47

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “ Організація та технологія вантажних робіт на транспорті ”

для студентів денної і заочної форми навчання

спеціальностей:

7.100403 “ Організація перевезень і управління

на автомобільному транспорті ”

7.100402 „ Транспортні системи ”

2008

Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Організація та технологія вантажних робіт на транспорті” для студентів денної і заочної форми навчання спеціальностей 7.100403 “Організація перевезень і управління на автомобільному транспорті” та 7.100402 „Транспортні системи” / Укл. доц., к.т.н. Турпак С.М., ас. Падченко О.О. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2008 – 27с.

Укладачі – доц., к.т.н. Турпак С.М., ас. Падченко О.О.

Рецензент – доц., к.т.н. Кузькін О.Ф.

Відповідальний за випуск – доц., к.т.н. Турпак С.М.

Затверджено

На засіданні кафедри

“Транспортні технології”

Протокол № 1 від 29.08.2008 р.

Зміст

1. Розрахунок параметрів бункера………………………………..	4
2. Визначення площі складу методом питомих навантажень…..	11
3. Визначення параметрів складу металу………………………...	14
4. Розрахунок штабельного складу сипких матеріалів………….	17
5. Визначення парку вагонеток вантажної підвісної канатної дороги……………………………………………………………….	21
6. Розрахунок характеристик установки гідротранспорту………	24

Практичне заняття №1

Тема: розрахунок параметрів бункера

Мета роботи: вивчити конструкції бункерів, силосів і резервуарів. Ознайомитися з методикою розрахунку основних параметрів бункера.

Початковими даними при розрахунку бункера для зберігання і навантаження конкретного вантажу є його ємкість та задана переробна спроможність. В результаті розрахунку при вибраній формі поперечного перерізу повинні бути отримані розміри бункера в плані, геометричні характеристики (висота, кут нахилу днища, довжина та ін.), параметри випускного отвору затвора (живильника), розмірів елементів бункера, які визначаються розрахунками на міцність, характеристики вибраних матеріалів, вимоги до елементів випускних пристроїв.

Приклад розрахунку.

Визначити розміри прямокутного бункера, який вміщує V_б=60 м³, для вугілля обємною масою  = 0,97 т/м3, розмірами типового куска d_max = 200 мм і кутом істотного відкосу  = 38, який забезпечує завантаження напіввагонів вантажопідйомністю q= 60 т за t_п = 1,5 хв.

Рішення.

1. Необхідна величина гідравлічного радіуса, мм

R  K∙f ∙(d+80) (1.1)

де f - коефіцієнт тертя вантажу, приймаємо f=tg ;

К – коефіцієнт, який враховує ступені плоскості вантажу і розташування випускного отвору, рівний 0,6 – 0,8. Для однорідних вантажів і бокового розташування випускного отвору приймаються більші значення К.

Прийняв К=0,7

R  0,7 ∙ tg 38∙(200+80) = 153 мм,

приймаємо R=0,155 м.

Очікувана швидкість зсування сипкого вантажу

_______

 = 3,2∙g∙R_x , м/с, (1.2)

де g – прискорення сили ваги, м/с²;

 - коефіцієнт зсуву, який приймається для важкосипких вантажів з підвищеним вмістом дрібних фракцій, пилевидних, вологих 0,2 – 0,25; сипучих вантажів великозернових, кускових несортованих вантажів в сухому стані 0,25-0,5; легкосипких вантажів, однорідних, сортувальних, сухих, зернистих – 0,55 – 0,65.

Приймаємо  = 0,55.

____________

 = 0,553,2∙9,81∙0,153 = 1,21 м/с.

3. Необхідна пропускна спроможність випускного отвору бункера

П=60∙q_в/(t_п∙Кв) (1.3)

де К_в – коефіцієнт, який враховує додаткові витрати часу на технологічні перерви. Приймаємо К_в = 0,9.

П = 60∙60/1,5∙0,9 = 2666 т/год.

4. Необхідна площина і розміри випускного отвору

F = П/(3600∙∙) = 2666/ (3600∙0,97∙1,21) = 0,631 м². (1.4)

При квадратній формі отвору сторона квадрату

В₀ =

Приймаємо В₀ = 0,8 м, F=0,64 м2.

Фактично отримане значення гідравлічного радіуса

R = F/P,

де Р – периметр випускного отвору:

R = 0,64/(4∙0.8)=0,2 м;

що більше попередньо прийнятого значення R = 0,155 м.

5. Визначення параметрів бункера в плані. Ці розміри вибираються в залежності від реальних умов використання навантажувальної площі і наявності елементів будівельних конструкцій. Завчасно приймаємо квадратну форму корисного перерізу бункера зі стороною В = 3м.

6. Розрахунок місткості пірамідальної частини бункера

V₁ = ((В³-В₀³)∙ tg) /6 (1.5)

де  - кут нахилу площин днища бункера до горизонту, який приймають на 5-10 більшим кута тертя матеріалів по днищу. Приймаємо  = 45.

V₁ = (3³-0,8³)∙1/6= 4,41 м³

7. Розрахунок необхідної висоти призматичної частини бункера Н₂, вибір рівня розташування бункера над головкою рейки Н₂, визначення висоти конструкції Н_б. Висота призматичної частини

Н₂ = (V_б-V₁)/В² = (60-4,41)/9 = 6,18 м (1.6)

Загальна висота бункера

Н_б = Н₀+Н₁+Н₂ = 5,8 + 1,1 + 6,18 = 13,7 м (1.7)

де Н₀ – висота розташування випускного отвору над рівнем головки рейки з урахуванням габариту 1-С і необхідності розміщення конструкції затвору. Приймаємо Н₀ = 5,8 м.

Н₁ – висота пірамідальної частини бункера

Н₁ = (В-В₀)∙tg/2 = (3-0.8)/2 = 1,1 м.

8. Визначаємо максимально можливу висоту падіння вантажу

Н_п = Н_б + Н_р – Н_в (1.8)

де Н_р – висота розвантаження матеріалу над бункером засобами механізації, м;

Н_в – висота розташування полу вагона над рівнем головку рейки.

Приймаємо: Н_р = 0,8 м; Н_в = 1,2 м,

тоді Н_п = 13,1 + 0,8 – 1,2 = 12,7 м.

9. Швидкість падіння вантажу в момент удару

, (1.9)

де 0,8 – коефіцієнт, який враховує зменшення швидкості при проході вантажем випускного отвору бункера,

м/с.

Доцільно не завантажувати пустий бункер при відкритому випускному отворі. Тоді

Н_п = Н₁ + Н₂ + Н_р = 1,1 + 6,18 + 0,8 = 8,1 м,

м/с.

Припустимість значення vп перевіряється по умові збереженості матеріалів.

10. Розрахунок тиску вантажу на днище бункера

Р_дн^max = 9,81∙F∙∙(H₁+H₂)∙К_q (1.10)

де К_q – коефіцієнт динамічності, який враховує можливі випадки збільшення вертикального тиску. При перекритті випускного отвору і зупинці рухомої маси вантажу К_q = 1,05...1,15, при роботі з використанням вантажу К_q = 1,3 ... 2,0. Приймаємо К_q = 1,5. При розрахунку тиску на затвор робочою площею F = 0,64 м².

Р_дн^max = 9,81∙0,64∙0,97∙(1,1+6,18)∙1,5 = 66,5 Па.

11. Тиск на стінку бункера. Він буде збільшуватись при збільшенні глибини розташування точки виміру в бункері. Підсумований тиск на стінку

Р_ст^max = (9,81/2)∙F_б∙K_б∙∙H₂∙К_q (1.11)

де F_б – площа бокової стінки, м²

F_б = В∙Н₂ = 3∙6,18 = 18,5 м².

F_б – коефіцієнт, який враховує залежне рухомості вантажу зменшення його тиску на стінку порівняно з тиском на дні:

(1.12)

Сума всіх тисків на бокову поверхню стінки:

Р_ст^max = (9,81/2)∙18,5∙0,24∙0,97∙6,18∙1,5 = 195,8 кН.

12. Зусилля для відкриття затвору

W = K_н (Р_дн^max∙(f₁+f₂)+G₃∙f₂), (1.13)

де К_н – коефіцієнт, який враховує перехили та інші види опорів в пазах. К_н = 1,25...1,5. Приймаємо К_н = 1,5.

Р_дн^max – тиск вантажу на затворі при коефіцієнті динамічності К_q = 1,0 кН/м2;

f₁ і f₂ – коефіцієнти опорів переміщенню затворів від тертя по матеріалу і направляючим пристроям. f₁=0,7, f₂=0,5.

G₃ – сила ваги рухомих частин затвору, кН. Приймаємо G₃ = 0,7 кН.

Тоді W = 1,5∙(66,5(0,7+0,5)+0,7∙0,5) = 120,2 кН.

13. Зусилля для відкривання секторного затвору

(1.14)

де R – радіус сектора затвору, м;

R_п – плече важеля приводу сектора, м;

r - радіус опори цапфи приводу, м;

r_п - плече дії сили ваги противаги, кН.

Приймаємо в якості умови задачі:

Р_дн^max = 66,5 кН, f₁=0,7, f₂=0,5, R₃=1м, R_п = 1,2м, G₃ = 0,7 кН, G_пр = 0,5 кН, r =0,1 м.

66,5∙1∙0,7+(0,7+66,5+1)∙0,5∙0,1

W2 =  = 43,43 кН

1,2 - 0,5∙0,1

14. Необхідна потужність гідроприводу затвору при ході штоку h_шт = 0,8м і припустимого терміну відкривання затвору t₀ = 12с

W∙h

N =  , (1.15)

t₀∙

де  - ККД приводу. Приймаємо  = 0,9.

N1 = (120,2∙0,8)/(12∙0,9) = 8,9 кВт.

N2 = (43,43∙0,8)/(12∙0,9) = 3,3 кВт.

Дані для розрахунку за варіантами:

Варіант	Ємність бункера	Матеріал	Розміри куска	Час навантаження, с
1	4	кокс =0,5 =35	60	95
2	6		70	100
3	8		75	90
4	10		80	80
5	12		85	90
6	14	вапно =0,6 =20	90	90
7	16		95	70
8	18		100	90
9	20		105	90
10	25		110	150
11	30	крейда =1,4 =39	115	130
12	35		120	140
13	40		125	130
14	45		130	110
15	50		140	150
16	55	вугілля =0,8 =30	160	140
17	60		180	100
18	70		180	105
19	80		180	110
20	90		170	100
21	100	щебінь =1,9 =35	150	105
22	110		140	90
23	120		130	80
24	130		120	120
25	140		100	125
26	14		90	90
27	16		95	70
28	18		100	90
29	20		105	90
30	25		110	150