Транспортные грузовые системы

ВВЕДЕНИЕ

     Процесс  перевозки  состоит   из  операций  подготовки  груза   к  транспортированию,  погрузки-выгрузки,  складских  и  транспортных  (перевозочных)  операций.  Объем   погрузочно-разгрузочных  работ   и  складских  операций  зависит   от  выбора  транспортных  средств и организации перевозочного процесса.  Сейчас  наибольший  объем перевозок с высокой концентрацией грузопотоков  осваивается железными дорогами. 

     Процессы  производства  погрузочно-разгрузочных  работ  и  складских  операций  могут быть  механизированными,  комплексно-механизированными и автоматизированными.

     К  механизированным  относятся   процессы,  в  которых  основные  операции  выполняются  машинами,  а  некоторые  вспомогательные,  такие,  как  формирование  пакета,  застропка  и  отстропка,  направление  и  оттяжка  его  при  подъеме  и  укладке,  выполняются  еще  вручную,  так  как  механизация  этих  операций  трудно  осуществима  или  в  данный  момент  неэффективна.  В  этих  случаях  ручной  труд  на  указанных  операциях  допускается  временно  до  создания  экономически  эффективных  устройств  или  приспособлений.

     К  комплексно-механизированным  процессам  относятся  те,  у  которых  все  операции  выполняются  машинами  и   оборудованием,  а  за  человеком остается  управление,  регулирование и контроль  работы  машин.

     При  автоматизированном  процессе  грузовых  операций  предусматривается   применение  машин  и  устройств,  действующих  автоматически   без  участия  человека  в   управлении,  регулировании  и  контроле  над  ними.

     Основным  количественным  показателем   состояния  погрузочно-разгрузочных  и  складских  работ  является  уровень  их  механизации   и  комплексной  механизации.

     Известны  различные  формы   организации  погрузочно-разгрузочных  работ  и  складских  операций.  Средствами  отправителей  получателей  они  выполняются  в  пунктах  необщего  пользования – на  складах  или  непосредственно  в  пунктах  добычи,  производства  или  потребления  грузов,  т. е. на  подъездных  путях и причалах  судов,  принадлежащих отдельным промышленным  организациям.

     Средствами  транспортных  организаций   погрузочно-разгрузочные  работы  и  складские  операции  выполняются   на  складах  в  пунктах   общего  пользования,  находящихся  в  ведении  магистрального  железнодорожного,  речного  или  автомобильного  транспорта.

     На  магистральном  железнодорожном   транспорте  места  погрузки-выгрузки  и  хранения  грузов  находятся   в  ведении  железнодорожных   станций,  а  работы  на  них  ведут  механизированные  дистанции  погрузочно-разгрузочных  работ  ОАО  “Российские  железные  дороги”,  оснащенные  погрузочно-разгрузочными  машинами,  устройствами  и  материальными  средствами.  Механизированные  дистанции  являются  хозрасчетными  единицами  отделения  дороги.  Район  деятельности  их  устанавливается,  как  правило,  в  границах  отделения  дороги.

     На  пунктах  с  большим   объемом  погрузочно-разгрузочных  работ  создают  комплексные   бригады,  а  для  обслуживания  станций  с непостоянным  объемом  погрузочно-разгрузочных  работ – передвижные  механизированные  бригады.

     Важным  в  организации  работы  погрузочно-разгрузочных  машин   и  технологических  процессов   является  применение  для   этих  целей  автоматических  систем  управления  (АСУ),  которые  обеспечивают:  непосредственный  контроль  работы  средств  механизации  и  автоматизации;  получение  необходимой  информации  для  оптимизации  всех  видов  перемещений  грузов  на  складе;  своевременное  и  правильное  решение  возникающих  конкретных  ситуаций  в  процессе  работы.  Выбор  системы  управления  зависит  от  требуемой  степени  автоматизации  управления  машинами  и  производственными  процессами,  физических  размеров  перерабатываемых  грузов,  принятой  системы перевозки и способов  хранения.  АСУ предусматривает программирование  выгрузки  грузов  из  транспортных  средств,  движение  грузов  по  складу,  укладку для хранения,  выдачу  груза со  склада,  учет  положения грузов  на  складе  и  информацию  о  всех  перемещениях  грузов  на  складе.  Управление  автоматизированным  складом,  погрузочно-разгрузочными  и  транспортными  средствами  осуществляется  с  помощью  ЭВМ,  которые  увеличивают  поток  информации  о  производственных  операциях,  повышают  производительность,  улучшают  планирование  и  учет.

     Основным  направлением  в   области  комплексной  механизации   и  автоматизации  погрузочно-разгрузочных  работ  и  складских  операций  является  полное  устранение  ручного  труда  и  особенно  в  условиях  вредной  среды,  высоких  и  низких  температур,  радиоактивности,  запыленности  воздуха,  а  также  многих  монотонных  работ.   
 
 
 

ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ:

В  течение  года  на  станцию  прибывает  и  со  станции  отправляются: 

                                                      таблица 1 
 

 №               груз          годовой грузопоток,т    число            место

п.п               выгрузка  погрузка     подач         погрузки

                                                                    выгрузки 

                                                ГД  ПП

  1                 2                        3             4              5    6                    7 

1.   Груз  в конт. (3 т.)           260000    250000      5/5  ---             ГД 

2.   Сланцы  горючие          1700000       ---              3/0               ПП 
 

      Грузы в контейнерах (ящики,  мешки,  тюки  и т. п.)  перевозятся в транспортных  пакетах на  поддонах.

     Среднюю  продолжительность   одной  подачи  уборки  вагонов   следует  принять  равной  20  мин. 
 
 

1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ   СУТОЧНОГО  РАСЧЕТНОГО  ГРУЗОПОТОКА  И  ВЫБОР  КОМПЛЕКСНО-МЕХАНИЗИРОВАННЫХ  ЦЕХОВ  ДЛЯ  ПЕРЕРАБОТКИ  ГРУЗОВ.

     Суточный  расчетный  грузопоток,  по  которому  выполняем  погрузочно-разгрузочные  работы  и  складские  операции  на  рассматриваемой  станции  или  подъездном  пути,  определяем  на  основании  заданного  годового  грузопотока,  по  каждому  виду  груза  отдельно  по  прибытии  и  отправлению.

     Расчет  выполняем  по  формуле

Q_c =Q_г* К_н / 365,   т/сут.

где  Q_г – годовой грузопоток  по  прибытии  или отправлению;

        К_н – коэффициент неравномерности прибытия  или отправления грузов.(0,3-для конт, 0,1-для сланцев горючих)

     Грузовой  двор:

     Q^п_с = 260 000 _* 0,3/ 365 = 214 т/сут.

     Q^от_с = 250 000 _* 0,3/ 365 = 206 т/сут.

Подъездной  путь:

     Q^п_с = 1700 000 _* 0, 1/ 365 = 466 т/сут.

     Суточный  вагонопоток  определяем  с  учетом  технических  норм  загрузки  вагонов  на  основании   суточного  грузопотока  отдельно  по  прибытии  и  по  отправлению   по  формуле

n_в =  Q_c/ P_техн,    т/ваг.

где  Р_техн – техническая  норма  загрузки  заданным  грузом  физических  вагонов.

Среднесуточное  отправление, прибытие груженых контейнеров:

  ,где:

qк-средняя загрузка 3-х т.контейнеров, принимаем – 1,9; для 5-ти т. соответственно 1,9*2=3,8

 к/сут

 к/сут

 к/сут

 к/сут

Для  нашего  груза в контейнерах примем,  что  количество  контейнеров,  которые  размещаются  на  4-х  осной  платформе  равно  12. 

     P_техн = 12 т/ваг

     n_в^п (3т)= 57/ 12 = 5  вагона;

     n_в^п (5т)= 29/ 12 = 3  вагона

     n_в^от(3т) = 54/ 5 = 11 вагонов.

     n_в^от(5т) = 27/ 5 = 6 вагонов. 
 
 
 
 

     Суточный  вагонопоток сыпучих грузов:

       

     Ртехн - грузоподъемность полувагона = 64 т.

вагонов

Выбор механизированного  цеха переработки контейнеров рекомендуется  производить, руководствуясь типовыми проектами контейнерных площадок.

Для наволочных грузов можно применять склады штабельного  хранения с повышенными путями. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.  РАСЧЕТ  ВМЕСТИМОСТИ  И  ЛИНЕЙНЫХ  РАЗМЕРОВ  СКЛАДОВ. 

Вместимость  склада  определяют  в  зависимости  от  суточного  грузопотока  и  срока  хранения  по  формуле

V_к = ((1 – К_п^п)_*N_c^п_*t_хр^п + (1 + К_п^от)_*N_c^от_*t_хр^от+(1- К_п^пор ) N_{пор *             *} t_хр^пор )+0,03 t_р (N_c^п+ N_c^о +N_пор ) т/сут.

где  N_c^п , N_c^о – среднесуточное прибытие ,отправление груженых контейнеров.

N_пор  - количество отправляемых и прибывающих порожних контейнеров. 

К_п^пор – коэффициент перегрузки по прямому варианту порожних контейнеров.

t_хр^пор – срок хранения порожних контейнеров.(1 сут)

t_р –время нахождения в ремонте неисправных контейнеров. (0,5 сут.)

К_п^п,  К_п^от -  коэффициенты  перегрузки  по  прямому варианту  соответственно  по  прибытии  и отправлению,  могут приниматься одинаковыми,  0,3

N_c^п = N_c^{п 3т} +2 N_c^{п 5т}

N_c^о = N_c^о3т +2 N_c^о5т

 N_c^п =57+29*2=115 конт

 N_c^о =54+27*2=108 конт

V_к = ((1-0,3)*115*2+(1-0,3) 108*1+(1-0,2)(115-     -108)*1+0,03*0,5*(115+108+7)= =161+75,6+5,6+34,5=276,7 т/сут. 

     Срок  хранения  грузов  на  складах  грузовых  дворов  устанавливают  в  соответствии  с  Инструкцией  по  проектированию  станций  и  узлов,  а  на  подъездных  путях – в  соответствии  с  технологическим  процессом  обслуживаемого  складом  предприятия  и  требуемыми  оперативными  запасами.

     Определение  площади  и   линейных  размеров  складов   производят  следующими  способами:

1. методом  элементарных  площадок;
2.   методом непосредственного расчета для специализированных  складов:  эстакадно-тоннельных,  бункерных,  силосных,  автоматизированных  и  т. п.;
3. методом  ориентированного  расчета  по  средней  нагрузке  на  один  квадратный  метр  площади  склада.

     Этим  методом  устанавливают   размеры  элементарной  площадки  и  определяют  количество  груза,  которое  может  быть  на  ней размещено.  Затем величину  необходимой вместимости склада  делят на  величину  грузоподъемности  одной элементарной  площадки,  таким образом устанавливают число площадок.  Умножая полученное  число элементарных  площадок  на  площадь  одной площадки,  получают  общую площадь склада. 
 
 
 
 

Среднетоннажные контейнеры. 

m ¹⁶ =В¹⁶_п/в _к+D=13,35/(1,32+0,1)=9,4»9 конт

m ²⁰ =В²⁰_п/в _к+D=17,34/(1,32+0,1)=12,2»13 конт

1320мм-Длинна 1-го 3х тонного контейнера

l_эп- длинна элементарной площадки

l_эп=9*2=18 м.

b_эп=2 lк +0,1+0,6=2 2,1+0,7=4,9 м.

Lкп=1021*4,9/18=167 м

По нормам проектирования расстояние между рядами 10 м., для проезда пожарной техники  и ремонтная зона для контейнеров  и крана-20м.

м.

Lкп²⁰=1435*4,9/18=202м.

202+10+20+10=242м. 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. РАЗРАБОТКА  ТЕХНОЛОГИИ  КОМПЛЕКСНОЙ  МЕХАНИЗАЦИИ  И  АВТОМАТИЗАЦИИ  ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ  РАБОТ

Для  ускорения  грузовых  операций  на  контейнерной  площадке  отдельные  участки  специализируют  по  направлениям  и  станциям  назначения.  Контейнеры  на  площадке  устанавливают  дверями  друг  к  другу.

В данном курсовом проекте рассматриваем два варианта:

1. Использование двухконсольного козлового крана с полётом в 16 метров.
2. Использование двухконсольного козлового крана с полётом в 20 метров.

При комплексной  механизации как исключение ручной труд может быть допущен только на отдельных нетрудоёмких вспомогательных  операциях, например застропка тяжелых  штучных грузов, механизация и  автоматизация которых в данный период полностью не решена. Такое допущение может быть временным и разрешено на определённый срок до создания рациональных экономических устройств, приспособлений, машин полностью устраняющих ручной труд. Необходимо избегать промежуточных перегрузочных операций. 
 
 
 
 
 

4.   ОПРЕДЕЛЕНИЕ   НЕОБХОДИМОГО  КОЛИЧЕСТВА  ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ  МАШИН,  ШТАТА  ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО  ПЕРСОНАЛА,  ПРОСТОЯ  ВАГОНОВ   ПОД  ПОГРУЗКОЙ  И  ВЫГРУЗКОЙ.

     Необходимое  количество  погрузочно-разгрузочных  машин  определяем  через   сменную  норму  выработки,  принятой  в  ЕНВ,  сменную  производительность  в  конт.

     по  ЕНВ: 

                    7 ч  -  151 конт

     П_см =>                             =>    Х = 11 _* 151/ 7 = 237,3 конт/см

                     11 ч  -  Х т

     Суточный  расчетный  грузопоток  для  склада  по  прибытию  и  отправлению  определяем  по  формулам:

N_р^п = (2 – К_п + К_с)_*Q_c^п;

N_р^от = (2 – К_п + К_с)_*Q_c^от,

где  К_п – коэффициент перегрузки  по  прямому варианту;

       К_с – коэффициент,  учитывающий сортировку,  взвешивание и другие  операции  внутрискладской переработки грузов;

       Q_c^от – среднесуточное  отправление груза, т;

       Q_c^п – среднесуточное  прибытие  груза, т.

     N_р^п = (2 – 0,3 + 0) _* 214 = 363,8 т;

     N_р^от = (2 – 0,3 + 0) _* 206 = 350,2 т.

     Следовательно,  годовой  объем   механизированной  грузопереработки

N_г^п = 365 _* (N_р^п + N_р^от),

где  N_г^п – годовой объем грузопереработки  данного вида  груза, т/год. 

     N_г^п = 365 _* (363,8 + 350,2) = 260 610 т.

     Потребное  количество  погрузочно-разгрузочных  машин  определяем  по  формуле:

М = N_г^п/ (365 – t_р)_*m_*П_см,

где  t_р – регламентированное  время простоя машин в течении года  в сутках  (принято 50 – 70 сут.);

       m – число  смен  работы  ПРМ   в  сутки,  принимаем  1 смену.

     М = 260610/ (365 – 65) _* 1 _* 237,3 = 1 792 953/ 54625,5 = 3 машины.

     Определяем  трудовые  затраты,  удобнее  проводить  по  каждой  профессии  рабочих  в   человеко-сменах:

R_сд = α_о N_г^п/ П_см,

и  списочное  число  рабочих  данной  профессии

R_м = R_сд/ Т_д,

где  _о – коэффициент подмены,  принимают равным  1,19 – 1,2;

       Т_л = 305 – количество  дней  работы  одного  рабочего  в год.

     R_сд = 1,2 _* 260610/ 237,3 = 1318 чел/смен;

     R_сп = 1318/ 305 = 5 рабочих.

Сменную  норму  выработки  устанавливают  по  ЕНВ.  Сменная  же  норма  выработки  вспомогательного  рабочего  рассчитывается  по  формуле:

П_см^в = П_см/ r,

где  П_см – сменная  норма  выработки  на  одну  машину

5 человек по 1 человеку на 1 кран.

  r – число вспомогательных  рабочих  в  бригаде,  обслуживающей  машину,  принимаем  равное  2. 

     П_см^в = 237,3/ 2 = 118,65т/см

     Общее  время  на  погрузку  и  выгрузку  одной  подачи  группы  вагонов  определяем  по  формуле:

Т_г = Q_п/ П_{т *} М + t_д,

где  Q_п – вес груза  в  одной  подаче, т;

       П_т – техническая производительность  одной машины  или установки, т/ч;

       М – количество  машин;

       t_д – дополнительное  время на  подготовительные заключительные  операции  и         перестановку  вагонов (принять 0,3 – 0,5 ч). 

     Q_п = (N_c^п + N_с^от)/ 5 = (57 + 29)/ 5 = 3,5 т;

     П_см = П_{т *} Т_{см *} К_вр =>  П_т = П_см/ Т_{см *} К_вр = 237,3/ (7 _* 0,8) = 42,4 т/ч;

     Т_г = (3,5/ (42,4 _* 3)) + 0,5 = 0,51 ч. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.   ВЫБОР   НАИБОЛЕЕ  ЭФФЕКТИВНОГО  ВАРИАНТА  КОМПЛЕКСНОЙ  МЕХАНИЗАЦИИ   И  АВТОМАТИЗАЦИИ  ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ  РАБОТ.

     Для  технико-экономического  анализа  вариантов  механизации   и  эффективности  оборудования  принимаем  систему  показателей,  которая  характеризует  уровень  механизации  труда,  его  производительность,  эффективность  капитальных  затрат,  издержки  производства,  использование  основных  фондов.

     Определяем  полные  капиталовложения:

     SК = К_м + К_с + К_ж + К_а + К_э + К_вк,

где  К_м – затраты на  средства  механизации с учетом  их  доставки  и монтажа;

       К_с – строительная  стоимость сооружения  склада;

       К_ж – строительная  стоимость сооружения  железнодорожного  пути;

       К_а – строительная  стоимость сооружения  автоподъезда;

       К_э – строительная  стоимость сооружения  электросети;

       К_вк – строительная  стоимость сооружения  водопроводно-канализационных коммуникаций;

     Длина  железнодорожных  путей  у  склада

L_жд = 2L_скл,

где  коэффициент  2  учитывает  укладку  одного  выставочного  пути,  помимо  погрузочно-разгрузочного.

      L_жд¹⁶ =2* 2 _* 207 = 828 м.

      L_жд²⁰ =1* 2 _* 242 = 484 м. 

     Длина  линий  электросети   и  водопроводно-канализационной  сети

L_э = n_л L_скл    и   L_вк = n_л L_скл,

где  n_л – количество  линий электросети или водопроводно-канализационной сети,  прокладываемых  по  длине склада.

     L_э¹⁶ =2* 2 _* 207 = 828 м;

     L_э²⁰ =2* 1 _* 242 = 484 м;    

     L_вк¹⁶ = 2*2 _* 207= 828 м.

     L_вк²⁰ = 2*1 _* 242= 484 м.

     Соответствующие  затраты,  руб.,  определяем  по  формулам:

К_м = (1 + β)_*М_*С_м,

где  М –  количество  погрузочно-разгрузочных  машин, шт.;

       β – коэффициент  начисления  на  транспортировку,  хранение,  монтаж,  окраску  (в долях  единицы),  принять β = 0,15 – 0,20;

       С_м – стоимость  одной  машины, руб.

       К_м¹⁶ = (1 + 0,2) _* 3 _* 300 = 1080 тыс. руб.;

       К_м²⁰ = (1 + 0,2)  _* 3 _* 500 = 1800 тыс. руб. 

=2*207*125*30=1552500

=1*242*125*30=907500

Ширина  площадки

=16-2(0,63+0,7)=13,34 м.

=20-2(0,63+0,7)=17,34 м.

К_с = F_{скл *} С_скл,

где  F_скл – расчетная площадь склада  по  вариантам, м²;

       С_скл – стоимость 1 м²  склада.

  =207*2*13,34*20*125=13806900

=242*17,34*20*125=10490700

К_ж = L_жд* С_жд,

=828*75*125=7762500

=484*75*125=4537500

К_а = L_скл* b_a* C_a,

где  b_а – ширина  автопроездов  на  складе,  принять b_а = 15 – 32;

       С_а – стоимость 1 м²  автопроезда.

=2*207*20*125*20=20700000 руб.

=242*20*20*125=12100000. руб. 

К_э = L_{э *} С_э,

К_вк = L_{вк *} С_вк.

=828*125*12,5=1293750 руб.

=484*125*12,5=756250 руб.

=828/10*125*(240+195)=4502250 руб

=484/10*125*435=2631750. руб.

=100тыс. руб. 
 

=1080+1552,5+13806,9+7762,5+20700+1293,75+4502,25=506979тыс. руб.

=1800+907,5+10490,7+4537,5+12100+756,25+2631,75=33223,7тыс.  руб.

          Определяем  эксплутационные  расходы:

С = З + Э + Т + М + А + Р + Д,

где С – расходы на  заработную  плату с учетом  всех  начислений;

      Э – расходы на  электроэнергию;

      Т – расходы на  топливо;