Разработка технологического процесса по использованию отходов лесозаготовок

Исходные данные:
1) годовой объем, м3 – 28000
2) породный состав – 7С3Б
3) запас леса на 1 га, м 3 – 220
4) вид вывозимой древесины — сортименты
5) средний объем хлыста, м3 — 0,4;

Задание:
1) производство древесного угля на лесосеке;
2) производство технологической щепы на нижнем складе
...

Содержание:
1. Разработка технологического процесса производства древесного угля из отходов лесозаготовок
1.1. Определение объемов реальных ресурсов древесных отходов на лесосеке
1.2. Выбор технологического процесса и основного оборудования по использованию отходов на лесосеке
1.3. Определение сменных объемов переработки отходов по операциям
1.4. Определение производительности применяемых машин и оборудования
1.5. Определение необходимого числа рабочих и оборудования
1.6. Технологическая карта по использованию отходов лесозаготовок
2. Разработка технологического процесса по использованию отходов на НЛС
2.1. Определение объемов реальных ресурсов древесных отходов образующихся на лесопромышленном складе
2.2. Выбор технологического процесса по использованию древесных отходов образуемых на лесопромышленном складе
2.3. Определение годового и сменного объема работ по цеху переработки
2.4. Варианты технологического процесса и комплектов оборудования цеха и выбор рационального комплекта по ТЭП
2.5. Описание выбранного технологического процесса цеха по производству ТНП
2.6. Мероприятия по охране труда и безопасности проекта

...

х, tх.х - время рабочего и холостого ходов машины, с,tр.х+ tх.х = l*(1/VII+1/VIII),где VI, VII, VIII - скорости движения тракторов соответственно на первой, второй и третьей передачах, м/с; VII = 1,1, VIII = 1,4.l - среднее расстояние транспортировки отходов: принимается согласно схеме разработки лесосеки, м;tр - время разгрузки, для ЛТ-168 tр = tnЛТ – 168Тсм = 25200 с.tп.з = 30 мин. = 1800 с.Vк = 23 м3кп = 0,6φ = 0,8tп = 23/0,1 = 230 сtпер = 23 · 401,5 · 0,9 = 681,48 сtр.х+ tх.х = 300·(1/1,1+1/1,4) = 486 сtр = 230tц = 230 + 681,48 + 486 + 230 = 1627 сПсм = 25200-1800·23·0,8·0,61627 = 159 м3/смТМ-12Vк = 40 м3Кп = 0,6φ = 0,8tр.х+ tх.х = 30000·(1/8,3+1/11,1) = 6300 сtц = 360 + 6300 + 60 = 6720 сПсм = 25200-1800·40·0,8·0,66720 = 67 м3/смОпределение необходимого числа рабочих и оборудованияТаблица 2Ведомость потребного оборудования для использования отходов лесозаготовокНаименование операции (функций)Марка оборудованияСменный объем работ, м3Норма выработки, м3/смПринятое число машин1.Сбор и окучивание отходов на лесосекебригада рабочих202012.Транспортировка отходов на верхний складЛТ-16820,12158,7313.Транспортировка отходов на нижний складТМ-1219,9266,8614.РазделкаHusqvarna-25219,722015.РаскалываниеКЦ-719,3310016.УглежжениеУВП-5Б19,13152Таблица 3Ведомость потребного числа рабочихНаименование операции (функций)ПрофессияПринятое число рабочих1.Сбор и окучивание отходов на лесосеке-раскряжевщик-сучкоруб122.Транспортировка отходов на верхний складоператор13.Транспортировка отходов на нижний складводитель14.Разделкараскряжевщик15.Раскалываниестаночник16.Углежжениеуглежжег3 Итого:10Технологическая карта по использованию отходов лесозаготовокСхема разработки лесосекиРис. 1. Технологическая схема освоения лесосечных отходов2) Характеристика лесосек:По запасу леса на гектар (q) и эксплуатационной площади (Sэ) определяется количество лесосек (пл), разрабатываемых в течение года: nл = Qгодq·Sэ = 280006*220 = 21 лесосекгде Qгод - годовой объем лесозаготовок, м3 q - запас леса на 1 га, м3;Sэ - эксплуатационная площадь, га.3) Объемы реальных ресурсов древесных отходов (Vотх.i), образуемых на одной лесосеке, по их видам:Vотх.i = Vгод.отх.i / пл- пни Vотх. = 840/21 = 40 м3- корни Vотх. = 3346/21 = 159,33 м3- сучья и ветви Vотх. = 2660/21 = 126,67 м3- обломки стволов Vотх. = 1680/21 = 80 м3- тонкомерная древесина Vотх. = 1400/21 = 66,67 м3На лесосеке бригада рабочих производит сбор и окучивание обломков стволов и тонкомерной древесины. Далее окученное сырье погружают и транспортируют на верхний склад ЛТ-168. Вывозка отходов на нижний склад осуществляется автопоездом со съемным контейнером ТМ-12. На нижнем складе раскряжевщик с помощью бензомоторной пилы Husqvarna-252 разделывает сырье на чураки. Колун марки КЦ-8 раскалывает чураки на части, которые подаются в углевыжигательные печи УВП-5Б. Показатели работы:- сменное задание бригады – 20 м3- число бригад – 1 комплексная бригада- состав бригады: раскряжевщик - 2 чел.; сучкоруб - 2 чел.; оператор - 1 чел.; водитель - 1 чел.; станочник - 1 чел.; углежжег - 3 чел. - число машин и механизмов: погрузочно-транспортная машина ЛТ-168 - 1 шт.; погрузочно-транспортная машина ТМ-12 - 1 шт.; БП Husqvarna-252 - 1 шт.; колун КЦ-7 - 1шт.; углевыжигательная печь УВП-5Б - 2 шт.Разработка технологического процесса по использованию отходов на НЛС Определение объемов реальных ресурсов древесных отходов образующихся на лесопромышленном складеПри годовом объеме лесозаготовок Qгод = 28000 м3 и породном составе 7С3Б объем отходов на нижнем складе в зависимости от класса товарности (II) составит:сосна – 19600 * 0,17 = 3332 м3береза – 8400 * 0,60 = 5040 м3∑ = 3332 + 5040 = 8372 м3Отходы лесопиления:- пиловочник 28000 *0,3 = 8400 м3- кусковые отходы8400 * 0,18 = 1512 м3- опилки8400 * 0,11 = 924 м3Низкокачественную древесину используют для переработки на ТНП, поэтому далее рассмотрим вопрос проектирования цеха по производству ТНП.Оставшаяся низкокачественная древесина используется для продажи населению в качестве дров. Опилки используются в котельной для отопления сушильных камер. Выбор технологического процесса по использованию древесных отходов образуемых на лесопромышленном складеПодача сырья в цех (вагонетка 7 тыс.м3 ) Высушенные заготовки-20% (ручки к инструментам)Лесопильно- раскроечный участок-50%Высушенные заготовки-30% (черенки для лопат)Вывозка на складУкладка на вагонеткуТорцовка Ц- 5КПродольная распиловка ЦДК- 4Продольная распиловка Ц- 6Поперечная распиловка ЦКБ- 40 Продольная распиловка БА- 3Лакировочное отделениеШлифовкаФрезерованиеТочение КПА- 50Торцовка ЦМЗ- 3 Вывозка на складЛакировочное отделениеТочение ТС- 15Торцовка ЦМЗ- 3 Определение годового и сменного объема работ по цеху переработкиТаблица 4Выполняемые технологичес-кие операцииСырьеГотовая продукцияОтходыНаименова-ниеОбъемым3/см Наименова-ниеОбъемым3/см. Наименова-ниеОбъемым3/см. Лесопильно- раскроечный участокПродольная распиловкан/к др-на3500/25014п/м2240опилкикуск.отходыусушка385700175Поперечная распиловкан/к др-на2240/8,96заготовки2195опилкикуск.отходы22,422,41 линия Повторн.прод.распиловказаготовки (дощечки)2195/8,8горбыль1976опилкикуск.отходы176442 линияПовторн.прод.распиловказаготовки (дощечки)2195/8,8брусья1976опилкикуск.отходы17644Торцовкабрусья1976/7,9тарн.дощечки1936опилкикуск.отходы2020Высушенные заготовки (черенки к лопатам)Торцовказаготовки2100/8,4бруски2058опилкикуск.отходы2121Точениебруски2058/8,2точеные заготовки1976стружка82,32Фрезерование точеные заготовки1976/7,9черенки к лопатам1917стружка59,28Шлифовка черенки к лопатам1917/7,7черенки к лопатам 1907древесная пыль9,59Высушенные заготовки (ручки к инструментам)Торцовка заготовки1400/5,6бруски1372опилкикуск.отходы1414Точение бруски1372/5,5точеные заготовки1317стружка54,88Варианты технологического процесса и комплектов оборудования цеха. Выбор рационального комплекта по ТЭПТаблица 5Варианты комплектов оборудования для цеха ТНПВыполняемые технологические операцииМарка оборудованияI вариантII вариант1. Продольная распиловка 2. Поперечная распиловка3. Повторн. продольная распиловка4. Повторн. продольная распиловка5. ТорцовкаБА- 3ЦКБ- 40ЦДК- 4Ц- 6Ц- 5КЦР- 4АЦКБ- 40ЦДТ6- 3ЦДТ6- 3ЦКБ- 401. Торцовка2. Точение3. Фрезерование4. ШлифовкаЦМЭ- 3АКПА- 50ФС- 1PRO- 800ЦКБ- 40ТК- 60ФС- 1PRO- 8001. Торцовка2. ТочениеЦМЭ- 3АТС- 15ЦКБ- 40ТК- 60Таблица 6Расчеты потребности в оборудовании и рабочей силеТип и марка оборудованияСменное задание, м3/см.Нормативная произв-ть, м3/см.Кол-во обор-ияЧисло рабочих, обслужи-вающих 1 уст-ку Число рабочих необхо-димых в течении сменыКсмЧисло рабочих неохо-димых в течении сутокI проектируемый вариантБА- 3144511111ЦКБ- 408,961111111ЦДК- 48,81012212Ц- 68,81211111Ц- 5К7,91211111ЦМЭ- 3А8,41011111КПА- 508,21,9251515ФС- 17,91611111PRO- 8007,7521212ЦМЭ- 3А8,41011111ТС- 155,52,331313 Итого:19II проектируемый вариантЦР- 4А144511111ЦКБ- 408,961011111ЦДТ6- 38,81313313ЦДТ6- 38,81313313ЦКБ- 407,91011111ЦКБ- 408,41011111ТК- 608,22,5641414ФС- 17,91611111PRO- 8007,7521212ЦКБ- 405,61011111ТК- 605,52,5631313 Итого:21Таблица 7Расчеты установленной мощности и массы оборудованияТип и марка оборудованияПотребное кол-во обор-ияУстановленная мощность, кВтМасса, тОбщая уст-ая мощность, кВт Общая масса,тI проектируемый вариантБА- 31112,142112,142ЦКБ- 4017,50,757,50,75ЦДК- 41131,9131,9Ц- 6140,81540,815Ц- 5К170,770,7ЦМЭ- 3А140,9640,96КПА- 5058,60,85434,25ФС- 114,70,844,70,84PRO- 8002141,8283,6ЦМЭ- 3А140,81540,815ТС- 1535,50,5516,57,65Итого142,724,422II проектируемый вариантЦР- 4А132,62,732,62,7ЦКБ- 4017,50,757,50,75ЦДТ6- 31778,425778,425ЦДТ6- 31778,425778,425ЦКБ- 4017,50,757,50,75ЦКБ- 4017,50,757,50,75ТК- 604-0,63-2,52ФС- 114,70,844,70,84PRO- 8002141,8283,6ЦКБ- 4017,50,757,50,75ТК- 603-0,63-1,89Итого249,331,4В связи с нестабильностью цен и сложностью определения капитальных вложений и эксплуатационных затрат воспользуемся совокупностью дополнительных критериев.Комплексная выработкаКв = Qгод1,15 · nр ,где Qгод - годовой объем лесозаготовок, м3; nр - количество рабочих, чел.ЭнергоемкостьЭе = N · TсмQсм ,где N - общая мощность оборудования, кВт; Тсм - время смены, ч; Qсм - сменный объем, м3.Энерговооруженность трудаЭв = N1,15 · nрМеталлоемкостьМе = MQсм ,где М - общая масса оборудования, т.Степень механизации трудаСм = nр.м.nр ,где nр.м. - количество рабочих занятых механизированным трудом, чел.Таблица 8Показатели эффективности работы цеха по производству ТНППоказателиЕд. измеренияI вариантII вариантКомплексная выработкам3/чел1281,461159,42ЭнергоемкостькВт·ч/ м382142Энерговооруженность трудакВт/чел6,5310,32Металлоемкостьт/ м31,742,24Степень механизации труда-0,580,52 Проанализировав результаты расчетов, выбираем I проектируемый вариант. Так как по показателям комплексной выработки, энергоемкости, металлоемкости и степени механизации труда, кроме энерговооруженности является самым наилучшим. Описание выбранного технологического процесса цеха по производству ТНПРис. 3 Технологическая схема производства товаров народного потребления: 7, 6- узкоколейные пути; 2-лесорама РК; 3,4-круглопильные станки ЦДК-4; 5-кран-балка; 7,27- торцовочные станки ЦМЭ-3; 8,75-круглопалочные станки КПА-50; 9, 77-фрезерные станки; 70-ленточно-шлифовальный станок; 71,13,20,22-ленточные транспортеры; 72-лакировочное отделение; 74,75,76,79-токарные станки TC-15; 23-круглопильный станок Ц-5К; 24-круглопильный станок Ц-6; 25-торцовочный станок ЦКБ-40; 26-сбрасыватель бревен СБР-4-2; 27-продольный транспортер БА-3; 28-поперчный цепной транспортер.Технологический процесс изготовления продукции в цехе ТНП мощностью 7 тыс. м3 сырья в год, перерабатывающем древесину твердолиственных пород, осуществляется на трех участках: лесопильно-раскроечном, изготовлении держаков и изготовления ручек к инструментам (рис.3).Лесопильно-раскроечный участок. Рассортированные по диаметрам бревна и чураки продольным лесотранспортером 27 подают в цех, где они сбрасываются на буферную площадку лесорамы РК 2. Выпиленные на лесораме брусья и горбыль попе­ речным цепным транспортером 28 подают на стол торцовочного станка ЦКБ-40 25. На этом станке производят поперечный рас­ крой пиломатериалов на заготовки по длине изготовляемых дета­ лей или кратные им. Заготовки, выпиленные из бруса, укладывают в контейнеры и кран-балкой 5 подают к станкам ЦЦК-4 3, 4, где их раскраивают на бруски или дощечки. Заготовки из горбы­ ля, выпиленные на станке ЦКБ-40, брусуют на станке Ц-6 24 и здесь же раскраивают на дощечки, которые торцуют потом на станке Ц-5К 23. Готовую продукцию и заготовки, требующие сушки, укладывают на вагонетку и подают на склад или в сушильные камеры.Участок изготовления черенков для лопат. Высушенные заготовки подают на участок вагонеткой в контейнерах. Кран- балкой 5 контейнер устанавливают на рабочем месте торцовочного станка 7. Здесь заготовки раскраивают по длине и укладывают на подстопное место круглопалочных станков 8 и 18. Концы черенка заделывают на фрезерных головках специальной конструкции 9 и 77, после чего черенок шлифуют на шлифовальном станке 10 и транспортером 11 подают в лакировочное отделение.Участок изготовления ручек к инструментам. Контейнер с высушенными заготовками устанавливают на рабочем месте станка ЦМЭ-3 21. Здесь заготовки раскраивают по длине и транспортером 13 подают к токарным станкам 14, 15, 16, 19. Лен­ точным транспортером 11 ручки подают в лакировочное отделение.