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: 820´1210´900

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 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 – 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^´

n^в_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

n^в_с = ————— = 2 шт.

900

Число пакетов укладываемых в нижнем слое по какой-либо стандартной схеме определяем следующим образом:

N^H_c = 3m + 2n

N^H_c1 = 3·1 + 2·15 = 33 шт.,

N^H_c2 = 3·0 + 2·16 = 32 шт.,

N^H_c3 = 3·3 + 2·12 = 33 шт.,

N^H_c4 = 3·2 + 2·13 = 32 шт.

Число слоев пакетов, укладываемых на дверном просвете, определяем так:

Н_g – 2h_п^´

n^g_с = —————— ,

h_п

где Н_g = 2300 мм – высота дверного проема.

2300 - 2·50

n^g_с = ————— = 2 шт.

900

Так как n^g_с = n^в_с, то общее число пакетов в вагоне по каждой схеме укладки составит:

N_в = n^в_с· N^H_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

К^в_Г = ( 1 - ———— ) ·100%,

Q_в

где Q_в = 68 т – паспортная грузоподъемность вагона;

Q_IP =N_в·g_В.П. ,

где Q_ГP - 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

К^в_Г1 = ( 1 - ————— ) ·100% = 63,9%,

68

68 – 42,112

К^в_Г2 = ( 1 - ————— ) ·100% = 61,9%,

68

68 – 43,428

К^в_Г3 = ( 1 - ————— ) ·100% = 63,9%,

68

68 – 42,112

К^в_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^´ )

К^в_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)

К^в_к1 = 1 - ———————————————————— ·100% = 54,6%,

120

120 – 64( 0,82 + 0,01)( 1,21 + 0,05 )( 0,9+ 0,05)

К^в_к2 = 1 - ———————————————————— ·100% = 53%,

120

120 – 66( 0,82 + 0,01)( 1,21 + 0,05 )( 0,9+ 0,05)

К^в_к3 = 1 - ———————————————————— ·100% = 54,6%,

120

120 – 64( 0,82 + 0,01)( 1,21 + 0,05 )( 0,9+ 0,05)

К^в_к4 = 1 - ———————————————————— ·100% = 53%.

120

Коэффициент использования площади пола вагона:

S_в – S_IP L_в·B_в – N^H_c ( А_п +δ_п )(B_п +ν_п )

К^в_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 )

К^в_п1 = 1 - ————————————————— ·100% = 90,6%,

13,8·2,76

13,8·2,76 – 32( 0,82 +0,01)(1,21 +0,05 )

К^в_п2 = 1 - ————————————————— ·100% = 88%,

13,8·2,76

13,8·2,76 – 33( 0,82 +0,01)(1,21 +0,05 )

К^в_п3 = 1 - ————————————————— ·100% = 90,6%,

13,8·2,76

13,8·2,76 – 32( 0,82 +0,01)(1,21 +0,05 )

К^в_п4 = 1 - ————————————————— ·100% = 88%.

13,8·2,76

Полученные результаты расчета для возможных схем сводим в таблицу 1.

Таблица 1. Анализ показателей загрузки вагона.

2. Подбор погрузчика по грузоподъемности

Производим предварительный подбор погрузчика по величине паспортной грузоподъемности Q^п_м , причем

Q^п_м ≥ g_В.П.

Так как g_В.П. = 658 кг, для перевозки пакетов такой массой является приемлемым погрузчик «Фенвик»-ELP-105с паспортной грузоподъемностью Q^п_м = 1000 кг.

Устанавливаем фактическую грузоподъемность предварительно выбранного погрузчика с учетом размеров пакета.

Фактическая грузоподъемность Q^ф_м определяем по следующей формуле:

Q^п_м (l₀ + ΔТ)

Q^ф_м= ————— ,

l_ГP + ΔТ

где l₀ = 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.

Q^п_м (l₀ + ΔТ)

Q^ф_м= ——————— ,

l_ГP + ΔТ

1000·(500 + 279)

Q^ф_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 - Q^п_м = 1000 кг

Расстояние от центра тяжести груза до спинки вил - l₀ = 500 мм

Расстояние от спинки вил до оси передних колес – ΔТ = 279 мм

Ширина – B_м = 1000 мм

Высота строительная – H^стр_м = 2110 мм

Высота максимальная – H^max_м = 3810 мм

Высота подъема вил - h^max_В = 3280 мм

Высота подъема вил свободная – h^СВ_В= 245 мм

Внешний радиус поворота – R_В = 1420 мм

Маневренная характеристика – Д^м_90ш = 2599 мм

Скорость подъема вил с грузом – V^Г_В.П= 0,2 м/с

Скорость опускания вил с грузом – V^Г_В.О= 0,4 м/с

Скорость передвижения– V^Г_М= 2,9 м/с

Тип привода – КД

Давление на ось – Р₀= 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) + а₁ + а₂ + 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;

а₁ = 3,2 м – расстояние от оси «морского» рельса подкрановых («подмашинных») путей до «кордона» (кромки причала);

а₂ = 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 + Н₁,

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,

Н₁= 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 = Н₁/ R_С.К. ,

Так как Н₁= 0, угол наклона стрелового конвейера β = 0 ˚.

L_К= R_С.К. = 28.05 м.

Принципиальная схема судоразгрузочной машины приведена на рис.1