制材課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

制材學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉渝一、課程設(shè)計(jì)的目的意義通過(guò)制材車間工藝設(shè)計(jì)，進(jìn)一步熟悉和掌握制材工藝和制材生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)方法。二、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)“制材學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書”給定的項(xiàng)目,進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算、設(shè)備的選型、工藝流程設(shè)計(jì)、車間平面布置與繪制、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的編寫,完成“制材工藝設(shè)計(jì)”。三、設(shè)計(jì)步驟1、原木和鋸材數(shù)據(jù)的計(jì)算原木平均徑級(jí)、平均單根材積、總根數(shù)計(jì)算；鋸材平均長(zhǎng)、寬、高尺寸計(jì)算。2、設(shè)計(jì)下鋸圖根據(jù)原木和鋸材平均尺寸進(jìn)行下鋸圖設(shè)計(jì)計(jì)算，并按合理的工藝畫出下鋸圖。3、計(jì)算出材率和木材平衡表根據(jù)平均下鋸圖計(jì)算主產(chǎn)和綜合出材率、得出木材平衡表。4、確定工藝流程，分配鋸口數(shù)計(jì)算出材率、單位產(chǎn)量及木材平衡表，確定各鋸機(jī)加工的鋸口數(shù)量。5、生產(chǎn)率和設(shè)備臺(tái)數(shù)計(jì)算計(jì)算單位時(shí)間產(chǎn)量和需要設(shè)備型號(hào)、數(shù)量。6、工藝布置根據(jù)工藝流程將選用的設(shè)備具體布置在車間里，畫出工藝布置平面圖。7、計(jì)算技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算車間各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（詳見設(shè)計(jì)例）8、寫出設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、設(shè)計(jì)依據(jù)制材學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書；制材學(xué)課程中介紹的工藝方法和設(shè)備特點(diǎn)。2、采用資料設(shè)計(jì)計(jì)算中需要的采用的數(shù)據(jù)從指定的數(shù)據(jù)表中選用。在選擇設(shè)備時(shí)，可以參考有關(guān)設(shè)備廠商的樣本。應(yīng)盡量引用正式發(fā)表的資料或數(shù)據(jù)。3、出材率的預(yù)計(jì)題目如給定為“年產(chǎn)鋸材xx立方米”，為了計(jì)算原木總耗用量和有關(guān)數(shù)據(jù)，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先假定出材率。如果“假定出材率”與由平均原木下鋸圖計(jì)算出的出材率差值過(guò)大（例如相差3%以上），應(yīng)重新假定出材率再次計(jì)算。4、鋸口分配根據(jù)所選鋸解工藝/設(shè)備確定各鋸機(jī)按工藝應(yīng)完成的鋸口數(shù)量。鋸機(jī)一般是專門完成某項(xiàng)工序，但在采用跑車帶鋸時(shí)，因?yàn)槊皆倨输徔诙?，而跑車帶鋸?fù)瓿射徔谏偾沂菃武徔阡徑?，為了減輕毛方再剖鋸機(jī)的工作量，可以將毛方上的鋸口分給跑車帶鋸?fù)瓿伞?、鋸機(jī)動(dòng)作時(shí)間的選取鋸機(jī)在鋸解時(shí)，其工作效能由每個(gè)動(dòng)作的時(shí)間決定，不同鋸機(jī)的動(dòng)作組成不同。例如，跑車帶鋸開始鋸解一根原木第一個(gè)鋸口的動(dòng)作是：上木（時(shí)間）：將原木從楞臺(tái)送上跑車并適當(dāng)翻轉(zhuǎn)、固定（卡木）的時(shí)間；往程（時(shí)間）：跑車從楞臺(tái)（上木點(diǎn)）至原木小頭端接觸鋸齒的時(shí)間；鋸口（時(shí)間）：原木鋸解時(shí)間（即木材小頭接觸鋸齒開始鋸解至木材大頭脫離鋸條）；返程（時(shí)間）：跑車返回時(shí)間（跑車與木材快速返回開始鋸解位置，小頭縱向遠(yuǎn)離鋸齒約8cm）。如下圖示。由于設(shè)備特點(diǎn)，原木翻轉(zhuǎn)時(shí)跑車需要退回楞臺(tái)處，因此，原木/毛方翻轉(zhuǎn)一次需要加一個(gè)“往程”。一根原木鋸解完最后一個(gè)鋸口時(shí)需要有一個(gè)“卸料”時(shí)間，即卡木勾松開，將木料卸下跑車。請(qǐng)參考設(shè)計(jì)例中的選用方法。6、這種用平均值計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)制材生產(chǎn)線的方法有一定局限，實(shí)際工作中要完成設(shè)計(jì)還需要作充分的調(diào)研，并參考更多的資料、考慮更多的有關(guān)問(wèn)題，才能完成一個(gè)實(shí)用的工藝設(shè)計(jì)。五、設(shè)備布置設(shè)備布置是將選定鋸機(jī)和運(yùn)輸機(jī)等安放在車間適當(dāng)位置。設(shè)備放置應(yīng)重點(diǎn)考慮工藝的合理性，滿足工藝要求，能實(shí)現(xiàn)將原木鋸解成鋸材并運(yùn)送出車間的各種功能。設(shè)備布置應(yīng)合理利用車間面積：不應(yīng)過(guò)分緊湊，不便生產(chǎn)；也不應(yīng)空閑過(guò)大面積，造成浪費(fèi)。布置內(nèi)容和步驟：1、根據(jù)工藝流程、所選用設(shè)備和設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想確定車間的建筑形式，鋸機(jī)及運(yùn)輸機(jī)的基本位置；2、根據(jù)加工原木的最大長(zhǎng)度、設(shè)備尺寸和操作尺寸確定設(shè)備與建筑、設(shè)備與設(shè)備之間的間距；3、完善制材生產(chǎn)線其它內(nèi)容（如設(shè)置門、通道、設(shè)計(jì)投料口、安排修鋸間等）；4、完善圖紙（填寫標(biāo)題欄、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）。六、常見問(wèn)題說(shuō)明1、工藝布置合理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意按鋸解工藝將設(shè)備合理布置；2、圖紙符合工程制圖，廠房符合建筑規(guī)范圖紙的墻、柱、窗、門應(yīng)按建筑規(guī)范繪制；3、尺寸標(biāo)注完整應(yīng)標(biāo)注：車間總體尺寸、鋸機(jī)及其它設(shè)備的定位尺寸（縱向和橫向）；4、圖例畫法注意鋸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、階梯和投料口應(yīng)按適當(dāng)比例畫。例如：投料口不要畫得太寬。下面給出幾例畫法。注意只有設(shè)備的定位尺寸（縱向和橫向）才需要在圖紙上標(biāo)出。A1、截?cái)鄨A鋸畫法例注：如鋸材截?cái)?，滾筒應(yīng)加長(zhǎng)。A2、雙片裁邊圓鋸畫法例B1、人工進(jìn)料臺(tái)式帶鋸機(jī)畫法例B2、小跑車臺(tái)式帶鋸畫法例B3、滾筒進(jìn)料臺(tái)式帶鋸畫法例注：除跑車帶鋸?fù)?，其余鋸機(jī)進(jìn)料端的貯料臺(tái)尺寸為:木材長(zhǎng)度方向：木材長(zhǎng)度-1米；木材直徑方向：3-4米。C、臥式帶鋸畫法例6000MSI1802000400MSI1802000400文檔來(lái)源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.D、注：跑車帶鋸機(jī)畫法例1、縱向定位尺寸=鋸機(jī)+間距+操作間+楞臺(tái)+過(guò)道=1.5+0.5+2+6+2=12米2、橫向定位尺寸=跑車寬度+通道=2+1.5=3.5米3、如果原木最大長(zhǎng)度變化，縱向間距應(yīng)隨變下面用一個(gè)完整的設(shè)計(jì)例子來(lái)說(shuō)明。（設(shè)計(jì)例）制材學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目“年產(chǎn)鋸材2.0萬(wàn)立方米制材車間工藝設(shè)計(jì)”二、原始數(shù)據(jù)1、原木明細(xì)表（見附表1）。2、鋸材明細(xì)表（見附表2）。三、設(shè)計(jì)條件1、鋸材為二等材，即最大鈍棱率K=40%;2、制材車間單班生產(chǎn)；3、班工作時(shí)間為8小時(shí)；4、鋸路寬按m=3.0mm?。?、年工作日為220天；6其它條件參考“制材學(xué)課程設(shè)計(jì)例”取用。四、設(shè)計(jì)要求1、完成制材工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；2、繪出制材車間工藝設(shè)計(jì)平面圖；3、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。附表1原木明細(xì)表樹種：松木長(zhǎng)度：4m（平均）長(zhǎng)度范圍：2-8m序號(hào)原木徑極占總材積比例%序號(hào)原木徑級(jí)占總材積比例%120212428222313447324314467426315485528316505630417524732518544834519563936620「58310388216021140822622附表2鋸材明細(xì)表樹種：松木長(zhǎng)度：4m（平均）度范圍：2-8m序號(hào)鋸材寬度mm鋸材厚度mm占總材積%1120125214015103160181041802115520025156200「301072204010824040109260501010280505

六、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）計(jì)算原木和鋸材平均尺寸原木平均尺寸原木總需要量：題目給定的是年鋸材量，故需要初步估算出年耗原木量，取平均出材率（主VVnVn1001004.086524mm產(chǎn)）為6。％，則年需原木為Q原200%033333?卅，取Q原Vn1001004.086524mm原木數(shù)據(jù)表序號(hào)原木徑極該徑級(jí)材積m3單根材積m3該徑級(jí)根數(shù)120P3680.16023002225520.19128903245520.22524544265520.26221075285520.30218286307360.34421407329200.38923658349200.437210693611040.48722671038:14720.5412721114014720.5972466124214720.6562244134412880.7171797144612880.782164715489200.849108416509200.919100117527360.92279918547361.06769019565221.14545620585221.22642621603681.31028122623681.397264總計(jì)：36333C.平均單根材積：查原木材積表Qp0.487m3b.平均直徑：(D2gN)卄Dp：36.31cm，取Dp36cmd.平均根數(shù)：NQQ：靄69815.2根2.鋸材平均尺寸a.鋸材平均厚度:鋸材平均寬度:（二）設(shè)計(jì)下鋸圖1、判斷單雙方鋸材的平均寬度為Bp=192mm,有2Bp=382>0.71Dp=255.6mm，所以只能鋸解單方。2、毛方部分出材塊數(shù)可生產(chǎn)12塊主產(chǎn)（取鋸口M=3mm）。3、毛方部分出副產(chǎn)因毛方部分生產(chǎn)板皮尺寸小，故可忽略不計(jì)算。B'-（B+2M）M4、板皮部分出主產(chǎn)塊數(shù)：N'=—H+M所以N'=2.76，取2塊。因上下板皮對(duì)稱，故N=2+2=4塊。5、板皮部分出副產(chǎn)（忽略）&毛邊板出副產(chǎn)品由于每塊板皮出2塊毛邊版，需要計(jì)算每塊除鋸材寬度外地副產(chǎn)寬度。第一塊毛邊板：第二塊毛邊板：副產(chǎn)材積為V=2（62+106）X24X4X103/109=0.033m3。（三）計(jì)算出材率和木材平衡表出材率由下鋸圖（見后面附圖），共出產(chǎn)12+2X2=16塊。材積為V=16X4X0.024X0.192=0.295m3。V0295則主產(chǎn)出材率為P一一5100%60.6%Qp0.4872.木材平衡表由下鋸圖可計(jì)算出鋸口長(zhǎng)度，從而算出鋸末量，而小板皮的材積就等于:原木材積-（主產(chǎn)材積+副產(chǎn)材積+鋸末材積）名稱材積m3占原木材積%鋸材生產(chǎn)0.29560.6J副產(chǎn)0.0336.8廢料小板皮0.10521.6鋸末0.05411.1總計(jì)0.487100（四）確定工藝流程，分配鋸口數(shù)1.確定工藝流程因?yàn)轭}目未規(guī)定工藝類型，而產(chǎn)品是整邊鋸材，現(xiàn)采用帶鋸機(jī)為主機(jī)的典型工藝。工藝流程圖如下：2.鋸口數(shù)分配各主要工序完成鋸口數(shù)為（平均每根原木）：剖料2個(gè)鋸口、毛方再剖13個(gè)鋸口、板皮再剖4個(gè)鋸口。（五）生產(chǎn)率和設(shè)備臺(tái)數(shù)計(jì)算1.主要工序生產(chǎn)率a.剖料：由電鋸位置和鋸口位數(shù)可以確定出各操作動(dòng)作次數(shù)所需時(shí)間取自參考教材表6-10中，“硬松”一欄，見下表：

平均單根原木剖料動(dòng)作時(shí)間表TQTQpKa

t動(dòng)作時(shí)間上木翻木往程鋸口返程卸料次數(shù)11222P1每次時(shí)間（s）4.23.33.310.93.81.9小計(jì)4.23.3:6.621.87.6r1.9總計(jì)t=45.4秒/根TQpKa

TQpKa

t454247.2m3/班式中：A為每班鋸解原木量，m3/班；Qp為單根原木材積（平均值），m3；Tg為班工作時(shí)間，等于T=8X60X60=28800s;Ka為機(jī)床時(shí)間利用系數(shù)，一般取0.8;t為鋸解一根原木需要時(shí)間，秒/根。b.毛方再剖：毛方再剖各動(dòng)作與剖料不全相同，且根據(jù)所選進(jìn)料方式也有較大的差異，在此選用有軌小車進(jìn)料，其動(dòng)作時(shí)間見表。195357.5m3195357.5m3/班動(dòng)作名稱上木鋸口返程備注次數(shù)11313動(dòng)作時(shí)間由剖料動(dòng)作時(shí)間稍加修正得到，以符合實(shí)際情況每次時(shí)間（s）4.210.93.8小計(jì)「4.2141.749.4總計(jì)t=195.3秒/根由此得毛方再剖每臺(tái)鋸機(jī)每班最大產(chǎn)量:式中：A為每班鋸解原木量，m3/班；Qp為單根原木材積（平均值），m3；Tg為班工作時(shí)間，等于T=8X60X60=28800s；Ka為機(jī)床時(shí)間利用系數(shù)，一般取0.8；t為鋸解一根毛方需要時(shí)間，秒/根。（注：為方便計(jì)算，式中采用原木材積而不是毛方材積。）板皮再剖：按所需鋸解板皮長(zhǎng)度計(jì)算，平均每根原木需4個(gè)鋸口。鋸解長(zhǎng)度為:L=4X4=16m/根每班需加工原木量為：c34000Qc34000Q班220154.5m3/班Q班/根ccc317根/班220主要設(shè)備選型及臺(tái)數(shù)確定a.剖料：選用跑車帶鋸機(jī)，臺(tái)數(shù)由下式計(jì)算:

Nb1.1Q壬Nb1.1Q壬A~1.1154524720-7臺(tái)式中：2為臺(tái)數(shù)；Q班為每班加工原木材積；A為每臺(tái)鋸機(jī)每班最大產(chǎn)量。由于平均直徑較小，為36cm,鋸輪48〃的跑車帶鋸可以滿足需要，選用型號(hào)為MJ3212的跑車帶鋸1臺(tái)。其機(jī)床負(fù)荷系數(shù)：n=N/N=0.7/1=0.7式中：n為機(jī)床負(fù)荷系數(shù)，此系數(shù)一般應(yīng)小于0.9；Nb為計(jì)算臺(tái)數(shù)；N為實(shí)際采用臺(tái)數(shù)。n=0.7<0.9，機(jī)床負(fù)荷滿足實(shí)用要求。b.毛方再剖：選用臺(tái)式帶鋸機(jī)，臺(tái)數(shù)由下式計(jì)算：班g￡52.9臺(tái)A57.5選用型號(hào)為MJ3910的42〃臺(tái)式帶鋸4臺(tái)。其機(jī)床負(fù)荷系數(shù)：n=N/N=2.9/4=0.7n=0.7<0.9，機(jī)床負(fù)荷滿足實(shí)用要求。板皮再剖：選用臥式帶鋸。臺(tái)數(shù)計(jì)算如下：每根原木的鋸解長(zhǎng)度為16m/根，則每班鋸解長(zhǎng)度為：L班=16xQ班/根=16x317=5072m/班查資料，臥式帶鋸進(jìn)料速度最大為24m/min，取20m/min，則每班鋸解長(zhǎng)度為：L=20X60X8X0.8=7680m/班（Ka=0.8為機(jī)床利用系數(shù)，班工作時(shí)間為8小時(shí)）所需臺(tái)數(shù)為：Nb1.1L班Nb1.1L班1.1507276800.7臺(tái)選用型號(hào)為MJ3712的臥式帶鋸1臺(tái)。機(jī)床負(fù)荷系數(shù):n=N7N=0.7/1=0.7n=0.7<0.9，機(jī)床負(fù)荷滿足實(shí)用要求。裁邊：選用1臺(tái)雙圓鋸裁邊機(jī)，其產(chǎn)量較大，可滿足要求，型號(hào)為MJ1442截?cái)啵哼x用2臺(tái)圓鋸機(jī)，型號(hào)為MJ217其中1臺(tái)用于跑車帶鋸剖料產(chǎn)生的板皮截?cái)唷?臺(tái)用于毛方再剖生產(chǎn)的板皮的截?cái)唷Ｖ饕に囋O(shè)備如下表。主要工藝設(shè)備表f.運(yùn)輸設(shè)備選型工序名稱剖料毛方再剖板皮再剖截?cái)嗖眠呍O(shè)備名稱:跑車帶鋸:臺(tái)式帶鋸:臥式帶鋸:圓鋸雙圓鋸數(shù)量14121型號(hào)MJ3212MJ3910MJ3712MJ217MJ1442原木進(jìn)車間選用原木鏈;楞臺(tái)上選用橫向鏈條；半成品和鋸材縱向用滾筒運(yùn)輸、橫向用鏈條運(yùn)輸；鋸末、小板皮及小料用帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸；選材線用橫向鏈條運(yùn)輸。（六）工藝布置參見工藝設(shè)計(jì)平面圖。（七）有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.原木消耗量：34000m3/年2．鋸材產(chǎn)量：20000m3/年3．原木主產(chǎn)出材率：60.6%4．原木綜合出材率：67.4%5．鋸材為二等材，最大鈍棱率K=40%。6．制材車間單班生產(chǎn)7．班工作時(shí)間：8小時(shí)。TOC\o"1-5"\h\z8．年工作天數(shù)：220天9．車間機(jī)床臺(tái)數(shù)：9臺(tái)車間面積：20x60m2=1200m2修鋸間面積：6x10m2=60m2七、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)本制材車間工藝為通用型，采用單鋸口的帶鋸為主機(jī)，生產(chǎn)靈活性大，可適用于不同原木情況和鋸材產(chǎn)品需要。其生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)量大，綜合出材率高。由于剖料采用跑車帶鋸機(jī)，機(jī)械進(jìn)給，因此對(duì)勞動(dòng)強(qiáng)度的要求不高。但是初期投資較高，適合投資較大的場(chǎng)合采用。（注