45
ного сырья построить цех по производству пиломатериалов из древесного сы-
рья, непригодного для распиловки в основном лесопильном производстве
(бревна диаметром свыше 42 см и бревна с различными пороками – сердцевин-
ной гнилью, повышенным сбегом и т.п.).
Головным оборудованием нового лесопильного цеха является углопиль-
ный циркулярный станок «Альфа БС-3» («Барс-3») производства НПК «Альфа-
Интех» г.Челябинск (поставщик НПО «Барс», филиал в г.Красноярске).
Преимущества угловой распиловки. Строительство нового цеха имеет
следующие преимущества:
в дополнение к новому лесозаводу появляется возможность распила
сырья диаметрами 43-80 см, а также сырья с некоторыми пороками;
более низкие капитальные и производственные затраты, по сравнению
с технологиями массового распила;
простые управление, эксплуатация, техническое обслуживание;
упрощение технологической цепочки изготовления пиломатериалов и,
как следствие, повышение надежности работы потока в целом;
высокая степень автоматизации процесса производства пиломатериа-
лов и минимизация персонала лесопильного потока (как непосредственно рабо-
чих лесопильного потока, так и вспомогательного персонала);
быстрый ввод в эксплуатацию, экономящий время и деньги (произво-
дитель гарантирует монтаж, наладку и запуск пресса в течение не более двух-
трех недель при наличии готового здания и подведенных коммуникаций).
Схема технологического процесса пиления на станке «Альфа БС-3» пока-
зана на рисунке 2.Общий вид станка «Альфа БС-3» приведен на рисунке 3.
Принцип пиления на угловом станке показан на рисунке 4.
46
Б р е в н о
О к о р о ч н ы й
с т а н о к
У г л о п и л ь н ы й
ц и р к у л я р н ы й
с т а н о к
" А л ь ф а Б С - 3 "
С ж и г а н и е
О п и л к и
К о р а
Б у н к е р
с б о р а к о р ы
О б р е з н ы е
д о с к и
Т о р ц о в о ч н ы й
с т а н о к
Б р у с к и и
о б р е з н ы е
д о с к и
О т с е в
о т щ е п ы
Р у б и т е л ь н а я м а ш и н а
1 п р о х о д -
с н я т и е в е р х н е г о
г о р б ы л я
У г л о п и л ь н ы й
ц и р к у л я р н ы й
с т а н о к
" А л ь ф а Б С - 3 "
i - й п р о х о д -
в ы п и л и в а н и е j - й
о б р е з н о й д о с к и
О п и л к и О п и л к и
П о с л е д н и й й п р о х о д -
о с т а е т с я
н и ж н и й г о р б ы л ь
m i n 5 0 м м
Р е й к а
Г о р б ы л ь
О б р е з н ы е
д о с к и
О б р е з н ы е
д о с к и
Б р е в н о
н е о к о р е н н о е
Т е х н о л о г и ч е с к а я
щ е п а
Б у н к е р
с б о р а щ е п ы
Г о р б ы л ь
С о р т и р о в к а
щ е п ы
Щ е п а
К о р а
У г л о п и л ь н ы й
ц и р к у л я р н ы й
с т а н о к
" А л ь ф а Б С - 3 "
Рисунок 2 - Схема раскроя бревна на углопильном станке «Альфа БС-3»
47
Рисунок 3 – Общий вид станка «Альфа БС-3» с гидрозагрузчиком
бревна
Рисунок 4 – Принцип пиления на углопильном станке «Альфа БС-
3»
Описание технологического процесса. Бревна поштучно по цепному кон-
вейеру поступают в помещение лесоцеха. На входе в цех бревна окариваются в
окорочном станке. Затем, по мере необходимости, бревна сваливаются с кон-
вейера на гидрозагрузчик бревен.
После завершения очередного цикла пиления бревно с помощью гидроза-
грузчика устанавливается на приемный стол станка. С помощью роликового ме-
ханизма бревно поворачивается вокруг продольной оси в наиболее удобную по-
зицию для распиловки очередного бревна и зажимается торцевыми зажимами.
48
После фиксации бревна в программу «Оптима», осуществляющую управ-
ление станком в автоматическом режиме, вводятся параметры распиливаемого
бревна (длина, диаметр вершинный и комлевый, овальность и кривизна, необ-
ходимость выпиливания сердцевины, пораженной гнилью) и желаемые пара-
метры пиломатериалов. Также имеется возможность учета при распиле повре-
жденной гнилью сердцевины. После ввода всех необходимых данных програм-
ма рассчитывает наиболее оптимальную схему распила бревна и выводит ее на
экран монитора контроля. Если оператора устраивает предложенный вариант,
он нажимает кнопку «Пуск» и дальнейшая работа происходит в полностью ав-
томатическом режиме. Если в базе данных компьютера есть подходящая карта
раскроя, то можно выбрать ее, что ускорит процесс подготовки к распилу брев-
на. Если оператора предложенный вариант не устраивает, он может составить
схему раскроя вручную, либо переключиться на ручной режим работы. В обоих
случаях производительность станка значительно снижается.
После пуска процесса пиления пильный суппорт перемещается в началь-
ную позицию, после чего начинается процесс пиления. Первым снимается
верхний горбыль, затем 1-3 боковых рейки, далее выпиливаются несколько до-
сок согласно схемы раскроя, затем снова несколько реек и т.д.
Отпиленные доски, рейки и горбыли снимаются с приемных столов и с
помощью наклонных поперечных цепных конвейеров подаются на продольный
приводной роликовый конвейер, с помощью которого доски поступают к дву-
стороннему торцовочному станку TR-350RM, на котором производится торце-
вание досок.
Продольный конвейер оборудуется полуавтоматическим устройством
съема реек и горбылей с конвейера для сброса их в накопитель реечных отхо-
дов. В случае поступления к торцовочному станку рейки или горбыля, рабочий
торцовочного станка нажимает ножную педаль съемника и рейка (горбыль)
сбрасываются на поперечный цепной конвейер, с помощью которого отправ-
ляются в накопитель реечных отходов. По мере накопления рейка и горбыль с
49
помощью челюстного автопогрузчика вывозятся в новый лесозавод для перера-
ботки на технологическую щепу.
Отходы торцовки (торец) сбрасываются вниз на ленточный конвейер и
выносятся в накопитель торца. По мере накопления торец вывозится в новый
лесозавод для переработки на щепу, либо на накопительную площадку для реа-
лизации населению на дрова.
Транспортные пакеты (при сушке непосредственно на складе готовой
продукции) по мере необходимости вывозятся на склад готовой продукции
предприятия для упаковки в транспортную пленку и погрузку в вагоны.
Расчет производственной мощности лесопильного потока.
Сменная производительность потока на базе углопильных станков при
распиловке бревен i-го диаметра, м
3
/см:
Q
ф
= Q
п
· К
н
· К
т.и
· q
i
, (15)
где Q
п
- пропускная способность или технологическая (еще ее называют тео-
ретической) производительность потока;
К
н
- коэффициент, характеризующий так называемые скрытые потери про-
изводительности, к которым относятся: снижение расчетной величины
скорости распиловки бревен вследствие падения напряжения на зажи-
мах нагрузки, распиловка припусков по длине бревна и др., (К
н
= 0,9);
К
т.и
- коэффициент технического использования оборудования станка,
(К
т.и
= 0,85);
q
i
- объем бревна i-го расчетного диаметра при средней длине, м
3
.
Технологическая производительность позиционного станка, шт./см:
,
Т
60 Т
Q
ц
с
п
(16)
где T
c
- время смены (480 мин);
Т
ц
- длительность цикла обработки, с.
Цикловое время распила одного бревна определяется по формуле
t
ц
= t
пер
+ t
уст
+ t
пр
+ t
нач
+ (t
рх
+ t
уст
) · n + t
гор
,
(17)
где t
пер
- время перевалки бревна на станину станка, с, 4,5 с;
50
t
уст
- время установки и фиксации бревна, с, 5 с;
t
пр
- время ввода данных в программу и расчета, с, 30 с;
t
нач
– время выхода пильного суппорта в начальную позицию, с, 2,5 с;
;
t
рх
– время рабочего хода пильного суппорта, с;
;
t
уст
– среднее время поперечного перемещения суппорта; с, 2 с
;
t
гор
– время снятия нижнего горбыля, с, 5 с;
;
n – количество резов, потребных для распиловки одного бревна.
Количество резов определяется по схеме распиловки бревна с учетом от-
резания верхнего горбыля и боковых реек. Для бревна диаметром 42 см, тол-
щине досок 25 и 32 мм и ширине от 75 до 150 мм получаем 46 резов на одно
бревно (рисунок 5).
З
4 2 0
3 х 3 3
3 3
2 х 2 7
7 5
1 0 0
1 2 5
1 5 0
Рисунок 5 – Схема распиловки бревна диаметром 42 см
При скорости подачи пильного суппорта 60 м/мин, длине бревна 5,5 м
время рабочего хода составит (5,5 + 0,5) · 60 сек / 60 = 6 с (0,5 м – расстояние
выхода пильного суппорта за концы бревна).
Годовая фактическая производительность цеха
Q
г
= Q
ф
· Т
г
· К
з
· К
г
, (18)
где Q
ф
- среднесменная производительность лесопильного потока;
Т
г
- годовой фонд времени, смен;
51
К
з
- коэффициент загрузки цеха;
К
г
- поправочный коэффициент на среднегодовые условия региона.
Произведем расчет годовой производительности линии, используя фор-
мулы 3.1– 3.4. Цех работает в три смены, годовой фонд рабочего времени 747
смен, продолжительность смены 8 ч. Определяем производительность угло-
пильного станка
t
ц
= 4,5 + 5 + 30 + 2,5 + (6 + 2) · 46 + 5 = 415 с = 6,92 мин;
.шт./см12,539,085,0
6,92
480
A
л
Объем пиломатериалов, получаемых из бревна диаметром 42 см рассчи-
тан в таблице 5.
Таблица 5
Расчет объема пиломатериалов из одного бревна
Длина, м
Ширина, мм
Толщина, мм
Кол-во,
шт.
Объем пиломатериа-
ла, м
3
5,5
150
32
12
0,3168
5,5
125
32
4
0,088
5,5
100
32
4
0,0704
5,5
75
25
8
0,0825
Итого пиломатериалов, м
3
28
0,5577
;/624,295577,012,53А
3
см
смм
./1,22129747,62492Q
3
г
годм
Таким образом, за год один углопильный станок может произвести
22129,1 м
3
пиломатериалов в год. В зависимости от диаметра и длины бревна, а
также от породы древесины производительность цеха по пиломатериалам мо-
жет составлять 15-25 тыс.м
3
/год.
Определение необходимого количества обрезных станков. Поскольку на уг-
лопильном станке получается обрезной пиломатериал, обрезные станки не нужны.
Определение необходимого количества торцовочных станков. Затраты
времени на торцовку досок одним торцовочным столом составляют
,
Ац
П
(19)
52
где τ — затраты времени на торцовку досок одним торцовочным столом, мин;
П — объем работ по поставу на первом участке, шт.;
A
ц
— цикловая производительность торцовочного стола, шт./мин.
Потребное количество торцовочных столов определяется из условия,
чтобы время, затрачиваемое на торцовку досок было не больше времени, затра-
ченного на распиловку бревна. Поэтому потребное количество столов опреде-
ляется по формуле
,
R
τ
a
(20)
где R— ритм работы участка углопильного станка, мин (принимаем равным
длительности цикла распиловки одного бревна R=415 с = 6,92 мин).
Цикловая производительность единицы торцовочного оборудования –
торцовочного стола с одним торцовочным станком – определяется по формуле
ц
ц
t
60
A
, (21)
где t
ц
– цикл обработки одной доски, с.
Цикл обработки одной доски на двустороннем торцовочном станке опре-
деляется по формуле
t
ц
=t
1
+ t
2
+t
3
, (22)
где t
1
– время установки доски на торцовочном столе, с (1,01,5 с);
t
2
– время отторцовки доски, с (2,03,0 с);
t
3
– время снятия доски с торцевого стола, с (2,04,0 с).
Меньшие значения относятся к отторцовке тонких и узких досок, боль-
шие – к торцовке широких и толстых досок. Поскольку в поставах выпилива-
ются доски преимущественно малой и средней толщины и ширины, выбираем
значения t близкие к средним и определяем t
ц
:
t
ц
=1,2 + 2,5 + 3,0 = 6,7 с
96,8
6,7
60
ц
A
шт/мин;
53
мин.;93,5
96,8
53,12
τ
186,0
6,92
5,93
a
шт.
Потребное количество торцовочных столов позиционного типа составля-
ет один станок.
Определение необходимого количества окорочных станков. Сменная
производительность окорочного станка проходного типа рассчитывается по
формуле
,
мрок
KK
L
qTU
A
(23)
где U- скорость подачи, м/мин;
T- годовой фонд рабочего времени, мин;
q – объём одного бревна, м
3
;
L – длина бревна, м;
K
р
– коэффициент использования рабочего времени; равный 0,9;
K
м
– коэффициент использования машинного времени принимаемый для
окорочных станков 0,8.
Определяем производительность окорочного станка для самых толстых
бревен (U=6 м/мин), для меньших диаметров она будет заведомо выше
/ссмм3,3390,80,9
5,5
9,04806
A
3
ок
Потребное количество окорочных станков определяется по формуле
,
ок
рп
ок
A
A
Q
(24)
где А
рп
– сменная производительность углопильного станка, м
3
/см;
А
ок
– сменная производительность окорочного станка, м
3
/см.
шт.109,0
339,3
83,703
Q
ок
54
Для обеспечения бесперебойной работы лесопильного цеха необходимо
установить один станок. Ввиду низкой загруженности станка возможно окари-
вание бревен на окорочных станках нового лесозавода без установки отдельно-
го окорочного станка (при наличии технической возможности окорочных стан-
ков лесозавода и наличия у них резерва производительности).
Экономическое обоснование строительства цеха.
После ввода в строй лесопильного цеха на базе углопильного станка из-
менится не только общее количество вырабатываемых предприятием пилома-
териалов, но улучшится их качество, что приведет к увеличению средней цены
реализации пиломатериалов. В 2015 году средняя цена реализации составляла
6200 руб./м
3
.
Расчет капитальных вложений. Капитальные вложения по целевому
назначению охватывают затраты на выполнение строительно-монтажных работ,
приобретение оборудования, инвентаря и инструмента, а также прочие затраты.
Для монтажа оборудования необходимо помещение. С целью экономии
капитальных затрат и сокращения сроков строительства предлагается возвести
сборно-каркасное здание цеха со стенами из сэндвич-панелей. С той же целью
предлагается строительство нового здания (обоснование в приложении № 1).
Строительно-монтажные работы будут заключаться помимо собственно
строительства здания в прокладке силовых линий, вентиляционного оборудо-
вания и монтажа вновь устанавливаемого оборудования.
Смета затрат на переоборудование цеха приводится в таблице П.15.
Суммарные затраты на строительство и оборудование лесопильного цеха
составят 42203,98 тыс.руб.
Расчет себестоимости продукции. В калькуляциях себестоимость учи-
тывается по статьям затрат. Себестоимость продукции включает затраты пред-
приятия на ее производство и реализацию. Величина себестоимости отражается
в калькуляциях себестоимости продукции в виде общей суммы затрат и затрат
на единицу продукции.
Стоимость сырья и материалов.