Разработка схемы механизации универсального перегрузочного комплекса и принципиальной конструктивной схемы перегружаемой установки по

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

САНКТ ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

                               ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

                                    Выборгский филиал 
 
 
 
 
 

                             Курсовой проект 
 

По дисциплине: Перегрузочные комплексы и гидрокомплексы 

На тему:  «Разработка схемы механизации  универсального перегрузочного комплекса и принципиальной конструктивной схемы перегружаемой установки по разгрузке цемента в мешках в количестве 60000т» 
 
 
 
 
 
 

                                                                                            Выполнил: Чайченко А.А. 

                                                                                                                  ПТ-51 

                                                                                             Проверил: Ножненко А.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                 Выборг

                                                   2010

^{Содержание:}

1. Параметры грузов, учитываемых при разработке технологии и схем механизации перегрузочных процессов………………………………………….3

2.Параметры и характеристики транспортных средств, участвующих и учитываемых в перегрузочном процессе…………………………………………3

3.Определение  параметров технических средств механизации………………...5

4.Определение  параметров причала………………………………………………6

5.Определение  расчётного грузооборота причала……………………………….6

6.Определение  расчётной вместимости склада…………………………………..7

7.Определение  типа схемы механизации причала……………………………….8

8.Определение  нормативного стояночного времени  судна в порту и себестоимости  на стоянке…………………………………………………………9

9.Определение  глубины акватории у причала  и отметки территории 

порта………………………………………………………………………………..9

10.Расчёт производительности  портального крана……………………………..10

11.Технологическая  карта………………………………………………………………16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  
 

1. Параметры грузов, учитываемых  при разработке технологии и схем механизации  перегрузочных процессов.

 

1.Величина  навигационного грузооборота –  60000т

2.Вектор направленности грузопотока – вода-склад.

3.Насыпная  плотность – 1,5т/м³.

4.Показатели вместимости операционных складов.

Отношение вместимости  склада к навигационному грузообороту e_n=2,5%

Коэффициент прохождения груза через склад =1

Норматив продолжительности  хранения груза на складе =10 суток

5.Средняя норма  нагрузки на 1м² площади склада, рекомендуемая высота складирования груза.

Средняя масса  груза, укладываемая на 1м площади закрытого  склада в штабеле до 2,7т.

6.Коэффициент  использования основной площади склада =0,55

7.Распределение  навалочных грузов в судне  по слоям 

1 слой –  90%

2 слой –  10%

8.Масса тарно-штучных  грузов в подъёме:

Масса одного места = 50кг

Количество  мест в пакете =36

Масса подъёма (пакета) = 1,8т 
 
 

2. Параметры и характеристики транспортных средств, участвующих и учитываемых в перегрузочном процессе.

 

          А) грузовые суда:

1.Основные характеристики грузовых судов.

Самоходные  – «Сормовский» пр.№1557, D=3000т

2.Количество  судов под заданный грузооборот – 20 шт.

3.Коэффициент  использования грузоподъёмности судна ψ_с=0,7

4.Расстояние  между судами у причалов: вертикальная  или полуоткосная набережная  – 15м

5.Нормы времени  на выполнение маневровых и  вспомогательных операций с судами  у причала.

Подход судна  и швартовка к причалу при  входе сверху - 0,65/0,75

Отшвартовка и отход судна от причала при  движении вниз - 0,5/0,6

Осмотр судна (груза) перед погрузкой или разгрузкой – 0,35

Определение количества груза по осадке судна  – 0,5

Оформление  документов – 1,40

6.Суммарное время выполнения маневровых и вспомогательных операций с сухогрузными судами.

Без совмещения операций – 4-10

С совмещением  операций по открыванию и закрыванию люков, подъему и спуску погрузчиков – 3-0,5

7.Единые судочасовые  нормы погрузки судов для причалов  общего и не общего пользования.

Класс груза  М-50

Вид упаковки – в упаковке

Единая судочасовая  норма – 45ч

8.Коэффициент снижения интенсивности обработки судна из-за неодновременного окончания работы кранов 0,85.

9.Нормы времени  на ручную зачистку под метлу  грузовых трюмов и палуб после выгрузки 0,3.

10.Среднее относительное описание судами обслуживания γ_ож=18,999

11.Нормативы времени на подготовительно-заключительную работу.

Подготовительно-заключительная работа – 17мин; 4,1%

Обслуживание  рабочего места – 11мин; 2,6%

Перерывы, обусловленные технологией и организацией процесса – 14мин; 3,3%

Отдых и личные надобности – 20мин; 4,8%

Оперативная работа – 358мин; 80,9%

         Б) характеристики вагонов:

1.Характеристики  вагонов.

четырёхосный, деревянный с металлической торцевой стеной модель 11-066, грузоподъемность 68т

длина вагона на оси автосцепки 14,73м

Внутренние  размеры кузова:

Длина – 13,844м; ширина – 2,76м; высота по боковой стенке – 2,79м;

Объём кузова 86,4м³

Высота до уровня пола 1,283м

Габаритные  размеры: высота – 4,688м; ширина – 3,279м

2.Количество  вагонов для перевозки заданного грузооборота – 883шт.

3.Технические  нормы загрузки четырёхосных вагонов – 30т

4.Нормы времени  грузовой обработки ж/д вагонов – 2,5ч

5.Нормы времени  на зачистку полувагонов от  остатков груза – 0 чел/час

6. Нормативы времени на подготовительно-заключительную работу.

Подготовительно-заключительная работа – 14мин; 3,3%

Обслуживание  рабочего места – 8мин; 1,9%

Перерывы, обусловленные  технологией и организацией процесса – 10мин; 2,4%

Отдых и личные надобности – 20мин; 4,8%

Оперативная работа – 368мин; 87,6% 
 

3.Определение параметров технических средств механизации. 

1.Характеристики  портальных кранов: «Альбатрос» г/п 20т

Вылет стрелы наибольший -  16м

Колея портала – 10,5м

Высота подъёма  наибольшая – 25м

Скорость подъёма - 63м/мин

Скорость передвижения крана – 32 м/мин

Скорость изменения  вылета – 63 м/мин

Частота вращения стрелы – 1,6 об/мин

2.Технические  характеристики грейферов.

3.Коэффициент  заполнения грейферов.

4.Норма времени  на установку, захват груза грейфером.

5.Нормы времени  на направление и выпуск груза  из грейфера.

6.Нормы времени  на перемещение груза краном.

С грузом:   58с

Без груза: 52с

7.Нормы времени  на активное наблюдение при  подъёме захватного приспособления.

 
 
 

8.Нормы времени  на вспомогательные операции, связанные  с погрузочными/разгрузочными работами.

Крепление грузов – 2чел, 480сек

Раскрепление  грузов – 2чел, 300сек

9. Нормативы времени на подготовительно-заключительную работу.

Подготовительно-заключительная работа – 14мин; 3,3%

Обслуживание  рабочего места – 8мин; 1,9%

Перерывы, обусловленные  технологией и организацией процесса – 10мин; 2,4%

Отдых и личные надобности – 20мин; 4,8%

Оперативная работа – 368мин; 87,6% 
 
 
 

                         4. Определение параметров причала. 

Ширина штабеля  на складе: 

                                           В_ск=R_max-(k/2+l₀), где 

R_max-вылет стрелы наибольший = 16м;

k- колея крана=10,5м;

l₀- расстояние от головки кранового рельса до склада =2,25м;

                              

                                     В_ск=16-(10,5/2+2,25)=8,5м

Длина склада:-

                                            L_ск=L_c+L_i, где

L_с- длина судна;

L_i- безопасный интервал между судами;

                                         L_ск=114+16=130м 

Фактическая площадь территории причала отводимая  под склад:

                                        

                                         F^ф₀=В_ск*L_ск=8,5*130=1105м² 
 
 
 

                     

       5. Определение расчетного грузооборота причала. 

где 30,5 - средняя  продолжительность месяца, сут.;

t_нр - количество нерабочих дней по метеоусловиям в наиболее напряженный месяц, сут.; принимается для грузов влагобоящихся t_нр =1 сут,

Q_мес^р- месячный расчетный грузооборот причала; принимается равным максимальному грузообороту в наиболее напряженный месяц или рассчитывается с учетом месячной неравномерности грузопотока К_н 

                        

             

где Т_н - длительность навигации, сут.;

Q_H  - навигационный грузооборот, т.

К_н – коэффициент месячной неравномерности грузопотока =1,5

                                Q_c^р=15000/30,5*1=491т

                 

                      6. Определение расчетной вместимости склада 

    Вместимость оперативного склада на причале, необходимого для сглаживания последствии  неравномерности движения взаимодействующих транспортных средств, устанавливается из рассмотрения ряда условий и принимается соответствующей максимальному значению по выражению:

      

е_н- нормативная вместимость склада в процентах от навигационного грузооборота=2,5%

К_н- коэффициент неравномерности грузопотока=1,5

(t_хр)-норма времени хранения груза на складе=10суток 

Принимаем =9000т.

Соответственно  вместимость штабельно-навалочных грузов на складе:

                                V_ск^р=Е^р_ск/γ, где

 V_ск^р – объём штабеля,м³;

γ –  насыпная плотность, т/м³;

                                     V_ск^р=9000/1,5=13500м³

   Основная  площадь территории под складирование  груза на причале может быть определена ориентировочно по укрупненным показателям

 

где q=2,7т/м² - средняя масса груза, укладываемого на 1 м² склада;

К_и = 1,5 - коэффициент использования основной площади склада.

         

            
 
 
 

7.Определение типа схемы механизации причала. 

                         F^p_oc/F^ф_о=2222/1105=2

                         F^p_oc/F^ф_о<2

Схема механизации соответствует второму типу, в этом случае грузовая обработка судов и вагонов выполняется фронтальными кранами, а вспомогательные перегрузочные машины тылового фронта заняты на обслуживании тылового склада, осуществляя операции перемещения  груза из прикордонной зоны в тыловой склад, и обратно. 

8. Определение нормативного стояночного времени судна в порту и себестоимости судна на стоянке.      

Т_сс=Т_гр+Т_всп+γ_ож= х,  где

 

- продолжительность грузовых операций нормированная;

J_c=45 - судо-часовая норма интенсивности грузовых обработок.

Т_всп- 3,08ч- норма времени маневровых и вспомогательных операций с судами. 

                                             Т_сс=1,222+66,6+3,08=70,9ч 
 
 
 

Нормативная себестоимость по стояночному времени  судна:

                                      

                                               С_н=(х/24)*z , где 

Z =2040*30=61200руб

 С_н=(70,9/24)*61200=180795руб           
 
 
 
 
 

9. Определение глубины акватории у причала и отметки территории причала. 

Для определения  гарантированной глубины акватории  порта необходимо установить осадку в полном грузу расчётного судна  наибольшей грузоподъёмности.

Табл.9.1 Характеристики судна

 

В соответствии с рекомендациями, проектная навигационная  глубина у причала определяется по формуле:

                                                   Н_акв= Т_гр+z₁+z₂+z₃+z₄ , где 

Т_гр – осадка расчётного судна в грузу, м

z₁ – навигационный запас под днищем =0,3м

z₂ – запас глубины на дифферент судна =0,3м

z₃ – запас глубины на волнение =0,3h_в-z₁=0.3*1.2-0.3=0.06м

z₄ – запас глубины на заносимость = n*h_зап=5*0,2=1м

                                                   Н_акв=3,5+0,3+0,3+0,06+1=5,1м 

Отметки портовой территории и проектного дна определяется от расчётных уровней воды:

НСУ=95%             ВУВ=10%

Для нормальной работы порта необходимо прежде всего, чтобы территория порта не затоплялась при самых высоких расчётных уровнях. В связи с этим отметку территории порта(ТП) назначают на уровне пика весеннего половодья с расчётной вероятностью превышения воды. За отметку территории порта принимаем отметку кордона причальной набережной. 

                                             ВУВ=ТП=10%

                                             НСУ=5,1*0,95=4,8м 

Для получения  отметки проектного дна акватории  у причала необходимо от НСУ отложить проектную глубину  Н_акв 

                                           ДНО=НСУ- Н_акв=4,8-5,1=-0,3м 

Под значением  отметок территории и дна определяется высота причальной набережной стенки Н_ст: 

                                             Н_ст=ТП-ДНО=5,61-(-0,3)=5,91м 

    10. Расчёт производительности портального крана. 

    Часовая производительность портального крана  для навалочных грузов определяется с учётом массы груза, захватываемого грейфером.

      

                                        G_г.н.г.=V_г*γ*ψ_г , где 
 

    G_г.н.г – масса груза захватываемого грейфером, т

    V_г - вместимость грейфера, м³

           ψ_г – коэффициент заполнения грейфера 

                                    G_г.н.г=2*1,7*0,85=2,89т 

    Часовая производительность портального крана  зависит от продолжительности циклаи количества груза перегружаемого за цикл.

                                   

где      - масса груза, перегружаемая за 1 цикл;

Продолжительность цикла  определяется по формуле: 

                             Т_ц=2(t₁+t₂+t₃)ε+t₄+t₅+t₆+t_{7  , где} 

 t₄  - время на направление и установку порожнего грейфера на грузу(в трюм-8с, в вагоне-15с, на складе-5с);

 t₅ – время на захват груза грейфером =5с;

t₆ –время на установку грейфера над местом разгрузки(на складе и в трюме=5с, на вагоне=16с);

t₇ – время на высыпание груза из грейфера =5с;

ε - коэффициент, учитывающий совмещение операций (подъем и поворот) склад- судно = 0,7; судно-склад =0,65; судно-вагон =0,73; вагон-судно и вагон-склад =0,75; склад-вагон =0,72; 

 

 где 

Н_п - средняя высота подъёма груза и опускания порожнего грузозахватного устройства, м

Н_о-  средняя высота опускания груза и подъёма порожнего грузозахватного устройства, м

V_п – скорость механизма подъёма =62,5 м/мин

n_вр – скорость механизма поворота крана =1,52 м/мин

α – угол поворота стрелы крана =140-180^о при работе по вариантам судно-склад, склад-склад и обратно; =75-90^о при работе по вариантам судно-вагон, вагон-склад и обратно;

- время разгона и торможения механизмов крана =2с для механизма подъёма и =4с для механизма поворота; 

К_и - коэффициент использования скорости механизма крана 

К_и = 0,8 - для механизма подъема и опускания;

К._и = 0,9 - для механизма поворота; 

    а) Операция «Судно-вагон»  

H_п=h_н +n_гб = 0,45+5,2=5,65м

H_о= n_гб-h_в = 5,2-3,4=1,8м 

Где: h_н – высота причальной набережной от минимального уровня воды

h_н =ТП-НСУ=0,45м

n_гб – высота габарита подвижного состава =5,2м

h_в – высота вагона =3,4м 

Для варианта склад-судно α=90° 

 

 

                                T_ц=2(8,7+4,16+13,8)0,73+8+7+16+7=76,9сек

    

                                                  Р_в-с=(3600/76,9)*3,4=159 т/ч 
 
 

      

   б) Операция «судно-склад» 

H_п = h_н+h/2+0,5=0,45+18/2+0,5=9,9м

H_о=0,5м 

Где: h_ш – высота штабеля =18м

h_в – высота вагона =3,4м 

Для варианта вагон-судно α=180° 

 

 

                                T_ц=2(13,8+2,6+23)0,65+8+7+5+7=78сек

    

                                                  Р_в-ск=(3600/78)*3,4=156 т/ч 

           в) Операция «склад-вагон»  

H_п = 0,5м

H_о= h_ш/2-h_в=18/2-3,4=5,6м 

Где: h_ш – высота штабеля =18м

h_н – высота причальной набережной от минимального уровня воды

h_н =ТП-НСУ=0,37м 

Для варианта склад-судно α=90° 

 

                               T_ц=2(2,6+8,7+13,8)0,72+5+7+16+7=71,1сек

                                   Р_ск-с=(3600/71,1)*3,4=172 т/ч