Проект технологического процесса лесосклада по производству щепы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

"АРХАНГЕЛЬСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I"

(ФГОУ СПО " АЛТК Императора Петра I")

Специальность 250402 Технология лесозаготовок

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине "Технология и оборудование первичной переработки древесины"

на тему "Проект технологического процесса лесосклада по производству щепы"

2009

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Разработка технологии производства щепы на нижнем лесопромышленном складе

1.1.1 Режим работы предприятия

1.2 Выбор технологического процесса

1.2.1 Определение объемов древесного сырья, перерабатываемого на нижнем складе

1.2.2 Определение годовых и сменных объемов работ по переработке сырья

1.2.3 Выбор и расчет потребного числа машин и оборудования

1.2.4 Потребная численность рабочих и административно-технического персонала цеха

1.2.5 Определение количества рабочих на основных работах

1.2.6 Расчет трудозатрат на вспомогательные работы

1.2.7 Выбор типа и расчет параметров склада щепы

1.2.8 Расчет потребности силовой электроэнергии

1.2.9 Расчет потребности электроэнергии на освещение

1.2.10 Технико-экономические показатели нижнего лесосклада

2. Конструктивная часть

3. Мероприятия по охране природы, охране труда, противопожарные мероприятия

3.1 Мероприятия по охране труда

3.1.1 Общие требования безопасности

3.1.2 Общие требования погрузочно-разгрузочных работ на нижнем складе

3.1.3 Раскряжевка хлыстов

3.1.4 Сортировка круглых лесоматериалов

3.1.5 Штабелевка круглых лесоматериалов

3.2 Мероприятия по охране природы

3.3 Противопожарные мероприятия

Список используемых источников

Введение

Запасы леса, которыми обладает Россия, - а это четвертая часть всех мировых запасов - обеспечивает огромный потенциал экономического сектора. Кроме того, в отличие от других отраслей, базирующихся на природных ресурсах (нефти, газе, угле), лесное хозяйство возобновляемо.

Архангельская область долгое время являлась одной из наиболее лесоразрабатываемых областей. Архангельск был центром торговли древесиной в Северной России. Такая ситуация осталась до настоящего времени. В 1993 году область заняла второе место по реализации древесной продукции. Лесное хозяйство Архангельской области является преобладающей отраслью экономики. Промышленная деятельность значительной части населения непосредственно связана с предприятиями лесного сектора, поэтому благосостояние местного населения, экономический и социальный статус области зависит от работы лесной промышленности.

Одной из наиболее важных отраслей экономики Архангельской области является лесная промышленность. Перспективы развития почти всех сфер жизни на Европейском Севере связывают с лесами. Несмотря на интенсивные рубки леса в прошлом, область ещё остается богатой лесными ресурсами. Распределение лесов по территории области неоднородно. Рубки в основном проводятся в доступных в транспортном отношении лесных массивах. Естественные древостой, которые находятся на северо-востоке Архангельской области, менее нарушены хозяйственной деятельностью людей. Общая площадь лесфонда составляет 29,4 мил. га. Эксплуатационные леса (леса III группы) занимают 73,1 % всей территории. Хвойные леса занимают 82,6 % покрытой лесом площади, лиственные - 17,4 %. Среди хвойных пород преобладает ель. Средний запас на 1 га спелых и перестойных древостоев составляет 135-140 , м³ /га.

Сегодня в Архангельской области более тысячи лесозаготовительных предприятий, из которых около 160 являются крупными и средними предприятиями, а остальные - мелкие различных форм собственности. Некоторые предприятия входят в крупные холдинги, занимающиеся заготовкой, переработкой и сбытом леса - и пиломатериалов, как на внутреннем, так и на внешнем рынке (ГК "Титан", "ИлимСеверЛес").

До недавнего времени почти половина предприятий была вовлечена в бартерные отношения, которые явились одним из способов выживания в новых рыночных отношениях. В настоящее время бартерные отношения стали сокращаться, но во многих местах цены на древесину являются искусственно заниженными вследствие отсутствия реальной конкуренции.

Из-за сбыта лесопродукции по заниженным ценам деятельность многих лесозаготовительных предприятий, особенно удалённые леспромхозы, находится на низком уровне. Как правило, на таких предприятиях в основном используется устаревшее и изношенное оборудование. Работают эти предприятия только из - за того, чтобы посёлок ещё как - то существовал.

Самыми актуальными проблемами лесозаготовительных предприятий являются: устаревшее, изношенное оборудование; отсутствие финансовых средств; нехватка молодых квалифицированных специалистов (около 70 % персонала предприятий уже имеет возраст 50 - 65 лет); сложность введения новых форм и методов планирования; недостаток знаний современных технологий оборудования; большие расстояния вывозки, вследствие чего стоимость одного кубометра древесины снижается; постоянное давление со стороны экологических и природоохранных организаций. Это только малая часть проблем лесозаготовительных предприятий. В связи с этим наша страна ещё не готова вступить в международные рыночные отношения.

В последнее время замечена смена технологии лесозаготовок с хлыстового на сортиментный метод, - это объясняется тем, что сортиментный метод исключает множество операций, должностей, механизмов, и т.д. То есть уменьшает затраты на производство, и увеличивает себе стоимость продукции. В большинстве случаев его используют при малом объеме лесозаготовок, и в близи дороги главного пользования. Получил большое распространение у малых, частных предприятий, что и дало мощный толчок к переходу всех предприятий на более совершенную технологию.

Целью курсового проекта является систематизация, углубление и закрепление знаний студента по предмету, развитие у них навыков самостоятельной работы в решении технологических задач.

1. Технологическая часть

1.1 Разработка технологии производства щепы на нижнем лесопромышленном складе

1.1.1 Режим работы предприятия Таблица 1. Расчет режима работы предприятия

1.2 Выбор технологического процесса

Схема технологического процесса

Рисунок 1. Схема технологического процесса.

1.2.1 Определение объемов древесного сырья, перерабатываемых на нижнем складе.

Сырьем для производства щепы на нижнем лесопромышленном складе являются: низкокачественная древесина (дрова), отходы раскряжевки и лесосечные отходы. Ресурсы такого древесного сырья определяются исходя из породного состава и класса товарности эксплуатируемых древостоев, объемов раскряжевки и объема поступающих на переработку лесосечных отходов. Объем дров, получаемых в результате раскряжевки хлыстов Q_др.i, тыс.м³, определяется по форму:

Q_др.i=Q_iP_{i ;}

где Q_i-объем раскряжевки, тыс.м³, i-породы;

P_i – коэффициент выхода низкокачественной древесины, i-породы.

Q_др.ель=290*0,8*0,103=23.9 тыс;

Q_{др.береза}=290*0,2*0,271=15.8 тыс.м^{3 ;}

Q_др.=23.9+15.8=39.7 тыс.м^3.

Кусковые отходы раскряжевки хлыстов составляют 2,0…4,4% от объема раскряжевки древесины.

Результаты расчета объемов дров и кусковых отходов раскряжевки хлыстов заносятся в таблицу 2.1.

Таблица 2.1. Годовые объемы дров и кусковых отходов раскряжевки хлыстов на нижнем лесоскладе.

При определении объема древесины, используемой для переработки на щепу, следует учитывать потребление древесины на собственные нужды предприятия. В соответствии с материалами к технологическим расчетам, нормы бытовых целей составляют 5% от годового объема всего древесного сырья, поступающего на нижний лесосклад. Если лесосечные отходы не перерабатываются на нижнем лесоскладе, объем древесины, потребляемой на собственные нужды, принимается от годового объема раскряжевки хлыстов. При этом в первую очередь подлежат использованию отходы цехов переработки и лесосечные отходы. Также желательно расходовать древесину лиственных пород, как менее ценную по сравнению с древесиной хвойных пород

Объем древесины потребляемой на собственные нужды Q_{сн ,}м³, определяется по формуле:

Q_сн=0,05 Q_г;

Q_сн=0,05*290=14500 м³.

При переработке лесосечных отходов на нижнем лесоскладе определяется по формуле:

Q_сн=0,05*( Q_г+ Q_щ);

где Q_щ - годовой объем лесосечных отходов, перерабатываемых на щепу на нижнем складе.

Q_сн=0,05*290=14500 м³.

Результаты расчетов годовых объемов низкокачественной древесины сводятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Распределение годового объема низкокачественной древесины на нижнем лесоскладе.

1.2.2 Определение годовых и сменных объемов работ по переработке сырья

Для определения объемов работ по переработке сырья, выхода щепы и образования отходов производства необходимо установить режим работы цеха и состав технологических операций.

Режим работы цеха рекомендуется принимать круглогодовой, с двумя рабочими сменами в день. Количество рабочих дней в год принимается исходя из продолжительности 40-часовой рабочей недели. Число рабочих дней на погрузке щепы в год принимается равным количеству календарных дней.

Состав технологических операций следующий:

- при производстве технологической щепы: разделка долготья на коротье, расколка, окорка поленьв с удалением гнили, измельчение сырья, сортировка щепы, транспортировка на склад хранения, погрузка щепы на транспортные средства, удаление из цеха и отвозка отходов производства к месту утилизации.

При определении годового объема разделки Q^г_р, тыс.м³, необходимо учитывать, что сырье длиной от 0,3 до 1,5 м разделке не подвергается и составляет около 10 % от объема, поступающего в цех определяется по формуле:

Q^г_р=0,9 Q^г_пуск ;

Q^г_р=0,9*43=38.7 тыс.м^3.

Отходы от разделки в виде опилок Q^г_оп, тыс.м³, составляют 0,5…1,0% от объема разделки определяется по формуле:

Q^г_оп=(0,005…0,01) Q^г_р;

Q^г_оп=0,005*38.7=1.9 тыс.м^{3 .}

Сырье диаметром до 20см без гнили расколке не подлежит. Исходя из практики, годовой объем расколки Q^г_раск, тыс.м³,составляет 75…80% от объема перерабатываемого в цехе сырья определяется по формуле:

Q^г_раск=(0,75…0,8) Q^г_пуск- Q^г_оп ;

Q^г_раск=0.75*(43-1.9)=30.8 тыс.м³

Образующиеся отходы при расколке Q^г_{от.раск}, тыс.м³,составляют около 1% от объема раскалываемой древесины определяется по формуле:

Q^г_{от.раск}=0,01 Q^г_раск ;

Q^г_{от.раск}=0,01*30.8 =0,3 тыс.м³

Годовой объем окорки сырья Q^г_ок, тыс.м³, определяется по формуле:

Q^г_ок= Q^г_пуск- Q^г_оп- Q^г_{от.раск};

Q^г_ок=43-1.9-0.3=40.8 тыс.м³

Отходы от окорки древесины в окорочных барабанах Q^г_от.ок, тыс.м³, составляют около 10% от годового объема окариваемой древесины определяется по формуле:

Q^г_от.ок=0,1 Q^г_ок ;

Q^г_от.ок=0,1*40.8=4.08 тыс.м³

Измельчению и сортировке Q^г_изм , Q^г_сорт , тыс.м³, подвергается все окоренное древесное сырье и определяется по формуле:

Q^г_изм = Q^г_сорт = Q^г_ок - Q^г_от.ок ;

Q^г_изм = Q^г_сорт =40.8-4.08=36.72 тыс.м³

Выход технологической щепы Q^г_вых , тыс.м³, зависит от качества перерабатываемого сырья, породного состава и марки вырабатываемой щепы и определяется по формуле:

Q^г_вых = Q^г_сорт *К_в ,

где К_в – коэффициент выхода щепы.

Выход щепы из дров хвойных пород:

Q^г_вых =36.72*0,83=30.4 тыс.м³

Выход щепы из дров лиственных пород:

Q^г_вых =36.72*0.81=29.7 тыс.м³

Выход щепы из кусковых отходов раскряжевки хвойных пород

Q^г_вых =36.72*0,92=33.7 тыс.м³

Выход щепы из кусковых отходов раскряжевки лиственных пород

Q^г_вых =36.72*0,92=33.7 тыс.м³

Отсев щепы за год Q^г_от.щ, тыс.м³, определяется по формуле:

Q^г_от.щ=(1- К_в) Q^г_сорт ;

Отсев щепы за год из дров хвойных пород

Q^г_от.щ=(1-0,83)*36.72=6.2 тыс.м^3.

Отсев щепы за год из дров лиственных пород

Q^г_от.щ=(1-0.81)*36.72=6.9 тыс.м³

Отсев щепы за год из кусковых отходов хвойных пород

Q^г_от.щ=(1-0,92)* 36.72=2.9 тыс.м³

Отсев щепы за год из кусковых отходов лиственных пород

Q^г_от.щ=(1-0.92)* 36.72=2.9 тыс.м³

Годовые объемы транспортировки на склад и погрузки щепы Q^г_тр, Q^г_погр, тыс.м³, принимаются равными выходу щепы и определяются по формуле:

Q^г_тр= Q^г_погр= Q^г_вых ;

Транспортировка на склад и погрузка щепы из дров хвойных пород Q^г_тр= Q^г_погр=30.4тыс.м³

Транспортировка на склад и погрузка щепы из дров лиственных пород Q^г_тр= Q^г_погр=29.7 тыс.м³

Транспортировка на склад и погрузка щепы из кусковых отходов хвойных пород Q^г_тр= Q^г_погр=33.7 тыс.м³

Транспортировка на склад и погрузка щепы из кусковых отходов лиственных пород Q^г_тр= Q^г_погр=33.7 тыс.м³

Результаты пооперационного расчета объемов переработки сырья, выхода щепы и отходов производства сводятся в таблице 2.3.

Таблица 2.3. Объемы работ по переработке сырья и образованию отходов производства

1.2.3 Выбор и расчет потребного числа машин и оборудования

Ведомость потребного числа машин и оборудования сводится в таблиц 2.4.

щепа штабелевка лесоматериал раскряжевка

Таблица 2.4. Ведомость потребного числа машин и оборудования.

Описание технического оборудования полуавтоматической линии ЛО-15 А:

Рисунок 2. Схема полуавтоматической раскряжевочной установки ЛО-15А:1-приемная площадка; 2-двухстреловой гидроманипулятор; 3-подающий транспортер; 4-роликовый механизм; 5-скребковый транспортер; 6-кабина оператора; 7-система отмера длин; 8-приемный стол; 9- сбрасыватель; 10-отпиленное бревно; 11-продольный сортировочный транспортер; 12- скребковый транспортер; 13- пильный механизм; 14-приставной многопильный блок.

Техническая характеристика раскряжевочной установки ЛО-15А.

Наибольший диаметр хлыста, пропускаемого под пилой, мм 900

Наибольшая высота пропила, мм 600

Количество размерных групп отмеряемых длин выпиливаемых сортиментов, шт 14

Дискретность отмеряемых длин выпиливаемых сортиментов 1,6; 2,0; 2,4; 2,54; 2,75; 3,0; 3,2; 3,8; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5.

Количество, шт., не менее:

выдвижных упоров приемного стола 6

мест под установку выдвижных упоров 10

Скорость резания, м/с, не менее:

резания 70

движения тягового рабочего органа 1,8

Грузовой момент манипулятора, кН*м, не более 110

Вылет стрелы манипулятора наибольший, м, не менее 5,0

Установленная мощность электродвигателей, кВт, не более 77

Численность обслуживающего персонала, чел. 2

Габаритные размеры, мм, не более 55600*8000*5000

Конструктивная масса, кг, не более 25000

Производительность при среднем объема хлыста 0,45 м³ за время непрерывной работы, м³/ч, не менее 33

Описание технического оборудования гидравлического дровокольного станка КГ-8А:

Рисунок 3. Схема гидравлического дровокольного станка: 1-станина; 2- ножевой блок; 3- направляющая; 4- толкатель4 5- блок гидроцилиндров; 6- ограждение.

Техническая характеристика дровокольного станка КГ-8А.

Диаметр раскалываемых чураков, мм:

наибольший 1000

наименьший 150

Наибольшая длина раскалываемых чураков, мм 1250

Наибольшее усилие раскалывания, кН 300

Ход толкателя, мм 1400

Средний цикл раскалывания чураков, с 12

Мощность электродвигателей, кВт 15

Управление станком дистанционное

Количество обслуживаемого персонала, чел 1

Масса станка, кг 3900

Габаритные размеры, мм 4600*1000*1540

Производительность при среднем диаметре чураков 240 мм, м³/ч 12

Описание технологического оборудования роторного окорочного станка 0К40-1:

Рисунок 4. Схема роторного окорочного станка 0К40-1:

1-подающий конвейер; 2- лоток; 3-центрирующий козырек; 4,7,10- подающий, промежуточный и приемный вальцовые механизмы; 5,8- клиноременные передачи; 6,9- трехскоростные электродвигатели; 11-подпружиненный ролик; 12,15- трехскоростные электроприводы; 13- зачистная головка; 14- окорочная головка.

Техническая характеристика окорочного станка ОК40-1.

Диаметр просвета ротора, мм 400

Диаметр окариваемых лесоматериалов, см6

наименьший 6

наибольший 35

Наименьшая длина лесоматериалов, м 1,5

Наибольшая кривизна лесоматериалов, % 3

Частота вращения ротора, мин^-1 200; 270; 400

Наибольшая и наименьшая скорость подачи, м/с 0,18…1,18

Число скоростей подачи 6

Число, шт:

роторных головок 1

режущего инструмента 6

Из них:

короснимателей 3

коронадрезателей 3

защищающих резцов 3

Мощность, кВт:

общая 37

Габаритные размеры, мм 6150*2210*2500

Общая масса, т 7,3

Описание технологического оборудования дисковой рубительной машины МРНП-30-1:

Рисунок 5. Схема дисковой рубительной машины МРНП 30-1:

1- загрузочный лоток;2- корпус машины; 3-вал с подшипниками; 4- муфта; 5-электродвигатель; 6- плита.

Техническая характеристика дисковой рубительной машины МРНП-30-1.

Предельные размеры перерабатываемой древесины, мм:

наибольший диаметр при длине 1300 мм 220

наибольшая длина при диаметре 120 мм 3000

сечение патрона 250*250

диаметр ножевого диска, мм 1270

Количество ножей, шт 16

Частота вращения диска, мин^-1 740

Длина щепы, мм 22

Электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором

Мощность, кВт 90

Частота вращение, мин^-1 740

Напряжение, В 220/380

Габаритные размеры, мм, не более 2650*1700*1760

Масса машины, кг, не более:

с электродвигателем 4750

с электродвигателем, комплектующими изделиями, запасными частями и т.д. 5750

Производительность, м³/ч 28…33

Описание технологического оборудования плоской сортировочной установки СЩ-1М:

Рисунок 6. Схема плоской сортировочной установки СЩ-1М:

1- верхнее сито с крупными ячейками; 2,10- поддоны; 3- сита с мелкими ячейками; 4,5,12- лотки; 6-привод; 7-эксцентрик; 8- противовес; 9-шаровая опора; 11- короб.

Технические характеристики лаоской сортировочной установки СЩ-1М.

Три сита:

верхним с отверстиями 35*35 мм площадью 2,9 м²

средним с отверстиями 10*10 мм площадью 2,9 м²

нижним с отверстиями 10*10 мм площадью 2,6 м²

Короб с ситами совершает 180 колебаний в минуту

Мощность приводного двигателя, кВт 3

Производительность установки нас. м³/ч 60

Описание технологического оборудования пневмопогрузчика щепы ВО-59:

Рисунок 7. Схема пневмопогрузчика щепы ВО-59:

1-всасывающающая труба;2- воздуходувная машина; 3- трубопровод; 4- питатель; 5- передняя опора; 6- загрузочный насадок; 7-шибер; 8- загрузочные транспортеры.

Техническая характеристика пневмопогрузчика щепы ВО-59.

Расстояние транспортирования щепы пневмопогрузчиком от оси скребковых транспортеров до оси загружаемой емкости, м, не более 75

Установленная мощность, кВт 70,8

Скорость скребкового транспортера, м/с 0,4…0,62

Габаритные размеры пневмопогрузчика, мм 79000*25000*9050

Масса пневмопогрузчика с воздуходувкой, кг 14800

производительность, м³/ч 28-30

Описание технологического оборудования скипового погрузчика ЛВ-175:

Рисунок 8. Скипового погрузчика ЛВ-175:

1- скип; 2- рама с блоками; 3- подставка с приводом; 4- стойки.

Техническая характеристика скипового погрузчика ЛВ-175.

Вместимость скипа, м³, не менее 5

Скорость подъема скипа, м/с, в пределах 0,1…0,2

Мощность электродвигателя, кВт, не более 7,5

Габаритные размеры, мм 8805*2745*5160

Масса, кг, не более 3600

Производительность при двух циклах загрузки- разгрузки скипа и полном объеме загрузки, м³/ч, не менее 10

Описание технологического оборудования щеповоза ЛТ-170:

Рисунок 9. Схема Щеповоза ЛТ-170:1- автомобиль тягач КрАЗ-258Б1; 2- кузов; 3- тент; 4- надставной борт; 5- задний борт; 6- разгружающий транспортер; 7- тележка полуприцепа; 8- крестообразная сцепка; 9- запасное колесо; 10- опорно-стояночное устройство; 11- электрооборудование; 12- пневмооборудование.

Техническая характеристика щеповоза ЛТ- 170

Базовый автомобиль – тягач КрАЗ 258 Б1

Мощность двигателя, кВт 176,5

Грузоподъемность, кг 20000

Вместимость кузова, м³:

с надставными бортами 70

без надставных бортов 44

Максимальная скорость движения с грузом, км/ч 50

Дорожный просвет, мм, не менее 290

Колея полуприцепа, мм 1900

Колеса дисковые

Размер шин, мм 320-508

Погрузочная высота, мм 3800+300

Управление механизмом разгрузки из кабины водителя рычагом включения коробки отбора мощности

Время саморазгрузки, мин 25-10

Тормоза колодочные

Привод тормозов полуприцепа пневматический однопроводный

Стояночный тормоз ручной механический

Напряжение в электросети, В 24

Габаритные размеры полуприцепа, мм 15300*2630*3800

Конструктивная масса, кг, не более:

полуприцепа 11026

щеповоза 21000

Эксплуатационная масса щеповоза с грузом, кг, не более 41200

1.2.4 Потребная численность рабочих и административно-технического персонала цеха

Потребная численность рабочих на основных работах определяется исходя из сменного объема работ и норм выработки. На механизированных работах потребная численность рабочих принимается исходя из количества оборудования и рабочих, обслуживающих данное оборудование или машину.

Кроме рабочих, занятых на основных операциях, в состав бригады обычно входит слесарь-пилоножеточ.

Штат административно-технического персонала включает:

начальник цеха, который осуществляет руководство цехом, 2 лаборанта- контролируют качество сырья и выпуском щепы, 1 уборщик. Обязанности мастеров в цехе исполняют бригадиры.

1.2.5 Определение количества рабочих на основных работах

Определение количества рабочих на основных работах сводится в таблицу 2.5.

Таблица 2.5. Определение количества рабочих на основных работах.

1.2.6 Расчет трудозатрат на вспомогательные работы

Расчет трудозатрат на вспомогательные работы сводится в таблицу 2.8.

Таблица 2.8. Расчет трудозатрат.

1.2.7 Выбор типа и расчет параметров склада щепы

Организация запаса и хранения щепы вызывается неравномерностью работы цеха и отгрузки щепы. Тип склада запаса выбирается в зависимости от объема производства щепы, способа хранения и вида транспорта, применяемого для перевозки.

Щепу хранят в закрытых складах, в контейнерах и на открытых площадках. В лесозаготовительных предприятиях, благодаря сравнительно низким затратам на устройство и содержание, наибольшее распространение получили открытые склады хранения щепы.

Запас хранимой щепы и параметры склада определяются отдельно по группам хвойных и лиственных пород.

Вместимость склада хранения щепы Е_щ, м³, определяется по формуле:

Е_щ =Т* Q^см_вых ;

где Т-срок хранения щепы, дни

Е_щ =6*314.3=1885.8 м³

На открытых складах щепу хранят в кучах прямоугольной или конусной формы.

При хранении в прямоугольных кучах площадь склада F,м², определяется по формуле:

F= Е_щ /е ;

где е - удельная вместимость склада щепы м³/ м²

F=1885.8/1.5=1257.2 м²

e=К_п*Н ;

e=0,3*5=1,5 м³/ м²

где Н-высота куч щепы, Н=5м.

Длина склада щепы L,м, определяется по формуле:

L=F/В;

где В-ширина склада щепы, В=20м,

L=1257.2/20=62.8 м.

При хранении щепы в кучах в виде конуса, диаметр основания кучи D,м, определяется по формуле:

;м ;

где β-угол естественного откоса щепы, β=30…40⁰.

.

Высота кучи щепы Н, м, определяется по формуле:

Н=0,5Dctgβ;

Н=0,5*30*1,73=27,68 м.

При организации контейнерного склада щепы следует определить количество контейнеров n_к, шт, размещенных на складе.

n_к=Е_щ/V_к;

где V_к - вместимость контейнера, м.

n_к=1885.8/94=20 шт.

Площадь контейнерного склада, S, м², определяется по формуле:

S=L_к*В_к;

Где L_к и В_к – ширина и длина контейнера соответственно, м.

S=2,5*5=12,5 м²

1.2.8 Расчет потребности силовой электроэнергии

Расчет потребности силовой электроэнергии сводится в таблице 2.9.

Таблица 2.9. Расчет потребности силовой электроэнергии.

1.2.9 Расчет потребности электроэнергии на освещение

Расчет потребности электроэнергии на освещение приводится в таблице 2.10.

Таблица 2.10. Расчет потребности электроэнергии на освещение.

1.2.10 Технико-экономические показатели нижнего лесосклада.

Расчет технико-экономические показатели нижнего лесосклада сводится в таблицу 2.11.

Таблица 2.11. ТЭП нижнего лесосклада.

2.Конструктивная часть

Исходные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3.Исходные данные

Схема продольного цепного транспортера:

Рисунок 7. Схема продольного цепного транспортера:

1 – точка натяжения; 2 – точка натяжения; 3 – точка натяжения; 4 – точка натяжения; 5 – точка натяжения; 6 – точка натяжения.

1. Натяжение в точке I, Z₁, Н, определяется по формуле:

Z₁=Z_m=Z_{сб ;}

где Z₁-натяжение тягового устройства в первой точке, Н;

Z_m-монтажное натяжение, Н;

Z_сб-сбегающее натяжение, Н.

Z_m=1000…1500 Н;

Z₁=Z_m=Z_сб=1000 Н.

2. Натяжение в точке 2, Z₂, Н, определяется по формуле:

Z₂= Z₁+qL₁µ;

где q-вес одного погонного метра тягового устройства, Н.

L₁-длина горизонтального участка, м;

µ-коэффициент трения скольжения траверс транспортера по направляющим; µ=0,25.

Z₂=1000+107.25*70*0,25=2876.8 Н.

Вес одного погонного метра тягового устройства определяем:

q=q_ц+q_тр/l_тр; Н/м;

где q_ц- вес одного погонного метра цепи, Н;

q_тр- вес одной траверсы, Н;

l_тр- шаг траверсы, м.

q=76+50/1,6=107.25 Н/м.

3. Натяжение в точке 3, Z₃, Н, определяется по формуле:

Z₃= Z₂+ qL₂(µ*cosα-sinα);

где L₂-длина наклонного участка, м;

α-угол подъема, град⁰.

Z₃=2876.8+107.25*40(0,247-0,139).

Z₃=3348.7 Н

4. Натяжение в точке 4, Z₄, Н, определяется по формуле:

Z₄=1,08* Z_{3 ;}

Z₄=1.08*3348.7=3616.6 Н.

5. Средний вес одного бревна,Q, Н/ м³, определяется по формуле:

Q=πd²/4*l*γ;

где d-средний диаметр одного бревна, м;

l-средняя длина бревна, м;

γ-плотность древесины; γ=8500 Н/ м³

Q=3.14*0.3^2* 5*8500/4;

Q=3,14*0,09*5*8500/4=3002 Н/ м^3.

6. Количество бревен,n₂,шт, находящихся на наклонном участке, определяется по формуле:

n₂=L₂/l+Δ; шт;

где l-длина бревна, м;

Δ-межторцовый разрыв, м Δ=0,5м

n₂=40/5+0,5=7.2 шт.

7. Натяжение в точке 5, Z₅, Н, определяется по формуле:

Z₅= Z₄+ qL₂(µ* cosα + sinα)+ n₂Q(µ*cosα+sinα);

Z₅=3616.6+107.25*40(0.37)+7.2*3002(0.37);

Z₅=13201.2 Н.

8. Натяжение в точке 6, Z₆, Н, определяется по формуле:

Z₆= Z₅+ qL₁µ+ n₁Qµ;

где n₁-количество бревен, находящихся на горизонтальном участке, шт.

Z₆=13201.2+107.25*70*0,25+12.7*3002*0,25;

Z₆=24608.5 Н.

n₁= L₁/l+ Δ;

n₁=70/5+0.5=12.7 шт.

9. Добавочные динамические натяжения тягового устройства, Z_дин, Н, определяется по формуле:

Z_дин = ma; Н;

Z_дин =82134*0.5=41067 Н.

a=υ_тр/t;

где υ_тр-средняя скорость цепи транспортера, м/с;

t-время разгона, t =2…4 с.

a=1/2=0.5.

m=nQ+2q (L₁+ L₂), Н;

где n- общее число бревен, находящихся на транспортере, шт.

n= n₁+ n_2;

n=12.5+7.2=19.7 шт.

m=19.7*3002+2*107.25*110

m=82134 Н.

Добавочные динамические натяжения тягового устройства возникают в период пуска транспортера вследствие неравномерной скорости движения тягового устройства, а также при сборе бревен автоматическими сбрасывателями. Добавочные динамические натяжения необходимо учитывать при расчете на прочность тягового устройства.

Наибольшие добавочные натяжения возникают в период пуска транспортера.

10. Максимальное натяжение тягового устройства, Z_max, Н, определяется по формуле:

Z_max= Z_дин + Z_{наб ;}

где Z_наб- набегающее натяжение, Н.

В нашем случаеZ_наб= Z_6;

Z_наб=23614.1 Н.

Z_max=24608.5+41067=65675.5 Н

11. Разрушающая нагрузка для цепи транспортера, S, Н, определяется по формуле:

S= Z_max*К; Н;

где К-коэффициент запаса прочности; К=4…8.

S=65675.5*5=328377.5 Н.

12. Диаметр круглой стали для цепи транспортера, d, м, определяется по формуле:

;

где [σ_раз] – временное сопротивление разрыва для стали

[σ_раз] = 3430*10⁵

13) Тяговое усилие, Z_тяг, Н, определяется по формуле:

Z_тяг=1,05* Z_наб - 0,95* Z_сб;

в нашем случае

Z_наб = Z_6;

Z_сб = Z_{1 ;}

Z_тяг=1,05*24608-0,95*1000;

Z_тяг=25838.9-950=24888.9 Н.

14. Мощность электродвигателя, N, Вт, определяется по формуле:

N= Z_тяг*υ/η; Вт;

где υ-скорость движения цепи транспортера, м/с;

η-КПД передачи; η=0,95;

Z_тяг- тяговое усилие, Н.

N=24888.9*1,2/0,95=31438.6 Вт.

15. Выбираем электродвигатель.

Электродвигатель А91-6, мощностью 35000 Вт

Частота вращения-980 мин

М мах, М мin-1.8

Масса, кг-575

Маховой момент -70

3. Мероприятия по охране природы, охране труда, противопожарные мероприятия

3.1 Мероприятия по охране труда

3.1.1 Общие требования безопасности

Нижние склады лесозаготовительных мероприятий предназначены для приёма и первичной переработки древесины, хранения и отгрузки лесоматериалов. В зависимости от примыкания к магистральным путям они делятся на два типа: прирельсовые и береговые.

Прирельсовые располагаются у железных дорог общего пользования, и работа на них производится круглый год.

Береговые располагаются в пунктах примыкания лесовозных дорог к водным путям, отгрузка выработанной лесопродукции производится в навигационный период.

Технологический процесс нижнего склада должен быть организован с учетом требований правил техники безопасности, производственной санитарии и противопожарных мероприятий. Территория нижнего склада, производственные помещения, рабочие места должны быть благоустроены и содержатся в чистоте. Для пешеходного движения на территории устраиваются тротуары и пешеходные переходы.

Для прохода над работающим оборудованием к местам работы устраиваются мостики, лестницы, трапы. Вдоль лесотранспортеров со стороны, противоположной сбросу сортиментов в лесонакопители, должны быть устроены тротуары, ширина которых при сбросе сортиментов вручную составляет 1,5м, механизмами 1м.

Для защиты работающих от ветра и атмосферных осадков по всей длине лесотранспортера должен быть устроен навес со сплошной стенкой.

Инструмент и обтирочный материал необходимо хранить в специальных шкафах, а заготовки деталей - на стеллажах, в ящиках и других приспособленных для этого местах.

3.1.2 Общие требования погрузочно-разгрузочных работ на нижнем складе

Погрузочно-разгрузочные площадки, эстакады, мостики, сходни необходимо содержать в исправном состоянии и систематически освобождать от обрезков, упавших бревен, хлыстов, освободившихся прокладок и других посторонних предметов, а в зимнее время очищать от снега и льда и посыпать песком, шлаком или другими противоскользящими материалами. Места постоянной погрузки и выгрузки лесоматериалов ограждают знаками безопасности и предупреждающими надписями.

При скорости ветра 11,5м/с и более, грозе, ливневом дожде, густом тумане(видимость менее 50м), метели и буране погрузка и выгрузка лесоматериалов не должны производится.

Погрузочно-разгрузочные работы не должны производится на двух соседних штабелях и на головке и хвосте одного штабеля. При погрузке лесоматериалов кранами необходимо применять грейферные приспособления. Стропы, используемые при погрузке, должны быть оборудованы саморасцепляющимися приспособлениями, исключающими необходимость нахождения строповщика на погружаемом подвижном составе в период расцепки пачки. Не допускается во время погрузки и разгрузки лесоматериалов находиться в кабине и на площадке автомобиля, железнодорожной платформе или вагоне сцепе, а также в зоне действия перемещения груза и грузозахватных приспособлений.

При производстве погрузочно-разгрузочных работ кранами для обеспечения безопасности работающих правилами техники безопасности предусмотрено соблюдение следующих требований: работать только по сигналу стропальщика или другого специально выделенного лица, предварительно дублируя каждый сигнал; приостанавливать немедленно работу по сигналу "стоп" независимо от того, кем он подан; выполнять плавно, без рывков все действия погрузочных механизмов; расстояние между обоймами крюка и блоками на стреле при подъёме груза должно быть не менее 0,5м; застроповать груз двумя стропами на одинаковом расстоянии от его центра тяжести, поднимать груз во время перемещения не менее чем на 0,5м выше встречающихся на пути предметов; опускать перемещаемый груз лишь на предназначенное для этого место, где исключается возможность падения, опрокидывания или сползания устанавливаемого груза; на место установки груза должны быть предварительно уложены соответствующей прочности подкладки для того, чтобы стропы могли быть легко и без повреждений извлечены из под груза; отцеплять стропы при достаточном ослаблении каната, опущенной крюковой обойме или траверсе и по окончании произвольного перемещения бревен или хлыстов в пачке; опускать груз при возникновении каких либо неисправностей и прекращать работу до их устранения; устанавливать стрелу крана вдоль продольной оси пути в транспортное положение, а крюк поднимать в предельно верхнее положение при передвижении крана по погрузочно-разгрузочной площадке и после окончания работы.

При погрузке лесоматериалов кранами не разрешается: поворачивать стрелу, поднимать и опускать груз при движении погрузочного механизма; разбирать штабель для застроповки пачки подкопом, а также при наличии нависших брёвен; поднимать опускать и перемещать груз, когда люди находятся под ним и в зоне возможного опускания стрелы; допускать к самостоятельному управлению учеников без наблюдения за их работой; проводить ремонт, чистку, смазку погрузочных механизмов при работающем двигателе или включенном рубильнике электропитания и грузозахватных устройств, находясь под ними.

3.1.3 Раскряжевка хлыстов

Раскряжевка хлыстов на нижних складах производится моторным инструментом и раскряжевочными установками. Раскряжевку хлыстов моторными пилами и раскряжевочными устройствами необходимо производить после предварительного разделения пачки на эстакаде в один ряд. Такое разделение производится установками, поперечными растаскивателями хлыстов или вручную при помощи аншпугов, ваг, кондаков, багров.

Для безопасного выполнения работ на раскряжевке хлыстов моторными пилами установлены специальные требования безопасности, которые необходимо соблюдать; выполнять мелкий ремонт, смену пильной цепи, её натяжение при неработающем двигателе бензиномоторной пилы отключенном двигателе электропилы от кабеля; переходить от реза к резу с бензиномоторной пилой при работе двигателя на малых оборотах, а с электропилой при выключенном электродвигателе; выключать двигатель электропилы при прекращении подачи тока; освобождать зажатую в резе пильную шину после остановки двигателя; подвешивать электрокабель для питания электромоторного инструмента над раскряжевочной эстакадой на высоте не менее З м. Хлысты, перемещаемые растаскивателями, должны подаваться на подающий транспортер поштучно, комлями вперед. Для исключения случаев застревания между транспортерами откомлевки, длина её не должна превышать 10см.

Во время работы оператору установки не разрешается отвлекаться, отходить от пульта управления, оставлять кабину при включенных механизмах, допускать посторонних лиц в кабину и передавать управление установкой другим лицам.

3.1.4 Сортировка круглых лесоматериалов

Сортировка круглых лесоматериалов на нижних складах в основном механизирована и осуществляется лесотранспортерами с брёвносбрасывателями. Правилами техники безопасности допускается сброска сортиментов ручными приспособлениями при отсутствии на лесотранспортерах бревносбрасывателей. Во время сбрасывания сортиментов в лесонакопители находится в них людям запрещено. Перед пуском лесотранспортера необходимо убедится в отсутствии людей в опасной зоне на всем его протяжении, и предупредить об этом окружающих звуковым сигналом. Запрещается вставать во время работы лесотранспортера на его рабочую цепь, проходить под эстакадой необходимо в установленных местах, имеющих специальное ограждение.

3.1.5 Штабелевка круглых лесоматериалов

Круглые лесоматериалы укладываются в штабеля на подштабельные устройства. В местах, где укладывают или разбирают штабеля, устанавливают знаки безопасности и предупреждающие надписи.

Штабеля круглых лесоматериалов укладываются не выше чем полуторная длина бревен. При штабелевке лесоматериалов вручную высота штабеля не должна превышать 1,8м.

3.2 Мероприятия по охране природы

Для предотвращения загрязнения атмосферного воздуха в проектах следует предусматривать: безотходную технологию либо технологию с минимальными выбросами в атмосферу вредных и неприятно пахнущих веществ; замену токсичных основных и вспомогательных материалов менее токсичными или нетоксичными; максимальную герметизацию, уплотнение стыков и соединений технологического оборудования и трубопроводов; автоматическую сигнализацию о ходе отдельных процессов и операций, связанных с возможностью выделения вредностей, широкое использование гидро- и пневмотранспорта для транспортировки пылящих материалов; блокировку и автоблокировку технологического оборудования с санитарно-техническими устройствами. Кроме того, необходимо применять установки по рекуперации, очистке и обезвреживанию производственных выбросов.

Загрязненность атмосферного воздуха понижает солнечную радиацию, что отрицательно сказывается как на здоровье людей, так и природе вообще. Во избежание этого загрязненный промышленными выбросами воздух перед выбросом в атмосферу очищают.

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, предприятия, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, являющимися источниками выделения в окружающую среду вредных и пахнущих веществ, а также источниками повышенных уровней шума, вибрации и т. д., когда невозможно инженерно-техническими решениями защитить жилой район от вредного воздействия окружающей среды предприятия, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Предприятия с технологическими процессами, не выделяющими производственных вредностей и не требующих подъездных путей, допускается размещать в жилых районах.

Под санитарно-защитной зоной понимается расстояние от вредного фактора до населенного пункта, при котором исключена или снижена вредность до норм.

Степень загрязнения сточных вод характеризуется количеством содержащихся в них органических веществ, которые могут находиться в растворенном, нерастворенном и коллоидном состояниях. Эти загрязненные сточные воды перед сбросом в водоем обязательно предварительно очищают и обезвреживают. Общие технические решения не всегда позволяют снизить шум и вибрацию до допустимых величин. В этих случаях для снижения шума, проникающего в уши человека, используют индивидуальные защитные средства: наушники и вкладыши, а также шлемы. К средствам защиты рук от воздействия вибраций относятся виброзащитные рукавицы или перчатки, а также прокладки или пластины, снабженные креплениями для рук. Эти средства следует использовать при работе с ручным механизированным электрическим и пневматическим инструментом.

3.3 Противопожарные мероприятия

Меры пожарной безопасности складов лесоматериалов сводятся главным образом к правильной планировке, т. е. расположению групп штабелей и кварталов с соответствующими разрывами между соседними зданиями и сооружениями и к соблюдению строгого противопожарного режима.

Территорию склада необходимо содержать в чистоте. Систематически очищать от сухой травы, коры, щепы и других отходов. Курение, разведение костров, огнеопасные работы на территории складов категорически воспрещаются, о чем должны сообщать вывешиваемые четкие надписи.

Рекомендуется разработка специальных инструкций для лиц, ответственных за противопожарное состояние цехов, складов и других объектов.

В летние жаркие дни территорию складов поливают водой. Небольшие склады оборудуются средствами пожаротушения, а также пожарной сигнализацией, непосредственно связывающей склад с пожарной командой, и специальным водоснабжением. Быстрому распространению пожара на складах может способствовать наличие различных дощатых будок, здании и сгораемых лесотранспортных сооружений, расположенных в непосредственной близости от штабелей лесоматериалов. Поэтому чрезвычайно важно не допускать на таких складах нарушения разрывов и невыполнения других противопожарных мероприятий, предусмотренных "Противопожарными нормами строительного проектирования складов лесных материалов". Меры пожарной безопасности складов лесных материалов сводятся главным образом к правильной планировке, т, е. расположению трупп штабелей и кварталов с соответствующими разрывами между соседними зданиями и сооружениями и к соблюдению строгого противопожарного режима.

Территорию склада необходимо содержать в чистоте, систематически очищать от сухой травы, коры, щепы и других отходов. Если на территории склада в течение продолжительного времени скопилось много отходов, которые удалить с территории практически невозможно, нужно разровнять и засыпать их слоем песка, земли, шлака. Курение, разведение костров, огнеопасные работы на территории складов категорически воспрещаются. Кроме того, рекомендуется разработка специальных инструкций для лиц, ответственных за противопожарное состояние цехов, складов и других объектов. В летние жаркие дни территорию складов поливают водой. Небольшие склады лесоматериалов обеспечиваются средствами пожаротушения (огнетушителями, чанами с водой, устанавливаемыми через определенные расстояния), а также пожарной сигнализацией, непосредственно связывающей склад с пожарной командой, и специальным водоснабжением. Не допускать на складах нарушения разрывов и невыполнения других противопожарных мероприятий. Склады щепы и древесных отходов еще более пожароопасные. Поэтому при хранении щепы и отходов следует соблюдать необходимые противопожарные меры, отходы в жаркие дни поливают водой. В одном штабеле нельзя совместно хранить опилки и крупные отходы. Склады отходов лесопиления, не используемых в котельных, не разрешается устраивать на территории предприятия, а также вблизи котельных. Открытые склады отходов рекомендуется располагать как можно дальше от производственных, жилых и общественных зданий и сооружений и открытых товарных складов. При работе на складах лесных материалов автотранспорта и различных механизмов устанавливают надзор за их состоянием, чтобы исключить подтекание горючего и смазки, а также загрязнение двигателей древесной пылью. На выхлопной трубе устанавливают искрогаситель.

Список используемых источников

1 Арямов П, М. Охрана труда на лесозаготовительных предприятиях : уч пособие для профтехучилищ/ М. : Лесная промышленность, 1987.

2 Единые нормы выработки и расценки на лесозаготовительные,вспомогательныеработы на лесозаготовках.- ЦНИИМЭ-МЗкономика,1989.-95 с.

3 Машины и оборудование лесозаготовок / справочник / Миронов Е; И., Рохленко Д.Б., Беловзоров Л. Н,, Матвеенко Л. С., Кулагин Ю. М.

4 Технология и оборудование лесозаготовительного производства: учебник / А.П. Матвейко.-Мн.: Техноперспектива, 2006.-447 с.

5 Щелгунов Ю.В., Кутуков Г.М., Лебедев Н.И. Технология и оборудование лесопромышленных предприятий: Учебник. 3-е изд.-М.:МГУЛ, 2002.-589 с.: ил.

6 Щербаков А. С. Охрана труда в лесной и деревообрабатывающей промышленности: учебник для техникумов /А. С. Щербаков, Л. И. Никитин, И. Г. Бобков - 2-е изд.,перераб. и доп. - М., Лесная промышленность, 1990.