Выбор оптимальной схемы загрузки вагона

Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный морской университет

Кафедра «Подъёмно-транспортные машины и механизации перегрузочных работ»

Расчётно-графическое задание по теме:

«Выбор оптимальной схемы загрузки вагона пакетированных грузом и подбор соответствующего вагонного погрузчика»

Принял:

Заика В.М.

Студентки ФЭУ 1-4

Кириленко Алины

Одесса-2011

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Определение оптимальной схемы загрузки вагона

3. Определение эффективности загрузки вагона

4. Подбор погрузчика по грузоподъемности

Введение

В материале расчетно-графического задания рассматриваются вопрос повышения эффективности использования железнодорожного использования железнодорожного подвижного состава, на примере крытых железнодорожных вагонов, при перевозке пакетированного груза, а так же анализ и выбор, с учетом требований оптимальной загрузки вагонов, технико-эксплуатационных параметров одного из наиболее распространенных видов перегрузочного оборудования - колесного фронтального погрузчика. Сущность системы пакетных перевозок, используемой в смешанных перевозках грузов, состоит в укреплении грузовых мест преимущественно с помощью гибких обвязок и плоских поддонов, на которые укладывается груз, образуя пакеты, с параметрами достаточными для рационального использования грузовместимости и грузоподъемности судов и других транспортных средств, перегрузочного оборудования, а также для обеспечения сохранной транспортировки грузов. Отличительная черта системы пакетных перевозок — ее относительно низкая капиталоемкость: пакетные перевозки требуют в 8-10 раз меньше капитальных затрат по сравнению с контейнерными перевозками. К другим достоинствам системы пакетных перевозок относятся: способность охвата широкой номенклатуры перевозимых грузов, возможность комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ. Производительность труда при пакетном способе доставки грузов повышается в 3-4 раза. Время доставки грузов при пакетном способе перевозки грузов снижается в 8-11 раз.

погрузчик колесный вагон грузоподъемность

1. Исходные данные

Таблица 1. Исходные данные

Таблица 2. Характеристики крытого железнодорожного вагона

2. Определение оптимальной схемы загрузки вагона

Схемы загрузки вагона (1сх-4сх) приведены на рисунке 1.

Рассчитаем показатели, необходимые для выбора оптимальной схемы:

Схема №1:

n+∆n=[ L_в-(В_п+2v_п)]/

/(А_п+δ_п) m=1

Схема №2:

n+∆n=[ L_в-(3 v_п+2δ_п)]/

/(А_п+δ_п) m=0

Схема№3

n+∆n=[ L_в-(3В_п +2v_п)]/

/(А_п+δ_п) m=3

Схема№4

n+∆n=[ L_в-(2В_п +3v_п)]/

/(А_п+δ_п) m=2

В формулах приняты следующие обозначения

L_в –длина вагона;

v_п –боковой укладочный зазор (оптимальная величина 45-60 мм);

δ_п –фронтальный укладочный зазор (оптимальная величина 10-15 мм);

m—число рядов, состоящих из трех пакетов («тройников»), укладываемых длинной стороной вдоль вагона;

n—число рядов («пар») пакетов, укладываемых короткой стороной вдоль вагона;

∆n—дробный остаток;

А_п—ширина грузового пакета, мм;

В_п--длина грузового пакета, мм;

Схема №1

n+∆n=[13844-(1260+2*50)]/(1010 +10)=13,2 ≈13шт;

m=1

Схема №2

n+∆n=[13844-(3*50+2*10)]/(1010 +10)=13,4≈13шт;

m=0

Схема №3

n+∆n=[13844-(3*1260+2*50)]/(1010 +10)=9,7≈9шт;

m=3

Схема №4

n+∆n=[13844-(2*1260+3*50)]/(1010 +10)=10,9≈10шт.

m=2

Оптимальной является схема загрузки, при которой n-чётное (по условию обеспечения симметричной загрузки вагона, требуемой для равномерного распределения нагрузки на ходовые тележки вагона) и наибольшее из четырёх схем число; ∆n>0,5

При определении числа пакетов в одном слое (N_п.н.с) следует учесть, что габариты пакетов не всегда разрешают уложить их «тройником» поперек вагона.

Для определения числа слоев пакетов по высоте вагона следует учитывать укладочный зазор по высоте h₁=50-80 мм.

N_с.в=(Н_в-2*h₁)/h_п

где Н_в- высота вагона по вертикальной части боковой стенки, мм.

N_с.в=(2798-2*65)/786 =3,3≈3слоя.

Число пакетов, укладываемых в нижнем слое по какой-либо стандартной схеме:

N_п.н.с=3m+2n

Схема №1

N_п.н.с=3*1+2*13=29шт;

Схема №2

N_п.н.с=3*0+2*13=26шт;

Схема №3

N_п.н.с=3*3+2*9=27шт;

Схема №4

N_п.н.с=3*2+2*10=26шт.

Число слоев пакетов, укладываемых на дверном просвете (N_с.д.п.) меньше, чем число слоев в «крыльях» вагона, т.к. высота дверного просвета Н_д< Н_в:

N_с.д.п=(Н_д-2*h₁)/h_п

N_с.д.п=(2266-2*65)/786 =2,7≈2 сл.

Если N_с.д.п=N_с.в, а на дверном просвете в одном слое размещается N_п.д.п пакетов, то общее число пакетов в вагоне:

N_п.в.= N_с.в* N_п.н.с

Схема №1

N_п.в.=3*29-3=84 шт;

Схема №2

N_п.в.=3*26-4=74 шт;

Схема №3

N_п.в.=3*27-3=78 шт;

Схема №4

N_п.в.=3*26-4=74 шт.

3. Определение эффективности загрузки вагона

Коэффициент использования грузоподъемности вагона:

К_в.г.=[1-(Q_в- Q_гр)/ Q_в]*100%

где Q_в- паспортная грузоподъёмность вагона, т;

Q_гр=g_п* N_п.в -общая масса груза в вагоне, т;

Схема №1

К_в.г.=[1-(68-84*1,010)/68]*100%=124,7%

Схема №2

К_в.г. = [1-(68-74*1,010)/68]*100%=109,9%

Схема №3

К_в.г. = [1-(68-78*1,010)/68]*100%=115,8%

Схема №4

К_в.г.=[1-(68-74*1,010)/68]*100%=109,9%

К_в.г.=[1-(V_в-V_гр)/V_в]*100%={1-[V_в- N_п.в*(А_п +v_п )*(В_п+ δ_п)*(h +2h₁)]/L_в* В_в*Н_в }*100%

где V_в- объём прямоугольной зоны вагона, м.куб;

V_гр- объём груза, уложенного в вагон с учётом укладочных зазоров, м.куб.

Схема №1

К_в.к.=[1-(13844*2762*2798]-

-84*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=96,8%

Схема №2

К_в.к.=[1-(13844*2762*2798]-

-74*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=85,3%

Схема №3

К_в.к.=[1-(13844*2762*2798]-

-78*(1010+50)*(1260+10)*(786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=89,9%

Схема №4

К_в.к.=[1-(13844*2762*2798]-

-74*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=85,3%

Коэффициент использования площади пола вагона

К_{в.п .}=[1-(S_в-S_гр)/S_в]*100%={1-[L_в*В_в- N_п.н.с *( А_п +v_п )*(В_п+ δ_п) ]/ L_в*В_в}*100%

где S_в –общая площадь пола вагона, м.кв.

S_гр—площадь пола, занимаемая пакетами (с учётом укладочных зазоров), м.кв.

Схема №1

К_в.п.= [1-(13844*2762)-29*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762} *100 =

= 102,09%

Схема №2

К_в.п. = [1-(13844*2762)-26*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844 * 2762} *100 =

= 91,5%

Схема №3

К_в.п.=[1-(13844*2762)-27*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762}*100=

=95,1%

Схема №4

К_в.п.=[1-(13844*2762)-26*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762}*100=

=91,5%

Полученные результаты расчёта показателей типовых схем сводим в таблицу 3.

Таблица 3. Анализ показателей загрузки вагона

Оптимальной является 2,4 схемы загрузки, так как n – чётное, что удовлетворяет условию обеспечения симметричной загрузки вагона, требуемой для равномерного распределения нагрузки на ходовые тележки; ∆n=<0,5. По схеме №2,№4 наиболее рационально используется грузоподъёмность вагона, а также полезный объём кузова. Принимаем к реализации схему 2.

4. Подбор погрузчика по грузоподъёмности

По окончательному выбору схемы производится предварительный подбор погрузчика по величине его паспортной грузоподъёмности Q_п.п, причем

Q_п.п≤g_п

Рис. 1 Колесный фронтальный погрузчик с консольным грузоподъёмником общего назначения

1-ведущий мост;

2-внутренняя (выдвижная) рама грузоподъёмника;

3-центр поворота машин;

4-защитное сооружение;

5-наружная (неподвижная) рама грузоподъёмника;

6-моторный (аккумуляторный) отсек;

7-противовес;

8-каретка грузоподъёмника;

9-центр тяжести груза;

10-вилочный захват.

Выбираем погрузчик «Сесаб»-ЕСО/Н12-1 с грузоподъёмностью Q_п.п =1200 кг.

Установим фактическую грузоподъёмность погрузчика определяется из условия постоянства величины опрокидывающего момента, т.е. при постоянном коэффициенте устойчивости погрузчика К_у.п=соnst.

При укладке пакетов по схеме №2:

Q_п.ф= Q_п.п*(l_о.п+∆Т)/(l_о.ф+∆Т),

Где l_о.п – фактическое расстояние от передней плоскости каретки до центра тяжести поднимаемого вилами пакета (мм); l_о.ф=0,5А_п;

∆Т—расстояние от передней плоскости кареты до оси передних колёс, мм.

Q_п.ф=1200*(400+360)/(0,5*750+360)=1257,9 т.

По рассчитанной фактической грузоподъёмности выбираем погрузчик «Сесаб»-ЕСО/Н12-1 и приводим его характеристики в таблице 4.

Таблица 4. Характеристики погрузчика 4004М