 45 м/с.
В настоящее время значительное распространение приобретают линии с так называемой рециркуляцией брусьев. В начале линии могут быть установлены два фрезерных модуля и сдвоенные ленточнопильные станки (одна или две пары в зависимости от уровня производительности).
Выпиленные на них брусья возвращаются системой транспортеров к началу линии и накапливаются с противоположной стороны от поступающих к линии бревен.
Скорость подачи на линиях с рециркуляцией брусьев может составлять до 100 м/мин и более.
Обратим внимание, что коэффициент использования машинного времени Kм линий с рециркуляцией брусьев может составлять порядка 0,9.
Коэффициент использования машинного времени Kм лесопильных рам и агрегатного головного бревнопильного оборудования зависит от совершенства конструкций впередистаночных устройств и конвейеров. В идеале он может быть равным единице, учитывая, что кратковременные межторцовые разрывы: и другие скрытые простои учитываются коэффициентом KN. Коэффициент KN = 0,96 характеризует снижение расчетной скорости распиловки (переработки) бревен вследствие падения напряжения на зажимах нагрузки, так как по этой причине производительность головного оборудования может быть снижена в отдельные периоды времени на несколько десятков процентов. Для локализации этих потерь применяют системы (установки) компенсации реактивной мощности. Этим же коэффициентом учитывают так называемые скрытые потери производительности: из-за распиловки припусков по длине бревна (около 1,5%); минимальные межторцовые разрывы (около 1 %), возникающие в процессе эксплуатации (но не цикловые конструктивные потери, учитывающиеся коэффициентом использования машинного времени Kм) и др.
При усредненных расчетах среднестатическое время вспомогательных операций tв, не перекрытое машинным временем tр, по данным ЦНЙИМОДа, при распиловке бревен всех i-x диаметров принимается постоянным и равным tв = 1,9 с для всех типов головного оборудования, кроме однопильных ленточнопильных станков для индивидуального раскроя бревен. Естественно, в этом случае коэффициент использования их машинного времени при распиловке бревен i-x диаметров с расчетной скоростью подачи Upi рассчитывается по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Tц — рабочий цикл, с.
Цикловая производительность (шт./мин) оборудования проходного типа определяется по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Цикловая производительность (шт./мин) оборудования позиционно-проходного и позиционного типов рассчитывается по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Тц — рабочий цикл станка, мин; tр — время одного реза в бревна, с.
Коэффициент использования машинного времени оборудования позиционно-проходного и позиционного типов определяется по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Здесь tpZрез + tв = Tц — рабочий цикл, с; tв — время вспомогательных операций, с; t1 — время на навалку, установление и закрепление бревна, с; П — число поворотов при распиловке бревна, с; — время на поворот бревна (бруса), с; t3 — время на установку размера и подачу бревна (бруса) к пиле или пильной головки к бревну (брусу) (на станках позиционного типа), с; t4 — время на откатку тележки или пильной головки, с; — время на сброс оставшейся части бревна, бруса в конце цикла их обработки или на снятие отпиливаемого сегмента со станины станка (на станках позиционного типа), с; Kв — коэффициент, учитывающий инерционность механизмов.
Фактическая производительность (м3 бревен i-ro диаметра в смену) бревнопильной линии на базе позиционно-проходного и позиционного оборудования определяется по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

При постоянном или среднем времени реза (tp = const)
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Здесь учтено, что L = Utp; 60 — коэффициент перевода секунда минуты.
В этом случае рабочий цикл станка (мин) вычисляется по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

без учета Кв.
Структура вышеприведенной формулы расчета Qj также исходит из того, что (U/LZрез) (tрезZ/60Тц) = QпKм = Qц = 1/Ta, так как Qц = Tс/Tц.
Сумма числа смен работы лесопильного цеха Σnсм бл, необходимых для распиловки 1000 м3 бревен всех заданных к распиловке (обработке) диаметров, с учетом процентного соотношения (доли) их объемов рассчитывается с применением таблиц (см. ниже табл. 8.5—8.9).
Если в цехе (многопоточном) установлено несколько бревнопильных линий, не специализирующихся на распиловке бревен определенного диаметра, то
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где n — число однотипных бревнопильных линий.
В этом случае рассчитывается сумма смен Σnсм бл одной линии, необходимых для распиловки условного объема в соответствии с процентным содержанием (или долей) бревен i-x диаметров в 1000 м3, и частное от деления 1000/Σnсм бл умножается на число однотипных бревнопильных линия.
На рамных предприятиях эго могут быть двухрамные лесопильные потоки (линии), например, только с двухэтажными лесопильными рамами 2Р75-1А и 2Р75-2А, работающие со 100 %-й брусовкой. При этом они, как правило, замыкаются на одну линию сортировки сырых пиломатериалов. На малых предприятиях это могут быть, например, четыре однотипных однопильных круглопильных станка индивидуального раскроя, необрезные доски от которых поступают к одному обрезному станку.
Изложенным методом может быть определена также фактическая годовая производительность, например, двухрамного лесопильного цеха при смешанной распиловке, когда часть бревен определенных диаметров распиливается вразвал, а другая их часть с брусовкой. В этом случае при распиловке i-x диаметров бревен вразвал в таблицу заносят удвоенную производительность лесопильной рамы (производительность двухрамного потока). При распиловке же i-х диаметров бревен с брусовкой этого делать не нужно. В остальном методика расчета ничем не отличается.
Значения коэффициента Kг, учитывающего среднегодовые условия работы лесопильного цеха, представлены ранее.
Объем бревен и распределение объемов определенных диаметров :в процентах (кривая сырья) в зависимости от среднего диаметр»а представлены в табл. 8.3 и 8.4.
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Объем бревна (м3) может быть также определен по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где d — вершинный диаметр бревна, м; L — длина бревна, м. Эта формула интерпретирует табл. 8.3.
В однопоточных лесопильных цехах количество станков (линий) различного вида с гибкой и жесткой связью между оборудованием составляет от 1 до 5-6 и более. Уровень их надежности может быть выражен коэффициентом использования оборудования лесопильного цеха. Низке представлены системы A, Б, В и Г, характеризующие структуру и взаимозависимость процессов в лесопильном цехе.
Учитывая логику последовательности изложения, системы уравнений представлены начиная с одиночного бревно пильного станка до комплексных линий с несколькими станками и их группами.
А. Бревнопильный станок:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Для лесопильных цехов (участков), где установлен один бревнопильный станок индивидуального раскроя, например, типа «Каrа» или УСК-1, на котором производится не только раскрой бревен, но и обрезка необрезных досок,
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

(Kобр — коэффициент, учитывающий снижение производительности бревнопильного станка, при выполнении операций обрезки необрезных досок, Kобр = 0,65).
Здесь и далее Kти бо — коэффициент технического использования бревнопильного оборудования; Σtпл.пр лц — сумма планируемых простоев лесопильного цеха, мин; Σtсл.пр бо — сумма случайных простоев бревнопильного оборудования, мин; Tс — время смены, мин; Kз — коэффициент загрузки лесопильного цеха; Σtз — сумма простоев по организационным причинам (загрузка лесопильного цеха), мин.
Б. Система бревнопильное оборудование—обрезной станок:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Здесь Δн — коэффициент наложенных потерь времени, вычисляемый по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где θср — среднее время простоя для устранения неполадок, с; Tц — рабочий цикл, с; Emax — максимальное количество предметов труда (в данном случае — необрезных досок), вмещаемых накопителем, шт.
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Здесь Убр — уровень безотказной работы, например 0,9 и 0,95.
В. Система бревнопильное оборудование первого ряда — оборудование второго ряда для распиловки бруса—обрезной станок—линия сортировки сырых пиломатериалов:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Здесь Δн1, Δн2 и Δн3 — коэффициенты наложенных потерь времени оборудования второго ряда для распиловки бруса, обрезного станка и линии сортировки сырых пиломатериалов соответственно. В формулу
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

идентичную формуле (8.9), при расчете Δн1, подставляют Tц — рабочий цикл оборудования для распиловки бруса (с) и E — число брусьев в накопителе; при расчете Δн2 подставляют Tц — рабочий цикл обрезного станка (с) и E — число необрезных досок в накопителе; при расчете Δн3 подставляют Тц — рабочий цикл линии сортировки сырых досок (с) и E — число обрезных досок в накопителе (на поперечном транспортере между бревнопильной или бревнопильными линиями и линией сортировки сырых досок).
Г. Бревнопильное оборудование—делительное оборудование— обрезной станок—линия сортировки сырых пиломатериалов:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Структура лесопильной линии, соответствующая этой системе уравнений, определяющих коэффициент использования лесопильного цеха, выполнена на базе круглопильного оборудования шведской фирмы «Ari». В начале линии установлен двухпильный станок, на котором от бревна отпиливаются два сегмента (крупные горбыли). Полученный двухкантный брус поступает на группу делительного оборудования, где распиливается также на даухпильном станке на два сегмента, а четырехкантный брус на обрезные доски на многопильном станке. Все сегменты поступают на однопильный делительный станок, перерабатывающий их на обрезные доски. В данном случае второй двухпильный и многопильный станки соединены между собой: жесткой связью и представляют единую (индекс «до1») группу делительного оборудования.
Ниже приведен расчет Ки лц этой линии при следующих исходных данных: Σtпл.пр лц = 30 мин; Σtсл.пр бо = 24 мин; Tс = 480 мин; рабочий цикл головного двухпильного и группы круглопильных станков Tц = 12 с (скорость подачи станков 30 м/мин при длине бревен б м). Количество брусьев в накопителе между головным и делительными станками E = 3 шт. — при расчете Δн1. Сумма случайных простоев на первой группе делительного оборудования Σtсл.пр до1 = 36 мин (P(t) = 0,925). Рабочий цикл однопильного делительного станка Tц = 3 с и число сегментов в накопителе перед ним E = 12 шт., Σtсл.пр до2 = 24 мин. Рабочий цикл обрезного станка Tц = 2 с и число необрезных досок в накопителе перед ним E = 6 шт., Σtсл.пр ос = 24 мин. Рабочий цикл линии сортировки сырых пиломатериалов Tц = 1 с и число обрезных досок в накопителе, находящемся между ней и другим оборудованием лесопильного цеха, E = 30 шт., Σtсл.пр сл = 24 мин, Σtз = 24 мин.
Подставив все данные в формулы для вычисления коэффициентов, получим:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Из приведенных выше расчетов видно, что осуществление в современных бревнопильных линиях жесткой связи между основными станками оправдывается тем, что при гибкой связи между ними коэффициенты их использования увеличиваются незначительно и практически не влияют на общий коэффициент использования оборудования лесопильного цеха.
В значительной степени это объясняется тем, что при высоких скоростях обработки бревен и брусьев (до 90 м/мин и больше) и большом количестве основною оборудования в лесопильных линиях к нему предъявляются очень высокие требования по уровню надежности.
Передовые станкостроительные фирмы мира считают, что производимое ими лесопильное оборудование линий имеет комплексный уровень безотказной работы более 0,8...0,85.
К линиям с жесткой связью между группой или группами бревноперерабатывающего оборудования относится линия представленная на рис. 6.8. В ней последовательно установлены: фрезерно-брусующий и много пильный станки первого ряда и фрезерно-брусующий и многопильный станки второго ряда. В этом случае
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Кти бл — коэффициент технического использования бревноперерабатывающей линии, состоящей из перечисленных выше станков, равный
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

(Σtсл.пр бл — сумма случайных простоев из-за отказов бревноперерабатывающего оборудования, равная, например, Σtсл.пр бл = 48 мин (P(t) = 0,9) — примерно по 12 мин на каждый из четырех станков; Σtпл.пр лц = 30 мин);
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

При Σtсл.пр ос = 24 мин, рабочем цикле обрезного станка Tц = 2 с и числе необрезных досок в накопителе E = 10 шт.; Σtсл.пр сл = 24 мин, рабочем цикле линии сортировки Tц = 0,66 с (90 досок в минуту) и числе обрезных досок в накопителе E = 40 шт.; Σtз = 24 мин и Tс = 480 мин вычисляемый коэффициент использования оборудования лесопильного цеха составит:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Несколько больший коэффициент использования оборудования лесопильного цеха будет при тех же исходных данных, но без коэффициента использования обрезного станка, при установке в цехе лесопильной линии «HewSaw SL250», представленной на рис. 6.3. На этой линии обрезка необрезных досок на первом и втором проходах производится фрезами непосредственно при профилировании бревна и бруса. В данном случае получаем:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Приведенные выше компоновки лесопильных линий не исчерпывают всех возможных вариантов. В отличающихся вариантах компоновок линий коэффициент использования лесопильного цеха может быть сформулирован и определен по изложенным методическим положениям.
Коэффициент использования лесопильного цеха может определяться как с учетом всех основных постоянных показателен (Kти бо; Ки ос; Ки сл; Kи до; Kз и др.). так и с их вхождением в систему расчетов фактической производительности бревнопаяльной линии при распиловке бревен i-x диаметров Qj. В последнем случае коэффициенты наложенных потерь могут быть рассчитаны с большей точностью, так как длительность рабочего цикла при их определении может несколько изменяться.
Коэффициенты использования оборудования лесопильного цеха и поправочный коэффициент на среднегодовые условия предопределяют коэффициент полезного действия производства пиломатериалов.
В целом коэффициент полезного действия производства пиломатериалов должен быть порядка 0,7...0,75 и выше. Современное лесопиление все в больней степени использует высокопроизводительные линии для выработки пиломатериалов и технологической щепы. При этом наличие тесной кооперации лесопиления с целлюлозно-бумажный производством (ЦБП) (строительство лесопильных предприятий начинает осуществляться на территории ЦБП) позволяет с экономической точки зрения применять высокопроизводительное лесопильное оборудование даже с пониженным коэффициентом объемного выхода пиломатериалов. Это компенсируется тем, что производится переработка повышенных объемов сырья при цене пиломатериалов в несколько раз дороже технологической щепы.
Такая организация производства пиломатериалов и технологической щепы была применена при проектировании Усть-Илимского ЛПК. Планируемый уровень объемного выхода пиломатериалов составлял 43 %.
Наиболее точные расчеты производственной мощности лесопильных цехов, предприятий и производительности бревнопильного оборудования и параметров производственных процессов осуществляются по формулам, у которых в знаменателе от времени смены Tc отнимается сумма случайных простоев, например, обрезных станков (скорректированная коэффициентом наложенных простоев) ΔнΣtсл.пр ос и Σt3 — потерь времени из-за неподачи сырья в лесопильный цех и других причин, связанных с организационными потерями производительности оборудования лесопильного цеха. В этом случае, например, коэффициент технического использования бревнопильного оборудования будет рассчитываться по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

При укрупненных расчетах Ки лц может рассчитываться по формулам, в знаменателе которых учитывается только время смены Tс, В этом случае расчеты проще и их результаты могут находиться в пределах допустимой погрешности.
Однако в каждом конкретном случае необходима проверка неточности расчетов. Так, при расчете коэффициента технического использования оборудования комплексной линии для окорки и сортировки бревен, когда в знаменателе формулы учитывается только время смены Tс, используется формула
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Коэффициент технического использования оборудования линии Кти ок.бс = 0,887, а не 0,868 и коэффициент использования оборудования этой линии Ки ок.бс = 0,8047, а не 0,748, т. е. неточность расчета составляет 6...8 %.
При расчете коэффициента кондиционности транспортных пакетов пиломатериалов неучет разницы между объемом партии запуска пиломатериалов на линию их окончательной обработки и объемом пиломатериалов V сорта, внутреннего рынка, дилен, обрезков и остатков
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

приводит к расхождению точности расчетов коэффициента кондиционности транспортных пакетов пиломатериалов на 20 % и более (0,9 - 0,976 = 0,224).
Пример. Рассчитаем производительность круглопильного станка позиционно-проходного типа («Кага» и «Лаймет»).
Средний диаметр бревен 20 см и их средняя длина 6 м. На станке распиливаются бревна диаметром от 14 до 40 см и выше. Наименование операций и время, отводимое на них, приведены ниже:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Вычисляем цикл распиловки (мин) бревна диаметром 14 см, в котором производится пять резов:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где N — число поворотов; Z — число резов: Kв — коэффициент, учитывающий инерционность механизмов, равный 1,1.
Определяем коэффициент использования машинного времени для данных условий:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Рассчитываем фактическую производительность станка (м3 в смену) при распиловке бревен диаметром 14 см:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где U — средняя скорость распиловки, м/мин; KN — коэффициент скрытых простоев; Кти бо — коэффициент технического использования бревнопильного оборудования (станка), определяемый по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

(Σtпл.пр — планируемые простои лесопильного цеха, равные 25 мин (участка), Σtсл.пр — случайные простои станка, равные 48 мин (при уровне безотказной работы Убр=0,9), Tc — время смены, мин, Σtз — организационные простои, равные 24 мин (при коэффициенте загрузки цеха, участка Кз = 0,95)); qi — объем бревна диаметром 14 см и длиной 6 м.
Вычисляем число смен nсм, необходимых для распиловки бревен диаметром 14 см, объем которых в 1000 м3 сырья составляет ΣVбр14 = 74,847 м3:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Обратим внимание, что в данном случае в расчетах принято среднее время реза tр = 7 с, а также то, что в цехе (и в расчете) отсутствует обрезной станок.
По аналогии проводим расчеты по всем остальным четным диаметрам бревен, результаты которых сведены в табл. 8.5.
Среднесменная производительность цеха (участка) (м3 в смену) составляет:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Рассчитываем годовую фактическую производительность цеха (участка) (м3 в год) при его работе в две смены Tг = 500 смен:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

В данном случае не учтен коэффициент использования линии сортировки сырых пиломатериалов, так как ее может не быть (в случае ручной раскладки досок специальным рабочим или рабочими).
Анализ производительности круглопильных позиционно-проходных станков типа «Лаймет» показывает, что она составляет порядка 10 тыс. м3 в год и в основном находится в пределах 8...14 тыс. м3 бревен в год в зависимости от типа станка, уровня механизации вспомогательных операций, схемы раскроя бревен определенных диаметров и других факторов.
Сумма затрат времени на вспомогательные цикловые операции (навалка, установка и закрепление бревна; поворот бревна, бруса; установка размера и подача бревна, бруса к пиле; откатка; сброс оставшейся части бревна, бруса в конце цикла их обработки) зависит от уровня механизации оборудования, ряда других факторов и колеблется как у круглопильных, так и у горизонтальных ленточнопильных станков типов «Лаймет» и «Wood-Mizer» примерно от 40 до 60 с на одно бревно. Коэффициент использования машинного времени в основном в 2 раза больше у горизонтальных ленточнопильных (однопильных) станков по сравнению с однопильными: круглопильными станками. Это объясняется тем, что время реза у станков типа « Wood-Mizer »в 4 раза больше, чем у станков типа «Лаймет».
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Пример. Рассчитаем производительность простейшей лесопильной линии малого предприятия с обрезным станком. В лесопильном цехе установлен один однопильный: круглопильный станок позиционнопроходного типа УСК-1-1 или «Каrа» и обрезной станок. Распиливаются бревна диаметром от 16 до 32 см.
В табл. 8.6 qi — объем бревна i-го диаметра; ΣVбрi — объем бревен i-гo диаметра в 1000 м3; П — число поворотов бревна; Zрез — число резов в бревне i-гo диаметра; Tц — рабочий цикл станка, который принят характерным для малых лесопильных предприятий Северо-Запада России при среднем времени реза tр = 7,2 с, трех поворотах и пяти резах при распиловке бревен диаметром 15 см, мин:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Рассчитываем фактическую производительность бревнопильной линии (м3 в смену) при распиловке бревен диаметром 16 см:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Количество смен, необходимых для распиловки бревен диаметром 16 см, объем которых в 1000 м3 составляет ΣVбрi = 100 м3 (10 %), равно nсм16 = 100/24,71 = 4,04.
Остальные расчеты сводим в табл. 8.6.
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Рассчитываем среднесменную производительность (м3 в смену) при сумме числа смен Σnсм = 25,18:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Планируемые простои лесопильного цеха Σtпл.пр лц = 30 мин и случайные простои бревнопильного оборудования Σtсл.пр бо = 48 мин. При этих условиях и времени смены Tс = 480 мин вычисляем коэффициент технического использования бревнопильного оборудования:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Рассчитываем коэффициент использования обрезного станка при Σtсл.пр ос = 24 мин:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Здесь Δн — коэффициент наложенных потерь: Δн = 1/(1 + Тц ос Е/2θ) = 1/(1 + 30 * 10/2 * 180) = 0,54. В этом случае рабочий цикл обрезного станка Tц ос = 30 с (цикловая производительность примерно две необрезные доски в минуту при скорости подачи 30 м/мин), число необрезных досок в накопителе перед ним Е = 10 шт. и среднее время простоя для устранения неполадок θ = 180 с.
Определяем коэффициент использования оборудования лесопильного цеха:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где коэффициент загрузки лесопильного цеха, учитывающий потери рабочего времени из-за неподачи сырья в цех и по организационным причинам, при Σtз = 24 мин был вычислен по формуле
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Вычисляем годовую фактическую производительность лесопильного предприятия (м3 бревен в год):
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Здесь Tг — годовой фонд времени, равный при двухсменной работе 500 сменам. Коэффициент, учитывающий среднегодовые условия работы лесопильного цеха, Kг = 0,93.
Если в цехе отсутствует обрезной станок и обрезка необрезных досок выполняется на бревнопильном: станке, го годовая производительность лесопильного цеха (м3 бревен в год) при полном раскрое бревен на обрезные доски будет равна:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

где Kод — коэффициент обрезки досок на бревнопильном станке, При обрезке необрезной доски каждой ширины индивидуально производительность бревнопильного станка снижаете на 30...35 %.
Сортировка досок в данном случае, как правило, производится вручную. При установке в цехе нескольких бревнопильных станков индивидуального раскроя сортировка досок может производиться с использованием поперечного цепного транспортера, т. е. на полумеханизированной сортировочной площадке с ручным съемом досок на подстопные места.
Коэффициент использования полумеханизированных сортплощадок обычно можно принимать равным единице ввиду простоты и высокой надежности их конструкции.
В настоящее время довольно большое распространение получили процессы с рециркуляцией брусьев.
Пример. В лесопильном цехе с рециркуляцией брусьев и гибкими поставами (см. рис. 6.6) перерабатываются бревна диаметром от 14 до 52 см (табл. 8.7). Рассчитываем фактическую производительность линии (м3 в смену) ори распиловке бревен диаметром 14 см:
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Здесь число проходов бревна и бруса nпрох = 2. При обработке бревен больших диаметров оно увеличивается и при бревнах диаметром 36 см и более nпрох = 5 (рис. 8.1). Средняя скорость подачи на линии U = 30 м/мин; Kм = 0,9; KN = 0,96; Tc = 480 мин. Объемы бревен четных диаметров длиной L = 6 м приведены в табл. 8.7. Средний диаметр бревен dср = 24 см.
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием
Методика и примеры расчета производственной мощности однопоточных лесопильных цехов и с однотипным головным оборудованием

Планируемые простои лесопильного цеха Σtпл.пр лц = 30 мин и