Методика проектирования склада

Склад — это здание, сооружение, устройство, предназначенное для приемки и хранения различных материальных ценностей, их подготовки к производственному потреблению и бесперебойному снабжению ими потребителей.

Складские предприятия классифицируются следующим образом:

• 1) по характеру деятельности, т. е. по назначению — материальные (снабженческие), внутрипроизводственные (межцеховые и внутрицеховые), сбытовые;
• 2) по виду и характеру хранимых материалов — универсальные (хранение различных материальных средств) и специализированные (хранение одного вида продукции — металла, красок, масел ит.д.);
• 3) по типу здания, конструкции — закрытые, полузакрытые, открытые, специальные (например, бункерные сооружения, резервуары);
• 4) по месту расположения и масштабу действия — центральные, участковые, прицеховые;
• 5) по степени огнестойкости — несгораемые, трудносгораемые, легкосгораемые.

Проектирование склада. Расчет общей площади и некоторых показателей работы склада

Общая площадь склада F_o6m на стадии проекта определяется по формуле.

гд^е/_пол-полезная площадь, т. е. площадь, непосредственно занятая хранимым материалом (стеллажами, штабелями); / — площадь, занятая приемочной площадкой;/_отп — площадь, занятая отпускной площадкой;/_сл — служебная площадь, занятая конторскими и другими служебными помещениями;/^— вспомогательная площадь, занятая проездами и проходами.

Расчет полезной площади склада/_пол может проводиться двумя способами: способом нагрузки на 1 м² площади пола и способом коэффициента заполнения объема.

Расчет полезной площади способом нагрузки на 1 м² площади пола производится по формуле

где Рзап — величина установленного запаса соответствующего материала на складе, т; р — нагрузка на 1 м² площади пола, т (табл. 7.10).

Типичные планировки складских помещений показаны на рис. 7.7 и 7.8.

Таблица 7.10. Укрупненные показатели расчетных нагрузок на 1 м² полезной площади складов и рекомендуемые коэффициенты использования площади.

При расчете способом коэффициента заполнения объема емкость оборудования для хранения материалов изделий (ячейки, стеллажи и т. п.) определяется по формуле.

где V_o6 — геометрический объем соответствующего оборудования, м³; у — объемный вес материала или изделия, т/м³; р — коэффициент заполнения объема (плотности укладки).

Для складов насыпных и навалочных материалов, где в зависимости от местных условий и внутрискладских работ отдельные штабеля могут иметь в плане различную геометрическую форму, полезная площадь определяется в зависимости от установленной величины запаса материалов (&зап^Х)> емкости и количества размещаемых штабелей.

Рис. 7.7. Планировки складов:

а—в — типичные планировки складских систем; г — планировка складской системы в соответствии с грузопотоком.

Рис. 7.8. Схема планировки склада круглого леса.

Емкость штабеля (g_mT) определяется по формуле.

где — объем штабеля, м³ (в справочниках приведены формулы для определения объема штабелей различной формы); у — насыпной (объемный) вес материала, т/м³.

Зная геометрический объем оборудования или емкость штабеля, определяем потребное количество оборудования или штабелей (п):

Зная габаритные размеры штабеля и принятого оборудования, а также их потребное количество, рассчитываем полезную площадь склада для хранения данного вида материала по формуле.

где l — длина соответствующего оборудования или штабеля для хранения, м; Ъ — ширина, м; п — количество оборудования (штабелей), шт.

Площади приемочной/_пр и отпускной/_отп площадок определяют по следующим формулам:

а) приемочная:

б) отпускная:

где Q,°™ — годовое количество поступающих и отпускаемых материалов соответственно, т; К^, — коэффициенты неравномерности поступления и отпуска материалов соответственно; Д_р — количество рабочих дней в году; р — нагрузка на 1 м² полезной площади склада, т; t — время хранения продукции на приемочной площади, дней.

Служебная площадь /_сл рассчитывается по нормам в зависимости от числа работающих. При штате работников склада до трех человек площадь конторы принимается по 5 м² на каждого человека, от трех до пяти — по 4 м², а более пяти человек — по 3,25 м².

Вспомогательная площадь/_всп определяется по строительным нормам и может составлять от 0,7 до 4,5 м². При приближенных расчетах общую площадь склада можно определить по формуле.

гд^е/по_Л — полезная площадь склада, м²; а — коэффициент использования площади склада (см. табл. 7.10).

Емкость склада определяется по формуле.

где/_пол — площадь, используемая под непосредственное складирование груза, м²; р — средняя нагрузка на полезную площадь, т/м².

Средний срок хранения грузов на складе рассчитывается по формуле.

где Yta — общее количество тонно-дней хранения за период (месяц, год); ?Q — общее количества груза, прошедшего через склад.

Например, за месяц (30 дней) через склад прошло XQ = 10 000 т груза, причем 3000 т хранилось 10 дней, 2000 т — 5 дней, 4000 т — 8 дней и 1000 т — 7 дней. Следовательно, общее число тонно-дней хранения составит.

=10−3000+ 5−2000 + 8• 4000 + 71 000 = 79 000.

Откуда = 9−8даей.

Коэффициент использования емкости склада рассчитывается по формуле.

где Е — емкость склада, т; Т — период работы склада, дней.

Если принять емкость склада 5267 т, то по результатам работы склада за месяц.

Оборот склада п₀ определяется по формуле.

где Т — период работы склада, дней; t? p — средний срок хранения груза на складе.

Пропускная способность склада характеризует то количество груза, которое может пройти через склад за определенный период (месяц, год) при максимальном использовании емкости при данной средней продолжительности хранения и рассчитывается по формуле.

Подъемно-транспортные машины и механизмы и определение их потребности Все погрузочно-разгрузочные машины подразделяются на машины периодического (циклического) действия (краны, тельферы, погрузчики), перемещающие грузы отдельными подъемами или штуками через определенный интервал времени, и машины непрерывного действия (конвейеры, элеваторы, пневматические машины), перемещающие груз непрерывным или почти непрерывным потоком. С характеристиками этого оборудования следует знакомиться по справочникам подъемно-транспортных машин и механизмов.

Для оборудования склада важно определить необходимое количество подъемно-транспортных машин и механизмов (ПТМ и М). Поэтому ниже приведем расчет определения потребности в ПТМ и М для складской переработки груза.

Количество ПТМ и М (А) рассчитывается по формуле.

где Q — количество перерабатываемого груза, т; к_н — коэффициент неравномерности поступления груза; Р — производительность оборудования, т; к_ир — коэффициент использования ПТМ и М по времени.

Расчет производительности крана (Р_к). Она зависит от веса подъема груза (g₀) и числа циклов машины за 1 ч непрерывной работы (п_ц):

Количество циклов работы машины за 1 ч (3600 с) зависит от продолжительности одного цикла ее работы Т_ц и выражается в секундах:

Время цикла работы крана Т_ц складывается из времени, необходимого для производства отдельных элементов цикла, с учетом одновременного выполнения (совмещения) некоторых из них:

где K_c — коэффициент, учитывающий сокращение времени цикла при совмещении нескольких операций; п — число элементов цикла работы крана; t — время, затраченное на выполнение отдельных элементов цикла, с.

Расчет производительности погрузчиков (Р_п). Часовая производительность погрузчика определяется по общей формуле для машин периодического действия.

Производительность машин непрерывного действия.

Общая часовая производительность для этих машин определяется по формуле.

где g — вес груза на одном погонном метре несущего органа машины, кг; V — скорость рабочего органа машины, м/с.

Существуют особенности расчета часовой производительности машин непрерывного действия при переработке штучных и сыпучих грузов.

При перемещении штучных грузов весом места g кг, перемещающихся на расстояние а, м, со скоростью V м/с, часовая производительность конвейера равна.

а число перемещенных штук (грузовых мест) в час:

При перемещении навалочных и насыпных грузов непрерывным потоком часовая производительность конвейера определяется по следующим формулам:

или.

где F — площадь поперечного сечения слоя груза, перемещаемого на ленте, м²; V — скорость движения ленты, м/с; у — насыпной вес груза, т/м³; к — коэффициент, зависящий от утла естественного откоса груза (в движении); В — ширина ленты, м; у — коэффициент заполнения ленты.

Пример расчета проектирования склада. Определить общую площадь склада, габаритные размеры и необходимое количество подъемно-транспортных механизмов.

Исходные данные.

• 1. Годовое количество проката черных металлов — 50 000 т.
• 2. Черные металлы поступают на склад следующих сортов и размеров:
  • а) балки — 2500 т;
  • б) швеллеры — 5000 т;
  • в) мелкосортный прокат — 12 500 т;
  • г) среднесортный прокат — 18 000 т;
  • д) крупносортный прокат — 12 000 т.
• 3. Срок хранения металла на складе — 30 дней.
• 4. Склад открытый, оборудован 10-тонным козловым двухконсольным краном.
• 5. Черные металлы поступают и отпускаются в течение 365 дней.
• 6. При расчете полезной площади склада принимается:
  • а) балки и швеллеры хранятся в штабелях высотой h = 2 м, длиной I = 1 м, шириной b = 1 м;
  • б) прокат хранится в стеллаже, размеры ячейки которого: ширина b = 0,8 м, длина 1 = 6 м, высота h = 2 м.

Расчет полезной площади склада проведен в табл. 7.11.

Графа 4 — среднесуточное поступление металла:

где Q_ror[ — годовое поступление металла, т; Д_р — число дней работы склада.

Графа 6 — запас металла в тоннах:

где 30 — запас металла в днях;

Графа 12 — емкость ячейки стеллажа: для пунктов б), в), г) используем формулу.

где значения I, b, h берем из условий задачи; у — удельный вес материала, т/м³ (принимаем равным 7,85 т/м³); р — коэффициент заполнения объема (принимаем равным 0,35):

Графа 13 — количество ячеек стеллажа:

Графа 14 — потребное количество стеллажей. Поскольку для хранения черных металлов используется двухячеечный стоечный стеллаж, то их количество определяется по формуле.

Графа 15 — полезная площадь склада (С_пол):

max s л с ч га) _ бзап _OJ.O_огс «_т2.

• а) /пол———з^{—205 м} '
• б) /, Si=/bn_CT = 6−2-0,8−20 = 192 м²;
• в) /^=6−2-0,8−28 = 268,8 м²;
• г) /1 =6−2-0,8−19 = 182,4 м².
• 1643,2 м².

Общая площадь склада составит.

(а-принято 0,3).

Если считать склад квадратным, то габаритные размеры склада будут I х Ь = 56,5×50.

Определим количество консольных кранов для складской переработки продукции. В условии задачи используется консольный кран грузоподъемностью 10 т.

Количество кранов определим по формуле.

где Q_{i (w} — годовое количество проката черных металлов, т; К_нер — коэффициент неравномерности поступления проката (принимаем равным 1,2); Д_р — дни работы склада; К_вр — коэффициент использования оборудования (принимаем равным 0,8); Г — продолжительность работы склада (8 ч); Q₄ — часовая производительность механизма, т/ч:

где g_rp — грузоподъемность механизма (принимаем равной 10 т); у — коэффициент использования грузоподъемности (принимаем равным 0,5); Т. — время цикла механизма (360 с):

Таблица 7.11. Расчет полезной площади склада.

Поскольку на склад поступает 50 000 т проката и такое же количество отпускается, то Q_r0A составит 100 000 т.

В рассматриваемом примере для работы необходим 1 кран.