981-1

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСНЫХ СКЛАДОВ И ЛЕСООБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕХОВ

Штабелевка круглых лесоматериалов.

Методические указания к лабораторным и практическим занятиям для студентов специальностей 250401, 250201, 150405

ВОРОНЕЖ 2013

2

УДК 630*324

Технология и оборудование лесных складов и лесообрабатывающих цехов. Штабелевка круглых лесоматериалов [Текст] : метод. указание / А.С. Черных, В.В. Абрамов; Мин. образования и науки РФ, ГОУ ВПО «ВГЛТА».

42 с.

Рецензент д-р с.-х. наук, профессор К.Р. Казаров

Научный редактор канд. техн. наук, доц. А.С. Черных

Ответственный за выпуск канд. техн. наук, доц. А.С. Черных

3

ШТАБЕЛЕВКА КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

Цель работы: изучить закономерности процесса штабелевки круглых лесоматериалов и определение эффективного типа грузозахватного устройства.

Содержание работы

1.1Изучить виды и назначение запасов древесины на лесных складах, а также типы штабелей.

1.2Изучить устройство, принцип действия и основные параметры грузоподъемного оборудования и выполнить его сравнительный анализ.

1.3Изучить принципиальные технологические схемы штабелевки круглых лесоматериалов с применением различного технологического оборудования.

1.4Выбрать и вычертить технологическую схему участка штабелевки для условий индивидуального задания.

1.5Выполнить расчеты для определения оптимального типа грузозахватного устройства на штабелевке круглых лесоматериалов по проектируемому варианту.

1.6Составить отчет.

Методическое обеспечение

2.1Методические указания по выполнению работы.

2.2Плакаты и учебные пособия.

2.3Средства вычислительной техники.

2.4Натурные образцы.

1Виды и назначение запасов древесины на лесных складах. Типы штабелей и поленницы.

Выполнение штабелевочных работ на лесных складах преследует следующие цели: обеспечить равномерно функционирующую связь участка сортировки с участком отгрузки лесоматериалов; создать запасы сырья для бесперебойной работы поточных линий и отдельных цехов.

По виду укладываемых лесоматериалов различают запасы сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Запасы сырья (деревьев или хлыстов) создают на стыке лесовозной дороги и сучкорезных (при вывозке деревьев) или раскряжевочных (при вывозке хлыстов) установок и укладывают в основном потоке или в стороне от него. Запасы полуфабрикатов (сортиментов, подлежащих дальнейшей переработке на этом же нижнем складе) укладывают перед соответствующими цехами и участками. Запасы готовой продукции размещают у фронта отгрузки на железную дорогу, погрузки в суда или сдачи в сплав.

5

Врядовых штабелях лесоматериалы располагают параллельными рядами, между которыми укладывают две-три линии прокладок. Штабеля такой конструкции обеспечивают лучшую по сравнению с другими типами штабелей просушку лесоматериалов, но применяются редко так как требуют ручной раскатки. Коэффициент полнодревесности рядового штабеля (отношение объема уложенных лесоматериалов к геометрическому объему штабеля) приблизительно равен 0,45...0,55.

Впачковых штабелях пачки лесоматериалов отделяют друг от друга горизонтальными и наклонными или вертикальными прокладками. Штабеля такого типа применяют при укладке лесоматериалов лебедками или кранами, снабженными стропами. Объем пачек, укладываемых в штабель, соответствует грузоподъемности штабелевочного оборудования. Коэффициент полнодревесности пачкового штабеля составляет 0,6...0,65.

Вплотные штабеля укладывают лесоматериалы при использовании на штабелевке кранов с торцовыми или челюстными грейферами. Коэффициент полнодревесности плотного штабеля составляет 0,65...0,7.

Вплотно-рядовом штабеле лесоматериалы укладываются многослойными рядами, отделенными друг от друга горизонтальными прокладками. По интенсивности циркуляции воздуха, вместимости и возможной степени механизации работ плотно-рядовой штабель занимает промежуточное значение между плотными и рядовыми штабелями.

Для штабелей из деревьев коэффициент полнодревесности принимается на 5...7 % меньше, чем для хлыстов.

На отдельных лесопромышленных складах получила распространение система единого пакета, при котором лесоматериалы хранят и перевозят в пакетах, имеющих фиксированную форму, размеры и массу, согласованные с габаритом подвижного состава и грузоподъемностью погрузочного оборудования. Формируют пакеты в гибкой или жесткой обвязке, обрешетке или контейнере и хранят в пакетных штабелях. Ряды пакетов могут укладываться параллельно или перпендикулярно относительно друг друга. Поленницы укладывают и разбирают грейферными кранами, автопогрузчиками или вручную. Коэффициент полнодревесности поленниц составляет 0,7...0,75. Хранение коротья в кучах применяют на лесных складах целлюлозно-бумажных предприятий, накапливающих одновременно большое количество сырья. Кучи укладывают наклонными лесотранспортерами (стаккерами), а разбирают грейферными кранами. Коэффициент полнодревесности куч составляет

0,45...0,5.

Размеры штабелей, а также их размещение на лесопромышленном складе определяются правилами пожарной безопасности, безопасных условий укладки и технологическими возможностями штабелевочного оборудования. Длина штабелей долготья практически не ограничена и зависит в основном от типа штабелевочного оборудования. При использовании для этой цели лебедок или кабельных кранов длина штабелей достигает 250-300 м; при штабелевке башенными или консольно-козловыми кранами 20-25 м;

6

при ручной раскатке 10-20 м. Высота штабелей долготья доходит до 10-12 м (полуторной длины укладываемых лесоматериалов).

Для удобства обслуживания запасов и соблюдения противопожарной безопасности, между соседними штабелями нужно соблюдать интервалы до 2 м, между группами штабелей разрывы должны быть около 15 м. Площадь группы штабелей круглых лесоматериалов должна быть около 2 га, пиломатериалов - не более 900 м2.

При формировании штабеля учитывается также порода древесины и размеры предмета труда. Так в один и тот же штабель укладываются сортименты, отличающиеся по длине не более чем на 1 м для хвойных и 0,5 м – для лиственных пород.

2 Оборудование для штабелевки круглых лесоматериалов.

На лесных складах для штабелевки обычно используют то же оборудование, что и для погрузки лесоматериалов на подвижной состав (прирельсовые склады) или для зимней сплотки и сброски лесоматериалов на воду (на береговых складах). На прирельсовых нижних складах для разгрузки, штабелевки и погрузки лесоматериалов применяют краны (стреловые, мостовые козловые, консольно-козловые, башенные, кабельные), а также погрузчики (челюстные перекидные, автопогрузчики); на береговых складах — башенные краны, канатно-блочные установки, погрузчики-штабелеры различного типа (манипулятрные, лесоштабелеры, сплоточно-транспортно- штабелевочные агрегаты).

2.1 Краны для лесных грузов

В лесозаготовительных предприятиях из стреловых кранов наиболее широко используются краны общепромышленного назначения: автомобильные, железнодорожные, на специальном пневмоколесном ходу и плавучие. Небольшими партиями выпускаются стреловые краны на базе трелевочных тракторов.

Из достоинств данного типа кранов можно отметить мобильность. Однако недостатков значительно больше: они не передвигаются с грузом, не приспособлены для подъема и перемещения длинномерной древесины, при работе их обязательна ручная прицепка и отцепка груза. Целесообразность использования стреловых кранов может быть обоснованна отсутствием других, более эффективных вариантов или при малых объемах лесоскладских работ.

На рис. 2 приведена схема применения стрелового крана К-161 для штабелевки и погрузки лесоматериалов в открытый подвижной состав железных дорог на нижних складах. Схема взята из типового проекта для нижнего склада с грузооборотом до 100 тыс. м3 в год.

7

Рисунок 2. Схема применения стрелового крана для штабелевки и погрузки лесоматериалов в открытые вагоны на нижних складах: 1 — продольный транспортер (бревнотаска); 2 — карман-накопитель; 3 — штабель сортиментов; 4 — подкрановый путь; 5 — кран K-161; 6 — вагон; 7 — железнодорожный путь

Мостовые краны применяют для разгрузки леса с подвижного состава лесовозного транспорта за один прием и создания запасов хлыстов или деревьев на нижних складах. Краны обладают хорошей устойчивостью, большой грузоподъемностью, имеют жесткую конструкцию и просты в эксплуатации. К недостаткам следует отнести большие затраты на строительство крановых путей.

Мостовой кран состоит из двухбалочного моста (рис. 3), грузовой тележки 1, механизмов подъема 5 груза, и передвижения 18, механизма передвижения крана, электрооборудования и кабины 8. Мост крана состоит из ферм 6 и 15, соединенных между собой опорными концевыми балками 11 и 20. По рельсам 7 перемещается грузовая тележка. С обеих сторон моста имеются площадки 3 и 19 для обслуживания механизма передвижения. Мост перемещается по крановым путям 9 на колесах 2, которые приводятся в движение от электродвигателя 17 двумя трансмиссионными валами 14, двумя редукторами 13 и двумя валами 12. Тормоз 16 установлен на валу электродвигателя. На грузовой тележке расположены механизмы подъема груза и передвижения самой тележки. Механизм подъема груза состоит из электродвигателя, редуктора, тормоза и грузового барабана. Механизм перемещения тележки имеет электродвигатель, тормоз и вертикальный редуктор, соединенный с приводными колесами зубчатой муфтой. Питание электродвигателей осуществляется посредством троллей 10 через токоприемники или гибкого кабеля от электросети. Кабина крановщика прикреплена под мостом на одном из его концов. При пролетах более 20 м кабину для лучшего обзора подвешивают посредине моста или закрепляют к раме грузовой тележки. Грузоподъемность кранов для разгрузки лесовозного транспорта 30 т;

8

скорость подъема груза 0,17 м/с, передвижения тележки 0,7 м/с и моста 1,33 м/мин. Мостовые краны снабжены крюковой подвеской 4 или грейфером.

Рисунок. 3. Мостовой кран

Из консольно-козловых кранов на штабелевке и погрузке лесоматериалов используются в основном обладающие грузоподъемностью 10... 12 т, что обусловлено массой пачки сортиментов (10... 15 м3). Укладка в вагоны пачек сортиментов больше 10...15 м3 весьма затруднительна.

Достоинствами козловых кранов перед другими средствами являются их высокие производственные возможности (на разгрузке хлыстов до 1000 м3 хлыстов в смену), возможность создания больших сезонных запасов древесины на нижних складах. Из недостатков можно отметить высокую энергоемкость процесса.

Для штабелевки и погрузки круглых лесоматериалов с помощью кон- сольно-козловых кранов наибольшее распространение получила схема, показанная на рис. 3. Консольно-козловой кран устанавливается на нижнем складе так, чтобы укороченная консоль крана располагалась над приемными карманами сортировочного транспортера, а удлиненная — над отгрузочным тупиком. При такой схеме работы крана вся древесина, в том числе и та, которая грузится без штабелевки непосредственно из карманов-накопителей в вагоны, перемещается по длине пролета крана. В тех случаях, когда штабелюется небольшая часть древесины, или при планомерной подаче вагонов и возможности их достаточно продолжительного пребывания под погрузкой могут быть и другие схемы расположения отгрузочного железнодорожного пути. Так, если расположить его в пролете или под консолью рядом с бревнотаской, то при погрузке сортиментов из карманов-накопителей краном будет совершаться минимум грузовой работы. Штабелюемую часть древесины

9

в этом случае следует укладывать в первую очередь ближе к отгрузочному пути. Выбор схемы расположения отгрузочного пути производится при проектировании склада в зависимости от коэффициента складирования древесины и планомерности подачи вагонов.

Рисунок. 3. Схема установки консольных кранов на нижних складах:1 — бревнотаска; 2 — карман-накопитель; 3— подкрановый путь; 4 — ограждение штабеля; 5 — штабель; 6 — подштабельные лежни; 7 — консольный кран; 8 — питающий кабель; 9 — подкабельный лоток; 10 — грейфер; 11 — вагон; 12 — железнодорожный путь; 13 — штабель для укладки бревен в верхнюю часть габарита погрузки

На нижних складах лесозаготовительных предприятий применяют кон- сольно-козловые краны, в основном трех моделей: ККУ-7,5, ККУ-10 и ККС - 10. Сменная производительность консольно-козловых кранов ККУ-10 и ККС10 на штабелевке или погрузке лесоматериалов при работе со стропами со-

10

ставляет 300…350 м3, а с грейферами может достигать 400 м3. Все три модели кранов имеют одинаковые размерные параметры и общую конструктивную схему. Однако у них есть и существенные различия.

Вертикальная плоскость фермы моста крана ККУ-7,5 (рис. 4) закреплена на четырех опорных ногах. Одна пара опорных ног портала соединена с полупорталами фермы жесткой связью, другая - при помощи шкворня (шарнирно). Внизу ноги каждой опорной пары соединены поперечными связями, на консольных частях которых смонтированы ведущие и ведомые тележки механизма передвижения крана.

По продольной оси симметрии моста подвешена одна несущая двутавровая ездовая балка - монорельс, по которому перемещается грузовая тележка с одним крюком или с коромыслом для подвески двух крюков, обеспечивающих подъем и транспортировку длинномерных грузов. Направляющие полосы, приваренные с обеих сторон нижнего горизонтального пояса моста, служат опорой для катков грузового коромысла. В зависимости от необходимости кран может быть оборудован подвижной либо неподвижной кабиной управления. Предусмотрена возможность применения различных захватных устройств: траверсы или грейфера.

Лебедки подъема груза и передвижения грузовой тележки смонтированы над жесткой опорой моста. Для передвижения по рельсам служат два раздельных привода, расположенных на тележках левой и правой опор.

а)

Рисунок 4. Консольно-козловой кран ККУ-7,5: а) конструкция; б) схема запасовки подъемного каната; в) схема запасовки тягового каната: 1 — тяговый канат; 2 — барабан; 3 — грузовая тележка; 4 — поддерживающий ролик; 5 — направляющие блоки правой консоли; 6 — направляющие блоки левой консоли