Туранов Х.Т., Корнеев М.В. Транспортно-грузовые системы на железнодорожном транспорте

Подождите немного. Документ загружается.

подкрановой площадке для укладки грузов и знакомит рабочих комплексных

бригад с порядком выполнения работ.

Под руководством приёмосдатчика груза и багажа рабочие комплексной

бригады упаковывают освободившиеся стропы для пакетирования других

длинномерных грузов для их последующей отправки вагонами или автомоби-

лями в соответствии с указаниями начальника станции.

На выгрузке таких грузов из полувагонов и платформ, как правило, долж-

на быть занята бригада в составе не менее 3 человек (машинист крана и двое

рабочих-стропальщиков). Машинист крана (крановщик) в зависимости от рода

груза подаёт грузовой крюк или траверсу, грузовую раму с грузовыми крюками

или клещевидный захват и т.п. к месту застропки груза. Стропальщики по при-

ставным лестницам или скоб-трапам полувагона поднимаются на вагон с двух

сторон к штабелю груза и, направляя грузозахватные крюки, производят за-

стропку груза. Машинисту крана (крановщику) по команде стропальщика раз-

решается подъём грузовых захватов после того, как стропальщики удалятся в

безопасную зону. Убедившись в правильности захвата и устойчивости груза на

подъёмном тросе, перед началом операции машинист крана (крановщик) дол-

жен подать звуковой сигнал и затем осуществлять подъём и перемещение груза

на заданный участок склада или в кузов автомобиля.

Выгрузка верхней части груза (трубы и т.д.), выложенной по контуру су-

женной части габарита, так называемой «шапки», возможна в один или не-

сколько приёмов. При выгрузке в один приём застропка «шапки» осуществля-

ется за скобы полужёсткого стропа или под неё подводятся в двух торцах ча-

лочные стропы. В последнем случае проволочную увязку снимают после вы-

грузки на земле специальными ножницами. При выгрузке в несколько приемов

проволочную увязку снимают непосредственно на полувагоне, но предвари-

тельно должны быть установлены предохранительные стойки. Стойки уста-

навливают в зазоры между бортом полувагона и штабелем груза на глубину не

менее 0.75 м вплотную к основным стойкам и закрепляют деревянными клинь-

ями. По высоте предохранительные стойки должны на 0.3 м превышать верх-

ний уровень «шапки». Затем стропальщики подводят с одной стороны вспомо-

гательный трос под нужное количество единиц и надевают концы троса на

крюк крана. Далее стропальщики отходят в безопасную зону и подают команду

крановщику о подъёме на высоту не более 0.5 м для заведения под пачку груза

основных чалочных стропов. По команде машинист крана (крановщик) отпус-

кает груз, стропальщики снимают вспомогательные тросы и надевают основ-

ные стропы.

Проверив правильность застропки, стропальщики отходят в безопасную

зону и дают команду на подъём груза. Груз поднимается на 0.2…0.3 м и прове-

ряется равномерность натяжения стропов и надёжность обвязки, исключая раз-

вал груза при перемещении. При обнаружении неравномерности натяжения

стропов и ненадёжной обвязки груз должен быть опущен.

Груз перемещается на высоте не менее 0.5 м выше встречающихся на пути

предметов под непосредственным наблюдением стропальщиков.

На площадке пачки груза должны быть увязаны в пакеты и уложены на

специально подготовленные прокладки с соблюдением габарита приближения

строений. При укладке в штабель непакетированных грузов груз в штабеле

должен быть разделён горизонтальными прокладками. Для ориентировки под-

нятого груза (поворота его на крюке) при укладке на склад или в кузов автомо-

биля стропальщик должен пользоваться багром длиной не менее 3 м.

В кузове автомобиля груз увязывают по указанию водителя автомобиля и

приёмосдатчика груза и багажа.

4.4. Примеры выбора наиболее производительной и экономичной

технологии транспортно-грузовых систем для тяжёловесных грузов

Выбор наиболее производительной и экономичной технологии транспорт-

но-грузовых систем для тяжёловесных грузов с использованием формул в ма-

териалах для выполнения курсовой работы рассмотрен ниже на конкретных

примерах в вычислительной среде MathCAD.

При этом особо обращаем внимание читателя на то, что приведенные

примеры выполнены с преднамеренными ошибками. Поэтому выполнение

курсовой или магистерской работы без изучения содержания данной темы

приведёт к повторным пересчётам.

5. Транспортно-грузовые системы для переработки

насыпных грузов

Transport cargo systems for handling embankments cargoes

Вопросы, изучаемые по данной теме:

1. Характеристика насыпных грузов.

2. Технология погрузки насыпных грузов в крытые вагоны и открытый подвижной со-

став.

3. Технология выгрузки насыпных грузов из крытых вагонов и из открытого подвижно-

го состава.

4. Профилактические меры против смерзаемости насыпных грузов и технология вос-

становления сыпучести смёрзшихся насыпных грузов при выгрузке.

5. Технология очистки вагонов от остатков насыпных грузов на ж.д. транспорте.

5.1. Характеристика насыпных грузов

Characteristic of embankment cargoes

Насыпными считаются грузы, размеры отдельных частиц (гранул) кото-

рых меняются от пылевидных (до 0.05 мм) до и более 320 мм.

По крупности частиц (гранулометрическому составу)насыпные грузы раз-

деляют на следующие группы: особо крупные (размер частиц более 320 мм),

крупные (161−320 мм), средние (61−160 мм), мелкие (10−60 мм), зернистые

(0.5−9 мм), порошкообразные (0.05−0.49 мм), пылевидные (до 0.05 мм).

Грузы, размер гранул которых не превышает 13 мм, а также класса

0-100 мм с содержанием частиц (размером менее 13 мм) более 50 % относятся к

грузам мелких фракций.

Номенклатура таких грузов составляет около 400 наименований [4].

Насыпные грузы (НГ) (англ. − cargoes embankments) подразделяются на

следующие подгруппы:

− промышленные грузы открытого хранения, не требующие защиты от

атмосферных осадков (железная руда, уголь, песок, торф и др.) и которые пере-

возятся на открытом универсальном или специализированном подвижном со-

ставе. Особенностью грузов этой группы является необходимость профилакти-

ки смерзаемости и предупреждение потерь грузов от выдувания и просыпания

из вагонов;

− промышленные грузы крытого хранения, которые требуют защиты от

атмосферных осадков (цемент, известь, минеральные удобрения, гипс и др.).

Для перевозки таких грузов используется закрытый подвижной состав (хоппе-

ры, цистерны, специализированные вагоны);

− продовольственные грузы (мука, зерно, семена, отруби и другие виды)

требуют защиты от атмосферных осадков и перевозки в закрытом специализи-

рованном подвижном составе.

Насыпные грузы характеризуется: кусковатостью или гранулометрическим

составом грузов; объёмной массой; углом естественного откоса ρ; слёживаемо-

стью; влажностью (англ. − humidity); истирающей способностью; острокромча-

тостью (англ. − point edgity); смерзаемостью; свойством сводообразования

(англ. − vault formation); липкостью (англ. − stickiness); коррозионностью; само-

возгораемостью; взрывоопасностью (англ. − danger detonative); гигроскопично-

стью (англ. − hydroscopity), хрупкостью и вредностью (англ. − harmivity) для

здоровья.

По кусковатости грузы подразделяются на крупнокусковые (>160 мм),

среднекусковые (60…160 мм), мелкокусковые (10…60 мм), мелкозернистые

(0.5…2 мм), порошкообразные (0.05…0.5 мм) и пылевидные (менее 0.05 мм),

определяемым методом ситового анализа специально отобранных проб груза;

Объёмная масса или плотность насыпного груза

характеризует массу

единицы объёма насыпного груза в его естественном состоянии, кг/м

=γ ,

где

– масса груза, кг;

– общий объём груза (насыпью), м

Слеживаемость груза - это свойства некоторых насыпных грузов терять

сыпучесть или взаимную подвижность частиц при длительном хранении. Груз

может уплотняться при хранении и перевозке, которые влияют на работу ПРМ.

К слёживающимся грузам относят цемент, известь, глину, соду, окись цинка,

окись кремния в порошке, различные минеральные удобрения и др. Отдельные

виды грузов (соль поваренная, сахарный песок и др.) слеживаются лишь при

повышенной влажности. Проявление слёживаемости возрастает с увеличением

высоты слоя засыпки насыпного груза. В нижних слоях штабеля груза слёжи-

ваемость выше из-за повышенного давления на них.

Влажность груза, которая влияет на способы ПРР. Влага может содержать-

ся в насыпном грузе в виде конституционной влаги, химически связанной с

веществом груза; гигроскопической влаги, впитываемой грузовыми частицами

из окружающего воздуха, а также внешней влаги, образующей водяную плёнку

на поверхности частиц груза (молекулярная влага) или заполняющей свободные

пространства между частицами (гравитационная влага). При длительном хра-

нении на открытом воздухе внешняя влага испаряется, и груз называют воз-

душно-сухим или находящимся в состоянии естественной влажности. Насыпной

груз, содержащий лишь конституционную влагу, называют сухим.

Истирающая способность, или абразивность груза, которая влияет на срок

службы рабочих органов установок для перемещения насыпных грузов. Она

характеризует свойство насыпного груза истирать при движении соприкасаю-

щиеся поверхности (лотки, жёлоба, шнеки, конвейерные ленты и т.п.). Она за-

висит от твёрдости составляющих груз частиц. Значительной истирающей спо-

собностью обладают такие грузы, как квасцы, зола, боксит, бура, цемент, зерно,

формовочная земля, пемза, окись кремния, песок, щебень и др. Иногда исти-

рающими являются примеси к насыпному грузу, который сам по себе не имеет

таких свойств (например, мельчайший песок в муке, куски породы в каменном

угле и т.п.).

Острокромчатость груза, т. е. наличие острых режущих кромок (граней) у

частей груза. Так, каменный уголь без примеси не истирающий материал, но

куски угля, падая с высоты на прорезиненную ленту, могут прорезать её ост-

рыми кромками. В этих случаях быстрый износ ленты происходит не из-за ис-

тирающего действия угля, а вследствие его острокромчатости.

Смерзаемость груза, т. е. свойство грузов смерзаться при низкой темпера-

туре в крупные глыбы или прочно скреплённые массы, с трудом поддающиеся

разрушению;

Свойства сводообразования груза, т. е. явление самопроизвольного возник-

новения сводов из частиц груза над выпускным отверстием бункера, силоса, во-

ронки. Образование сводов зависит от кусковатости груза и формы кусков,

влажности, слёживаемости, смерзаемости, связности, липкости и других свойств

груза, а также от способа формирования массы груза в грузовместилище.

Липкость груза, т. е. свойства насыпного груза прилипать к ограждающей

поверхности. Липкими становятся обычно влажные грузы, однако этим свойст-

вом обладают и сухие груза. Так, сера и тальк липнут к стали, мел к дереву и др.

Коррозионность груза, т. е. способность вызывать коррозию соприкасаю-

щихся с ними материалов. К ним относятся многие химические удобрения,

особенно калийные и азотные, соль поваренная, селитра аммиачная, зола влаж-

ная и др.

Самовозгораемость груза, т. е. способность к воспламенению под действи-

ем происходящих в массе химических реакций, сопровождающихся выделени-

ем тепла. Самовозгораться могут зерно влажное, уголь каменный влажный,

фосфор, щепа влажная, сера, карбид кальция и др.;

Взрывоопасность груза. Кроме собственно взрывчатых веществ и смесей с

веществами, выделяющими кислород, взрывоопасными являются насыпные

грузы, выделяющие пыль, способную воспламеняться со взрывом (например,

зерно, крахмал, мука, опилки древесные, уголь и др.).

Гигроскопичность груза, т. е. склонность к поглощению влаги из окру-

жающего воздуха. Гигроскопичны все азотные и калийные удобрения, супер-

фосфат, селитра, поваренная соль, опилки сухие древесные и др.

Хрупкость груза, т. е. склонность к разрушению (дроблению) частиц в

процессе пересыпки и движения по лентам конвейеров, по спускным лоткам,

при хранении в бункерах. К таким грузам относят кокс, антрацит, некоторые

виды зерна, гранулированные удобрения и т.д.

Вредность груза для здоровья. Насыпные грузы, выделяющие едкий запах

или пылящие (известь хлорная, цемент, порошковые минеральные удобрения,

отруби, шроты и др.), способны вызывать заболевания глаз, органов дыхания и

нервной системы. Особенно вредны для здоровья ядовитые насыпные грузы

(мышьяк в порошке и его соли, натрий фтористый, окись свинца, семена кле-

щевины и др.).

На каждый груз имеется ГОСТ и технические условия (ТУ). Груз должен

соответствовать ГОСТам и ТУ, например, чтобы груз не смерзал при перевозке,

иначе железная дорога имеет право отказать их перевозить.

5.2. Технология погрузки насыпных грузов в крытые вагоны

и открытый подвижной состав

The technology of loading of embankments cargoes into

covered and specialized rolling stock

5.2.1. Технология погрузки насыпных грузов в крытые вагоны

Крытые вагоны (англ. – covered wagon, амер. – boxcar) (КР, код 20) бывают:

– универсальные с объёмами кузовов 106 и 120 м

;

– специализированные цельнометаллические вагоны бункерного типа:

– для перевозки грузов, боящихся атмосферных осадков:

– для перевозки минеральных удобрений – вагоны-хопперы-минераловозы;

– для перевозки цемента (англ. – cement tank), алебастера – вагоны-

хопперы-цементовозы (ЦМВ, код 93) (рис. 5.1);

– для перевозки зерна (англ. – grain carrier) – вагоны-хопперы-зерновозы

(ЗРВ, код 95) и др.

Рис. 5.1. Четырехосный саморазгружающийся вагон для цемента модель 19-758

Рис. 5.1, а. Вагоны-хопперы для перевозки окатышей

Схематически погрузка грузов в такие вагоны показана на рис. 5.2.

К загрузочному бункеру прикреплены четыре телескопические отпускные

трубы диаметрами ∅220 мм и ∅240 мм. На крыше крытого вагона имеются че-

тыре верхних люка (колпаки) с отверстиями круглой или квадратной формы.

Погрузка сыпучих грузов в КР осуществляется посредством отпускных труб

путём их заводки в люки вагона. Вместо отпускных труб можно использовать

брезентовые рукава. В нерабочем состоянии эти трубы подняты.

Рис. 5.2. Погрузка сыпучих грузов в крытый вагон:

1− загрузочный бункер; 2 – телескопические отпускные трубы;

3 − крытый вагон

Техническая производительность каждой отпускной трубы П

тех

= 100 тс/ч.

Техническая производительность всей установки П

тех

= 100⋅4 =400 тс/ч.

Технология погрузки насыпных грузов следующая:

– производится подготовительная операция – проверяется плотность за-

крытия дверей;

– вручную открываются верхние люки (колпаки) вагона;

– отпускные трубы бункера вручную устанавливаются (заводятся) в люки

вагона;

– открываются люки бункера;

– осуществляется регулирование подачи насыпного груза и разравнивание

груза в вагоне вручную или автоматически;

– закрываются люки бункера и вагона;

– осуществляется уборка и поднятие верх отпускных труб вручную груз-

чиком;

– производятся заключительная операция – установка запорно-

пломбировочного устройства (ЗПУ).

Такая технология погрузки насыпных грузов является основной технологией.

5.2.2. Технология погрузки насыпных грузов

в открытый подвижной состав

Средствами погрузки насыпных грузов (НГ) на открытый подвижной со-

став (ОПС) являются:

– полувагоны (ПВ, код 60), которые были разработаны специально для по-

грузки НГ (рис. 2.2 и 2.3);

– платформы (ПЛ, код 40) (рис. 2.4 и 3.5);

– специализированный подвижной состав – вагоны-думпкары (рис.5.1).

Рассмотрим только технологию погрузки насыпных грузов на полувагоны

на примере угля, поскольку уголь является одним из основных (массовых) гру-

зов, перевозимых железнодорожным транспортом.

Различают уголь бурый, каменный и антрацит.

Бурый уголь имеет большую влажность (от 10 до 25 %), содержит значи-

тельное количество летучих веществ и меньше углерода по сравнению с други-

ми видами угля, при сгорании выделяет много золы. Бурый уголь в общей до-

быче составляет более 22 %.

Каменный уголь является основным по количеству добычи. Содержит

меньше влаги (не более 5…7 %) и летучих веществ, имеет меньшую зольность

и больше углерода по сравнению с бурым углём. По условиям использования

каменный уголь делят на два вида: энергетический, идущий на отопление, и

коксующийся, используемый для производства кокса в металлургии. В зависи-

мости от гранулометрического состава угли разделяют на сортированные и

рядовые.

Резко отличается от других видов угля антрацит. Он имеет высокую

плотность (1.4…1.7 т/м

), обладает большей твёрдостью и металлическим бле-

ском, углерода в нём больше, а золы меньше, чем в других видах угля.

Все виды угля добывают двумя способами: подземным в шахтах и откры-

тым в карьерах. Открытым способом добывают ∼40 % общей добычи угля.

Средняя грузоподъёмность вагонов используется при перевозке угля почти

на 100 %. В связи с чем бурые угли и лёгкие фракции каменных углей загру-

жают в полувагоны с «шапкой», а затем уплотняют специальными катками.

Уголь грузят в железнодорожные вагоны исключительно на подъездных

путях шахт и карьеров, а выгружают на подъездных путях электростанций, за-

водов, организаций, ведающих снабжением топливом городских небольших

предприятий и населения.

Имеются два способа погрузки насыпных грузов на ОПС – бункерный и

без бункерный.

Бункером называется вместилище для бестарного хранения насыпных и

кусковых грузов, которые разгружаются через нижнюю часть, оборудованную

затворами и питателями. Все разнообразие бункеров можно разделить на три

основных типа: круглый, пирамидально-призматический и гибкий. Бункер за-

креплён на опорах. Схематически бункер круглой формы, закреплённый на

опорах, представлен на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Схема бункерного устройства

5.2.3. Технология бункерного способа погрузки угля на ОПС

Для погрузки порядка 90 % отправляемого угля используется бункерный

способ погрузки.

Бункера используются в качестве склада для краткосрочного хранения на-

сыпных грузов и как погрузочная установка, предназначенная для дозирован-

ной или регулируемой их погрузки на ОПС.

Заполнение бункеров грузами из угольных шахт осуществляются питате-

лями в виде конвейеров (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Схема бункерного устройства:

1 – полувагон; 2 – опора; 3 – затвор, т. е. устройство для

автоматического открывания и закрывания бункеров;

4 – устройство против сводообразования смёрзшихся грузов;

5 – фотодиод для контроля заполнения бункера

Обогащённый уголь − это уголь, очищенный от ненужных пород. К сожа-

лению, таких грузов мало. Обычно перевозится необогащённый уголь, переме-

шанный с землей.

В бункерах имеются устройства для контроля их заполнения в виде фото-

диода и устройства для автоматического открывания и закрывания затворов. В

бункерах находится еще устройство против сводообразования, которое исклю-

чает образование над выпускным отверстием смёрзшегося свода примерно сфе-

рической формы. Смёрзшийся свод уменьшает сечение выпускного отверстия и

снижает время выгрузки груза, тем самым, увеличивая время простоя вагона

под грузовыми операциями.

По геометрическим размерам различают бункера высотой до 40 м и диа-

метром до ∅24 м. Такие бункера являются крупными по своим масштабом и

величине ёмкостями.

Поскольку бункера могут быть прямоугольной или цилиндрической фор-

мы, то соответственно и выпускные отверстия бывают в виде прямоугольного и

круглого отверстия или квадрата (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Формы выпускных отверстий бункеров

Для расчёта технической производительности бункеров П

тех

, как установки

непрерывного действия (поскольку здесь груз выгружается самотёком), необ-

ходимо определить площадь струи. Площадь струи несколько меньше, чем раз-

мер выпускного отверстия. Поэтому площадь струи или поперечного сечения

выпускного отверстия:

• прямоугольной формы (рис. 5.5,а):

= (L - a)⋅(B - a),

где L и B – длина и ширина отверстия (м) (принимают L = 0.7 и B = 0.6 м);

a – размер характерного куска груза (м) (принимают 0.1 м);

– в виде квадрата (рис. 5.5,б):

= (L - a)

;

– круглой формы (рис. 5.5,в):

= π(D - a)

/4,

где D – диаметр отверстия (м) (принимают для песка – D = 0.15 м, гравия – D

= 0.16 м, крупнокускового груза – D = 0.6 м).