1940
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»
Комплексное использование древесины
методические указания к выполнению курсовой работы для студентов по направлению подготовки 35.03.02 – «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»
Воронеж 2016
2
УДК 674:330.115.001.57
Гудков А.Ю. Комплексное использование древесины [Текст]: методические указания к выполнению курсовой работы для студентов по направлению подготовки 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / А.Ю. Гудков, В.Г. Свиридов // ВГЛТУ
– Воронеж, 2015. – 21 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ
Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ
ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I»,
д.т.н., профессор Д.Н. Афоничев
Ответственный редактор к.т.н. наук, доц. А.Ю Гудков
3
Введение
Постоянный рост спроса на древесное сырье приводит к увеличению объема лесозаготовок и, как следствие, к истощению лесосырьевых баз действующих предприятий. Добыча древесины становится все дороже при освоении новых лесных участков и связана с ростом эксплуатационных затрат и затрат на строительство поселков, дорог и перерабатывающих производств. Поэтому комплексное использование всей органическое массы дерева -одно из основных направлений развития лесной отрасли. Ватную роль при проектировании малоотходных технологических процессов в предприятиях лесного комплекса отводится инженерам-технологам, которые в условиях переходного периода к рыночным отношениям должны нести ответственность за предлагаемые технические, технологические и организационноуправленческие решения.
При выполнении курсовой работы по дисциплине "Комплексное использование древесины" на 4 курсе спец. 35.03.02 перед студентами ставится цель: закрепить знания, полученные при изучении дисциплины и приобрести навыки проектирования технологических процессов производств (цехов) по переработке отходов лесозаготовок как дополнительного вида сырьевых ресурсов с учетом нормативно-справочной и методической документации и современных методов расчета.
Для достижения поставленной цели студенты, в соответствии с индивидуальным заданием, должны разработать соответствующий современным требованиям технологический процесс цеха, предусматривающий комплексное использование древесных отходов и привести его техникоэкономическую оценку.
Настоящие методические указания направлены на создание помощи студентам при разработке проектных решений по улучшению использования вторичных ресурсов и отходов лесозаготовительного производства, а также по совершенствованию организации сбора вторичного сырья.
В методических указаниях приводятся требования к структуре, содержанию и оформлению пояснительной записки и графического материала курсовой работы, а также последовательность и методика решения отдельных проектных вопросов.
4
1 Общие указания
С учетом поставленной цели в состав курсовой работы включены вопросы;
-анализа сырья и готовой продукции с учетом требований ГОСТ;
-определение объемов сырья и выпускаемой продукции;
-выбора и обоснования схемы раскроя, оборудования и схемы технологического процесса получения заданной продукции;
-выбора марки оборудования для реализации принятой структурной
схемы;
-расчета технологических параметров операционных процессов;
-разработки варианта компоновки оборудования в цехе;
-определения потребности в электроэнергии, и эксплуатационных материалах;
-расчета технико-экономических показателей принятого варианта технологического процесса.
Курсовая работа выполняется в соответствии с индивидуальным заданием, составленным руководителем проектирования и утверждается зав. кафедрой. Образец индивидуального задания представлен в приложении.
Индивидуальное задание обязательно прилагается в пояснительной записке. В нем сформулирована общая задача на выполнение курсовой работы, указан район проектирования, излагается структура и содержание пояснительной записки, требования к графической части работы и устанавливается срок сдачи, работы.
Курсовая работа содержат общую и специальную часть, В последней студент решает частную задачу, которая может быть связана: с поиском организационнотехнических мероприятий по повышению эффективности процесса переработки сырья, с- опытно-конструкторской проработкой, с научно-исследовательской работой.
В общей части студент обосновывает и разрабатывает вариант технологического процесса по комплексной переработке древесного сырья с использованием результатов выполнения специальной части работа.
Курсовая работа состоит из пояснительной записки, которая включает текстовую часть, инженерные расчеты, схемы, графики, 5 таблицы, рисунки и графическую часть на 1 листе формата А 1.
5
При написании текста необходимо выполнить общие, известные ранее, требования к оформлению технологической документации. В конце пояснительной записки студент приводит список используемой литературы, оформленной в соответствии с требованиями [ссылка на вкр].
Законченная курсовая работа в соответствии со срокам, указанные в индивидуальном задании, сдается руководителю на проверку. После проверки, если это необходимо, в работу вносятся исправления, дополнения к работа допускается к публичной защите. При опенке работы учитывается качество ее содержания и оформления, четкость доклада и ответов на вопросы и замечания.
6
2 Методические рекомендации к. выполнению разделов курсовой
работы
2.1 Введение
Во введении кратко излагаются задачи, стоящие перед отраслью и задачи, которые студент ставит при выполнений курсовой работы. При этом, следует пользоваться периодическими изданиями, специальной технической литературой, касающейся работы лесного комплекса. Введение целесообразно закончить краткой аннотацией выполненной курсовой работы.
2.2Классификация отходов и низкокачественной древесины как дополнительно го сырья и способы определения его объемов.
Дополнительным сырьем для переработки в лесозаготовительном производстве служат отхода лесозаготовок, деревообрабатывающих производств, а также древесины, которая образуется на лесных складах при переработке хлыстов и непригодна для получения круглых лесоматериалов.
Подробно эта классификация излагается в лекционных материалах по дисциплине и может быть изучена в специальной литературе [1, 2].
Основную массу отходов как дополнительного источника сырья составляют лесосечные отходы и отходы, получаемые при механической переработке древесины.
Существует ряд способов по оценке запасов древесного сырья. На лесосеке используют способ закладки пробных площадей с последующим перерасчетом сырья на 1 га. Оценка запасов сучьев и древесной зелени в растущем дереве производится по модельным деревьям. Для быстрой оценки объемов лесных отходов используют способ измерений по выходу технологической щепы. Для чего на пробных площадях собираются все лесосечные отходы с последующим измельчением их в щепу.
Существует также методика определения ресурсов по формулам согласно [2] на основании нормативов образования лесосечных отходов согласно табл. 1., 2, приложений.
Vл Qв Nл
100
7
где Vл – ресурсы лесосечных отходов м3;
Qв – объем вывозки древесины, м3;
Nл – норматив образования отходов, %
Для учебных целей при выполнении курсовой работы или ВКР может быть использована приведенная методика или способы, изложенные в [1].
Отходы, получаемые при механической обработке древесины, делятся на кустовые - горбыли, рейки, вырезки дефектов, отторцовки досок и мелкие, или мягкие к которым относят стружку и опилки.
Учет этих отходов ведется в плотных метрах кубических древесины. Следует отметить, что определение размеров отходов сопряжено с трудностями, так как последние, имеют неправильную форму. Однако существует ряд способов учета объемов отходов. Это весовой и объемный.
При весовом способе отходы взвешивают на весах, измеряется плотность, а потом производят вычисление в плотных кубометрах по формуле:
V У
где У – вес отходов, т.;
– плотность, т/м3;
V – отходы в плотных кубометрах.
При объемном способе измеряется объем отходов в складометрах, затем полученный результат переводится в плотные метры кубические с учетом переводного коэффициента
Vпл Vскл К
где Vпл – количество отходов в плотных м3; Vскл – объем отходов в складочных метрах; К – коэффициент полнодревесности.
Величина К для реек и горбылей может быть принята 0,5...0,6, для опилок
– 0,3 для стружки 0,17...0,2. Можно определить объем сырья с использованием нормативов, приведенных в табл. 3-5.
При планировании основных направлений использования древесных
8
отходов следует учитывать мощность предприятия, наличие транспорта и возможность кооперации с другими предприятиями, и сбыта продукции при минимальных издержках. В любом случае для выбора способа использования отходов необходимо знать полный баланс сырья на всех участках, а затем производят технико-экономические расчеты нескольких вариантов.
2.3 Обоснование схемы технологического процесса цеха
Проектирование цехов следует выполнить в такой последовательности: выбор технологической схемы переработки сырья, обоснование, выбор и определение количества оборудования для цеха с уточнением технологической схемы переработки сырья, определение потребного количества рабочих. Для обслуживания оборудования, для подготовительных и вспомогательных работ, подробное описание технологического процесса цеха и далее техникоэкономические расчеты.
Для переработки дополнительного сырья в щепу, например, можно использовать ряд схем: предварительная разделка долготья на чурки, далее расколка, выколка гнили и окорка с последущим измельчением. Другая схема может быть выглядеть тек: окорка долготья, разделка его на чурки, расколка, выколка гнили, измельчение.
В задачу студента, входит, используя накопленные знания по специальным дисциплинам, разработать схемы раскроя сырья, описать и рекомендовать наиболее рациональный вариант. Следует отметить, что к выбору технологической схемы необходимо подходить с достаточным вниманием, ибо от нее зависят также и вспомогательные операции, связанные с перемещением сырья и продукции от одного станка к другому, уборка отходов и готовой продукции и т.п.
После предварительного выбора схемы технологического процесса приступают к подбору и расчету потребного количества оборудования в цехе. Предварительно при выборе оборудования необходимо учитывать качество предполагаемой продукции, сменный объем переработки сырья, технические и технологические параметры оборудования.
Следует помнить также об увязке максимальной загрузки оборудования в течение смены. Производительность основных станков цеха рассчитывается по формулам, приведенным, в технической литературе, в лекционном материале.
9
Число единиц оборудования может определяться исходя из годового задания его сменной производительности и режима работы цеха по следующей формуле:
n |
Qr |
|
D a Псм |
||
|
где n – количество единиц оборудования одновременно работающих в потоке, шт.
Qr – годовой объем переработки сырья, м; D – число рабочих дней в году;
a – число смен работы цеха в сутки;
Псм – сменная производительность данного вида оборудования, м3/см. После подбора и расчета необходимого количества оборудования, если
необходимо, уточняется технологическая схема переработке сырья, намечают схему компоновки станков и, используя условные обозначения, приступают к окончательной разработке схемы цеха. Здесь необходимо также предусмотреть минимум внутрецеховых перемещений сырья, продукции, обеспеченность бесперебойной загрузки оборудованием за счет создания буферных запасов и, естественно, проектирование варианта размещения оборудования должно выполняться с соблюдением правил охраны труда и техники безопасности.
Если в технологическом процессе цеха заложены элементы, связанные с выбросом в окружающую среду вредных веществ, то в обязательном порядке автор должен предусмотреть мероприятия по охране окружающей среды. Для облегчения работы при проектировании схемы размещения оборудования следует изучить и принять за основу типовые схемы цехов, представленные в специальной технической литературе. Далее на основании нормативносправочных данных, расчетов и результатов проектирования определяется потребное количество рабочих с учетом подготовительно-вспомогательных работ. Результаты расчета могут быть сведены в таблицу, пример которой помещен ниже.
10
Таблица1. – Ведомость потребного количества оборудования и рабочих
в цехе
Виды |
Суточное |
Числе |
Сменное |
|
смен |
||||
работ |
задание |
задание |
||
работы |
||||
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Механизированные
работы
Марка станка |
Сменная производть |
К-во механ. в смену |
Число рабочих в смену |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
Сменноезадание
9
Ручные работы
Число рабочих в смену
I II
10 11
Всего рабочих
12
2.4Определение основных технико-экономических показателей работы цеха
Основными технико-экономическими показателями работы цеха могут быть приняты годовой объем производства по сырью и продукции, комплексная выработка: на 1 рабочего в год, на одного работающего, себестоимость продукции, полученная по укрупненным показателям, и другие показатели.
Для их определения предварительно необходимо:
-определить стоимость оборудования цеха;
-принять штат цеха;
-рассчитать комплексную выработку на одного рабочего и работающего
в год;
-рассчитать потребляемую энергию в год;
-по укрупненным показателям определить отчисления на основную и дополнительную зарплату, амортизационные отчисления и т.п.
Для определения стоимости основного оборудования следует использовать справочные материалы [3] и результаты расчетов потребности оборудования.
Штаты цехов принимаются исходя из нормативов по справочной литературе [4].
При расчете потребляемой электроэнергии основными и дополни тельными потребителями необходимо знать номинальную мощность единицы оборудования, количество единиц, фонд годового рабочего времени
оборудования и коэффициенты спроса, которые показывают какую часть