Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование складов сыпучих грузов

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

___________________________________________________________

Кафедра "Логистика и коммерческая работа"

Курсовой проект.

«Проектирование складов сыпучих грузов»

Содержание

Введение

В процессе производства и транспортирования наиболее трудоемкими являются работы по перемещению, погрузке, выгрузке и складированию сырья, материалов, полуфабрикатов и готовой продукции.

Наиболее эффективному использованию капитальных вложений, снижению производственных затрат способствует осуществление комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских работ, позволяющее снизить затраты труда и расходы на выполнение указанных работ, сократить непроизводительные простои подвижного состава, повысить рентабельность производства.

Функционирование складов тесно связано с работой внешнего тран-спорта и технологическим процессом предприятия. Поэтому выбор рациональных вариантов механизации погрузочно-разгрузочных работ на складе необходимо производить так, чтобы принятые решения учитывали как интересы транспорта, так и интересы предприятия.

Рациональный вариант механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ должен обеспечить

комплексную механизацию работ на всех этапах переработки груза;

снижение себестоимости переработки груза;

повышение производительности труда и сокращение количества занятых работников за счет совершенствования методов и приемов использования средств автоматизации;

сокращение ручного труда на переработке груза;

облегчение условий труда обслуживающего персонала;

сокращение простоя подвижного состава железных дорог, судов и автомобилей под погрузочно-выгрузочными операциями;

высокие технико-экономические показатели;

необходимые условия для рациональной работы внутризаводского транспорта, связывающего склад с другими объектами промпредприятия;

безопасность при производстве погрузочно-разгрузочных работ;

охрану окружающей среды.

Выбор рационального варианта механизации погрузочно-разгрузоч-ных и складских работ может быть сделан в результате всестороннего сравнения вариантов по технико-эксплуатационным и экономическим показателям, определение которых базируется на проектировании склада. В ходе проектирования устанавливаются основные параметры склада, выбираются средства механизации и их количество.

. Расчет и анализ грузопотоков склада

Проектирование склада сыпучих грузов начинается с расчетов внеш-них и внутрискладских грузопотоков.

Внешние грузопотоки грузопотоки – это грузопотоки прибытия на склад и от-правления грузов со склада на внешний (по отношению к складу) транс-порт Т₁ и Т₂ (см. рис. 1).

Внутрискладские грузопотоки – это перемещения грузов между различными технологическими участками внутри склада: с разгрузочного участка Р в зону хранения Х (см. рис. 8), из зоны хранения Х на участок погрузки П и т.д. (грузопотоки Q₁ , Q₂ ,…, Q₆).

При проектировании механизированного склада сыпучих грузов сна-чала определяют внешние средние суточные грузопотоки, т/сут:

- по прибытию грузов на склад : =646000/287=2251 т/сут ;

- по отправлению грузов со склада: =646000/262=2466 т/сут;

В этих формулах: Q_г - годовой грузопоток, т/год;Т_пр , Т_от - число дней работы склада в году по приему и отправлению грузов.

Расчетные внешние суточные грузопотоки определяют по формулам, т/сут:

по прибытию грузов на склад:

=2251*1,05=2364т/сут;

по отправлению грузов со склада

=2466*1,2=2960 т/сут;

- средние суточные грузопотоки по прибытию и отправлению грузов со склада, т/сут;К_пр, К_от - коэффициенты неравномерности прибытия и отправления грузов со склада.

Для расчетов внутрискладских грузопотоков составляют технологи-ческую схему переработки грузов на складе, на которой стрелками пока-зывают все внутрискладские перемещения грузов между технологичес-кими участками склада.На рис.1 показаны следующие возможные внутрискладские гру-зопотоки:

1 - разгрузка груза из транспорта прибытия Т₁ (железнодорожного или конвейерного) на участок временного хранения (ВХ - первичный отвал);

2 - прямая перегрузка груза из транспорта Т₁ на транспорт Т₂(автомобильный или железнодорожный);

3 - перегрузка груза из транспорта Т₁ сразу в зону основного хране-ния Х;

4 - перегрузка груза из первичного отвала в основное хранилище;

5 - перегрузка груза из первичного отвала сразу на транспорт от-правления Т₂ ;

6 - перегрузка груза из основного хранилища на транспорт отправ-ления Т₂ .

Расчетная суточная интенсивность первого грузопотока (разгрузка грузов из транспорта прибытия Т₁ в первичный отвал),

=2364*(1-0,2-0,1)=1654 т/сут;

Расчетная суточная интенсивность второго грузопотока (прямая перегрузка груза из транспорта Т₁ на транспорт Т₂ , минуя зону хранения Х), =2364*0,2=473 т/сут;

Расчетная суточная интенсивность третьего грузопотока (перегрузка груза из транспорта Т₁ в основную зону хранения Х, минуя первичный отвал), =2364*0,1=237 т/сут;

Расчетная суточная интенсивность четвертого грузопотока (пере-грузка груза из первичного отвала ВХ в основную зону хранения Х),

=2364-473-237-119=1535 т/сут;

Расчетная суточная интенсивность пятого грузопотока (перегрузка грузов из первичного отвала ВХ сразу в транспорт Т₂ , минуя зону основного хранения Х), =2364*0,05=119 т/сут;

Расчетная суточная интенсивность шестого грузопотока (погрузка

грузов из зоны основного хранения Х в транспорт отправления Т₂),

=2960-473*119=2368 т/сут.

В качестве вспомогательных показателей, характеризующих техноло-гию складских работ, могут быть определены величина грузопереработки Q_пер и коэффициент переработки грузов на складе. Величина грузопереработки Q_пер применительно к технологической схеме грузопотоков, приведенной на рис.1, может быть определена по формуле:

=1654+473+237+1535+119+2368=6386

где ,..., - величина годовых внутрискладских грузопотоков, т/год;

После подстановки значений грузопотоков и выполнения преобразо-ваний (применительно к технологической схеме на рис.1) получим:

=646000*(3-2*0,2-0,1-0,05)=1582700

Отсюда коэффициент переработки грузов определяется по формуле:

=2,45=3.

На железнодорожном транспорте простои вагонов под грузовыми операциями нормируются. Поэтому требуемую часовую интенсивность грузопотоков, связанных с погрузкой или выгрузкой грузов из вагонов, определяют по формуле, т/ч:

=7*60/0,53-0,3=1826; =2*60/0,53-0,3=522; =60/0,53-0,3=261; =3*60/0,23=783; =1*60/0,23=261; =4*60/0,23=1044.

Расчетный суточный вагонопоток, т.е. число ва-гонов, прибывающих за сутки на станцию в адрес проектируемого склада,:

=2364/60=40 ваг/сут;

Число вагонов в подаче, X _п = 1...4: =40/4=10 шт; N _сут – суточный вагонопоток; X _п – число подач вагонов к складу за сутки

Теперь общее число вагонов в подаче m_в распределяется по грузопотокам пропорционально суточной интенсивности грузопотоков, связанных с разгрузкой или погрузкой вагонов. При разгрузке вагонов возникают грузопотоки , , для которых число вагонов в подаче будет соответственно: =10*1655/2364=7 в.; =10*473/2364=2 в.; =10*237/2364=1в.

Mв-m2=8 ; m4=8*1535/4022=3 в.; m5=8*119/4022=1 в.;m6=8*2364/4022=4 в.

;

Часовая интенсивность грузопотоков, связанных с перемещением сыпучего груза, выгруженного из вагонов в приемные траншеи, в первичные отвалы у повышенного пути (на рис.1 это грузопотоки 4 и 5), зависит от суточного расчетного грузопотока, числа подач вагонов в сутки и от времени интервала между подачами; рассчитывается по формуле, ( т/ч ); =3*60/24=8 т/ч; =60/24=3т/ч; где Т_инт - среднее время интервала между подачами, ч.

Проектирование и определение параметров

погрузочно-разгрузочных участков складов

Погрузочный и разгрузочный участки склада аналогичны и поэтому здесь рассматриваем только методику расчета параметров разгрузочных участков склада сыпучих грузов, а погрузочные участки проектируют аналогично.

К основным параметрам участка разгрузки железнодорожного транспорта относятся:

L_ж - длина железнодорожного разгрузочного пути, м;

l_от, h_от, b_от - длина, высота и ширина первичного отвала для груза,

разгружаемого из вагонов;

m_в - число вагонов в подаче (группе) вагонов, подаваемых на

разгружаемый путь;

m_р - число одновременно разгружаемых вагонов;

X_п - число подач вагонов в сутки со станции примыкания к

к разгрузочному участку склада; τж- время разгрузки подачи вагонов.

Проектирование разгрузочного железнодорожного участка склада.

Определяют число вагонов в подаче (группе) вагонов, подаваемых одновременно на разгрузочный путь склада, по формуле (17).

Длина разгрузочного железнодорожного пути, м

=1*10*15+30=180 м, где l_в - длина пути для установки одного вагона 15 м; l_л - длина пути для установки маневрового локомотива 30 м; булева переменная, принимаемая за 1,для линейного грузового фронта;

Если участок разгрузки вагонов имеет повышенный путь, то опреде-ляют длину подхода этого пути (т.е. длину его подъема на высоту повы-шенного пути h_п ),

=2/0,018=112 м; где i – уклон пути на подходе к повышенному пути (допустимый уклон принимают i = 15...20 ^% т.е. i = 0,015...0,020 ).

Параметры повышенного пути или траншеи на разгрузочном участке непрерывного типа определяют в зависимости от его высоты с учетом потребной вместимости приемных устройств, т, которую устанавливают по формуле:

=1*10*60=600

Объем груза, помещающегося в приемных устройствах, =600/0,9=667 м³ ,где

- объемная масса груза, т/м^3.

Размеры приемных устройств b_т , h_т , b_ш , h_п определяем по формулам:

Принимая L_п = L_ж и решая обратную задачу, определяют сначала потребную площадь поперечного сечения груза в приемном устройстве

=667/180=4; для приемного устройства в виде повышенного пути:

; ; Fп=4=2*2; =2 (м); =2 (м).

Потребная наименьшая производительность механизмов и устройств, перегружающих сыпучий груз из первичного отвала или приемного бункера в штабель основного хранения, должна быть проверена по следующим формулам для линейного разгрузочного фронта с повышенным путем, тран-шеями или их сочетанием:

; 100.

Проектирование и определение параметров

зоны хранения грузов

К основным параметрам зон хранения грузов, которые должны быть определены при проектировании, относятся:

Е - вместимость зоны хранения, (т.е. количество сыпучих грузов, единовременно расположенных в складе), т;

V - объем сыпучих грузов в штабелях основной зоны хранения, м ³;

L_ш , В_ш , Н_ш – длина, ширина и высота основного штабеля.

Одновременно с определением параметров зон хранения устанавливают форму основного штабеля, способы поступления груза в штабель и выдачи из штабеля, а также параметры устройств и сооружений, служащих для этих процессов.

Потребную вместимость основного штабеля груза определяют по формуле:

=2251*4= 9004 т;

Объем основного штабеля сыпучего груза, =9004/0,9=10005м ^{3 .}

Штабели, формируемые грузоподъемным козловым краном, представляют собой форму обелиска с сечением в виде треугольника или трапеции (рис. 2). Объем такого штабеля рассчитывается по формуле.:

где Н_ш, L_ш, В_ш - соответственно высота, длина и ширина основного штабеля, м;

При проектировании склада, оборудованного козловыми или мостовыми кранами, длину штабеля обычно принимают примерно равной длине подачи вагонов L_ж, которая определялась ранее Lш=180 м . ; ; . Нш=6м,В1=18м,Вш=30 м, L1=168 м .

=6/6*(180*30+(180+168)*(30+18)+168*18)= 5400+16704+3024=25128 (м3).

Определение производительности и количества

подъемно-транспортных и погрузочно-

разгрузочных машин.

Потребная производительность этих машин определена ранее (разд. 4) при расчетах интенсивности внутрискладских часовых грузопотоков . Для определения числа машин циклического действия сначала определяют их производительность q_м в конкретных условиях работы на складе, =60/2,2*0,6*0,8*0,9=12 т/ч., где t - время одного цикла работы подъемно-транспортной машины; - вместимость грузозахватного устройства (грейфера, ковша), м³,находится в пределах 0,50...8,0 м³ и принимается по техническим характеристикам машины. f - коэффициент заполнения грузозахватного устройства грузом (принимают f = 0,7...0,9)

. Схема движения грейфера козлового крана к расчету продолжительности его цикла t_к.

В число элементарных операций в цикл работы козлового крана входят:

1 - захват сыпучего груза грейфером;

2 - подъем грейфера с грузом;

3 - передвижение грейферной тележки по мосту крана;

4 - опускание груженого грейфера на штабель;

5 - раскрытие грейфера и высыпание груза в штабель;

6 - подъем порожнего грейфера со штабеля;

7 - движение по мосту тележки с порожним грейфером;

8 - опускание порожнего грейфера в приемную траншею.

Время цикла козлового грейферного крана, мин

=0,18+2(0,3+0,6+0,12+0,1)*0,8+0,15=2,2 ,где - время зачерпывания сыпучего груза грейфером, мин 0,15...0,20 ; - средняя высота подъема грейфера с грузом, м; принимают 2...8 м ; - скорость подъема груза, м/мин; 15...20 м/мин; - среднее расстояние передвижения грузовой тележки крана в цикле при перемещении груза, 24 м у козлового крана; - скорость движения тележки по мосту, м/мин; 20... 60 м/мин; - среднее расстояние передвижения крана в цикле перемещения груза, м; расстояние передвижения крана в цикле, независимо от размеров складской ; - скорость движения крана по подкрановым путям, м/мин; принимается по технической характеристике крана; ориентировочно можно принимать 30...80 м/мин для козловых; - средняя высота опускания грейфера на штабель перед разгрузкой, м; принимают = 1...2 м; - продолжительность раскрытия грейфера и высыпания из него груза, мин; принимают 0,15 мин.

Потребное количество подъемно-транспортных машин циклического действия каждого типа для переработки внутрискладских грузопотоков, интенсивности которых были рассчитаны ранее (разд. 4), определяют по формуле:

=1/12*0,9*2364/24=9 (шт).

Определение параметров транспортирующих машин и устройств.

На складах для перемещения грузов из транспортирующих машин непрерывного действия наиболее широко применяются различные виды конвейеров (ленточные, пластинчатые, скребковые, винтовые и др.), а также пневмотранспортные установки.

Конвейеры устанавливаются по трассе перемещения грузов по одному на каждый участок и их общее количество определяется только видом трассы транспортирования. Участком трассы является прямолинейный отрезок трассы (горизонтальный, вертикальный, наклонный).

Определение параметров ленточного конвейера

Для ленточного конвейера с желобчатой лентой, у которого крайние ролики наклонены под углом 20^о, F =. Тогда общая формула приобретает вид: =565*0,6*0,6*1*0,9*0,8=146448

Поскольку сразу его решить невозможно, задаются скоростью движения ленты в пределах V= 0,60...3,15 м/с и определяют потребную ширину ленты конвейера, В этом выражении производительность конвейера =646000/262=24656/24=103 т/ч = = =0,6м=600мм приблизительно 650мм.

Определение мощности привода конвейеров

Мощность привода для любых конвейеров определяют по формулам:

при Р, кг: N=(303*1.3/102*0.9)*1.2=(393.9/91.8)*1.2=6кВт

где N - мощность электродвигателя привода конвейера, кВт;

Р - усилие, которое должен развивать привод конвейера для пре-

одоления всех сопротивлений;

V - скорость движения тягового органа, м/с(1,3);

- КПД электропривода конвейера; принимают = 0,8...0,9;

k₃ - коэффициент запаса мощности, учитывающий дополнительные

неучтенные сопротивления; принимают k₃ = 1,15...1,20.

Усилие, которое должен развивать привод конвейера, определяется через вес груза на конвейере и сопротивления движению тягового органа и груза, кг:

=10(10,3+14)*(0,3+0,95)=30,3*10=303 кг

где L - длина конвейера по осям концевых барабанов, м; q_г - вес груза в расчете на 1 м длины конвейера, кг;q_т - вес 1 м длины тягового органа, кг; принимают: для ленточного конвейера q_т = 6...7 кг при В = 650 мм; - угол наклона конвейера к горизонтали, град (см. прил. 1);w - приведенный коэффициент сопротивления движению тягового органа; принимается: для ленточных конвейеров w = 0,04...0,05. Определяем q_{т=Q/L=103/10=10.3 кг.}

Определение технико-экономических показателей склада.

При проектировании склада сыпучих грузов в рабочем проекте составляют смету затрат, а в техническом и эскизном проектах, какими и являются курсовой или дипломный проект, - сметный расчет стоимости (СРС).

Расчет капитальных затрат на строительство склада

Капитальные затраты, необходимые для строительства механизированного склада сыпучих грузов и оснащения его оборудованием, определяют по формуле, тыс.р.

где n - количество видов различного оборудования на складе; К_i - стоимость единицы оборудования i-го вида (кранов, погрузчиков и т.п.), тыс. р.; r_i - число единиц оборудования i-го вида;

К_к - стоимость конвейеров, тыс. р.; К_с - стоимость складского здания, подземных сооружений, галерей и других закрытых строительных конструкций, исчисляемая в зависимости от их объема, тыс. р.;К_п - стоимость площадок, автодорог и других строительных сооружений, исчисляемая в зависимости от их площади, тыс. р.;К_л - стоимость линейных строительных сооружений (железнодорож-ного пути, подкрановых путей, эстакад и т.п.), исчисляемая в зависимости от их длины, тыс. р.

Сметный расчет стоимости по механизированному складу сыпучих грузов.

№

п/п

Наименование

Единица измерения

Число единиц

Стоимость

единицы,

тыс.р.

Сумма,

тыс. р.

Кран козловой г/п 15 т, пролетом 32 м

Приводная станция

конвейера

Натяжная станция

конвейера

шт.

150

1350

Линейная часть

конвейеров

пог.м

100

Административное

здание 12 х 6 х 6 м

Конвейерная галерея 3х2,4 м, l = 40 м

м³

432

260

0,1

0,075

43,2

19,5

Подштабельное пок-

рытие складской

площадки

Автопроезд к складу

6х100 м

м²

2400

600

0,02

0,03

Разгрузочный желез

нодорожный путь

Подкрановые пути для козлового крана

пог.м

150

120

0,6

150

Всего

1845,7

К=1845,7 тыс.р.

Расчет годовых эксплуатационных расходов по складу.

Годовые эксплуатационные расходы по складу включают следующие основные составляющие, тыс. р./год.

где Э_з.п - расходы на заработную плату, тыс. р./год; Э_а - расходы на амортизацию, содержание и ремонт оборудования, тыс. р./год;Э_осв - расходы на освещение склада, тыс. р./год; Э_с.э - расходы на силовую электроэнергию, тыс. р./год; Э_т - расходы на топливо для двигателей внутреннего сгорания, тыс. р./год; Э_в - расходы на сжатый воздух для пневмотранспорта, тыс. р./год.

Расчет расходов на заработную плату.

Расходы на заработную плату, тыс. р./год, определяются по формуле:

=0,4*12*78*25000+12*10000*0,03*78=9640,8 тыс.руб где x_н.взн - суммарная ставка налогов и взносов в различные фонды, %; n - число разных категорий работников на складе; Р_i - списочное число работников i-й категории, чел.;ЗП_i - среднемесячная заработная плата работника i-й категории (с учетом премий, надбавок и других доплат), тыс. р./мес.;М - минимальный размер оплаты труда, тыс. р./мес. (М = 10 тыс. р./мес.);x_ц.с - ставка целевого сбора на содержание правоохранительных органов, % (x_ц.с = 3%).

Суммарная ставка налогов и взносов складывается из пяти составляющих.

=40%

Здесь - ставка взносов в Пенсионный фонд, % (= 28 %); - ставка взносов в Фонд обязательного медицинского страхования, % (= 3,6 %); - ставка взносов в Фонд государственного страхования, % (= 5,4 %);

- ставка взносов в Фонд занятости населения, % (= 2 %); - ставка транспортного налога, % (= 1 %).

Списочное число работников.

=65*1,2=78 человек, где - явочное число работников i-го вида в смену, чел.; - число смен работы склада в сутки работников i-го вида (устанавливается при расчетах интенсивности грузопотоков); - коэффициент перехода к списочному составу, зависящий от режима работы склада ( принимают = 1,2).

Расчет расходов на амортизацию, содержание и ремонт оборудования и сооружений склада

Расходы на амортизацию, содержание и ремонты оборудования определяют по формуле, тыс. р./год: , =94,2 тыс.р./год

Пример расчета расходов на амортизацию

и ремонты оборудования и сооружений по складу сыпучих грузов

№

п/п

Наименование

Стоимость,

тыс. р.

Норма отчисле-

ний, %

Расходы на амортизацию,

тыс. р./год

Краны козловые г/п 15 т, пролет 32 м

Подкрановые пути, l =120 м

Конвейер

ленточный стационарный:

линейная часть

приводы мощностью 5-50 кВт

натяжные станции (3)

сбрасывающая тележка (3)

плужковый сбрасыватель

лопастной питатель конвейера

ленточный передвижной длиной 5-10 м

Металлоконструкция: Кранов (9), рам, приводов, опор и т.п. выполняемая на месте .

Здание административное

Открытая складская площадка

Открытая платформа с асфалтобетонным покрытием высотой 1,2 м

Железнодорожный путь

Подкрановый путь:

козлового и башенного кранов

Автодорога асфальто-бетонная

Галерея конвейерная закрытая наземная

Эстакада, повышенный путь h = 2-9 м

Железнодорожный подход с уклоном 15-20 %% к повышенному пути высотой

Электросеть

Водоотводные сооружения

300

120

2,0-4,0

10-40

8-20

30-45

2,0-4,0

8-12

15-40

5,0-7,5

3,2-4,0

0,24-0,45

0,28-0,45

1,2-2,0

1,8-3,0

0,4-1,6

1,5-1,9

15-40

70-110

130-500

0,10-0,35

2,5

4,5

3,5

4,8

0,5

16,2

4,8

16,2

0,4

1,8

3,6

0,27

0,09

0,07

0,018

0,075

0,08

0,04

0,05

0,6

4,5

0,01

Всего по складу

94,1