Транспортно-грузовые системы

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Иркутский Государственный  Университет Путей Сообщения 

Кафедра «Управление  эксплуатационной работой» 
 
 
 
 
 

ТРАНСПОРТНО-ГРУЗОВЫЕ СИСТЕМЫ

Курсовая  работа 
 
 
 

                                                                                     Выполнил:

                                                                                     Мамлеева В.Ф., Д-09-4

                                                                                     Проверил:

                                                                                     Комаров А.В., к.т.н. доцент 
 
 
 
 

г.Иркутск 2011г. 

Оглавление

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

Исходные данные……………………………………………………………………………………………4

1. Характеристика грузов…………………………………………………………………………………….4
2. Определение суточных объемов грузопереработки и переработки погрузочно-выгрузочных (грузовых) фронтов……………………………………………………………………5
1. Определение суточного грузопотока……………………………………………………5
2. Определение суточного вагонопотока…………………………………………………6
3. Определение технической нормы загрузки крытого вагона для тарно-штучных грузов (ТШГ)……………………………………………………………………………7
4. Определение технической нормы загрузки вагона для перевозки грузов в контейнерах…………………………………………………………………………………………..8
5. Определение технической нормы загрузки вагона для перевозки навалочных грузов…………………………………………………………………………………9
3. Определение параметров грузовых фронтов………………………………………………..9
4. Составление вариантов ТСК и разработка технологии переработки заданных грузов. Анализ грузопотоков………………………………………………………………………….10
1. Составление комплексных схем механизированных складов по переработке тарно-штучных грузов………………………………………………………….10
2. Составление комплексных схем механизированной переработки контейнеров на контейнерных площадках………………………………………………13
3. Составление комплексных схем механизированной переработки навалочных грузов…………………………………………………………………………………….14
5. Основные параметры ТСК……………………………………………………………………………..16
1. Расчет вместимости крытого склада ТШГ…………………………………………….16
2. Определение вместимости контейнерной площадки………………………..16
3. Определение вместимости навалочных площадок…………………………….17
6. Определение линейных размеров и площади склада………………………………….17
7. Определение производительности (технической и эксплуатационной)      погрузочно-разгрузочных машин и механизмов (ПРМ)……………………………….21
8. Определение количества погрузочно-разгрузочных механизмов (ПРМ)…..23
9. Анализ произведенных расчетов. Заключение………………………………………….24

         Библиографический список…………………………………………………………………………27

         Приложение…………………………………………………………………………………………………28 
 
 

Введение

     Транспортно-грузовые  системы являются частью производственно-транспортных  систем, охватывающих основные производственные, складские, погрузочно-разгрузочные  и транспортные операции. Задачей  транспортно-грузовых систем является  эффективное выполнение погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских операций  на этапах от последней технологической  операции на предприятии-изготовителе  продукции до первой технологической  операции у ее потребителя.

     Цель  курсовой работы: закрепление теоретических  знаний по вопросам проектирования  транспортно-грузовых систем, получение  практических навыков проектирования  транспортно-грузовых комплексов (ТГК)  и обоснование эффективности  принятых решений.

     Задача  курсовой работы: разработка проекта  ТГК. Она включает в себя  следующие вопросы:

• Технические (разработка технологии погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских операций, выбор технических средств для её реализации);
• Организационные (обеспечение эффективного взаимодействия элементов ТГК);
• Социальные (освобожление человека от тяжелого физического труда, охрана окружающей среды).

Исходные  данные

1.  Характеристика  грузов

     Тарно-штучные  грузы:

К ним относятся  грузы перевозимые только в затаренном виде. Тарой груза является ее внешняя оболочка, которая должна быть достаточно прочной и предохранять груз от потерь и порчи.

Эффективный способ доставки тарно-упаковочных грузов – пакетный. При перевозке пакетами применяется система машин и  оборудования, обеспечивающая комплексную  механизацию и автоматизацию  всех производственных операций. На складах  широко используется средства напольного безрельсового транспорта: электротележки, электропогрузчики, электроштабелеры, автопогрузчики.

     Грузы  в контейнерах: 

Контейнер –  стандартная емкость, предназначенная  для перемещения и временного хранения груза. По массе брутто различают  малотоннажные (до 3 т), среднетоннажные (3 и 5 т), крупнотоннажные (20, 24, 30 т).

По назначению – специализированные и универсальные.

Транспортируются  среднетоннажные контейнеры в универсальных полувагонах, в контейнеровозах, а крупнотоннажные – на специализированных платформах.

Контейнеры хранят на открытой контейнерной площадке с  асфальтовым покрытием. Для переработки  контейнеров применяют в основном козловые краны, реже используются другие виды кранов и автопогрузчики.

     Сыпучие  грузы:

Сыпучими грузами  называется любой груз, перевозимый  навалом или насыпью без упаковки в кузовах транспортных средств  и хранящийся в штабелях или бункерах (силосах) без тары.

В зависимости  от условий их хранения и перевозок  подразделяются на две группы:

• К первой группе относятся грузы, перевозимые на открытом подвижном составе и хранимые на открытых складах: уголь, торф, руда, щебень, песок и т.п. Такие грузы называются навалочными.
• Ко второй группе относятся грузы, требующие защиты от воздействия атмосферных осадков, она перевозятся в закрытом подвижном составе и хранятся в крытых складах, складах бункерного типа, элеваторах: минеральные удобрения, цемент, зерно и т.п. Такие грузы называются насыпными.

Прирельсовые  склады навалочных грузов могут быть оснащены универсальными козловыми, мостовыми  и стреловыми кранами с грейфером.

Выгрузка из вагонов производится различными способами: самотеком на повышенных путях или  эстакадах, вычерпыванием, опрокидыванием на вагоноопрокидывателях. Для погрузки на автотранспорт и уборки навалочных грузов из отвалов наиболее эффективно используются одноковшовые погрузчики и экскаваторы, а также механические погрузчики непрерывного действия и другие механизмы. 
 

2. Определение суточных объемов грузопереработки и параметров грузовых фронтов.

2.1. Определение суточного грузопотока 

  Грузопоток  – это количество груза, перемещаемое  по заданному направлению ил  через данный пункт в одну  сторону за единицу времени  (измеряются в т, , шт. за единицу времени (например, шт./мес., тыс.т/год и т.п.)). В ТСК различают грузопотоки внешние (по прибытии на склад и отправление со склада) и внутрискладские (перемещения грузов между технологическими участками).

Суточные  грузопотоки определяют отдельно для  каждого груза по прибытии и по отправлении:  

                  (2.1)

 где  - годовой грузопоток, т/год

        - коэффициент суточной неравномерности;

        365 – количество дней в году.

     Коэффициент  неравномерности зависит от рода  груза, ритмичности его поставок, характера производственного процесса, в котором он участвует. Для тарно-штучных и контейнеров             строительных нерудных материалов (песок, щебень, гравий и т.п.); минеральных удобрений, твердого топлива (уголь, кокс, флюсы и др.); лесных грузов зерна овощей и фруктов большие значения имеют коэффициенты неравномерности по прибытии, меньшие – по отправлении.

Суточный грузопоток для груза – канцелярские товары (тарно-штучные):

Суточный грузопоток для груза – мебель (тарно-штучные):

              ;             ;

Суточный грузопоток груза в контейнере – крупнотоннажные:

             ;             ;

Суточный грузопоток для сыпучего груза – гравий:

            . 

2.2. Расчет суточного вагонопотока 

Суточные вагонопотоки также определяются отдельно по прибытии и отправлении

        (2.2)        

Где Р_тех – техническая норма загрузки k-го вагона, т. 
 

Техническая норма  загрузки вагона – это обязательное количество определенного груза, которое  должно быть загружено в конкретный вагон, с учетом полного пользования  его вместимости и грузоподъемности, т.е. зависит от рода перевозимого груза  и рода вагона. При расчете технической  нормы загрузки необходимо сделать  проверку

Р_тех≤Р_гп,                 (2.3)

Где Р_гп - грузоподъемность грузового вагона, т. 

Для ТШГ:

1. канцелярские товары:        N_c^пр =

                                                  N_c^от =

2. мебель:              N_c^пр =

                             N_c^от =

Для контейнеров,  крупнотоннажные:         N_c^пр =

Для сыпучих  грузов, гравий:         N_c^пр =  

2.3. Определение технической нормы загрузки крытого вагона для тарно-штучных грузов 

ТШГ перевозятся  в крытых вагонах. Для крытого  вагона техническую норму загрузки определяют

по формуле:

             (2.4)

Где V_в – объем грузового вагона, м³;

       k_y – коэффициент плотности укладки груза в вагоне, 0,8-0,9;

       V_гм – объем грузового места, м³;

       q_гм – масса грузового места (пакет на поддоне), т;

q_гм = q_n + q_под;    (2.5)

где q_n - масса пакета,т;

       q_под – масса поддона, (0,2 т);

при ориентировочных  расчетах, когда в одном вагоне перевозят грузы, имеющие различную  удельную нагрузку, массу груза (пакета) q_n на поддоне определяют как средневзвешанную величину

q_n=∑ q_ni*а_i;    (2.6)

где q_ni – масса пакета i-го груза, т;

        а_i – доля i-го груза

q_ni=l_ni*b_ni*h_ni*f_ni*у_грi,    (2.7)

где l_ni – длина пакета, м (1240м); b_ni – ширина пакета, м (840м);

h_ni – высота пакета, м (1150м); 

f_ni – коэффициент заполнения поддона; f_ni=0,8-0,9;

у_грi – объемная масса груза, т/м³

    Расчет  нагрузки на поддон для канцелярских  товаров и мебели:

q_n1=1.24м*0.84м*1.15м*0.2т/м³*0.8=0.19 т

q_n2=1,24м*0,84м*1,15м*0,8т/м³*0,8=0,77 т

Средняя нагрузка                 q_n=0,19т*0,6+0,77т*0,4=0,42 т

Масса грузового  места        q_гм=0,42т+0,02т=0,44 т

Объем грузового  места       V_гм= l_гм*b_гм*h_гм=1,24м*0,84м*1,35м=1,41м³

Высота грузового  места       h_гм= h_n+h_под=1,15м+0,2м=1,35 м

Техническая норма  загрузки                    

Грузоподъемность  крытого вагона (V_в=106м³) Р_гп=64 т, следовательно, условие проверки выполняется Р_тех≤Р_гп. 

2.4. Определение технической нормы загрузки вагона для перевозки грузов в контейнерах 

Техническая норма  загрузки вагона определяется по формуле

Р_тех=m_k*q_k;      (2.8)

q_k=(q_бр-q_m)*k_y;   (2.9)

где m_k – число контейнеров в вагоне, шт;

       q_k – техническая загрузка одного контейнера, т;

       q_бр – масса брутто контейнера, т;

       k_y – коэффициент укладки груза в контейнере, 0,8-0,9.

Расчет  технической нормы загрузки контейнеровоза для превозки крупнотоннажных

контейнеров 1С:

Загрузка  контейнера q_k=(20т-2,11т)*0,8=14,3 т;

Техническая норма загрузки контейнеровоза

Р_тех = 3шт*14,3т=42,9 т.

грузоподъемность  контейнеровоза Р_гп = 65 т, т.е. условие проверки выполняется Р_тех≤Р_гп. 

2.5. Определение технической нормы загрузки вагона для перевозки навалочных грузов 

при перевозке  навалочных грузов часто используются специализированные полувагоны-хопперы, техническая норма которых может принимать значения по формуле:

Р_тех=к_у*Р_гп,     (4.10)

Для универсальных  четырехосных полувагонов принимают  установленные значения в зависимости  от рода груза, например: при перевозке  таких грузок, как уголь, сланцы, руда, минерально- 
 

строительные груза (щебень, камень, песок и др.) Р_тех=69т. При перевозке кокса, шкала, торфа Р_тех=50т.

Расчет  технической  нормы загрузки вагона для перевозки  гравия:

Р_тех=0,8*65т=52 т;

Грузоподъемность  контейнеровоза Р_гп = 65 т, т.е. условие проверки выполняется Р_тех≤Р_гп. 

3.  Определение параметров грузовых фронтов 

К основным параметрам фронта погрузки-разгрузки (ФПР) относятся:

- длина фронта  L_фр;

- длина приемного  (погрузочного) устройства L_{погр(рагр)};

Длина подачи вагонов  определяется по формуле:      L_под = n_ваг^под * l_ваг =     (5.1)

Объемы грузопереработки и параметры грузовых фронтов                                    Таблица 1                                                      

где n_ваг^под – количество вагонов в подаче;

       l_ваг – длина вагона по осям автосцепок,м (табл.1)

       N_c – суточный вагонопоток, ваг (исходные данные);

       x_с – число подач в сутки (исходные данные).

С учетом необходимого запаса на возможное увелечение вагонов в подаче и возможность производства маневров l_зап = 30м и длина подходов к ФПР l_подх = 50м.

Длина фронта погрузки-выгрузки для линейного ФПР:    L_фр = L_под + l_зап, м       (5.2)

Определение параметров ФПР:

• для ТШГ (мебель и канцелярские товары)

L_под = 14,73м*29вагонов/3 = 142,4м,

L_фр = 142,4м + 30м = 172,4м.

• для крупнотоннажных контейнеров 1С:

L_под = 19,6м*26вагонов/4т = 127,4м,

L_фр = 127,4м + 30м = 157,4м.

• для наволочного груза (ГРАВИЙ):

L_под = 17,6м*18вагонов/3 = 105,6м,

L_фр = 105,6м + 30м = 165,6м. 

4.  Определение вариантов ТСК и технологических схем переработки заданных грузов.

4.1. Составление комплексных схем механизированных складов по переработке тарно-штучных грузов 

При переработке  ТШГ в зависимости от способа  хранения и типа применяемых погрузочно-разгрузочных машин(ПРМ) возможны следующие варианты комплексной механизации погрузочно-выгрузочных работ(КМАПРР) и складских операций:

1. Штабельное хранение в крытом складе, переработка груза вилочными малогабаритными погрузчиками на грузовом фронте и в зоне хранения (рис.1а)

Рис.1. Крытый ангарный склад тарно-штучных грузов:

а –  штабельное хранение с использование  вилочных погрузчиков (ВП);

б – технологическая схема

Наиболее простая  схема соответствует штабельному  хранению в ангарном или павильонном  складах с применением на всех типах грузопереработки малогабаритных вилочных погрузчиков. Согласно приведенной схеме, после расстановки вагонов (В) на грузовом фронте и выполнении необходимых коммерческих и подготовительных операций, вилочными погрузчиком (ВП) грузы подаются в зону хранения (ЗХ). Погрузка грузов в автомобили (А) производится также погрузчиком. Возможна переработка грузов по прямому варианту (вагон-автомобиль). На этой схеме процесс переработки грузов разбит на следующие этапы:

1 – выгрузка  груза по прямому варианту  на автомобиль по прибытии;

2 – выгрузка  из вагона на склад (в штабель);

3 – погрузка  со склада на автомобиль;

4 – погрузка  из автомобиля в вагон по  прямому варианту по отправлении;

5 – выгрузка  из автомобиля на склад (в  штабель);

6 – погрузка  со склада в вагон.

Проведем анализ грузопотоков к данной технологической  схеме. Он заключается в определении  для каждого этапа объемы грузопереработки.

Объем грузов (канцелярские товары и мебель), перегружаемых  по прямому варианту:

Q₁=Q_c^пр*α_п,      (4,1)

Q₁=0.15*(919.2т+1002.7т)=288,3 т

где α_п – доля суточного вагонопотока по прибытии, перегружаемого по прямому варианту из вагона непосредственно в автомобиль, для ТШГ – 0,15-0,3.

Объем грузов (канцелярские товары и мебель) , перегружаемых из вагона в склад 

Q₂=Q_c^пр-Q₁=Q_c^пр*(1-α_п).     (4,2)

Q₂=(1-0.5)*(919.2т+1002,7т)=1633,6 т

Это же количество груза будет перегружаться на автомобиль:

Q₃=Q₂=1633.6 т       (4,3)

Объемы перегружаемых  грузов по отправлении определяется

Q₄=Q_c^от*α_о,    (4,4)

Q₄=0.15*(819.9т+843,3т)=249,5 т

где α_о – доля суточного вагонопотока по отправлении, перегружаемого по прямому варианту из автомобиля непосредственно в вагон, для расчетов можно принять α₀=α_п.

Q₅=Q_c^от-Q₄,   (4,5)

Q₅=(819.9т+843,3т) – 249,5т = 1413,7 т

Q₆=Q₅=1413.7 т

Общий объем  суточной механизированной переработки в тонноперациях составит

Q_c^мех=∑Q_i=Q_c^пр*(1-α_п) + Q_c^от*(1-α_о),     (4,6)

Q_c^мех = (919,2т+1002,7т)*(1-0,15) + (819,9т+843,3т)*(1-0,15) = 3047 т.

2. Стеллажное хранение с переработкой вилочными погрузчиками на грузовом фронте, а в зоне хранения при складировании используются краны-штабелеры мостового типа (МКШ) или стеллажного типа (СКШ) (рис.2)

а)

 в)

Рис.2. Крытые склады со стеллажным хранением:

а – павильонный  склад (с внешним расположением  ж.д. путей) оборудованный стеллажным краном-штабелером (СКШ); б – ангарный склад (с внутренним расположением ж.-д. путей), оборудованный мостовым краном-штабелером (МКШ);  в – технологическая схема

При использовании  стеллажей для хранения грузов технологическая  схема включает переработку груза  вилочным погрузчиком на грузовых фронтах, в зоне хранения работает кран-штабелер (КШ). Для передач на накопитель (Н) используется погрузчик, а с накопителя в зону хранения и обратно на кран-штабелер. К недостаткам этой схемы относится большой холостой пробег погрузчиков и увеличение количества грузовых операций, связанных с передачей пакетов на накопитель.

Проведем анализ грузопотоков по технологическим этапам, варианта грузопереработки, аналогично рассмотренному выше.

Технология  переработки включает следующие  этапы по прибытии:

1 – выгрузка  груза вилочным погрузчиком из  вагона и погрузка на автомобиль (прямой вариант), Q₁ = Q_c^пр*α_п = 0,15*(919,2т + 1002,7т) = 288,3 т,

             2 – выгрузка из вагона на накопитель, Q₂=Q_c^пр-Q₁=Q_c^пр*(1-α_п) = (1-0.5)*(919.2т+1002,7т)=1633,6т

            3 – перемещение с накопителя в зону хранения и укладки в стеллажи кранами-штабелерами                (КШ),    Q₃=Q₂=1633.6 т

4 – перемещение  из зоны хранения на накопитель  со стороны автоподъезда,

 Q₄= Q_c^пр*(1-α_п) =(1-0.5)*(919.2т+1002,7т)=1633,6 т.

5 – погрузка  с накопителя на автомобиль, Q₅=Q₄=1633.6 т. 

По отправлении:

1 – перегрузка  из автомобиля в вагон по  прямому варианту по отправлению,

 Q₆= Q_c^от*α_о = 0.15*(819.9т+843,3т)=249,5 т,

2 – выгрузка  из автомобиля на склад (в  штабель),

Q₇= Q_c^от*(1-α_о) =(819,9т+843,3т)*(1-0,15)=1536.7 т,

3 – перемещение  с накопителя в зону хранения  и укладка в стеллажи кранами-штабелерами (КШ);