Расчет количества машин по операциям

Курсовая работа

по дисциплине

«Технология лесозаготовительного и лесопромышленного производства»

ЗАГОТОВКА И ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЛПК

Выполнил: Студент гр. ЛК–07–1

                                  Меснянкина Я.В.

                                                        Проверил: доц. Зырянов В. Н.

г. Иркутск, 2010 г.

Исходные данные для разработки курсовой работы

(вариант № 7)

Объем заготовки, тыс. .……………………………………………………..…180                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Средний объем хлыста, ……………………………………………………….0,6

Средняя длина хлыста, м………………………………………………………......20

Состав лесонасаждений…………………………………………………….. 3С3Е4П

Средний запас на 1 га, ………………………………………………………...140

Расстояние вывозки, км……………………………………………………………35

Нулевой пробег, км………………………………………………………………….4

Объем пиловочника, перерабатываемого в пиломатериалы от выхода пиловочника при раскряжевке, в %.........................................................................70

Способ валки ……………………… …………………………………..ручная валка

Лесопиление……………………………………………........круглопильный станок

Содержание

Введение. 4

1. Расчет лесосечных процессов по лесосечным работам. 5

1.1 Лесосечные работы.. 5

1.2. Расчет количества машин по операциям. 6

1.2.1. Валка леса. 7

  1.2.2. Трелевка леса…………………………………….………………………..8

1.2.3. Очистка деревьев от сучьев. 12

1.2.4. Погрузка леса. 13

1.2.5. Вывозка леса сухопутным транспортом. 15

2. Нижний склад. 17

2.1. Машины и оборудование для погрузки и выгрузки лесоматериалов. 20

2.2. Раскряжевка хлыстов. 25

3. Производство пиломатериалов. 28

3.1. Окорка древесины.. 29

3.2. Круглопильное оборудование. 31

3.3. Баланс древесины в лесопильном цехе. 32

Заключение. 34

Список используемой литературы.. 38

Введение

Лесной комплекс является одной из основных отраслей промышленности Иркутской области, на его долю приходится более 20 % объема товарной продукции. По объему заготовки Иркутская область занимает 1 место в России.

Запас древесины Иркутской области составляет 9,2 млрд. , расчетная лесосека — 53,7 млн. , в том числе по хвойному хозяйству 34,4 млн. . За последнее десятилетие вследствие ряда причин уровень использования лесных ресурсов, эффективность лесопромышленного комплекса резко снизились, ослабло его влияние на экономику региона. Объемы лесозаготовок по сравнению с 1989 годом уменьшились в 1,5 раза, объемы производства перерабатывающих предприятий в 2,5 раза. Расчетная лесосека используется примерно на 40 %, при этом в области практически отсутствуют мощности по переработке лиственного древесного сырья. Однако в последние годы в Иркутской области наблюдаются положительные тенденции в лесопромышленном секторе: наблюдается устойчивый рост объемов заготовки и переработки древесины.

В данных условиях становится очевидным, что для выхода лесопромышленного комплекса Иркутской области из кризиса и последующего его эффективного развития необходимы обоснованная стратегия и активная тактика, соответствующие современным рыночным условиям. Основным инструментом в выработке стратегии и определения тактики является «Концепция развития лесопромышленного комплекса Иркутской области до 2015г.», которая и определяет основные направления развития отрасли.

Данная курсовая работа наглядно показывает проектирование технологических процессов по валке, трелевке, погрузке, вывозке и складированию первичной переработке древесины на нижнем складе лесозаготовительного предприятия.

Расчет лесосечных процессов по лесосечным работам

Лесосечные работы

Лесосечные работы, это первая стадия лесозаготовительного производства. Под лесосечными работами понимаются все работы, которые производятся на лесосеках и погрузочных пунктах. В состав лесосечных работ в зависимости от принятого технологического процесса входит от трех до семи операций. Обязательным элементом лесосечных работ являются подготовительные работы — подготовка лесосек и погрузочных пунктов, а также вспомогательные работы такие как – техническое обслуживание машин, занятых в лесу, доставка ГСМ, запчастей и других материалов, перевозка рабочих и др.

Лесосека – участок лесной площади, отведенный для заготовки растущего на нем леса. На лесосеках организуются погрузочные пункты, пункты по обслуживанию техники, пункты обогрева и питания рабочих. Лесосеки разбиваются на деляны. Деляна – часть лесосеки, закрепленная на период заготовки леса за бригадой. Если лесосека невелика и в ней может рабо­тать только одна бригада, понятия делянки и лесосеки стано­вятся равноценными. Деляны делятся на пасеки – часть бригадной деляны, с которой деревья или хлысты трелюются трактором по одному трелевоч­ному волоку.

Лесосека в процессе ее разработки имеет сеть трелевочных волоков. Пасечные волоки предназначены для трелевки леса только с пасек, по которым они проложены. Магистральный во­лок является собирающим, к нему примыкают пасечные волоки. Магистральный волок примыкает к лесопогрузочному пункту (или складу), а тот к лесовозному усу.

Расчет площади годичной лесосеки производится по формуле:

;                                             (1.1)

где - площадь годичной лесосеки;

- годовой объем заготовки, 180000 м³;

- средний запас древесины, 160 /га.

га.

Площадь годичной лесосеки – 1285,7га. Исходя из проведенных расчетов, можно вычислить количество лесосек, которые будут разработаны предприятием в течение года. Данный показатель рассчитывается по формуле:

;                                               (1.2)

Площадь одной лесосеки – 140 га.

лесосеки

Для непрерывной работы предприятия требуется соответствующая ему сырьевая база, которая определяется по формуле:

;                                (1.3)

где - общая площадь сырьевой базы;

- площадь годичной лесосеки, га;

 - средний возраст рубки;

 - 0,7-0,8 -- коэффициент, учитывающий отношение эксплуатационных площадей к общей площади базы.

 га (сосна).

га (ель).

га

Таким образом, необходимая сырьевая база для данного предприятия составляет 305353,75 га.

Расчет количества машин по операциям

Расчет потребного количества машин и оборудования по операциям технологического процесса лесосечных работ производится с учетом годовой выработки на машину.

Валка леса.

В данном курсовом проекте валка леса осуществляется в ручную, то есть с помощью бензопилы «Дружба-4».

Рис. 1.1.  Бензопила Дружба-1

• 1 — пильный аппарат
• 2 — редуктор
• 3 — рама с рукоятками
• 4 — бензобак
• 5 — двигатель

Бензиновая пила «Дружба-4» предназначена для:

- пиления древесины на валке, раскряжевке;

- обрезки сучьев;

- выполнения рубок ухода;

- выполнения строительных и хозяйственных работ.

Бензопила – удобна в эксплуатации, надежна, обладает высокой мощностью. Высокие рукоятки снижают утомляемость при работе, позволяют работать в условиях глубокого снежного покрова.

Техническая характеристика бензомоторной пилы:

Мощность двигателя – 3,2кВт;

Рабочий объем двигателя – 94 ;

Вместимость топливного бака – 1,5л;

Рабочая длина пильного аппарата – 46см;

Марка пильной цепи – ПЦП-15м;

Производительность чистого пиления – 75 /с;

Удельный расход топлива – 500-600г/кВт. ч.

Расчет сменной производительности (Псм) производится по следующей формуле:

 ;                                   (1.4)

Т - продолжительность рабочей смены, 28800с;

- подготовительно-заключительное время 2400с;

- коэффициент использования рабочего времени 0,6-0,7;

- коэффициент использования пилы в пилении 0,3-0,6;

- средний объем хлыста в ;

- время подпила, спиливания и сталкивания одного дерева, с;

- время перехода от одного дерева к другому, с;

- время подготовки рабочего месте, с;

( / );

 - запас ликвидной древесины / ;

;

Таким образом, сменная производительность бензопилы равна 31,6 кубических метров.

Рассчитаем необходимое количество бензопил:

250р.дн.*31,6 =7119  в год.

Необходимый объем заготовки =180000 .Отсюда:

180000/7119=25. То есть 25 бензопил нам понадобится для заготовки.

Трелевка леса

Трелевкой леса называется перемещение деревьев, хлыстов или сортиментов от места валки до лесопогрузочного пункта. Для трелевки леса применяются различные типы машин и механизмов, среди них трелевочные тракторы. В данной курсовой работе используется трелевочный трактор ТДТ-55.

Рис.1. 2. Трелевочный трактор ТДТ-55.

Лесопромышленный гусеничный трактор - трелевочник ТДТ-55 А производства онежский тракторный завод ОТЗ предназначен для трелевки леса и является одной из первых модификаций тракторов - трелевочников, разработанных онежским тракторным заводом ОТЗ. На тракторе - трелевочнике ТДТ-55А установлен двигатель дизель с турбонаддувом, пятиступенчатая механическая коробка передач. Главная передача, механизмы поворота с тормозами, бортовые передачи, объединенные в один блок, составляют задний мост трактора - трелевочника ТДТ-55А. В качестве механизма поворота применены две дисковые муфты сухого трения постоянно замкнутого типа. Рычажно-балансирная подвеска трактора ТДТ-55 онежского тракторного завода ОТЗ позволяет легко преодолевать препятствия.
Трактор - трелевочник ТДТ-55 А-05 Онежского тракторного завода ОТЗ унифицирован с трактором - трелевочником ТДТ-55А и отличается от него только маркой двигателя - дизеля.

Таблица 1.1

Характеристики трелевочников ТДТ-55

Сменная производительность трелевочных тракторов определяется по формуле:

;                             (1.5)

Т - продолжительность рабочей смены, 28800с;

- подготовительно-заключительное время 2640с;

- коэффициент использования рабочего времени 0,6-0,7;

- коэффициент использования тяговых возможностей трактора 0,8-0,9;

- полезная рейсовая нагрузка,

- среднее расстояние движения машины без груза, м;

- тоже с грузом, м;

 - средняя скорость движения машины без груза, м/с (на 4й передаче)

- тоже с грузом, м/с; (на 1й и 2й передаче)

- время выбора (прицепки) груза, с;

- время отцепки или сбора груза, с.

;                           (1.6)

;                              (1.7)

Марка трактора ТДТ-55:

a1 = 264; b1 = 24; c1 = 36.

Рассчитаем сменную производительность по данным формулам:

; с.

; с.

.

Найденная сменная производительность равна 24,56 .

Опять-таки рассчитаем необходимое количество машин данного типа для выполнения заданного объема лесозаготовок.

170р. дн * 24,56  =4175,2  в год.

Сравним полученную годовую выработку с годовой выработкой по техническому заданию. Проектное значение годовой выработки (ПГВ) для трелевочного трактора ТДТ - 55 с рассчитанным значением (РГВ).

ПГВ=10,5 тыс.

РГВ=4,17 тыс.

Таким образом, рассчитанная годовая выработка меньше проектной на 6 тыс. . Это может свидетельствовать о том, что на практике годовая выработка может быть ниже проектного значения.

180000 / 4175,2 = 43 машины (трелевочных трактора) нам потребуется для выполнения данного объема работ.

Очистка деревьев от сучьев

Очистка деревьев от сучьев может выполняться на волоке, на лесосеке, на погрузочном пункте и на нижнем складе. Механизация обрезки сучьев осуществляется самоходными сучкорезными машинами, бензомоторными сучкорезами и бензопилами.

В данной курсовой работе обрезка сучьев производится с помощью бензопилы «Урал».

«Урал» – сугубо профессиональная пила, «ветеран» отечественных леспромхозов и лесозаготовительных предприятий. Ее применяют для подрезки и валки деревьев, обрезки корневой системы вдоль и поперек волокон, поперечной разрезки и раскорчевки и др. Применение рамной конструкции рукояток позволяет снизить уровень вибрации и повысить производительность работы.

В данном случае сменная производительность вычисляется по формуле:

;                                 (1.8)

Т - продолжительность рабочей смены, 28800с;

- подготовительно-заключительное время 2400с;

- коэффициент использования рабочего времени 0,6-0,7;

- коэффициент использования пилы в пилении 0,3-0,6;

- средний объем хлыста в ;

S – суммарная площадь сечения срезаемых сучьев, ;

S=1,73 -0,36d+0,03773.

d – диаметр дерева на высоте груди, 0,5м;

Пч – номинальная производительность чистого пиления 0,01 /с;

 - коэффициент использования номинальной производительности чистого пиления 0,6;

S=1,73*0,25-0,3*0,5+0,03773=0,32023

;

Рассчитаем количество необходимых бензопил:

250р.дн * 128,3  = 32094

180000 / 32094 = 6 бензопил понадобится для очистки заданного количества деревьев от сучьев.

Погрузка леса

Погрузка леса осуществляется на лесопогрузочных пунктах, основное назначение которых — перегрузка древесины с первичного трелевочного транспорта на лесовозный. Основное оборудование, которое применяется при погрузке - челюстной погрузчик. В данной курсовой работе используется погрузчик ПЛ-1В на базе трелевочного трактора ТДТ-55А.

Рис. 1.3. Челюстной погрузчик ПЛ-1В

Грузоподъемность – 2,5т;

Высота подъема груза при погрузке лесовозного поезда – 2,8м;

Масса погрузчика – 10,9т.

Сменная производительность челюстного погрузчика определяется по формуле:

;                                       (1.9)

где T - продолжительность смены, 480 мин;

 - подготовительно-заключительное время, 20 мин;

Q - рейсовая нагрузка на автомобиль, 20 ;

K - коэффициент использования погрузчика в течении смены с учетом непроизводственных переходов, ожидания порожних автомобилей и др. – 0,45-05;

 - продолжительность цикла, т.е. погрузки одного дерева, 1,5 - 3 мин;

 - время подготовки автомобиля или прицепа к погрузке – 2 - 4 мин;

 - время оправки и крепления пачки после погрузки одного автомобиля или прицепа – 3-5 мин.

n - количество циклов, необходимых для погрузки одного автомобиля, или сцепа.

 ;                                 (1.10)

где Q - рейсовая нагрузка на автомобиль, 20 ;

q - грузоподъемность челюстного погрузчика, 2, 5 т;

 - объемная масса свежесрубленной древесины, 0,8т/ ;

 - коэффициент использования грузоподъемности погрузчика 0,8-0,9;

Согласно произведенным расчетам сменная производительность погрузчика ПЛ-1В составила 230 .

Сравним также сменную производительность машины ПЛ-1В с нормой выработки, соответствующей ей. Норма выработки равна 204 , на практике же 230 . Сразу можно сделать вывод, что практического значение превышает норму.

Далее определяется количество единиц данной техники, которое необходимо для нормальной работы предприятия.

230*250р.дн.=57500

Для выполнения плана производства потребуется 3 челюстных погрузчика ПЛ-1В.