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)

Lв – (Bп + νп) 13800 – (1210 + 50)
n + Δn = —————— = ———————— = 15,1 шт.,
Ап + δп 820 + 10
т.е. n = 15 шт. Δn = 0,1.

схема №2 (m = 0)

Lв – (3 νп + 2δп) 13800 – (3·50 + 2·10)
n + Δn = ——————— = ————————— = 16,4 шт.,
Ап + δп 820 + 10
т.е. n = 16 шт. Δn = 0,4.
схема №3 (m = 3)

Lв – (3Bп + 2νп + 2δп) 13800 – (3·1210 + 2·50 + 2·10)
n + Δn = ————————— = ———————————— = 12,1 шт.,
Ап + δп 820 + 10
т.е. n = 12 шт. Δn = 0,1.
схема №4 (m = 2)

Lв – (3Bп + 2 νп ) 13800 – (2·1210 + 3·50)
n + Δn = ——————— = ————————— = 13,5 шт.,
Ап + δп 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;
Lв = 13800 мм — длина вагона;
Ап = 820 мм – ширина пакета;
Bп = 1210 мм – длина пакета;
νп = 50 мм – боковой укладочный зазор;
δп = 10 мм – фронтальный укладочный зазор.
Определяем число слоев пакетов по высоте вагона
Нв – 2hп´
nвс = —————— ,
hп
где Нв = 2791 мм – высота вагона по вертикальной части боковой стенки;
hп´ = 50 мм – укладочный зазор по высоте;
hп = 900 мм – высота пакета.
2791 — 2·50
nвс = ————— = 2 шт.
900
Число пакетов укладываемых в нижнем слое по какой-либо стандартной схеме определяем следующим образом
NHc = 3m + 2n
NHc1 = 3·1 + 2·15 = 33 шт.,
NHc2 = 3·0 + 2·16 = 32 шт.,
NHc3 = 3·3 + 2·12 = 33 шт.,
NHc4 = 3·2 + 2·13 = 32 шт.
Число слоев пакетов, укладываемых на дверном просвете, определяем так
Нg – 2hп´
ngс = —————— ,
hп
где Нg = 2300 мм – высота дверного проема.
2300 — 2·50
ngс = ————— = 2 шт.
900
Так как ngс = nвс, то общее число пакетов в вагоне по каждой схеме укладки составит
Nв = nвс· NHc ,
Nв1 = 2·33 = 66 шт.,
Nв2 = 2·32 = 64 шт.,
Nв3 = 2·33 = 66 шт.,
Nв4 = 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
Qв – QГP
КвГ = ( 1 — ———— ) ·100%,
Qв
где Qв = 68 т – паспортная грузоподъемность вагона;
QIP = Nв·gВ.П. ,
где QГP — общая масса груза в вагоне, т;
gВ.П. = 658 кг = 0,658 т – масса пакета;
QГP1 = 66·0,658 = 43,428 т,
QГP2 = 64·0,658 = 42,112 т,
QГP3 = 66·0,658 = 43,428 т,
QГP4 = 64·0,658 = 42,112 т,
68 – 43,428
КвГ1 = ( 1 — ————— ) ·100% = 63,9%,
68
68 – 42,112
КвГ2 = ( 1 — ————— ) ·100% = 61,9%,
68
68 – 43,428
КвГ3 = ( 1 — ————— ) ·100% = 63,9%,
68
68 – 42,112
КвГ4 = ( 1 — ————— ) ·100% = 61,9%,
68
Коэффициент использования кубатуры вагона
Vв – VIP Vв – Nв( Ап + δп )( Bп + νп )( hп + hп´ )
Квк = ( 1 — ———— ) ·100% = 1 — ———————————————— ·100%,
Vв Vв
где Vв = 120 м3 – объем прямоугольной зоны вагона (без учета объема “купольной” зоны);
VIP — объем груза, уложенного в вагон с учетом укладочных зазоров, м3.
120 – 66( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Квк1 = 1 — ———————————————————— ·100% = 54,6%,
120
120 – 64( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Квк2 = 1 — ———————————————————— ·100% = 53%,
120
120 – 66( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Квк3 = 1 — ———————————————————— ·100% = 54,6%,
120
120 – 64( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )
Квк4 = 1 — ———————————————————— ·100% = 53%.
120
Коэффициент использования площади пола вагона
Sв – SIP Lв·Bв – NHc ( Ап + δп )( Bп + νп )
Квп = ( 1 — ———— ) ·100% = 1 — —————————————— ·100%,
Sв Lв·Bв
где Sв – площадь пола вагона, м2;
SIP — площадь пола, занимаемая пакетами (с учетом укладочных зазоров), м2;
Bв = 2760 мм – ширина вагона.
13,8·2,76 – 33( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )
Квп1 = 1 — ————————————————— ·100% = 90,6%,
13,8·2,76
13,8·2,76 – 32( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )
Квп2 = 1 — ————————————————— ·100% = 88%,
13,8·2,76
13,8·2,76 – 33( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )
Квп3 = 1 — ————————————————— ·100% = 90,6%,
13,8·2,76
13,8·2,76 – 32( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )
Квп4 = 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 QIP
Коэффициенты использования вагона
Вывод

По грузо- подъем- ности КвГ, %
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 Qпм , причем
Qпм ≥ gВ.П.
Так как gВ.П. = 658 кг, для перевозки пакетов такой массой является приемлемым погрузчик «Фенвик»-ELP-105 с паспортной грузоподъемностью Qпм = 1000 кг.
Устанавливаем фактическую грузоподъемность предварительно выбранного погрузчика с учетом размеров пакета.
Фактическая грузоподъемность Qфм определяем по следующей формуле
Qпм (l0 + ΔТ)
Qфм = ————— ,
lГP + ΔТ
где l0 = 500 мм – расстояние от центра тяжести поднимаемого груза до передней плоскости каретки, мм.
lГP – расстояние от передней плоскости каретки до центра тяжести находящегося на вилах пакета, мм.
lГP = 0,5·Bп = 0,5·1210 = 605 мм, так выбранная схема загрузки – схема №1;
ΔТ = 279 мм — расстояние от передней плоскости каретки до оси передних колес.
Qпм (l0 + ΔТ)
Qфм = ——————— ,
lГP + ΔТ
1000·(500 + 279)
Qфм = ——————— = 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 — Qпм = 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 – Bм = 1000 мм
Высота строительная – Hстрм = 2110 мм
Высота максимальная – Hmaxм = 3810 мм
Высота подъема вил — hmaxВ = 3280 мм
Высота подъема вил свободная – hСВВ = 245 мм
Внешний радиус поворота – RВ = 1420 мм
Маневренная характеристика – Дм90ш = 2599 мм
Скорость подъема вил с грузом – VГВ.П = 0,2 м/с
Скорость опускания вил с грузом – VГВ.О = 0,4 м/с
Скорость передвижения– VГМ = 2,9 м/с
Тип привода – КД
Давление на ось – Р0= 2210 кг
Масса — Gм = 1970
Страна изготовитель – Франция
Схематическое изображение погрузчика приведено на рис.1
Вариант №22
Исходные данные
Перегружаемый груз – гречиха
Грузопоток — Qi = 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 – φп = 35-36º
Коэффициент трения по резине в покое – fп = 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 HВ.П определяется по условию обеспечения захвата (забора) остаточного слоя груза в трюме (т.е. при минимальной осадке) с наибольшими габаритами
HВ.П = Hс + hк + hм – hg – hб,
где Hс = 15,6 м – высота борта судна;
hк = 1,5 м – высота комингса люка;
hм = 2,0 м – конструктивный размер вертикального подъемника;
hg = 2,0 м – высота двойного дна судна;
hб = 0,2 м – зазор, обеспечивающий безопасность работы нижней оконечности вертикального подъемника или его забортного органа.
HВ.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»
Rmax = RС.К.+ ΔR = 0,5(Bм + Вс + Вл) + а1 + а2 + ΔR,
где RС.К.- вылет стрелового конвейера;
Bм = 10,5 м – колея портала СРМ, принимаемая по аналогии со стандартной колеей двухпутных крановых порталов;
Вс = 27,8 м – ширина судна;
Вл = 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».
RС.К.= 0,5(10,5 + 27,8 + 9,4) + 3,2 + 1,0 = 28,05 м
Rmax = 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
HС.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 = Hс + hк + hб – Тп – hГР,
где hб = 1,0 м – зазор между стреловым конвейером (в крайнем нижнем положении) и комингсом люка;
hГР = 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.
HС.К.К = 13,3 м + 0 = 13,3 м,
Длина стрелового конвейера
LК = RС.К./ cos β,
где β – угол наклона стрелового конвейера
tg β = Н1/ RС.К. ,
Так как Н1= 0, угол наклона стрелового конвейера β = 0 ˚.
LК = RС.К. = 28.05 м.
Принципиальная схема судоразгрузочной машины приведена на рис.1