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.

Номер схемы	Число пакетов в слое nвс	Общее число пакетов в вагоне Nв	Масса груза в вагоне Q IP	Коэффициенты использования вагона			Вывод
				По грузо- подъем- ности Кв Г, %	По кубатуре Квк , %	По площади пола Квп , %
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 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-105 с 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