Технические средства на железнодорожном транспорте

3. Производительность погрузочно-разгрузочных машин и устройств.

Практическая работа 13

Тема: Определение мощности привода и производительности электропогрузчика.

Цель: Формирование практических навыков по определению мощности привода и производительности электропогрузчика.

Исходные данные

Показатели	Обозначение	Вариант
Электропогрузчик типа ЭП-103 Перерабатываемый груз -- тарно-штучный, на поддонах
Средняя масса грузового пакета, перерабатываемого за 1 цикл, т
Среднее расстояние транспортирования груза, м	L
Средняя высота подъема груза, м	Н
Уклон пути, %	i
Коэффициент сопротивления перемещению погрузчика в ходовом устройстве	f
Число рабочих часов в смене, ч	Тсм
Коэффициент использования машины по времени	kв
Годовой грузооборот, тыс. т
Коэффициент неравномерности поступления грузов	kн
Число рабочих смен в сутки	псм
Регламентированный простой машины в течение года, сут.	Тр

Примечание: исходные данные по вариантам приведены в приложении 3. Данные из технической характеристики электропогрузчика, необходимые для выполнения расчетов, приведены в приложении 1.

Порядок выполнения

Ознакомиться с устройством электропогрузчика модели ЭП-1003.

Определение мощности привода электропогрузчика.

Определение производительности электропогрузчика.

Погрузчик -- самоходная машина, оборудованная устройством для захвата, перемещения, погрузки в транспортные средства или выгрузки из него и укладки груза в штабель. Грузоподъемное устройство с подъемной кареткой позволяет укладывать грузы в высокие штабеля или выполнять грузовые операции при разном уровне пола складов и транспортных средств. В зависимости от конструкции основного рабочего органа погрузчики подразделяются на вилочные и ковшовые.

Для погрузки в вагоны, контейнеры и на автомобили, выгрузки из них и складирования, тарно-штучных грузов и транспортных пакетов применяются, в основном, малогабаритные универсальные электропогрузчики общего назначения. ГОСТ 20805-83 предусматривает их изготовление на четырех- и трехопорном шасси. Первые обладают большей боковой устойчивостью, а вторые -- большей маневренностью и меньшим радиусом поворота.

1. Определение мощности приводов электропогрузчика

Основные потребители мощности погрузчиков -- механизмы передвижения и подъема груза. У электропогрузчиков они имеют раздельный привод.

Мощность (кВт), затрачиваемая погрузчиком на передвижение, определяется по формуле:

N=(Q_п+Q_гр)Ч(f+i)ЧV_nep/102Ч?_пер

где Q_п -- масса погрузчика, кг;

Q_гр -- масса груза, перемещаемого за 1 цикл, кг;

f -- коэффициент сопротивления перемещению погрузчика в ходовом устройстве;

i -- уклон пути;

V_nep -- скорость передвижения погрузчика, м/с;

?_пер -- КПД передаточного механизма (в расчетах принимаем 0,8);

102 -- переводной коэффициент размерностей.

Мощность (кВт), затрачиваемая на подъем груза, определяется по формуле:

N=(Q_гр+Q_гп)ЧV_под/102Ч?_под

где Q_гп -- масса грузозахватных приспособлений, кг (в расчетах принимаем 150 кг);

V_под - скорость подъема груза, м/с;

_под-- КПД механизма подъема (в расчетах принимаем 0,8).

2. Определение производительности погрузчика

Техническая производительность погрузчика (т/ч) определяется по формуле:

П_т = 3600ЧQ_гр/Т_ц,

где 3600 -- переводной коэффициент;

Q_гр -- масса груза, перемещаемого за 1 цикл, т;

Т_ц -- продолжительность одного цикла, с (сумма времени отдельных операций).

Продолжительность цикла (с) определяется по формуле:

Т_ц=?Ч(t₁+t₂+……+t₁₁),

где -- коэффициент, учитывающий совмещение операций рейса во времени (в расчетах принимаем 0,85);

t₁ -- время наклона рамы грузоподъемника вперед, заводки под груз, подъема груза на вилах и наклона рамы назад до отказа (в расчетах принимаем t₁ = 10--15 с);

t₂ -- время разворота погрузчика (при развороте на 90° t₂ = 6--8 с);

t₃ -- продолжительность перемещения погрузчика с грузом, с;

t₄-- время установки рамы грузоподъемника в вертикальное положение с грузом на вилах (t₄ = 2--3 с);

t₅ -- время подъема груза на необходимую высоту, с;

t₆ -- время укладки груза в штабель (t₆ = 5--8 с);

t₇-- время отклонения рамы грузоподъемника назад без груза (t₇ = 2-3 с);

t₈-- время опускания порожней каретки вниз, с;

t₉-- время разворота погрузчика без груза, с (равно t₂);

t_l0 -- время на обратный (холостой) заезд погрузчика, с;

t₁₁ -- суммарное время для переключения рычагов и срабатывания исполнительных цилиндров после включения (t₁₁= 6--8 с).

Время передвижения погрузчика (с) с грузом или без него определяется по формуле:

T_3,10= L/v_пер+t_рз

где L -- среднее расстояние транспортирования груза, м;

t_рз -- время на разгон и замедление погрузчика (принимаем 2 с).

Продолжительность подъема и опускания груза (с) определяется по формуле:

T_5,8=H/v_под+t_рз

где Н -- средняя высота подъема (опускания) груза, м.

Эксплуатационная производительность погрузчика (т/смену) определяется по формуле:

П_см=П_тЧk_вЧk_грЧТ_см,

где k_в -- коэффициент использования машины по времени;

k_гр -- коэффициент использования машины по грузоподъемности (k_гр= Q_гр/ Q_н);

Т_см -- число рабочих часов в смене, ч.

3. Определение необходимого числа электропогрузчиков

Необходимое число электропогрузчиков определяется по формуле:

Z= Q_гЧk_н/n_смЧП_смЧ(365?Т_пр),

где Q_г-- годовой грузооборот, т;

k _н -- коэффициент неравномерности поступления грузов;

п_см -- число рабочих смен в сутки;

365-- число дней в году;

Т_пр -- регламентированный простой электропогрузчика в течение года, сут.

Содержание отчета

Описание этапов определения мощности привода электропогрузчика.

Описание этапов определения производительности электропогрузчика.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Классификация погрузчиков.

2. Рабочее оборудование погрузчиков.

3. Специальные вилочные и ковшовые погрузчики.

Практическая работа 14

Тема: Определение мощности привода и производительности крана.

Цель: Формирование практических навыков по определению мощности привода и производительности крана.

Исходные данные

Показатели	Обозначение	Вариант
Тип крана (указать)
Перерабатываемый груз -- тарно-штучный
Средняя масса груза, перерабатываемого за 1 цикл, т	Qгр
Среднее расстояние перемещения крана, м	lкр
Среднее расстояние перемещения тележки крана, м	lТ
Средняя высота подъема груза, м	Н
Число рабочих часов в смене, ч	Тсм
Коэффициент использования машины по времени	k в
Годовой грузооборот, тыс. т	Qг
Коэффициент неравномерности поступления грузов	k н
Число рабочих смен в сутки	псм
Регламентированный простой машины в течение года, сут.	Тр

Исходные данные по вариантам приведены в приложении 3. Данные из технических характеристик кранов, необходимые для выполнения расчетов, приведены в приложении 1. Для всех типов кранов принять в расчетах диаметр ходового колеса D_K = 60 см, диаметр подшипников колес -- d = 12 см.

Порядок выполнения

Ознакомиться с устройством дизель-электрического крана на железнодорожном ходу.

Определение мощности привода крана.

Определение производительности крана.

Кранами называют универсальные подъемные машины периодического действия, состоящие из остова и смонтированных на нем механизмов, при помощи которых перемещают грузы в вертикальном и горизонтальном направлении на небольшие расстояния. Основа любого крана -- остов (ферма) и механизмы подъема и перемещения груза. Многие краны имеют механизмы передвижения и поворота, а также подъема своих собственных конструкций.

Краны применяют для погрузки и выгрузки тяжелых машин, грузов, перевозимых в пакетах и контейнерах, металлических и сборных железобетонных конструкций и т.д., а также для выполнения складских операций с этими грузами. При оборудовании кранов специальными захватными приспособлениями и грейферами краны успешно применяются для погрузки и выгрузки массовых сыпучих и кусковых грузов, а при оборудовании электромагнитами - для погрузки и выгрузки различных изделий из стали и чугуна.

1. Определение мощности приводов крана

Мощность (кВт), затрачиваемая электродвигателем механизма подъема крана, определяется по формуле:

N=(Q_гр+Q_гп)ЧV_под/102Ч?_под

где Q_гр -- масса груза, перемещаемого за 1 цикл, кг;

Q_гп -- масса захватного приспособления, кг (в расчетах принимаем 250 кг);

V_под -- скорость подъема груза, м/с;

102 -- переводной коэффициент размерностей;

_под -- КПД механизма подъема груза (в расчетах принимаем 0,8).

Мощность (кВт), затрачиваемая электродвигателем механизма передвижения крана, определяется по формуле:

N=?WЧV_пер/102Ч?_пер

где ?W -- полное статическое сопротивление, определяемое как сумма сопротивлений от сил трения W_тр и от ветровой нагрузки W_в (кг);

V_пер -- скорость передвижения крана, м/с;

_пер -- КПД механизма передвижения крана (в расчетах принимаем 0,8).

?W=W_тр+W_в

Сопротивление сил трения (кг) определяется по формуле:

W_тр=+W"

где -- сопротивление трению (кг), возникающее при качении колеса по рельсу:

=(Q_kр+ Q_гр+Q_гп)Ч2µ/D_к

где Q_kр -- масса крана, кг;

µ -- коэффициент трения стального колеса по рельсу (в расчетах принимаем 0,08);

D_к -- диаметр ходового колеса, см;

W"=(Q_кр+Q_гр+Q_гп)df/D_к,

где d -- диаметр подшипника колес, см;

f -- коэффициент трения в подшипниках колеса (в расчетах принимаем 0,02);

-- коэффициент, учитывающий трение реборд ходовых колес о рельсы (в расчетах принимаем 1,8);

W_в -- сила сопротивления ветра (в расчетах принимаем 3 кг/т) с учетом суммарной массы крана, захватных приспособлений и поднимаемого груза, т:

W_в=(Q_кр+Q_гр+Q_гп)Ч3

2. Определение производительности крана

Техническая производительность крана (т/ч) определяется по формуле:

П_т = 3600ЧQ_гр/Т_ц,

где 3600 -- переводной коэффициент;

Т_ц -- продолжительность одного цикла (сумма времени отдельных операций), с.

Продолжительность цикла для козловых и мостовых кранов определяется по формуле:

Т = t_з+ t_o + (4H/V_под + 2l_кр/V_пер + 2l_Т/V_Т)Ч,

где -- коэффициент, учитывающий совмещение операций во времени (в расчетах принимаем 0,8);

t_з -- время застропки груза (в расчетах принимаем t₃ = 10--15 с);

t_o -- время отстропки груза (в расчетах принимаем t_o = 10--15 с);

Н-- средняя высота подъема груза, м;

l_кр -- среднее расстояние перемещения крана, м;

l_т -- среднее расстояние передвижения тележки крана, м;

V_под -- скорость подъема и опускания груза или крюка, м/с;

V_пер-- скорость передвижения крана (см. табл. П1.2), м/с;

V_Т -- скорость передвижения тележки крана (из технической характеристики крана), м/с;

Эксплуатационная производительность крана (т/смену) определяется по формуле:

П_см=П_тЧk_вЧk_грЧТ_см,

где Т_см -- число рабочих часов в смене, ч;

k_в -- коэффициент использования крана по времени;

k_гр -- коэффициент использования крана по грузоподъемности (k_гр= Q_гр / Q_Н).

3. Определение необходимого числа кранов

Необходимое число кранов определяется по формуле:

Z= Q_гЧk_н/n_смЧП_смЧ(365?Т_пр),

где Q_г-- годовой грузооборот, т;

k _н -- коэффициент неравномерности поступления грузов;

п_см -- число рабочих смен в сутки;

365-- число дней в году;

Т_р -- регламентированный простой крана в течение года, сут.

Содержание отчета

Описание этапов определения мощности привода крана.

Описание этапов определения производительности крана.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Классификация кранов.

2. Грузозахватные приспособления кранов.

3. Мостовые краны.

4. Стреловые краны.

Практическая работа 15

Тема: Определение производительности конвейеров.

Цель: Формирование практических навыков по определению типа и производительности конвейеров.

Исходные данные

Задача № 1

Показатели	Обозначение	Вариант
Тип конвейера -- винтовой
Число оборотов винта, об/мин	п
Диаметр винта, м	D
Шаг винта, м	S
Угол наклона конвейера к горизонту, %
Наименование груза -- цемент
Коэффициент использования конвейера по времени	k в
Продолжительность рабочей смены, ч	Тсм

Задача № 2

Показатели	Обозначение	Вариант
Тип конвейера -- пластинчатый
Скорость рабочего органа (ленты), м/с	V
Наименование груза -- тарный
Расстояние между грузами, м	а
Масса одного места груза, кг	q
Коэффициент использования конвейера по времени	k в
Продолжительность рабочей смены, ч	Тсм

Примечание: исходные данные по вариантам приведены в приложении 3.

Порядок выполнения

Определение сменной производительности горизонтального винтового конвейера.

Определение сменной производительности наклонного винтового конвейера.

Определение сменной производительности пластинчатого конвейера.

Конвейерами называют машины непрерывного действия, рабочие органы которых позволяют перемещать сыпучие и кусковые грузы непрерывным потоком или штучные грузы с определенным интервалом. Конвейеры чаще всего используются как транспортное средство, перемещающее груз от одной перегрузочной операции к другой. Кроме того, они могут выполнять и штабелирующие операции. В конструкциях многих погрузочно-разгрузочных машин непрерывного действия конвейеры - важнейший составной элемент, транспортирующий груз от захватного органа (приемного бункера) до места погрузки в вагоны, автомобили, бункеры или на участки склада.

Задача № 1

Сменная производительность горизонтального винтового конвейера (т/смену) определяется по формуле:

П_см=60Чр D/4ЧSЧпЧЧk_вЧТ_см,

где 60 -- переводной коэффициент;

-- коэффициент заполнения желоба ( = 0,25);

D -- диаметр винта, м;

S-- шаг винта, м;

п -- частота вращения винта, об/мин;

-- плотность груза, т/м³ (= 0,7--0,8 т/м³);

k_в -- коэффициент использования конвейера по времени;

Т_см -- продолжительность рабочей смены.

Сменная производительность наклонного винтового конвейера (т/смену) при перемещении сыпучих грузов определяется по формуле:

П^накл=П_смЧ(100-N)/100

где П_см -- сменная производительность горизонтального конвейера (т/смену);

N -- процент снижения производительности в зависимости от угла наклона конвейера к горизонту.

Примечание: При наклоне винтового конвейера его сменная производительность уменьшается:

,0	5	10	15	20
N,%	10	20	30	35

Задача № 2

Сменная производительность пластинчатого конвейера (т/смену) при перемещении тарного (штучного) груза определяется по формуле:

П_см=3,6Ч q/ аЧ VЧk_вЧТ_см,

где 3,6 -- переводной коэффициент;

q -- масса одного места груза, кг;

а -- расстояние между грузами, расположенными на несущем органе конвейера, м;

V-- скорость рабочего органа конвейера, м/с;

k_в -- коэффициент использования конвейера по времени;

Т_см -- продолжительность рабочей смены.

Содержание отчета

Описание этапов определения сменной производительности винтовых конвейеров.

Описание этапов определения сменной производительности пластинчатых конвейеров.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Ленточные конвейеры.

2. Конвейеры с цепным тяговым органом.

3. Винтовые и инерционные конвейеры.

Практическая работа 16

Тема: Определение производительности элеваторов.

Цель: Формирование практических навыков по определению типа и производительности элеваторов.

Исходные данные

Задача № 1

Показатели	Обозначение	Вариант
Тип элеватора -- ленточный
Расстояние между ковшами (шаг элеватора), мм	а
Скорость движения ленты, м/с	V
Емкость ковша, л (дм3)	ео
Плотность груза, т/м3
Коэффициент заполнения ковша
Наименование груза -- пшеница
Продолжительность рабочей смены, ч	Тсм, см

Задача № 2

Показатели	Обозначение	Вариант
Тип элеватора -- цепной
Расстояние между ковшами (шаг элеватора), мм	а
Скорость движения цепи, м/с	V
Масса единицы штучного груза, кг	Мгр
Коэффициент использования элеватора по времени	kв
Наименование груза -- штучный
Продолжительность рабочей смены, ч	Тсм, см

Примечание: исходные данные по вариантам приведены в приложении 3.

Порядок выполнения

Ознакомиться с устройством элеватора для штучных грузов.

Определение производительности ленточного элеватора.

Определение производительности цепного элеватора.

Элеваторами называют машины непрерывного действия, предназначенные для вертикального или близкого к нему наклонного перемещения штучных, кусковых или сыпучих грузов.

Задача № 1

Сменная производительность ленточного элеватора (т/смену) при перемещении сыпучих грузов определяется по формуле:

П_см=3,6Чe_о/аЧVЧЧЧk_вЧТ_см,

где e_о -- емкость ковша, л;

а -- расстояние между ковшами, м;

V -- скорость движения ленты, м/с;

-- коэффициент заполнения ковша;

-- плотность груза, т/м ³;

k_в -- коэффициент использования конвейера по времени;

Т_см -- продолжительность рабочей смены.

Задача № 2

Сменная производительность цепного элеватора (т/смену) при перемещении штучных грузов определяется по формуле:

П_см=3,6ЧМ_гр/аЧVЧk_вЧТ_см,

где М_гр -- масса единицы штучного груза;

а -- расстояние между ковшами, м;

V -- скорость движения цепи, м/с.

Содержание отчета

Описание этапов определения сменной производительности ленточных элеваторов.

Описание этапов определения сменной производительности цепных элеваторов.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Классификация элеваторов.

2. Элеваторы для штучных грузов.

3. Элеватор ленточный ковшовый.

Практическая работа 17

Тема: Определение основных параметров складов.

Цель: Формирование практических навыков по определению основных параметров складов.

Оборудование

Рисунок крытого прирельсового склада пролетом 18 метров.

Порядок выполнения

Ознакомиться с рисунком крытого прирельсового склада пролетом 18 метров.

Уяснить конструктивные элементы складов.

Определение основных параметров складов.

При проектировании склада необходимо определить его основные параметры: вместимость, потребную площадь, длину, ширину, высоту, размеры погрузочно-разгрузочных фронтов. Параметры склада определяют исходя из объема грузопереработки склада и режима работы грузового двора.

Режим работы транспортно-складского комплекса может быть достоверным (детерминированным) или случайным (недетерминированным). При детерминированном режиме вагоны, автомобили и другие транспортные средства поступают под грузовые операции примерно через одинаковые интервалы времени.

Количество вагонов в подаче и время выполнения грузовых операций практически не отклоняются от среднего значения. При случайном характере работы время поступления и количество транспортных средств в подаче иногда значительно отклоняются от среднего значения.

Рассмотрим методику расчета параметров склада при детерминированном режиме работы.

Среднесуточный грузооборот Q_с, т, определяется исходя из годового грузооборота Q_г:

Q_с=Q_гЧk_н/365,

где k_н - коэффициент неравномерности прибытия или отправления грузов, характеризующий отношение максимального суточного объема грузопереработки к среднесуточному объему.

Вместимость склада, т, - количество грузов, размещаемых в нем, определяется по формуле:

Е_скл=Q_сЧТ_хрЧk_ск,

где Т_хр - продолжительность хранения грузов на складе, сут.;

k_ск - коэффициент складочности, учитывающий перегрузку с одного вида транспорта на другой.

Потребную площадь склада F_ск, м² можно определить методами средних нагрузок и элементарных площадок.

Метод средних нагрузок обычно используют при ориентировочном расчете:

F_скл= k_прЧ k_скЧQ_сЧТ_хр/q,

где q - средняя нагрузка на пол склада, т/м;

k_пр - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь для проходов, проездов погрузочно-выгрузочных машин и автомобилей, мест для установки весов, помещений приемосдатчиков.

В тех случаях, когда преобладают легковесные грузы или применяется стеллажное хранение грузов, площадь склада следует определять с учетом нагрузок на 1 м², установленных проектом.

Нагрузку на пол склада, т/м², можно определить по формуле:

q=hЧ,

где h - допустимая высота укладки груза в штабеля, м;

- объемная масса груза, т/м³.

При штабельном и стеллажном хранении груза для более точного расчета потребной площади склада применяется метод элементарных площадок. За основу берутся размеры штабелей, стеллажей и проходы между ними, определяемые условиями штабелирования, в зависимости от применяемых средств механизации. Площадь элементарной площадки, м², которая многократно повторяется в складе, с учетом проходов и проездов составляет:

ДF=(L_ш+a_ш)Ч(B_ш+b_ш),

где L_ш - длина штабеля, м;

B_ш - ширина штабеля, м;

a_ш и b_ш - ширина продольного и поперечного проездов (проходов), 0,9 - м для пешеходного движения, 4 м - для погрузчиков, не менее 0,7 м - между краном и подвижным составом.

Общая площадь склада, м², равняется:

F_скл=n_плЧ ДF,

где n_пл - число элементарных площадок (штабелей, стеллажей), которое определяется по формуле:

n_пл= Е_скл/ДЕ,

где Е_скл - общая вместимость склада;

ДЕ - вместимость штабеля (стеллажа).

Размеры общей площади в дальнейшем уточняют с учетом соответствующей планировки, размеров грузовых мест, способов их укладки и типов погрузочно-разгрузочных машин и оборудования, используемых в складе.

Длина склада с внутренним или наружным расположением путей должна быть не более 300 метров. Длина склада L_скл, м, для данного рода груза определяется по формуле:

L_скл= F_скл/B_скл,

где F_скл - площадь склада;

B_скл - ширина склада.

Полученную по этому расчету длину складов следует сопоставить с необходимой длиной погрузочно-выгрузочного фронта со стороны железнодорожных путей и со стороны подъезда автомобилей и принять большие значения.

Содержание отчета

Описание конструктивных элементов складов.

Описание этапов определения основных параметров складов.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Транспортно-складской комплекс.

2. Классификация железнодорожных складов.

3. Погрузочно-разгрузочные работы и складские операции.

Практическая работа 18

Тема: Определение параметров погрузочно-выгрузочных фронтов для открытых площадок.

Цель: Формирование практических навыков по определению параметров погрузочно-разгрузочных фронтов для открытых площадок.

Оборудование

Рисунок открытой площадки.

Порядок выполнения

Ознакомиться с рисунком открытой площадки.

Уяснить конструктивные элементы открытой площадки.

Определение параметров погрузочно-разгрузочных фронтов для открытых площадок.

Фронтом погрузочно-выгрузочных работ называют часть складских путей, предназначенных непосредственно для погрузки или выгрузки. Размеры фронта определяются числом вагонов, устанавливаемых на полезной длине складского пути, которая может быть использована для одновременной погрузки (выгрузки) однородных грузов.

Фронт погрузки (выгрузки) следует отличать от фронта подачи, под которой понимается часть складского пути, используемая для постановки группы вагонов до начала выполнения грузовых операций. На фронте подачи может быть размещено более вагонов, чем одновременно перерабатываться на фронте погрузки (выгрузки).

Длину фронта подачи вагонов L_фп находят по формуле:

L_фп=(n_вЧl_в /z_п)+ а_м,

а длину погрузочно-выгрузочного фронта, м,

L_гр=(n_вЧl_в / z_пЧz_c)+ а_м,

где n_в -- среднесуточное число вагонов, поступающих на грузовой фронт:

n_в= Q_с/ q_в,

q_в -- средняя загрузка вагона, т;

l_в -- длина вагона данного типа по осям сцепления автосцепок, м;

z_п -- число подач вагонов;

z_с -- число смен (перестановок) на грузовом фронте;

а_м -- удлинение грузового фронта, необходимое для маневрирования локомотивными или другими средствами (ориентировочно 15--25 м).

Рассчитав длину погрузочно-разгрузочного фронта, окончательно принимают размеры склада. Длина его L_скл ? L_гр должна быть кратна 12 м (для открытых платформ -- кратна 3 м), что связано с размерами типовых строительных конструкций. Ширина склада принимается равной 12, 15, 18 или 24 м. Затем устанавливают необходимую высоту склада, которая зависит от высоты штабеля груза, подлежащего хранению, и некоторого пространства, обеспечивающего свободную работу людей, средств механизации. Обычно высота железнодорожных складов равна 5,5--6,5 м.

Длину фронта погрузочно-выгрузочных работ со стороны подъезда автомобилей рассчитывают по формуле:

L_а= Q_сЧ l_фЧ t_а/ q_аЧ Т,

где Q_с - среднесуточный грузооборот;

l_ф -- фронт, требующийся для одного автомобиля в зависимости от способа ее постановки (вдоль склада, перпендикулярно складу, под углом 30--45 °);

t_а -- средняя продолжительность операций с одним автомобилем (включая время на подъезд к складу и отъезд), ч;

q_а -- средняя загрузка нетто одного автомобиля, т;

Т -- продолжительность работы грузового двора, ч.

Длину фронта для одного автомобиля определяют по формулам:

- при установке машин вдоль склада

l_ф=l_а+C?,

- при установке машин перпендикулярно складу

l_ф=b_а+ C?,

где l_а -- длина автомобиля без прицепа или с прицепом (4,5--7 м);

C? -- расстояние между последовательно стоящими машинами (4,2--4,4 м);

b_а -- ширина автомобиля (2,0--2,6 м);

C? -- среднее расстояние между рядом стоящими машинами 1,5 м.

Содержание отчета

Описание конструктивных элементов открытой площадки.

Описание этапов определения параметров погрузочно-выгрузочных фронтов для открытых площадок.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Открытая площадка.

2. Обслуживание погрузочно-выгрузочного фронта транспортными средствами.

3. Хранение грузов на открытой площадке.

Практическая работа 19

Тема: Определение площади и основных параметров склада для тарно-упаковочных и штучных грузов.

Цель: Формирование практических навыков по расчету площади склада для тарно-штучных грузов и его параметров.

Исходные данные

Показатели	Обозначение	Вариант
Годовой объем грузопереработки склада (тыс. т)	Qг
Коэффициент неравномерности поступления грузов	kн
Коэффициент складочности	kскл
Средняя загрузка крытого вагона (т)	qв
Число перестановок на грузовом фронте	Zс

Примечание: исходные данные по вариантам приведены в приложении 3 (табл. П3.7). Данные для расчета параметров склада приведены в приложении 1 (табл. П 1.3, П 1.4, П 1.5). При выполнении погрузочно-выгрузочных работ с тарно-штучными грузами используется электропогрузчик ЭП-103.

Порядок выполнения

Определение площади склада для тарно-упаковочных и штучных грузов.

Определение основных параметров склада для тарно-упаковочных и штучных грузов.

Начертить схему поперечного разреза механизированного склада для тарно-штучных грузов.

Тарно-упаковочные и штучные грузы перевозят повагонными и мелкими отправками. Правильное размещение их в вагонах и складах улучшает использование подвижного состава, сокращает его простой под грузовыми операциями, снижает потребность в складской площади, создает условия для рационального применения погрузочно-разгрузочных машин и производительности труда. Грузы в складах размещают по указанию приемосдатчика груза и багажа, который выбирая им место, учитывает их свойства (особенности) и специализацию складских помещений.

1. Общую площадь склада (м²) определяем по формуле:

F_скл= k_прЧ k_скЧQ_сЧТ_хр/q,

где k_пр -- коэффициент, учитывающий дополнительную площадь для проходов, проездов погрузочно-выгрузочных машин и автомобилей, мест для установки весов, помещений приемосдатчиков; эта величина устанавливается проектом и принимается по табл. из приложения 1;

k_ск -- коэффициент складочности, учитывающий перегрузку с одного вида транспорта на другой;

Q_с -- среднесуточный грузооборот, т;

Т_хр -- продолжительность хранения грузов на складе, сут.;

q -- средняя нагрузка на пол склада, т/м.

2. Среднесуточный грузооборот (т) определяется по формуле:

Q_с=Q_гЧk_н/365,

где Q_г -- годовой объем грузопереработки склада, т;

k_н -- коэффициент неравномерности прибытия или отправления грузов, характеризующий отношение максимального суточного объема грузопереработки к среднесуточному.

2. Вместимость склада (т) определяем по формуле:

Е_скл=Q_сЧТ_хрЧk_ск,

3. Определяем длину и ширину склада (м) определяем по формуле:

L_скл= F_скл/B_скл,

где В_скл -- ширина склада (для типовых механизированных складов принимается 18, 24, 30 или 48 м).

4. Проверяем соответствие длины склада погрузочно-выгрузочному фронту.

L_фп=(n_вЧl_в / z_пЧz_c)+ а_м,

где п_в -- среднесуточное число вагонов, поступающих на грузовой фронт;

l_в -- длина вагона данного типа по осям автосцепок (в расчетах принимаем l_в = 15 м);

z_п -- число подач вагонов (в расчетах принимаем z_n = 2);

z_c -- число смен на грузовом фронте (по заданию);

а_м -- удлинение грузового фронта, необходимое для выполнения маневровой работы локомотивами и другими средствами (принимаем а_м = 20--25 м);

n_в= Q_с/ q_в,

где q_в -- средняя загрузка одного вагона (по заданию), т.

При проверке соответствия длины склада погрузочно-разгрузочному фронту должно соблюдаться условие:

L_скл ? L_фп

Если это условие не выполняется, тогда необходимо увеличить число подач вагонов при определении L_гр.

5. В схеме поперечного разреза механизированного склада для тарно-штучных грузов (рис. 9) проставить размеры.

Рис. 9. Поперечный разрез крытого прирельсового склада для переработки тарно-упаковочных грузов

Содержание отчета

Описание этапов определения основных параметров и площади склада для тарно-упаковочных и штучных грузов.

В схеме поперечного разреза механизированного склада для тарно-штучных грузов проставить размеры

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Транспортные пакеты. Средства и способы пакетирования.

2. Комплексная механизация погрузочно-разгрузочных работ с тарно-упаковочными и штучными грузами.

3. Пункты сортировки мелких отправок.

Практическая работа 20

Тема: Определение вместимости и основных параметров контейнерной площадки.

Цель: Формирование практических навыков по расчету емкости, площади и линейных размеров контейнерной площадки.

Исходные данные

Показатели	Обозначение	Вариант
Суточная погрузка, т	Qп
Суточная выгрузка, т	Qв
Количество контейнеров, размещаемое в вагоне	пкв

Примечание: исходные данные по вариантам приведены в приложении 3. Тип крана, обслуживающего контейнерную площадку -- двухконсольный козловой кран. Пролет крана 16 м. Тип подвижного состава -- специализированный для перевозки контейнеров. Четырехосные вагоны.

Порядок выполнения

Определение емкости контейнерной площадки для среднетоннажных контейнеров.

Определение площади контейнерной площадки для среднетоннажных контейнеров.

Определение линейных размеров контейнерной площадки для среднетоннажных контейнеров.

Для переработки контейнеров на железных дорогах организуются контейнерные площадки. При специализации контейнерной площадки выделяют отдельные участки для размещения контейнеров по отправлению и прибытии, Участок, расположенный ближе к железнодорожному пути выделяется для контейнеров по отправлению, а находящийся со стороны подъезда автомобильного транспорта - для прибывающих контейнеров. Участок по отправлению, в свою очередь, делят на секции по дорогам назначения, и по назначениям плана формирования. Участок по прибытии специализируется по районам города или по отдельным грузополучателям или группам.

На площадках, где это возможно, выделяются специальные секции для отдельного размещения порожних и неисправных контейнеров, подлежащих ремонту. Специализация участков секций может быть постоянной и скользящей. Скользящая специализация применяется при недостаточной вместимости площадки. Каждое контейнеро-место на площадке имеет свой номер. Под контейнеро-местом понимается площадь, занимаемая одним контейнером массой брутто 3 тонны. В зависимости от применяемых погрузочно-разгрузочных машин и типа покрытия площадки контейнеры размещают в один или два яруса.

Вместимость контейнерной площадки E_к (контейнеро-мест) при переработке среднетоннажных контейнеров составляет:

1. Определяем среднесуточную погрузку и выгрузку контейнеров (конт.):

п_п=Q_п/q_к

п_в= Q_в/ q_к,

где Q_п -- суточная погрузка (по заданию);

Q_в -- суточная выгрузка (по заданию);

q_к -- средняя загрузка одного контейнера (принимаем q_к = 1,8 т);

2.Определяем среднесуточную потребность в подвижном составе (ваг.):

N_п=п_п/ п_кв,

N_в=п_в/ п_кв,

где п_кв -- количество контейнеров, размещаемое в вагоне (по заданию).

3. Определяем емкость контейнерной площадки для среднетоннажных контейнеров (контейнеро-мест):

E_к= аЧ[_оЧп_пЧt_п+_вЧп_вЧt_в+0,03Ч(п_п+п_в)Ч t_р],

где а -- коэффициент сгущения подачи вагонов под погрузку (сортировку) с учетом неравномерности работы при заданном грузообороте. При среднесуточной погрузке до 10 вагонов а = 2, свыше 10 вагонов а -- 1,3;

_о -- коэффициент, учитывающий уменьшение вместимости площадки при непосредственной перегрузке контейнеров с автомобилей в вагоны (в расчетах принимаем равным 0,9);

п_п, п_в -- соответственно среднесуточная погрузка и выгрузка контейнеров (в 3-тонном исчислении);

_в -- коэффициент, учитывающий уменьшение вместимости площадки при непосредственной перегрузке контейнеров из вагона на автомобили (в расчетах принимаем равным 0,85);

t_п, t_в -- расчетные сроки хранения контейнеров соответственно до погрузки (1 сутки) и после выгрузки (1,5 суток);

0,03 -- коэффициент, учитывающий дополнительную вместимость площадки для установки неисправных контейнеров, требующих ремонта;

t_р -- расчетный срок нахождения неисправных контейнеров в ремонте (1 сутки).



Рис. 10. Схема размещения контейнеров на площадке, обслуживаемой краном с пролетом 16 м

4. Определяем ширину контейнерной площадки.

Ширину контейнерной площадки определяем в зависимости от средств механизации. Принимаем схему размещения и переработки контейнеров (массой 3 тонны) двухконсольным козловым краном с пролетом 16 м (рис. 10).

Ширину контейнерной площадки (м) определяем по формуле:

В_к=l_кр-2b_Г,

где l_кр -- длина пролета крана;

b_Г -- габарит приближения контейнера к оси подкранового пути (в расчетах b_Г= 1,39 м).

5. Определяем длину контейнерной площадки (м):

L_к=E_к/e_эл.плЧДl,

где е_эл.пл -- емкость элементарной контейнерной площадки, контейнеро-мест;

-- длина элементарной контейнерной площадки (в соответствии со схемой размещения равна 10,05 м).

Через каждые 100 метров длины контейнерной площадки устанавливаются пожарные разрывы шириной 4 метра. С учетом пожарных разрывов определяем длину контейнерной площадки.

Емкость элементарной контейнерной площадки (вместимость сектора) определяется в зависимости от количества контейнеров, размещаемых по ширине площадки в соответствии с выбранной схемой механизации и расположения контейнеров. Длина элементарной контейнерной площадки определяется в зависимости т длины или ширины контейнеров, размещаемых по длине площадки с учетом зазоров и проходов между контейнерами и в соответствии с выбранной схемой механизации. Длина контейнерной площадки принимается кратной четырем.

Потребная площадь для размещения контейнеров Fк, м², рассчитывается по формуле:

F_к= L_кЧ В_к.

Содержание отчета

Описание этапов определения емкости контейнерной площадки для среднетоннажных контейнеров.

Описание этапов определения площади и линейных размеров контейнерной площадки для среднетоннажных контейнеров.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Особенности контейнерной транспортной системы.

2. Технические средства контейнерной транспортной системы.

3. Комплексная механизация и автоматизация переработки контейнеров.

Практическая работа 21

Тема: Определение вместимости и основных параметров специализированного контейнерного пункта.

Цель: Формирование практических навыков по расчету емкости специализированного контейнерного пункта.

Исходные данные

Показатели	Обозначение	Вариант
Суточное прибытие контейнеров, конт.	Пк

Примечание: исходные данные по вариантам приведены в приложении 3.

Порядок выполнения

Начертить схему размещения контейнеров на специализированном ППКК с расположением в пролете крана.

Уяснить расположение на схеме железнодорожных путей и автопроездов.

Определение вместимости специализированного контейнерного пункта.

Для переработки контейнеров на железных дорогах организуются контейнерные пункты, где выполняются погрузка, выгрузка, сортировка, хранение, завоз, вывоз, технический осмотр и текущий ремонт контейнеров, оформление перевозочных и транспортно-экспедиционных документов, информация грузополучателей и другие операции. Комплекс устройств, входящих в контейнерный пункт: площадки для хранения контейнеров, автопроезды, железнодорожные погрузочно-выгрузочные пути, грузоподъемные механизмы, стоянки для полуприцепов и прицепов, служебные и бытовые помещения.

Контейнерные пункты размещаются либо непосредственно на железнодорожных станциях, либо на железнодорожных подъездных путях промышленных предприятий.

Контейнерные пункты со значительным объемом работы, обеспечивающие прием контейнеров от грузоотправителей, выдачу их грузополучателям, а также передачу контейнеров с одного вида транспорта на другой, называют контейнерными терминалами.

На контейнерном пункте может быть одна или несколько площадок. В последнем случае их специализируют, предназначая каждую для переработки контейнеров, следующих на станции одной дороги или нескольких дорог одного направления.

1. Определяем емкость специализированного контейнерного пункта (контейнеро-мест):

E= k_нЧ k_сЧ п_кЧ(t_np+t_от),

где k_н -- коэффициент, учитывающий неравномерность завоза и вывоза контейнеров автомобильным транспортом и прибытия и отправления по железной дороге (принимаем = 1,3);

k_с -- коэффициент, учитывающий резерв контейнеро-мест, необходимый для специализации перегрузочной площадки по назначениям плана формирования и районам города (k_с = 1,25);

п_к -- среднесуточное количество контейнеров, прибывающих на контейнерный пункт (по заданию);

t_np, t_от -- установленные сроки хранения крупнотоннажных контейнеров по прибытии (1,5 суток) и отправлении (1 сутки).

2. Потребная площадь для размещения контейнеров F, м2, составит:

F= E/п_шЧl_кЧb_к,

где п_ш - количество продольных и поперечных проездов (проходов);

l_к - длина одного контейнера;

b_к - ширина одного контейнера.

Содержание отчета

Схема размещения контейнеров на специализированном ППКК с расположением в пролете крана.

Описание этапов определения вместимости специализированного контейнерного пункта.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Классификация специализированных контейнерных пунктов.

2. Требования, предъявляемые к размещению контейнеров.

3. Автоматизация переработки контейнеров.

Практическая работа 22

Тема: Сравнение вариантов механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Цель: Формирование практических навыков по технико-экономическому сравнению схем механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Исходные данные

Показатели	Обозначение	Вариант
Годовое прибытие грузов (тыс. т)	Qгпp
Годовое отправление грузов (тыс. т)	Qготп
Количество подач в сутки	П
Количество смен работы контейнерной площадки в сутки	С

Примечание: исходные данные по вариантам приведены в приложении 3 (табл. П3.10). В качестве вариантов сравнения принимаем:

- вариант 1 -- контейнерная площадка оборудована двухконсольными козловыми кранами КДКК-10;

- вариант 2 -- мостовыми десятитонными кранами с пролетом 26 метров.

Порядок выполнения

Провести технико-экономическое сравнение вариантов механизации.

Выбрать оптимальный вариант механизации для переработки универсальных среднетоннажных контейнеров массой брутто 3 тонны.

Использование основных технико-экономических показателей для сравнения вариантов.

Строительство складов и оснащение их современными средствами механизаций и автоматизации требуют значительных капитальных вложений. Для заданного грузооборота обычно намечают несколько вариантов комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ. Затем делают подробный технико-экономический расчет каждого варианта и выбирают наиболее рациональный. Сравнение вариантов проводим по основным технико-экономическим показателям:

группа показателей (стоимостные) -- капиталовложения, годовые эксплуатационные расходы, себестоимость выполнения одной контейнеро-операции, срок окупаемости разности капиталовложений.

группа показателей (натуральные). Основной показатель из этой группы -- производительность труда.

Отбирается тот вариант, который дает наименьшие приведенные затраты на капитальные вложения и их эксплуатацию. Кроме того, при выборе машин и устройств учитывается уровень производительности труда, ликвидация ручных операций, ускорение доставки грузов, сокращение простоя подвижного состава.

Рис. 11. Схема типовой контейнерной площадки: а -- вариант 1; б-- вариант 2

1. Расчет потребного количества кранов и параметров контейнерной площадки

Среднесуточное количество прибывающих (отправляемых) контейнеров (конт.) определяется по формуле:

n_к^пр=Q_г^пp/365Ч q_к,

n_к^отп= Q_г^отп/365Ч q_к,

где Q_г^пp, Q_г^отп -- годовое прибытие (отправление) грузов, т (из задания);

365 -- число дней в году;

q_к -- средняя загрузка универсальных трехтонных контейнеров (1,8 т).

Среднесуточный объем грузопереработки (контейнеро-опер.) составит:

Q_cут^пер= n_к^прЧ+ n_к^отпЧ,

где и -- коэффициенты кратности грузопереработки, соответственно по прибытии и отправлении, учитывающие, что на контейнерной площадке:

-- по прибытии с каждым контейнером выполняется операций

-- по отправлении

Так как в первом случае 15 %, а во втором 10 % контейнеров перерабатываются по прямому варианту (см. поясняющую схему на рис. 12), то = 0,85 + 0,85 + 0,15; = 0,9 + 0,9 + 0,1.



Рис. 12. Поясняющая схема к расчету среднесуточного объема грузопереработки

Расчетный суточный объем грузопереработки (контейнеро-опер./сут.), учитывающий имеющуюся неравномерность прибытия и отправления груза (сгущение подачи), определяется по формуле:

Q_c^расч= аЧ Q_c^пер,

где а -- коэффициент сгущения подачи. При среднесуточной погрузке до 10 вагонов а = 2, свыше 10 вагонов а = 1,3.

Потребное количество погрузочно-разгрузочных машин (кранов) определяется по формуле:

Z_кр= Q_c^расч/ Н_вырЧ С,

где Н_выр -- норма выработки в контейнерах (контейнеро-операций) за смену на один кран, выбирается по ЕНВ [5] (раздел 1, § 4) (см. приложение 2) с учетом используемых средств механизации;

С -- количество смен работы кранов в сутки.

Количество машин следует определить для 1-го и 2-го вариантов отдельно.

Емкость контейнерной площадки (контейнеро-мест) определяется по формуле (при п_п = п_в):

-- при среднесуточной погрузке до 10 вагонов

E_к=5,3Ч n_сут,

-- при среднесуточной погрузке свыше 10 вагонов

E_к=3,45Ч n_сут,

Полезная ширина контейнерной площадки (м) В_к определяется по схеме для каждого варианта (см. схемы рис. 11), В_к =l_кр - 2b_г (см. практическое занятие 20).

Площадь контейнерной площадки (м²) при ориентировочных расчетах может быть определена по формуле:

F_к= k_прЧ E_кЧ?F,

где k_пр -- коэффициент, учитывающий площадь проходов и проездов (1,65);

?F-- площадь, занимаемая одним контейнером, м²;

?F= l_к Ч b_к=2,1Ч1,3=2,73 м²

где l_к -- длина универсального трехтонного контейнера (2,1 м);

b_к -- ширина универсального трехтонного контейнера (1,3 м).

Потребная длина контейнерной площадки (м) определяется как отношение площади контейнерной площадки к ее ширине для каждого варианта

L_к=F_к/B_к

Для определения длины грузового фронта (ваг.) предварительно определяют расчетное количество вагонов, поступающих на грузовой фронт за сутки с учетом имеющейся неравномерности прибытия:

п_сут= n_к^пр Ч k_н/11= n_к^отп Ч k_н/11

где п_п и п_в - среднесуточная погрузка и выгрузка контейнеров;

k_н -- коэффициент неравномерности прибытия контейнеров (1,2);

11 -- количество контейнеров, размещающихся в четырехосном вагоне.

Число вагонов округляется всегда в большую сторону.

Тогда за подачу на грузовом фронте необходимо разместить (ваг.):

п_под= п_сут/П,

где П -- количество подач в сутки.

Длина грузового фронта (м) определяется для каждого варианта:

L_фп=п_подЧl_в,

где l_в=14 м -- длина специального вагона для перевозки контейнеров.

Кроме того, необходимо соблюдать условие:

L_скл ? L_фп

Следует сделать окончательный вывод о необходимой длине склада для каждого из вариантов.

2. Определение капитальных затрат, годовых эксплуатационных расходов и себестоимости выполнения одной контейнеро-операции.

Расчет капитальных затрат целесообразно оформить как сводную ведомость капиталовложений.

Капитальные затраты (капиталовложения) -- затраты на создание новых и реконструкцию действующих основных фондов. Капиталовложения осуществляются за счет средств государственного бюджета, амортизационных отчислений, прибыли предприятий, кредитов банка.

Основные фонды -- средства труда (машины и оборудование, здания и сооружения, транспортные средства). Они служат длительный срок и переносят свою стоимость на готовый продукт частями, по мере износа.

Расчет капитальных вложений должен быть произведен по каждому из вариантов отдельно.

Длина эстакады мостового крана и подкрановых путей для козлового крана выбирается примерно на 10 м больше длины склада: L_скл +10.

Длина железнодорожного пути и водопроводно-канализационной сети выбирается примерно равной длине контейнерной площадки, а электроосветительной сети - 2L_к.

Площадь автопроезда определяется как произведение его длины (l_а) на ширину (b_а). Ширина автопроезда по варианту 1 следует принять 5 м, по варианту 2 -- 5,1 м.

На основании расчетов составляем сводную ведомость капиталовложений.

Наименование объекта	Единицы измерения	Стоимость единицы измерения в руб.	Количество единиц	Общая стоимость
1	2	3	4	5
Вариант 1
Козловой кран	шт.	1 200 000
Подкрановый путь	пог.м.	600
Площадь контейнерной площадки	м2	900
Площадь автопроездов	м2	500
Железнодорожный путь	м	900
Электрическая сеть	м	1200
Водопроводно-канализационная сеть	м	5000
Итого
Вариант 2
Кран мостовой	шт.	600 000
Подкрановая эстакада	пог. м	6000
Площадь контейнерной площадки	м2	900
Площадь автопроездов	м2	500
Железнодорожный путь	м	900
Электрическая сеть	м	1200
Водопроводно-канализационная сеть	м	5000
Итого

Годовые эксплуатационные расходы (руб.) определяются по формуле:

С_г =З+Э+О+?Р_А/Р

где З -- годовые расходы на заработную плату;

Э -- стоимость электроэнергии, расходуемой кранами;