universitatea din oradea proiectarea unei fabrici de cherestea

29
1 Universitatea din Oradea Facultatea de Protectia Mediului PROIECTAREA UNEI FABRICI DE CHERESTEA. Coordonator: conf. Timofte Adrian Ioan Alin Popovici

Upload: studentu42

Post on 29-Oct-2015

168 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

1

Universitatea din Oradea

Facultatea de Protectia Mediului

PROIECTAREA UNEI FABRICI DE CHERESTEA.

Coordonator:

conf. Timofte Adrian Ioan Alin Popovici

Specialitatea: Ing.Prelucrarea Lemnului

Anul III

Page 2: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

2

INTRODUCERE

1.In acest proiect se propune proiectarea unei fabrici de cherestea, de capacitate Qan=6300 mc/an busteni rasinoase.

Alte date initiale: se cosidera un bustean de molid(pe plin) cu urmatoarele caracteristice : L = 4,80 m, s = 32cm, d= 38cm, D= 42cm, diametrul mediu busteni (dm)=40cm, lungimeamedie a busteanului este 4.80m. Aplicatia 1.

Sa se specifice daca aceasta piesa se incadreaza in cerintele calitative si dimensionale (curbura, conicitate) impuse de SR1294/1993.

Cu

Co x100 = 2,08%

Cerinte dimensionale conf. SR1294;d ≥ 18cm; L ≥ 2,50m;Din punc de vedere dimensional busteanul analizat se

incadreaza cerintelor SR 1294 Cerinte calitative:

Cu

Co x100 = 0,25% ≤ 2%

Page 3: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

3

Din punct de vedere calitativ piesa se incadreaza ca si cerinte pentru cherestea:

Pentru furnir standardul prevede o Cu ≤ 2%, nu se incadreaza la sortimentul furnir nici estetic nici tehnic.

2. Obiectivul proiectarii: Principiile care stau la baza unei fabrici de cherestele

- utilizarea rationala comlexa si completa a bustenilor- mecanizarea si automatizarea procesului tehnologic- incercarea rationala a masinilor, utilajelor si a locurilor de

munca.- reducerea opririlor, asigurarea disciplinei si folosirea

rationala a fortei de munca.- reducerea suprafetei totale ocupate si a volumului de

transporturi interioare, prin amplasarea rationala a halelor, si a depozitelor in planul general al fabricii;

- reducerea costurilor de productie si realizarea unui profit maxim.

- asigurarea normelor de securitatea muncii. - protectia mediului inconjurator (aer, apa, sol).

Fazele si etapele de proiectare.Elaborarea si intocmirea documentatiilor tehnice pentru lucrarile de investitii necesita urmatoarele etape:

- studiul tehnico-economic (S.T.E.);- proiectul tehnic si caietul de sarcini (P.T.);- detalii de execitie(D.E.);3. Amplasarea fabricii Fabrica va fi amplasata in localitatea Remeti din cadrul

Ocolului Silvic Remeti, Directia Silvica Bihor.La alegerea terenului trebuie respectate urmatorele cerinte.

- distanta pana la sursa de materia prima cat mai mica.- existenta apei curente sia apropiera de o linie electrica sunt

obligatorii.

Page 4: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

4

- existenta in zona a fortei de munca cat mai aproape.- modul de aprovizionare se va face pe drum auto sau pe

calea ferata. - Terenul trebuie sa fie ferit de inundatii, cu o usoara inclinare

1-2% de forma dreptunghiularar, rapotul laturilor 2: 1 sau 3: 1 latura mare paralela cu calea de acces.

4. Aprovizionarea cu materie prima Daca se doreste achizitionarea materiei prime direct de la drum auto (de la padure) trebuie sa se determine conditia de a avea unu sau mai multe autotrenuri de 16tone in functie de capacitatea fabricii.

regimul de lucru se va desfasura in functie de;- programul intrarilor de busteni;- programul de lucru al halei de fabricatie;- conditiile speciale de lucru;- protectia muncii.

4.1 Calculul stocului tehnic Stocul tehnic (Qth) reprezinta cantitatea de busteni ce trebuie sa existe permanent in depozit pentru a asigura functionarea fabrici in conditii normale. Volumul anual (Qan) de busteni si numarul zilelor lucratoare si numarul de zile pentru asigura lucrul fabricii.

Qth ; Qth

unde: N –numarul total de zile lucratoare n – zile lucratoare intro lunaQth = 540 mc stoc recomandt pentru aproximativ 20 zile de lucru.4.2 Calculul stocului tehnologic Calculul stocului tehnologic (Qst) este alcatuit din busteni sectionati sortati pe lagarele de depozitare. Stocul tehnologic (Qst)reprezinta cantitatea necesara zilnic de busteni si numarul de zile pentru care ne asigura acest stoc.

Page 5: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

5

Qst 27 mc/zi 27

4.3 Calculul necesarului pentru mijloace de transport.

Qtr ; Qtr 31,5 mc/zi ; 1mc =0.75t la rasinoaseunde: Qan - reprezinta cantitatea de busteni debitata anual in fabrica;N - numarul anual de zile in care se efectueaza transportul auto a bustenilor;

31,5mc x 0,75t=23,625t;Deoarece cantitatea cu care se aprovizioneaza zilnic fabrica,

este 23,625t ,este necesar si suficient un singur autotren forestier ATF 25 produs de firma Reghin.

4.3. 4 Lungime frontului de descarcare Busteni se descarca pe o platforma de descarcare si

depozitare , care prezinta o racordare la drumul existent in aprpiere.Deoarece transportul lemnului se realizeaza cu autotrenul , ATF 25 care are o lungime de cca15m lungimea frontului se calculeaza cu relatia.

Lf = mUnde:l - lungimea medie a mijlocului de transport(15)c- coeficient de majorare (1,3-1,5)k1 - coeficient de neritmicitate lunara (1,3-1,5)k2 - coeficient de neritmicitate zilnica(1,5-2,5)N´- numarul de zile in care se realizeaza transportul (200)r - numarul de intrar zilnice(1)

Page 6: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

6

q - capacitatea mijlocului de transport(31,5mc) (6300÷200)

Lf = 47,67m

4.5 Suprafata platformei de descarcare Se determina cu relatia lp =Lmax +3 = 12+3 =15m unde: Lmax – lungimea maxima a busteanului;

Sp = lp Lf = 15Descarcarea din autotrenuri se va realiza cu IFRON 204D (fabricat in Reghin sursa: http://www.automobileromanesti.ro/Altele/Irum/)

prevazut cu graifer hidraulic, pentru prindera sarcinii si se vor respecta normele de protectia muncii: adica descarcarea se va realiza pise cu piesa, timp in care autotrenul va fi parcat si franat.

Page 7: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

7

Constructia si dimensionarea lagarelor Busteni sortati se depoziteaza pe lagare, constituind stocul

tehnologic de materie prima (Qst =135mc). Lagarele sunt executate din podvale de beton, intre care se fixeaza grinzi de lemn rotund de rasinoase sau de foioase cu diametrul. Astfel incat stivele sa fie la minim 30cm deasupra solului. Numarul stivelor va fi dat de clasele de diametrelor.

≤ 20; 46-50;21-25; 51-55;26-30; 56-60;31-35; 61-65;36-40; 66-70;

41-45; ≥ 70;

Deoarece lungimea bustenilor este de 4m, lagarele vor avea o latime de 4m sau lungimea minima va fii:

unde;Vmin – este volumul minim de busteni de pe lagar; ks - coeficient de stivuire(ks = 0,65);h – inaltimea de stivuire a bustenilor ;lm – latimea medie a lagarelor;

Aplicatia 2 Model maximal de debitare Se considera un bustean de molid cu lungime de 4,8 m.

Diametrul la capatul subtire d= 38cm, iar la capatul gros D = 42cm . care este volumul maxim al unei prisme ce se poate obtine?

Vp = (0,71)²×d²×2

Page 8: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

8

Vp = 0,5041×0,38×0,38×4,8 = 0,349 m³Vf = 4×0,1×0,38×0,43×0,38×4,8= 0.119m³

Vb = 0,785x0,40x0,40 x4,8 = 0,602m³ R

Aplicatia 3 Calculul latimii pieselor de cherestea intrun model de debitare Se considera un bustean de molid cu diametrul la capatul subtire d= 38cm. Considerand ca se luceaza cu modelul de debitare:

R/24; 2/48; 1/75; 2/48; R/24, sa se determine latimea exterioara a pieselor ce se vor obtine. Se cunosc: supra dimensiunea pentro o piesa de 75mm, grosimea va fi A75 = 2,3mm; A48 = 1,6mm; A24= 0,9mm; grosimea panzei de gater este de 1,2mm iar ceaprazul c=0,6mm.Rezolvare:

P=qp+2×c = 1,2+2×0,6 =2,4mm;a) pentru piesa de 75mm grosimea situata central:

b1=√d²-A²

d

A

A= qn+A75 = 75mm+2,3=77,3mb1 = √380²- 77,3² = 372,05mm.

Page 9: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

9

b) Pentru piesele de 48mm grosime ;

d b2

AA= ∑gi +∑si+p(n-1)

Unde: n- estenumarul de piese n=3

A = 75+48+48 + 1,6+2+2,3 + 2,4 (3-1) = 181,3mm ∑gi ∑si p (n-1)

b2 = √d²-A² = 379.76mmA = 75+4x48+4x1,6+2,3+2,3+2,4=(5-1)=287,6mm

b3 =√d²-A²c) pentru prima piesa de 24 mm grosime

Page 10: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

10

b4 = √d²-[∑gi+∑si+p(n-1)]² =√d²- (2×24+4×48+75+0.9×2+1,6×4+2,3+2,4×6)² = !!!!!!!!5.calculul capacitatii de productie a utilajelor din hala de fabricatie

5.1 calculul capacitatii de debitare a ferestraului panglica propus.

- caracteristicile tehnice ale unui ferestrau panglica determina diametrul maxim al busteanuluipe care il poate debita, cat si capacitatea sa de prelucrare.

Acesta sunt: diametrul volantilor, distanta dintre axele volantilor, distanta dintre batim si pauza panglica, distanta intre panze si montanti, inaltimea maxima taiere, ecortamentul cai de rulare. Alegerea ferstraului intro unitate de profil depinde si de: capacitatea de taiere, turatia volantilor,viteza de taiere, puterea motorului, viteza e avans. Determinarea numarului de ferestraie panglica necesare se poate obtine cu formula;

P=377×Am×dm²×K/z (mc/8ore)

unde:

p – capacitatea de taiere a unui ferestrau (mc/8ore)

Am – viteza medie de avans, m/min;

dm – diametrul mediu a bustenului in metrii ;

k – coeficient mediu taiere (k=0,4-0,5)

z – numarul mediu de taiere aplicata unui bustean . Daca se lucreaza cu modelul Tornado B.S.W. 1100 calculul

Page 11: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

11

devine:Pentru modelul ferestrau panglica TORNADO B.S.W 1100

Fierastrau panglica pentru debitat busteni tip

TORNADO BSW

DATE TECNICEU/m

BSW 700

BSW 800

BSW 1000 BSW 1100 BSW 1200

Grosimea maximã de tãiere mm 800 850 900 1000 1100

Diametru volantilor mm 720 820 1020 1120 1220

Grosime ultima tãiere mm 16 16 16 16 16

Lãtimea caii de rulare mm 1780 1780 2380 2380 2380

Lungimea panzei panglica (pas 25-45 mm)

mm 5000 5015 6600 7100 7400

Lãtimea panzei panglicae mm 50 80 110 120 120 – 140

Grosimea panzei panglica mm 1,0 1,0 1,0 1,1 1,2

Puterea motorului principal kW 11 15 15 18 22

Viteza de avans, ( reglabila continuu)

m/min 3 – 25 3 – 25 3 - 25 3 - 25 3 - 25

Capacitate maximã de tãiere m3/8h 12 15 20 24 30

Lungimea sinelor in dotare standard m 8 8 10 10 10

Am =15m/min rezulta

K=0,50

n=0,6

z=13

p=

pan =41.76×233= 9730,08mc/an

Page 12: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

12

rezulta ca numarul de ferestrae necesare va fi :nfp= = 0,64 in concluzie este necesar un singur ferestau panglica modelul Tornado B.S.W.1100.

Utilaje corãspunzãtoare pentru debitarea rapidã si de calitate a cherestelei din lemn de esente moi si tari. Fierãstrãul panglicã este amplasat pe cai de rulare, iar busteanul este fixat cu ajutorul grifelor mecanice sau hidraulice. Reglarea înãltimii de tãiere este motorizat sau automatizat.Tensionarea pânzei este hidraulic, cu ajutorul unei pompe hidraulice manuale.  Datoritã urmei de tãiere reduse, fierãstraiele panglica Tornado BSW conduc la obtinerea unui coefficient cu 20% mai mare decat la debitarea clasica. (http://www.lisad.ro/UTILAJE/TERGLAV/2.html)

5.2 capacitatea de taierea circularuluoi utilizat

Page 13: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

13

La retezarea cherestelei capacitatea este data de volumul dat de cherestea.

QRv ×T×R (mc/8ore)

unde;

ns – numarul de sectionarte pe min, ns=5

n - numarul de sectonare la piese n=2;

T – fondul de timp T= 480 min

qm - volumul mediu al unei piese ;

k – coeficient de utilizare a mecanismului (0,8)

qm= Lm×lm×qm×(mc)

Lm= 4,8; lm=0,30; qm= 30mm;

qm= 4.8×0.30×0.03=0. 0432

Qrv = ×0.0432×480×0.8 =41.472 mc/8ore

Hala de fabricatie se prelucreaza zilnic o cantitate de Qz =27mc/zi, cu un randament de 78%, rezultand un volum de cherestea Vch= 21.1%mc/zi.

In concluzie, cantitatea de cherstea in urma debitarii poate fi prelucrara cu un singur ferestrau circular de retezat si sectionat, capacitatea de productie al acestui fiind de QRV= 41.472mc/8ore. Recomad modelul:

5.2.6 Randamnetul cantitativ si calitativ la fabricarea cherestelei.

Page 14: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

14

5.3 Capacitatea de taiere a ferestraului circular de tivit si spintecat .

Se determina cu formula:

QTV=A×q×T×k, mc/8ore;

unde:

A- Avansul mediu (20m/min)

q- Volumul mediu de piese prelucrata, mc

T- Fond de timp, 480min.

k- coeficient de utilizare a circularului 0.7

q= 1×lm×qm

q= 1×0.30×0.03= 0.09mc

QTV 2.0×0.09×480×0.7= 60.48 mc/8ore

Cantitatea de cherestea Vch=21.1mc, poate fi prelucrata cu un singur ferestrau circular pentru ca acesta are o capacitate de QTV = 60.48mc/8ore.

6. Organizarea depozitului de cherestea

Anual in fabrica de cherstea presupusa, se prelucreaza Qan= 6300mc busteni rasinoase. Randamentul mediu la debitare 41,472mc. Rezulta un anumit volum de cherestea pe an. Tinand cont ca cherstea de rasinoase are un ciclu de uscare de 40-50 zile, in decursul unui an s poate realiza 7 ciluri de uscare naturala, cant de cherestea fiind de 41.472mc/ciclu.

Page 15: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

15

Pentru acest cantitate se va dimensiona depozitul de cherestea.

-terenul trebuie sa fie uscat aerisit, fara vegetatie, bine chenat, putin inclinat (2-3%) pe directia vantului dominant, drumurile longitudinale vor forma coluare de ventilatie.

Manipularea cherestelei se va face fara intoarcere sau incrucisare cu ajutorul incarcatoarelor .

stivele se vor aseza pe lagare alcatuite din podvale de beton si traverse inalte de 30-40cm de la sol.

6.1 Stivuirea cherestelei.

Pentru a reduce timpul de manipulare a cherestelei, de incarcare, descarcare,cheresteaua se poate pachetiza. Un pachet trebuie sa aiba cherestea cu aceias grosime, lungime, latime, clasa de calitate, umiditate recomandabila ≤ 22%. Intrun pachet se pot pune si piese cu 2sau 3 lungimi apropiate. Pachetul trebuie sa aiba o forma paralelipipedica. Chersteaua se aseaza strans pe randuri aliniate cel putin la un capat.

6.1 Dimensionarea depozitului si stocul din depozit.

Dimensionarea depozitului se poate calcula cu relatia de mai jos.

Qt= [(Qf-Qv)×nu] /nz

unde;

Qf- volumul de cherestea rezultat anual , 2874mc;

Qv - cantitatea de cherestea care se livreaza verde;

nu - duritatea de uscare (nu= 50zile);

nz- regimul de lucru al halei (nz=233zile)

Page 16: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

16

Qt = 616.738 mc cherestea pe ciclu;

- Volumul de cherstea stocat intro stiva se calculeaza cu urmatoarea relatie;

- Vs= L×l×h×k

unde;

L- lungimea chersetelei ;

l- latimea cherestelei ;

h- inaltimea cherstelei;

k- coeficientul de stivuire.

Vs = 4m×1.2×1.5×0.3= 2.07mc

Numarul de stive din depozit se calculeaza cu relatia:

Qst ;

Unde;

Qth - stoc tehnic;

Vs - volumul unei stive (5.92);

Ku – capacitatea de umplere a stivelor (ku=0.8);

Qst ;

Numarul stivelor se calculaza cu relatia;

Nst= nr×nl = 4×11=44 stive pe grupa;

Page 17: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

17

unde;

nr – este numarul de randuri de stive dintro grupa (4);

nl – este numarul de stive dintrun rand (11);

numarul total al grupelor se calculeaza cu relatia;

Ng = ;

Suprafata total ocupata de stivele de cherestea si spatiile de manipulare se determinacu relatia de mai jos.

Sp = ;

unde;

Sp – este suprafata depozitului , mp;

h – inaltimea medie a stivelor formatei depozit (1.5m×3stive=4.5m);

ks – coeficient de folosire al suprafetei de depozitare (ks = 0.37);

kst – coeficient de stivuire al volumului de cherestelei (kst = 0.36);

ku – coeficient de umplere a stivelor(ku =0.8);

Sp = ;

6. 3 Balanta produselor rezultete din prelucrarea lemnului rotund.

Balanta produselor rezultate:

Page 18: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

18

a) Rcan cu relatia respectiva se calculeaza randamentul cantitativ;

b) Ic

c) R Randamentul calitativ

unde;

Rcal - este randamentul cantitativ;

Qi – cantitate medie pe sortiment;

Pi – pretul medii pe sortiment.

In urma debitarii cu ferestrau panglica in 8 ore a 40 de busteni cu lungimi L= 4,8m, diametrul medie este de:

dm cu rezultat Vch= 9200mc.

Volumul si pretul obtinute dimensionale sunt date mai jos.

Sortiment Qi volum mc Pi preti/mcScandura 1500 450Dulap Vd=2700mc 554Grinzi 5000 500TOTAL 9.200mc

Se cere:

a) Sa se determine randamentul cantitativ de cherestea

Page 19: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

19

Rcan ;

Vb

b) Sa se determine randamentul calitativ pe sotimente;

!!!!!!!!!!!

c) Care este randamentul calitativ pentru sortimentul dulap,stiind ca pe clasa de calitate sa

obtinut valorile de mai jos.

Calitate Volum mc Pret lei/mcA 0,7 650B 1,2 550C 0,8 450TOTAL 2,7

= 546,29 lei/mc;

Page 20: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

20

6.4 Valorificarea deseurilor.

Deseurile sunt vandute in forma de rumegus, catre o fabrica de specialitate care produce brichete din rumegus pentru foc. Iar coaja, scoarta busteanului este vandut la o alta firma care le coloreaza cu diferite culori si produce ornamente de sol pentru gradini, sau parcuri.

Page 21: Universitatea Din Oradea Proiectarea Unei Fabrici de Cherestea

21