Курсовая работа: Механизация перегрузочных работ на контейнерных пунктах

На контейнерных пунктах, сортирующих контейнеры без остатка должны быть только перегрузочные пути и грузоподъемные машины. На контейнерных пунктах, сортирующих контейнеры с остатком, все транзитные контейнеры подразделяют на "ядро"; (перегружаемые и выгружаемые). "Ядро" остается на тех же платформах, которые прибыли; выгружаемые снимают и устанавливают на площадке, а перегружаемые переставляют с одних платформ на другие. Из "ядра" контейнеров местной погрузки формируют прямые, а когда это невозможно, сборные платформы. Поданные под сортировку платформы делят на две группы: местные — назначением на грузовые станции узла и транзитные - назначением на другие станции. На платформы первой группы устанавливают контейнеры, прибывшие в узел под выгрузку, а на платформы второй группы отправляемые на станции расположенные за пределами узла.

Типовой технологический процесс, рекомендует использовать для перегрузки среднетоннажных контейнеров козловые краны КК-5, КК-6, оборудованные автостропами, которые позволяют осуществлять автоматическую строповку и расстроповку контейнеров. Автостроп, рис. 5 состоит из рамы, двух кареток 2 и 3, механизмов, захват 1, привода 5, ходового винта 6 и фиксирующих, козырьков 7.

Рисунок 5. Автостроп для перегрузки среднетоннажных контейнеров а – общий вид, б кинематическая схема; в – схема грузозахватного устройства.

Рама сварная из двух балок, по которой перемещается каретка. Ходовой винт, получая вращения через цепные передачи 8, разделенные муфтой предельного момента 9, сдвигает и раздвигает каретки 2 и 3. Механизмы захвата выполнены в виде гребенок, оборудованных четырьмя подпружиненными крюками 1 предназначенными для захвата рымных болтов контейнеров. Козырьки, ориентирующие автостроп относительно контейнера, связаны с выдвижной штангой и фиксируются двумя храповыми замками.

Перед установкой автостропа, каретки сдвигают до момента срабатывания муфты предельного момента. Автостроп опускается, козырьки, прижимаясь к боковым стенкам контейнера, ориентируют строи. Затем включается привод, раздвигает каретки, крюки скользят по крыше контейнера и, опускаясь под действием пружин в рымные ниши, захватываю болты. Для освобождения контейнера, каретки сдвигают, а крюки, освобождая рымные болты, выходят из ниш.

При поступлении на ПИК груженых вагонов вначале выгружают часть местных или некомплектующихся транзитных контейнеров данной подачи. Затем переставляют транзитные контейнеры из вагона в вагон. Затем выгружают оставшиеся местные и транзитные контейнеры, а загруженные до полных комплектов вагоны отправляют по назначению.

На специализированных ППК со среднесуточной погрузкой от 20 платформ и более рекомендуется использовать козловые краны КК 24/30.5 и КК-32, от 10 до 20 – краны КК-20, КК-32.

 В соответствии с международным стандартом ISO контейнеры серии 1С изготавливают массой 20,0 т , т.е. их могут перегружать краны КК-24 или модернизированные КК-20 (с грузоподъёмностью на захвате 24т).

 Перегрузка контейнеров серии 1А производится только в пределах пролета крана КК 25/30,5, А контейнеров серии 1В, 1С, 1Д и с выносом на консоли. Для этого один железнодорожный путь размещается под одной из консолей.

Типовой цикл работы крана КК-20, рис. 6 предусматривает как прямую перегрузку крупнотоннажных контейнеров, так и с установкой их на площадку. В соответствии с перегрузочным циклом, сменная производительность крана КК-20 при 8-часовом рабочем дне составляет 100 контейнероопераций, а при использовании автоматического захвата - 130 контейнере операций.

Предусмотрено использование козловых кранов КК-20 или КК-32 с пролетом 25м. Краны оборудуются автоматическими спредерами.

Технология переработки крупнотоннажных и среднетоннажных контейнеров аналогичны. Особенности заключаются в следующем. Выгрузка, погрузка и складская переработка крупнотоннажных контейнеров при отсутствии автоматических захватов (автостропов, спредеров) выполняются бригадой, включающей машиниста крана и одного или двух рабочих комплексной бригады.

Рабочие подготавливают места для установки контейнеров, убирают случайные предметы, снимают дополнительные крепления при выгрузке контейнеров из железнодорожных платформ.

При использовании спредера машинист крана после точной наводки на фитинги опускает его до плотной посадки и включает механизм поворота цапф с кулачками на 90, осуществляя захват контейнера. Получив сигнал о правильном выполнении операции захвата, машинист крана поднимает контейнер и переносит его к заданному месту установки, поднимая его на высоту не менее 0,5м выше встречающихся на пути предметов. Перед установкой контейнера на место машинист опускает его на расстояние 0,2...0,3 м от покрытия площадки или крыши контейнера, затем поворачивает его в нужное положение и опускает, Контейнер должен быть установлен так, чтобы он опирался на все угловые фитинги.

Площадки складирования контейнеров должны быть размечены контрастной краской для установки контейнеров. На площадке контейнеры могут устанавливаться в два яруса по высоте. При установке во второй ярус должны учитываться условия удобства обозрения контейнеров и исключения случаев их перестановки до того, как будет отправлен верхний.

Для перегрузки крупнотоннажных контейнеров со среднесуточным грузопотоком менее 10 платформ и транспортирования первых на расстояния 2 … 3 км обычно в пределах пopтa, крупного железнодорожного узла) используют1 автопогрузчики - контейнеровозы типа 7801. Их грузоподъемность 20 т, наибольшая скорость передвижения 25 км/час, скорость подъема груза 8 м /мин.

Для перегрузки среднетоннажных контейнеров можно также применять обычные погрузчики грузоподъемностью 3...10 т. (с продольным расположением грузоподъёмника), стреловые краны на пневматическом и железнодорожном ходу. Пневмоколесные краны базируются на шасси с применением типовых узлов автомобилей или имеют специальную конструкцию. Ходовая часть крана обеспечивает достаточную устойчивость при работе без выносных опор. Грузоподъемность достигает 20 т с выносными опорами до 35,0 т. (КС-5363), что позволяет перегружать и крупнотоннажные контейнеры.

Железнодорожные краны имеют колею 1524 мм и также могут быть оборудованы выносными опорами. Их целесообразно использовать при грузовых операциях, не только со среднетоннажными контейнерами, т.к. грузоподъемность на опорах достигает 20...30 т (ДЭК-20, СК-30). Для железнодорожных кранов требуется устройство путей, располагаемых параллельно основным. Зону действия кранов увеличивают, выполняя поворотную часть катучей и соблюдая вписывания без разборки в железнодорожный габарит. Скорости подъема уменьшаются с увеличением грузоподъемности и составляют 5...20 м/мин.

4.Расчет вместимости, площади и размеров контейнерных пунктов

Вместимость и размеры контейнерных пунктов зависят, в основном, от объема суточного контейнеропотока, установленных сроков хранения, коэффициента неравномерности грузопотоков и др. Они должны соответствовать типоразмерам контейнеров и средствам механизации. Вместимость должна быть лопаточной для установки контейнеров при "сгущении " перегрузки до 1,3... 1,5 суточного грузопотока, с учетом того, что в промежуточном хранении нуждается не более 80% контейнеров местного и 40% транзитного потоков. Прямая перегрузка должна составлять около 20% грузооборота. Расчетный срок хранения принят по прибытии 1,5суг, по отправлению 1сут. Для транзитных контейнеров срок хранения не устанавливается.

Вместимость ППК (контейнеро — мест) рассчитывается для каждого типа контейнеров.

 

где - 1,3 - 2,0 - коэффициент сгущения подачи вагонов под погрузку (сортировку). При N<10 вагонов,  = 2,0, при N>10, = 1,3; (с учетом неравномерности работы);

k= 0,9 - учитывает уменьшение вместимости ППК при прямой перегрузке из автомобилей на платформы;

= 0,85 - учитывает уменьшение вместимости ППК при прямой прегрузке из платформ на автомобили;

 - соответственно, число прибывающих и отправляемых контейнеров;

 - расчетный срок хранения (см. выше);

0,03 - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительную вместимость для неисправных контейнеров;

tрем - расчетный срок нахождения неисправных контейнеров в ремонте, tрем сут.

Пример.

После подстановки в формулу (11) значений всех величин, получим для 3-х тонных контейнеров при среднесуточной перегрузке: до 10 вагонов: Ек-м= 4,2; более 10 вагонов; Ек-м = 3,15.

Таким образом, вместимость ППК в зависимости от объема среднесуточной перегрузки будет следующей, табл. 7.

Таблица 7.

Число Контей-неров	3	10	25	50	75	100	125	150	175	200
Вмести-мость, к-м	9	29	73	146	176	293	967	441	514	588

Среднесуточная погрузка и отгрузка контейнеров:

 

где  - годовой грузопоток прибытия (отправления),

=1,2 - 1,5 коэффициент неравномерности прибытия (отправления);

Gгр - номинальная грузоподъемность контейнера;

Среднесуточная потребность в платформах для отправления контейнеров:

 

где  - число контейнеров, размещаемых на платформе.

Для крупнотоннажных контейнеров в РФ организовано более 300 ППК. Их вместимость определяется с учетом размещения контейнеров в 3 яруса.

Штабелирование в 3 и более ярусов (допустимое число ярусов - 6) целесообразно только в период пикового контейнеропотока.

Вместимость специализированного ППK:

 

где кн = 1,3 - 1,4 коэффициент неравномерности прибытия и от-правления контейнеров на железнодорожном транспорте;

крез=1,25 - учитывает резерв контейнеромест, необходимый для специализированных площадок.

Расчет требуемой площади контейнерного пункта выполняется методами удельных нагрузок и элементарных площадок.

Метод удельных нагрузок используют при предварительном (ориентировочном) расчете общей площади складов:

 

где Кпр= 1,6 - 1,8 -коэффициент, учитывающий дополнительную площадь на проезды и проходы;

— удельная нагрузка на 1м полезной площади склада, для контейнерных складов = 5 кН/м

Требуемую площадь для хранения контейнеров определяют, используя рассчитанную вместимость ППК:

 

где  - число контейнеров, размещаемых по ширине ППК;

lk - длина одного контейнера, с учетом зазоров;

Вппк ширина контейнерного пункта, с учетом габарита подвижного состава, рис 7. (если пролет крана 25 м, то Вппк-21 м).

В общем виде площадь контейнерного пункта определяется по следующей формуле:

 

где Fxp - площадь для хранения контейнеров;

Fдоп - дополнительная площадь приема сортировочных участков и площадок для ремонта;

Fмех - площадь, занимаемая перегрузочными механизмами;

Fсл площадь служебных помещений:

 

где  - площадь i-ro контейнера;

nу - число контейнеров по ширине участка;

Gбр - масса контейнера брутто;

 - коэффициент, учитывающий расстояние между контейнерами,

 = 1,10-1,15.

Площади, занимаемые механизмами, Fмех, определяют по числу кранов, с учетом следующих коэффициентов: двухконсольные краны - 1,6-1,7, бесконсольные и мостовые - 1,0-1,5, железнодорожные - 1,5-1,9, погрузчики 2,3-2,8.

Размеры служебной площади Fсл определяется, исходя из следующих норм; 2-5 работников по 4 м /чел; более 5 - 3,25 м/чел.

Для определения размеров ППК методом элементарных площадок необходимо выбрать рациональную схему расстановки контейнеров, выделить из схемы элементарную площадку, определить ее вместимость  размеры и рассчитать число площадок Zn, для данного контейнеропотока.

На каждой площадке, как правило, устанавливается 2 поперечных ряда контейнеров, ZВ =2, зазор между ними 0,1-0,15 м. По длине элементарной площадки , их числу определяется длина контейнерного пункта LППК и увязывается с длиной перегрузочного фронта Lфр. После этого производится планировка ППК.

Вместимость элементарной площадки:

 

 - число контейнеров, размещаемых в пролете крана;

- число ярусов хранения;

 - число поперечных рядов контейнеров.

 

где  - величина пролета крана, м;

вк размер стороны контейнера, размещаемой по ширине контейнерного пункта, м;

= (0,1 -0,15) м - зазор между контейнерами.

Ширина контейнерного пункта при использовании консольных козловых кранов:

где LKp пролет крана, м;

- габарит ходовой тележки крана, м;

 =0,7 м -размер между крайним контейнером и наиболее выступающей части грузозахватного устройства.

Возможные варианты, рис.2:

под одну консоль подаются вагоны, под другую - автопоезда; контейнеры размещаются в пролете;

вагоны и автопоезда подаются в пролет; контейнеры размещаются под консолями;

смешанные варианты.

Ширина контейнерного пункта при использовании бесконсольных (козловых или мостовых) кранов:

где во – ширина опоры подкрановых путей, м;

lстр – габарит подвижного состава крана, рис 7;

lкр расстояние от оси подкрановой опоры до крайнего положения крюка.

В пролет крана вводятся как автопоезда, так и подвижный состав. Для автомобилей устанавливаются боковые въезды.

 

Рисунок 7. Габариты подвижного состава и приближения строений к железнодорожного пути.

При больших объёмах прямой перегрузки автопоезда располагаются параллельно железнодорожным путям. Это сокращает путь передвижения тележки крана, повышает его производительность.

Ширина контейнерного пункта при использовании железнодорожных кранов:

где lс – величина вылета стрелы, м

вк - размер стороны контейнера по ширине площадки, м

вг = 1,5 - 2,5 м — габаритный размер поворотной части крана, м;

с = 0,3 — зазор безопасности, м.

При перегрузке контейнеров на автомобиль, последний необходимо внести в зону действия стрелы, предусмотрев проезды шириной 5,0 м.

Длина элементарной площадки;

 

где lк - размер контейнера но длине площадки;

bпр =(0,6 - 1,0) м, - ширина прохода между площадками.

Число элементарных площадок:

 

Длина контейнерного пункта:

 

Размеры ППК могут быть определены с использованием метода удельных нагрузок.

5. Расчет размеров фронтов подачи и перегрузки

Под перегрузочным фронтом понимается часть длины контейнерного пункта, где производятся погрузка - выгрузка вагонов, судов, автопоездов. Исходными данными для расчета являются: длина фронтов подачи, заданное число подач mn=2-5 и суточное поступление вагонов под перегрузку .

Длина фронта подачи вагонов:

 

где lв - длина вагона, м;

l удл - удлинение фронта подач, необходимое для локомотива, l удл= =(1,5 - 2) вагона.

Длина перегрузочного фронта:

где mс - число смен (перестановок) вагонов на перегрузочном фронте, mс= 1 … 2.

Если Lфп >Lпер, то подача делится пополам, т.е. половина вагонов подается на перегрузочный путь, а вторая на дополнительный путь.

Принимаем подачу равную 175.

Фронт перегрузки автомобилей, как правило, равен фронту перегрузки вагонов.

При расчете размеров ППК, на которых перегружаются и хранятся большегрузные контейнеры, учитывают их фактические размеры. Ширина контейнерного пункта ограничивается размерам средств перегрузки, а длина также зависит от схемы размещения контейнеров, при этом необходимо руководствоваться рекомендациями Типового технологического процесса работы.

6. Расчет потребности в технических средствах и обслуживающем персонале

Требуемое количество основных средств механизации перегрузочных и транспортных работ определяется либо: исходя из временных нормативов потребности в грузоподъемных и транспортирующих машинах, либо на основании общего годового объема работ в натуральных показателях.

Потребность специализированного ППК, например, в козловых кранах зависит от среднесуточного контейнеропотока и числа смен работы, табл.8.

Необходимое число кранов на ППК.

Таблица 8

Ср.сут поступление конт. шт	Число смен работы крана	Кол-во кранов	Ср.сут поступление конт, шт	Число смен работы крана	Кол-во кранов
10-22 23-44 45-66 67-90	1 2 3 2	1 1 1 2	91-132 133-202 203-270	3 3 3	2 3 4

Сменность работы ППК так же зависит от величины суточного грузопотока. При прибытии (отправлении) до 50 контейнеров она должна быть не менее 8 час/сут. от 50до 100 контейнеров 16 часов, более 100 контейнеров – круглосуточно.

Расчет требуемого числа машин производится по формуле:

где Qг - годовой объем работ, т/год

kн - коэффициент неравномерности поступления груза;

IIэ - годовая эксплуатационная производительность машины, т/год.

Эксплуатационная производительность (т/ч) определяется:

где Gбp - масса контейнера брутто, т;

tц - время цикла крана, с;

kсовм - коэффициент совмещении операций; для козловых, мостовых и кранов-штабелёров 0,8, для передвижных стреловых и железнодорожных кранов - 0,7, кв=0,8-0,85 - коэффициент использования машины по времени;

кг - коэффициент использования машины по грузоподъемности, Время цикла зависит от технических параметров перегрузочных машин, типов грузозахватных механизмов и условий эксплуатации. Для козловых и мостовых кранов:

где tз - время застроповки, с; для среднетоннажных контейнеров = 5...6 с, для крупнотоннажных -10.. 12с;

tp - время расстроповки контейнеров, с; для среднетоннажных - 2,5-3 с; для крупнотоннажных - (8 - 1 0) с;

hп - средняя высота подъема (опускания) груза, м;

lт - средняя величина пути передвижениями тележки, м;

lкр - средняя величина пути передвижения крана, м.

VП , VТ , Vкр - номинальные скорости подъема груза, передвижения тележки и крана, м/с.

Число рабочих (крановщиков, водителей) занятых механизированным трудом:

 - трудоёмкость механизированных работ, ч/год;

nг - число смен в году, принимается mг=250

Трудоемкость определяется:

где  суточный объем механизированных работ при прямой перегрузке, конт.;

- суточный объем механизированных работ при перегрузке через склад (с перевалкой), конт.

Пэ - сменная производительность машин при перегрузке по соответствующему варианту, конт./смену;

 -1,1 9... 1,2 - коэффициент подмены.

Объем механизированных работ при прямой перегрузке и перегрузке через склад:

где - суточное прибытие и отправление контейнеров

определенного типа,

 - чисто операций, выполняемых с контейнерами при различных вариантах перегрузки, , ,

kпер –коэффициент перегрузки контейнеров.

Коэффициент перегрузки в общем виде определяется, но формуле:

где  удельный вес объемов отдельных грузопотоков в общем грузопотоке ППК, %.

nпер - количество перевалок отдельных грузопотоков, (прямая перегрузка - 1 перевалка, перегрузка через склад - 2 перевалки).

Перегрузку контейнеров предпочтительно осуществлять напрямую, однако на практике это не может быть выполнено. Поэтому, принимая удельный вес прямой перегрузки равный 20%, рассчитаем кпер:

Значение коэффициента перегрузки показывает эффективность с механизации. Рекомендуемые значения kпер в разделе 1.

Используемые источники

1.          Механизация перегрузочных, транспортных и складских работ: «методические указания к выполнению курсовой работы»/ составитель В.М. Ярлыков. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. 36с.

2.          Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов ПБ 10-382-00,2008г.