Циклично-поточная технология нижнескладских работ. Основные преимущества. Область применения. Производительность
Современное лесопромышленное предприятие представляет собой сложную производственную систему, в основе которой лежат технологические процессы различные по своему назначению, структуре, составу применяемых машин и механизмов и виду связей между ними. Для технологических процессов лесной промышленности характерным является ПОТОЧНОСТЬ производства. Сущность его заключается в разделении процесса на простые технологические, транспортпо-нереместительные и око-лостаночные операции, закреплении одной или нескольких операций за определенными машинами, размещении и перемещении их и строгом соответствии с последовательностью выполнения операции технологического процесса и т. д. Поточный производственный процесс включает одни или несколько технологических потоков, обслуживаемых системами машин. Система машин представляет собой совокупность машин и механизмов, предназначенных для выполнения технологического процесса в целом или отдельных его участков. Они может включать несколько машин, непрерывно или периодически перемещаемых в процессе работы относительно друг друга, или поточную линию с оборудованием, обеспечивающим подачу сырья к ней и уборку от нее готовой продукции. Система, состоящая из нескольких самоходных и передвижных машин, выполняет обычно технологические процессы, связанные в значительной степени с транснортпо-персместительными операциями. П условиях лесозаготовительного производства к ним относятся технологические процессы лесосечных работ, сортировки и зимней сплотки лесоматериалов, лесовосстановлення, строительства и эксплуатации лесовозных дорог, некоторых подготовительных и вспомогательных работ. Поточные линии, как составная часть систем машин, применяются в техоологичесих процессах, связанных с обработкой и или переработкой различного вида древесного сырья в стандартную готовую продукцию Поэтому они представляют собой совокупность технологического и транспортно-переместительного оборудования, расположенного в определенном порядке,обеспнечивающем получение предусмотренного вида продукции. Поточные линии используются и на лесных складах для очистки деревьев от сучьев, раскряжевки хлыстов, а также в лесоперерабатывающих цехах для получения пиломатериалов, шпал, рудничной стойки, черновых заготовок, технологической щепы н т. д. Как правило, поточные линии располагаются стационарно, и отдельных случаях они могут быть н передвижными, ч III нпншляет нернодическн перемещать их с одного мест работы на другое.Тс мм «логические операции поточной линии взаимосвязаны ИвЖДу собой 1раиснор1 но-нереместитсльными операциями ииежОПерацНОНИЫмп кшасами, осуществляющими между ними *п' I к\ и» И.1М)нбк\к> сия п.. Моточные липни, и которых предмет обработки иопуиаст непосредственно из одного станка в Дру-гой, называются линиями с жепкимн связями. Эти линии требуют высокой надежности всех станков и механизмов, входящих и нес. постоя нстиа размерно-качественных параметров предмета обработки и детерминированного цикла работы. В оснонном и лесной промышленности применяются поточные линии с гибкими связями, характеризуемые тем, что между технологическими операциями линии создаются определенные межоперационные запасы. Эти запасы уменьшают неравномерность работы поточных линий, вызываемую воздействием на технологический процесс различных объективно действующих факторов вероятностного характера различной природы и интенсивности воздействия. К этим факторам относятся размеры и качество сырья и готовой продукции, время обработки единицы сырья или получения готовой продукции, техническое состояние оборудования поточной линии, ирнродно-пронзводственные условия ее работы и др. Величина межоперацнонных запасов линии зависит от режима работы смежного оборудования, его надежности, вероятностного распределения времени цикла и простоев этого оборудования и т. д. Для расчета межоперацнонных запасов чаще всего используют теорию массового обслуживании, основой которой являются методы теории вероятности и математической статистики. Целью расчета являетсяопределение оптимальной емкости межопер анионного кшаса,обеспечивающего наибольшую эффективность работы поточной линии.Структурная схема поточной линии в зависимости от расположения оборудования может быть последовательной, параллельной и смешанной (рис. 20). В первой из них сырье или полуфабрикаты последовательно передаются от одного технологического оборудования (станка) к другому по ходу его размещения, а у вторых поступают к нескольким однотипным станкам одновременно или поочередно. Смешанная поточная линия включает элсмсн! ы последовательной и параллельной линий. И поточных линиях находит применение оборудование периодическою и непрерывного действия. В связи С этим различаю!' три чипа поточных линий: сквозные, позиционные п комбинированные. В сквозных поточных линиях используется технологическое оборудование непрерывного действия, и позиционных— только периодическою действия, а в комбинированных поточных линиях как то, так и друин*. При формировании поточных линий следует исходить из заданною объема переработки сырья пли произволе!на ютовоЙ продукции. С утоп целью оборудование линии подбирается но сю прон пшднтелыюсти, которая определяется с учетом вероятностного распределения времени цикла обработки единицы сырья или получения готовой лесопродукцин. Для синхронизации работы технологического и трапепортно -переместительного оборудования поточной линии необходимо учитывать виды связен между ними, а также структурную схему Организация и технология лесопиления. Характеристика сырья и готовой продукции лесопильных цехов. Технология, обоснования и выбор головного оборудования. Организация технологического процесса лесопиления при смешанных и т.д. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.1. Характеристика сырья Сырьем для лесопильного производства служат круглые лесоматериалы различных пород и определенного размерно-качественного состава. В зависимости от назначения и получаемой из круглых лесоматериалов продукции в качестве сырья используются бревна или кряжи. Бревна предназначаются для выработки пиломатериалов общего назначения, а кряжи — для получения специальных видов продукции, таких, как тара, лыжные и авиационные пиломатериалы и заготовки, шпалы и др. Поэтому кряжи имеют названия - тарный, лыжный, авиационный, шпальный и др. Бревна и кряжи различаются так же по размерам и качеству, что указано в стандартах на круглые лесоматериалы определенных пород. Для выработки продукции лесопиления применяются хвойные и лиственные породы, произрастающие на территории России. Из хвойных пород наиболее широко используется сосна, но на некото рых предприятиях преимущественно перерабатываются ель и пихта. Лиственница и кедр используются в меньших объемах. Из лиственных пород наибольшее применение получили береза и осина, в меньшей степени - ольха и липа. Для того чтобы повысить эффективность переработки пиловочногоьсырья, при использовании древесины различных пород необходимо учитывать технологические особенности, строение ствола дерева, различные физико-механические свойства древесины, которые оказывают влияние на раскрой и последующую обработку продукции. 1.2. Характеристика продукции лесопильного производства Продукция лесопильного производства разделяется на основную (пиломатериалы, заготовки, дощечки, планки и клёпка) и дополнительную (технологическая щепа, вырабатываемая из кусковых отхо- Пиломатериалы - это пиленая продукция, полученная в результате продольного деления бревна пилами или фрезами. Пиломатериалы характеризуются радом признаков: породой, геометрической фор- По геометрической форме и соотношению размеров поперечного сечения пиломатериалы подразделяются на доски, брусья, бруски, обапол и шпалы (рис. 1.2). Досками и брусками называются обрезные и необрезные пиломатериалы толщиной до 75 - 100 мм, причём если ширина пиломатериала менее двойной толщины, то его относят к брускам, а доски имеют ширину, превышающую толщину более чем в два раза. Брусьями называются пиломатериалы толщиной и шириной более 100 мм; в двух-, грех- и четырёхбитных брусьях соответственно пропилены две, три или четыре стороны. Обапол - прирезанная по длине пиленая продукция, полученная из боковой части бревна и имеющая одну пропиленную, а другую непропиленную или частично пропиленную поверхность и предназначенная для крепления горных выработок. Требования к размерам и качеству обапола нормируются по ГОСТ 5780-77.
Рис. 1.2. Основные виды пиломатериалов: - ГОСТ 78-89 «Шпалы деревянные для железных дорог широкой колеи. Технические условия»; - ГОСТ 8993-75 «Шпалы деревянные для железных дорог узкой колеи. Технические условия»; - ГОСТ 22830-77 «Шпалы деревянные для метрополитена. Технические условия»; - ГОСТ 28469-90 «Шпалы и брусья деревянные клееные для трамвайных путей. Технические условия». В зависимости от расположения пластей относительно направления годичных слоев пиломатериалы могут быть радиальной, смешанной и тангентальной распиловки (рис. 1.3).
Рис. I 3 Пиломатериалы радиальной 1а). смешанной (б) и тангенталкной (в) распиловки Радиальный пиломатериалами считают такие, у которых угол, образованный направлением годичных слоев древесины и направлением пласти пиломатериалов, равен или более 60°. Радиальные пиломатериалы имеют ряд существенных преимуществ: они меньше усыхают и разбухают по ширине, менее подвержены крыловатости и поперечному короблению при сушке. Применяют- Пиломатериалы смешанной распиловки (60° > а > 45°) широко при- В пиломатериалах тангентальной распиловки пласти досок расположены по касательной к годичным слоям древесины или близко к ЭТОМУ направлению. Пиломатериалы тангентальной распиловки обладают повышенной прочностью, меньшей истираемостью и применяются для внешней обшивки различных сооружений. Размеры хвойных и лиственных пиломатериалов (толщина и ширина) устанавливаются для древесины с абсолютной влажностью 20% и называются номинальными. В соответствующих ГОСТах и Таким образом, распиловочные размеры сырых пиломатериалов всегда больше номинальных на величину припуска на усушку. Измерение пиломатериалов производится но трем параметрам: При установлении стандартной ширины необрезных пиломатериалов доли до 5 мм не учитываются, а 5 мм и более принимаются за 10 мм. Объем пиломатериалов подсчитывается по номинальным размерам без учета припуска на усушку как произведение трех измерений - толщины, ширины и длины и определяется в кубических метрах. Толщина обапола измеряется в тонком конце без учета коры на середине его ширины. Ширина обапола измеряется в узком конце по внутренней пласти. Длина обапола измеряется по номинальному По признаку соответствия требованиям эксплуатации пиленая продукция делится но сортам. Отнесение пилопродукции к тому или иному сорту зависит от наличия в ней пороков древесины, их размеров и дефектов обработки. Пиломатериалы хвойных пород внутри российского потребления общего назначения делятся на пять сортов: отборный. 1-й, 2-й. 3-й, 4-й. Для брусьев установлено четыре - отборный, 1-Й - специальное судостроение; - 0-й, I -й, 2-й сорта - сельхозмашиностроение; - 0-й, 1-й, 2-й, 3-й сорта - вагоностроение, судостроение, автостроение, мостостроение; - 1-Й, 2-й, 3-й сорта - строительство и ремонтно-эксплуатационные нужды, детали окон и дверей, строганые детали, производство различных изделий деревообработки и др.; - 3-й. 4-й сорта - тара и упаковка; - 4-й сорт - для использования на малоответственные детали в строительстве, раскроя па мелкие заготовки различного назначения. Пиломатсрналы лиственных пород предназначаются для применения в промышленности, строительстве и в производстве тары. В зависимости от качества древесины они делятся на три сорта: I -Й, 2-й, 3-й. Дощечки и планки - что пиломатериалы малого поперечного сечения. Обычно к ним относят детали ящичной тары. Клёпкой называют доски н дощечки, предназначенные для бочек. Клепка может быть прямоугольная и сферическая (цилиндрическая). Заготовки - это пилопродукция с качеством и размерами, соответсвующими показателям изготовляемых деталей изделий, и припусками на механическую обработку и усушку. Горбыли и рейки - еще один вид пилопродукции. У горбылей одна сторона пропилена по всей длине, а вторая полностью или частично сохраняет форму бревна. Отрезки, срезанные с боковых сторон необрезных досок, имеющие одну непропиленную строну, называются рейками. При измельчении горбылей, реек и других кусковых отходов в лесопильных цехах получают технологическую щепу, Технические условия на пиломатериалы, клёпку, тарную дощечку, заготовки и т.д. определяются действующими стандартами в зависимости от назначения пиломатериалов. В стандартах указываются назначение и размеры пиломатериалов, требования к их качеству и влажности, правила и способы измерения, учета, маркировки, хранения и транспортировки. Требования к пиломатериалам хвойных пород внутреннего назначения регламентируются двумя стандартами: ГОСТ 8486-86 (технические условия) и ГОСТ 24454-80 (размеры). Пиломатериалы Специальные требования по нормам ограничения пороков и по размерам установлены для авиационных и экспортных пиломатериалов. Экспортные пиломатериалы в зависимости от рынка сбыта вырабатываются по ГОСТ 26002-83 (Технические условия на пиломатериалы северной сортировки) и ГОСТ 9302-83 (Технические условия на пиломатериалы черноморской сортировки). Требования к Технологическая щепа - дополнительная продукция лесопильного производства, получаемая в процессе обработки бревен на фрезерном оборудовании или при измельчении кусковых отходов на рубительных или гидролиза. Щепа для целлюлозно-бумажного производства изготовляется трех марок: Ц-1, Ц-2. Ц-3. Технологическая щепа для гидролизного производства вырабатывается согласно тому же ГОСТу трех марок: ГП-1, ГП-2, ГП-3 и для производства древесных плит двух марок: ПВ и ПС. Качество технологической щепы зависит в основном от вида оборудования, применяемого в лесопилении, наличия или отсутствия окорки сырья, его качества и породной чистоты. Основные размерные и качественные характеристики технологической щепы приведены в габл. 13. Опилки - это мелкие древесные частицы, образующиеся в результате деления древесины пилами. Лесопильное производство является основным источником образования древесных опилок, выход которых составляет около 12% от объема распиливаемого сырья. В зависимости от организации технологического процесса на предприятиях опилки могут быть отходами производства или при рациональном подходе к их использованию могут рассматриваться Известных путей рационального использования древесных опилок довольно много, но почти для всех требуются сложные производственные процессы. Однако в ряде производств опилки имеют существенные преимущества даже перед специально приготовленной стружкой. Однородное гранулированное строение опилок обеспечивает их хорошую текучесть, что имеет значение при прессовании изделий из опилок на профильных матрицах. Плитные материалы и изделия из опилок, полученные способом формования, не требуют дополнительной шлифовки. Для прогрева ковра из опилок при производстве плит требуется значительно меньше времени при горячем Опилки - это сырье, не требующее дополнительного измельчения в отличие от кусковых отходов или стружки. Наиболее широко известно применение опилок как мелкого растительного сырья в гидролизном производстве для получения спирта, кормовых дрожжей и фурфурола. Технические условия на технологические опилки дм гидролиза определяются ГОСТ 18320-78. Опилки являются хорошим сырьем для ил отпадения ряда строительных материалов, таких, как опилкобетон, деревобетон, гипсопилочные блоки, древесноопилочныс плиты, лигноуглеводные пластики, вибролит и др. Для изготовления деталей машин и механизмов (втулок, вкладышей подшипников и т.д.) применяют древесную прессованную массу из опилок лиственных пород или из В простейшем случае опилки используются в качестве топлива в сыпучем виде или в виде брикетов с более высокой теплотворной способностью. Кроме того, брикеты являются транспортабельным видом топлива. Без дополнительной обработки опилки лиственных пород используются при выделке меховых шкурок. 1.4. Производственные процессы лесопильных цехов Распиловка круглых лесоматериалов на пилопродукцию осуществляется в лесопильных цехах. Производственный процесс лесопильного цеха включает технологические, транспортные и Лесопильные цехи, предназначенные для распиловки сырья на - по составу основного технологического оборудования: а) с лесопильными рамами. б) с ленточными станками, в) с круглопильнымн станками, г) с агрегатным оборудованием, д) с различными видами технологического оборудования; - по характеру обработки древесины и виду продукции: а) с упрощенной обработкой и выпуском только длинномерных пиломатериалов, б) с более сложной обработкой и выпуском досок различной - по способам распиловки: а) со 100%-ной брусовкой, б) со смешанной распиловкой - вразвал и с брусовкой, в) со 100%-иым развалом, г) со специальными способом распиловки; - по толщинам, качеству и породам распиливаемого сырья: а) хвойного стандартного, б) лиственного, г) толстомерного, д) специального (лыжного, резонансного кряжа и т.п.); - по назначению и робу получаемой пилопродукции: а) экспортной. б) общего назначения, в) специального назначения. Наиболее распространенными технологическими процессами - раскрой хвойного пиловочного сырья с брусовкой на обрезные - раскрой сырья хвойных и лиственных пород вразвал на необ- В производственных процессах лесопиления независимо от их различий выделяют четыре основные технологические операции: 1) продольный раскрой бревен на брусья, доски; 2) продольный раскрой брусьев на доски; 3) обрезка необрезных досок по ширине; 4) поперечный раскрой досок по длине (торцовка). Кроме перечисленных операций, в лесопильном цехе осуществляется также переработка кусковых отходов (горбылей, реек, торцо- Для получения пилопродукцни в лесопильных цехах применяются различные технологические процессы с разным набором типов и Выбор того или иного головного оборудования для организации потоков лесопиления зависит от большого числа природно производственных факторов, главными из которых являются следующие: - объем круглых лесоматериалов, подлежащих распиловке; - породный состав (хвойные, лиственные, смешанные); - размерно-качественные характеристики сырья - тонкомерный, - требования к готовой продукции (пиломатериалы общего назначения обрезные, необрезные, длинномерные, короткомерные, специального назначения, экспортные и т.п.); - возможные направления использования кусковых отходов (переработка на мелкую пилопродукцию, на технологическую щепу); - предполагаемые направления использования опилок, коры. В настоящее время для раскроя круглых лесоматериалов на различного вида пил продукцию применяется следующее основное технологическое оборудование. Лесопильные рамы: - двух- и одноэтажные лесопильные рамы общего назначения; - лесопильные рамы специального назначения. Агрегатные станки: 1) ФБС - фрезерно-брусуюшие станки; 2) ФПС - фрезерноштатные станки; 3) ФПЛ - фрезерно-пильные агрегаты. Ленточнопильные станки: 1) олнопильные горизонтальные станки периодического действия; 2) многоленточные комплексы проходного типы; 3) однопильные вертикальные станки периодического действия; 4) двух- и четырехэтажные вертикальные станки проходного типа. 1) однопильные станки периодического действия; 2) многопильные станки периодического действия; 3) двухпильные и многопильные станки проходного типа. Станки для продольной распиловки леса в зависимости от их места в технологическом потоке подразделяются на головные (1-го ряда) и станки 2-го ряда. Головными, или станками 1-го ряда, принято называть станки, устанавливаемые в начале технологического потока, на которых производят продольную распиловку или фрезерование бревен. Они определяют производительность потока. Для продольного раскроя бруса (станки 2-го ряда) на доски наиболее часто применяют лесопильные рамы и многопильные круглопильные станки. Для продольного раскроя досок по ширине используются двухпильпые и трехпильные обрезные станки и линии, а также фрезернообрезные станки. Для поперечного раскроя досок по длине ислользуются однопильные станки при позиционном способе торцовки, трехпильные и многопильные установки - при проходном. Кроме основного технологического оборудования, в лесопильных цехах имеется разнообразное околостаночное и транспортное оборудование, на котором выполняются многочисленные операции по 'Значительная масса пиловочного сырья в нашей стране перерабатывается да лесопильных рамах. Лесопильные рамы имеют достаточно высокую эксплуатационную надежность и просты в обслуживании. Глубина переработки пиловочного сырья на лесопильных рамах может изменяться в широких пределах, что позволяет эффективно использовать это оборудование с учетом конкретных условий расположения и работы лесопильных предприятий. Для переработки бревен средних диаметров (14-24 см) наиболее эффективными являются стайки агретатной переработки, позволяющие одновременно с пиломатериалами получать технологическую 1) с брусовкой за два прохода (ЛФП-1, ЛФП-2, ЛФП-З, диаметр бренен до 30 см) или за один проход при получении бруса (ФБС); 2) вразвал за один проход (агрегатные линии моделей ЛАПБ, ЛАПБ-М. ЛАПБ-2, диаметр бревен до 18 - 24 см). По сравнению с лесопильными рамами производительность ЛАПБ в 2 - 2.5 раза выше, энерго- и металлоемкость соответственно в 2 и 3,5 раза ниже, численность рабочих на потоке меньше в 4 раза. Линии ЛФП-1, ЛФП-2 и ЛФП-3 позволяют использовать часть боковой зоны бревен на пиломатериалы, что повышает выход пилопродукции по сравнению с ЛАПБ на 5 - 7%. Для повышения производительности рамных потоков при раскрое брусьев на втором проходе устанавливаются круглопильные многопильные станки, однако в этом случае увеличивается количество опилок из-за увеличенной толщины круглых пил по сравнению с рамными пилами. Раскрой крупномерного сырья, сырья с гнилью при необходимости получения пиломатериалов с заданным направлением годичных слоев рекомендуется осуществлять на ленточнопильных или круглопильных станках периодического действия. Это позволяет осуществить индивидуальный раскрой каждого бревна, а небольшая толщина ленточных пил - уменьшить количество получаемых опилок. Потоки с однопильными станками менее производительны, но выход пиломатериалов значительно увеличивается по сравнению с раскроем на лесопильных рамах. В зависимости от объема перерабатываемого па 1 год сырья предприятия, занимающиеся лесопилением, можно разделить на следующие группы: 1) сверхмалые предприятия: а) с объемом переработки несколько сот кубометров сырья. Обычно «то отдельные цехи и участки на предприятиях различных отраслей промышленности, работающие, как правило, на покупном б) с объемом переработки от 2 - 3 до 5 - 10 тыс.м'. Это лесопильные цехи предприятий, занимающихся лесозаготовительными работами в незначительных объемах или перерабатывающих покупное 2) предприятия малой мощности: а) с объемом переработки сырья от 10 - 15 до 40 - 50 тыс.м3. К этой группе откосится значительное число лесозаготовительных предприятий, имеющих лесопильные цехи, занимающихся производством товарных пиломатериалов и статярно-слроитслъных изделий. б) с объемом переработки от 50 - 60 до 100 тыс.м1. Это также лесопильные предприятия малой мощности, работающие как на покупном сырье, так и на собственном; 3) средние лесопильные предприятия с объемом переработки сырья от 100 до 200 - 250 тыс.м3 пиловочника. Такие объемы лесопиления характерны для крупных лесозаготовительных предприятии и 4) крупные предприятия с объемом переработки пиловочника 300-500 тыс.м*. Это, как правило, специализированные лесопильные предприятия, занимающиеся выпуском экспортных пиломатериалов; 5) сверхкрупные предприятия с объемом переработки пиловочника от 500 тыс.м' и более, они характерны для мощных лесопильно- деревообрабатывающих комплексов, включающих в себя различные виды переработки древесины. Породный состав и размерно-качественные характеристики сырья, поступающею в лесопильные цехи, отличаются большим разнообразием. Предприятия, перерабатывающие покупное сырье, работают со стандартным сырьем той породы и размерно-качественных характеристик, которые необходимы для получения требуемой продукции. В лесопильных цехах предприятий, перерабатывающих собственное сырье, породный и размерно-качественный его состав определяется характеристикой эксплуатируемых насаждений. В зависимости от мощности предприятия и характеристики сырья для получения пилопродукции находят применение лесопильные цехи следующих типов: - цехи на базе лесопильных рам; - цехи на базе агрегатных станков; - цехи на базе ленточнопильных станков; - цехи на базе круглопильных станков периодического и проходного действия; - цехи на базе различного вида головного технологического оборудования. Условия применения лесопильных цехов с различным набором технологического оборудования в зависимости от перечисленных выше природно-производственных факторов и более подробная их
|