Обоснование размеров межоперационных запасов сырья перед головным станком лесообрабатывающего цеха

В вышеприведенной статье [1] приведены рекомендации по выбору емкостей питателей пиловочных бревен перед лесопильной рамой в режиме ее работы вразвал. Для окончательного принятия решения по этому вопросу целесообразно провести аналогичные исследования за работой лесопильной рамы с брусовкой, сопоставить результаты и сделать выводы.
Основное отличие методики исследования работы головного станка с брусовкой от работы вразвал заключается в том, что в первом случае необходимо смоделировать работу станка для всех сортировочно-размерных групп сырья. Для лесообрабатывающих цехов с небольшими объемами переработки сырья типична дробность сортировки через 4 см. Эта величина Dd и принята при исследовании.

Таблица 1. Коэффициенты загрузки KЗГС1 лесопильной рамы Р63-4Б при распиловке с брусовкой шести сортировочно-размерных групп сырья (dСР =  20 см) в зависимости от dСГ, EППБ, LПГС1

• Share

Результаты имитационного моделирования по компонент-программе (кп) «ПОТОК» приведены в табл. 1. Было промоделировано две серии.
В первой серии имитационных прогонов изучался коэффициент загрузки лесопильной рамы Р63-4Б при «жесткой связи» головного станка с подающим транспортером (LПГС1 = dmax). Варьируемым фактором являлся объем питателя для пачек бревен EППБ. Результаты имитационного моделирования (табл. 1, рис. 1) показывают, что:
1) емкость питателя для пачек бревен EППБ оказывает значительное влияние на KЗГС1 на всех сортировочно-размерных границах сырья;
2) при назначении EППБ следует ориентироваться на dСГ из крупномерного сырья;
3) требуемого KЗГС1 для сырья с dСР = 20 см при изменении EППБ от 1 до 4 пачек достичь нельзя;
4) снизить влияние «внешней среды» на KЗГС1 возможно введением «гибкой связи» головного станка ГС1 с подающим транспортером.

• Share

• Share

Во второй серии прогонов емкость питателя EППБ принята на одну пачку (7,4 м3).
Варьируемый параметр — длина питателя головного станка LПГС1. Результаты имитационного моделирования приведены в табл. 1, на рисунках 1 и 2. Анализ зависимостей KЗГС1 = f(LПГС1) для сортировочно-размерных групп сырья dСГ (рис. 1) позволяет сделать следующие выводы:
1) с ростом dСГ KЗГС1 при «жесткой связи» головного станка с подающим транспортером уменьшается с 0,924 до 0,786;
2) на всех графиках KЗГС1 = f(LПГС1) четко прослеживаются три зоны изменения KЗГС1 от LПГС1, при этом стабилизационные значения LПГС1СТ с ростом dСГ увеличиваются с 270 см у dСГ = 15 см до 500 см у dСГ = 35 см с соответствующим уменьшением LПГС1СТ (с 0,995 у dСГ = 15 см до 0,985 у dСГ = 35 см);
3) значения LПГС1СТ в сортировочно-размерных группах крупномерного сырья достаточно велики. Незначительно уменьшив KЗГС1 с KЗГС1СТ до, скажем, 0,975 или 0,95 (принцип «разумной достаточности») можно значительно уменьшить LПГС1 до разумных пределов.

• Share

На рис. 3 приведены результаты статистической обработки данных имитационного моделирования (табл. 1). Коэффициенты загрузки лесопильной рамы Р63-4Б, определенные на стыке II и III зон, в зависимости от сортировочной группы сырья dСГ выражаются уравнением (рис. 3 а):
KЗГС1СТ = –0,00002007d2СГ + 0,0005035d2СГ + 0,9919.
Длины питателей LПГС1СТ для dСГ соответствуют выражению (рис. 3 б):
LПГС1СТ = –0,6417d2СГ + 43,7299d2СГ – 243,8783
Ограничив KЗГС1 величиной 0,975, имеем:
LПГС10,975 = 12,8929dСГ – 80,8214 ,
а при KЗГС1 = 0,95:
LПГС10,95 = =10,6571dСГ – 104,4286 .
Замена «жесткой связи» лесопильной рамы Р63-4Б с подающим транспортером на «гибкую» дает прирост коэффициента загрузки рамы сырьем (рис. 3 в):
DKЗГС1СТ = 0,006386dСГ – 0,02364 ,
DKЗГС10,975 = 0,006886dСГ – 0,05214 ,
DKЗГС10,95 = 0,006386dСГ – 0,07714 .
Полученные математические зависимости позволят обоснованно назначать размеры межоперационных запасов сырья и прогнозировать коэффициент загрузки лесопильной рамы сырьем.

Выводы
Анализируя результаты машинного эксперимента по исследованию работы головного станка, можно сделать выводы. Коэффициент загрузки головного станка зависит от многих факторов, в первую очередь, от способа раскроя круглых лесоматериалов и длины LПГС1 перед ним. При выборе конкретной длины LПГС1 для головного станка нужно исходить из наиболее «тяжелых» условий его функционирования. При распиловке сырья вразвал — это несортированное сырье, а при распиловке с брусовкой — это сортировочно-размерная группа из толстомерного сырья с dСГ = 35 см. Длины питателей с соответствующими им коэффициентами загрузки приведены в табл. 2.

Таблица 2. Сопоставление результатов имитационного моделирования по исследованию работы лесопильной рамы Р63-4Б в различных условиях при dСР  = 20 см; LСР = 6 м; EППБ = 1 п

• Share

Анализируя данные таблицы 2, можно прийти в выводу, что длина питателя для лесопильной рамы Р63-4Б размером в 375 см наиболее целесообразна как для распиловки сырья вразвал, так и с брусовкой. При указанной LПГС1 потери в производительности станка, связанные с «внешней средой» примут приемлемую величину. В тоже время установка питателя с указанной длиной в лесообрабатывающем цехе не представляет трудностей.
Для эффективной работы с КП «ЦЕХ» создана система информационного обеспечения [2], разработаны методики планирования экспериментов [3]. Имитационное моделирование на базе КП «ЦЕХ» считается эффективным средством обучения студентов [4].

Библиографический список
1. Азаренок В.А., Гаева Е.В., Чамеев В.В. Синхронизация работы головного станка лесообрабатывающего цеха с предшествующими операциями при распиловке сырья вразвал [Текст] // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: Труды международного евразийского симпозиума. — Екатеринбург: УГЛТУ, 2007.
2. Азаренок В.А., Обвинцев В.В., Чамеев В.В. Система информационного обеспечения для проектирования, расчета, оптимизации, управления и АРМ ресурсосберегающих производственных процессов лесопромышленного комплекса [Текст] // Проблемы лесопромышленного производства, транспорта и дорожного строительства: Сб. тр.; Урал. гос. лесотехн. акад. — Екатеринбург, 1997. — С. 40-41.
3. Гаева Е.В., Лобашов П.А., Лыков А.П., Азаренок В.А. Планирование экспериментов на имитационных моделях [Текст] // Материалы науч.-техн. конф. студ. и асп. — Екатеринбург: УГЛТУ, 2004. — С. 79.
4. Азаренок В.А., Гаева Е.В. Имитационное моделирование лесотехнических объектов как локальное средство повышения эффективности подготовки специалистов [Текст] // Активизация роли обучающихся в образовательном процессе: Материалы науч.-метод. конф. с межд. участием. — Екатеринбург: УГЛТУ, 2004. — С. 37-38.