Задачи по оборудованию портов
Министерство образования и науки Украины
Одесский государственный морской университет
Кафедра «Подъемно-транспортные машины и механизация перегрузочных работ»
Домашнее задание №1,2
«»
Выполнила:
студентка 2 курса
факультета ФТТС
группы №5
Шпирна Ю.А.
Проверил: Герасимов И.В.
Одесса- 2001
Вариант №22
Исходные данные:
Размеры пакета, мм: 8201210900
Масса пакета: 658 кг
Тип пакета: ПД (пакет на плоском деревянном поддоне)
Тип вагона: 11-066.
Введение
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 12001600 и 12001800 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 1200800 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 – 120 м3
Внутренние размеры кузова:
длина – 13800 мм
ширина – 2760 мм
высота – 2791 мм
Размеры двери:
ширина – 2000 мм
высота – 2300 мм
Наружные размеры:
длина по осям сцепки – 14730 мм
длина кузова – 14010 мм
ширина – 3010 мм
высота (над головкой подкранового рельса) – 4687 мм
Высота пола над головкой подкранового рельса – 1283 мм
База – 10000 мм
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):
L>в> – (B>п> + ν>п>) 13800 – (1210 + 50)
n + Δn = —————— = ———————— = 15,1 шт.,
А>п> + δ>п > 820 + 10
т.е. n = 15 шт. Δn = 0,1.
схема №2 (m = 0):
L>в> – (3 ν>п> + 2δ>п>) 13800 – (3·50 + 2·10)
n + Δn = ——————— = ————————— = 16,4 шт.,
А>п> + δ>п > 820 + 10
т.е. n = 16 шт. Δn = 0,4.
схема №3 (m = 3):
L>в> – (3B>п> + 2ν>п> + 2δ>п>) 13800 – (3·1210 + 2·50 + 2·10)
n + Δn = ————————— = ———————————— = 12,1 шт.,
А>п> + δ>п > 820 + 10
т.е. n = 12 шт. Δn = 0,1.
схема №4 (m = 2):
L>в> – (3B>п> + 2 ν>п> ) 13800 – (2·1210 + 3·50)
n + Δn = ——————— = ————————— = 13,5 шт.,
А>п> + δ>п > 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;
L>в> = 13800 мм - длина вагона;
А>п> = 820 мм – ширина пакета;
B>п> = 1210 мм – длина пакета;
ν>п> = 50 мм – боковой укладочный зазор;
δ>п >= 10 мм – фронтальный укладочный зазор.
Определяем число слоев пакетов по высоте вагона:
Н>в> – 2h>п>´
nв>с> = —————— ,
h>п >
где Н>в> = 2791 мм – высота вагона по вертикальной части боковой стенки;
h>п>´ = 50 мм – укладочный зазор по высоте;
h>п> = 900 мм – высота пакета.
2791 - 2·50
nв>с> = ————— = 2 шт.
900
Число пакетов укладываемых в нижнем слое по какой-либо стандартной схеме определяем следующим образом:
NH>c> = 3m + 2n
NH>c1> = 3·1 + 2·15 = 33 шт.,
NH>c2> = 3·0 + 2·16 = 32 шт.,
NH>c3> = 3·3 + 2·12 = 33 шт.,
NH>c4> = 3·2 + 2·13 = 32 шт.
Число слоев пакетов, укладываемых на дверном просвете, определяем так:
Н>g> – 2h>п>´
ng>с> = —————— ,
h>п >
где Н>g> = 2300 мм – высота дверного проема.
2300 - 2·50
ng>с> = ————— = 2 шт.
900
Так как ng>с> = nв>с>, то общее число пакетов в вагоне по каждой схеме укладки составит:
N>в> = nв>с>· NH>c> ,
N>в1> = 2·33 = 66 шт.,
N>в2> = 2·32 = 64 шт.,
N>в3> = 2·33 = 66 шт.,
N>в4> = 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:
Q>в> – Q>ГP>
Кв>Г> = ( 1 - ———— ) ·100%,
Q>в >
где Q>в> = 68 т – паспортная грузоподъемность вагона;
Q>IP >= N>в>·g>В.П. >,
где Q>Г>>P >- общая масса груза в вагоне, т;
g>В.П. >= 658 кг = 0,658 т – масса пакета;
Q>ГP1 >= 66·0,658 = 43,428 т,
Q>ГP2 >= 64·0,658 = 42,112 т,
Q>ГP3 >= 66·0,658 = 43,428 т,
Q>ГP4 >= 64·0,658 = 42,112 т,
68 – 43,428
Кв>Г1> = ( 1 - ————— ) ·100% = 63,9%,
68
68 – 42,112
Кв>Г2> = ( 1 - ————— ) ·100% = 61,9%,
68
68 – 43,428
Кв>Г3> = ( 1 - ————— ) ·100% = 63,9%,
68
68 – 42,112
Кв>Г4> = ( 1 - ————— ) ·100% = 61,9%,
68
Коэффициент использования кубатуры вагона:
V>в> – V>IP >V>в> – N>в>( А>п> + δ>п >)( B>п> + ν>п> )( h>п> + h>п>´ )
Кв>к> = ( 1 - ———— ) ·100% = 1 - ———————————————— ·100%,
V>в >> >V>в>
где V>в> = 120 м3 – объем прямоугольной зоны вагона (без учета объема “купольной” зоны);
V>IP >- объем груза, уложенного в вагон с учетом укладочных зазоров, м3.
120 – 66( 0,82 + 0,01> >)( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Кв>к>>1> = 1 - ———————————————————— ·100% = 54,6%,
> >120
120 – 64( 0,82 + 0,01> >)( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Кв>к>>2> = 1 - ———————————————————— ·100% = 53%,
> >120
120 – 66( 0,82 + 0,01> >)( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Кв>к>>3> = 1 - ———————————————————— ·100% = 54,6%,
> >120
120 – 64( 0,82 + 0,01> >)( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Кв>к>>4> = 1 - ———————————————————— ·100% = 53%.
> >120
Коэффициент использования площади пола вагона:
S>в> – S>IP >L>в>·B>в> – NH>c> ( А>п> + δ>п >)( B>п> + ν>п> )
Кв>п> = ( 1 - ———— ) ·100% = 1 - —————————————— ·100%,
S>в >> >L>в>·B>в>> >
где S>в> – площадь пола вагона, м2;
S>IP >- площадь пола, занимаемая пакетами (с учетом укладочных зазоров), м2;
B>в> = 2760 мм – ширина вагона.
> >13,8·2,76 – 33( 0,82 + 0,01> >)( 1,21 + 0,05 )
Кв>п1>> > = 1 - ————————————————— ·100% = 90,6%,
> >13,8·2,76
13,8·2,76 – 32( 0,82 + 0,01> >)( 1,21 + 0,05 )
Кв>п2>> > = 1 - ————————————————— ·100% = 88%,
> >13,8·2,76
13,8·2,76 – 33( 0,82 + 0,01> >)( 1,21 + 0,05 )
Кв>п3>> > = 1 - ————————————————— ·100% = 90,6%,
> >13,8·2,76
13,8·2,76 – 32( 0,82 + 0,01> >)( 1,21 + 0,05 )
Кв>п4>> > = 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 nв>с> |
Общее число пакетов в вагоне N>в> |
Масса груза в вагоне Q>IP> |
Коэффициенты использования вагона |
Вывод |
||
|
По грузо- подъем- ности Кв>Г, >% |
По кубатуре Кв>к >, % |
По площади пола Кв>п >, % |
|||||
|
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 Qп>м> , причем
Qп>м> ≥ g>В.П.>
Так как g>В.П. >= 658 кг, для перевозки пакетов такой массой является приемлемым погрузчик «Фенвик»-ELP-105 с паспортной грузоподъемностью Qп>м> = 1000 кг.
Устанавливаем фактическую грузоподъемность предварительно выбранного погрузчика с учетом размеров пакета.
Фактическая грузоподъемность Qф>м> определяем по следующей формуле:
Qп>м> (l>0> + ΔТ)
Qф>м> = ————— ,
l>Г>>P> + ΔТ
где l>0 >= 500 мм – расстояние от центра тяжести поднимаемого груза до передней плоскости каретки, мм.
l>ГP> – расстояние от передней плоскости каретки до центра тяжести находящегося на вилах пакета, мм.
l>ГP> = 0,5·B>п> = 0,5·1210 = 605 мм, так выбранная схема загрузки – схема №1;
ΔТ = 279 мм - расстояние от передней плоскости каретки до оси передних колес.
Qп>м> (l>0> + ΔТ)
Qф>м> = ——————— ,
l>ГP> + ΔТ
1000·(500 + 279)
Qф>м> = ——————— = 881.2 кг ,
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 - Qп>м> = 1000 кг
Расстояние от центра тяжести груза до спинки вил - l>0> = 500 мм
Расстояние от спинки вил до оси передних колес – ΔТ = 279 мм
Ширина – B>м> = 1000 мм
Высота строительная – Hстр>м> = 2110 мм
Высота максимальная – Hmax>м> = 3810 мм
Высота подъема вил - hmax>В> = 3280 мм
Высота подъема вил свободная – hСВ>В> = 245 мм
Внешний радиус поворота – R>В> = 1420 мм
Маневренная характеристика – Дм>90ш> = 2599 мм
Скорость подъема вил с грузом – VГ>В.П> = 0,2 м/с
Скорость опускания вил с грузом – VГ>В.О> = 0,4 м/с
Скорость передвижения– VГ>М> = 2,9 м/с
Тип привода – КД
Давление на ось – Р>0>= 2210 кг
Масса - G>м> = 1970
Страна изготовитель – Франция
Схематическое изображение погрузчика приведено на рис.1
Вариант №22
Исходные данные:
Перегружаемый груз – гречиха
Грузопоток - Q>i> = 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 = 2-4 мм
Угол естественного откоса – φ>п> = 35-36º
Коэффициент трения по резине в покое – f>п> = 0,52
Группа абразивности - В
Тип судна - «Николай Вознесенский»
Длина максимальная – 199,8 м
Длина между перпендикулярами – 185,1 м
Ширина максимальная – 27,8 м
Высота борта – 15,6 м
Осадка в грузу – 11,2 м
Осадка в балласте – 2,8 м
Водоизмещение – 47,7 тыс.т
Дедвейт – 38,2 тыс.т
Грузоподъемность – 35,8 тыс.т
Число трюмов – 7
Длина трюма максимальная – 27,4 м
Высота трюма максимальная – 14,0 м
Длина трюма минимальная – 14,2 м
Высота трюма минимальная – 13,1 м
Длина люка максимальная – 14,4 м
Ширина люка максимальная – 9,4 м
Длина люка минимальная – 14,2 м
Ширина люка минимальная – 9,4 м
Количество тонн на 1 см осадки – 46,1
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 H>В.П >определяется по условию обеспечения захвата> (забора) остаточного слоя груза в трюме (т.е. при минимальной осадке) с наибольшими габаритами>
H>В.П > = H>с> + h>к> + h>м> – h>g> – h>б>,
где H>с> = 15,6 м – высота борта судна;
h>к> = 1,5 м – высота комингса люка;
h>м> = 2,0 м – конструктивный размер вертикального подъемника;
h>g> = 2,0 м – высота двойного дна судна;
h>б> = 0,2 м – зазор, обеспечивающий безопасность работы нижней оконечности вертикального подъемника или его забортного органа.
H>В.П > = 15,6 + 1,5 + 2,0 – 2,0 – 0,2 = 16,9 м,
Максимальный вылет стрелового конвейера определяем из условия обеспечения ввода вертикального подъемника в подпалубное пространство (под комингс люка к «морскому борту») на величину «запаса вылета»:
R>max>> > = R>С.К.>+ ΔR => >0,5(B>м> + В>с> + В>л>) + а>1> + а>2> + ΔR,
где R>С.К.>- вылет стрелового конвейера;
B>м> = 10,5 м – колея портала СРМ, принимаемая по аналогии со стандартной колеей двухпутных крановых порталов;
В>с> = 27,8 м – ширина судна;
В>л> = 9,4 м – ширина люка трюма;
а>1> = 3,2 м – расстояние от оси «морского» рельса подкрановых («подмашинных») путей до «кордона» (кромки причала);
а>2> = 1,0 м – расстояние от борта судна до кордон, в связи с установкой на «стенке» причала отбойных устройств;
ΔR = 1,5 м – «запас вылета».
R>С.К.>= 0,5(10,5 + 27,8 + 9,4) + 3,2 + 1,0 = 28,05 м
R>max>> > = 0,5(10,5 + 27,8 + 9,4) + 3,2 + 1,0 + 1,5 = 29,55 м ,
Конструктивная высота (над уровнем причала) шарнира крепления стрелового конвейера на портале:
H>С.К.>К> > = H> С.К.>Т + Н>1>,
где H> С.К.>Т – расстояние между стреловым конвейером и поверхностью причала (судно в балласте):
H> С.К.>Т = H>с> + h>к> + h>б> – Т>п> – h>ГР>,
где h>б> = 1,0 м – зазор между стреловым конвейером (в крайнем нижнем положении) и комингсом люка;
h>ГР> = 2,0 м – возвышение кордона причала над средним многолетним уровнем воды акватории порта за навигационный период (для «неприливного» моря – с величиной прилива менее 0,5 м);
H> С.К.>Т = 15,6 + 1,5 + 1,0 – 2,8 – 2,0 = 13,3 м,
Н>1>= 0 (так как H> С.К.>Т > 9 м) – расстояние, зависящее от конструктивного исполнения и схемы компоновки портала и других узлов СРМ (опорно-поворотного и пересыпного устройств и т.д.), а также расположения приемных устройств (бункеров) береговых транспортных средств.
H>С.К.>К> > = 13,3 м + 0 = 13,3 м,
Длина стрелового конвейера:
L>К > = R>С.К.>/ cos β,
где β – угол наклона стрелового конвейера
tg β = Н>1>/ R>С.К.> ,
Так как Н>1>= 0, угол наклона стрелового конвейера β = 0 ˚.
L>К>> >= R>С.К.> = 28.05 м.
Принципиальная схема судоразгрузочной машины приведена на рис.1