Курсовая работа

Лесосибирский филиал

КАФЕДРА ИТС

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: “Автоматизация технологических процессов и производств”

Тема: “Автоматика и автоматизация технологического процесса управления лесопильных рам деревообрабатывающих предприятий”

Руководитель:

Шишкова М.Г.

Разработал:

Студент группы

Лесосибирск 2010

Задание на проектирование

Изучить технологический процесс управления лесопильных рам с помощью средств автоматики и автоматизации на деревообрабатывающих предприятиях

Реферат

Курсовой проект содержит 49 листов текстового документа, с описанием автоматики и автоматизации технологического процесса управления лесопильных рам. Пояснительная записка содержит 5 таблиц и 2 рисунка. В конце пояснительной записки приведено заключение и список использованных источников.

Целью данной работы является изучение технологического процесса управления лесопильных рам с помощью средств автоматики и автоматизации на деревообрабатывающих предприятиях.

Рассмотрим процесс управлением лесопильных рам на примере конвейеров сортировочной площадки. Для начала определимся с понятиями, которые используются в технологическом процессе лесопильного цеха.

Сортировка - это распределение пиломатериалов по группам. Весь процесс сортировки пиломатериалов слагается из двух последовательных операций: браковки и разборки пиломатериалов по сортам. Браковка представляет собой установление и разметку сорта и назначения каждого сортимента по качеству древесины и качеству обработки. Разборка- это раскладка в отдельные стопы рассортированных и размеченных пиломатериалов по их размерам, назначению, сортам. Для обеспечения браковки и разборки применяются специальные механизированные и автоматизированные устройства, в которых наиболее тяжелые операции по перемещению пиломатериалов производят механической силой.

Сортировка пиломатериалов является операцией, в результате которой достигается их внутрипроизводственное распределение и формируется состав продукции на определенной стадии по размерам и качественным признакам: толщине, ширине, породе, сортности, степени обработки назначению. Процесс производится согласно режиму РП 08-01 «Сортировка сырых пиломатериалов на сортировочных площадках лесопильных цехов предприятий, выпускающих продукцию экспортного назначения по ГОСТ 26002-83». Затем доски распределяют по местам, отведенным для каждой сортировочной группы.

Все пиломатериалы, вырабатываемые в лесопильных цехах, поступают на сортировочные площадки.

От сортировки зависит дальнейшее использование пиломатериалов. Переработка недостаточно хорошо рассортированных по качеству и размерам пиломатериалов приводит к увеличению отходов, т.е. нерациональному использованию пиломатериалов. Кроме того, увеличиваются трудовые затраты на переработку таких пиломатериалов. Необходимое качество сушки и правильное использование мощности сушильного хозяйства можно обеспечить только при условии тщательной сортировки пиломатериалов по размерам и породам. Без сортировки по размерам и качеству нельзя учесть выработанные пиломатериалы и, следовательно, определить эффективность работы лесопильного цеха.

На лесопильных предприятиях применяют автоматизированное и механизированное оборудование финских фирм «План-Селл» и «Валмет». Применение этой техники позволяет увеличить производительность труда и повысить качество выпускаемой продукции с одновременным высвобождением значительного числа рабочих.

Техническая характеристика линии.

Линия представляет собой комплекс автоматизированных механизмов для торцовки, сортировки и пакетирования материалов, а так же обвязки и окончательной обработки плотных пакетов.

Габаритные размеры подаваемого сушильного штабеля, мм:

длина………… 6800

ширина……….2050

высота…….….5000

Размеры обрабатываемых пиломатериалов, мм:

длина……….2000-6800

ширина………....75-300

толщина…………16-100

Размеры формируемых пакетов, мм:

малых:

ширина…………450-600

высота……...…..450-600

больших:

ширина…….. 800-1300

высота……….500-1300

Градация при торцовке досок, мм………….250 или 300

Число сортов пиломатериалов…………………………..6

Пропускная способность линии, досок/мин….….30-90

Габаритные размеры линии, м:

длина………..…220

ширина………..53,2

высота…………9,6

Число накопителей («сортировочные карманы»)…17 или 36

Число рабочих на линии………………………………..10-12

Технологический процесс.

Штабеля сухих пиломатериалов на подштабельных тележках подаются на наклонный рельсовый путь А1, в конце которого установлен гидроотсекатель 1В, управляющий подачей штабелей на наклонный подъемник 2А. При исходных положениях подъемника и его каретки, отсутствии предыдущей подштабельной вагонетки у подъемника очередной штабель сухих пиломатериалов поступает от гидроотсекателя 1В на наклонный лифт 2А. Каретка последнего приподнимает штабель, освобождая вагонетку, после чего подъемник переводится в наклонное положение, а порожняя вагонетка специальным механизмом передается на участок возврата.

При подъеме наклонного штабеля доски послойно сходят на приемный цепной конвейер 3А, а освобождающийся при этом прокладки через центральный люк поступают на ленточный конвейер 16А. Конвейер 3А транспортирует пиломатериалы в приямок наклонного конвейера 3В, поштучно подающего доски на торцеравнительный роликовый конвейер 3С. После этой операции доски с винтовым конвейером 3Д передаются на роликовые шины 4А.

Посредством дозировщика 4В доски передаются на загрузочный конвейер 4С, предназначенный для перемещения пиломатериалов в конвейеру 5А участка оценки. Находясь на цепях 4С, доски последовательно проходят ряд роликовых конвейеров 4Д, 4Е,4F.При этом определяют размер отрезка комлевой части и вводят с пультов ЕР1 и ЕР2 соответствующие команды в ЭВМ.

На цепях 4С доски проходят стационарно установленные пилы 4Н и 4G, для торцовки комлевого конца. После этого доски поступают на роликовый конвейер 4I. Затем доски поступают на конвейер 5А, транспортирующий мимо кабины 17А. В кабине за пультами ЕР3…ЕР8 находятся три оператора-сортировщика.

При осмотре доски переворачиваются специальными кантователями 5В, 5С и 5Д. Во время движения досок по конечному участку конвейера 5А фотодатчики измеряют длину пиломатериалов и передают юту информацию на ЭВМ.

После оценки пиломатериалы передаются на конвейер адресации 6А. Одновременно пиломатериалы перемещаются роликовым конвейером 6В в поперечном направлении до упора. Подъемом упоров управляет ЭВМ. С участка 6А доски передаются на конвейер 6Е и перемещаются к пилам 6С и 6Д. Далее пиломатериалы через ускорительный конвейер 6F передаются на крюки распределительного конвейера 7, сбрасывая их в соответствующие накопители 8А.

ЭВМ наряду с управлением выбирает накопитель для данного сорторазмера и учитывает число досок, поступивших туда. Накопители 8А имеют 2 поворотных дна, приводимых в движение от гидроцилиндров. После поступления в накопитель числа досок, соответствующего половине плотного пакета, рычаги верхнего дна поворачиваются и пиломатериалы ложатся на нижнее дно. После поступления в накопитель заданного числа пиломатериалов, необходимого для формирования плотного пакета, ЭВМ выдает сигнал о заполнении, прекращая подачу досок в данный накопитель и отыскивает новый для того же сортразмера.

По команде, подаваемой рабочим с пульта ЕР9, нижнее дно накопителя открывается и доски падают на поперечный цепной конвейер состоящий из секций 9А, 9В, 9С. Он подает неорганизованные пакеты на маркировочно-торцовочный участок линии. Кусковые отходы передаются в рубительную машину 16L ленточными конвейерами 16F и 16G.

Линия снабжена системой скребковых конвейеров 16В, 16С, 16Д, 16Е, предназначенные для сбора мелких отходов.

Энергоснабжение и управление приводами осуществляется от единого электроцентра, а подача масла к гидрооборудованию - от общего для всего участка гидроцентра.

Кроме того на технологическом оборудование установлены: защитные, конечные, ножные выключатели; фотореле; индуктивные и емкостные датчики; датчики контроля скорости вращения; клеммные коробки; устройства аварийной сигнализации.

Введение

Рациональное использование пиломатериалов требует их сортировки по толщине, а обрезных по ширине. Если из пиломатериалов вырабатываются длинные заготовки, целесообразна их сортировка по длине. Чем однороднее характеристики качества пиломатериалов, тем рациональнее можно их использовать. Поэтому пиломатериалы сортируются не только размерам, но и по сортам или на группы качества.

Для организации современного технологического процесса производства пиломатериалов так же требуется их сортировка. Ее осуществление необходимо для сушки пиломатериалов. Кроме того, пиломатериалы поставляются потребителям в транспортных пакетах. Каждый пакет должен состоять из пиломатериалов одного сечения, сорта или группы сортов, ограниченного количества размеров длины.

Процесс сортировки включает операции по определению размеров и оценки качества пиломатериалов, распределению их в соответствии с принадлежностью к той или иной группе.

Механизация, а особенно автоматизация процесса сортировки позволяют значительно повысить производительность труда и создать благоприятные условия для работы.

Автоматические сортировочные устройства предназначены для автоматической сортировки обрезных досок по сечениям на основе команд, получаемых от датчиков, измеряющих толщину и ширину досок. В случае, когда требуется сортировка досок не только по сечениям, но и по качеству, установки работают в полуавтоматическом режиме при визуальном определении качества досок. На автоматизированных сортировочных установках по качеству пиломатериалы обычно сортируются на ограниченное число групп.

Данная курсовая работа содержит четыре таблицы, один чертеж формата А1, 47 страницы, полную информацию описывающую процессы автоматизации и управления конвейерами сорт. площадки.

1. Организация производства

1.1 Оборудование

1.2 Сырье и компоненты

Химический состав древесины

Древесина состоит в основном из органических веществ, на долю которых приходится не менее 99% общей массы. Элементный химический состав древесины всех пород практически одинаков. Органическая часть абсолютно сухой древесины (высушенной при 103 °С) содержит в среднем 49–50% углерода, 43–44% кислорода, около 6% водорода и 0,1–0,3% азота.

Неорганическая часть может быть выделена в виде золы путем сжигания древесины. Золы содержится в древесине всего лишь 0,1–1%. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний, в меньших количествах фосфор, сера и другие элементы. Они образуют минеральные вещества, большая часть которых (75–90%) нерастворима в воде. Среди растворимых веществ первое место занимают щелочные – поташ и сода, а из нерастворимых – соли кальция.

Целлюлоза, лигнин и гемицеллюлозы,– основные составляющие клеточных стенок древесины, (характер связей между ними весьма разнообразен: от слабых дисперсионных, водородных и др. до сильных – химических.

Древесина хвойных пород отличается несколько большим содержанием целлюлозы, а лиственных – высоким содержанием пентозанов.

В ранней зоне годичного слоя целлюлозы меньше, чем в поздней. Заметны также различия в химическом составе ядра и заболони. Целлюлозы и лигнина в заболони хвойных пород меньше, чем в ядре, экстрактивных веществ больше в ядре, чем в заболони. У некоторых лиственных пород (у ясеня, дуба) содержание целлюлозы в ядре несколько больше, чем в заболони. Ядро дуба и ряда других пород содержит значительно больше, чем заболонь, экстрактивных веществ, растворимых в воде.

В древесине ветвей содержание целлюлозы на 3–10% меньше, чем в стволе. По данным Л. П. Жеребова, у сосновых ветвей в нижней части, испытывающей сжимающие нагрузки, содержание лигнина примерно на 5% выше, чем в верхней части.

Кора по элементному химическому составу мало отличается от древесины, но количество минеральных веществ в ней больше, чем в древесине. Так, в еловой коре, по данным ВНПОбумпрома, содержится, %: углерода 44, кислорода 45,4, водорода 6,4, азота 0,19 и золы 3,6, в состав которой входит, %: кальция 0,93, калия 0,37 и фосфора 0,76.

Соотношение между основными органическими веществами в коре также иное, чем в древесине, здесь значительно меньше целлюлозы (особенно в корке). Кроме того, в наружной части коры содержится суберин, которого нет в древесине.

Физические свойства древесины

Цвет. Под цветом древесины понимают определенное зрительное ощущение, зависящее от спектрального состава отраженного ею светового потока. Древесина обладает избирательной способностью поглощать световые излучения, и отраженный от нее световой поток имеет иной спектральный состав, чем падающий.

В древесиноведческой литературе, так же как и в обиходе, для характеристики цвета древесины обычно используют словесные описания и понятия, в основе которых лежат определенные зрительные образы. Между тем любой цветовой оттенок древесины различных пород может быть точно охарактеризован с помощью методов, которыми располагает колориметрия (от латинского «колор» – цвет) – наука о цветовых измерениях.

Для количественной характеристики цвета необходимо установить численные значения трех показателей – цветового тона %, чистоты Р и светлоты р.

Цветовой тон определяется длиной волны X чистого спектрального цвета. Если спектральный цвет смешивается с белым цветом, то степень чистоты, или насыщенность, его уменьшается. Таким образом, показатель Р, изменяющийся от 100% до нуля, характеризует степень разбавления спектрального цвета белым. Обычно цвета окружающих нас предметов блеклые, они не имеют максимальной насыщенности, т. е. отличаются от чистых спектральных. Светлота определяется коэффициентом отражения р. Для белых поверхностей, отражающих максимальное количество световой энергии, коэффициент отражения близок к единице, для черных приближается к нулю.

Характеристики цвета древесины можно установить, используя фотоэлектрические колориметры или атлас цветов, представляющий собой альбом с большим количеством накрасок. На отдельных страницах альбома размещены накраски одного цветового тона, но разной чистоты и светлоты. К исследуемой поверхности подбирают наиболее близкую по цвету накраску атласа. Каждой накраске соответствует определенный номер, по которому в таблице справочника, приложенного к атласу, находят значения X, Р и р.

Основное вещество, из которого состоит древесина, – целлюлоза почти белого цвета. Все многообразие цветовых оттенков древесины придают ей вещества, заключенные в полостях клеток или пропитывающие их стенки,– красящие и дубильные, смолы и продукты их окисления.

Цвет древесины зависит от климатических условий. Обычно древесина пород умеренного пояса окрашена бледно, древесина пород тропического пояса имеет очень яркую окраску. Влияние климатических факторов сказывается и в пределах одного климатического пояса (умеренного): так, среди наших пород наиболее интенсивно окрашены породы, произрастающие в более теплых зонах (дуб, орех, тис, фисташка, шелковица, белая акация), наиболее же распространенные породы (сосна, ель, осина, береза) окрашены бледно. Интенсивность окраски увеличивается с возрастом, что особенно заметно у ядровых пород; в оптимальных условиях роста для данной породы окраска бывает более яркой.

Древесина многих пород изменяет цвет при выдержке под влиянием воздуха и света. Тем не менее цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их распознавании. Изменение цвета древесины чаще всего указывает на поражение ее грибами. Под влиянием различных физических и химических воздействий при хранении, транспортировке и обработке древесины цвет ее также может изменяться. В речной воде древесина дуба сильно темнеет в результате соединения дубильных веществ с солями железа. Этой же причиной объясняется и появление на поверхности дубовых пиломатериалов черных полос и пятен при распиловке сырой древесины. Заболонь сосны после сплава иногда приобретает желтую окраску, а древесина березы – оранжевую. При пропаривании древесины бука она довольно равномерно окрашивается в красноватый цвет. Высокотемпературная сушка служит причиной появления буроватой окраски у древесины хвойных пород.

Цвет – одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины, которую учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовления мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок, спортивного инвентаря и т. д.

Блеск. Под блеском древесины понимают ее способность направленно отражать световой поток. Как известно, строго направленное отражение и, следовательно, наибольший блеск наблюдаются при освещении зеркальных, т. е. гладких, поверхностей с размерами неровностей, меньшими половины длины световой волны. В отличие от них матовые поверхности, имеющие однородные неровности больших размеров, отражают световой поток диффузно, т. е. равномерно во все стороны. Поверхности даже самым тщательным образом обработанной древесины приближаются к матовым и могут характеризоваться коэффициентом диффузного отражения (белизной).

Если на продольных разрезах древесины встречаются участки со сравнительно небольшими структурными неровностями, появляются блики, отсветы. Такой способностью в значительной мере направленно отражать свет обладают сердцевинные лучи на радиальных разрезах (лучше расколах) древесины произрастающих у нас пород – клена, платана, бука, ильма, дуба, кизила, белой акации, айланта; шелковистый блеск свойствен древесине бархатного дерева. Из иноземных пород особенно заметным блеском отличается древесина атласного дерева и махагони (красное дерево).

Текстура. Текстурой называют рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания анатомических элементов. Чем сложнее строение древесины и разнообразнее сочетание отдельных элементов, тем богаче ее текстура. В строении древесины хвойных пород принимает участие сравнительно небольшое число типов упорядоченно расположенных анатомических элементов, создающих довольно однообразную текстуру.

У хвойных пород текстура зависит в основном от разницы в окраске ранней и поздней древесины, а также от ширины годичных слоев. Извилистые очертания годичных слоев образуют более интересный рисунок, особенно у лиственницы и тиса на тангенциальном разрезе.

Для древесины лиственных пород, отличающихся весьма сложным строением, характерно наличие видимых невооруженным глазом крупных сосудов (например, у ясеня, бархатного дерева, дуба), сердцевинных лучей, обычно окрашенных темнее, чем окружающая древесина (например, у бука, ильма, платана), неправильно расположенных волокон и т. д. Это создает более богатую текстуру.

Выбор направления разреза древесины определяет характер текстуры. Из наших лиственных пород на радиальном разрезе красивую текстуру, обусловленную наличием сердцевинных лучей, имеют бук, платан, клен, явор, дуб, ильм, карагач. Три последние кольцесосудистые породы ценятся своей текстурой и на тангенциальном разрезе. Кроме этих пород на тангенциальном разрезе красивую текстуру, образованную в основном перерезанными сосудами, имеют ясень, грецкий орех, бархатное дерево, каштан съедобный, вяз.

Путаное расположение волокон (свилеватость) создает отличающуюся высокими декоративными свойствами текстуру древесины капов – наростов на стволах деревьев лиственных пород. Так называемая узорчатая древесина наблюдается у карельской березы. Ценится текстура клена «птичий глаз», которую создают неразвившиеся в побег спящие почки. Своеобразную текстуру можно получить при неравномерном прессовании древесины, лущении ее ножом с волнистым лезвием, а также при лущении древесины под углом к направлению волокон.

Текстура, так же как и цвет, определяет ценность древесины как декоративного материала. Прозрачная отделка древесины лаками проявляет ее текстуру. Лаковое покрытие, имеющее близкий к древесине коэффициент преломления света, увеличивает прозрачность поверхностных слоев и способствует зрительному восприятию глубины текстуры.

Макроструктура. Для оценки по внешнему виду древесины ее качества используют некоторые характеристики макроструктуры: ширину годичных слоев, степень равнослойности, содержание поздней древесины в годичных слоях, равноплотность, а также величину и характер распределения анатомических неровностей.

Показателем, характеризующим ширину годичных слоев, служит число слоев, приходящееся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному направлению на торцовой поверхности образца. Степень равнослойности обычно оценивают по разнице в числе годичных слоев на двух таких соседних участках длиной по 1 см. Содержание поздней древесины определяется соотношением в процентах между суммарной шириной зон поздней древесины и общей протяженностью (в радиальном направлении) участка измерения, включающего целое число слоев. Для определения этих показателей на древесине должны быть хорошо видны годичные слои и заметны четкие границы между ранней и поздней древесиной в пределах каждого годичного слоя. Поэтому у некоторых пород можно определить и ширину годичных слоев и содержание поздней древесины (хвойные и кольцесосудистые лиственные), у части рассеянно-сосудистых можно установить только ширину слоев, а у остальных пород возникают затруднения с определением и этого показателя.

1.3 Энергоносители