ТРАНСПОРТНО-ГРУЗОВЫЕ СИСТЕМЫ УП (3)
.PDF–определение рационального варианта взаимного размещения желез- нодорожного и автомобильного грузового фронта;
–выбор оптимального соотношения длины и ширины складского ком- плекса (СК);
–выбор схемы взаимного размещения погрузочно-разгрузочных путей в зоны хранения груза – применение СК с внутренним вводом или внешним расположением железнодорожных путей относительно грузовой платформы;
–определение длины и числа рядов стеллажей, обслуживаемых одним стеллажным или мостовым краном-штабелером, определение длины сек- ции ТГК, равной длине ряда;
–выбор варианта конфигурации трассы поточно-транспортной системы
вплане;
–размещение вспомогательных зон, помещений и оборудования на территории ТГК: площадок для проверки количества и сохранности грузов, рабочих мест приемосдатчиков и периферийных устройств АСУ, пультов управления подъемно-транспортным оборудованием и т. п.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Приведите назначение и классификацию складов.
2.Приведите классификацию ТГК тарно-штучных грузов.
3.Перечислите требования, предъявляемые к объемно-планирово- чным решениям СК.
4.Какие задачи, решаются при выборе рациональных схем планировки ТГК тарно-штучных грузов?
4.РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНО-ГРУЗОВЫМИ КОМПЛЕКСАМИ
4.1. Расчет площади и линейных размеров складов
Для тарно-штучных грузов в зависимости от грузопотока и вида грузо-
вых операций рекомендуются крытые склады с внешним расположением путей, склады ангарного типа с внутренним вводом путей и внешними ав- топодъездами, автоматизированные склады.
Для контейнеров, тяжеловесных грузов и колесной техники проектируют типовые открытые площадки: грузовые (погрузка и выгрузка), грузосортиро- вочные (погрузка, выгрузка и сортировка) и сортировочные. В зависимости от объема грузопереработки и вида грузовых операций контейнерные скла- ды проектируются с одним, двумя и более железнодорожными путями.
61
Насыпные грузы, не боящиеся атмосферных осадков (уголь, кокс, пе- сок, гравий, руда и др.), хранятся на открытых площадках, оборудованных в зависимости от вида грузовых операций бункерными установками, по- вышенными путями, приемными устройствами траншейного типа и др.
Насыпные грузы, перевозимые насыпью в крытых и специализирован- ных вагонах и требующие защиты от атмосферных осадков (цемент, ми- неральные удобрения, зерно и др.), перерабатываются в крытых складах, силосах, элеваторах.
Лесоматериалы, металлопродукция перерабатываются и хранятся, как правило, на открытых площадках.
Площадь склада и его линейные размеры зависят от типов принятых складов, размещения в них грузов и технологии их переработки. При этом
площадь склада может быть определена методом удельных нагрузок или
методом элементарных площадок.
Методом удельных нагрузок определяется площадь склада для хране- ния тарно-штучных, тяжеловесных, лесных, насыпных (гравий, песок, уголь, кокс, руда) грузов и металлопродукции по формуле
F = |
Кдоп×Qсут×tхр(1- β) |
, |
(4.1) |
|
|||
скл |
Ρскл |
|
|
|
|
|
где Κдоп – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь на про- ходы, проезды и установку средств механизации; tхр – нормативное время хранения груза на складе, сут; β – коэффициент, учитывающий долю гру-
за, перерабатываемого по прямому варианту; Ρскл – допустимая нагрузка на 1 м2 площади склада, т/м2.
Методом элементарных площадок определяется площадь склада для хранения контейнеров. Площадь грузовой контейнерной площадки, м2, оп- ределяется:
Fкп = Кдоп[nпtп (1− βп )+ nоtо (1− βо )+ 0,03(nп + nо )tр + nпорtпор ]fк, (4.2)
где nп,nо,nпор – приведенное число прибывающих, отправляемых и по- рожних контейнеров; tп,tо,tр,tпор – время хранения контейнеров на пло-
щадке соответственно по прибытии, по отправлении, неисправных и по- рожних, сут; βп,βо – коэффициент, учитывающий долю перегрузки по прямому варианту соответственно по прибытии и отправлении контейне- ров; fк – площадь, занимаемая одним контейнером, м2; 0,03 – доля не- исправных контейнеров.
62
Значения Ρскл , Κдоп , tп,tо,t р,tпор приведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Исходные данные для расчета площади складов
|
Нормативное время |
|
Нагрузка |
||
|
хранения tхр , сутки |
Коэффициент |
на 1 м2 |
||
Наименование груза |
|
|
дополнительной |
площади |
|
|
|
||||
|
по |
по |
площади, Κдоп |
склада |
|
|
Ρскл , |
||||
|
прибытии |
отправлении |
|||
|
|
т/м2 |
|||
|
|
|
|
||
Тарно-штучные |
2,0 |
1,5 |
1,7 |
0,85 |
|
Контейнеры груженые |
1,5 |
1,0 |
1,9 |
– |
|
Контейнеры порожние |
1,0 |
1,0 |
1,3 |
– |
|
Контейнеры |
2,0 |
2,0 |
– |
– |
|
неисправные |
|||||
|
|
|
|
||
Тяжеловесные |
2,5 |
1,0 |
1,6 |
0,9 |
|
Насыпные на открытых |
3,0 |
2,5 |
1,4 |
1,2 |
|
площадках |
|||||
|
|
|
|
||
Насыпные в крытых |
2,5 |
– |
1,4 |
1,0 |
|
складах |
|||||
|
|
|
|
||
Лесоматериалы |
5,0 |
3,0 |
1,5 |
1,1 |
|
Металлопродукция |
3,0 |
2,5 |
1,6 |
1,3 |
|
Зерновые |
2,5 |
3,0 |
– |
1,3 |
|
Ряд грузов (цемент, минеральные удобрения, зерно и т. д.), перевози- мых в крытых и специализированных вагонах, при значительном грузопо- токе целесообразно хранить в силосных и элеваторных складах.
Емкость силосного склада определяется по формуле
Ε=Qсут×tхр, |
(4.3) |
Полученные значения емкости следует принять близкими к типовым по табл. 4.2.
|
|
Таблица 4.2. |
|
Емкость типовых складов сыпучих грузов |
|||
|
|
|
|
Наименование груза |
Тип склада |
Типовая емкость склада, |
|
тыс. т |
|
||
|
|
|
|
Минеральные удобрения |
Силосный |
0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 |
|
Цемент |
Силосный прирельсовый |
0,24; 0,36; 0,48; 0,72; 1,1; |
|
Зерновые |
Элеватор: |
2,5; 4,0; 6,0; 12,0 |
|
|
|
||
|
заготовительный |
25; 50; 100 |
|
|
мельничный |
16; 33; 40 |
|
|
перевалочный |
50; 100; 150 |
|
63
Число силосных (элеваторных) башен рассчитывается по формуле
n = |
Ε |
, |
(4.4) |
с ес
где ес – емкость одной силосной (элеваторной) башни, т.
Силосные корпуса строят круглой и квадратной форм из монолитного или сборного железобетона. Емкость силосного корпуса круглой формы определяется:
е |
с |
= |
πD2 |
|
Η |
с |
× γ × j, |
(4.5) |
|
||||||||
|
4 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
где D – диаметр силоса, D = 6 м; Ηс |
– полезная высота силоса, Ηс |
= 30 |
||||||
м; γ – объемная масса груза, |
т/м3; ϕ – коэффициент заполнения силоса, |
|||||||
ϕ = 0,95–0,98. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Емкость силосного корпуса квадратной формы рассчитывается:
е |
= а2 × Η |
с |
×γ ×j, |
(4.6) |
с |
|
|
|
где а2 – длина стороны силосной башни, а = 4 м.
При проектировании склада важно, кроме общей площади, правильно определить его размеры, т. е. ширину и длину. Ширина зависит от рода гру- за, конструктивных особенностей склада и средств механизации. Для кры- тых складов ширина Βскл принимается равной 18, 24, 30 м. Для открытых
складов ширина определяется в зависимости от величины пролета крана (козлового, мостового) или вылета стрелы крана (стрелового), количества железнодорожных путей и зазоров для безопасной работы на складе.
На площадке, оборудованной двухконсольным козловым краном, пред-
ставляется возможным подавать вагоны под грузовые операции под одну из консолей крана, а автомобили под другую. При такой планировке вся территория, ограниченная пролетом крана, может быть использована для складирования груза. Ширина площадки, м, обслуживаемой двухконсоль- ным козловым краном:
Βскл = Lпр − 2lб , |
(4.7) |
где Lпр – величина пролета крана, м; lб – габарит безопасности (расстоя- ние от оси опоры крана до крайней точки склада), lб = 1 м.
64
При оборудовании складов бесконсольным козловым или мостовым кранами в пролет крана вводятся как вагоны, так и автомобили. Устраи-
вать в этих случаях сквозные проезды для автотранспорта вдоль всего склада нецелесообразно, так как такой проезд займет много места. Лучше устраивать боковые въезды для автомобилей между штабелями (рядами) груза. Ширина площадки, м, обслуживаемой бесконсольным козловым или мостовым кранами:
Βскл = Lпр − nbжд − lб , |
(4.8) |
где n – количество погрузочно-выгрузочных путей, вводимых в пролет крана; bжд – ширина полосы, отводимой для укладки погрузочно-выгрузо-
чного пути, bжд = 5 м.
Для погрузки и выгрузки груза на площадке, оборудованной стреловым краном, автомобиль нужно ввести в зону вылета стрелы. С этой целью по длине площадки необходимо предусмотреть проезды, обеспечивающие беспрепятственный въезд и выезд автомобилей. Ширина площадки, м, оборудованной стреловым краном, может быть определена по формуле
Βскл = Lстр , |
(4.9) |
где Lстр – максимальный вылет стрелы, м.
Если погрузочно-разгрузочные работы выполняются погрузчиком, то ширина открытой площадки не должна превышать 20 м.
После расчета площади и ширины склада определяется его длина, м, по формуле:
L = |
Fскл |
, |
(4.10) |
|
|||
скл |
Βскл |
|
|
|
|
|
При этом, длина склада должна соответствовать фронту погрузочно- разгрузочных работ с тем, чтобы все подаваемые одновременно вагоны
могли разместиться вдоль складского сооружения
Lфр ≤ Lскл , |
(4.11) |
Под фронтом погрузочно-разгрузочных работ (грузовым фронтом) по- нимается часть складских путей, на которых непосредственно произво- дится погрузка грузов в вагоны, автомобили и выгрузка из вагонов, авто-
мобилей. Длина погрузочно-разгрузочного фронта находится по формуле
65
L = |
l × Ν |
+ а , |
(4.12) |
фр е
где l – длина вагона принятого типа по осям сцепления автосцепок, м; Ν – суточный вагонопоток; е – число подач к грузовому фронту; а – за- пас, учитывающий неточность установки вагонов, а = 7–8 м.
При невыполнении неравенства (4.11) необходимо изменить длину склада или число подач.
Для зерновых грузов выгрузка вагонов должна быть организована так, чтобы они не простаивали в ожидании освобождения ларей, а приемные конвейеры и ковшовые элеваторы работали вхолостую во время заполне-
ния ларей. Продолжительность освобождения ларей от зерна |
|
Τл = n ×t л , |
(4.13) |
где n – число ларей (бункеров)приема зерна; tл – время освобождения от зерна одного ларя, мин,
tл |
= t1 + t2 + t3 , |
(4.14) |
где t1 – чистое время освобождения ларя, мин; |
|
|
t |
= 60× Ρт , |
(4.15) |
1 |
Πтех |
|
|
|
|
где t2 – время истечения остатков зерна до полного освобождения ларя, t2 = 1 мин; t3 – период между концом выпуска зерна из одного ларя и на- чалом выпуска зерна из другого ларя, t3 = 0,5–1,0 мин; Πтех – часовая
производительность ковшового элеватора т/ч;
ре (нагрузка вагона), т.
Необходимое число ларей
n = |
tр + tуб |
, |
|
tл |
|||
|
|
Ρт – количество груза в ла-
(4.16)
где tр – продолжительность разгрузки вагона, мин; tуб – продолжитель-
ность уборки и постановки вагонов под разгрузку, мин.
Число линий приемных устройств (лари, конвейеры и ковшовые элева- торы) для разгрузки суточного вагонопотока равно
66
Χ = |
Νсут |
, |
(4.17) |
|
n |
||||
|
|
|
||
|
в |
|
|
где nв – количество вагонов, разгружаемых одним приемным конвейером и элеватором.
nB |
= |
Птех( 24 − tуб |
Nпод / 60) |
, |
(4.18) |
Рт |
|
||||
|
|
|
|
|
где Νпод – число подач вагонов за сутки.
4.2. Расчет числа погрузочно-разгрузочных машин и установок
Потребность в погрузочно-разгрузочных машинах рассчитывается на основе детерминированных грузопотоков и технологии их переработки. Детерминированный режим работы грузового пункта характеризуется регу- лярным входящим потоком транспортных средств (вагонов, автомобилей) или поступлением их на грузовой фронт по расписанию, примерно через одинаковые интервалы, при этом количество вагонов в подаче и время
выполнения грузовых операций практически не отклоняется от своего среднего значения. При детерминированном режиме работы вагоны и ав- томобили обслуживаются без задержки, исключается время ожидания гру- зовых операций и вероятность образования очереди у грузового фронта.
Количество погрузочно-разгрузочных машин Ζ1, необходимое для вы- полнения суточного расчетного объема грузопереработки, рассчитывается отдельно по прибытии Qпрр и отправлении Qотр (для контейнеров nпрр ,nотр )
по формуле
Ζпр,от= |
Qпрр ,от×365 |
|
, |
(4.19) |
|
Πэксtсмnсм(365-Τр) |
|||||
1 |
|
|
|||
|
|
|
|||
где Qр – расчетный суточный грузопоток с учетом «прямого» варианта пе- реработки груза, т;
Q |
р |
= Qпр,от (2 − β), |
(4.20) |
|
сут |
|
tсм – продолжительность одной смены, ч; nсм – число смен работы машин за сутки; Τ р – регламентированный простой каждой машины в течение го-
67
да (выходные дни, праздники, простой в техническом обслуживании и ре- монте), сут;
|
|
æ |
365 |
|
|
|
365 |
|
|
|
|
12 |
|
ö |
|
|
|
|
|
Τ |
р |
= ç |
|
t |
то-1 |
+ |
|
t |
то-2 |
+ |
|
|
t |
÷ |
+Τ |
пр |
, |
(4.21) |
|
|
n |
n |
|
||||||||||||||||
|
ç n |
|
|
|
|
|
|
р ÷ |
|
|
|
||||||||
|
|
è |
то-1 |
|
|
|
то-2 |
|
|
|
|
|
р |
|
ø |
|
|
|
|
nто-1,nто-2 – периодичность |
технического |
обслуживания |
соответственно |
||||||||||||||||
ТО-1, ТО-2, сут; nр |
– периодичность текущего ремонта, мес; tто-1,tто-2,tр – |
||||||||||||||||||
продолжительность технического обслуживания соответственно ТО-1, ТО-2
итекущего ремонта, сут.
Τпр – продолжительность выходных и праздничных дней в течение го-
да, Τпр = 60 суток; Πэкс – эксплуатационная производительность погру-
зочно-разгрузочной машины, т/ч.
Поскольку продолжительность простоя подвижного состава под опера- циями погрузки (выгрузки) строго регламентируется, то число ПРР машин на
обработку в заданные сроки количества одновременно подаваемых вагонов определяется отдельно по прибытии Qппр и отправлении Qпот по формуле
Ζ пр,от = |
Qппр,от |
, |
(4.22) |
|
|||
2 |
Πэtгр |
|
|
|
|
|
где Qппр,от – количество груза в одной подаче, т;
Qп = |
Qсут |
, |
|
(4.23) |
|
|
|
е |
|
|
|
tгр – продолжительность погрузки или выгрузки одной подачи, ч; |
|
||||
tгр = |
24−tпуе−tпер |
, |
(4.24) |
||
|
|||||
|
|
е |
|
|
|
tпу – время, затрачиваемое на подачу и уборку вагонов одной подачи на грузовом фронте, ч; tпер – время на обед, прием-сдачу смены и прочие
технологические перерывы, ч.
Расчетное число ПРМ Ζ р , используемое в дальнейших расчетах, при- нимается как максимальное из Ζ1 и Ζ2 .
68
4.3.Рекомендации и требования при выборе технических средств транспортно-грузовых комплексов
При проектировании наиболее эффективной транспортно-грузовой сис- темы, обеспечивающей переработку грузов по определенному технологи- ческому процессу и включающей комплекс погрузочно-разгрузочных ма- шин и установок, складских зданий и автопроездов, очень важно учиты- вать как совместимость технических средств, так и возможность перера- ботки грузопотока с минимальными затратами.
Типовые рекомендации по выбору технических средств транспортно- грузового комплекса в зависимости от рода груза, приведены в табл. 4.3.
Таблица 4.3
Типовые соотношения складов и ПРМ
Наименование груза |
Тип склада |
Рекомендуемые средства |
|
механизации ПРР |
|||
|
|
||
|
|
|
|
Тарно-штучные грузы в па- |
Крытый: с внешним распо- |
Электропогрузчики и мало- |
|
кетах на поддонах и без |
ложением ж.-д. путей авто- |
габаритные автопогрузчи- |
|
поддонов, требующие за- |
подъездов; с внутренним |
ки грузоподъемностью |
|
щиты от атмосферных |
вводом одного, двух ж.-д. |
(г.п.) 0,75; 1,0; 1,5 т |
|
осадков |
путей и внешним авто- |
|
|
|
подъездом |
|
|
Контейнеры |
Открытая контейнерная |
Козловые краны г.п. 5; 6; |
|
среднетоннажные |
площадка |
7,5 т; мостовые краны г.п. |
|
|
|
до 10 т; автокраны г.п. до |
|
|
|
10 т, стреловые краны на |
|
|
|
ж.-д. ходу |
|
Контейнеры |
Открытая контейнерная |
Козловые краны г.п. 20; 25; |
|
крупнотоннажные |
площадка |
30; 32 т; мостовые краны |
|
|
|
г.п. 40 т |
|
Тяжеловесные грузы (гру- |
Открытая тяжеловесная |
Козловые краны г.п. до |
|
зы в ящиках и неупакован- |
площадка |
12,5 т; мостовые краны г.п. |
|
ные, тракторы) |
|
до 10 т; автокраны г.п. до |
|
|
|
10 т, стреловые краны на |
|
|
|
ж.-д. ходу |
|
Лесоматериалы, |
Открытая площадка |
Козловые краны г.п. до |
|
металлопродукция |
|
12,5 т; мостовые краны г.п. |
|
|
|
до 10 т; автокраны г.п. до |
|
|
|
10 т; стреловые краны на |
|
|
|
ж.-д. ходу; автопогрузчики |
|
|
|
г.п. до 5 т |
69
|
|
Окончание табл. 4.3 |
|
|
|
|
|
Наименование груза |
Тип склада |
Рекомендуемые средства |
|
механизации ПРР |
|||
|
|
||
Насыпные, не боящиеся |
Открытая навалочная |
Погрузка: стреловые краны |
|
атмосферных осадков |
площадка, бункер |
на ж.-д. ходу; козловые и |
|
|
|
мостовые краны с грейфе- |
|
|
|
рами, экскаваторы, бункер- |
|
|
|
ные установки. |
|
|
|
Выгрузка: стреловые, мос- |
|
|
|
товые, козловые краны с |
|
|
|
грейферами; повышенный |
|
|
|
путь, перекрытый козловым |
|
|
|
краном; элеваторноковшо- |
|
|
|
вые разгрузчики С-492; ва- |
|
|
|
гоноопрокидыватели |
|
Насыпные, требующие |
Крытый, силосного типа, |
Погрузка: пневматические |
|
защиты от атмосферных |
элеватор |
установки, самотеком с по- |
|
осадков |
|
мощью отпускных труб. |
|
|
|
Выгрузка: мехлопаты, раз- |
|
|
|
грузчики непрерывного дей- |
|
|
|
ствия, инерционные разгру- |
|
|
|
зочные машины, пневмати- |
|
|
|
ческие разгрузчики |
При выборе конкретных погрузочно-разгрузочных машин и установок необходимо учитывать следующие положения:
–выбираемые ПРМ и устройства должны обеспечивать полную со- хранность грузов, надежность в эксплуатации и безопасность для обслу- живающего персонала, иметь минимальную массу, соответствовать сво- ему основному назначению, роду и свойствам перерабатываемых грузов;
–техническая производительность и производственная норма выра- ботки ПРМ должны соответствовать объему грузопереработки;
–грузоподъемность ПРМ (крана, погрузчика) выбирается в зависимо- сти от количества груза, поднимаемого механизмом за цикл и массы грузо- захватного приспособления;
–для стреловых кранов следует учитывать зависимость грузоподъем-
ности кранов от вылета стрелы и возможность работы крана с выносными опорами (аутригерами);
–операции по застропке и отстропке грузов должны быть с минималь- ными затратами ручного труда и с применением автоматических (полуав- томатических) грузозахватов.
Кроме этого, важно учитывать расстояние и направление перемещения грузов, способы их хранения, типы складов (закрытое помещение или от- крытая площадка), размеры и форму площади складов, условия охраны труда обслуживающего персонала.
70