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             90-360є, 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 + ?п)       13800 –
(1210 + 50)
                  n  + ?n = —————— =  ———————— = 15,1 шт.,
                                                     Ап + ?п
    820 + 10
     т.е.  n  = 15 шт.  ?n = 0,1.



     схема №2 (m = 0):



                                       Lв – (3 ?п + 2?п)       13800 – (3·50
+ 2·10)
                 n  + ?n = ——————— =  —————————  = 16,4 шт.,
                                                     Ап + ?п
    820 + 10
     т.е.  n  = 16 шт.  ?n = 0,4.

     схема №3 (m = 3):



                            Lв – (3Bп + 2?п + 2?п)     13800 – (3·1210 +
2·50 + 2·10)
              n  + ?n = ————————— =  ————————————   = 12,1 шт.,
                                             Ап + ?п
    820 + 10
     т.е.  n  = 12 шт.  ?n = 0,1.


     схема №4 (m = 2):



                                        Lв – (3Bп + 2 ?п )    13800 –
(2·1210 + 3·50)
                 n  + ?n = ——————— =  —————————  = 13,5 шт.,
                                                     Ап + ?п
    820 + 10
     т.е.  n  = 13 шт.  ?n = 0,5.
     где n – число рядов (пар) пакетов, укладываемых короткой стороной вдоль
вагона;
           ?n – 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;
           ?п = 50 мм – боковой укладочный зазор;
           ?п = 10 мм – фронтальный укладочный зазор.
     Определяем число слоев пакетов по высоте вагона:
                                                   Нв – 2hпґ
                                            nвс = —————— ,
                                                        hп
     где Нв  = 2791 мм – высота вагона по вертикальной части боковой стенки;
                 hпґ = 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 – 2hпґ
                                            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 + ?п )( Bп + ?п )( hп + hпґ )
      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 + ?п )( Bп + ?п )
              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 |Число  |Общее  |Масса |Коэффициенты использования  |Вывод        |
|схемы |пакетов|число  |груза |вагона                      |             |
|      |в слое |пакетов|в     |                            |             |
|      |nвс    |в      |вагоне|                            |             |
|      |       |вагоне |QIP   |                            |             |
|      |       |Nв     |      |                            |             |
|      |       |       |      |По     |По      |По площади|             |
|      |       |       |      |грузо- |кубатуре|пола Квп ,|             |
|      |       |       |      |подъем-|Квк , % |%         |             |
|      |       |       |      |       |        |          |             |
|      |       |       |      |ности  |        |          |             |
|      |       |       |      |КвГ, % |        |          |             |
|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 + ?Т)
                                                 Qфм = ————— ,
                                                         lГP + ?Т
     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;
           ?Т = 279 мм  - расстояние от передней плоскости  каретки  до  оси
передних колес.
                                                       Qпм (l0 + ?Т)
                                            Qфм = ———————  ,
                                                         lГP + ?Т
                                                         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 – ?Т = 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 – ? = 0,6-0,7 т/м3
     Размер частиц – ? = 2-4 мм
     Угол естественного откоса – ?п = 35-36є
     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.+ ?R =  0,5(Bм
+ Вс + Вл) + а1 + а2 + ?R,
     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;
                ?R = 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 ?,
     где ? – угол наклона стрелового конвейера
                                                 tg ? = Н1/ RС.К. ,
     Так как Н1= 0, угол наклона стрелового конвейера ? = 0 ?.
                                                 LК = RС.К. = 28.05 м.
     Принципиальная схема судоразгрузочной машины приведена на рис.1