Выбор состава и расчет численности комплекта машин

Введение

 

Лесозаготовительная промышленность относится к важнейшим добывающим отраслям народного хозяйства. Основная продукция лесозаготовительных  предприятий – круглые лесоматериалы, а также некоторые виды изделий  их переработки (шпалы, доски, черновые заготовки, технологическая щепа и  др.)

Получение готовой лесопродукции  связано с выполнением определенного  технологического процесса лесозаготовок, включающего лесосечные работы, транспортировку  лесоматериалов и лесоскладские  работы. Технологический процесс  лесозаготовительного предприятия  весьма сложен и протекает в разнообразных  условиях, что вызывает необходимость  создания специального оборудования для  заготовки и транспортировки  лесоматериалов, а также для их обработки.

Основной целью лесной промышленности является внедрение  прогрессивных технических и  технологических решений, обеспечивающих максимальное повышение производительности труда и создание условий для  рационального использования всей биомассы дерева при минимальном  воздействии машин на лесную среду.

Лесосечные работы на лесозаготовительных  предприятиях выполняются по различным  технологическим схемам и различными типами и составами машин. Полное использование производительных  возможностей машин в значительной степени обуславливается соответствием  их конструктивных особенностей  и  параметров организации работы, конкретным производственным условиям.

Это соответствие достигается  в процессе технологических расчетов с определением оптимальной численности  машин, времени их работы, межоперационных  запасов древесины, а также технико-экономических  показателей комплектов машин.

Но опыт работы лесосечных машин показал, что подобрать  численность машин так, чтобы  их производительность на всех операциях  была одинаковой, практически невозможно. Общий объем выработки комплекта  зачастую бывает равен минимальному объему выработки машин на одной  из операций, составляющих комплект. Требуется  так организовать процесс, чтобы  общий объем выработки  всего  комплекта машин был бы равен  или близок к максимальному объему выработки машин на одной из операций. Данное условие реализуется с  учетом пополнения и выработки объемов  запасов, необходимых в конкретных производственных условиях и поддержания  их на требуемом уровне путем маневрирования численностью или сменностью работы машин на отдельных операциях.

Целью данной работы является формирование комплекта машин, составление  и описание его графической модели и определение основных расчетных параметров комплектов лесосечных машин, составление графических моделей и углублению знаний математических моделей режимов работы машин, математическому моделированию экологически безопасных режимов работы лесосечных машин, составлению и описанию блок-схемы алгоритма, моделирующего работу лесосечных машин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Исходные данные

 

Комплект машин: МЛ-20+МПТ-30-4+круглопильный  станок;

Средний запас на га  – 160 м³/га;

Средний объем хлыста – 0,22 м³;

Среднее расстояние трелевки – 150 м;

Планируемый месяц работы – июнь;

Годовой объем производства – Q_лик=100000 м³;

Число дней работы – А=240 дней.

В данной расчетно-графической  работе в состав комплекта лесосечных машин входят  машины такие как  МЛ-20 - валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина предназначенная для заготовки сортиментов при рубках главного пользования с соблюдением требований в средних и крупных насаждениях с преобладанием хвойных пород в районах с равнинным рельефом местности с уклоном до 8^о, на грунтах с несущей способностью не менее 0,1 МПа, при высоте снежного покрова до 0,5 м. Она рассчитана на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от +40 ^оС до -40 ^оС.

Машина МЛ-20 выполняет  операции по срезанию дерева, очистке  его от сучьев и раскряжевке на сортименты при вертикальной подаче ствола со средним диаметром до 700 и диаметром в зоне срезания до 800 мм.

МПТ-30-4 - погрузочно-транспортная лесная машина. Она предназначена для осуществления погрузки, разгрузки и транспортировки сортимента к местам складирования, лесовозным дорогам, погрузочным площадкам.

Круглопильные станки (устаревшее название: стационарная циркулярная пила) — станок, предназначенный для продольной и поперечной распиловки, а также распиловки под углом, древесины и других материалов. Режущим инструментом в данном станке является круглая пила. Круглопильные станки получили в лесопилении широкое распространение. Они используются преимущественно для распиловки тонкомерного сырья.

Основное преимущество круглопильных  станков по сравнению с другим бревнопильным оборудованием заключается  в простоте конструкции, сравнительно небольшой стоимости и высокой  производительности. Энергоемкость  распиловки на круглопильном станке ниже, чем на станках другой конструкции.

 

 

2 Выбор состава и расчет  численности комплекта машин

 

Рассматриваемый состав комплекта  машин представляет собой укрупненную  комплексную бригаду, т.е. она работает на базе многооперационных машин. Она  выполняет весь комплекс лесосечных работ.

Объем сменного задания по заготовке устанавливается исходя из годового объема производства на расчетный  год, числа рабочих дней в году и является исходным для дальнейших расчетов. Сменное задание по заготовке  определяется по формуле:

,

где Q_ликв – годовое производственное задание, Q_ликв = 100000 м³;

       А –  число рабочих дней в году  на заготовке, А = 240 дней;

       k – число смен работы в сутки, k =1.

       Тогда

 м³.

С целью наибольшей загрузки комплекта машин в качестве ведущей  машины будем считать машину с  наибольшей производительностью –  валочно-пакетирующую машину. Тогда  потребное их число составит:

,

где Н_пл – плановая выработка ведущей машины, Н_пл = 147 м³.

      Тогда

.

Принимаем N_р = 3 (3 бригады).

Расчетная норма на бригаду:

 м³.

Расчетная норма не должна превышать плановую более чем  на 20%,

H_р≤1,2Н_пл,

138,89≤151,2.

Таблица 1 – Примерный  расчет состава укрупненной бригады

Наименование выполняемых операций	Название применяемой  машины	Сменное задание на машину, м3	Задание на бригаду, м3	Принимаемое число машин	Число смен работы в Сутки	Норма времени, чел/час	Количество чел/дней или  рабочих по норме	Принимаемое число рабочих
Валка	МЛ-20	126	138,89	1	1	0,056	1,1	1
Трелевка	МПТ-30-4	46	138,89	3	1	0,152	3,02	3
Распиловка	Круглопильный станок	15	138,89	4	2	0,47	9,3	16

 

Количество чел/дней или  рабочих по норме определяется по следующей формуле:

,

где Н_бр – задание на бригаду, Н_бр = 138,89 м³;

 Н_вр – норма времени в чел/час на м³;

 П – продолжительность  рабочего дня в часах, П = 7 часов.

 Тогда для операции:

 Валка    ;

трелевка    ;

обрезка сучьев   .

Рисунок 1 – Графическая  модель комплекта машин: В – валка деревьев; Тр – трелевка древесины;  Р – распиловка; З – запас.

 

 

3 Определение величины оперативных запасов

 

Анализ работы лесосечных машин показывает, что подобрать  численность машин, так чтобы  их производительность была одинаковой на всех операциях практически невозможно. Для того чтобы общий объем  выработки всего комплекта машин  был близок или равен максимальному  объему выработки машин на одной  из операций. Поэтому возникает необходимость  подключения дополнительных машин, а также создания запасов для  обеспечения нормальной работы всех машин комплекта.

 

 

 

Таблица 2 - Объем выработки машин и оборудования

Операция	Марка оборудования		Объем выработки машин  и оборудования, м3
	Основ.	Доп.	Qi	Qdi	Qid	Qi max
Валка	МЛ-20	МП-5	126	53	179	138
Трелевка	МПТ-30-4	ТТ-4	138	86	224
Продольная распиловка	Круглопильный станок	Круглопильный станок	120	30	150

 

 

Объем выработки машин  на i - й операции:

,

где П_i – сменная ппроизводительность i - й машины, м^3/смену;

n_i – число машин на i – й операции;

k_i – количество смен работы на i – й операции.

Тогда для операций:

Валка - трелевка

 м³ ;

 м³=Q_max.;

После подключения дополнительных машин объем пополнения запасов  увеличится до Q_i^D.

,

где Q_i – объем выработки основной машины, м³,

       Q_iD – объем выработки дополнительно подключенной машины, м³.

Тогда подключаем на валке МП-5 «Урал» (Q=53 м³);

м³

Запасы объектов труда  предупреждают простои МО (межоперационные  запасы) на следующей операции, когда  МО на предыдущей простаивает. Поскольку  эти запасы только предупреждают (страхуют) бесперебойную работу МО, то правомерно называть их страховыми, а их объем  можно определить по формуле:

,

где Z_ТЛ - уровень технологических запасов, м³;

Z_ТН - уровень технологических запасов, м³.

, м³

, м³

, м³

Объем гарантийных запасов, можно рассчитать по формуле:

 

Тогда для операций:

трелевка - распиловка

 м³=Q_max.;

 м³.

После подключения дополнительных машин объем пополнения запасов  увеличится до Q_i^D.

,

где Q_s – объем выработки основной машины, м³,

       Q_sD – объем выработки дополнительно подключенной машины, м³.

Тогда подключаем круглопильный станок (Q=15 м³);

м³

, м³

Объем гарантийных запасов, можно рассчитать по формуле:

 

Таблица 3 – Результаты расчетов режимов работы машин

Операция	Марка машины	Сменная производительность, м3	количество		Объем выработки Qi, м3	Запас, м3		Число дней работы машин
								t1	t2	t3	Tп
			машин	смен
						Страховой	Гарантийный
Валка	МЛ-20	126	1	1	126	229	380,618	2,79	13,13	3,84	19,96
Трелевка	МПТ-30-4	46	3	1	138
						120	237,65	0,87	6,54	12,45	19,96
Распиловка	Круглопильный станок	15	4	2	120