Разработка технологической схемы грузопереработки тяжеловесных грузов

Введение

Перевозочный процесс сопровождается двумя перегрузочными операциями (погрузкой груза в транспортное средство и выгрузкой из него). Чаще всего в перевозке грузов учувствуют различные виды транспорта. Это увеличивает число перегрузочных операций и требует наличия складов для хранения грузов. Иногда на пути следования с одним и тем же грузом выполняются более 10 погрузочно-разгрузочных операций. Удельный вес их, а также число складских операций в общей затрате трудовых, денежных и материальных ресурсов производства достаточно высок.

Снижение их на основе комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских операций — одно из важнейших задач.

Следует отметить особую роль, которая отводится КМАПРР в развитии железнодорожного транспорта. Отметим, прежде всего, социальное значение, разработка новых средств КМАПРР приводит к сокращению, а в дальнейшем к полному вытеснению физического труда во всех отраслях народного хозяйства и на железнодорожном транспорте в частности. Улучшается взаимодействие различных видов транспорта, совершенствуется технология организации перевозок, улучшается использование грузоподъемности подвижного состава.

В курсовом проекте необходимо на основе технико-экономических расчетов запроектировать механизированный транспортно — складской комплекс с элементами автоматизации ПРМ для переработки тяжеловесных грузов на грузовом фронте в соответствии с исходными данными.

В связи с этим главной задачей данного курсового проекта является выбор оптимального варианта технологической схемы грузопереработки тяжеловесных грузов. Для этой цели в курсовом проекте выполняется следующая работа:

1 — определяются среднесуточные расчетные объемы грузопереработки.

2 — выбирается тип вагона для перевозки тяжеловесного груза, а также тип склада для его хранения.

3 — производится выбор ПРМ и грузозахватных устройств для переработки тяжеловесных грузов

4 — рассчитываются основные параметры и число складов по каждому варианту.

5 — находится оптимальное число подачи — уборки вагонов на грузовой фронт, определяется его длина.

6 — рассчитывается потребный инвентарный парк ПРМ, а также количество сооружений для их эксплуатации.

7 — на основе технико-экономического сравнения вариантов КМАПРР выбирается оптимальный вариант

1. Определение расчетных объемов работы груз склад тяжеловесный

1.1 Выбор типа вагона для перевозки тяжеловесных грузов

Грузы каждого наименования обладают присущими только им физико-химическими свойствами, объемно массовыми характеристиками, степенью опасности, которые определяют технические и технологические условия перевозки и хранения.

Транспортной характеристикой груза называется совокупность параметров тары, упаковки и специфических свойств груза. Транспортная характеристика груза определяет режимы перевозки, хранения и перегрузки, а так же требования к техническим средствам выполнения этих операций.

Согласно Правилам перевозки грузов заданный груз разрешается перевозить в полувагонах. Для транспортировки тяжеловесного груза с массой брутто 3 т. примем четырехосный полувагон модели 12−532. Основные характеристики полувагона приведены в таблице 1.1 .

Таблица 1.1 — Характеристика вагона, модель 12−532.

1.2 Определение технической нормы загрузки вагона

Технической нормой загрузки транспортного средства называется минимальное количество груза которое должно быть загружено в вагон.

Техническая норма загрузки полувагона определяется по формуле:

Р_тех = n_к•Р_гр, (1)

где n — количество ящиков, которые размещаются в полувагоне, размер ящика 2,5*2,5*2 м.

n = 4;

Р=4•3= 12 т.

1.3 Разработка технологической схемы КМАПРР для тяжеловесных грузов

Тяжеловесные грузы прибывают в четырехосных полувагонах, 70 ⁰/₀ — груза выгружается по схеме '' вагон — склад'', 30 ⁰/₀ — груза выгружается по схеме

'' вагон — автомобиль''.

Технологическая схема комплексной механизации и автоматизации погрузо-разгрузочных работ с тяжеловесным грузом приведена на рисунке 1.1

1.4 Определение расчетных суточных вагонопотоков и грузопотоков

Согласно заданию объем годовой грузопереработки составляет 73 000 т.

Среднесуточный грузопоток равен:

Q_сут = Q_год /365; (2)

где Q_сут — годовой объем отправления груза в тоннах;

Q_сут = 73 000/365=200т/сут

Среднесуточное количество вагонов, отправляющих на станцию, определяется из выражения:

m^ср_сут = Q_сут / P_тех;(3)

m^ср_сут =200/12=17вагонов.

где P_тех -техническая норма загрузки вагона, т;

Колебание вагонопотоков и грузопотоков исследуются вероятностными методами, поэтому среднесуточный вагонопоток будет равен:

m^р_сут= m^ср_сут+ t•,(4)

где t — коэффициент, определяемый в зависимости от выбранного уровня доверительной вероятности: при =95% t=1,960;

— среднеквадратическое отклонение величины вагонопотока, определяется по формуле:

=a•(m^ср_сут)^b, (5)

где a, b — эмпирические коэффициенты, зависящие от рода груза, значение которых приведены в таблице 4 часть1 для тяжеловесных грузов: a=1,139; b=0,701.

=1,139•(17)^0.701=8,3;

m^р_сут=17+1,96•8,3=34 вагонов

Расчетный суточный грузопоток определяется по формуле:

Q^р_сут= m^р_сут••P_тех (6)

Q^р_сут=34•12=408т/сут

Расчетный суточный грузопоток перегружаемый через склад определяется:

Q^{р (ск)}_сут=(1-) Q^р_сут,(7)

где — доля работы по прямому варианту;

Q^{р (ск)}_сут =(1−0,3)•408=286 т/сут.

Расчетное суточное грузопоток, перерабатываемый механизмами

определяется по формуле:

Q^{р (мех)}_сут=(2-)•Q^р_сут;(8)

Q^{р (мех)}_сут=(2−0,3)•408=694т/сут.

1.5 Выводы

Для перевозки тяжеловесных грузов в курсовом проекте принимается четырехосный полувагон, модель 12−532, техническая норма загрузки данного подвижного состава составляет 24 тонны.

В результате выполненных расчетов:

· Среднесуточный грузопоток составляет 17 вагона;

· Расчетный суточный вагонопоток составляет 34 вагонов;

· Расчетный суточный грузопоток составляет 408 т/сут;

· Расчетное количество груза, перерабатываемое за сутки через склад, составляет 286 т/сут;

· Расчетное количество груза, перерабатываемое за сутки механизмами, составляет 694 т/сут.

2. Разработка схемы КМАПРР

2.1 Выбор типа склада для хранения тяжеловесных грузов

Склады представляют собой комплекс производственных зданий, инженерных сооружений, подъемно-транспортных машин, расположенный в местах пересечения нескольких транспортных сетей и предназначенный для кратковременного хранения груза и перевалки его с одного вида транспорта на другой.

Складирование грузов объективно необходимо в связи имеющимися неравномерностями циклов производства, транспортировки и потребления склады бывают:

1. специализированные

2. универсальные Для хранения тяжеловесных грузов используется площадки. Тяжеловесные грузы при выгрузке на площадку должны укладываться на подкладки толщиной 15−20см, а между грузами должны быть проходы шириной не менее 1 м для осмотра и застропки при перегрузке.

2.2 Выбор типа механизма для переработки тяжеловесного груза Тип погрузо-разгрузочных машин выбирают, учитывая ее назначение, режим эксплуатации, грузоподъемность и производительность, а также исходные геометрические и кинематические параметры.

Кроме того должна быть обеспечена безопасность эксплуатации ПРМ и применение экономически целесообразно.

В соответствии с заданием на выполнение курсового проекта для переработки тяжеловесных грузов в качестве основного типа погрузочноразгрузочных машин используются:

1) по первому варианту — стреловой кран КДЭ-151

1) по второму варианту — стреловой кран КС-4561

Технико-эксплуатационные характеристики выбранных типов погрузочно-разгрузочных машин представлены в таблицах 2.1.

Таблица 2.2 — Технико-эксплуатационные характеристики выбранных типов погрузочно-разгрузочных машин.

2.3 Выбор грузозахватных устройств

Для переработки тяжеловесных грузов могут использоваться следующие грузозахватные устройства: различного рада стропы, электромагниты и траверсы в сочетании со стропами, грейферно-клещевые захваты. В качестве основного типа грузозахвата для переработки тяжеловесных грузов в курсовом проекте принимаются стропы универсальные.

2.4 Разработка вариантов схем КМАПРР

В соответствии с заданием курсового проекта тяжеловесные грузы перерабатывается: по первому варианту — стреловым краном на железнодорожном ходу КДЭ-151, а по второму варианту — стреловым краном на автомобильном ходу КС- 4561.

Рисунок 2.4 — Вертикальный разрез и план выполнения ПРР стреловым краном на железнодорожном ходу КДЭ — 151

2.5 Выводы

Для хранения тяжеловесных грузов в курсовом проекте принята универсальная открытая площадка для тяжеловесных грузов. По первому варианту переработки груза в качестве основного типа погрузочно-разгрузочного механизма выбран стреловой кран на железнодорожном ходу КДЭ-151, по второму варианту — стреловой кран на автомобильном ходу КС-4561. Основным грузозахватным устройством являются универсальные стропы.

3. Определение параметров склада Исходными данными для определения параметров складов (вместимости, длины, ширины, длины приемоотправочных и погрузочно-выгрузочных фронтов) являются суточные грузопотоки режим работы склада. Сроки хранения груза на прирельсовых складах принимаются по техническим условиям их проектирования, инструкции по проектированию станций и узлов.

Площадь складов может определяться методами допускаемых погрузок и элементарных площадок.

3.1 Расчет параметров складов по допускаемым нагрузкам Метод удельных нагрузок используют при ориентировочном расчете потребной площади склада.

Вместимость склада для любого груза определяется по формуле:

E_скл= Q_сут^{р (скл)}•t_хр,(9)

где t_хр — продолжительность хранения груза на складе (площадке), для тяжеловесных грузов срок хранения принимается t_хр = 2,5 сут.

E_скл=1092•2,5=2730 тонн.

Площадь склада по методу удельных допускаемых нагрузок:

S_скл= (E_скл•К_пр•q)/P_доп(10)

где K_пр — коэффициент, учитывающий дополнительную площадь склада на проезды и проходы -1,6; g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

P_д — удельная допустимая нагрузка на 1 м² полезной площади склада, 9 кН/м².

S_скл= (2730•1,6•9,81)/9=4761 м²

Площадь склада, рассчитанная по методу удельных допустимых нагрузок, составляет 4761 м².

L_ск=163 м

L_ск=169 м В_пл=10 м В_пл=7,9 м

3.2 Расчет параметров складов по элементарным площадкам В курсовом проекте необходимо привести расчетную схему размещения груза на складе. Схема размещения груза на площадке для обоих вариантов представлена на рисунке 3.2

Рисунок 3.2 — Схема размещения груза на площадке

B_пл, L_пл — соответственно ширина и длина площадки; b_гр, l_гр — соответственно ширина и длина груза, принимается b_гр = 2,5 м и l_гр = 2,5 м; a₁ — расстояние для прохода приемосдатчика, a₁ = 0,1 м; p — количество пакетов с грузом, размещаемых по ширине площадки.

Тогда число пакетов, устанавливаемых на площадке можно найти по формуле:

P= (B_пл+a₁)/(b_гр+a₁)(11)

Ширина площадки для стрелового крана на железнодорожном ходу находится по формуле:

В_пл= L_стр— В_кр/2−0,5−3(12)

где L_стр — длина стрелы крана, 15 м; B_кр — ширина крана, 3 м;

Ширина площадки для стрелового крана на автомобильном ходу находится по формуле:

В_пл =L_стр— В_кр/2−0,5 (13)

где L_стр — длина стрелы крана, равна 10 м; B_кр — ширина крана, 3, 3 м;

По первому вариантуКДЭ-151

В_пл=15−3/2−0,5−3=10 м

p= (10+0,1)/(2,5+0,1) =3,4=3 пакета По второму варианту КС-4561

В_пл=10−3,3/2−0,5=7,9 м

p=(7,9+0,1)/(2,5+0,1)=2,5=2 пакета Длина площадки определяется по формуле:

L_ск = (Е· l_т)/P+a₂·n₂+ a_пож· n_пож,(14)

где l_т-длина тяжеловесного груза, м; n — количество зазоров, Е — общая вместимость площадки.

Е= Е_скл/Р_тяж(15)

Е=2730/24=114м.

Количество зазоров по длине площадки определяется по формуле:

n₂= (Е/2Р)-1; (16)

По первому вариантуКДЭ-151

n₂=(114/2· 3)-1=18

По второму варианту КС-4561

n₂=(114/2· 2)-1=27,5

Определим длину площадки по двум вариантам:

По первому вариантуКДЭ-151

L_ск=(114· 2,5/2)+0,6·18+2·5=163 м По второму варианту КС-4561

L_ск=(114· 2,5/2)+0,6·27,5+2·5=169 м

3.3 Выводы В данной главе курсового проекта определены основные параметры площадки по двум методам: по удельной допустимой нагрузке и по элементарным площадкам. В результате расчета по методу удельных допустимых нагрузок необходимая площадь площадки составляет 4526 м². На основании более точного расчета по методу элементарных площадок получены следующие значения основных параметров схем КМАПРР по вариантам: по первому варианту при работе стрелового крана на железнодорожном ходу длина — 163 м; по второму варианту при работе стрелового крана на автомобильном ходу длина — 169 м.

4. Расчет количества погрузочно-разгрузочных машин и механизмов

4.1 Расчет производительности ПРМ Различаются теоретическая, техническая и эксплуатационная производительность. Теоретическая производительность — это то количество груза, перемещаемое погрузочно-разгрузочным механизмом при оптимальных условиях и номинальной загрузке.

Техническая производительность — это количество груза, перемещаемое механизмом период времени непрерывной работы с учетом фактической массы груза, перемещаемого машиной.

Эксплуатационная производительность — количество груза, перемещаемое ПРМ в течении определенного периода времени с учетом использования ПРМ по времени и грузоподъемности.

Техническая производительность определяется по формуле:

П_р=G_ном· С,(17)

где G_ном — номинальная грузоподъемность ПРМ, т;.С — количество технологических циклов, выполняемых за 1 час.

С=3600/Т_цикл=3600/ц· ?t_i, (18)

где Т_цикл.— продолжительность технологического цикла; t_i — продолжительность выполнения одной операции; цкоэффициент, учитывающий совмещение выполнения операций, ц-0,7

Элементарные операции, входящие в технологический цикл:

Для КДЭ-151

· Захват груза:

t₁-20сек

· Подъем груза:

t₂=(Н_под/V_подн)+t_рз,(19)

где Н_под— высота поднятия груза, 19 м; V_подн — скорость поднятия груза,

26,5м/мин; t_рз — время на разгон и замедления груза, 2сек.

t₂=(19/0,44)+2=45сек.

· Поворот стрелового крана:

t₃=б/(n· 360)+t_рз, (20)

t₃=180/(0,04· 360)+3=15,5сек.

· Передвижение крана с грузом:

t₄=(l_ваг/V_крана)+t_рз,(21)

t₄=(13,92/3,58)+2=6секунды.

· Опускание груза:

t₅= t₂, t₅=45сек.

· Освобождение груза:

t₆= t₁, t₆-20сек.

· Подъем грузозахватного устройства без груза:

t₇= t₂+1=45+1=46сек. (22)

· Поворот стрелового крана:

t₈= t₃, t₈-15,5секунд.

· Передвижение крана без груза:

t₉= t₄ t₉=6 секунды.

· Опускание грузозахватного устройства

t₁₀= t₄+1,(23)

t₁₀==6+1=7 секунды Элементарные операции, входящие в технологический цикл:

Для КС-4561

· Захват груза:

t₁-20сек

· Подъем груза:

t₂=(Н_под/V_подн)+t_рз,

где Н_под— высота поднятия груза, 10,5 м; V_подн— скорость поднятия груза, 0,13м/сек; t_рз — время на разгон и замедления груза, 2сек.

t₂=(10,5/0,13)+2=83сек.

· Поворот стрелового крана:

t₃=б/(n· 360)+t_рз,

t₃=180/(0,13· 360)+3=7сек.

· Передвижение крана с грузом:

t₄=(l_ваг/V_крана)+t_рз

t₄=(13,92/1,4)+2=11секунды.

· Опускание груза:

t₅= t₂, t₅=83сек.

· Освобождение груза:

t₆= t₁, t₆-20сек.

· Подъем грузозахватного устройства без груза:

t₇= t₂+1=83+1=84сек.

· Поворот стрелового крана:

t₈= t₃, t₈-7секунд.

· Передвижение крана без груза:

t₉= t₄ t₉=11 секунды.

· Опускание грузозахватного устройства

t₁₀= t₄+1=11+1=12 секунды.

Последовательность операций и их продолжительность при перегрузке тяжеловесных грузов кранами КДЭ-151 и КС-4561 приведены на технологическом графике, представленном на рисунке 4.1, 4.2

Эксплуатационная сменная производительность определяется по формуле:

П_см = П_р· К_вр К_гр· Т_см,(24)

где Т_см — продолжительность рабочей смены, 7часов К_вр=0,7−0,8 часа К_гр= G_гр/G_ном (25)

Для КС-4561 Для КДЭ-151

К_гр=6/16=0,4 т К_гр=6/10=0,6 т П_см =264· 0,7·0,4·7=517,4 т/смену; П_см=232· 0,7·0,6·7=682,1 т/смену П_р=16· 16,5=264 т/сут; П_р=23,2· 10=232 т/сут;

С=3600/0,7· 312,2=16 циклов С=3600/0,7· 221,4=23,2 циклов.

4.2 Расчет числа ПРМ по условию обеспечения заданных объемов работы и структуры ремонтного цикла Количество погрузочно-разгрузочных машин определяется исходя из двух условий:

1-обеспечение выполнения заданных объемов работы и структуры ремонтного цикла

2- обеспечение перерабатывающей способности грузового фронта По первому условию количество ПРМ определяется по формуле:

Z_p= (Q^{р (мех)}_сут/К_см· П_см)·((?t_i·n_i/Т_рц)+1), (26)

где n_i -количество ремонтов и обслуживаний i-го вида; t_i — продолжительность ремонтов и обслуживаний i-го вида; К_см — количество рабочих смен в течении суток, которое определяется исходя из условий:

0 р (мех)_сут<1, то К_см=1смена

1< Q^{р (мех)}_сут /П_см<2, то К_см=2смена

3< Q^{р (мех)}_сут /П_см, то К_см=3,43смена Для КДЭ-151 Для КС-4561

3<2652/682,1=3,8 3<2652/517,4=5

К_см=3,43смены К_см=3,43смены При выполнении расчетов для стреловых кранов, работающих на местах общего пользования, количество погрузочно-разгрузочных механизмов определяется по формуле:

Zр=(365 Q^{р (мех)}_сут)/ К_см П_см(365-t_p),(27)

где t_p-простой ПРМ во всех видах ремонтов и обслуживаний в сутках.

t_p=365 (t_то-1/Т_то-1)+365(t_то-2/Т_то-2)+12(t_т/Т_т)+ t_к/Т_к (28)

Для крана КДЭ-151 значения количества ремонтов и технических обслуживаний, времени простоя в соответствующем типе ремонта и обслуживания, а также полное время межремонтного цикла приведены в таблице 4.2 [4, часть III]

Таблица 4.2

t_p=96· 0,3+24·0,8+0·1+7·5+1·18=101сут

Zр=(365· 2652)/3,4·682,1·(365−101)=1,6=2 механизма

Zр=(2652/3,4· 682,1)·((101 /7680)+1)=2,2=3 механизма Для крана КС-4561 значения количества ремонтов и технических обслуживаний, времени простоя в соответствующем типе ремонта и обслуживания, а также полное время межремонтного цикла приведены в таблице 4.3 [4, часть III]

Таблица 4.3

t_p=36· (0,3/15)+365 (2/90)+12· (4/9)+22/3=21,5сут

Zр=(365· 2652)/3,4·517,4·(365−21,5)=1,6=2механизма

4.3 Расчет количества подачуборок вагонов на грузовой фронт Количество подачуборок на грузовой фронт определяется отдельно по выгрузке и отдельно по погрузке:

(29)

где готношение стоимости маневрового локомотива часа к стоимости часа простоя г=е_л-час/е_в-час(30)

г= 7,5/0,36=20,8

t_под-время на движение локомотива с вагонами от места накопления (СП) до грузового фронта.

(31)

где l_под — расстояние подачи вагонов со станции на грузовой фронт, 2 км; V_под — скорость подачи вагонов, 18 км/ч; _р/з — время на разгон и замедление при движении маневрового состава, 3 мин=0,05часа; Q_ч — часовая производительность.

Время следования состава при выполнении подач вагонов будет равно:

t_под=((2/18)+0,05)· 60= 10 мин.

Для первого варианта КДЭ-151:

Q_ч=682,1/7=97,4 т/ч Х_пу = 65/v20,8· (1+10)/(0,5+(30·24/2·97,4))=8 подач.

Для второго варианта КС-4561:

Q_ч=517,4/7=74 т/ч Х_пу = 65/v20,8· (1+10)/(0,5+(30·24/2·74)=8 подач.

4.4 Расчет числа машин и механизмов по условию обеспечения перерабатывающей способности грузового фронта

Количество ПРМ, исходя из условия обеспечения перерабатывающей способности грузового фронта, определяется по формуле:

Z_ф= Q^{р (мех)}_сут/(Q_ч· (Т-(X_пу·t₀/60)), (32)

где t₀— время на смену групп вагонов на грузовом фронте, определяется по формуле:

t₀=?t+2· m_пу·t_рс,(33)

где t_рс — удельное время на расстановку вагонов, 1−1,5мин; ?tвремя от момента прекращения грузовой операции до момента подачи (уборки) вагонов, 4−10мин; m_пу — количество вагонов в одной подачи-уборки.

m_пу= m_сут^р/ X_пу (34)

Рассчитаем количество ПРМ по условию обеспечения перерабатывающей способности грузового фронта для первого варианта КДЭ-151:

m_пу=65/8=7,2=8 вагонов

t₀=4+2· 8·1=20 мин

Z_ф=2652/(97,4· (24-(8·20/60)=1,3=2механизма Рассчитаем количество ПРМ по условию обеспечения перерабатывающей способности грузового фронта для второго варианта КС-4561:

m_пу=65/8=6,5=7 вагонов,

t₀=4+2· 7·1=18 мин,

Z_ф=2652/(74· (24-(8·18/60)=1,7=2 механизма.

4.5 Расчет длины погрузочно-разгрузочных фронтов

Фронт подачи вагонов вычисляется по формуле:

L_под= (m^р_сут· l_ваг/ X_пу)+ l_м,(35)

где l_м-часть длины фронта, необходимая для маневрирования локомотивов, 20−30мин.

Рассчитаем фронт подачи вагонов для первого варианта КДЭ-151:

L_под=(65· 12,118/8)+30=118 м.

Рассчитаем фронт подачи вагонов для второго варианта КС-4561:

L_под=(65· 12,118/8)+30=109 м.

Длина погрузо-выгрузочного фронта определяется по формуле:

L_фр= (m^р_сут· l_ваг/ X_пу· К_с)+ l_м, (36)

где К_с-количество перестановок вагонов на грузовом фронте.

Для первого варианта КДЭ-151:

L_фр=(65· 13,92/8·2)+30=80,3=81 м.

Для второго варианта КС-4561:

L_фр=(65· 13,92/8·2)+30=75,2=76 м.

Длина грузового фронта со стороны автотранспорта определяется по формуле:

L_авто= Q^р_сут· К_а·l_а·t_а/q_а·T_а,(37)

где К_а— коэффициент суточной неравномерности завоза, вывоза грузов автотранспортом, 1,1−1,3; l_а— длина фронта для постановки одного автомобиля; t_а— средняя продолжительность погрузки-выгрузки автомобиля, 20−30мин; q_а— количество груза в одном автомобиле; T_а— время работы автотранспорта в течении суток, 8,12,24.

L_авто=1560· 1,1·12,5·0,3/2·24=134 м.

Длина грузового фронта со стороны автотранспорта и длина погрузо — выгрузочного фронта не превышает длин площадок.

4.6 Проверочные расчеты

Рассчитанные величины должны удовлетворять следующему условию:

(38)

Проверка для первого варианта:

65· 13,92/163<8<3,43·97,4·2·7/8·24

5,6<8<24,4

Проверка для второго варианта:

65· 13,92/169<8<3,43·7·2·74/7·24

5,4<8<21,2

Рассчитанные величины удовлетворяют этому условию.

4.7 Выводы

В данной главе курсового проекта выполнен расчет производительности ПРМ по рассматриваемым вариантам схем КМАПРР теоретическая производительность, рассчитанная на основании построенных графиков рабочих циклов механизмов, составила для стрелового крана на железнодорожном ходу КДЭ-151 232 т в смену, для стрелового крана на автомобильном ходу КС-4561 -264 т в смену.

Выполнено определение необходимого количества ПРМ по двум условиям: обеспечение выполнения заданного объема работы и структуры ремонтного цикла, обеспечению перерабатывающей способности грузового фронта. В результате расчетов по первому условию количество КДЭ-151 составляет 3 крана, по второму условию по 2 стреловых кранов на железнодорожном ходу и 2 стреловых крана на автомобильном ходу КС-4561.

Определено количество подач-уборок вагонов к грузовому пункту, составляющее 16 по обоим вариантам.

Длина площадки по фронту работ по обоим вариантам со стороны железнодорожного транспорта составляет 227 м, со стороны автомобильного транспорта — 134 м.

5. Выбор варианта схем КМАПРР

5.1 Расчет технико-экономических показателей вариантов схем КМАПРР

5.1.1 Определение капитальных вложений по схемам КМАПРР Полные капитальные вложения К на предпроектной стадии можно определить по укрупненным измерителям, которые обычно разделяют на 8 элементов:

К=?К_j, (39)

где К₁— расходы на приобретение машин и относящегося к ним оборудования; К₂— расходы на устройство полуавтоматического и автоматического управления машинами и ПТС, если не включены в К₁; К₃— расходы на специально сооружаемые устройства, необходимые для обслуживания машин; К₄— расходы на сооружение железнодорожных и подкрановых путей, автопроездов; К₅— расходы на устройства складов с учетом стоимости санитарно-технического оборудования, водопроводной сети, связи, энергоснабжения, подвода сжатого воздуха, газа и т. д.

Для удобства и наглядности рекомендуется сводить затраты по каждому варианту в таблицу 5.1

Таблица 5.1 — Капитальные затраты по двум вариантам схем КМАПРР

Рассчитав таблицу и проанализировав полученные цифры, мы получили, что экономичнее использовать для переработки тяжеловесных грузов стреловой кран на автомобильном ходу КС-4561, так как капитальные суммарные вложения составляют 134 759 ден. ед

5.1.2 Определение эксплуатационных затрат Годовые эксплуатационные расходы на выполнение погрузо-разгрузочных работ определяется по формуле:

Э=З+Э_ЭТ+Э_ОСВ+Э_АМ+Э_РЕМ+Э_БО+Э_ОС,(40)

где З — расходы на зарплату; Э_ЭТ — расходы на силовую электроэнергию и топливо; Э_ОСВ — затраты на освещение складов, площадок автопроездов и железнодорожного пути; Э_АМ— отчисление на восстановление (погрузочно-разгрузочных машин) ПРМ, складов; Э_РЕМ— затраты на ремонт ПРМ складов, площадок; Э_БО— расходы на быстро изнашиваемую оснастку; Э_ОС— расходы на оптирочно-смазочные материалы.

З=(7б_п· б_вр·б_к·б_м·(1+/1000) Q_г))/ Q_см^к(r_м· с_чм+ r_р· с_чр)+З_д, (41)

где — б_вр— коэффициент, учитывающий 12% надбавка к заработной плате-0; б_п— коэффициент, учитывающий подмены в нерабочие дни, равный 1,19; б_к— коэффициент, учитывающий надбавки к заработной плате механизатором и рабочим, входящих в состав комплексных бригад, равный 1,15; б_м— коэффициент, учитывающий районные дополнительные надбавки к зарплате, равный 1; к_см— число смен работы в сутки, равный 3,43; Q_г— годовая грузопереработка; r_м, r_р— количество механизаторов и рабочих, входящих в бригаду и обслуживающих одну машину или установку, равные 1и 3; с_чм, с_чр— часовая тарифная ставка механизатора и рабочего, руб. с_чр-93 коп, с_чм-73 коп;

З_д— дополнительная годовая заработная плата тем работникам, которые обеспечивают устойчивую работу погрузочно-разгрузочных машин и складов.

Для КДЭ-151:

З=(7· 1,19·1,15·1·(1+40/100)·510 000) / 682,1· (1·0,73+3·0,94)+7120=42 718 ден.ед.

Для КС-4561:

З= (7· 1,19·1,15·1·(1+40/100)·510 000) /517,4· (1·0,73+3·0,94)+9386=56 315 ден.ед.

Расходы на топливо:

Э_ЭТ^с=1,05· Т_г^ф·q·c_т,(42)

где qнорма расхода топлива на 1ч работы машин; c_т— стоимость 1 кг топлива; Т^ф_г— фактическое число часов работы всех машин или установок на переработке груза в течении года, Т^ф_г=Q_г/Q_ч, (43)

Для КДЭ-151:

Т^ф_г=510 000/97,4=5236 час.

Для КС-4561:

Т^ф_г=510 000/74=6892 часа.

Для КДЭ-151:

Э_ЭТ^с=1,05· 5236·0,27·28,2=41 860·ден.ед.

Для КС-4561:

Э_ЭТ^с=1,05· 6892·0,27·20=39 078 ден.ед.

Расходы на освещение мест производства погрузо-разгрузочных работ при использовании люминесцентных ламп определяется по формуле:

Э_осв=0,004· (Е₀/е₀)·S·Tосв·Рд·С_э⁰, (44)

где Е₀— норма освещенности, 5лк; е₀— световой поток одной лампы, 1110лм; T_осв— время работы систем освещения в течении года, 4600ч; Р_д— мощность одной лампы, 30 Вт; С_э⁰— стоимость 1 кВт· ч осветительной энергии, 0,04

Для КДЭ-151:

Э_осв=0,004· (5/1110)·1630·4600·30·0,04·=162 ден.ед.

Для КС-4561:

Э_осв=0,004· (5/1110)·1335·4600·30·0,04·=133 ден.ед.

Расходы на амортизацию определяются отдельно по элементам затрат путем умножения этих затрат на установленную норму отчислений, а затем суммируются, т. е.

А=0,01· ?К_i·б, (45)

где 0,01- переводной коэффициент; анорма амортизационных отчислений, %

Для удобства и наглядности рекомендуется сводить затраты по каждому варианту в таблицу 5. 2

Таблица 5. 2 — Годовые эксплуатационные расходы на амортизацию

Годовые отчисления на ремонт Р с достаточной степенью точности можно находить умножением стоимости машин, оборудования, зданий и сооружений на норму отчисления б_р, причем для машин необходимо учитывать поправочный коэффициент ц, ц=0,5+Т_фе^г/6000,(46)

где Т_фе^г— фактическое время работы одной машины в течении года, ч, Т_фе^г=Q_г/(Z· Q_ч),(47)

где Q_г— годовой расчетный объем грузопереработки; Zколичество погрузочно-разгрузочных машин; Q_ч— часовая выработка машины, т/ч.

Для КДЭ-151:

Т_фе^г=510 000/2· 97,4=2618 ч.

Для КС-4561:

Т_фе^г=510 000/2· 74=3446 ч.

Для КДЭ-151:

ц =0,5+2618/6000=0,94

Для КС-4561:

ц =0,5+3446/6000=1,1

Годовые отчисления на ремонт находятся по формуле:

Э_рем=0,01?К_iб_рi,(48)

где б_рi-норма отчислений на ремонт в %

В таблице 5.3 приведены нормы годовых отчислений на ремонт некоторых видов машин, подвижного состава и оборудования.

Таблица 5.3 — Годовые эксплуатационные расходы на ремонт.

Расходы на амортизацию и ремонт равны:

Для КДЭ-151:

Э_а=0,01^. 5483=54,83 ден.ед.

Э_рем=0,01^.8514=85,14 ден.ед.

Для КC-4561:

Э_а=0,01^.4466=44,66 ден.ед.

Э_рем=0,01^.6585=65,85 ден.ед.

Затраты на быстроизнашивающую оснастку Э_осн определяются, как 5% от стоимости ПРМ, а на обтирочно-смазочные материалы Э_ос, как 10% то стоимости силовой энергии:

Для КДЭ-151:

Э_осн=0,05^· 157 268=7863,4 ден.ед.

Э_ос=0,1· 41 860=4186 ден.ед.

Для КC-4561:

Э_осн=0,05^.134 759=6738 ден.ед.

Э_ос=0,1 39 078=3908 ден.ед.

Суммарные годовые эксплуатационные расходы для КДЭ-151:

Э=42 718+41860+162+54,83+85,14+7863,4+4186=96 929ден.ед Суммарные годовые эксплуатационные расходы для КС-4561:

Э=56 315+39078+133+44,66+65,85+7863,4+3908=107 408ден.ед.

Рассчитав величину эксплуатационных расходов, делаем вывод, что наиболее выгоден вариант при использовании крана КДЭ-151, так как его эксплуатационные расходы меньше эксплуатационных расходов при использовании КС-4561 на 10 479 ден. ед Себестоимость переработки 1 т. Груза рассчитывается по формуле:

С=Э/Q_год, (49)

где Q_год-объем выполняемой работы, Q_год=510тыс.в год_,

Для КДЭ-151:

С=96 929/510000=0,19ден.ед.

Для КС-4561:

С=107 408/510000=0,21ден.ед.

5.1.3 Определение срока окупаемости и годовых расходов Так как годовые эксплуатационные расходы при использовании КДЭ-151 меньше, то это означает, что оптимальным является первый вариант Срок окупаемости-это период времени в течении которого дополнительные капитальные вложения, окупаются за счет экономии и эксплуатационных расходов.

Срок окупаемости рассчитывается по следующей формуле:

t_р=(К_I-K_II)/(Э_II-Э_I);(50)

Приведенные годовые расходы рассчитываются по формуле:

Е_прI(II)=Е_н^.К_I(II)+ Э_I(II),(51)

где Е_н-нормативный коэффициент приведения или коэффициент эффективности капитальных вложений.

Е_н=1/t_н,(52)

где t_н=7лет.

Е_н=1/7=0,14,

Для КДЭ-151:

Е_прI=0,14· 157 268+ 96 929=118947 ден.ед.

Для КС-4561:

Е_{пр II} =0,14^.134 759+ 107 408=126274 ден.ед.

Экономия первого варианта относительно второго по приведенным затратам составляет:

ДЕ_пр=126 274−118 947 =7327 ден.ед.

t_ок=(К₁+К₂)/(Э₂+Э₁)

5.2 Расчет натуральных показателей схем КМАПРР Уровень механизации ПРР-это отношение количества перерабатываемого груза механизированным способом в течении определенного времени к общему объему переработки за тоже время.

У_м=(Q_год(2-б))/ (Q_год(2-б))100%=100%(53)

Уровень комплексной механизации и автоматизации определяется аналогично:

У _км=(Q_год(2-б))/ (Q_год(2-б))=100% (54)

У_а=(Q_год(2-б))/ (Q_год(2-б))=100%(55)

Производительность труда характеризует эффективность труда в процессе производства. Она измеряется количеством времени, затраченным на производство единицы продукции.

П=(Q_год(2-б))/? r,(56)

где? r-суммарный штат работников:

П=(51 0000(2−0,3))/1+3=216 750 ден.ед.

Простой вагона под грузовыми операциями рассчитывается по формуле:

t^в_гр=t_пз+t_всп+m_п-у/(Z-1)t_пер + (m_п-у^.q_в/(Z^.Q_ч)), (57)

где t_пз-время на выполнение подготовительно-заключительных операций с одним вагоном, t_пз= 5 мин.; t_всп — время на вспомогательные операции, = 20мин.; t_пер-время на одну перестановку вагонов у грузового фронта, t_пер=0.

Для КДЭ-151:

t^в_гр=5+20+8/(2−1)^.0+(8^.24/(2^.97,4· 60))=25мин.

Для КС-4561:

t^в_гр=5+20+7/(2−1)· 0+(7·24)/(2·74·60)=25мин Простой автомобиля под грузовыми операциями:

t^а_гр=t_пз+t_всп+P_техн^а/Q_ч(58)

t^а_гр=5+20+24/97,4· 60=39,8 мин

t^а_гр=5+20+24/74· 60=44,5 мин Энергоемкость вариантов КМАПРР может быть оценена по суммарной мощности электрических двигателей, по годовому расходу электроэнергии или по удельной значимости этих величин:

n=?n/Q_год,(59)

Для КДЭ-151:

n= 2· 110/510 000=0,0004

Для КС-4561:

n =2· 158/510 000=0,0006

Металлоемкость для вариантов КМАПРР:

m=?M/Q_год,(60)

где M — суммарная масса ПРМ.

Для КДЭ-151:

m=54,5· 2/510 000=0,0002

Для КС-4561:

m=14,6· 2/510 000=0,5

5.3 Выводы

Детальным анализом данных таблиц установили оптимальный вариант сопоставлением между собой капитальных вложений К, годовых эксплуатационных затрат Э и годовых приведенных затрат. В данном курсовом проекте оптимальным является вариант 1 (с использованием стрелового крана КДЭ-151), т.к. для него необходимы меньшие затраты по основным показателям.

Простой вагона под грузовыми операциями составляет 25минут, простой автомобиля под грузовыми операциями для КДЭ-151−39,8 мин, для КС-4561−44,5минут

6.Охрана труда и техника безопасности на производстве погрузочно-разгрузочных работ

Высокая производительность и надежность погрузочно-разгрузочных машин и устройств обеспечиваются правильной их эксплуатацией; ответственность за правильную организацию эксплуатации и содержание погрузочно-разгрузочных машин в исправности несут руководители организаций.

За техническое состояние машины и за правильную эксплуатацию ответственность несет лицо, работающее на доверенной ему машине, а также инженерно-технический персонал, на которого возложен надзор за погрузочно-разгрузочными машинами.

Грузоподъемные машины, сменные грузозахватные органы и съемные грузозахватные приспособления должны быть изготовлены в полном соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, именуемых в дальнейшем Правила технадзора.

Автокраны, автомобили и другие дорожные самоходные машины подлежат регистрации в Государственной автоинспекции (ГАИ) для получения государственного номерного знака.

Для проверки готовности парка ПРМ к работе в зимних условиях установлены правила проведения годового комиссионного осмотра ПРМ.

К самостоятельному управлению погрузочно-разгрузочными работами и устройствами и их обслуживанию допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста и сдавшие установленные испытания в знании производственных инструкции и машины в комиссии, возглавляемой главным инженером дистанции, с обязательным участием представителя органов технадзора, прошедшие медицинское освидетельствование и признанные годными для этой работы. Инженерно-технические работники обязаны систематически проводить беседы и практически обучать правилам и приёмам работы на погрузочно-разгрузочных машинах лиц, занятых на этих работах. В помещениях должны находиться медицинские средства первой помощи и телефонная связь с медслужбой. Лица, работающие на ПРМ, обязаны строго соблюдать технику личной безопасности, работать в защитной спецодежде и применять прошедшие испытания тали. Ответственность за правильную организацию эксплуатации и содержание погрузочно-разгрузочных машин в исправности несут руководители организаций. За техническое состояние машины и за правильную эксплуатацию ответственность несёт лицо, непосредственно работающее на вверенной ему машине, а также инженерно-технический персонал, на которого возложен надзор за погрузочно-разгрузочными машинами.

При длительной остановке транспортируемых или перемещающихся самоходом машин на проезжей части дороги они должны ограждаться днем красными флажками, а ночью — красными фонарями. Если остановка вызывает перекрытие проезда, то ограждения устанавливаются на расстоянии 80 м в обе стороны. Операции по погрузке или выгрузке вагонов могут выполняться только при исправном состоянии всех устройств управления тормозов и сигнала крана, достаточной освещенности рабочей зоны и возможности полного и удобного ее обзора из кабины крана.

При выгрузке краном груза из кузова вагонов и подтягивании его к вагону, рабочий трос крана не должен отклоняться от вертикали. Защищенные грузом канаты, стропы или цепи не допускаются выдергивать или освобождать способом, вызывающим повреждение вагонов.

Заключение

В курсовом проекте для перевозки тяжеловесных грузов с массой брутто 6 т четырехосный полувагон, модель 12−532, техническая норма загрузки данного подвижного состава составляет 24 тонны.

Тяжеловесные грузы прибывают в четырехосных полувагонах, 70 ⁰/₀ — груза выгружается по схеме '' вагон — склад'', 30 ⁰/₀ — груза выгружается по схеме

'' вагон — автомобиль''

Для хранения тяжеловесных грузов по обоим вариантам необходима открытая площадка, покрытая сборными плитами по песчаному основанию шириной 10 м и длиной 163 м.

Для перегрузки тяжеловесных грузов применяются два стреловых крана: по первому варианту — КДЭ-151 и по второму варианту — КС-4561. В качестве грузозахватного устройства применяются стропы. Длина погрузочно-выгрузочных фронтов составляет 163 м. Выполнено определение необходимого числа ПРМ по двум условиям обеспечения выполнения заданного объема работы и структуры ремонтного цикла, обеспечению перерабатывающей способности грузового фронта. В результате к проектированию принято 2стреловых крана КДЭ-151 и 2 крана КС-4561.

Требуемое количество подач-уборок вагонов на грузовой фронт по-первому варианту равно 8, по-второму-8. Выполнены проверочные расчеты длины площадки. В результате выполненных расчетов по вариантам схем КМАПРР, получены следующие результаты: суммарные годовые эксплуатационные расходы: по-первому варианту-96 705ден.ед, по-второму варианту-107 342ден.ед Так как капитальные затраты и годовые эксплуатационные расходы по-первому варианту меньше, чем по-второму варианту, то однозначно оптимальным является первый вариант.

Литература

Берлин Н. П., Негрей Н. П., Скоробогатько В. В., Циркунов Г. А Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ на предприятиях железнодорожного транспорта. Часть 1, 2, 3. Гомель: БелИИЖТ, 1986,1987, 1990 .

Гриневич Г. П Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожном транспорте.-М.: Транспорт, 1986.

Падня В.А. Погрузочно-разгрузочные машины .- М.: Транспорт, 1981.

Правила перевозок грузов. Часть 1. М.: Транспорт, 1985

Единые нормы выработки и времени на вагонные, автотранспортные и складские погрузочно-разгрузочные работы .- М.: Транспорт, 1986