Транспортно-грузовые системы. 5

 

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский  государственный индустриальный университет»

 

 

 

 

Кафедра организации перевозок и управления на транспорте

 

 

 

Курсовая работа

 

 

по дисциплине

«Транспортно-грузовые системы»

на тему

«Механизация погрузо-разгрузочных работ»

 

Специальность «Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожном)», 190701

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

ст.гр. МХЖ-09

Мирошникова М.

Проверил:

доцент

Дружинина М. Г.

 

 

 

 

 

 

 

Новокузнецк

2012

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………………..…….3

1 Определение  исходных данных для расчета  грузовых фронтов…………………….4

2 Расчет  объема груза переработки………………………………………………..…….5

3 Технология  работы грузовой станции…………………………………………………6

4 Разработка  первого варианта……………………………………………………...……7

4.1 Технологический  процесс ПР и С- работ…………………………………...…….7

4.2 Расчет  грузового фронта……………………………………………………..…….8

4.3 Определение  величины запасов и их размещение………………………….……8

4.4 Определение  производительности и количества  погрузо-разгрузочных машин……………………………………………………………………………………..10

4.5 Определение  технологических параметров конвейеров………………………..16

4.6 Выбор  оборудования……………………………………………………………...18

5 Разработка  второго варианта…………………………………………………...……..19

5.1 Технологический  процесс ПР и С- работ……………………………………..…19

5.2 Расчет  грузового фронта……………………………………………………...…..20

5.3 Определение  величины запасов и их размещение…………………………..….20

5.4 Определение  производительности и количества  погрузо-разгрузочных машин………………………………………………………………………………….….20

5.5 Определение  технологических параметров конвейеров………………………..25

5.6 Выбор  оборудования………………………………………………………….…..27

6 Сравнение  и выбор варианта……………………………………………………….....29

7 Разработка  графика работы выбранного варианта……………………………….….29

Заключение………………………………………………………………………...……..30

Список литературы………………………………………………………...…………….31

Лист замечаний…………………………………………………………………………..32

Приложение А Технологическая схема СК с применением автопогрузчика

Приложение Б Разработка графика работы выбранного варианта

 

Введение

Грузовые  системы на железнодорожном транспорте это комплекс сооружении, погрузо-разгрузочных машин и других устройств, предназначенных  для выполнения грузовых операций с  вагонами, автомобилями и другими  транспортными средствами, а также  для хранения грузов и выполнения внутрискладстких операций.

Задачей транспортно-грузовых систем является обеспечение погрузки и выгрузки с наименьшими затратами, содержание погрузо-разгрузочных машин в исправном состоянии, обеспечение сохранности груза, сокращение продолжительности грузовых операций, повышение производительности труда, рентабельности и снижение себестоимости.

Доставка сырья с места добычи, полуфабрикатов или готовой продукции с заводов или фабрик в места потребления или переработки осуществляется железнодорожным, автомобильным, речным или морским, воздушным, конвейерным, трубопроводным (пневматическим и гидравлическим), специальными (подвесными и монорельсовыми) дорогами.

Все эти  виды транспорта образуют транспортную систему государства и играют важную роль в развитии его экономики

В курсовой работе необходимо выполнить проект угольного склада согласно заданному  годовому грузопотоку Qг=800000 т/год с запасом сырья на 15 суток при работе в 2 смены.

Необходимо  для заданной схемы разработать  технологический процесс работы угольного склада, рассчитать грузовой фронт, определить производительность и потребное количество оборудования при заданной величине грузопотока, определить параметры конвейера  и размеры штабелей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Определение исходных данных  для расчета грузовых фронтов

 

  1. Рассчитывается суточный грузопоток

,          (1)

 

где Qг - годовой грузопоток по заданию, т/год;

 т/сут;

 

  1. Рассчитывается расчетный грузопоток

 

,                    (2)

 

где Кн - коэффициент неравномерности;

      Qр - расчетный суточный грузопоток;

;

 

  1. Рассчитывается суточный вагонопоток:

                                                           (3)

 

где Pm  - норма загрузки вагона, т;

     

;

 

  1. Рассчитывается расчетный суточный вагонопоток:

                                                         (4)

 

вагонов/сут.

 

  1. Рассчитывается вес маршрута:

Вес маршрута равен Qнетто =1900÷2400 т. Примем вес маршрута равным 2200т.

 

 

  1. Рассчитывается количество маршрутов в сутки:

,                                                         (5)

где n – количество маршрутов в сутки;

 

 

Так как  n ≤ 0,9 - перевозки немаршрутные и п. 7; 8 не выполнять.

9. Угол естественного откоса ρ=45 – уголь.

10. Восстановление сыпучести смерзшегося груза:

При Qг<800000 т/год, то разморозка производится механическим способом – бурофрезерной машиной БРМ 80/100, производительностью П=200 т/час.

11. Длина маневрового локомотива - Lлок=25м, длина вагона – l=14,5м

12. Норма времени на разгрузку вагонов на эстакаде на обе стороны

               Tn=0,46 часа с углем.

13. Время очистки полувагона от остатков сыпучего груза с помощью накладного вибратора ВРШ-2 - tоч=6мин.

 

2 Расчет объема груза переработки

Грузопотоки:

Прямая  перегрузка:

Qпр= αп∙ Qc, т/сут;                                                  (8)

 

где αп – коэффициент прямой перегрузки по заданию (0,31).

Qпр =

т/сут.

 

Перегрузка  в штабель:

Q1 = Qр - Qпр , т/сут;                                              (9)

Q1=

т/сут.

 

Перегрузка  из штабеля:

Q2 = Q1 =Qр - Qпр, т/сут;                                           (10)

Q2 = 2170,48 т/сут.

 

Суточный  объём перегрузки:

ΣQ=Qпр+Q1+Q2, т/сутки;                                         (11)

ΣQ=

т /сутки.

Рисунок 1- Схема перегрузки груза

 

3 Технология работы грузовой станции

С ЗСС прибывают груженые вагоны на путь 2 ст. «А», где производятся операции по приему, затем поездной локомотив  отцепляют и в хвост прицепляют маневровый локомотив, производится осаживание на путь 1. Затем состав взвешивают на пути 4 на вагонных весах. Далее вагоны подаются на эстакаду (путь 7), у вагонов открывают люки, и они разгружаются, уголь укладывается в штабель или осуществляется прямая перегрузка. После очистки порожние вагоны подаются на 3 путь ст. «А». После окончания накопления производится окончание формирования состава поезда, технического и коммерческого осмотра вагонов по отправлению, прицепки поездного локомотива, состав с грузовой станции отправляются на ЗСС.

 

Рисунок 2 – Схема путевого развития станции

пути: ходовой (главный),  2 – для приема груженого  состава, 3 – для отправления порожних вагонов, 4 – весовой, 5, 6 – маневровые вытяжные, 7 – эстакада.

 

4 Разработка первого варианта

4.1 Технологический  процесс погрузо-разгрузочных и  складских работ

С ЗСС  в сутки прибывает  35 вагонов, груженных углём (5 подач по 7 вагонов) на путь 2 станции «А», где производятся необходимые операции по приёму. После отцепки поездного локомотива и прицепки маневрового в хвост состав осаживают на весовой путь 4 для взвешивания. Далее вагоны подаются на грузовой фронт на эстакаду (путь 7), вдоль которой перемещается самоходная портальная тележка по путям. Происходит разгрузка полувагонов через люки, которые открываются электролюкозакрывателем. Груз высыпается рядом с эстакадой. После очистки полувагонов от остатков груза с помощью накладного вибратора ВРШ – 2 и закрытия люков состав из порожних вагонов подают на путь 3. После проведения необходимых операций по отправлению, отцепки маневрового локомотива и прицепки поездного состав отправляется на ЗСС. Перемещение груза и погрузка его в штабеля или в стационарный приемный бункер на угольном складе производится с помощью фронтального автопогрузчика Doosan M250. Под приемным воронкой находится горизонтальный конвейер, с помощью которого уголь попадает непосредственно в производственный процесс. Путевое развитие станции «А» представлено на рисунке 1.

 

4.2 Расчет  грузового фронта

Грузовой  фронт оборудован эстакадой, поэтому  оптимальное число подач при  ограничении вагонов в подаче при немаршрутных перевозках определяется по формуле:

,                                        (12)

где k0 – коэффициент, учитывающий выставочный путь, k0=2;

  aм – стоимость локомотива/часа, aм=1500 руб/ч;

  aв – стоимость вагона/часа, aв=60 руб/ч;

  l  − длина вагона;

  kп− 5000 руб./м;

  αn−коэффициент амортизации эстакады, αn=0,03; 

  γ – коэффициент, учитывающий эффективность капиталовложений, γ=0,1;

   tм− время выполнения маневров, tм=0,3 ч.

= 5 подач/сут.

 

Длина эстакады при подаче вагонов группами, м:

,                                                   (13)

 

где    φ – коэффициент неравновеликости подач, φ=1,2.

 

 

м.

 

 

Проверяем длину эстакады по перерабатывающей способности:

,м;                                      (14)

где    П1  – производительность с 1 п.м. эстакады, П1=7,5

tп.з.− подготовительно-заключительное время, tп.з.=0,15 часа;

    T – время работы, T=19,5 ч.

м.

Сравнивая результаты по (13) и (14) выбираем наибольшее значение и округляем до величины, кратной 3 метрам в большую сторону, м.

Затем определяем высоту эстакады:

Высота эстакады, м:

,                                                  (15)

 

где k – кратность выгрузки, k=1,

  − плотность груза по заданию, т/м3.

 

м.

Значение Нэ округляется в большую сторону до стандартного значения, Нэ=1,8 м.

 

4.3 Определение величины запасов  и их размещение

Расчет  штабеля трапецеидальной формы  проводится по формуле:

Величина  запаса, м3:

 

,                                                  (16)

где    − запас груза, сутки,

    , − величина запаса груза в каждом штабеле, м3.

 

 м3; 

 м3.

При открытом хранении укладка груза производится в трапецеидальный штабель.

Величина  запаса груза в каждом штабеле, м3:

,                                      (17)

 

где    H – высота штабеля, м;

    L – длина штабеля, м;

         B – ширина штабеля, м.

Принимается высота штабеля Н=3 м, длина штабеля принимается равной длине эстакады L=Lэ=146,8 м.

Величина В определяется решением кубического уравнения или методом подбора на калькуляторе:

м3;

 

.

Размещение штабелей и их количество определяется технологической схемой и  выбранными ПРМ.

 

4.4 Определение производительности  и количества погрузо-разгрузочных  машин

Количество  ПРМ, формирующих штабели определяется:

 (18)

 

где   Qпр, Q1, Q2 – грузопотоки суточные соответственно при прямой перегрузке (минуя штабель), перегрузка в штабель и выгрузка из штабеля (схема перегрузки угля представлена на рисунке 2);

Ппр, П1, П2 – производительности ПРМ при перегрузке соответствующих грузопотоков, т/час;

Т – время работы в сутки в 2 смены, Т=19,5 часов.

Производительность  по каждому грузопотоку, т/ч:

,                                                         (19)

где    – время цикла от одного захвата груза до следующего захвата груза, с;

  − вес груза перемещаемого автопогрузчиком, т:

,                                                              (20)

где     – грузоподъемность автопогрузчика, т.

т.

Для определения  времени цикла по каждому грузопотоку  необходимо:

    • Построить технологическую схему с одной или 2-х проекциях;
    • Проставить технологические размеры;
    • Нанести траектории перемещения груза;
    • Рассчитать время цикла.
  1. Определение времени цикла при прямой перегрузке (минуя штабель), с:

где   – время на захват груза, с;

        φ– коэффициент совмещения операций (φ=0,82);

, – время поворота на 90° задним ходом, с;

        , – время на перемещение погрузчика к штабелю (от штабеля) на среднюю длину 4 м, с;

        , – время поворота на 90° передним ходом, с;

       , – время поднимания и опускания ковша соответственно на высоту 3,5 м, с ( принимаем = );

       – время на разгон-замедление, =2 с.

 

Время поворота автопогрузчика на 90° определяется по формуле:

, (21)

где    V – скорость перемещения погрузчика, V= 20 км/ч.

        S – длина дуги поворота, м:

, (22)

где    R – минимальный радиус поворота погрузчика, R=7,2  м.

м;

 с.

Время поднимания и опускания ковша определяется по формуле:

, (23)

где     h – высота поднимания/ опускания ковша(3,5 м);

         V1 – скорость перемещения ковша, 4 м/мин.

 с.

Время перемещения автопогрузчика определяется по формуле:

, с.                                                   (24)

где    l – длина перемещения (4м), м.

с.

Продолжительность цикла при прямой перегрузке составит:

Производительность при прямой перегрузки:

 

Ппр= т/ч.

 

 

  1. Определение времени цикла  при перегрузке в штабель:

 

где   – время на захват груза, с;

φ– коэффициент совмещения операций (φ=0,82);

, – время поворота на 90° задним ходом, с;

        , – время на перемещение погрузчика к штабелю (от штабеля) на среднюю длину 10 м, с;

, – время поворота на 90° передним ходом, с;

        , – время поднимания и опускания ковша соответственно на высоту 3,5 м, с ( принимаем = );

– время на разгон-замедление, =2 с.

Время на перемещение погрузчика к штабелю (от штабеля) определяется по формуле:

,                                                      (25)

где    – длина перемещения (10 м).

 с.

Время поднимания и опускания ковша определяется по формуле:

, (26)

где     h – высота поднимания/ опускания ковша(3,5 м);

  V1 – скорость перемещения ковша, 4 м/мин.

 с.

Остальные расчёты приняты из предыдущего  цикла. Тогда продолжительность  цикла при перегрузке в штабель составит:

 

 

Производительность при перегрузке в штабель:

П2= т/ч.

 

3. Определение  времени цикла при перегрузке  из штабеля в бункер, с:

где   – время на захват груза, с;

φ– коэффициент совмещения операций (φ=0,82);

, – время поворота на 90° задним ходом, с;

, – время поворота на 90° передним ходом, с;

        , – время поднимания и опускания ковша соответственно на высоту 3,5 м, с ( принимаем = );

– время на разгон-замедление, =2 с.

Время поднимания и опускания ковша определяется по формуле:

, (27)

где     h – высота поднимания/ опускания ковша(3,5 м);

  V1 – скорость перемещения ковша, 4 м/мин.

 с.

Продолжительность цикла при перегрузке из штабеля  в приемный бункер составит:

 с.

Производительность при перегрузке из штабеля в приемный бункер:

П3=т/ч.

Z = 2,38=3 автопогрузчика.

 

Рисунок 3 –  Технологическая схема СК с применением  автопогрузчиков: 1 – эстакада, 2 –  разгружаемые полувагоны, 3 – виброрыхлитель, 4- электрический люкозакрыватель, 5 – самоходная портальная тележка, 6, 11 – штабель груза, 7 – автопогрузчик, 8 – бункера, 9 – конвейерная галерея, 10 – горизонтальный конвейер, 12 - пути портальной тележки, 13 – разгрузочный путь

 

4.5 Определение технологических параметров конвейеров

Определение технологических параметров конвейеров выполняют по методике ПромтрансНИИпроекта. Конвейера проектируются под каждый объект индивидуально из типовых элементов: роликов рабочей и холостой ветви, натяжной станции и приводной ленты, рамы, загрузочного устройства и др. на основании технологических параметров.

Производительность  конвейера, т/ч:

 

,                                                         (21)

где    – наибольшая производительность ПРМ в цикле загрузки конвейера, т/час.

т/ч.

Длина конвейера, м:

,                                                        (22)

где    – длина штабеля, м.

м.

Ширина  ленты конвейера, м:

 

,                                                      (23)

 

где С – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера и угла естественного откоса материала (С=320);

      – скорость ленты конвейера, м/с (для угля м/с).

м.

Ширина  ленты конвейера по условию пропуска кусков материала, мм:

, (24)

где a – максимальный размер куска, мм.

мм.

Полученное  значение округляем до стандартного значения, то есть B=1000 мм

 

 Мощность  привода конвейера, кВт:

, (25)

где – коэффициент запаса по мощности, =1,1;

       – КПД двухступенчатого цилиндрического редуктора привода, =0,94.

Расчетная мощность, кВт:

, (26)

где – коэффициент, зависящий от ширины ленты (принимаем );       

       – коэффициент, зависящий от длины конвейера (при м - );

       – при разгрузке конвейера через головной барабан.

кВт.

кВт.

Размеры конвейерной галереи определяем в зависимости от ширины ленты, с  учётом прохода для обслуживания конвейера, мм:

,                                                   (27)

                                                               (28)

 

где   С, D – величины прохода для обслуживания (принимаем С=500 мм, D=1000 мм).

 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 –  Схема конвейера

 1 – рама; 2 – рабочие ролики; 3 – лента; 4 – ролики холостой ветви; 5 – груз; 6 – галерея.

4.6 Выбор  оборудования

Для производства всех необходимых операций используется следующее оборудование:

  1. Автопогрузчик Doosan M250:
  • Грузоподъемность – 4,2 т;
  • Вместимость ковша – 2,5 м3;
  • Средняя скорость движения – 20 км/ч;
  • Скорость поднимания/опускания ковша – 0,4 м/с;
  • Наименьший радиус поворота – 7,2 м;
  • Масса – 14 т;
  • Общая ширина – 2,74 м;
  • Высота подъема ковша –  3,5 м;
  • Мощность двигателя – 170 л. с. 

При работе автопогрузчик производит перемещение груза в 3-х мерном пространстве и его передвижение является рабочим. Ковш поднят от дороги на 0,3м.

  1. Самоходная портальная тележка :
  • Пролет – 10,5 м;
  • База – 4 м;
  • Высота – 6,2 м;
  • Скорость передвижения – 30 м/мин;
  • Мощность двигателя – 24 кВт;
  • Масса – 8 т.
  1. Накладной вибратор типа ВРШ-2:
  • Время очистки вагона 6 мин;
  • Частота колебаний – 1300-1560 кол/мин;
  • Амплитуда возмущающей силы – 39-234 (3,9-23,4) кН (т).
  • Масса – 4,5 т.
  1. Электрический люкозакрыватель подвесной :
  • Грузоподьемность – 3т;
  • Скорость подъема – 0,2 м/с;
  • Мощность двигателя – 0,5 кВт;
  • Масса – 85 кг.
  • Мощность приводов, кВт – 100
  • Масса, т – 7,8
  1. Накладной вибратор типа ВРШ-2
  • Время очистки вагона 6 мин;
  • Частота колебаний – 1300-1560 кол/мин;
  • Амплитуда возмущающей силы – 39-234 (3,9-23,4) кН (т).
  • Масса – 4,5 т.
  1. Передвижной бункер для загрузки конвейера
  • Ёмкость бункера, м3 - 4 - 9,
  • Высота, мм – 2500
  • Верхнее основание, мм – 3200*32000
  • Колея, мм – 1524
  • База, мм – 3400
  • Масса, т – 2 – 3

 

 

5 Разработка второго варианта

 

 

С ЗСС  в сутки прибывает  37 вагонов, груженных углём (1 подача), на путь 2 станции «А», где производятся операции по приёму – технический и коммерческий осмотры. После отцепки поездного локомотива и прицепки маневрового в хвост состав осаживают на весовой путь 4 для взвешивания. Если необходимо вагоны разогреваются в конвективных гаражах на путях 5,7. Далее вагоны подаются на грузовой фронт на эстакаду (путь 9), где производится их выгрузка. Электрическим люкозакрывателем открываются люка вагона. Груз высыпается рядом с эстакадой. После очистки полувагонов от остатков груза бригадой рабочих и закрытия люков, состав из порожних вагонов подают на путь 3. Перемещение груза и погрузка его в штабеля или в приемную воронку бункера на угольном складе производится с помощью портального крана. Под бункером находится конвейер, с помощью которого уголь отправляется непосредственно в производственный процесс.