Раздел 4. Прогнозирование путей и средств унификации производственных потоков и поточных линий
Технологическое перевооружение лесной отрасли на нижних лесных складах должно привести к унификации оборудования, а в идеале к использованию, для выполнения одного и того же вида работ, только одного лучшего из возможных образцов традиционной или новой техники.
В системе машин 1НС таким лучшим образцом новой техники является поточная линия ППЛ-4, впитавшая в себя все лучшее из того чего достигло творческое мышление ученых и конструкторов и опыт производственников - конструктивную простоту, низкую металлоемкость, компактность, с сокращением габаритов по длине поточной линии вдвое, агрегатирование сучкорезной и раскряжевочной установок, обслуживание одним оператором, объединение в производственный поток с простой и надежной сортировочной установкой ЛТ-86.
В системе машин 2НС требованием создания унифицированного производственного потока (рисунок 9) отвечает установка ЛО-26ПК. Опытно - промышленные образцы этих поточных линий в Предивинском и Карабульском леспромхозах отработали, с минимальным объемом ремонтных работ, соответственно 20 и 10 лет при средне - нормативном сроке эксплуатации типовых установок до 5 лет. Помимо удачных конструктивных и компоновочных технических решений достижение таких результатов было обеспечено применением вместо многозвенных, на половине используемых движителей, монозвенных движителей предмета труда, с установлением соотношения протяженности моно и многозвенных тяговых органов 1:5.
J 0 J1 J2 J3 J4 J5 J6
Рисунок 10 – Поточная линия ЛО-26ПК повышенной эксплуатационной надежности, с использованием монозвенных конвейеров.
Рисунок 11. Прогнозная поточная линия высокой схемной надежности с
монозвенными конвейерами. J1 - узел приёма хлыстов и их выдачи в обработку, J2 -
узел создания поперечной щети хлыстов, J3 - поджимной конвейер. J4 - поштучный
питатель. J5 - слешер. J6 - узел передачи бревен в продольный поток J9 или
лесонакопитель J7 + J8.
Таблица 3. – Показатели конвейеров линии повышенной надежности.
Индексы
участков
|
Длина конвейеров, м
|
Число ветвей
|
Число ниток
|
Общая длина тяговых органов, м
|
Число звеньев
|
Число роликовых, втулок, боковых пластин
|
J1
|
10
|
2
|
4
|
80
|
400
|
2400
|
J2*
|
5*
|
-
|
4*
|
20*
|
-
|
4*
|
J3
|
5
|
2
|
4
|
40
|
200
|
1200
|
J4*
|
2*
|
-
|
-
|
2*
|
-
|
2*
|
J5
|
10
|
2
|
11
|
220
|
1100
|
4400
|
J6*
|
4*
|
-
|
10*
|
40*
|
-
|
10*
|
Итого
J1,J3,J5
|
25
|
-
|
-
|
340
|
1700
|
8000
|
Итого
J2,J4,J6
|
11*
|
-
|
-
|
62*
|
-
|
16*
|
Всего
|
36
|
-
|
-
|
402
|
-
|
8016
|
Конвейеры с индексами J1,J3,J5 - многозвенные структуры.
Конвейеры с индексами J2*,J4*,J6* - монозвенные структуры.
Применение монозвенных структур (шнековых и круговых) упростило техническое обслуживание, которое свелось к замене два раза в год консистентной смазки в пресс-масленках подшипников.
Замена всех многозвенных движителей предмета труда монозвенными, как показало прогнозирование, позволяет создать в системе машин 2НС на базе поточной линии ЛО-26П(К) прогнозную поточную линию высокой надежности (рисунок 10) с сокращением общей длины тяговых органов с 400 до 90 м.
При этом сокращение числа исполнительных механизмов на перемещении хлыстов до 40, реально осуществимо при нынешнем уровне лесного машиностроения и наличии творчески подготовленных ученых и конструкторов, потенциал которых аккумулирован в вузах и промышленных предприятиях.
В то же время, решение задач создания производственных потоков высокой надежности требует прогнозных решений опирающихся на положение Г. Лейбница о том, что «современность чревата будущим, но не слепком с прошлого и настоящего, а как более высокая форма диалектических тенденций развития».
Создание производственных потоков высокой надежности в системе
машин 2НС строится на принципах прогностики. Это:
1.Творческое использование предшествующего отечественного и зарубежного опыта и, прежде всего, опыта красноярской школы создателей
поточных линий СТИ-(1-3) и ЛО-26, а также наличия творческих групп в вузах и на производстве. Этот опыт не всегда являлся позитивным. К негативному опыту следует отнести развал лесной отрасли, снижение объёмов производства, прекращение функционирования поточных линий в большинстве леспромхозов и практически повсеместное прекращения строительства лесовозных дорог круглогодового действия. К негативному опыту относится также развал отраслевой науки и проектирования -ликвидация ЦНИИМЭ, СибНИИЛП, Гипролестранса и его Красноярского филиала, перепрофилирование заводов лесного машиностроения на не лесную продукцию.
2. Возрождение общероссийской информационно - аналитической организации типа ВНИПИЭИлеспрома по освещению и полуляризации передового опыта науки и производства.
3. Реализация потенциала упреждения - опережающей избыточности внешних факторов инициирующих устранение негативных факторов, таких, например, как высокий уровень неосваиваемых перестойных лесонасаждений - потенциального источника пожаров и поражения лесов энтомовредителями, нереализованных возможностей переработки дров и древесных отходов в древесный уголь, с получением многомиллионных доходов, с решением проблемы энергообеспечения многолесных северных, удаленных от транзитных путей транспорта районов. Важным элементом реализации потенциала упреждения является создание принципиально новых рабочих машин, таких, например как поперечный конвейер с размещением лесонакопителей СВЕРХУ и СБОКУ тяговых органов [7], обеспечивающих «кратный» рост производительности производственного потока. В результате устраняется разница в расчетных производительностях слешера (лимитирующего узла потока), составляющая 650-800 м3 в смену, сдерживаемая ограниченной производительностью отечественных продольных лесотранспортеров, не превышающей 160-200 м3 /см.
Рассмотренная проблема решена в результате разработки
производственного потока высокой схемной надежности, где разгрузка -раскряжевка хлыстов решается группой устройств « » (рисунок 12), продольная сортировка, с принудительной смазкой тягового органа, группой устройств « » и поперечная сортировка - группой устройств « » при их коммутации друг с другом устройством « »
 (12).
Здесь продольная сортировка, реализуемая группой устройств «», обеспечивается продольным цепным лесотранспортером с тяговым органом,
выполненным из тяговых цепей, предпочтительно разборных с разрывной нагрузкой не менее 290 кН, при принудительной смазке.
На поперечной сортировке применены сортировочные лесотранспортеры «» с размещением лесонакопителей НАД или, что более предпочтительно, СБОКУ тяговых органов. Коммутация групп устройств  осуществляется с использованием коммутирующего устройства «», представляющего собой лесотранспортер со сдвоенным тяговым органом, что исключает его отказы (разрушения), к конечной части которого непосредственно подсоединена приемная часть поперечного лесотранспортера («»).
Продольный сортировочный лесотранспортер «» связан с коммутирующим лесотранспортером «» через муфту- звездочку, применение которой, с использованием ее инерционных, демпфирующих и упругих свойств, обеспечивает плавные подключения, отключение и приведение в движение тягового органа. Использование инерционных сбрасывателей с электро или гидравлическим приводом обеспечивает быстродействие сброски, а следовательно, способствует повышению производительности сортировочной установки.
β γ α
δ
Рисунок 12 - Прогонозный производственный поток высокой надежности.
«» Поточная линия слешерной раскряжевки.
«» Продольный лесотранспортер высокого скоростного режима
«» Поперечный лесотранспортер
«» Коммутирующий участок производственного потока
Производственные потоки по первичной обработке древесного сырья Р (Р1,....,Р4), где Р1- прогнозный поток высокой схемной надежности типа , Р2- производственный поток Усть -Илимского ЛПК, РЗ-производственный поток ЛО-26ПК и Р4- производственный поток СТИ-3, Х(К1,...К8) - входы в систему (критерии- требования), где К1- расчетная производительность потока не менее 500-600 м3/см, К2- расчетная производительность 700-800 м3/см, КЗ- наличие групповой ориентации хлыстов, К4- возможность поштучной ориентации хлыстов для выпиловки напенной гнили, К5- возможность удаления из производственного потока фаутных лесоматериалов, Кб- возможность проведения, как продольной, так и поперечной сортировки, К7- возможность оперативной (в течении рабочей
смены) замены поставов раскряжевки, К8- монозвенная характеристика конвейеров поточной линии.
Состояния Р(Р1,...Р4) могут быть оптимизированы матричным или алгебраическим способом.
Матричное моделирование в координатах РХ при доминирующих критериях - требованиях К1 и К2 показывает, что лучшими из возможных являются состояния Р1 и РЗ, где Y(ПС=0,88, ПК=1), в то время как для Р2(ПС=0,5 и ПК=0,5), а для РЗ Y (ПС=0,13 и ПК=0,5).
Алгебраическое моделирование показывает, что
НДФ:      =Р1˅P3. (13)
Таким образом, на первичной обработке древесного сырья предпочтительно использование прогнозного производственного потока типа  высокой схемной надежности. Как переходная модель до начала промышленного освоения прогнозного потока (Р1), может найти применение производственный поток в составе поточной линии повышенной надежности
ЛО-26ПК в сочетании с продольным сортировочным лесотранспортером любого типа, предпочтительно ЛТ-86.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Цель исследований - поиск путей совершенствования и разработка
производственных потоков и поточных линий по первичной обработке
древесного сырья - достигнута. Все задачи, решение которых обеспечивало
достижение цели, решены.
1. В результате минимизации числа, применявшихся на нижних лесопромышленных складах леспромхозов, производственных потоков по первичной обработке древесного сырья, насчитывающих несколько десятков, количество рекомендуемых к применению типов производственных потоков сокращено до двух.
Для системы машин 1НС, основанной на продольном перемещении
предмета труда в процессе его обработки, в качестве единственного средства
первичной обработки деревьев и хлыстов, рекомендовано применение
поточной линии типа ППЛ- 4 , в сочетании с сортировочным транспортером
типа ЛТ-86. Для системы машин 2НС, построенной на поперечном и
поперечно-продольном перемещении хлыстов и бревен, при их обработке,
рекомендуется применение поточной линии типа ЛО-26ПК повышенной
надежности с передачей лесоматериалов на продольную сортировочную
установку с разрывным усилием тягового органа 290 кН и более, скоростью
движения тягового органа 2-2,2 м/с и инерционно – импульсной сброской
бревен в лесонакопители.
2. Осуществлен оптимальный выбор и обоснованы эксплуатационные
показатели рабочих машин и механизмов в системе машин 1НС, на основе
агрегатирования сучкорезно - раскряжевочных установок с их обслуживанием
одним оператором. Для машин системы 2НС определено условие
гарантированного обеспечения функционирования производственных потоков
П1>П2>.. .>ПЛ<ПЛ+1<ПН. (14)
Решена проблема групповой и поштучной ориентации хлыстов и выпиловки напенной гнили древесных стволов. Обоснована необходимость
отказа от триммерной раскряжевки и использования слешеров на раскряжевке хлыстов. Решена задача обеспечения конструкционной надежности слешеров за счет применения «псевдогибких валов» и зубчатых передач от электродвигателей к пилам, с использованием маховика для исключения зажимов дисковых пил. Натурный эксперимент, с заменой на третьем пильном блоке поточной линии ЛО-26П клиноременной передачи зубчатой, с использованием маховика, обеспечил безотказность работы этого пильного блока.
3. Исследования проведены с использованием нескольких видов
моделирования, от графического до физического (предметного), с приоритетом натурного, проявившего себя, например, на двухкратной замене, на основе мысленного эксперимента, средств обеспечения межторцовых разрывов между перемещаемыми в поперечном потоке бревнами на поточной линии ЛО-26П. Математическое моделирование проводилось с рассмотрением систем машин в поперечных и продольных потоках обработки древесного сырья, как промышленных автоматов типа А (Р, X, У). Применены новые методы исследований, такие, как метод
«замещения», «привнесения новых качеств», «кратного удвоения»,
топологических преобразований. Поиск оптимальных технических и
технологических решений проводился на основе установления соответствия
объектов (состояний Р) заданным критериям-требованиям (входам в систему X) и результатам поиска оптимальных решений (выходам системы У),
определяемых показателями соответствия ПС и качества ПК.
Как правило, эксперименты осуществлялись в два этапа: этап их мысленной составляющей и, затем, собственно качественный этап, на основе привнесения состояниям Р новых качеств таких, например, как устранение разбега торцов бревен при их передаче в лесонакопители, или, выравнивание торцов комлей хлыстов в процессе их перемещения к слешеру.
Обосновано техническое решение, на основе опыта эксплуатации опытно-промышленной установки ЛО-26П Предивинского леспромхоза, проработавшей без капитальных ремонтов 20 лет с 1973 по 1993 гг., и ЛО-26К, эксплуатировавшейся в Карабульском леспромхозе 10 лет, с обеспечением повышенной надежности, достигнутой за счет применения, наряду с традиционно используемыми многозвенными цепными движителями, монозвенных.
6. Обоснована возможность и найдено техническое решение создания
производственных потоков высокой надежности, с полной заменой
практически всех многозвенных цепных движителей хлыстов и бревен, на
поточной линии типа ЛО-26ПК, монозвенными (шнековыми, барабанными,
круговыми, мотовильными). Разработан прогнозный производственный поток
 ,где - участок разгрузки раскряжевки хлыстов и передачи бревен на сортировку, - участок продольной
сортировки бревен, - участок поперечной сортировки, - коммутационный
участок.
7. Обоснована целесообразность применения в составе производственных потоков высокой надежности, поперечных сортировочных лесотранспортеров, разработанных специалистами Красноярской научной школы, с размещением лесонакопителей НАД и СБОКУ грузонесущих ветвей тяговых органов.
Основные положения диссертации опубликованы в научных журналах и изданиях, определенных перечнем ВАК РФ
1. Упит, В.М. Лесная отрасль Красноярского края на новом этапе / В.М. Упит, В.И. Бутылкин, И.И. Гуслицер // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. Вып.1. - Красноярск: 2007. - С. 227 -230.
2. Упит, В.М. Матричное моделирование при поиске оптимальных
решений / В.М. Упит, В.И. Бутылкин // Вестник Красноярского
государственного аграрного университета. Вып.2. - Красноярск: 2007. - С. 52 -54.
В других научных изданиях:
3. Каверзин, С.В. He альтернатива многомиллионным перспективным инновациям, а сегодняшний инновационный вклад в развитие края/С.В. Каверзин, И.И. Гуслицер, В.И.Бутылкин, В. М. Упит // Вестник Центрально - Сибирской Торгово - Промышленной Палаты (ЦСТПП), 2005, июль-август. - С. 23 - 24.
4. Упит, В.М. Аналитическое моделирование производственных потоков промышленного и аграрного производства / В.М. Упит, И.И. Гуслицер // Лесоэксплуатация: межвуз. Сб. науч. тр., вып.6; Сибирский государственный технологический университет. - Красноярск: 2005. - С. 173 - 176.
5. Упит, В.М. Накопители для лесных грузов. Создание и
совершенствование / В.М. Упит, В.И. Бутылкин. Доклад на Всероссийской научно - технической конференции «Проблемы машиностроения и новые материалы. «Борисовские чтения». - Красноярск: 2006. ИПЦ КГТУ, 2006. - С. 171 - 175.
Упит, В.М. Проблемы, цели и задачи технического перевооружения нижних лесных складов / В.М. Упит // Лесной и химический комплексы -Проблемы и решения, сб. статей по материалам Всероссийской научно -практической конференции. Том 3. - Красноярск: СибГТУ, 2005. - С. 134 - 137.
Упит, В.М. Первоочередные задачи технического перевооружения нижних складов леспромхозов / В.М. Упит, В.М. Бутылкин, И.И. Гуслицер // Инновационное развитие регионов Сибири: Материалы межрегиональной научно - практической конференции. Часть 1. - Красноярск: ИПЦ КГТУ; 2006. - С. 130- 133.
Пат. 53591 РФ. МПК 7 В07С 5/14. Полезная модель. Накопитель -перегружатель лесоматериалов / В.М. Упит, И.И. Гуслицер, В.И. Бутылкин. Приоритет 29.11.2005. Опубликовано 27.05.2006. Бюл. №15.
Пат. 68483 РФ. МПК 7 B65G 47/38. Полезная модель. Устройство для сортировки бревен / В.М. Упит, В.И. Бутылкин, И.И. Гуслицер, Г.С. Миронов. Приоритет 03.04.2007. Бюл. №33.
Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направить по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира 82, СибГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.253.04 Мелешко А.В.
|
