Бабурова И.А. Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ

Подождите немного. Документ загружается.

от,пр

сут

от,пр

сут

Ν = , (1.8)

где

– техническая норма загрузки вагона (табл. 1.1), т.

Суточные вагонопотоки для контейнеров определяют:

-по прибытии

пр

пор

пр

сут

пр

сут

=Ν

(1.9)

-по отправлении

от

сут

от

сут

от

сут

=Ν

, (1.20)

где

n – количество контейнеров в вагоне; принимается для среднетон-

нажных контейнеров

n = 10÷12 условных контейнеров, для крупнотон-

нажных

n = 2÷3.

2. ВЫБОР СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПОГРУЗОЧНО-

РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ

2.1. Типовые схемы комплексной механизации погрузочно-

разгрузочных работ

Схемой механизации погрузочно-разгрузочных работ и складских опе-

раций называется комплекс машин, устройств и оборудования, обеспечи-

вающий переработку груза по определенному технологическому процессу.

Для заданных грузов студент должен выбрать наиболее эффективную

схему комплексной механизации ПРР с учетом заданных объемов работы

грузового пункта на основе типовых схем [1, 2, 3, 4, 7, 9, 10] и рекоменда-

ций, приведенных в табл. 2.1.

При выборе наиболее эффективной схемы необходимо учитывать сле-

дующие положения:

- выбираемые ПРМ и устройства должны обеспечивать полную со-

хранность грузов, надежность в эксплуатации и безопасность для об-

служивающего персонала, иметь минимальную массу, соответство-

вать своему основному назначению, роду и свойствам перерабаты-

ваемых грузов;

- техническая производительность и производственная норма выра-

ботки ПРМ должны соответствовать объему грузопереработки;

Таблица 2.1

Наименование груза Тип склада

Рекомендуемые средства

механизации ПРР

1. Тарно-штучные

грузы в пакетах на

поддонах и без под-

донов, требующие

защиты от атмо-

сферных осадков

Крытый:

- с внешним рас-

положением ж.д. путей

автоподъездов;

- с внутренним

вводом одного, двух

ж.д. путей и внешним

автоподъездом

Электропогрузчики и малогабарит-

ные автопогрузчики грузоподъемно-

стью (г.п.) 0,75; 1,0; 1,5 т.

2. Контейнеры сред-

нетоннажные

Открытая контейнер-

ная площадка

Стреловые краны на ж.д. ходу; коз-

ловые краны г.п. 5; 6; 7,5 т; мостовые

краны г.п. до 10т; автокраны г.п. до

10 т.

3. Контейнеры круп-

нотоннажные

Открытая контейнер-

ная площадка

Козловые краны г.п. 20; 25; 30; 32 т;

мостовые краны г.п. 40 т.

4. Тяжеловесные

грузы (грузы в ящи-

ках и неупакованные,

тракторы)

Открытая тяжеловес-

ная площадка

Стреловые краны на ж.д. ходу; коз-

ловые краны г.п. до 12,5 т; мостовые

краны г.п. до 10т; автокраны г.п. до

10 т.

5. Лесоматериалы,

металлопродукция

Открытая площадка

Стреловые краны на ж.д. ходу; коз-

ловые краны г.п. до 12,5 т; мостовые

краны г.п. до 10т; автокраны г.п. до

10 т; автопогрузчики г.п. до 5 т.

6. Насыпные, не

боящиеся атмо-

сферных осадков

Открытая навалочная

площадка, бункер

Погрузка: стреловые краны на ж.д.

ходу; козловые и мостовые краны с

грейферами, экскаваторы, бункер-

ные установки.

Выгрузка: стреловые, мостовые, коз-

ловые краны с грейферами; повы-

шенный путь, перекрытый козловым

краном; элеваторно- ковшовые раз-

грузчики С-492; вагоноопрокидыва-

тели.

7. Насыпные, тре-

бующие защиты от

атмосферных осад-

ков

Крытый, силосного ти-

па, элеватор

Погрузка: пневматические установки,

самотеком с помощью отпускных

труб.

Выгрузка: мехлопаты, разгрузчики

непрерывного действия, инерцион-

ные разгрузочные машины, пневма-

тические разгрузчики.

- грузоподъемность ПРМ (крана, погрузчика) выбирается в зависимо-

сти от количества груза, поднимаемого механизмом за цикл и массы

грузозахватного приспособления;

- для стреловых кранов следует учитывать зависимость грузоподъем-

ности кранов от вылета стрелы и возможность работы крана с вы-

носными опорами (аутригерами);

- операции по застропке и отстропке грузов должны быть с минималь-

ными затратами ручного труда и с применением автоматических (по-

луавтоматических) грузозахватов.

При выборе вариантов механизации и типов ПРМ важно учитывать

расстояние и направление перемещения грузов, способы их хранения,

типы складов (закрытое помещение или открытая площадка), размеры и

форму площади складов, условия охраны труда обслуживающего персо-

нала.

2.2. Выбор грузозахватных приспособлений

Производительность ПРМ находится в прямой зависимости от конст-

руктивных качеств захватных устройств, правильного подбора их к кон-

кретному грузу и условий работы с ним. Простой вагонов под грузовыми

операциями зависит от производительности ПРМ. При выборе грузоза-

хватных устройств следует руководствоваться справочными данными [5,

13] и рекомендациями табл. 2.2.

Руководствуясь типовыми схемами [1,2,3,4], справочными данными

[5,6,13,14] и прил. 5, 6, 7, 8, 9 студент должен выбрать для каждого груза,

указанного в задании, наиболее производительную и экономичную погру-

зочно-разгрузочную машину (механизм), соответствующее грузозахватное

приспособление, а также начертить схему комплексной механизации по-

грузочно-разгрузочных работ с учетом выбранных средств механизации.

Руководствуясь положениями типовых технологических процессов ра-

боты станции и МЧ [10,15], а также рекомендуемой литературой [1,3,4,7],

необходимо выбрать наиболее прогрессивную технологию погрузочно-

разгрузочных работ с заданными грузами и дать в пояснительной записке

ее описание (от момента подачи вагонов на грузовой фронт до момента

уборки вагонов).

Рекомендуется следующая структура описания технологии ПРР:

1. Характеристика груза (размеры, масса единицы груза, вид тары,

упаковки объемная масса, угол естественного откоса, грануло-

метрический состав, особенности взаимодействия с окружающей

средой и т.п.).

2. Характеристика склада.

3. Способ хранения груза на складе.

4. Тип ПРМ и грузозахватного приспособления; указать состав бри-

гады.

5. Характеристика подвижного состава (вагона, автомобиля).

6. Подготовительные операции перед погрузкой (выгрузкой).

7. Описание грузовых операций; для контейнеров дать технологию

поиска контейнера на складе.

8. Заключительные операции после погрузки (выгрузки).

Таблица 2.2

Наименование груза Грузозахватные приспособления

Тарно-штучные Вилочный захват, зажимы, штыри, захва-

ты-кантователи

Контейнеры:

- среднетоннажные;

- крупнотоннажные

Четырехстропный захват с крюками, полу-

автоматические захваты, автостроп

ЦНИИ-ХИИТа

Траверсы со стропами, полуавтоматиче-

ский захват, спредер

Тяжеловесные Четырехзвенные стропы; тросы; то же с

траверсами; автоматические захваты

Круглый лес:

- навалом;

- в пакетах

Торсы, грейферы лесные трехлапные

Четырехзвенные стропы; то же с травер-

сами; полуавтоматические захваты

Пиломатериалы в пакетах Четырехзвенные стропы; то же с травер-

сами; автоматические захваты с поворот-

ными лапами

Насыпные (гравий, песок, уголь, кокс, ру-

да)

Ковши, грейферы

Металлопродукция Электромагниты; четырехзвенные стропы

3. РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ СКЛАДСКИХ СООРУЖЕНИЙ

3.1. Выбор склада

Из существующих типов складов по рекомендуемой литературе [1, 2, 3,

4] и по данным таблицы 2.1 выбирается наиболее экономичный, обеспе-

чивающий хранение и переработку груза с наименьшими строительными и

эксплуатационными затратами.

Для тарно-штучных грузов в зависимости от грузопотока и вида грузо-

вых операций рекомендуются крытые склады с внешним расположением

путей, склады ангарного типа с внутренним вводом путей и внешними ав-

топодъездами, автоматизированные склады.

Для контейнеров, тяжеловесных грузов и колесной техники проектиру-

ют типовые открытые площадки: грузовые (погрузка и выгрузка), грузосор-

тировочные (погрузка, выгрузка и сортировка) и сортировочные. В зависи-

мости от объема грузопереработки и вида грузовых операций контейнер-

ные склады проектируются с одним, двумя и более железнодорожными

путями.

Насыпные грузы, не боящиеся атмосферных осадков (уголь, кокс, пе-

сок, гравий, руда и др.), хранятся на открытых площадках, оборудованных

в зависимости от вида грузовых операций бункерными установками, по-

вышенными путями, приемными устройствами траншейного типа и др.

Насыпные грузы, перевозимые насыпью в крытых и специализирован-

ных вагонах и требующие защиты от атмосферных осадков (цемент, ми-

неральные удобрения, зерно и др.), перерабатываются в крытых складах,

силосах, элеваторах.

Лесоматериалы, металлопродукция перерабатываются и хранятся, как

правило, на открытых площадках.

3.2. Определение площади и линейных размеров складов

Площадь склада и его линейные размеры зависят от типов принятых

складов, размещения в них грузов и технологии их переработки. При этом

площадь склада может быть определена методом удельных нагрузок или

методом элементарных площадок. Методом удельных нагрузок опреде-

ляется площадь склада для хранения тарно-штучных, тяжеловесных, лес-

ных, насыпных (гравий, песок, уголь, кокс, руда) грузов и металлопродук-

ции по формуле

(

)

скл

хрсутдоп

скл

tQК

−

⋅

, (3.1)

где

доп

- коэффициент, учитывающий дополнительную площадь на про-

ходы, проезды и установку средств механизации;

хр

- нормативное время хранения груза на складе, сут.;

- коэффициент, учитывающий долю груза, перерабатываемого по

прямому варианту;

скл

- допустимая нагрузка на 1 м

площади склада, т/м

Методом элементарных площадок определяется площадь склада для

хранения контейнеров. Площадь грузовой контейнерной площадки опре-

деляется:

(

)

(

)

(

)

[

]

,ftntnn,tntnКF

кпорпорропооопппдопкп

−

03011

(3.2)

где

пороп

n,n,n

- приведенное число прибывающих, отправляемых и по-

рожних контейнеров;

порроп

tt,t

- время хранения контейнеров на площадке соответствен-

но по прибытии, по отправлении, неисправных и порожних, сут.;

оп

- коэффициент, учитывающий долю перегрузки по прямому ва-

рианту соответственно по прибытию и отправлению контейнеров;

f - площадь, занимаемая одним контейнером, м

;

- доля неисправных контейнеров.

Значения скл

доп

порроп

tt,t

приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Ряд грузов (цемент, минеральные удобрения, зерно и т.д.), перевози-

мых в крытых и специализированных вагонах, при значительном грузопо-

токе целесообразно хранить в силосных и элеваторных складах.

Емкость силосного склада определяется по формуле

хрсут

⋅

, (3.3)

Наименование груза

Нормативное время

хранения

хр

, сутки

Коэффициент

дополнитель-

ной площади,

доп

Нагрузка на 1

площади

склада скл

т/м

по прибы-

тии

по отправ-

лении

Тарно-штучные 2,0 1,5 1,7 0,85

Контейнеры груженые 1,5 1,0 1,9 -

Контейнеры порожние 1,0 1,0 1,3 -

Контейнеры неисправные 2,0 2,0 - -

Тяжеловесные 2,5 1,0 1,6 0,9

Насыпные на открытых

площадках

3,0 2,5 1,4 1,2

Насыпные в крытых скла-

дах

2,5 - 1,4 1,0

Лесоматериалы 5,0 3,0 1,5 1,1

Металлопродукция 3,0 2,5 1,6 1,3

Зерновые 2,5 3,0 - 1,3

Полученные значения емкости следует принять близким к типовым по

таблице в приложении 3.

Число силосных (элеваторных) башен рассчитывается по формуле

= , (3.4)

где

е - емкость одной силосной (элеваторной) башни, т.

Силосные корпуса строят круглой и квадратной форм из монолитного

или сборного железобетона. Емкость силосного корпуса круглой формы

определяется:

ϕγΗ

⋅⋅⋅=

сс

, (3.5)

где

- диаметр силоса,

= 6 м;

- полезная высота силоса,

= 30 м;

- объемный масса груза, т/м

(приложение 2);

- коэффициент заполнения силоса,

= 0,95

0,98.

Емкость силосного корпуса квадратной формы рассчитывается:

ϕγΗ ⋅⋅⋅=

сс

ае

, (3.6)

где

- длина стороны силосной башни,

= 4 м.

При проектировании склада важно, кроме общей площади, правильно

определить его размеры, т.е. ширину и длину. Ширина зависит от рода

груза, конструктивных особенностей склада и средств механизации. Для

крытых складов ширина

скл

принимается равной 18, 24, 30 м. Для откры-

тых складов ширина определяется в зависимости от величины пролета

крана (козлового, мостового) или вылета стрелы крана (стрелового), коли-

чества железнодорожных путей и зазоров для безопасной работы на

складе.

На площадке, оборудованной двухконсольным козловым краном, пред-

ставляется возможным подавать вагоны под грузовые операции под одну

из консолей крана, а автомобили под другую. При такой планировке вся

территория, ограниченная пролетом крана, может быть использована для

складирования груза. Ширина площадки, обслуживаемой двухконсольным

козловым краном:

бпрскл

lL 2

−

, (3.7)

где

пр

- величина пролета крана, м;

l - габарит безопасности (расстояние от оси опоры крана до крайней

точки склада),

l = 1 м.

При оборудовании складов бесконсольным козловым или мостовым

кранами в пролет крана вводится как вагоны, так и автомобили. Устраи-

вать в этих случаях сквозные проезды для автотранспорта вдоль всего

склада нецелесообразно, так как такой проезд займет много места. Лучше

устраивать боковые въезды для автомобилей между штабелями (рядами)

груза. Ширина площадки, обслуживаемой бесконсольным козловым или

мостовым кранами:

бждпрскл

lnL

−

, (3.8)

где

- количество погрузочно-выгрузочных путей, вводимых в пролет кра-

на;

жд

b - ширина полосы, отводимой для укладки погрузочно-

выгрузочного пути,

жд

b = 5 м.

Для погрузки и выгрузки груза на площадке, оборудованной стреловым

краном, автомобиль нужно ввести в зону вылета стрелы. С этой целью по

длине площадки необходимо предусмотреть проезды, обеспечивающие

беспрепятственный въезд и выезд автомобилей. Ширина площадки, обо-

рудованной стреловым краном, может быть определена по формуле

стрскл

, (3.9)

где

стр

- максимальный вылет стрелы, м.

Необходимые для расчетов характеристики ПРМ (

пр

стр

) приведены

[

]

5 .

Если погрузочно-разгрузочные работы выполняются погрузчиком, то

ширина открытой площадки не должна превышать 20 м.

Рассчитав площадь и ширину склада, студент определяет его длину по

формуле:

скл

= , (3.10)

При этом, длина склада должна соответствовать фронту погрузочно-

разгрузочных работ с тем, чтобы все подаваемые одновременно вагоны

могли разместится вдоль складского сооружения

склфр

≤

. Под фрон-

том погрузочно-разгрузочных работ понимается часть складских пу-

тей, на которых непосредственно производится погрузка грузов в ваго-

ны, автомобили и выгрузка из вагонов, автомобилей. Длина погрузочно-

разгрузочного фронта находится по формуле

фр

⋅

, (3.11)

где

- длина вагона принятого типа по осям сцепления автосцепок, м;

- суточный вагонопоток;

- число подач;

- запас, учитывающий неточность установки вагонов,

8 м.

Для зерновых грузов выгрузка вагонов должна быть организована так,

чтобы они не простаивали в ожидании освобождения ларей, а приемные

конвейеры и ковшовые элеваторы работали вхолостую во время заполне-

ния ларей. Продолжительность освобождения ларей от зерна

лл

⋅

, (3.12)

где

- число ларей (бункеров)приема зерна;

t - время освобождения от зерна одного ларя, мин.

321

, (3.13)

где

t - чистое время освобождения ларя, мин;

тех

⋅

, (3.14)

t - время истечения остатков зерна до полного освобождения ларя,

t = 1 мин;

t - период между концом выпуска зерна из одного ларя и началом

выпуска зерна из другого ларя,

t = 0,5

1,0 мин;

тех

- часовая производительность ковшового элеватора т/ч;

- количество груза в ларе (нагрузка вагона), т.

Часовая производительность ковшового элеватора определяется по

формуле

тех

V, ⋅⋅= γψ

63 , (3.15)

где

- емкость ковша,

= 4,2 м

;

l - шаг ковшей,

l = 0,5 м;

- коэффициент заполнения ковша,

= 0,75

0,9;

- объемная масса груза (прил. 2), т/м

;

V - скорость перемещения ковша,

V = 2,0 м/с.

Необходимое число ларей

убр

= , (3.16)

где

- продолжительность разгрузки вагона,

= 96 мин (по[8]);

уб

- продолжительность уборки и постановки вагонов под разгрузку,

уб

= 10 мин.

Число линий приемных устройств (ларей, конвейеров и ковшовых эле-

ваторов) для разгрузки суточного вагонопотока

сут

Χ = , (3.17)

где

n - количество вагонов, разгружаемых одним приемным конвейером и

элеватором.

(

)

подубтех

/tП

6024

−

= , (3.18)

где

под

- число подач вагонов за сутки.

4. РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ПОГРУЗОЧНО-

РАЗГРУЗОЧНЫХ МАШИН

Потребность в погрузочно-разгрузочных машинах рассчитывается на

основе детерминированных грузопотоков и технологии их переработки.

Детерминированный режим работы грузового пункта характеризуется ре-

гулярным входящим потоком транспортных средств (вагонов, автомоби-

лей) или поступлением их на грузовой фронт по расписанию, примерно

через одинаковые интервалы, при этом количество вагонов в подаче и

время выполнения грузовых операций практически не отклоняется от сво-

его среднего значения. При детерминированном режиме работы вагоны и

автомобили обслуживаются без задержки, исключается время ожидания

грузовых операций и вероятность образования очереди у грузового фрон-

та.

Количество погрузочно-разгрузочных машин

, необходимое для вы-

полнения суточного расчетного объема грузопереработки, рассчитывается

отдельно по прибытии

пр

Q и отправлении

от

Q (для контейнеров

от

пр

n,n )

по формуле:

( )

рсмсмэкс

от,пр

ΤΠ

−

⋅

365

, (4.1)

где

- расчетный суточный грузопоток с учетом «прямого» варианта пе-

реработки груза, т;

(

)

β−= 2

от,пр

сутр

QQ , (4.2)