CC BY
28
Труды БГТУ, 2016, № 2, с. 285-288
285
УДК 674.053
В. Т. Лукаш
Белорусский государственный технологический университет
РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПИЛЕНИЯ
ПРИ РАСКРОЕ ЛАМИНИРОВАННЫХ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ В ЗАО «ХОЛДИНГОВАЯ КОМПАНИЯ «ПИНСКДРЕВ»
На одном из ведущих мебельных предприятий республики внедрены режимы пиления ламинированных древесно-стружечных плит, позволившие увеличить стойкость дисковых твердосплавных пил по критерию качества обработки в среднем на 23%. Значения рекомендуемых технологических параметров получены путем оптимизации математических зависимостей, разработанных в рамках выполнения научных исследований энерго- и ресурсосберегающих режимов пиления ламинированных древесно-стружечных плит. Результаты проведенных расчетов показали, что благодаря увеличению ресурса режущего инструмента и, соответственно, снижению затрат на его приобретение и подготовку, а также росту производительности форматно-раскроечного станка, был достигнут экономический эффект в размере 39 747,6 тыс. руб. на одну единицу оборудования в ценах 2015 г.
Ключевые слова: внедрение, оптимизация, технологическая стойкость, производительность, затраты, экономия, эффект.
V. T. Lukash
Belarusian State Technological University
RESULT OF THE INTRODUCTION OF RATIONAL MODES SAWING WHEN CUTTING LAMINATED CHIPBOARD IN «HOLDING COMPANY «PINSKDREV»
On one of the leading furniture enterprises of the republic introduced the modes of sawing of laminated chipboard, which allowed to increase the resistance of carbide disk saws by a criterion of quality of processing on the average by 23%. Recommended values of process parameters obtained by optimizing the mathematical relations developed in the framework of the scientific research of energy-saving modes of sawing of laminated chipboard. The results of the calculations showed that, with the increase of resource of the cutting tool and, accordingly, reduce the cost of its purchase and preparation, as well as productivity panel sizing machine, has been the economic effect in the amount of 39,747.6 thousand rubles for one unit of equipment prices in 2015.
Key words: implementation, optimization, process stability, productivity, costs, savings, the effect.
Введение. Технология изготовления мебельных заготовок из ламинированных древес-но-стружечных плит (ДСП-Л) на предприятии ЧПУП «Мебельная фабрика «Пинскдрев-Адриана» предусматривает получение форматных деталей с использованием двух технологических методов обработки: раскрой плит на заданный размер дисковыми твердосплавными пилами и последующее фрезерование кромок с целью удаления дефектов пиления в виде сколов, вырывов и т. д.
Раскрой плит выполняется на форматно-раскроечном центре с ЧПУ при следующих режимах: скорость резания V = 75 м/с (п = 4100 мин1), скорость перемещения пилы VS = 18 м/мин (подача на зуб 5 = 0,06 мм), выход пилы из пропила а = 10 мм. Параметры режущего инструмента: дисковая твердосплавная пила диаметром 350 мм с зубьями плоско-трапециевидного профиля в количестве 72 шт. Переточка произ-
водится через каждые 1000-1200 пог. м, когда величина сколов на кромках деталей превышает припуск на их дальнейшую обработку фрезерованием перед облицовыванием.
Основная часть. С целью внедрения на предприятии режимов пиления ДСП-Л, обеспечивающих максимальную технологическую стойкость режущего инструмента при высоких требованиях к качеству кромки пропила и условии сохранения производительности процесса, в математическом пакете MathCad была выполнена оптимизация зависимости (1):
S =
L ■ Sz ■ z l '
(1)
где 5" - количество обработанного материала от начала резания новым или восстановленным инструментом до появления сколов, пог. м; Ь -фактический путь резания одного зуба пилы до появления сколов на поверхности облицовочного
материала, м; - подача на зуб, мм; г - количество зубьев дисковой пилы, шт.; I - длина дуги контакта режущей кромки зуба пилы с обрабатываемым материалом, мм.
Регрессионная модель технологической стойкости дисковой пилы с плоско-трапециевидным профилем зубьев (2) была разработана автором ранее [1].
Ь = 1854,55 + 725 818,33 • - 598,47 • V + + 1322,59 • а - 8 060 312,50 • + 4,58 • V2 -
- 18,04• а2 -5133,33• • а. (2)
По результатам оптимизации были рекомендованы следующие режимы обработки: скорость резания V = 80 м/с (п = 4365 мин1), скорость перемещения пилы = 18 м/мин (подача на зуб = 0,06 мм), выход пилы из пропила а = 31 мм.
Технологическая стойкость дисковых пил после внедрения разработанных режимов составила 1300-1400 пог. м. При этом критерием замены инструмента являлось появление на кромках пропила сколов величиной более 0,3 мм, что недопустимо по ГОСТ 9769-89.
Величина экономического эффекта от внедрения была определена по годовой экономии на эксплуатационных текущих затратах в ценах и нормах 2015 г.
1. Расчет годовой производительности форматно-раскроечного станка
Фактическая годовая производительность Пф, пог. м/г. одного форматно-раскроечного станка,
Пф = Тф • 60 • / • V, (3)
где Тэф - эффективный фонд рабочего времени станка, мин; / - количество заготовок обрабатываемых одновременно, шт.; - скорость подачи, м/мин.
Тэф = Т • Км • Кр, (4)
где Тн - расчетная норма рабочего времени, ч. Для 5-дневной рабочей недели расчетная норма рабочего времени на 2015 г. составляет Тн = = 2032 ч. [2]; Км - коэффициент использования машинного времени; Кр - коэффициент использования рабочего времени.
По данным предприятия до внедрения Км = 0,7, Кр = 0,7, после внедрения Км = 0,75, Кр = 0,7. Увеличение коэффициента машинного времени достигнуто за счет повышения технологической стойкости режущего инструмента и уменьшения времени простоев на замену режущего инструмента.
Эффективный фонд рабочего времени станка:
- до внедрения
Тэф1 = 2032 • 0,7 • 0,7 = 995,68 ч;
- после внедрения
Тэф2 = 2032 • 0,75 • 0,7 = 1066,8 ч.
Таким образом, фактическая годовая производительность Пф, пог. м/г. при проведении индивидуального раскроя (/ = 1):
- до внедрения
Пф1 = 995,68 • 60-1 • 18 = 1 075 354,4 пог. м/г;
- после внедрения
Пф2 = 1066,8• 60•Ь 18 = 1 152 144,0 пог. м/г.
2. Расчет затрат на приобретение и подготовку к работе дисковых твердосплавных пил
Расходы на приобретение режущего инструмента Си, тыс. руб.,
Си = N • Ци, (5)
где N - количество дисковых пил для выполнения годовой программы, шт.; Ци - цена инструмента, тыс. руб. По данным предприятия цена дисковой твердосплавной пилы в 2015 г. составляла 1200 тыс. руб.
Потребное количество режущего инструмента на год
100 • п • Тэф 100 • п • Пф
N =-^-=-(6)
(К + 1) • Ти • (100 - у) V (100 - у)
где п - число одинаковых инструментов в комплекте, шт.; К - количество возможных переточек инструмента (зависит от величины допустимого стачивания режущей пластины и величины съема за одну заточку); Ти - продолжительность работы инструмента между переточками, ч; -суммарное количество обработанного материала за весь срок службы инструмента (ресурс режущего инструмента), пог. м; у - процент на непредвиденные поломки, %.
По данным предприятия количество переточек в среднем составляет К = 18, процент на непредвиденные поломки - 5%. На станке установлена одна основная пила п = 1.
Суммарное количество обработанного материала за весь срок службы инструмента (ресурс режущего инструмента) составляет
Б2= (К +1) • Б, (7)
где Б - количество обработанного материала до переточки, пог. м. Минимальное гарантированное количество обработанного материала между переточками по данным предприятия до внедрения разработанных режимов 1000 пог. м, после внедрения 1300 пог. м.
В. Т. Лукаш
287
Таким образом:
- до внедрения
Б2= (18 +1) • 1000 = 19 000 пог. м;
- после внедрения
Б2= (18 +1) • 1300 = 24 700 пог. м.
С учетом всех данных количество дисковых пил, необходимых для выполнения годовой программы, составит:
- до внедрения
^ 100• Ы 075 354,4 _ N =-— = 60 шт;
1 19 000 • (100 - 5)
- после внедрения
100 4 • 1 152 144,0 _ N2 =-— = 50 шт.
2 24 700 • (100 - 5)
Расходы на приобретение режущего инструмента до внедрения Си1 и после Си2:
Си1 = 60• 1200 = 72 000 тыс. руб.; Си2 = 50 • 1200 = 60 000 тыс. руб. Затраты на заточку
С = N • К • Ц , (8)
зат ^зат' V /
где Ц,ат - цена заточки инструмента, тыс. руб. По данным предприятия цена заточки дисковой твердосплавной пилы диаметром В = 350 мм и количеством зубьев г = 72 шт. составляет
Цзат = 80 тыс. руб.
Затраты на заточку инструмента:
- до внедрения
Сзат1 = 60 • 18 • 80,0 = 86 400 тыс. руб;
- после внедрения
Сзат2 = 50 • 18 • 80,0 = 72 000тыс. руб.
3. Расчет затрат на электрическую энергию при пилении
Расходы на потребляемую электрическую энергию Сэл, тыс. руб.,
Сэл = Цэ • Му • Км.э • Тэф,
(9)
где Ц - цена за 1 кВт • ч электроэнергии, тыс. руб.; Му - установленная мощность электродвигателей станка, кВт; Км.э - коэффициент использования электродвигателей по мощности, равный отношению величины потребляемой мощности на полезную и холостую работу оборудования к установленной мощности электродвигателей.
Цена за 1 кВт • ч электроэнергии для предприятия в 2015 г. составляла Цэ = 2220 руб. Установленная мощность электродвигателей станка 8,6 кВт. Коэффициент использования электродвигателей по мощности по данным предприятия до внедрения Км.э = 0,8, после внедрения - Км.э = 0,7.
Таким образом, расходы на потребляемую электрическую энергию до внедрения Сэл1 и, соответственно, после Сэл2 приведены ниже:
Сэл1 = 2,22 • 8,6 • 0,8 • 995,68 = 15 207,6 тыс. ру б;
Сэл2 = 2,22 • 8,6 • 0,7 • 1066,8 = 14 257,1 тыс. руб.
4. Расчет экономического эффекта от внедрения рациональных режимов пиления
Экономия затрат при пиления Эп, млн. руб.,
а =
С С
V—-V! ' V
V Пф1
П
П
ф2'
(10)
ф2 У
где Си, Схг - сумма эксплуатационных затрат до внедрения рациональных режимов пиления и после соответственно:
СН = Си1 + Сзат1 + Сэл1; (11)
С21 = 72 000 + 86 400 +15 207,6 = = 173 607,6 тыс. руб.;
С = С + С + С • (12)
22 *-и2 ^ зат2 ^эл2>
СЕ2 = 60 000 + 72 000 + 14 257,1 = = 146 257,1 тыс. руб.;
а =
173 607,6 146 257,1
Л
V 1075 354,4 1152144,0 У
= 39 747,6 тыс. руб.
•1152144,0 = (13)
Заключение. Как следует из проведенных расчетов, внедрение разработанных рациональных режимов пиления ламинированных древесностружечных плит на предприятии ЧПУП «Мебельная фабрика «Пинскдрев-Адриана» позволило: 1) увеличить технологическую стойкость дисковых пил для форматной обработки в среднем на 23% и, соответственно, сократить потери времени, связанные с заменой режущего инструмента; 2) снизить энергетические затраты на процесс обработки облицованных плитных древесных материалов на 6,2%; 3) снизить затраты на потребляемый режущий инструмент и его подготовку (заточку) на 16,7%; 4) обеспечить экономию затрат при пилении в размере 39 747,6 тыс. руб. в расчете на один станок.
Литература
1. Лукаш В. Т., Гриневич С. А. Технологическая стойкость и начальная мощность при обработке ламинированных ДСтП пилами с плоско-трапециевидным профилем зубьев // Труды БГТУ. Сер. II, Лесная и деревообраб. пром-сть. 2010. Вып. XVIII. С. 234-239.
2. Постановление Министерства труда и социальной защиты Республики Беларусь от 17 октября 2014 г. № 91 «Об установлении расчетной нормы рабочего времени на 2015 год» // Главный бухгалтер: электронный журнал. URL: http://www.gb.by/izdaniya/glavnyi-bukhgalter/postanovlenie-mintruda-i-sotszashchity-r-б (дата обращения: 22.06.2015).
References
1. Lukash V. T., Grinevich S. A. Technological resistance and initial power at processing laminated chipboard saws with flat-trapezoidal tooth profile. Trudy BGTU [Proceedings of BSTU], series II, Forest and Woodworking. Industry, 2010, issue XVIII, pp. 234-239 (In Russian).
2. Postanovlenie Ministerstva truda i social'noy zashchity Respubliki Belarus' ot 17 oktyabrya 2014 g. № 91 "Ob ustanovlenii raschetnoy normy rabochego vremeni na 2015 god" [Decree of the Ministry of labor and social protection of the Republic of Belarus of Oktober 17, 2014 year, no. 91. "On establishing the rules of calculation of working time for 2015 year". Available at: http://www.gb.by/izdaniya/glavniy-bukhgalter/postsnovlenie-mintruda-i-sotszashchity-r-6. (accessed 22.06.2015).
Информация об авторе
Лукаш Валерий Тадеушевич - соискатель, заведующий лабораторией кафедры деревообрабатывающих станков и инструментов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: [email protected]
Information about the author
Lukash Valeriy Tadeushevich - external doctorate student, Head of the Laboratory, the Department of Woodworking Machines and Tools. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: [email protected]
Поступила 20.02.2015
