Обоснование марок технических средств. Расчет потребности в оборудовании и основных рабочих

Выбрав вариант технологического процесса лесоскладских работ по основному технологическому потоку и определив объемы работ, выполняемых по каждой операции, приступают к обоснованию марок оборудования. Выполнение одной и той же операции возможно различным оборудованием. На выбор конкретной марки технических средств оказывает влияние ряд факторов. Прежде всего, характеристики предмета труда, параметры оборудования, объемы работ, глубина переработки древесины, способы доставки древесины, наличие вблизи перерабатывающих древесину мощностей и т.д.

Последовательность действия при обосновании марок оборудования рекомендуется следующая:

– определяют базовую систему машин;

– приводятся марки всех технических средств для выполнения данной операции с кратким анализом конструкции и принципам их действия;

– определяются критерии выбора (например, сменное задание и сменная производительность оборудования);

– выполняется обоснование выбора конкретных марок.

Объем лесоматериалов, подлежащий переработке отдельными механизмами в сутки, должен быть взят с учетом режима работы склада (табл. 11).

Число смен работы в сутки у некоторых механизмов обычно совпадает с числом смен работы лесовозной дороги (разгрузочные механизмы, сучкорезные и раскряжевочные механизмы, сортировочные лесотранспортеры и т. п.). У некоторых же других механизмов число смен работы в сутки может быть иным, чем сменность работы лесовозного транспорта, и должно обеспечивать наилучшую загрузку перечисленных механизмов.

Выбирая тип и грузоподъемность машин и оборудования для выгрузки подвижного состава лесовозной дороги, необходимо учитывать грузоподъемность последнего, чтобы единица подвижного состава могла бы быть разгружена за один прием. При этом следует иметь в виду, что в большинстве случаев одни и те же механизмы используются как для разгрузки подвижного состава, так и для создания запаса деревьев или хлыстов. Можно считать, что только около 50…70 % хлыстов или деревьев подается непосредственно с подвижного состава к сучкорезным или раскряжевочным установкам. Остальные 30…50 % сначала укладываются в штабеля, а затем из них подаются на очистку от сучьев или раскряжевку. Таким образом, количество лесоматериалов, перегружаемых разгрузочным механизмом, приблизительно в 1,3…1,5 раза превышает объем разгрузки.

Для разгрузки подвижного состава могут быть использованы козловые краны с грейферами или стропными комплектами, колесные погрузчики грузоподъемностью до 35т, транспортно-штабелевочные агрегаты грузоподъемностью до 30 т, челюстные лесопогрузчики грузоподъемностью 3,2…3,5 т и разгрузочно-растаскивающие устройства. Для прирельсовых лесоскладов можно рекомендовать козловые, консольно-козловые и кабельные краны, а также колесные автопогрузчики большей грузоподъемности. Транспортно-штабелевочные агрегаты, челюстные погрузчики используются в основном на береговых лесоскладах.

При вывозке деревьев и очистке их от сучьев на сучкорезных установках с поштучной обработкой, а также при вывозке хлыстов и передаче их на раскряжевочные установки необходимо предусмотреть специальные механизмы для разбора пачек и поштучной подачи деревьев или хлыстов. В комплект некоторых установок эти механизмы входят (например, разборщик деревьев и манипулятор входят в состав сучкорезной установки типа ПСЛ, раскряжевочной установки ЛО-15С), в других случаях они должны быть установлены дополнительно.

Для разобщения хлыстов и поштучной выдачи используют разобщители хлыстов в рядовом и северном исполнении марок ЛТХ-80, ЛТХ-80-1, ЛТХ-80С. Объем нагрузки до 25 м³ с большим диапазоном по размерам. Производительность до 130…140 м³/час. Для поштучной выдачи в последнее время внедряются гидроманипуляторы. Наиболее перспективным является двухстреловый манипулятор ЛО-13С с автономным управлением каждой стрелы. Так же можно использовать навесной манипулятор СФ85 финляндского АО «Фискарс» и др.

При выборе типов сучкорезных машин необходимо учитывать породный состав поступающих на нижний склад деревьев, а при использовании установок для групповой очистки деревьев от сучьев (МСГ-3, СМ-18) следует предусмотреть необходимость доочистки сучьев. Кроме того, необходимо иметь в виду, что установки для групповой очистки деревьев от сучьев целесообразно использовать только для обработки деревьев хвойных пород.

Для обрезки сучьев на лесоскладах рекомендуется сучкорезные установки ПСЛ-2А, ЛО-69 и сучкорезно-раскряжевочная установка ЛО-30 с продольной подачей и диаметром пропила до 110 см.

Выбор типа раскряжевочных установок в значительной степени связан с методом раскроя хлыстов, который может использоваться на данном нижнем складе [2, 9]. Допустимый метод раскроя, в свою очередь, зависит от породного состава раскряжевываемых хлыстов и объема переработки леса на нижнем складе. Также при выборе раскряжевочных установок и определении их производительности должны учитываться: средний объем хлыста (от чего зависит наибольший диаметр пропила) и принятый метод распиловки (одноступенчатый или двухступенчатый), [2]. При одноступенчатом способе на раскряжевочной установке хлыст разделывают сразу на отрезки необходимой длины, в том числе и на коротье. При двухступенчатом способе на раскряжевочной установке хлыст распиливают на длинномерные отрезки, которые затем в случае надобности (например, низкокачественная древесина) подают в разделочные цехи для дальнейшей обработки (разделки на коротье и др.).

Наибольшее распространение в лесной промышленности получили автоматизированные раскряжевочные установки с продольным перемещением хлыста, работающие по индивидуальному двухступенчатому способу раскроя.

При поступлении на склад отсортированного леса для раскряжевки хвойных пород следует отдать предпочтение более производительным установкам с поперечным перемещением хлыста (триммерам и слешерам), а для лиственных пород – только установкам с продольным перемещением хлыста.

Для раскряжевки хлыстов разработан ряд установок. Для поштучной раскряжевки хлыстов по индивидуальному методу раскроя целесообразно использовать установки ЛО-15С, ЛО-15А, ЛО-68 и ДО-65. Следует иметь в виду, что установка ЛО-15С имеет два конструктивных исполнения – с дополнительным пильным блоком и без него. С пильным блоком раскряжевывают хлысты объемом до 0,4 м³ с преобладанием хвойных пород. Дополнительный пильный блок нецелесообразно использовать при обработке хлыстов объемом более 0,4 м³ или при содержании 30 % и более лиственных пород.

При больших диапазонах разброса размеров хлыстов рекомендуется использовать сучкорезно-раскряжевочную установку ЛО-30.

Для объемов раскряжевки до 70 тыс. м³ в год можно использовать установку ЛО-113 с телескопическим манипулятором с клещевым захватом. Как правило, такие установки компонуются с разобщителем хлыстов ЛТХ-80С.

Для раскряжевки хлыстов преимущественно хвойных пород объемом от 0,15 до 5 м³ предназначена установка ЛО-105, многопильная установка слешерного типа с часовой производительностью (при объеме хлыста 0,5 м³) достигает 120 м³. Установка работает по обезличенному методу раскроя хлыстов.

На крупных лесоскладах с годовым объемом производства 300 тыс. м³ и более можно использовать установку для групповой раскряжевки хлыстов
ЛО-62. Эта установка требует подсортировки хлыстов по размерам и породам, которую следует предусмотреть на лесоскладе или на лесосеке.

При объеме хлыстов до 0,3 м³ можно использовать раскряжевочно-сортировочную установку с поперечной подачей марки МР-8.

На береговых лесоскладах эксплуатируют мобильные раскряжевочные, раскряжевочно-сортировочные и раскряжевочно-штабелевочные агрегаты с диаметром пропила до 100см.

При выборе сортировочных механизмов необходимо иметь в виду, что в ряде случаев предварительная рассортировка лесоматериалов на две группы производится на раскряжевочной установке и, например, низкокачественная древесина направляется в отдельный поток (возможны и другие принципы предварительной подсортировки), при этом на сортировочный транспортер попадает только часть лесоматериалов, получившихся в результате раскряжевки хлыстов.

Сортировка круглых лесоматериалов может производиться при помощи цепных или канатных лесотранспортеров, оборудованных бревносбрасывателями с автоматической системой управления [2, 5, 9, 13].

Сортименты сбрасываются в лесонакопители либо упрощенной конструкции, либо в накопительные устройства, обеспечивающие одновременное размещение одной, двух пачек. Сортименты могут также укладываться в контейнеры или увязываться в пакеты полужесткими стропами [2] непосредственно в лесонакопителях. Емкость лесонакопителей должна быть кратной грузоподъемности штабелевочно-погрузочного механизма.

Для складов с грузооборотом 200тыс. м³ и более предназначен сортировочный автоматизированный лесотранспортер с двухсторонней сброской
ЛТ-182 со скоростью движения тягового органа 1,2 м/с.

Объем штабелевочных работ для укладки сырья перед разделочными цехами зависит от принятой технологической схемы и числа смен работы цеха и сортировочного лесотранспортера, подающего сырье. При технологической схеме, предусматривающей возможность непосредственного поступления сырья в цех (минуя штабеля) и одинаковом числе смен работы транспортера и цеха, объем штабелевочных работ незначителен и составляет 10…15 % от объема поступления сырья в данный цех. В тех случаях, когда сортировочный транспортер работает в две смены, а цех в одну, сменный объем штабелевки составляет в одну смену 100 %, а в другую 10…15 % от сменного поступления сырья. Если же технологическая схема построена так, что все сырье должно пройти через штабеля (например, при расположении разделочного цеха на значительном расстоянии от сортировочного транспортера), объем штабелевочных работ равен объему поступления сырья. Штабелевка и погрузка лесоматериалов, находящихся в лесонакопителях, в контейнерах или в обвязанных пачках, может производиться консольно-козловыми, башенными или другими кранами и автопогрузчиками, а также канатно-блочными установками с приводом от лебедок. На прирельсовых нижних складах обычно применяют краны и автопогрузчики. На приречных складах штабелевку и сброску бревен на воду производят башенными кранами с гравитационными лотками и канатно-блочными установками с приводом от лебедок, а при коротких и невысоких штабелях – тракторными толкателями, бульдозерами и лесопогрузчиками.

Для переработки леса на нижнем складе организуют разделочные цехи. Наибольшее распространение имеют следующие виды переработки: производство балансов и рудничной стойки, лесопиление, шпалопиление, производство тарной дощечки, технологической щепы и дров.

При разработке лесоперерабатывающих цехов выбирают машины в соответствии с типовыми проектами. Для лесопиления принимают комплект оборудования на базе лесопильных рам, круглопильных станков, ленточнопильных станков и линий агрегатной переработке бревен.

В шпалорезных цехах используются круглопильные и ленточнопильные станки для выпиловки шпал, а для их оправки – фрезерные шпалооправочные станки.

Переработка низкокачественной древесины начинается обычно с разделки долготья на коротье, которое затем, в зависимости от качества и диаметра, рассортировывается на несколько групп – сырье для производства колотых балансов, тарных пиломатериалов, стружки, технологической щепы и дров. Возможна и другая последовательность технологических операций, а именно: окорка долготья с последующей разделкой на коротье и подачей на тарные станки, рубильные машины, механические колуны и станки для выработки колотых балансов.

В тарные цеха может подаваться для переработки также и низкокачественное долготье. Здесь могут использоваться тарные лесопильные рамы, тарно-делительные и тарно-брусующие станки. При производстве технологической щепы для целлюлозно-бумажного производства необходима предварительная окорка сырья и подсортировка его по породам, а измельчение древесины должно производиться на дисковых рубильных машинах. При производстве технологической щепы для ДВП окорки и подсортировки по породам не требуется, а для измельчения могут использоваться барабанные рубильные машины.

Для производства технологической щепы из низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок в леспромхозах обычно используют комплектные установки УПЩ.

Для внутрискладского транспорта готовой продукции и отходов могут быть приняты транспортеры, автопогрузчики, аккумуляторные погрузчики, пучковозы, автомашины (бортовые и самосвалы), пневмотранспортные установки и т. п. Тип транспортных средств выбирается в зависимости от расстояния транспортировки, вида и объема перемещаемых лесоматериалов.

После подбора основного оборудования определяется его потребное количество. Для расчета потребного количества основного технологического оборудования следует определить сменную производительность каждого механизма, машины и станка.

Сменную производительность отдельных машин, механизмов и станков можно определить на основании технических характеристик, по нормам выработки или расчетным путем, исходя из технических характеристик оборудования и конкретных условий его эксплуатации на проектируемом лесном складе.

Путем деления сменного задания на сменную производительность механизма определяют необходимое количество работающих машин. При этом может оказаться, что некоторые из них будут загружены не полностью. В этом случае возможно использование одних и тех же машин и оборудования для выполнения одноименных операций или по переработке различных сортиментов. Расчеты количества основного оборудования и рабочей силы сводятся в таблицу 2.