Оптимизация механизированной линии перегрузки леса в пакетах

Важнейшими задачами современных портов являются:

Повышение производительности труда и снижение потребности в рабочей силе за счет внедрения комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ; обеспечение выхода на передовые рубежи научно-технического прогресса; улучшение качества перегрузочной технологии; использование современных погрузочно-разгрузочных машин; быстрейшее освоение экономических методов руководства.

Лесные материалы в основном хранят на открытых плошадках, а круглый лес в некоторых портах хранят на воде. Под навесами укладывают пиленый лес и заготовки из лиственных и хвойных пород, а в закрытых складах — особенно ценные породы (красное дерево, самшит и т. п.), изделия из дерева.

Складские площадки для хранения леса и лесоматериалов могут быть грунтовые с хорошо утрамбованным грунтом, а также с различного рода покрытием. Поверхность площадки должна быть ровной, без впадин, с уклоном к водосбросам.

Проезды должны иметь твердые покрытия шириной не менее 6 м с подходами к водоисточникам и площадкам для стоянки пожарных машин.

Для разных сортов лесных грузов применяют различные способы формирований штабелей. Круглый лес — длинномер складируют и хранят мокрым, сырым или сухим способом. При мокром способе древесину укладывают в максимально уплотненные штабеля так, чтобы влага сохранялась в ней. В теплое время года для искусственного увлажнения дерева штабеля обливают водой. При сыром способе свежевырубленную древесину укладывают также в уплотненные штабеля, не снимая с бревен коры, что обеспечивает сохранение в них влаги. При сухом способе древесину укладывают в неплотные штабеля, чтобы внутри и вокруг них обеспечивалась циркуляция воздуха.

Хвойный лес обычно складируют на открытых площадках. План размещения складских площадок и система размещения механизации разрабатываются с учетом местных климатических условий, направления грузопотоков и принятого способа хранения леса.

При сухом способе хранения штабеля располагают с широкими разрывами вдоль направления господствующих ветров, при мокром и сыром способах с минимальными разрывами поперек направления ветров, чтобы создать увлажненный и мягкий микроклимат внутри штабелей.

Пакеты круглых пиломатериалов маркируются при помощи бирок, имеющих следующие реквизиты: номер партии, назначение пиломатериала, количество бревен и общий объем пиломатериалов в пакете.

В ходе курсовой работы необходимо: определить оптимальную механизированную линию перегрузки кранами пакетов леса по варианту «вагон-склад»; оптимизировать механизированную линию; по минимальной величине, определить приведенные годовые расходы.

1. Классификация порта (причала)

Специализированный порт IV категории.

Вариант механизации работ — «вагон-склад».

Наименования операций:

— вагонная;

— складская.

Характеристика схемы механизации СМ-1:

— крюковая;

— обратимая.

Характеристика схемы механизации СМ-2:

— крюковая;

— не обратимая;

— специализированная.

1.1 Расчет емкости склада

Предварительно определяется среднесуточный грузопоток по «отправлению» или «прибытию» груза где — заданный годовой грузооборот, ;

— коэффициент неравномерности поступления или отправления грузов;

Емкость склада определяется по формуле:

где — срок хранения груза на складе, сут.;

— коэффициент складочности, учитывающий количество груза, подвергающееся складской переработке.

Определение размеров, массы грузового места, количества грузовых мест Объем пакета круглого леса определяется по формуле:

где b=1,3 — ширина пакета (ПС-01) [2], м;

h=1,35 — высота пакета (ПС-01) [2], м;

— длина пакета, м;

=0,78 — коэффициент полновесности пакета, учитывающий заполнение или плотность укладки (по справочным данным).

Масса пакета круглого леса определяется по формуле:

где — объемная масса древесины при заданной влажности.

2. Схема механизации СМ-1

2.1 Выбор марки погрузочно-разгрузочной машины для СМ-1

Выбираем портальный кран КППК 10−30−10,5 грузоподъемностью 10 тонн .

Характеристики крана:

Вылет стрелы, м:

Максимальный — 30;

Минимальный — 8;

Высота подъема груза — 25 м;

Глубина опускания — 20 м;

Скорость поднимаемого груза — 1 м/с;

Скорость изменения вылета стрелы — 0,815 м/с;

Скорость крана — 0,55 м/с;

Частота вращения — 1,5 об/мин;

Мощность электродвигателя — 230 кВт;

Число ходовых колес — 16;

Число приводных колес — 8;

Общая масса крана — 185 т;

Масса подвижного противовеса — 23 т;

Восстановительная стоимость — 16 515 000 руб.

Рис. 2.1 — Схема механизации СМ-1 (вид сбоку) Рисунок 2.2 — Схема механизации СМ-1 (вид сверху)

2.2 Определение геометрических размеров склада

Из геометрических характеристик вагона находим количество пакетов помещающихся в один вагон ().

Ширина грузовой площадки определяется пролетом крана.

Длину склада определим из формулы:

где — емкость склада;

— площадь поперечного сечения склада, ;

— коэффициент заполнения груза.

2.3 Определение необходимого количества вагонов

Определим необходимые количества вагонов,

2.4 Определение необходимого количества подач вагонов

Определим необходимое количество подач вагонов где — количество вагонов в одной подаче.

где — длина одного вагона, м.

Принимаем в каждом случае.

Полученные результаты внесем в сводную таблицу.

Таблица 2.1 — Исходные данные

Явочный состав бригады для крана и тарифные ставки:

Длительность погрузочно-разгрузочных работ принимаем:

2.5 Определение эксплуатационной производительности погрузочно-разгрузочной машины

где — масса фактически поднимаемого груза, ;

— коэффициент использования погрузочно-разгрузочной машины в течение времени смены;

— продолжительность рабочего цикла, с.

2.6 Определение количества погрузочно-разгрузочных машин

где — расчетный суточный грузооборот, ;

— эксплуатационная производительность погрузочно-разгрузочной машины, ;

m — количество смен работы в сутки;

t = 8 — продолжительность рабочей смены, ч;

— коэффициент, учитывающий увеличение объема перегружаемого груза при его погрузке-выгрузке при складской переработке груза.

2.7 Расчет годовых приведенных расходов для грузового фронта

Расчет годовых приведенных расходов для грузового фронта определяется по формуле [3]:

где — сумма амортизационных и годовых приведенных расходов;

— стоимость простоев подвижного состава — технологических простоев;

— стоимость маневровых работ;

— расходы на оплату труда бригады механизаторов, обслуживающих одну погрузочно-разгрузочную машину;

— расходы, связанные с неполносуточным режимом работы грузового фронта;

— расходы на оплату энергоносителей;

— расходы, связанные с вагоно-часами ожидания подачи (X-1) групп вагонов на подъездной путь склада и накопления на станционных путях при погрузке-выгрузке маршрута частями.

Рассчитаем годовые приведенные расходы для грузооборота

:

где — стоимость погрузочно-разгрузочной машины, руб.;

— норма амортизационных отчислений на реновацию машину, [3];

— коэффициент эффективности капиталовложений,.

где — количество календарных дней поступления вагонов на грузовой фронт;

— суточный вагонопоток;

— грузоподъемность вагона данного типа,;

— коэффициент использования вагона по грузоподъемности;

— стоимость простоя вагоно-часа, руб/в-ч[3].

где — суммарная средняя продолжительность маневровых операций на грузовом фронте по постановке-уборке одной подачи вагонов;

— стоимость локомотиво-часа маневровых работ, руб/л-ч [ 3].

где — коэффициент увеличения фонда оплаты труда механизаторов;

— соответственно, тарифная ставка механизаторов и подсобных рабочих, руб/ч;

где N — суммарная мощность двигателей, установленных на одной погрузочно-разгрузочной машине, кВт;

— коэффициент использования двигателей по мощности [3];

— коэффициент использования двигателей по времени [3];

— коэффициент потерь мощности в подводящих электрических цепях [3];

— стоимость киловатт-часа, руб/кВтч.

Стоимость одного груза рассчитывается по формуле:

Аналогично рассчитаем другие грузообороты.

:

Стоимость одного груза рассчитывается по формуле:

(Y=1; T=24):

Стоимость одного груза рассчитывается по формуле:

порт производительность погрузочный разгрузочный

(Y=2; T=16):

Стоимость одного груза рассчитывается по формуле:

Полученные результаты занесем в таблицу.

Таблица 2.2 — Годовые приведенные расходы

3. Схема механизации СМ-2

3.1 Выбор марки погрузочно-разгрузочной машины для СМ-2

Выбираем козловой кран КДКК-10 грузоподъемностью 10 тонн.

Характеристики крана:

Грузоподъемность — 10 т;

Длина пролета — 16 м;

Число консолей — 2;

Вылет консолей — 4,2 и 4,2 м;

Наибольшая длина хода тележки — 24,4 м;

Наибольшая длина подъема крюка — 8,65 м;

Габаритные размеры:

Ширина — 29 м;

Высота — 11,56 м;

Длина по фронту работ — 9,1 м;

Скорость крана — 1,5 м/с;

Скорость груза при подъеме — 0,168 м/с;

Скорость тележки — 0,635 м/с;

Суммарная мощность — 54,2 кВт;

База крана — 7 м;

Масса крана — 36 т;

Восстановительная стоимость — 2 318 000 руб.

3.2 Определение геометрических размеров склада

Из геометрических характеристик вагона находим количество пакетов помещающихся в один вагон ().

Ширина грузовой площадки определяется пролетом крана.

Длину склада определим из формулы:

где — емкость склада;

— площадь поперечного сечения склада, ;

— коэффициент заполнения груза.

3.3 Определение необходимого количества вагонов

Определим необходимые количества вагонов,

3.4 Определение необходимого количества подач вагонов

Определим необходимое количество подач вагонов где — количество вагонов в одной подаче.

где — длина одного вагона, м.

Принимаем в каждом случае.

Полученные результаты внесем в сводную таблицу.

Таблица 3.1 — Исходные данные

Явочный состав бригады для крана и тарифные ставки:

Длительность погрузочно-разгрузочных работ принимаем:

3.5 Определение эксплуатационной производительности погрузочно-разгрузочной машины

где — масса фактически поднимаемого груза, ;

— коэффициент использования погрузочно-разгрузочной машины в течение времени смены;

— продолжительность рабочего цикла, с.

3.6 Определение количества погрузочно-разгрузочных машин

где — расчетный суточный грузооборот, ;

— эксплуатационная производительность погрузочно-разгрузочной машины, ;

m — количество смен работы в сутки;

t = 8 — продолжительность рабочей смены, ч;

— коэффициент, учитывающий увеличение объема перегружаемого груза при его погрузке-выгрузке при складской переработке груза.

3.7 Расчет годовых приведенных расходов для грузового фронта

Расчет годовых приведенных расходов для грузового фронта определяется по формуле [3]:

где — сумма амортизационных и годовых приведенных расходов;

— стоимость простоев подвижного состава — технологических простоев;

— стоимость маневровых работ;

— расходы на оплату труда бригады механизаторов, обслуживающих одну погрузочно-разгрузочную машину;

— расходы, связанные с неполносуточным режимом работы грузового фронта;

— расходы на оплату энергоносителей;

— расходы, связанные с вагоно-часами ожидания подачи (X-1) групп вагонов на подъездной путь склада и накопления на станционных путях при погрузке-выгрузке маршрута частями.

Рассчитаем годовые приведенные расходы для грузооборота

:

где — стоимость погрузочно-разгрузочной машины, руб.;

— норма амортизационных отчислений на реновацию машину, [3]; - коэффициент эффективности капиталовложений,.

где — количество календарных дней поступления вагонов на грузовой фронт;

— суточный вагонопоток;

— грузоподъемность вагона данного типа,;

— коэффициент использования вагона по грузоподъемности;

— стоимость простоя вагоно-часа, руб/в-ч.

где — суммарная средняя продолжительность маневровых операций на грузовом фронте по постановке-уборке одной подачи вагонов;

— стоимость локомотиво-часа маневровых работ, руб/л-ч.

где — коэффициент увеличения фонда оплаты труда механизаторов;

— соответственно, тарифная ставка механизаторов и подсобных рабочих, руб/ч;

где N — суммарная мощность двигателей, установленных на одной погрузочно-разгрузочной машине, кВт;

— коэффициент использования двигателей по мощности [3];

— коэффициент использования двигателей по времени [3];

— коэффициент потерь мощности в подводящих электрических цепях [3];

— стоимость киловатт-часа, руб/кВтч [].

Стоимость одного груза рассчитывается по формуле:

Аналогично рассчитаем другие грузообороты.

:

Стоимость одного груза рассчитывается по формуле:

(Y=1; T=24):

Стоимость одного груза рассчитывается по формуле:

(Y=2; T=16):

Стоимость одного груза рассчитывается по формуле:

Полученные результаты занесем в таблицу.

Таблица 3.2 — Годовые приведенные расходы

Таблица 3.3 — Годовой экономический эффект

4. Определение количества причалов

Количество причалов определяется по формуле [4]:

где — максимальный суточный грузооборот, ;

— максимальная суточная производительность погрузочно-разгрузочных машин;

— коэффициент метеоусловий;

— коэффициент занятости (для лесных грузов).

где t=30 — календарное количество не рабочих дней.

Т.е. необходимы два специализированных причала для лесного груза.

5. Техника безопасности и охрана труда

Складирование пакетов круглого леса осуществляется в соответствии со схемами складирования, с соблюдением железнодорожных, крановых габаритов, проездов и проходов установленной величины.

Расстояние от наружной грани головки ближайшего к грузу ж.д. или подкранового рельса должно быть не менее 2,0 м при высоте складирования до 1,2 м или 2,5 м — при большей высоте.

Проезды между штабелями должны быть не менее 3,5 м, а магистральные проезды между группами штабелей — 6,0 м.

Проходы между штабелями должны быть не менее 1,0 м.

Штабель формируется в виде усеченной пирамиды.

Высота штабелем определяется производителем работ в зависимости от допускаемой нагрузки на 1 складской емкости.

По высоте груз распределяется равномерно, по всей длине склада.

До начала расформирования штабеля крановщик обязан убедиться в отсутствии людей, перегрузочной техники, транспортных средств в опасной зоне.

Груз следует выбирать послойно, начиная от средней части штабеля по всей его площади, не допуская углублений более 1,0 — 1,5 м.

Заключение

В ходе курсовой работы разработаны технологические схемы перегрузки пакетированного круглого леса с использованием портальных и козловых кранов для варианта перегрузочных работ «вагон-склад».

Для исследования технологической схемы перегрузки использована математическая модель работы грузового железнодорожного фронта, учтены стоимость простоя вагонов и стоимость маневровых работ.

Определены оптимальные параметры оснащенности грузового железнодорожного фронта.

Показана технико-экономическая эффективность использования козловых кранов в тыловой зоне причала.

Годовой экономический эффект составил от 6 899 286,5 до 7 590 302,5 рублей при грузооборотах от 300 000 до 800 000 .

Список использованных источников

1. Падня В. А. Погрузочно-разгрузочные машины: Справочник. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1981. — 448 с.

2. Макеева Ю. Н. Автоматизированные перегрузочные комплексы транспортно-грузовых систем ж.-д. и портовых терминалов. Технология перегрузочных работ. Оптимизация технологических решений: учебное пособие для вузов / Ю. Н. Макеева; Рост. гос. ун-т путей сообщения. — Ростов н/Д, 2007. — 292 с.

3. Макеева Ю. Н. Организация и технология перегрузочных процессов в портах. Оптимизация технологических схем: учебное пособие для вузов / Ю. Н. Макеева; Рост. гос. ун-т путей сообщения. — Ростов н/Д, 2007. — 237 с.

4. Березуцкий Ю. И. Методические указания к курсовому проекту (работе) по дисциплине «Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ» / Ю. И. Березуцкий, Ю. Н. Макеева. Ч.1 — Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2002. — 50 с.

5. Данные справочника ж.д. за 2012 г.