«Подъемно-транспортные машины и механизация
перегрузочных работ»
Исходные данные:
Масса пакета:
Тип пакета: ПД (пакет на плоском деревянном поддоне)
Тип вагона: 11-066.
Одним из направлений совершенствования транспортно-перегрузочного процесса является укрупнение и унификация представленных к перевозке грузовых мест. В значительной степени это положение относится к тарно-штучным грузам и получило достаточно широкое распространение путем внедрения «пакетизации» грузов, под которой понимают формирование укрупненных грузовых единиц из однородных (по типу тары, весу и размерам) грузовых мест (мешков, ящиков, кип, тюков, рулонов, бочек и т.д.). Подобная грузовая единица, гарантированно сохраняющая свою целостность в процессе всех перемещений и сформированная с помощью каких-либо вспомогательных средств (приспособлений) или без них, называется пакетом.
Пакеты могут быть сформированы
на плоских деревянных (иногда металлических, пластмассовых, картонных)
площадках-поддонах, без поддонов путем обвязки группы грузовых мест специальной
(чаще всего синтетической) лентой с быстроразъемным замком (строп-лента, строп-контейнер), без поддонов путем упаковки (с помощью
специальной машины) в синтетическую термоусадочную
пленку.
Остановимся более подробно
на пакетировании тарно-штучных грузов с помощью поддонов, так как именно такой
вид пакетизации предполагается при выполнении данных
расчетов.
На водном транспорте наибольшее распространение получили два типа плоских деревянных поддонов поперечным сечением 1200´1600 и 1200´1800 мм. Поддоны с этими типоразмерами предусмотрено эксплуатировать преимущественно в межпортовых сообщениях с ограниченным выходом на другие виды транспорта. В сквозных смешанных железнодорожно-водных сообщениях в качестве основного предусматривается применение деревянных поддонов поперечным сечением 1200´800 мм.
Для проведения
погрузочно-разгрузочных работ на железных
дорогах и в портах широко применяются самоходные погрузчики, служащие для
выполнения операций захвата, вертикального и горизонтального перемещения груза
и укладки его в штабеля или на
транспортные средства.
В зависимости от назначения
конструкция погрузчиков бывает различна. Они выполняются в виде самоходных
тележек с различной подъемной платформой и с вильчатым подхватом для захвата
штучных грузов и укладывания их в штабеля или на стеллажи, ковшами для сыпучих
грузов; они могут быть снабжены крановым оборудованием и т.д. Для работы с
некоторыми типами грузов (бочки, рулоны, ящики и т.п.) на каретке
грузоподъемника устанавливается захват, имеющий грузозахватные челюсти плоской
или полукруглой формы. Эти захваты могут иметь принудительный поворот челюстей
на 90-360º, что
позволяет при укладке груза в штабель повернуть его в требуемое положение.
1. Определение оптимальной
схемы загрузки вагона
В данной работе заданным является
вагон типа 11-066. Его основные характеристики следующие:
Грузоподъемность – 68,0 т
Полезный объем кузова –
Внутренние размеры кузова:
длина –
ширина –
высота –
Размеры двери:
ширина –
высота –
Наружные размеры:
длина
по осям сцепки –
длина кузова –
ширина –
высота (над головкой подкранового
рельса) –
Высота пола над головкой
подкранового рельса –
База –
Масса (тара) – 21,8 т
Оптимальное использование
кузова вагона при его загрузке пакетами может быть выполнено по ряду
стандартных схем. Так, оптимальная загрузка пакетами крытого железнодорожного
вагона с дверным проемом стандартной ширины может быть обеспечена при
использовании одной из четырех стандартных схем
укладки пакетов, принятой в зависимости от конкретных размеров пакета, кузова вагона и
принятых укладочных (технологических) зазоров.
Исходя из этого, определяем
число рядов (пар) пакетов, укладываемых короткой стороной вдоль вагона:
схема №1 (m = 1):
Lв – (Bп + νп) 13800 – (1210 + 50)
n + Δn = —————— = ———————— = 15,1 шт.,
Ап
+ δп 820 + 10
т.е. n = 15 шт. Δn = 0,1.
схема №2 (m = 0):
Lв – (3 νп +
2δп) 13800 – (3·50
+ 2·10)
n + Δn = ——————— = —————————
= 16,4 шт.,
Ап + δп
820 + 10
т.е. n = 16 шт. Δn = 0,4.
схема №3 (m = 3):
Lв –
(3Bп + 2νп +
2δп) 13800 – (3·1210
+ 2·50 + 2·10)
n + Δn = ————————— = ————————————
= 12,1 шт.,
Ап + δп
820 + 10
т.е. n = 12 шт. Δn = 0,1.
схема №4 (m = 2):
Lв – (3Bп + 2 νп
) 13800 – (2·1210 + 3·50)
n + Δn = ——————— = —————————
= 13,5 шт.,
Ап + δп
820 + 10
т.е. n = 13 шт. Δn = 0,5.
где n – число рядов (пар) пакетов,
укладываемых короткой стороной вдоль вагона;
Δn – дробный остаток;
m – число рядов (состоящих из трех пакетов) пакетов,
укладываемых длинной стороной вдоль вагона;
Lв =
Ап =
Bп =
νп =
δп =
Определяем число слоев пакетов по высоте вагона:
Нв – 2hп´
nвс = —————— ,
hп
где Нв =
hп´ =
hп =
2791 - 2·50
nвс = ————— = 2 шт.
900
Число пакетов укладываемых в нижнем слое по
какой-либо стандартной схеме определяем следующим образом:
NHc = 3m + 2n
NHc1 =
3·1 + 2·15 = 33 шт.,
NHc2 =
3·0 + 2·16 = 32 шт.,
NHc3 =
3·3 + 2·12 = 33 шт.,
NHc4 =
3·2 + 2·13 = 32 шт.
Число слоев пакетов,
укладываемых на дверном просвете, определяем так:
Нg
– 2hп´
ngс = —————— ,
hп
где Нg
=
2300
- 2·50
ngс = ————— = 2 шт.
900
Так как ngс = nвс, то общее число пакетов в
вагоне по каждой схеме укладки составит:
Nв = nвс· NHc ,
Nв1 = 2·33 = 66 шт.,
Nв2 = 2·32 = 64 шт.,
Nв3 = 2·33 = 66 шт.,
Nв4 = 2·32 = 64 шт..
Так как тарно-штучные грузы характеризуются различным удельным погрузочным объемом, оценка эффективности загрузки вагона определяется такими показателями.
Коэффициент использования грузоподъемности вагона:
Qв – QГP
КвГ
= ( 1 - ———— ) ·100%,
Qв
где Qв = 68 т – паспортная
грузоподъемность вагона;
QIP = Nв·gВ.П.
,
где QГP - общая масса груза в вагоне, т;
gВ.П. =
QГP1 = 66·0,658 = 43,428 т,
QГP2 = 64·0,658 = 42,112 т,
QГP3 = 66·0,658 = 43,428 т,
QГP4 = 64·0,658 = 42,112 т,
68 – 43,428
КвГ1 = ( 1 - ————— ) ·100% = 63,9%,
68
68 – 42,112
КвГ2 = ( 1 - ————— ) ·100% = 61,9%,
68
68 – 43,428
КвГ3 = ( 1 - ————— ) ·100% = 63,9%,
68
68 – 42,112
КвГ4 = ( 1 - ————— ) ·100% = 61,9%,
68
Коэффициент использования кубатуры вагона:
Vв – VIP
Vв – Nв( Ап
+ δп )( Bп + νп
)( hп + hп´ )
Квк
= ( 1 - ———— ) ·100% = 1 - ———————————————— ·100%,
Vв
Vв
где Vв =
VIP - объем груза, уложенного в вагон с учетом укладочных
зазоров, м3.
120 – 66( 0,82 +
0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Квк1 = 1 - ———————————————————— ·100% = 54,6%,
120
120 – 64( 0,82 +
0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Квк2 = 1 - ———————————————————— ·100% = 53%,
120
120 – 66( 0,82 +
0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Квк3 = 1 - ———————————————————— ·100% = 54,6%,
120
120 – 64( 0,82 +
0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Квк4 = 1 - ———————————————————— ·100% = 53%.
120
Коэффициент использования площади пола вагона:
Sв – SIP
Lв·Bв – NHc ( Ап + δп
)( Bп + νп
)
Квп
= ( 1 - ———— ) ·100% = 1 - —————————————— ·100%,
Sв Lв·Bв
где Sв – площадь пола вагона, м2;
SIP - площадь пола, занимаемая пакетами (с учетом
укладочных зазоров), м2;
Bв =
13,8·2,76 – 33( 0,82 + 0,01 )( 1,21 +
0,05 )
Квп1 = 1 -
————————————————— ·100% = 90,6%,
13,8·2,76
13,8·2,76 – 32( 0,82
+ 0,01 )( 1,21 + 0,05 )
Квп2 = 1 -
————————————————— ·100% = 88%,
13,8·2,76
13,8·2,76 – 33(
0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )
Квп3 = 1 -
————————————————— ·100% = 90,6%,
13,8·2,76
13,8·2,76 – 32(
0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )
Квп4 = 1 -
————————————————— ·100% = 88%.
13,8·2,76
Полученные результаты расчета для возможных схем
сводим в таблицу 1.
Таблица
1. Анализ показателей загрузки вагона.
Номер схемы |
Число пакетов в слое nвс |
Общее число пакетов в
вагоне Nв |
Масса груза в вагоне QIP |
Коэффициенты использования
вагона |
Вывод |
||
По грузо- подъем- ности КвГ,
% |
По кубатуре Квк , % |
По площади пола Квп , % |
|||||
1 |
2 |
66 |
43,428 |
63,9 |
54,6 |
90,6 |
Оптимальной
является схема №2, так как n –
четное и наибольшее |
2 |
2 |
64 |
42,112 |
61,9 |
53 |
88 |
|
3 |
2 |
66 |
43,428 |
63,9 |
54,6 |
90,6 |
|
4 |
2 |
64 |
42,112 |
61,9 |
53 |
88 |
2. Подбор погрузчика по
грузоподъемности
Производим предварительный подбор погрузчика по
величине паспортной грузоподъемности Qпм , причем
Qпм ≥ gВ.П.
Устанавливаем фактическую
грузоподъемность предварительно выбранного погрузчика с учетом размеров пакета.
Фактическая грузоподъемность Qфм определяем
по следующей формуле:
Qпм
(l0
+ ΔТ)
Qфм = ————— ,
lГP + ΔТ
где l0 =
lГP –
расстояние от передней плоскости каретки до центра тяжести находящегося на
вилах пакета, мм.
lГP
= 0,5·Bп = 0,5·1210 =
ΔТ =
Qпм
(l0
+ ΔТ)
Qфм = ——————— ,
lГP + ΔТ
1000·(500 + 279)
Qфм = ——————— =
605 + 279
Таким образом, данный колесный погрузчик может быть использован для транспортировки пакетов заданных размеров. Исходя из этого, приводим его характеристику:
Модель – «Фенвик»-ELP-105
Грузоподъемность - Qпм
=
Расстояние от центра тяжести груза до спинки вил - l0
=
Расстояние от спинки вил до оси передних колес –
ΔТ =
Ширина – Bм =
Высота строительная – Hстрм
=
Высота максимальная – Hmaxм
=
Высота подъема вил - hmaxВ =
Высота подъема вил свободная – hСВВ =
Внешний радиус поворота – RВ =
Маневренная характеристика – Дм90ш
=
Скорость подъема вил с грузом – VГВ.П = 0,2 м/с
Скорость опускания вил с грузом – VГВ.О = 0,4 м/с
Скорость передвижения– VГМ = 2,9 м/с
Тип привода – КД
Давление на ось – Р0=
Масса - Gм = 1970
Страна изготовитель – Франция
Схематическое изображение погрузчика приведено на рис.1
Вариант №22
Исходные данные:
Перегружаемый груз – гречиха
Грузопоток - Qi = 700 тыс.т
Производительность – П = 600
т/ч
Тип судна – «Николай
Вознесенский»
Введение
Термин «судоразгрузочная машина» (СРМ) относится к перегрузочным машинам непрерывного действия, разгружающим суда с навалочными грузами и подающими последний к береговым приемным устройствам наземного транспорта (как правило непрерывного действия).
СРМ – сравнительно новый вид портового перегрузочного оборудования, изучение их технологических возможностей и методика выбора параметров в связи со значительными объемами морских перевозок навалочно-насыпных грузов представляет существенный интерес для специалиста – менеджера в сфере портовых перегрузочных процессов.
Определение основных
параметров СРМ
Приводим свойства заданного груза и характеристики расчетного типа судна:
Груз – гречиха
Насыпная плотность – γ = 0,6-0,7 т/м3
Размер частиц – α = 2-
Угол естественного откоса – φп = 35-36º
Коэффициент трения по резине в покое – fп = 0,52
Группа абразивности - В
Тип судна - «Николай Вознесенский»
Длина максимальная –
Длина между перпендикулярами –
Ширина максимальная –
Высота борта –
Осадка в грузу –
Осадка в балласте –
Водоизмещение – 47,7 тыс.т
Дедвейт – 38,2 тыс.т
Грузоподъемность – 35,8 тыс.т
Число трюмов – 7
Длина трюма максимальная –
Высота трюма максимальная –
Длина трюма минимальная –
Высота трюма минимальная –
Длина люка максимальная –
Ширина люка максимальная –
Длина люка минимальная –
Ширина люка минимальная –
Количество тонн на
Мощность – 13,7 тыс.л.с.
Скорость в грузу – 16,2 узлов
Скорость в балласте – 17,0 узлов
Стоимость строительная – 22,3 млн.руб.
Эксплуатационные расходы на стоянке – 5,3 тыс.руб/сут
Эксплуатационные расходы на ходу – 8,7 тыс.руб/сут
Расход топлива на стоянке – 2,9 т/сут
Расход топлива на ходу – 51,0 т/сут
Страна изготовитель – СССР
Год постройки - 1972
Высота вертикального подъемника HВ.П определяется по условию обеспечения
захвата (забора) остаточного слоя груза в трюме (т.е. при минимальной
осадке) с наибольшими габаритами
HВ.П = Hс + hк + hм – hg – hб,
где Hс =
hк =
hм =
hg =
hб =
HВ.П = 15,6 + 1,5 + 2,0 – 2,0 – 0,2 =
Максимальный вылет стрелового конвейера определяем из условия обеспечения ввода вертикального подъемника в подпалубное пространство (под комингс люка к «морскому борту») на величину «запаса вылета»:
Rmax = RС.К.+ ΔR = 0,5(Bм + Вс + Вл) + а1 + а2 + ΔR,
где RС.К.- вылет стрелового конвейера;
Bм =
Вс =
Вл =
а1
=
а2
=
ΔR =
RС.К.= 0,5(10,5 + 27,8 + 9,4) + 3,2 + 1,0
=
Rmax = 0,5(10,5 + 27,8 + 9,4) + 3,2 + 1,0 + 1,5 =
Конструктивная высота (над уровнем причала) шарнира крепления стрелового конвейера на портале:
HС.К.К = H С.К.Т + Н1,
где H С.К.Т – расстояние между стреловым конвейером и поверхностью причала (судно в балласте):
H С.К.Т = Hс + hк + hб – Тп – hГР,
где hб =
hГР =
H С.К.Т = 15,6 + 1,5 + 1,0 – 2,8 – 2,0 =
Н1= 0 (так как H С.К.Т >
HС.К.К =
Длина стрелового конвейера:
LК = RС.К./ cos β,
где β – угол наклона стрелового конвейера
tg β = Н1/ RС.К. ,
Так как Н1= 0, угол наклона стрелового конвейера β = 0 ˚.
LК = RС.К. =
Принципиальная схема судоразгрузочной
машины приведена на рис.1