Курсовая работа: Угольный склад

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра ТММ и ОК

УГОЛЬНЫЙ СКЛАД

Курсовая работа по дисциплине

Транспортно-грузовые системы

Новокузнецк, 2007г.

Содержание

Введение

1. Определить исходные данные для расчёта грузовых фронтов

2. Разработка варианта механизма

2.1 Технологический процесс

2.2 Выбор оборудования

2.3 Расчёт грузового фронта

2.4 Определение размеров штабелей

2.5 Определение количества погрузоразгрузочных машин

2.6 Расчёт конвейеров

3. Определение технико-экономических показателей

Вывод

Список литературы

Введение

Транспортно-грузовые системы включают в себя погрузоразгрузочные пути, сооружения, приёмные устройства, средства механизации погрузки, разгрузки вагонов, вагонные весы, специальные маневровые средства, средства механизации очистки вагонов от остатков сыпучих грузов. Транспортно-грузовая система (ТГС) выполняет приём грузов, хранение, сортировку, формирование и расформирование пакетов и других операций. Операции производимые с грузами делятся на основные, связанные с перемещением и вспомогательные, не связанные с перемещением, продолжительности операции определяется графоаналитическим методом при проектировки или путём проведения хронометражных наблюдений.

В курсовой работе необходимо для заданной технологической схемы угольного склада.

По заданной величине грузопотока, величине запасов груза, спроектировать грузовой фронт, выбрать оборудование, рассчитать размеры штабелей и разметить их на площадки, затем определить производительность средств механизации, их потребное количество. Определить технологические параметры конвейеров для заданной схемы и разработать эскизный проект угольного склада на формате А1 В стандартном масштабе. На основании полученных данных определить технико-экономические показатели (ТЭП).

1. Определить исходные данные для расчёт грузовых фронтов

1. Определение суточного грузооборота:

Q_c =Q_г /365 т/сут, где (1)

Q_г – годовой грузооборот, т/год;

Q_c =Q_г /365=900000/365=2465,7 т/год

2. Определение рассыпания груза рассчитывается по формуле:

Q_р = Q_с *К_н , где (2)

Q_с – количества груза рассыпаемого при разгрузке;

К_н – коэффициент неравномерности;

Q_р = Q_с *К_н =2465,7 *1,2=2958,8т/сут

3. Определение количество вагонов в сутки рассчитывается по формуле:

N_c = Q_с /Р_т т, где (3)

N_c – расчёт количества вагонов;

N_c = Q_с /Р_т = 2465,7 /63=40 ваг/сут

4.Определение количества вагонов в маршруте рассчитывается по формуле:

N_р = N_c * К_н , где (4)

N_р – количество вагонов;

N_р = N_c * К_н =40*1,2=48 ваг/сут

5. Вес поезда рассчитывается по формуле:

Q_нетто = 1900/2400 т

6.Количество маршрутов в сутки рассчитываются по формуле:

N= Q_с / Q_нетто (5)

n= Q_с / Q_нетто =2465,7/2000=2 марш/сут

7. Уточняем вес поезда:

Q_нетто = Q_с /n(6)

Q_нетто = Q_с /n = 2465,7 /2=1232,85т

8. Уточняем вес поезда в маршруте:

m = Q_нетто /Р_т (7)

m = Q_нетто /Р_т =1232,85/63=20 ваг в марш

9. Схема грузопотоков:

Рис. 1 Схема грузопотоков: 1 – эстокада, 2 – штабель, 3 – бункер.

Q_пр = Q_с *α_n (8)

Q_пр = Q_с *α_n =2465,7*0,2= 493,14т/сут

Q₁ = Q_р -Q_пр (9)

Q₁ = Q_р -Q_пр =2958,8-493,14=2465,66 т/сут

Q₂ = Q_с -Q_пр (10)

Q₂ = Q_с -Q_пр =2465,7-493,14=1972,56 т/сут

Q_∑ = Q_р +Q_пр +Q₁ +Q₂ (11)

Q_∑ =Q_р +Q_пр +Q₁ +Q₂ =2958,8+493,14+2465,66+1972,56=7890,16тперераб./ сут

Груз влажный со второй половины октября средней степени смерзаемости.

Разогрев в тепловых горожан.

Т= 2,5ч уголь

Т_пу =0,3 часа

Вмещаемость тепловой секции 8 вагонов (4-х осных).

11. Длина локомотива l_лок =25м

Длина вагона l=14,5м

12. α_в =6 руб/час

13. α_м =120 руб/час

14. α = 35^о – угол естественного откоса.

Рис. 1 ρ – угол естественного наклона.

14. Н_в =0,00242 – норма выгрузки угля на одного человека в час.

15. Т_н = 0,46 часа – норма выгрузки состава на эстокаде, через люки на обе стороны.

t_пз =0,15 часа, норма на открывание и закрывание люков.

16. Площадка под угольный склад.

Рис. 2 Площадка угольного склада; ВВ – вагонные весы; Э – эстокада.

2. Разработка схемы механизации

На рисунке 36 показана технологическая схема транспортно-грузовой системы с использованием мостовых перегружателей (с пролётом 60м).

Она состоит: 1.эстокада, 2.разгружаемые вагоны, 3.бурофрезерная машина (БРМ 100), 4.электрические люкозакрыватели, 5. мостовой перегружатель, 6. штабель груза,

7.бункер на опоре, 8.ленточный питатель (7м длиной), 9.узел боковой пересыпки груза, 10. конвейерная галерея,

11. горизонтальный конвейер, 12. фундамент подкрановых путей,

13.подкрановые пути, 14.разгрузочный путь, 15.мостовые перегружатели (7м длиной).

Передвижение мостовых перегружателей по путям является установочными, без груза. Грейфер устанавливается на него по объёму от вида груза.

2.1. Технологический процесс

Площадка А*Б привязанного к заводской сортировочной станции А. Вагоны со стороны завода прибывают на второй путь, с тепловозом в голове состава. Производится приемосдаточные операции, после отцепки тепловоз следует по первому пути в хвост состава, отцепляет необходимую группу вагонов и с вытяжкой вперёд вагонами движется по первому пути на весы расположенные по четвёртому пути. После взвешивания вагоны осаживаются в «тепляк» на пятый путь, прицепляет вагоны с размороженным углём и переставляет их на шестой путь. После вагоны с замершим углём загоняют в «тепляк» на пятый путь. Затем вагоны с размороженным углём осаживают на эстакаду девятого пути. Электрооткрывателями открывают люка вагонов и выгружают уголь в штабеля, остатки выгружают с помощью пакетным вибратором ВРШ-3 (3 мин. на вагон). После выгрузки люки закрываются, и вагоны осаживаются на третий путь станции А.. С третьего пути локомотив переезжает на второй путь забирает следующую группу вагонов и осаживает их на весы для взвешивания. После провески вагоны осаживаются в «тепляк» на седьмой путь, цепляются вагоны с разогретым углем, после отставляют их на восьмой путь, а вагоны с замёршим углём ставят на седьмой путь в «тепляк» на разморозку. Вагоны с разогретым углём с восьмого пути осаживают на девятый путь эстокады. Производится открытие люков и разгрузки вагонов, после люка закрываются, и вагоны осаживаются на третий путь, накопления порожних вагонов.

2.2. Выбор оборудования

Для обеспечения технологического процесса выбираем следующие оборудования (рисунок 6):

Конвейер:

1. Производительность (т/час) – 521,4

2. Длинна конвейера (м) – 6

3. Ширина ленты (мм) – 400

4. Скорость ленты (м/с) – 1,4

5. Мощность привода (кВт) – 20

6. Коэффициент амортизации – 0,18

7. Стоимость (руб.) – 30000

Электрический люкоподъёмник:

1. Скорость подъёма (м/с) – 0,2

2. Грузоподъемность (т) – 3

3. Мощность двигателя (кВт) – 0,2

4. Масса подъёмник (кг) – 85

5. Оптовая цена (руб.) – 85000

Самоходная портальная тележка:

1. Длина пролёта (м) – 10,5

2. База тележки (м) – 6,2

3. Скорость передвижения (м/мин.) – 30

4. Мощность электродвигателя (кВт) – 24

5. Масса (т) – 8

6. Оптовая цена (руб.) – 50000

Накладной вибратор ВРШ – 2:

1. Очистка вагона (мин.) – 3-6

2. Чистота колебаний (кол/час) – 1300

3. Возмущающая сила (кН) – 200

4. Масса (т) – 4,5

5. Оптовая стоимость (руб.) – 60000

6. Коэффициент амортизации – 0,25

БРМ 100:

1. Техническая производительность (т/час) – 250

2. Скорость опускания фрез (м/с) – 0,12

3. Диаметр фрез (мм) – 650

4. Мощность привода (кВт) – 100

5. Оптовая цена (руб.) – 100000

6. Коэффициент амортизации – 0,75

7. Масса (т) – 7,8

Бульдозер Д – 686:

1. Мощность двигателя (лошадиных сил) - 100

2. Цена (руб.) - 167000

3. Коэффициент амортизации – 0,4

Козловой кран:

1. Грузоподъёмность (кг) - 20000

2. Длина пролёта (м) – 34

3. Число шагов (м) – 10

4. Высота подъёма (м) – 12

5. Скорости (м/с):

подъём груза – 0,23

передвижение тележки – 0,23

передвижение крана – 0,4

6. Мощность электродвигателя (кВт) – 54,2

7. Масса крана (т) – 50

8.Оптовая цена (руб.) – 30000

9. Коэффициент амортизации – 0,16

2.3. Расчёт грузового фронта

Производится расстановка вагонов или автомашин: для этого проектируется грузовой железнодорожный путь, устанавливаются средства механизации для погрузки, разгрузки вагонов. Приёмные устройства в виде площадки, эстокады или бункеров, весовых устройств, специальных весовых устройств, специальных маневровые устройства, средства связи и др.

Грузовые фронты принято классифицировать по приёмным устройствам и средством механизации:

Грузовые фронты применяются следующие: оборудованные эстокадой или повышенными путями, бункерными устройствами, стационарными механизмами, передвижными механизмами и т.д.

Порядок расчёта:

1. Количество подач:

Х_м = , где (12)

- 2;

- занятие эстокады подвижным составом (5000 руб.);

- 0,03;

- 0,1;

Х_м = = =3м.ц.

2. Расчёт длинны эстокады:

l_э =((N_c *l)/( Х_м *n)+l_лок ), где (13)

l_э =((N_c *l)/( Х_м *n)+l_лок )=((40*14,5)/(3*2))+25=121м

3. Расчёт длинны эстокады исходя из переработки расчётного грузопотока:

L_{m in} =Q_p (Pт+l*П₁ (t_обм +t_пз ))/Т*П₁ *Р_т , где (14)

Т – 19,5ч;

t_обм – 0,3ч;

t_пз – 0,15ч;

П₁ – 7,5 п/(п*м*ч);

L_{m in} =Q_p (Pт+l*П₁ (t_обм +t_пз ))/Т*П₁ *Р_т =2958,8(63+14,5*7,5(0,3+0,15)/(19,5*7,5*63))=36м

4.Определение количества вспомогательного оборудования ВРШ – 2:

Z_ВРШ-2 = ((N_p *6)/60)*T), где (15)

Z_ВРШ-2 = ((N_p *6)/60)*T)=((48*6)/60)*19,5)=93,6

4. Определение высоты эстокады:

Н=, где (16)

Н==

Размеры высоты штабеля и высота эстокады отображается на рисунке 3.

Рис.3 Схема эстокады.

Рис.4 Схема угольного двора.

2.4 Определение размеров штабеля

Согласно заданию необходимо разместить на угольном складе запас заданной величины:

Е_зап =Q_c *T_c *;где (17)

γ_м – насыпаемая плотность (0,8)

Е_зап =Q_c *T_c *=2465,7*15*=462м

Рис. 5 Трапециодальный вид штабеля: В – ширина штабеля, м; L – длина штабеля, м; H – высота штабеля, м; H_max – максимальная высота насыпи штабеля.

Размер штабеля определяется по формуле:

V_шт = H₁ *(L- H₁ *ctgρ)(B-H₁ *ctgρ)+(H₂ *B*L), (18)

V_шт = H₁ *(L- H₁ *ctgρ)(B-H₁ *ctgρ)+(H₂ *B*L)=5*(59-5*1,4)(32-5*1,4)+(2,5*32*59)=11220м³

Рис. 6 Схема угольного склада.

2.5 Определение количества погрузоразгрузочных машин.

Z= (Q_пр /П_пр )+(Q₁ /(П₁ *Т))+ (Q₂ /(П₂ *Т)), где (19)

Q_пр , Q₁ , Q₂ – грузопотоки;

П_пр , П₁ , П₂ – производительность механизмов при перемещении грузопотоков;

П_i =(3600*G_гр )/T_{ц i} , где (20)

G_гр – вес груза поднимаемого грейфером;

G_гр = Q_гр /2 (21)

T_{ц i} =t_захв +α(t₁ + t₂ +… t_n )+ t_выс , где (22)

T_{ц i} – Время от захвата до захвата в секундах при перемещении;

α – коэффициент передвижение груза,(0,85);

Q_гр =15т; U_п =1м/с; U_пер =4м/с;

Что бы определить время цикла необходимо: 1.Выполнить схему угольного склада. 2.Нанести все технические размеры. 3.Нанести траекторию перемещения грейфера. 4.Вычеслить время цикла.

G_гр = Q_гр /2=20/2=10т

T_цпр =t_захв +α(t_1-2 +t_2-3 +t_3-2 +t_2-1 )+t_выс

t_захв = t_выс =(L_k /U_k )+t_p (23)

t_захв = t_выс =(L_k /U_k )+t_p =(3/0,5)+1,5=7,5сек.

U_пер =1,2с; U_п =0,8с

T_цпр =t_захв +α(t_1-2 +t_2-3 +t_3-2 +t_2-1 )+t_выс =7,5+0,85(14+37+37+14)+7,5=

=101с

t_1-2 =(L_1-2 /U_п )+2=((9+1,5-1,0)/0,8)+2=14с

t_2-3 =(L_2-3 /U_пер )+2=((36+6)/1,2)+2=37с

П_пр =(3600*G_гр )/T_{ц i} =(3600*10)/101=356т/ч

Т_ц1 =t_захв +α(t_1-2 +t_2-4 +t_4-2 +t_2-1 )+t_выс =7,5+0,85(14+22+22+14)+7,5=76с П₁ =(3600*G_гр )/T_ц1 =(3600*10)/76= 474т/ч

t_1-2 =(L_1-2 /U_п )+2=((9+1,5-1,0)/0,8)+2=14с

t_2-4 =(L_2-4 /U_пер )+2=((17+6)/1,2)+2=22с

T_ц2 =t_захв +α(t_6-7 +t_7-3 +t_3-7 +t_7-6 )+t_выс =7,5+0,85(4+16+16+4)+7,5=49с

T_5-4 =(L_5-4 /U_п )+2=((9-7,5)/0,8)+2=4с

T_4-3 =(L_4-3 /U_пер )+2=((17/1,2)+2=16с

П₂ =(3600*G_гр )/T_ц2 =(3600*10)/49=734т/ч

Z= (Q_пр /П_пр )+(Q₁ /(П₁ *Т))+ (Q₂ /(П₂ *Т))=( 493,14/356)+

+( 2465,66/(474*19,5)) +(1972,56/(734*19,5))=4машины.

2.6 Расчёт конвейеров

Методика ПромтрансНИМпроект.

Ленточный конвейер для перемещения сыпучих грузов проектируются индивидуально для каждого промышленного проёкта из типовых стандартных элементов, роликов рабочей и холостой ветви, натяжной и приводной станции, ленты замкнутые, рамы загрузочной устройства. Для определения технических параметров конвейеров используется методика ПромтрансНИМпроект, после определения параметров, размножают заказ на машинном заводе, где разрабатываются чертежи и изготавливают их.

1. Производительность конвейеров:

П_{к i} =1,1* П_i (24)

П_к1 =1,1* П1=1,1*474=521,4 т/ч

2. Длина конвейера:

L_k1 =6 м

3. Ширина ленты конвейера:

В_л =, где (25)

С – коэффициент заполнения конвейера (285м);

- скорость движения ленты (1,4 м/с);

В_л ===1,2 м

4. Ширина ленты по вмещаемость кусков груза:

Рядовой уголь:

В≥2а+200мм (26)

В=2*100+200=400мм

5. Определение мощности конвейера:

Р=К₃ *N₁ /ζ, где (27)

К₃ – 1,1;

ζ – 0,94;

N₁ – расчёт мощности на приводном цилиндре барабана;

N₁ =(К₄ **L_k +0,00016*П_к * L_k )*К₅ *К₆ ,где (28)

К_4­ =0,035

К₅ = 1

К₆ =1

N₁ =(К₄ **L_k +0,00016*П_к * L_k )*К₅ *К₆ =(0,055*1,3*6+0,00016

521,4*6)*1*1=27 кВт

Р=К₃ *N₁ /ζ=1,1*24/0,94=20 кВт

Рис. 7 Профильная схема конвейера: 1 – груз; 2 – лента; 3 – рабочие ролики; 4 – ролики холостого хода; 5 – рама; 6 – галерея.

Рис. 8 Схема конвейера.

3.Определение технико-экономических показателях варианта

Е_пр =S+Е_н *К, где (29)

Е_н – нормативный коэффициент (0,12);

С= S/Q_г (30)

Р= Q₂ /П₂ (31)

S=(1,8*Ф_от +∑А+∑Р+∑Э+∑Н)*1,3+∑S_пс , где (32)

Ф_от – фонд оплаты труда;

∑А – оплата амортизации;

∑Р – отчисление на текущий капитальный ремонт;

∑Э – расходы электроэнергии и ГСМ;

∑Н – налоги;

∑S_пс – затраты за подвижной состав, отчисление РЖД;

1. Фонд оплаты заработной платы рассчитывается по формуле:

Ф_от =(Ч_м *а_м + Ч_гр * а_гр +Ч_опер *а_м )(1+β)*12, где (33)

Ч_м­ – численность механизаторов;

а_м – зарплата механизаторов;

Ч_гр­ – численность грузчиков;

а_гр – зарплата грузчиков;

Ч_опер­ – численность операторов;

а_опер – зарплата грузчиков;

1. Фонд заработной платы.

Списочный состав рабочих.

Л_гр =((Н_в *Р_т *(N_c /Х_м *n)Т_n )*3) (34)

Л_гр =((Н_в *Р_т *(N_c /Х_м *n)Т_n )*3)=((0,00242*63*(43/3*2)*0,46)*3=2чел.

Ф_от =(Ч_м *а_м +Ч_гр * а_гр +Ч_опер *а_м )(1+β)*12=(3*10000+2*7000+

3*6000)(1+0,6)*12=1190400 руб.

2. Определение амортизационных отчислений:

Оборудование.

Сооружение.

Всего: 758062,8 руб.

3. Затраты на ремонт:ы

∑Р=Р_обер +Р_соор , (35)

Р_соор =α_еб *К_обр (36)

Р_соор =α_еб *К_обр =0,05*509330=25466,5руб./год

Р_соор = α_сооб *К_соор (37)

Р_соор = α_сооб *К_соор =0,02*1203008=24060,16 руб./год

∑Р=Р_обер +Р_соор = 25466,5+24060,16=49526,66 руб/год

4. Затраты на электричество и ГСМ:

∑Э=∑Э_эн +∑Э_гор ; (38)

∑Э_эн =( w*K₃ *n)/1000, где (39)

W – суммарная мощность двигателя, (кВт);

n= (Q_пр /П_пр )(Q₁ /П₁ )(Q₂ /П₂ )*365 (40)

n=(Q_пр /П_пр )(Q₁ /П₁ )(Q₂ /П₂ )*365=(504,1/504,1)(2520,4/474)*

*(2016,4/734)365= 18077231час/год

∑Э_{эн к} =( w*K₃ *n)/1000=(20*0,4*18077231)/1000=144617 руб.

∑Э_{эн кон} =( w*K₃ *n)/1000=(20*0,8*18077231)/1000=289235руб.

∑Э_эн =∑Э_{эн к} +∑Э_{эн кон} =144617+289235=433852руб.

∑Э_гор =α_эн ((w*m*n)/1000), где (41)

m – удельная мощность двигателя;

∑Э_гор =α_эн ((w*m*n)/1000)=17500((100*1,02*365)/1000)= 651525руб.

∑Э=∑Э_эн +∑Э_гор =433852+651525=1085377руб.

5. Налоги.

∑Н=0,02*К (42)

∑Н=0,02*К=0,02*1203008=34246,76руб./год

6. расход на оплату подвижного состава РЖД:

∑S_пс =S_ваг +S_лок (43)

S_ваг =(а_в *Q_год *t_гр )/Р_т (44)

S_ваг =(а_в *Q_год *t_гр )/Р_т =(120*920000*0,46)/63=806095 руб.

S_лок =365*а_м *Х_м *n*t_обм (45)

S_лок =365*а_м *Х_м *n*t_обм =365*120*3*2*0,3= 78840 руб.

∑S_пс =S_ваг +S_лок =806095+78840=884935 руб.

S=(1,8*Ф_от +∑А+∑Р+∑Э+∑Н)*1,3+∑S_пс =(1,8*1190400+758062,8 +1085377+34246,76)*1,3+884935=6512123,5руб.

С= S/Q_г =6512123,5/920000=7,0руб/т

Р= Q₂ /П₂ =2016,4/734=2,7 т/чел.*год

Выводы

1. Для реализации проекта требуется инвестиции К=6689892руб/год.

2. Производительность труда составляет Р=7,0руб/т

3. Себестоимость грузоперевозки С=2,7 т/чел.*год

4. Необходимая численность занятых рабочих 11человек.

Список литературы

1. Н.Р. Журавлёв, О.В. Маликов Транспортно-грузовые системы, Москва магистраль 2006г. Учебник;

2. Г.П. Гриневич Комплексная механизация и автоматизация погрузоразгрузочных работ на железнодорожном транспорте, издание 4-е Москва транспорт 1984г.

3. Конспект лекций.

4. В.Г. Юшков Транспортно-грузовые системы часть 1 и часть 2 1982г, 1998г. Пособие для кругового и дипломного проектирования.