Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожной станции

Таблица 1

Исходные данные

2. Выполнение курсового проекта

2.1 Определение суточных грузо- и вагонопотоков

Суточный грузопоток, с которым выполняются погрузочно-разгрузочные работы и складские операции на рассматриваемой станции или подъездном пути, рассчитывается на основании заданного годового грузооборота по каждому роду груза отдельно по прибытию и отправлению.

Расчет выполняется по формуле

, (1)

где Qг - годовой грузооборот по прибытию или отправлению,т/год;(табл.1)

kн - коэффициент неравномерности прибытия или отправления грузов

В расчете kн принимаем для:

тарно-штучных, контейнеров-1,1;

Суточный вагонопоток определяется с учетом технических норм загрузки вагонов и процентного соотношения вагонов в парке на основании суточного грузооборота, отдельно по прибытии и отправлению.

Для каждого заданного груза на основе анализа технических норм загрузки выбраем наиболее экономичный тип вагона,учитывая при этом не только сохранность груза и наибольшую статическую нагрузку, но и возможность использования вагонов под погрузку при сдвоенных грузовых операциях (из-под выгрузки), наилучших условий кооперированного применения средств комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ и обеспечения техники безопасности[1].

Суточный вагонопоток (отдельно по прибытию и по отправлению) определяется по формуле

, (2)

Техническую норму загрузки вагона тарно-штучными грузами определяют при перевозке на поддонах стандартного типа (размер 1200x800мм) - через количество мест и вес груза, размещаемого на одном поддоне, и количество поддонов, вмещаемых в вагон при соответствующем объеме кузова;

В общем, виде, средняя загрузка вагона отдельными местами или пакетами Ртех может быть рассчитана по формуле

, (3)

где n - число ярусов погрузки,принимаем 2;

Fв - внутренняя площадь пола вагона, м2 (из /16, таблица С8/);

р - вес одного места или пакета груза,т;

ky - коэффициент, учитывающий плотность укладки, равный 0,9;

Fм - площадь одного места (пакета) груза, м2-0,96;

При ориентировочных расчетах устанавливаем загрузку вагона с условным весом пакета 0,6т(зависит от применяемого типа электропогрузчика). Размеры пакета не должны превышать по ширине 840 мм, по длине 1240 мм и по высоте при двухъярусной погрузке 1150 мм.Нормы загрузки вагонов контейнерами: на четырехосном контейнеровозе или четырехосной платформе размещается 10-12 контейнеров массой брутто 3 т или 5-6 контейнеров массой брутто 5 т; средняя загрузка контейнера массой брутто 3 т 1,65-1,95, массой брутто 5 т в 2 раза больше.

Подставив известные значения в формулу (1) получили:

По прибытию:

ТШГ Qс=995т/сут

Конт. Qс=1959т/сут

3т Qс=490т/сут

5т Qс=1465т/сут

Цемент Qс=4117т/сут

По отправлению:

ТШГ Qс=1236т/сут

Конт. Qс=1130т/сут

3т Qс=283т/сут

5т Qс=847т/сут

Исходя из формулы (3) определили среднюю загрузку вагона:

ТШГ Ртех=42,86т

3т Ртех=16,5т

5т Ртех =33т

Подставив известные значения в формулу(3) определили суточный вагонопоток:

По прибытию:

ТШГ пс=23ваг/сут

3т пс=30плат/сут

5т пс=88плат/сут

По отправлению:

ТШГ пс=29плат/сут

3т пс=17плат/сут

5т пс=52плат/сут

2.2 Выбор типа складов, разработка технологических процессов погрузки и выгрузки грузов и системы комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских работ

Тарно-штучные грузы. Для хранения тарно-штучных, ценных и боящихся атмосферных воздействий грузов, перевозимых в крытых вагонах, как правило, применяют одноэтажные крытые склады с наружным или внутренним расположением погрузочно-разгрузочных путей и внешним расположением автоподъездов.

Основные требования, предъявляемые к современным складам: высокая производительность на основе применения современных комплексов машин и оборудования, высокоэффективных технологических процессов, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию погрузочно-разгрузочных и складских операций при максимальном сокращении их продолжительности и себестоимости; оптимальное расположение склада по отношению к транспортным путям; совершенная служба информации; минимум обслуживающего персонала.

Склады для тарно-штучных грузов на грузовых дворах железных дорог сооружаются по типовым проектам. Крытые склады с внешним расположением железнодорожных путей и автоподъездов сооружают в виде отдельных секций с последовательным расположением, вытянутых в одну линию с разрывами для независимой подачи и уборки вагонов[2].

Здания складов сооружают из железобетонных элементов. Железобетонные колонны опираются на фундаменты, которые устанавливают с шагом 12 м, а стены устраивают из железобетонных панелей и кирпича, полы крытых складов, а также открытых платформ - высокими. Поверхность полов должна быть асфальтированная, ровная, водонепроницаемая, хорошо сопротивляются действию химических веществ.

Высота склада определяется технологией работы и типом средств механизации. При штабельном хранении и использовании напольных средств механизации высота складского помещения составляет 4,5-6м. В крытых складах с внешним расположением железнодорожного пути и автоподъездов дверные проемы устраивают в продольных стенах.

Для контейнеров в местах их перегрузки с одного вида транспорта на другой, при кратковременном хранении на грузовых дворах дорог, подъездных путях промышленных предприятий, базах материально-технического снабжения, портах создаются контейнерные пункты со специальными открытыми складами - контейнерными площадками. Контейнерные пункты, выполняющие операции по перегрузке самих контейнеров представляют собой открытые площадки. Железнодорожные пути и автоподъезды должны быть расположены так, чтобы они обеспечивали наименьшее перемещение контейнеров. Асфальтобетонное покрытие по бетонному является более устойчивым в эксплуатации для контейнерных площадок. По бокам устраивают дренажные канавы для отвода дождевых и талых вод. Площадке придается уклон от середины к краям: при асфальтобетонном покрытии - 0,02.

Для цемента.

Цемент перевозят насыпью в специализированных вагонах (хопперах, пневмоцистернах), в универсальных крытых вагонах, а также в крафт-бумажных мешках массой до 50 кг и специальных контейнерах. Для загрузки цемента в крытые вагоны и специализированные цементовозы используют установку, разработанную институтом «Оргпроектцемент». Она представляет собой пневматическое перегрузочное устройство нагнетательного типа с двумя гибкими шлангами, которые вводят в дверной проем вагона. Затем уплотняющим щитом закрывают дверной проем и включают компрессор. Аэрированный цемент по гибким шлангам поступает в вагон. Одновременно включают вентилятор для отсоса запыленного воздуха. После прохода запыленного воздуха через фильтры он выбрасывается наружу. При загрузке цистерн гибкие шланги для подачи цемента и отсоса запыленного воздуха крепят к загрузочной крышке. Загрузочная установка снабжена дистанционным пультом управления и световой- сигнализацией. Производительность установки до 500 т/ч[3].

Рисунок 1. Схема выгрузки цемента из крытого вагона пневматическим разгрузчиком всасывающего действия

Наиболее совершенны для цемента силосные склады, которые обеспечивают наилучшее использование площади и полную механизацию всех погрузочно-разгрузочных и складских операций..Выгруженный цемент поступает на шнек приемного устройства и далее в ковшовый элеватор, который поднимает его вверх и по выпускным патрубкам направляет в аэрожелоба на шнеки, служащие для загрузки силосов[4]. Для разгрузки хопперов-цементовозов под железнодорожным путем устроено подвальное помещение, в котором смонтированы два приемных бункера и два пневматических цементоподъемника С-1041. В непосредственной близости от склада находятся металлические силосы вместимостью по 300 т каждый, оборудованные системой аэрации и рукавными фильтрами. Силосы соединены с цементоподъемниками стальными трубопроводами диаметром 160 мм.

Рисунок 2 Автоматизированный склад цемента

Производительность ПРМ находится в прямой зависимости от конструктивных качеств захватных устройств, правильного подбора их к конкретному грузу и условий работы с ним.

Тара, в которую упаковывают эти грузы, может быть жесткой ( ящики, бочки, бидоны ), полужесткой ( коробки, решетки, корзины ) и мягкой ( мешки, кули, сетки, тюки ) [6].

Грузы первой группы перевозят в стандартной или унифицированной таре, параметры которой регламентированы государственными стандартами. Тара, в которую упаковывают эти грузы, может быть жесткой ( ящики, бочки, бидоны ), полужесткой ( коробки, решетки, корзины ) и мягкой ( мешки, кули, сетки, тюки ).

Согласно Единым нормам выработки и времени, тарно-упаковочные и штучные грузы должны иметь массу одного места до 250кг.

Тарно-штучные грузы на железнодорожном транспорте перевозят повагонными или 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 производительности труда. Грузы в складах размещают по указанию приемосдатчика, который при выборе места учитывает свойства грузов и специализацию складских помещений.

Грузовые места обычно укладывают в ряды, стопы и штабеля. Рядом называют несколько стоп, уложенных одна к другой. Ширину ряда ограничивает размер одно места. Штабель - несколько рядов по ширине. Упакованные грузовые места, находящиеся в одном горизонтальном слое штабеля, называют ярусом. Грузы укладывают в штабеля непосредственно на полу складского помещения, поддонах или стеллажах. В штабелях хранят, как правило, все тарные грузы. Большинство тарно-штучных грузов целесообразно перевозить пакетами.

Под транспортным пакетом понимают укрупненную грузовую единицу(грузовое место), сформированную из более мелких (не менее двух) в транспортной таре(мешки, ящики, тюки), на поддонах или без них, обеспечивающую в процессе перемещения и хранения возможность механизированной перегрузки вилочными погрузчиками, кранами или другими подъемно-транспортными машинами, а также сохранность грузов. В пакет укладывают, как правило, однородные грузы в одинаковой упаковке, следующие в адрес одного получателя.

Пакетирование тарно-штучных грузов чаще всего производят на поддонах.

Поддон - плоская площадка , предназначенная из мелких грузов транспортного пакета, удобного для механизированной перегрузки и хранения в штабелях[7].

Для перемещения грузов на поддонах в условиях закрытых помещений применяют электропогрузчик. Главной особенностью электропогрузчика является автономность, т.е. возможность использования в любом неподготовленном месте. Погрузчик может переезжать из вагона в склад, из цеха на территорию, с грузом и без него. Ему не требуется подводка электропитания, специальное оборудование. Единственным условием его работы является относительно ровная и прочная поверхность основания. Он также может выполнять все операции без участия вспомогательных рабочих. Еще одной особенностью погрузчика является его высокая маневренность, а также наличие автономного электропитания, использование гидропривода для подъема груза.

Высота подъема определяет максимальную высоту штабелирования груза, от которой зависит рациональное использование вместимости склада. Различают электропогрузчики с низким подъемом груза, которые используют для загрузки кузова автомобилей, крытых железнодорожных вагонов, контейнеров и др., и с высоким подъемом груза - для штабелирования. Габаритные размеры и минимальный радиус поворота определяют возможность прохода электропогрузчика в двери складов и вагонов, внутрь трюмов, кузовов автомобилей и контейнеров, а также возможность маневрирования его при укладке грузов в штабеля с разворотом на 900 в пересекающихся проездах склада. Ширину проездов для погрузчиков любого типа и других видов машин напольного безрельсового транспорта для возможности их разворота при установке поддонов в штабель определяют по методам и техническим характеристикам.

Для хранения тарно-штучных , ценных и боящихся атмосферных воздействий грузов, перевозимых в крытых вагонах, как правило, применяют одноэтажные крытые склады с наружным или внутренним расположением погрузочно-разгрузочных путей и внешним расположением автоподъездов[8].

Основные требования, предъявляемые к современным складам: высокая производительность на основе применения современных комплексов машин и оборудования, высокоэффективных технологических процессов, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию погрузочно-разгрузочных и складских операций при максимальном сокращении их продолжительности и себестоимости; оптимальное расположение склада по отношению к транспортным путям; совершенная служба информации; минимум обслуживающего персонала.

Типовой технологический процесс работы механизированной дистанции погрузочно-разгрузочных работ рекомендует различные схемы переработки тарно-штучных грузов. Они предусматривают применение малогабаритных погрузчиков с различными грузозахватными приспособлениями, стандартных поддонов.

Рекомендуется следующий порядок выполнения операций с грузами, принятые к отправке. Бригадир комплексной механизированной бригады получает от приемосдатчика указание о выгрузке грузов из автомобилей и о месте их складирования. Вагоны под погрузку по участкам специализации складов по направлениям, возможности подсчета числа принятых мест и наиболее полного использования вместимости склада. Приемосдатчик определяет также очередность и порядок погрузки груза в вагон и сообщает комплексной механизированной бригаде о времени подачи порожних вагонов под погрузку. Бригада приступает к погрузке после определения приемосдатчиком пригодности вагона в коммерческом отношении. В процессе бригада под наблюдением приемосдатчика обеспечивает правильность укладки и крепления груза в соответствии с утвержденной схемой погрузки. При выгрузке тарно-штучных грузов из вагонов и выдаче их на автотранспорт порядок выполнения операций должен быть следующим. К моменту подачи вагонов приемосдатчик определяет место для выгрузки грузов, устанавливает очередность разгрузки вагонов и знакомит бригаду с планом предстоящей работы.

Структура описания технологии ПРР для контейнеров:

В контейнерах грузы перевозят без тары, в первичной или облегченной упаковке. Все перегрузочные и сортировочные операции с контейнерами на складах выполняют при помощи соответствующих средств механизации, а хранение грузов в контейнерах не требует закрытых складов. Материалами для изготовления контейнеров служит листовая сталь, листовой алюминий и клееная водостойкая фанера, покрытая пластиком, с усилением из стекловолокна. Для загрузки контейнеров предусматривается торцовая двустворчатая дверь с резиновым уплотнением и запорными устройствами прижимной конструкции. Пол контейнеров рассчитан на нагрузку от колес вилочного погрузчика, въезжающего с пакетом внутрь контейнера. Для внутриконтейнерных работ применяются вилочные электопогрузчики. Для данного курсового проекта выбран тип электоропогрузчика ЭП-103. Универсальные и специализированные контейнеры массой брутто до 5 т на всех видах магистрального транспорта перевозят на платформах и автомобилях общего назначения. На четырехосных универсальных платформах размещают 12 контейнеров массой брутто 3 т и шесть массой брутто по 5 т.

При перегрузке среднетоннажных контейнеров применяются двухконсольные краны. Козловой кран грузоподъемностью 8 т применяется в курсовом проекте[9].

Технология перегрузки и выполнения других операций на контейнерном пункте для всех видов контейнеров состоит в следующем. Каждое место установки контейнера на площадке пронумеровано. Присваиваемый контейнеру номер состоит из номера поперечного и продольного рядов. Все погрузочно-разгрузочные операции выполняет бригада крана под руководством приемосдатчика, который к моменту окончания подачи вагонов на контейнерный пункт имеет план обработки контейнеров в каждой подаче в целом и для каждого крана в отдельности. Машинист крана по указаниям приемосдатчика, передаваемым по радио или индуктивной связи, выполняет захват контейнеров, перемещение их и установку в указанном месте на площадку или в кузов автомобиля. При выгрузки контейнеров из вагона на площадку машинист крана считывает визуально и передает голосом по связи приемосдатчику инвентарный номер контейнера и координаты места, на котором он поставлен. При погрузке контейнеров в вагоны приемосдатчик составляет в двух экземплярах план погрузки, в котором указывает порядковый номер вагона в подаче, инвентарный номер контейнера и номер позиции его контейнерной площадки. Один экземпляр приемосдатчик отдает машинисту крана, а другой оставляет у себя. Пользуясь полученными данными, машинист крана находит требуемый контейнер и осуществляет погрузку в вагон.

2.3 Определение вместимости и площади складов, их линейных размеров и погрузочно-разгрузочных фронтов

Вместимость складов целесообразно рассчитывать по прибытию и отправлению раздельно в зависимости от суточного грузооборота и сроков хранения грузов. Эти сроки в складах грузовых дворов устанавливаются в соответствии с инструкцией по проектированию станций и узлов, а на подъездных путях - в соответствии с технологическим процессом обслуживаемого складом предприятия и необходимыми оперативными запасами материалов.

Количество груза, на которое должны рассчитываться склады, устанавливается в зависимости от суточного складского грузооборота, по каждому роду груза и принятого срока хранения груза на складе tx в сутках для прибывающих и отправляемых грузов.

Цемент,перевозимый в крытых и спец. Вагонах,при значительном грузопотоке целесообразно хранить в силосных складах.

Емкость силосного склада определяется по формуле

Е=Qсут*tхр (4)

Вместимость склада тарно-упаковочных грузов определяется по формуле

, (5)

где kоп, kпп - коэффициент непосредственной перегрузки для отправляющих и прибывающих грузов (из /16, таблица В3/ );

Qос, Qпс - суточный грузооборот по отправлению и прибытию грузов(формула 1);

tох, tпх - срок хранения грузов по отправлению и прибытию ( из /16, таблица В1/ )

Полезная площадь склада устанавливается умножением площади элементарной площадки, находящейся непосредственно под грузом, на общее число элементарных площадок[10].

Для тарно-штучных грузов необходимо установить размеры штабеля, т.е. сколько поддонов будет находиться в одном штабеле и во сколько ярусов будут установлены поддоны. Исходя из этих данных, определяются длина и ширина одного штабеля.

Площадь элементарной площадки штабеля определяется по формуле

, (6)

где Lш - длина штабеля, м, ( 6400м );

Qм - ширина проездов, пересекающихся под углом 90°, м,(2950м );

Bш - ширина штабеля, м, ( 16700м );

Bм - ширина проезда между штабелями, которое учитывает радиус поворота электропогрузчика, ширину пакета, допускаемый зазор между погрузчиком и штабелем, м , определяется по формуле

, (7)

где jk - радиус поворота электропогрузчика, м;(1600м);

a - расстояние от передней оси погрузчика до вертикальной полки вил, м,(500м);

b - ширина пакета, м,(800м);

c - минимальный зазор между погрузчиком и штабелем, равный 0,2 м.

Расчет:

Vc=2677т

Вм=3300м

Fэпл=149,5м2

Е=8234т

Общая площадь склада

, (8)

погрузка разгрузка склад автоматизация

где nn - число элементарных площадок

, (9)

где V - вместимость одного штабеля.

Расчет:

пп=56шт

Fскл=8372м2

Вместимость одного штабеля определяется умножением число поддонов в штабеле на массу груза на одном поддоне[11].

Суточный объем переработки контейнеров с учетом работы по прямому варианту «вагон - автомобиль» или наоборот находится по формуле

, (10)

где Nсп, Nсо - суточное прибытие и отправление контейнеров

, (11)

где k - коэффициент неравномерности поступления груза, k = 1,1;

gк - стандартная нагрузка контейнера.

Расчет:

3т Qс=463шт*сут

5т Qс=806шт*сут_ EMBED Equation.3