| Министерство образования и науки Украины
Одесский национальный морской университет
Кафедра «Подъёмно-транспортные машины и механизации перегрузочных работ»
Расчётно-графическое задание по теме:
«Выбор оптимальной схемы загрузки вагона пакетированных грузом и подбор соответствующего вагонного погрузчика»
Принял:
Заика В.М.
Студентки ФЭУ 1-4
Кириленко Алины
Одесса-2011
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Определение оптимальной схемы загрузки вагона
3. Определение эффективности загрузки вагона
4. Подбор погрузчика по грузоподъемности
Введение
В материале расчетно-графического задания рассматриваются вопрос повышения эффективности использования железнодорожного использования железнодорожного подвижного состава, на примере крытых железнодорожных вагонов, при перевозке пакетированного груза, а так же анализ и выбор, с учетом требований оптимальной загрузки вагонов, технико-эксплуатационных параметров одного из наиболее распространенных видов перегрузочного оборудования - колесного фронтального погрузчика. Сущность системы пакетных перевозок, используемой в смешанных перевозках грузов, состоит в укреплении грузовых мест преимущественно с помощью гибких обвязок и плоских поддонов, на которые укладывается груз, образуя пакеты, с параметрами достаточными для рационального использования грузовместимости и грузоподъемности судов и других транспортных средств, перегрузочного оборудования, а также для обеспечения сохранной транспортировки грузов. Отличительная черта системы пакетных перевозок — ее относительно низкая капиталоемкость: пакетные перевозки требуют в 8-10 раз меньше капитальных затрат по сравнению с контейнерными перевозками. К другим достоинствам системы пакетных перевозок относятся: способность охвата широкой номенклатуры перевозимых грузов, возможность комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ. Производительность труда при пакетном способе доставки грузов повышается в 3-4 раза. Время доставки грузов при пакетном способе перевозки грузов снижается в 8-11 раз.
погрузчик колесный вагон грузоподъемность
1. Исходные данные
Таблица 1. Исходные данные
| Размеры пакета, мм
|
Масса, кг
|
Тип пакета
|
Тип вагона
|
| 1010×1260×786
|
1010
|
ПД
|
68-ЦМ
|
Таблица 2. Характеристики крытого железнодорожного вагона
| Наименование
|
Единицы измерения
|
Тип вагона 68-ЦМ
|
| Грузоподъёмность
|
т
|
68,0
|
| Полезный объём груза
|
м3
|
122
|
| Внутренние размеры кузова:
|
| длина
|
мм
|
13844
|
| ширина
|
мм
|
2762
|
| высота
|
мм
|
2798
|
| Размеры двери:
|
| ширина
|
мм
|
2000
|
| высота
|
мм
|
2266
|
| Наружные размеры:
|
| длина по осям цепки
|
мм
|
14730
|
| длина кузова
|
мм
|
14320
|
| ширина
|
мм
|
3020
|
| высота (над головкой подкранового рельса)
|
мм
|
4674
|
| высота пола над головкой рельса
|
мм
|
1280
|
| База
|
мм
|
10000
|
| Масса (тара)
|
т
|
22,8
|
2. Определение оптимальной схемы загрузки вагона
Схемы загрузки вагона (1сх-4сх) приведены на рисунке 1.
Рассчитаем показатели, необходимые для выбора оптимальной схемы:
               Схема №1:
   n+∆n=[ Lв
-(Вп
+2vп
)]/
/(Ап
+δп
   ) m=1
                   Схема №2:
 n+∆n=[ Lв
-(3 vп
+2δп
)]/
/(Ап
+δп
) m=0
                    Схема№3
 n+∆n=[ Lв
-(3Вп
+2vп
)]/
/(Ап
+δп
) m=3
       Схема№4
   n+∆n=[ Lв
-(2Вп
+3vп
)]/
/(Ап
+δп
) m=2
В формулах приняты следующие обозначения
Lв
–длина вагона;
vп
–боковой укладочный зазор (оптимальная величина 45-60 мм);
δп
–фронтальный укладочный зазор (оптимальная величина 10-15 мм);
m—число рядов, состоящих из трех пакетов («тройников»), укладываемых длинной стороной вдоль вагона;
n—число рядов («пар») пакетов, укладываемых короткой стороной вдоль вагона;
∆n—дробный остаток;
Ап
—ширина грузового пакета, мм;
Вп
--длина грузового пакета, мм;
Схема №1
n+∆n=[13844-(1260+2*50)]/(1010 +10)=13,2 ≈13шт;
m=1
Схема №2
n+∆n=[13844-(3*50+2*10)]/(1010 +10)=13,4≈13шт;
m=0
Схема №3
n+∆n=[13844-(3*1260+2*50)]/(1010 +10)=9,7≈9шт;
m=3
Схема №4
n+∆n=[13844-(2*1260+3*50)]/(1010 +10)=10,9≈10шт.
m=2
Оптимальной является схема загрузки, при которой n-чётное (по условию обеспечения симметричной загрузки вагона, требуемой для равномерного распределения нагрузки на ходовые тележки вагона) и наибольшее из четырёх схем число; ∆n>0,5
При определении числа пакетов в одном слое (Nп.н.с
) следует учесть, что габариты пакетов не всегда разрешают уложить их «тройником» поперек вагона.
Для определения числа слоев пакетов по высоте вагона следует учитывать укладочный зазор по высоте h1
=50-80 мм.
Nс.в
=(Нв
-2*h1
)/hп
где Нв
- высота вагона по вертикальной части боковой стенки, мм.
Nс.в
=(2798-2*65)/786 =3,3≈3слоя.
Число пакетов, укладываемых в нижнем слое по какой-либо стандартной схеме:
Nп.н.с
=3m+2n
Схема №1
Nп.н.с
=3*1+2*13=29шт;
Схема №2
Nп.н.с
=3*0+2*13=26шт;
Схема №3
Nп.н.с
=3*3+2*9=27шт;
Схема №4
Nп.н.с
=3*2+2*10=26шт.
Число слоев пакетов, укладываемых на дверном просвете (Nс.д.п.
) меньше, чем число слоев в «крыльях» вагона, т.к. высота дверного просвета Нд
< Нв
:
Nс.д.п
=(Нд
-2*h1
)/hп
Nс.д.п
=(2266-2*65)/786 =2,7≈2 сл.
Если Nс.д.п
=Nс.в
, а на дверном просвете в одном слое размещается Nп.д.п
пакетов, то общее число пакетов в вагоне:
Nп.в.
= Nс.в
* Nп.н.с
Схема №1
Nп.в.
=3*29-3=84 шт;
Схема №2
Nп.в.
=3*26-4=74 шт;
Схема №3
Nп.в.
=3*27-3=78 шт;
Схема №4
Nп.в.
=3*26-4=74 шт.
3. Определение эффективности загрузки вагона
Коэффициент использования грузоподъемности вагона:
Кв.г.
=[1-(Qв
- Qгр
)/ Qв
]*100%
где Qв
- паспортная грузоподъёмность вагона, т;
Qгр
=gп
* Nп.в
-общая масса груза в вагоне, т;
Схема №1
Кв.г.
=[1-(68-84*1,010)/68]*100%=124,7%
Схема №2
Кв.г.
= [1-(68-74*1,010)/68]*100%=109,9%
Схема №3
Кв.г.
= [1-(68-78*1,010)/68]*100%=115,8%
Схема №4
Кв.г.
=[1-(68-74*1,010)/68]*100%=109,9%
Кв.г.
=[1-(Vв
-Vгр
)/Vв
]*100%={1-[Vв
- Nп.в
*(Ап
+vп
)*(Вп
+ δп
)*(h +2h1
)]/Lв
* Вв
*Нв
}*100%
где Vв
- объём прямоугольной зоны вагона, м.куб;
Vгр
- объём груза, уложенного в вагон с учётом укладочных зазоров, м.куб.
Схема №1
Кв.к.
=[1-(13844*2762*2798]-
-84*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=96,8%
Схема №2
Кв.к.
=[1-(13844*2762*2798]-
-74*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=85,3%
Схема №3
Кв.к.
=[1-(13844*2762*2798]-
-78*(1010+50)*(1260+10)*(786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=89,9%
Схема №4
Кв.к.
=[1-(13844*2762*2798]-
-74*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=85,3%
Коэффициент использования площади пола вагона
Кв.п .
=[1-(Sв
-Sгр
)/Sв
]*100%={1-[Lв
*Вв
- Nп.н.с
*( Ап
+vп
)*(Вп
+ δп
) ]/ Lв
*Вв
}*100%
где Sв
–общая площадь пола вагона, м.кв.
Sгр—
площадь пола, занимаемая пакетами (с учётом укладочных зазоров), м.кв.
Схема №1
Кв.п.
= [1-(13844*2762)-29*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762} *100 =
= 102,09%
Схема №2
Кв.п.
= [1-(13844*2762)-26*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844 * 2762} *100 =
= 91,5%
Схема №3
Кв.п.
=[1-(13844*2762)-27*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762}*100=
=95,1%
Схема №4
Кв.п.
=[1-(13844*2762)-26*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762}*100=
=91,5%
Полученные результаты расчёта показателей типовых схем сводим в таблицу 3.
Таблица 3. Анализ показателей загрузки вагона
| № схемы
|
Кол-во
пакетов в нижнем слое
|
Кол-во пакетов в вагоне,
|
Масса груза в вагоне,
|
Коэффициент использования вагона %
|
Вывод
|
| Nп.н.с
|
Nп.в
|
Qгр
|
Кв.г
|
Кв.к
|
Кв.п
|
| 1
|
29
|
84
|
84,84
|
124,7
|
96,8
|
102,09
|
-
|
| 2
|
26
|
74
|
74,74
|
109,9
|
85,3
|
91,5
|
+
|
| 2
|
27
|
78
|
78,78
|
115,8
|
89,9
|
95,1
|
-
|
| 4
|
26
|
74
|
74,74
|
109,9
|
85,3
|
91,5
|
-
|
Оптимальной является 2,4 схемы загрузки, так как n – чётное, что удовлетворяет условию обеспечения симметричной загрузки вагона, требуемой для равномерного распределения нагрузки на ходовые тележки; ∆n=<0,5. По схеме №2,№4 наиболее рационально используется грузоподъёмность вагона, а также полезный объём кузова. Принимаем к реализации схему 2.
4. Подбор погрузчика по грузоподъёмности
По окончательному выбору схемы производится предварительный подбор погрузчика по величине его паспортной грузоподъёмности Qп.п
, причем
Qп.п
≤gп
Рис. 1 Колесный фронтальный погрузчик с консольным грузоподъёмником общего назначения
1-ведущий мост;
2-внутренняя (выдвижная) рама грузоподъёмника;
3-центр поворота машин;
4-защитное сооружение;
5-наружная (неподвижная) рама грузоподъёмника;
6-моторный (аккумуляторный) отсек;
7-противовес;
8-каретка грузоподъёмника;
9-центр тяжести груза;
10-вилочный захват.
Выбираем погрузчик «Сесаб»-ЕСО/Н12-1 с грузоподъёмностью Qп.п
=1200 кг.
Установим фактическую грузоподъёмность погрузчика определяется из условия постоянства величины опрокидывающего момента, т.е. при постоянном коэффициенте устойчивости погрузчика Ку.п
=соnst.
При укладке пакетов по схеме №2:
Qп.ф
= Qп.п
*(lо.п
+∆Т)/(lо.ф
+∆Т),
Где lо.п
– фактическое расстояние от передней плоскости каретки до центра тяжести поднимаемого вилами пакета (мм); lо.ф
=0,5Ап;
∆Т—расстояние от передней плоскости кареты до оси передних колёс, мм.
Qп.ф
=1200*(400+360)/(0,5*750+360)=1257,9 т.
По рассчитанной фактической грузоподъёмности выбираем погрузчик «Сесаб»-ЕСО/Н12-1 и приводим его характеристики в таблице 4.
Таблица 4. Характеристики погрузчика 4004М
| Наименование
|
Единицы измерения
|
-
|
| Грузоподъёмность
|
кг
|
1200
|
| Расстояние от ЦТГ до спинки вил
|
мм
|
500
|
| Расстояние от каретки до оси передних колёс
|
мм
|
387
|
| Ширина
|
мм
|
1092
|
| Высота строительная
|
мм
|
2225
|
| Высота максимальная
|
мм
|
3781
|
| Высота подъёма вил
|
мм
|
3200
|
| Высота подъёма вил св.
|
мм
|
200
|
| Внешний радиус поворота
|
мм
|
1780
|
| Манёвренная характеристика D 90ш
|
мм
|
3067
|
| Рабочие скорости:
|
| Подъёма вил с грузом
|
м/с
|
0,31
|
| Опускание вил с грузом
|
м/с
|
0,55
|
| передвижения
|
м/с
|
3,9
|
| Привод
|
-
|
ЭЛ
|
| Давление на ось
|
кг
|
3520
|
| Масса
|
кг
|
2820
|
| Страна
|
-
|
Италия
|
|
