Введение

Древесина как строительный материал применяется с давних времён. Она обладает многими ценными качествами: достаточно высокой механической прочностью, низкой теплопроводностью, небольшой объёмной массой, легко обрабатывается, химически стойка к воздействию кислот, солей, масел и др.

В настоящее время общий запас древесины в России примерно в 3,5 раза больше, чем в США и Канаде. При этом на мировом рынке лесной продукции Россия остается прежде всего сырьевым источником. Доля России в мировом экспорте необработанной древесины составляет 35%, а в экспорте продукции глубокой переработки всего 2,3%. Поэтому одним из направлений развития лесопильно-деревообрабатывающей промышленности является глубокая переработка древесины и увеличение продукции высокого передела в структуре производства и экспорта.

Этого можно достигнуть за счет следующих мероприятий:

- превращение основных лесопильных предприятий в лесопильно-деревообрабатывающие, выпуск готовой продукции в виде сухих заготовок, строганого пиломатериала и деталей;

- техническое перевооружение лесопильно-деревообрабатывающих предприятий с полной механизацией, частичной или полной автоматизации технологического и транспортного процессов;

- совершенствование и создание новых моделей и типов технологического оборудования и инструмента для увеличения производительности, улучшения качества выпускаемой продукции, снижение трудоемкости работ;

- расширение состава основного бревнопильного оборудования путем использования ленточнопильных комплексов - использование агрегатных и круглопильных станков для переработки тонкомерного леса;

- упорядочение сетки размеров и сортов пиломатериалов, с целью уменьшения количества сорта размеров.

Целью данного дипломного проекта является разработка лесопильного цеха по производству обрезной доски. Головным оборудованием является ленточный станок - «Стингер». Проектируемый цех входящий в состав предприятия МУЛП «Альмеж» в основном будет направлен на получение обрезной экспортной доски высокого качества соответствующей европейскому стандарту EN 1611-1, ГОСТ 26002-83Э.

1 Технологическая часть

1.1Ознакомление с предприятием

1.1.1 Общая характеристика предприятия

Муниципальное унитарное лесозаготовительное предприятие «Альмеж» расположено по адресу: 613805 Россия, Кировская область, Опаринский район, посёлок Альмеж, улица Ленина, дом 14.

Предприятие создано в 1997 году на базе обанкротившегося Альмежского леспромхоза. Зарегистрировано распоряжением главы Опаринского района Кировской области № 872 от 04.09.1997 года. Учредителем предприятия является Комитет муниципальной собственности Опаринского района Кировской области.

Предприятие является юридическим лицом, имеет права самостоятельного хозяйствующего. Имеет в собственности обособленное имущество, отражаемое на его самостоятельном балансе; имеет свой расчётный счёт и иные счета в банках; печать со своим наименованием и штампы.

Предприятие наделено уставным фондом путём передачи учредителем в установленном порядке имущества и основных средств, необходимых для производственной деятельности.

Источником формирования средств предприятия являются доходы, полученные от реализации продукции, а также от других видов хозяйственной деятельности, кредиты банков и иные источники, не запрещённые законодательством Российской Федерации. Денежные средства, полученные от реализации продукции, расходуются на уплату налогов, оплату труда работников предприятия, гашении ссуды банка. Чистая прибыль, оставшаяся в распоряжении предприятия используется для формирования резервного фонда, а также иных фондов в соответствии с их перечнем.

Целью деятельности предприятия является удовлетворение общественных потребностей в продукции, работах и услугах, получение прибыли.

Основными направлениями и предметом деятельности предприятия являются:

- заготовка, вывозка и глубокая переработка древесины;

- реализация готовой продукции;

- внешнеэкономическая деятельность;

- оказание платных услуг населению;

- а также другие виды деятельности, не запрещённые законодательством.

Руководство текущей деятельностью предприятия осуществляет директор, назначаемый учредителем. Контроль за финансово- хозяйственной деятельностью предприятия осуществляется учредителем или другими уполномоченными органами.

1.1.2 Система снабжения предприятия сырьём, материалами и энергоресурсами

Для непрерывной и успешной работы предприятия ему необходимо постоянное обеспечение сырьём, материалами и электроэнергией:

1) Сырьём для лесопильного цеха служит хвойный пиловочник. Заготовку сырья предприятие производит собственными силами на определённых участках в лесу (лесосеках) верхним складом, одной или несколькими бригадами. Хлысты после обрубки сучьев укладываются в штабеля, а далее вывозятся лесовозами на нижний склад для дальнейшей разделки. На эстакаде хлысты распиливаются на кряжи и рассортировываются по карманам. Из кармана пиловочник подаётся краном в лесопильный цех для распиловки.

2) Такие материалы как: дизельное топливо, бензин, масло моторное, катанка стальная, гвозди и смазочные материалы – закупаются и привозятся на предприятие из районного центра.

3) Обеспечение предприятия электроэнергией осуществляется от главной линии электропередач.

1.2 Технико-экономическое обоснование проекта

Необходимости строительства жилья нет, так как предприятие находится вблизи населённого пункта. Есть все условия для труда и отдыха, в нём находятся школа и дом культуры.

Поставка сырья и отправка готовой продукции будет осуществляться автотранспортом, с помощью чего сократим площадь складов готовой продукции и расходы, связанные с их обслуживанием.

Целесообразность переработки сырья на месте предполагает наличие в непосредственной близости сырьевой базы, а также возможность собственной доставки пиловочника к месту переработки, в результате чего себестоимость сырья получается невысокой.

В результате внедрения новых станков и нового технологического процесса позволяет увеличить полезный выход пиломатериалов.

Возможность уменьшить трудоёмкость производства, за счёт установки различных транспортёров, позволит ускорить про­цесс переработки древесины и себестоимость пиломатериалов.

Работа проектируемого цеха предполагается в две смены, т. е. на предприятии будут создаваться новые рабочие места.

Предполагаемая экономическая эффективность от проекта лесопильного цеха заключается в увеличении прибыли за счёт повышения объёмов переработки сырья, а также за счёт повышения полезного выхода пиломатериалов. Установка нового оборудования, не требующего специального фундамента, сократит расходы на строительство нового здания и его установку.

2 Технологическая часть

2.1 Составление спецификации на пиловочное сырьё

Спецификация пиловочного сырья представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Спецификация пиловочного сырья

Диаметр бревна, см	Процентное соотношение, %	Объём одного бревна, м³	Объём всех брёвен, м³	Число брёвен, шт.	На 1000 м³
					Объём всех брёвен, м³	Число брёвен, шт.
28 30 32 34 36 38 40	10 13 15 19 18 14 11	0,45 0,52 0,59 0,66 0,74 0,82 0,9	1000 1300 1500 1900 1800 1400 1100	2222 2500 2542 2878 2432 1707 1222	100 130 150 190 180 140 110	222 250 254 287 243 170 122
Итого	100		10000		1000	1548

Находится средний диаметр пиловочного сырья по форм

d_ср= , (1)

где d1, d2,…, dn – диаметр брёвен различных групп, см;

n1, n2,…, nn – число брёвен в группах, шт.

D _ср. = √ 784*222+900*250+1024*254+1156*287+1296*243+

+1444*170+1600*122 / 1548 = 33,5 см ≈34 см.

2.2 Выбор способов распиловки сырья

Распиловка пиловочного сырья будет производиться в основном брусовым способом пиловочника диаметром с 28см по 40см на двух ленточных станках.

При распиловке сырья необходимо получить пиломатериалы толщиной 75, 50, 25, 19 мм.

2.3 Составление и расчёт поставов

Рассчитывается постав для распиловки бревна диаметром 34 см., длиной

6 м, с брусовкой на обрезные доски, так как по этому диаметру рассчитывается технологическое оборудование.

Бревно распиливается ленточнопильным станком, с шириной пропила 1,5 мм.

I – проход.

Схема постава на распиловку брёвен с брусовкой на обрезные доски I – прохода представлена на рисунке 1.

Н_бр/2, Н_б1/2, Н_б2/2 – расход ширины полупостава соответственно бруса, первой и второй боковых досок; а_вб1, а_вб2 – расстояние от центра бревна до внутренней пласти соответственно первой и второй боковых досок; а_нбр, а_нб1, а_{нб2 -} – расстояние от центра бревна до наружной пласти соответственно бруса, первой и второй боковых досок.

Рисунок 1 - Схема постава на распиловку бревна на брус и необрезные доски.

1) Оптимальная толщина бруса определяется в пределах интервала 0,6…0,8 d (вершинного).

Принимаем толщину бруса Н=250 мм.

Ширина полупостава Н_бр/2 = 128,3 мм.

Ширина бруса по графику-квадранту В=220 мм.

Для определения длины обрезных досок требуется знать размеры критической зоны.

Размеры критической зоны Акр, мм, определяются по формуле

А кр. = √1,5d² - 0,5D² , (2)

А кр. = √ 1,5*340² - 0,5*400² = 305,6 мм,

А_кр./2 =305,6/2=152,8.

Сравниваем А_кр./2 с анбр, если А_кр./2>анбр., то l_бр. = L =6 м.

2) Планируется к выпиловке две боковые доски.

Расстояние от оси постава до внутренней пласти боковой доски ав1, мм, определяется по формуле 305,6/2=152,8

а_в1 = Нбр/2 + е, (3)

а_в1 = 128,3+1,5 = 129,8 мм.

По графику предельных толщин принимаем m = 25 мм.

Расстояние от оси постава до наружной пласти боковой доски ан1, мм, находится по формуле

а_н1 = а_в1+m+у, (4)

где у – припуск на усушку.

а_н1 = 129,8+25+0,8 = 155,6 мм.

Так как а_н1 > А_кр./2, то доска получится укороченной и определяется по формуле

l₀ = 2/3(L+(d-d_пар)/S), (5)

где dпар – диаметр параболы, см.

Диаметр параболы dпар, см, находится по формуле

d_пар = 2*а_н1, (6)

d_пар = 2*155,6 = 311 мм = 31,1 см,

l₀ = 2/3(6+(34-31,1)/1) = 5,9 м.

Принимаем стандартную длину 5,5 м.

Для определения ширины доски находится расчётный диаметр d_р, см, по формуле

d_р = d+(L-l_б)*S, (7)

d_р = 34+ (6-5,5)*1 = 34,5 см.

По графику-квадранту стандартная ширина доски равна 150 мм.

Объём боковых досок V, м³, определяется по формуле

V = m*b*l, (8)

V_б1 = 2*0,025*0,15*5,5 = 0,0412 м³.

Объёмный выход боковых досок Р, %, определяется по формуле

Р = V_б*100 / V_с, (9)

Р_б1 = 0,0412*100 / 0,66 = 6,25 %.

3) Планируется к выпиловке вторую пару боковых досок.

Расстояние от оси постава до внутренней пласти боковой доски ав2, мм, определяется по формуле 3

а_в2 = 155,6+1,5 = 157,1 мм.

По графику предельных толщин принимаем m = 19 мм.

Расстояние от оси постава до наружной пласти боковой доски ан2, мм, находится по формуле 4

а_н2 = 157,1+19+0,6 = 176,7 мм.

Так как а_н1 > А_кр./2, то доска получится укороченной и определяется по формуле 5

d_пар = 2*176,7 = 353 мм = 35,3 см,

l₀ = 2/3(6+(34-35,3)/1) = 3,1 м.

Принимаем стандартную длину 3 м.

Для определения ширины доски находится расчётный диаметр d_р, см, по формуле 7

d_р = 34+ (6-3)*1 = 37 см.

По графику-квадранту стандартная ширина доски равна 100 мм.

Объём боковых досок V, м³, определяется по формуле 8

V_б1 = 2*0,019*0,1*3 = 0,0114 м³.

Объёмный выход боковых досок Р, %, определяется по формуле 9

Р_б1 = 0,0114*100 / 0,66 = 1,72 %.

II – проход.

Схема постава для распиловки брёвен с брусовкой на обрезные доски во втором проходе представлены на рисунке 2.

Н_ц/2, Н_б1/2, Н_б2/2 – расход ширины полупостава соответственно центральной, первой и второй боковых досок; а_ц, а_вб1, а_вб2 – расстояние от центра бревна до внутренней пласти соответственно центральной, первой и второй боковых досок; а_нц, а_нб1, а_{нб2 -} – расстояние от центра бревна до наружной пласти соответственно

центральной, первой и второй боковых досок.

Рисунок 2 - Схема постава на распиловку бруса

1) Планируется к выпиловке доски в пределах пропиленной пласти бруса.

Принимаем центральные доски толщиной 50 мм и две боковые доски толщиной 50 мм.

Зная ширину полупоставов определяется а_н2, мм, по формуле

а_н2 = 52,3+1,5+50+1,6 =105,4 мм.

Длина досок будет равна 6 м.

Ширина досок будет равна 250 мм.

Определяется объём досок по формуле

V_с+б = 0,05*0,25*4*6 = 0,3 м³.

Объёмный выход составит

Р_с+б = 0,3*100 / 0,66 = 45,45%.

2) Планируется к выпиловке вторую пару боковых досок.

Расстояние от оси бруса до внутренней пласти боковой доски ав3,мм, определяется по формуле

а_в3 = 105,4+1,5 =106,9 мм.

По графику предельных толщин, толщину доски принимаем 25 мм.

Определяется расстояние от оси бруса до наружной пласти боковой доски ан3, мм, по формуле

а_н3 = 106,9 + 25+0,8 = 132,7 мм.

Длина досок составит 6 м.

Ширину доски по графику-квадранту получаем 200 мм.

Определяется объём боковых досок

V_б2 = 2*0,025*0,2*6 = 0,06 м³.

Объёмный выход боковых досок составляет

Р_б2 = 0,06*100 / 0,66 = 9,1 %.

3) Планируется к выпиловке третью пару боковых досок.

Определяется расстояние от оси бруса до внутренней пласти боковой доски

а_в4 = 132,7 + 1,5 = 134,2 мм.

По графику предельных толщин, толщину боковых досок принимаем

b = 25 мм.

Определяется расстояние до наружной пласти боковой доски

а_н4 = 134,2 + 25 + 0,8 = 160 мм.

Так как а_н4>А_кр/2, то доски будут укороченные.

Определяется оптимальная длина доски, для этого находим d_пар, см

d_пар = 2* 160 =320 мм = 32 см,

l₀ = 2/3(6+2) = 5,3 м. Lст = 5м.

Определяется d_р, см

d_р = 34+(6-5) = 35 см.

Ширина доски по графику-квадранту равна 100 мм.

Определяется объём боковых досок

V_б3 = 2*0,025*0,1*5 =0,025 м³.

Находится объёмный выход боковых досок

Р_б3 = 0,025*100 / 0,66 = 3,78%.

Определяется общий выход Р_общ, %

Р_общ = 6,25+1,72+45,45+9,1+3,78=66,3%.

Общий процентный выход пиломатериалов составил 66,3 %.

Результаты расчётов по поставам представлены в сводной ведомости расчёта поставов в таблице 3.

Таблица 2 – Сводная ведомость расчёта поставов

№ постава	Размеры брёвен		Объём брёвен, м³	Сорт	Постав		Расход ширины полупостава, мм.	Расстояние от центра торца бревна до наружной пласти доски, мм.	Номинальные размеры досок		Объём досок, м³	Объемный выход пиломатериалов, %
	Диаметр, см.	Длина, м			Число досок, шт.	Номинальная толщина досок, мм.			Ширина, мм.	Длина, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	28	6	0,45	1-3	1 2 2 2	150 25 25 19	77,1 27,3 27,3 21,1	77,1 104,4 131,7 152,8	230 150 100 100	6 6 5,5 2	- 0,045 0,027 0,0076	- 10 6,11 1,67

Продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
					2 2 2 2	50 50 25 19	52,3 53,1 27,3 21,1	52,3 105,4 132,7 153,8	150 150 100 100	6 6 5 2	0,09 0,09 0,025 0,0076 Итого	20 20 5,5 1,67 64,95
2	30	6	0,52	1-3	1 2 2 2 2 2 2	200 25 25 50 50 25 19	102,6 27,3 27,3 52,3 53,1 27,3 21,1	102,6 129,9 157,2 52,3 105,4 132,7 153,8	220 150 100 200 200 100 100	6 6 3 6 6 6 3	- 0,045 0,015 0,12 0,12 0,03 0,0114 Итого	- 8,65 2,88 23,08 23,08 5,77 2,2 65,59
3	32	6	0,59	1-3	1 2 2 1 2 2 2	200 25 25 75 75 25 19	102,6 27,3 27,3 38,7 78,9 27,3 21,1	102,6 129,9 157,2 38,7 117,6 144,9 166	248 150 100 200 200 150 100	6 6 4 6 6 6 3	- 0,045 0,02 0,09 0,18 0,045 0,0114 Итого	- 7,63 3,39 15,25 30,51 7,63 1,93 66,34
4	34	6	0,66	1-3	1 2 2 2 2 2 2	250 25 19 50 50 25 25	128,3 27,3 21,1 52,3 53,1 27,3 27,3	128,3 155,6 176,7 52,3 105,4 132,7 160	225 150 100 250 250 200 100	6 5,5 3 6 6 6 5	- 0,0412 0,0114 0,15 0,15 0,06 0,025 Итого	- 6,25 1,72 22,73 22,73 9,1 3,79 66,3
5	36	6	0,74	1-3	1 2 2 1 2 2 2 2	250 25 25 75 75 25 25 19	128,3 27,3 27,3 38,7 78,9 27,3 27,3 21,1	128,3 155,6 182,9 38,7 117,6 144,9 172,2 193,3	250 150 100 250 250 200 100 100	6 6 3,5 6 6 6 5 2	- 0,045 0,0172 0,1125 0,225 0,06 0,025 0,0076 Итого	- 6,1 2,36 15,2 30,4 8,1 3,38 1,02 66,56

Продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
6	38	6	0,82	1-3	1 2 2 2 1 2 2 2 2	250 25 25 19 75 75 25 25 19	128,3 27,3 27,3 21,1 38,7 78,9 27,3 27,3 21,1	128,3 155,6 182,9 204 38,7 117,6 144,9 172,2 193,3	280 200 150 100 250 250 200 150 100	6 6 4,5 2 6 6 6 6 3	- 0,06 0,0337 0,0076 0,1125 0,225 0,06 0,045 0,0114 Итого	- 7,32 4,12 0,92 13,72 27,44 7,32 5,5 1,39 67,73
7	40	6	0,9	1-3	1 2 2 2 1 2 2 2	250 25 25 19 75 75 50 19	128,3 27,3 27,3 21,1 38,7 78,9 53,1 21,1	128,3 155,6 182,9 204 38,7 117,6 170,7 191,8	305 250 150 150 250 250 200 100	6 6 6 3 6 6 6 4	- 0,075 0,045 0,0225 0,1125 0,225 0,12 0,02 Итого	- 8,33 5 2,5 12,5 25 13,33 2,22 68,88