- •Федеральное агентство по образованию (Рособразование)
- •Курсовая работа
- •1. Технологическая часть
- •1.1 Составление схемы нижнего склада и подбор оборудования для различных его участков
- •1.2 Расчет производительности всех участков и определение места установки буферных магазинов
- •2. Общая часть
- •2.2 Анализ конструкции оборудования
- •2.4 Выводы о достоинствах и недостатках конструкций
- •3 Выбор и обоснование исходных данных для модернизации машины
- •3.1 Патентные исследования
- •4. Конструктивная часть
- •4.1 Описание конструкции модернизируемого узла
- •4.2 Гидромеханическая и электрическая схема колуна
- •4.3 Определение основных параметров роликового транспортера
- •4.4 Выбор электродвигателя
- •4.5 Кинематический и энергетический расчеты
- •4.6 Расчет закрытой зубчатой передачи
- •4.7 Расчет цепной передачи с роликовой приводной цепью
- •4.8 Конструирование звездочек
- •4.9 Расчет валов
- •4.10 Подбор подшипников качения
- •4.11 Подбор шпонок и проверочный расчет их на смятие
- •4.12 Подбор муфты
1. Технологическая часть
1.1 Составление схемы нижнего склада и подбор оборудования для различных его участков
Сущность работы лесного нижнего склада заключается в том, что при поступлении на склад деревьев происходит переработка сырья, погрузка на лесовозный транспорт и отправка потребителю. В последнее время большое распространение получил автомобильный транспорт.
В соответствие с заданием деревья уложены в штабеля непосредственно возле склада. Первой операцией является очистка деревьев от сучьев. Так как годовой грузооборот всего 10 тыс. м³, то для этой операции можно использовать передвижную сучкорезную установку ЛП-33. Рядом с ЛП-33 располагается двухниточный транспортер и погрузочная площадка, с которой хлысты будут поступать на раскряжевку. Для раскряжевки целесообразно использовать однопильную раскряжевочную установку ЛО-15С. ЛО-15С оснащена двухстреловым манипулятором ЛО-13С, с помощью которого хлысты укладываются на приемный транспортер. Хлыст распиливается на сортименты длиной 4м. Далее сортименты поступают в буферный магазин ЛТ-80А. Сортировка сортиментов после раскряжевки происходит посредством сортировочного транспортера ЛТ-182. После раскряжевки часть идет на дрова, часть на необрезные доски и горбыль. К лесопильной раме РК-1А бревна поступают по транспортеру БА-3М. После распиловки, полученные доски и горбыль по роликовому транспортеру сбрасываются в карманы. Затем готовая продукция укладывается в штабеля.
Часть бревен меньшего диаметра из буферного магазина по лесотранспортеру поступают в гидравлический дровокольный станок ЛО-46. Перед поступлением в ЛО-46 бревна распиливаются на поленья длиной 1 м. Полученные дрова по транспортеру поступают в карманы, а затем отправляются потребителю. Другая часть поленьев поступает к рубительной машине МРНП-10-1, где перерабатывается в технологическую щепу. Щепа по скребковому транспортеру ТОЦ -16-5 поступает в скиповый погрузчик ЛВ-175.
Рисунок 1 – Схема лесного нижнего склада
1.2 Расчет производительности всех участков и определение места установки буферных магазинов
Для того чтобы определить, возможна ли работа склада при данных условиях и при установленном оборудовании необходимо произвести расчет производительности всех участков склада. Полученная производительность должна быть выше заданного грузооборота.
Для определения производительности технологического оборудования используем справочные материалы [2].
Производительность рассчитываем исходя их режима работы: 8-ми часовой рабочий день, 250 рабочих дней в году. Сначала находим сменную производительность установок , а затем годовую .
Производительность ЛП-33А.
(1.1)
где – время смены, принимаем = 8ч.;
– коэффициент использования рабочего времени, ;
– коэффициент использования оборудования, =0,85;
– средний объем хлыста, =0,5 м³;
– время цикла обрезки сучьев.
, (1.2)
где – время на наклон стрелы и захват и подъем дерева, [3];
– время на протаскивание дерева через сучкорезную головку, = 48,14 с [3];
– время, затрачиваемое на холостой ход, = 2,47 с [3];
– время на переезды вдоль штабеля, = 5,48 с [3];
77,79 с.
м³.
Тогда,
м³
Производительность однопильной раскряжевочной установки ЛО-15С
, (1.3)
где – затраты времени на раскряжевку среднего хлыста.
(1.4)
где – время на подачу хлыста или бревна = 3 с [4];
– время на пиление; – время на продольное перемещение;
– время на удаление отрезка;
– время на команду;
Время цикла раскряжевки хлыста объемом
= 0,5 м³ = 60 с [5].
м³;
м³.
Производительность сортировочного транспортера ЛТ-182.
, (1.5)
где – средняя длина хлыста (или кряжа), = 4 м³;
– объем кряжа, =0,14 м³
м³;
м³.
Производительность буферного магазина бункерного типа ЛТ-80А
Производительность буферного магазина находится по формуле (1.1). Время цикла определяем по справочной литературе [2], = 2,5 с.
м³;
м³.
Производительность цепного лесотранспортера БА-3М
Производительность находится аналогично производительности ЛТ-182.
м³;
м³.
Производительность лесопильной рамы РК-1А
, (1.6)
где – частота вращения вала привода рамы, =215 об/мин [2];
– величина посылки, = 22 мм/об [2];
– длина бревна, = 4 м
м³;
м³.
Производительность станка для продольной распиловки АЦ-3С
Производительность определяется по формуле (1.3).
, (1.7)
где – время выполнения одного пропила;
– число пропилов, = 4;
– время включения и выключения механизма надвигания пилы, = 2,5 с [5];
– время продольной подачи лесоматериала, t = 2 c [4].
, (1.8)
где – путь надвигания до начала пиления, = 0,1 м [5];
– путь надвигания в процессе пиления, м;
– скорость надвигания до пиления, = 0,93 м/с [5];
– средняя скорость пиления в процессе пиления, = 0,031 м/с[5];
– скорость движения пилы при обратном ходе, = 1,7 м/с [5].
с.
с;
м³;
м³
Производительность гидравлического дровокольного станка ЛО-46
, (1.9)
где - время цикла
, (1.10)
где , – время рабочего и холостого хода
, , (1.11)
где – скорость при раскалывании, = 0,35 м/с;
– скорость в обратном направлении = 0,57 с ;
с;
с;
с;
м³;
м³.
Производительность дисковой рубительной машины МРНП-10-1
, (1.12)
где – угловая скорость ножевого диска, = 62 рад/с [2];
– длина щепы, = 0,17 м [2];
– ширина измельчаемого материала, принимаем b = d = H = 0,14 м;
– коэффициент использования рабочего времени, = 0,80;
– коэффициент загрузки оборудования, = 0,70;
– коэффициент плотности подаваемого материала, принимаем = 0,5;
м³.
м³.
Производительность скребкового транспортера ТОЦ-16-5
, (1.13)
где – коэффициент угла наклона транспортера, = 0,85 [2];
– скорость цепи, = 0,6 м/с [2];
– объем массы транспортера, перемещаемой одним скребком, = 0,04 м³ [2];
– расстояние между скребками, = 0,8 м [2];
– коэффициент разрыхления, = 0,5 [2],
м³.
м³.
Таблица 1 – Результаты расчета производительности оборудования
Наименование оборудования |
Годовая производительность, м³ |
Самоходная сучкорезная установка ЛП-33А |
33375 |
Раскряжевочная установка ЛО-15С |
51000 |
Сортировочный лесотранспортер ЛТ-182 |
107000 |
Буферный магазин ЛТ-80А |
291250 |
Цепной лесотранспортер БА-3М |
109000 |
Лесопильная рама РК-1А |
861000 |
Дисковая пила АЦ-3С |
21250 |
Гидравлический дровокольный станок ЛО-46 |
49250 |
Дисковая рубительная машина МРНП-10-1 |
65000 |
Скребковый транспортер ТОЦ-16-5 |
146750 |
Для устранения перебоев в работе поточных линий, происходящих из-за недостаточной надежности составляющих их технологических установок, между последними располагаются буферные магазины, содержащие межоперационные запасы лесоматериалов. Буферный магазин представляет собой устройство, имеющее определенную вместимость, способное принимать заготовки от предыдущей технологической установки и поштучно передавать их последующей. В буферном магазине всегда должно оставаться свободное место для приема заготовок, поступающих от предыдущей установки, а так же должен находится некоторый запас, обеспечивающий работу последующей установки при остановке предыдущей. Необходимость установки буферных магазинов в поточные линии лесных складов обусловлена также специфическими особенностями лесоматериалов, которые существенно отличаются друг от друга по длине, диаметру, весу, форме поперечного сечения, степени кривизны ствола и т.д.
Конструкция буферного магазина должна удовлетворять следующим основным требованиям: достаточная вместимость, исключающая его переполнение или опорожнение в периоды кратковременных остановок; возможность приема и выдачи различных по размерам, форме и качеству заготовок; поштучная выдача заготовок.
Буферные магазины устанавливают: между разгрузочной и сучкорезной (при вывозке деревьев) или раскряжевочной (при вывозке хлыстов) установками; между сучкорезной и раскряжевочной установками; между двумя раскряжевочными установками типа ЛО-15С и продольно сортировочным лесотранспортером; между окорочным станком и разделочной установкой.
Деревья из-за наличия сучьев и кривизны стволов, после выгрузки на приемную эстакаду, располагаются неупорядоченно, часто перекрещиваясь и переплетаясь друг с другом, что существенно затрудняет их поштучную подачу к последующей установке. Поэтому одной из основных функций буферного магазина, расположенного непосредственно за разгрузочной установкой, является разделение пачек деревьев для поштучной подаче к сучкорезной установке. Такие буферные магазины называются разобщителями или разделителями.
1.3 Выводы о путях повышения производительности
В данной курсовой работе склад по грузообороту является малым, поэтому при укладке продукции в штабель применяется ручной труд. Применение ручного труда снижает производительность, поэтому можно применять колесные погрузчики. Так же повышения производительности можно добиться путем модернизации отдельного оборудования. Например, механизировать и автоматизировать как можно большую часть процессов. Используемый на складе дровокольный станок ЛО-46 можно оснастить транспортером. Этим можно обеспечить автоматическую уборку готовой продукции.