Курсовой Разработка и выбор схемы механизированной переработки груза

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ (на железнодорожном транспорте)»

на тему

«Разработка и выбор схемы механизированной переработки груза»

Определение расчетных объемов работы

1.1 Выбор типа подвижного состава для перевозки груза

1.1.1 Выбор железнодорожного подвижного состава

В соответствии с заданием к перевозке приняты среднетоннажные контейнеры с массой брутто 5 т, они могут перевозиться на платформах и в полувагонах. В курсовом проекте для перевозки груза принимаем 4осный вагон для среднетоннажных контейнеров на базе полувагона, модель 13Н001, в соответствии с [9]. Основные параметры выбранного типа вагона, приведены в таблице 1.1. Основные характеристики контейнера типа УУК5 приведены в таблице 1.2.

Схема полувагона модели 13Н001 с основными его габаритными характеристиками

1.1.2 Выбор автомобильного подвижного состава

Для перевозки контейнеров среднетоннажных выбираем бортовой автомобиль марки КамАЗ53212, грузоподъемностью 10 тонн, основные параметры которого приведены в таблице 1.3.

1.2 Определение технической нормы загрузки подвижного состава

1.3 Разработка технологической схемы комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ

В соответствии с заданием среднетоннажные контейнеры прибывают на железнодорожную станцию. При этом переработка груза на станции отправления осуществляется как с использованием склада, так и по прямому варианту “вагонавтомобиль”, минуя склад станции. В курсовом проекте принимается перегрузка через склад станции80%, остальная часть груза – 20% перегружается по прямому варианту “вагонавтомобиль”. Технологичская схема переработки груза показана

Преимущества по прямому варианту:

• высокая надёжность работы транспортно - грузового комплекса, которая обеспечивается системой безопасности резервирования ПРМ;

• высокая перерабатывающая способность железнодорожного и автомобильного грузовых фронтов, которые лимитируются только перерабатывающей способностью ПРМ;

• возможность перемещения груза по кратчайшему расстоянию;

• отсутствует потребность в территории под складские сооружения и расходы связанные со строительством транспортно – складского комплекса;

• уменьшаются потери груза при транспортировке;

• сокращается контингент;

• уменьшается время на ПРР.

Недостатки по прямому варианту:

• трудно организовать такую технологию;

• требуется согласованный подход автомобилей к вагонам.

1.5 Выводы

Для перевозки данного груза принимаем 4осный вагон для среднетоннажных контейнеров на базе полувагона, модель 13Н001.Рассчитана техническая норма загрузки вагона,которая равна 18 т. Согласно разработанной технологической схеме 20% грузопотока перерабатывается по варианту “вагонавтомобиль” и 80% - по схеме “вагонавтомобильсклад”. Расчетные суточные вагонопотоки и грузопотоки равны соответственно 60 вагонов и 1080 т. На склад для хранения поступает 864 т груза в сутки, с использованием механизмов перерабатывается 1944 т в сутки.

Разработка схем кмапрр

2.1 Выбор типа склада для хранения груза

Склады представляют собой комплекс производственных зданий, инженерных сооружений, подъемно-транспортных машин, расположенный в местах пересечения нескольких транспортных сетей и предназначенный для кратковременного хранения груза и перевалки его с одного вида транспорта на другой. По роду груза, подлежащего хранению, склады делятся на универсальные и специализированные. Выбор типа склада и его оборудование зависит от величины и характера грузопотока, дальности и сроков доставки, вида подвижного состава, размеров необходимых капитальных вложений, величины эксплуатационных расходов, наличия путей сообщения, а также технологических особенностей производства. Поэтому при создании склада необходим глубокий анализ структурной схемы грузопотоков, их интенсивности, способов перемещения на всех этапах от отправителя сырья до получателя готовой продукции, условий хранения и переработки (погрузка, выгрузка, штабелирование, взвешивание, сортировка, комплектовка партий и др.) грузов.

Для хранения контейнеров выберем открытую площадку с асфальтобетонным покрытием. По бокам площадок устраивают дренажные канавы для отвода дождевых и талых вод. Площадкам придают уклон 0,02 ‰ от середины по краям. Кюветы делают с продольным уклоном 0,001 ‰ и включают в общую сеть водоотвода. Особое внимание необходимо уделять обеспечению стока дождевых и талых вод во избежание попадания влаги в контейнеры и повреждения груза.

Железнодорожные пути, автомобильные проезды должны быть расположены так, чтобы они обеспечивали наименьшие перемещения контейнеров.

2.2 Выбор погрузочно-разгрузочных механизмов для переработки контейнеров

Перегрузку контейнеров по первому варианту будем осуществлять двухконсольным козловым краном типа 9720000, основные параметры которого приведены в таблице 2.1, а по второму варианту – мостовой кран с пролетом 16 м, параметры которого приведены в таблице 2.2

2.3 Выбор грузозахватных устройств

Для застропки, отстропки и перегрузки среднетоннажных контейнеров краны снабжаются манипуляторамиавтостропами конструкции ЦНИИХИИТ, в соответствии

Автостроп состоит из рамы 4 с перемещающимися в противоположные стороны каретками 3. На поперечных балках кареток находятся обоймы 2 с захватными крюками 1. Каретки перемещаются от привода 5 мощностью 2,5 кВт.

Для ускорения застропки контейнера автостроп снабжен механизмом 6, включающим выдвижную штангу с шарнирно укрепленными на ней козырьками 7, которые автоматически занимают одно из двух фиксированных положений, соответствующих размеру контейнера.

Автостроп оборудован автоматической блокировкой, исключающей подъем неправильно застропленного контейнера, а также включение привода при поднятом контейнере. Продолжительность застропки контейнера без учета наводки 2,5 секунды. Масса автостропа без поворотного механизма составляет 422 кг.

Для поворота автостропа с грузом вокруг вертикальной оси используется универсальная поворотная головка с гидравлическим демпфером, обеспечивающим гашение крутильных колебаний на гибкой канатной подвеске. Управление автостропом дистанционное из кабины крановщика.

2.4. Разработка вариантов схем КМАПРР

Схемы размещения контейнеров при оборудовании площадок козловым и мостовым кранами приведены соответственно на рисунках 2.2 и 2.3.

Последовательность операций при выбранной технологической схеме следующая:

• перемещение крана к месту перегрузки контейнеров;

• перемещение тележки крана к месту захвата груза, опускание автостропа;

• застропка контейнера;

• поднятие грузозахватного устройства с грузом;

• транспортировка контейнера на склад или к месту разгрузки;

• опускание автостропа с контейнером;

• отстропка контейнера.

2.5 Выводы

Для хранения контейнеров выбрали открытую площадку. Операции по перегрузке контейнеров будем выполнять козловым двухконсольным краном 9720000 и мостовым краном с пролетом 16 метров. В качестве грузозахватного устройства приняли манипуляторавтостроп конструкции ЦНИИХИИТ. Разработанная схема КМАПРР для козлового крана представлена на рисунке 2.2, а для мостового – на рисунке 2.3.

Определение параметров склада

Исходными данными для определения параметров (вместимость, длина, ширина, высота, размеры приёмоотправочных путей и погрузочно-разгрузочных фронтов) склада являются:

• размеры грузопотоков;

• размеры грузовых мест перевозимых грузов;

• тип выбранного механизма для перевозки грузов.

Площадки склада могут быть определены по двум методам:

1. Методом допускаемых нагрузок;

2. Методом элементарных площадок.

Площадь склада, рассчитанная по методу допустимых нагрузок, составляет 2684 .

3.2 Расчет параметров складов по элементарным площадкам

Для точного расчёта параметров складов (площадок) необходимо выполнить схему размещения груза на элементарных площадках, определить их параметры, а затем и общие параметры складов (площадок).

Приведем расчет для козлового крана 9720000.

3.3 Выводы

В данной главе курсового проекта определены основные параметры площадки по двум методам: по допустимой нагрузке и по элементарным площадкам. В результате расчета по методу допустимых нагрузок необходимая площадь площадки составляет 2684 . На основании более точного расчета по методу элементарных площадок получены следующие значения основных параметров схем КМАПРР по вариантам: по первому варианту при работе козлового крана длина – 162 , ширина – 9 , площадь – 1458 ; по второму варианту при работе мостового крана длина – 154 , ширина – , площадь – .

Расчет количества погрузочно-разгрузочных машин и механизмов (прм)

1. Расчет производительности ПРМ

Важнейший показатель любой схемы КМАПРР – это производительность выбранного типа погрузочно-разгрузочных машин. Различаются теоретическая, техническая и эксплуатационная производительность.

Теоретическая производительность – это то количество груза, которое может переместить механизм за 1 час непрерывной работы при оптимальных условиях и номинальной (расчетной) загрузке.

Техническая производительность – это количество груза, перемещаемое механизмом за 1 час непрерывной работы, но с учетом фактической массы груза, перемещаемого машиной.

Эксплуатационная производительность – количество конкретно перегружаемого груза в течение одного часа работы или смены с учетом перерывов в работе машины.

Техническая производительность для среднетоннажных контейнеров

Графики одного цикла работы ПРМ для первого и второго вариантов без совмещения операций приведены на рисунке 4.1, с совмещением – на рисунке 4.2.

В результате расчетов для переработки данного объема груза по первому варианту требуется 2 козловых крана, по второму варианту – 2 мостовых крана.

4.6 Проверочные расчеты

После определения всех необходимых параметров схем КМАПРР по вариантам необходимо выполнить проверочные расчеты на основании результатов, которых делается окончательный вывод о принимаемых к проектированию значениях для схем КМАПРР.

Длина площадки проверяется по фронту работ следующим расчетом:

4.7 Выводы

В данной главе курсового проекта выполнен расчет производительности ПРМ по рассматриваемым вариантам схем КМАПРР сменная эксплуатационная производительность, рассчитанная на основании построенных графиков рабочих циклов механизмов, составила для козлового крана – 445,2 т, для мостового крана – 580,7.

Выполнено определение необходимого количества ПРМ по двум условиям: обеспечение выполнения заданного объема работы и структуры ремонтного цикла, обеспечению перерабатывающей способности грузового фронта. В результате расчетов по первому условию необходимо для переработки заданного объема груза два козловых крана или один мостовой кран, по второму условию по два крана.

Определено количество подач-уборок вагонов к грузовому пункту, составляющее 6 для козлового и 5 для мостового.

Длина фронта со стороны автотранспорта составляет 93,6 м.

На основании сравнения полученных значений длины площадки по вариантам принимаются к проектированию: по первому варианту длина площадки–164 м, по второму–192 м. Проведенные проверочные расчеты показали правильность определенных параметров схем КМАПРР по вариантам.

Выбор варианта схемы кмапрр

При выборе наилучшего из нескольких рассматриваемых вариантов схем КМАПРР учитываются две основные группы показателей: стоимостные (технико-экономические) и натуральные. К стоимостным показателям относятся полные и удельные капитальные вложения по вариантам, годовые эксплуатационные расходы, годовые приведенные затраты. К натуральным показателям относятся: производительность труда работников, занятых переработкой груза; уровень механизации и автоматизации выполнения погрузочно-разгрузочных работ; простой подвижного состава под грузовыми операциями; энергоемкость и металлоемкость выполнения работ по вариантам, а также другие показатели.

5.1 Расчет технико-экономических показателей вариантов схем КМАПРР

5.1.1 Определение капитальных вложений

Капитальные вложения – это затраты денежных средств на приобретение необходимого количества ПРМ, грузозахватов, средств контроля и автоматизации работы ПРМ, строительства складов (площадок), гаражей, вспомогательных и административно-бытовых помещений, расходы на сооружение железнодорожных подкрановых путей и эстакад, создание сети энергоснабжения, освещения, водопровода и другое.

Суммарные капитальные вложения по i–му варианту определяются

Суммарные затраты на ремонт по первому варианту 4347,9 у.е., по второму варианту 3302 у.е.

Годовые затраты на быстроизнашивающуюся оснастку включают стоимость замены грузозахватных приспособлений, строп, канатов, цепей и т.д. Эти затраты принимаются в виде определённого процента от капитальных вложений в ПРМ:

R=0,1•Кпрм (5.12)

где Кпрм – стоимость ПРМ.

Для первого варианта переработки козловым краном:

R=0,1•10000=1000 у.е.

Для второго варианта переработки мостовым краном:

R=0,1•7100=710 у.е.

Таким образом, суммарные годовые эксплуатационные затраты для первого варианта переработки краном составят Э=27789,9 у.е.

Суммарные годовые эксплуатационные затраты для второго варианта переработки краном составят Э=19790,5у.е.

По эксплуатационным затратам более предпочтительным является второй вариант.

Удельные эксплуатационные затраты или себестоимость переработки 1т

5.1.3 Определение срока окупаемости и приведенных расходов

При создании схем КМАПРР необходимы как капитальные вложения на сооружение складов, инфраструктуры, приобретение ПРМ, так и эксплуатационные расходы для функционирования этих элементов.

В том случае, когда сравниваются два варианта технических решений, выбор лучшего из них может быть произведён путём расчёта срока окупаемости. Срок окупаемости - период времени, в течение которого дополнительные капитальные вложения по варианту окупаются экономией эксплуатационных расходов.

5.2 Расчет натуральных показателей схем КМАПРР

В том случае, когда рассматриваемые варианты технических решений имеют близкие значения годовых приведенных затрат, рассчитываются натуральные показатели схем КМАПРР и окончательный выбор осуществляется путём сопоставления не только стоимостных, но и натуральных показателей.

Уровень механизации ПРР – отношение количества перерабатываемого груза механизированным способом в течение определённого времени (обычно за год) к общему объёму грузопереработки за то же время:

5.3 Выводы

В результате выполнения технико-экономических расчетов по вариантам схем КМАПРР получены следующие результаты: суммарные капитальные вложения составляют по первому варианту 80616 у.е., по второму – 100996 у.е., суммарные годовые эксплуатационные расходы по первому варианту 27789,9 у.е., по второму –19790,5 у.е., годовые приведенные затраты по первому варианту 39882,3 у.е., по второму – 34939,9 у.е.

После сопоставления рассчитанных стоимостных и натуральных показателей к проектированию принимается второй вариант с использованием мостового крана по переработке с меньшими приведенными годовыми затратами.

Схема КМАПРР для переработки контейнеров приведена в приложении А.

Охрана труда и техника безопасности при производстве погрузочно-разгрузочных работ

К управлению ПРМ и их обслуживанию допускаются лица, достигшие 18ти летнего возраста и сдавшие установленные испытания в знании производственных инструкций и ПРМ комиссии, возглавляемой главным инженером дистанции погрузочно-разгрузочных работ, с обязательным участием представителя органов технадзора, а также прошедшие медицинское освидетельствование и признанные годными для этой работы.

Инженерно-технические работники обязаны систематически проводить беседы и практически обучать правилам и приемам работы на ПРМ лиц, занятых на этих работах.

В помещениях должны находиться медицинские средства защиты и телефонная связь с медчастью. Лица, работающие на ПРМ, обязаны строго соблюдать технику личной безопасности, работать в спецодежде, применять проверенный инвентарь.

Грузоподъемные машины, сменные грузозахватные устройства должны быть изготовлены в полном соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

Основные положения по эксплуатации и техническому обслуживанию погрузочно-разгрузочных машин изложены в Правилах техники безопасности и производственной санитарии при производстве погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожном транспорте. Высокая производительность и надежность погрузочно-разгрузочных машин и устройств обеспечиваются правильной их эксплуатацией; ответственность за правильную организацию эксплуатации и содержание погрузочно-разгрузочных машин (устройств) в исправности несут руководители организаций. За техническое состояние машины (устройства) и за правильную эксплуатацию ответственность несет лицо, непосредственно работающее на вверенной ему машине, а также инженерно-технический персонал, на которого возложен надзор за погрузочно-разгрузочными машинами.

Машины, поставляемые заводом-изготовителем в готовом виде, принимаются в эксплуатацию комиссией из инженерно-технического персонала, которая проверяет комплектность и исправность машины, сменного оборудования, запасных частей, инструментов и техническую документацию. В случае обнаружения повреждений, некомплектности, отсутствия сменного оборудования, инструмента или части его составляют акт, который в установленные сроки предъявляют заводу-изготовителю. Погрузочно-разгрузочные машины, монтируемые на месте их работы, до введения в эксплуатацию подвергают испытанию для проверки исправности машины и соответствия ее проектному заданию.

Акт приемных испытаний служит основным техническим документом, определяющим готовность машин (устройств) к приему их в эксплуатацию.

Автокраны, автомобили и другие дорожные самоходные машины подлежат регистрации в Государственной автоинспекции (ГАИ) для получения государственного номерного знака.

В инструкции по монтажу и эксплуатации машины указываются периодичность осмотра и смазки узлов и металлоконструкций, регулировки тормозов; допуски на износ ответственных деталей; возможные механические повреждения металлоконструкций и способы их устранения; периодичность проверки ограничителей грузоподъемности и передвижений, а также указания по безопасности обслуживания и эксплуатации машины, составленные с учетом ее конструкции. В инструкции для контейнерного крана, грейферного или магнитного должны быть указаны условия применения контейнерного захвата (автостропа, спредера), грейфера и магнита.

Для проверки готовности парка погрузочно-разгрузочных машин к работе в зимних условиях Министерством путей сообщения установлены правила проведения годового комиссионного осмотра погрузочно-разгрузочных машин. Водители автокранов и автопогрузчиков обязаны иметь удостоверение водителя от Госавтоинспекции. От лиц, работающих на погрузочно-разгрузочных машинах, требуется строгое соблюдение техники безопасности.

При длительной остановке транспортируемых или перемещающихся самоходом машин на проезжей части дороги они должны ограждаться днем красными флажками, а ночью — красными фонарями. Если остановка вызывает перекрытие проезда, то ограждения устанавливаются на расстоянии 80 м в обе стороны. Операции по погрузке или выгрузке вагонов могут выполняться только при исправном состоянии всех устройств управления, тормозов и сигналов крана, достаточной освещенности рабочей зоны и возможности полного и удобного ее обзора из кабины крана. Если из кабины крана не обеспечивается обзор рабочей зоны внутри кузовов вагонов, а также при плохой видимости должен быть выделен рабочий для подачи сигналов машинисту крана.

При выгрузке краном груза из кузовов вагонов и подтягивании его к вагону рабочий канат (трос) крана не должен отклоняться от вертикали.

При перемещениях краном груза или грузозахватного органа без груза вблизи вагона расстояние между ними и кузовом вагона должно быть не менее 0,5 м как по вертикали, так и по горизонтали.

Не допускается раскачивание грузов и удары ими, спредером, подъемным электромагнитом, различным специальным грузозахватным оборудованием, как с грузом, так и без него по бортам и полу платформ, обшивке, верхней обвязке, крышкам люков и другим элементам кузовов и рам полувагонов.

При погрузке и разгрузке вагонов краном с подъемным электромагнитом необходимо соблюдать следующие требования:

- не поднимать захваченный магнитной плитой груз над кузовом вагона более чем на 0,5 м во избежание повреждения вагона в случае падения груза при внезапном прекращении подачи электроэнергии;

- при транспортировке поднятого магнитной плитой груза не проносить его над вагонами;

- во избежание перекоса и отрыва груза центр электромагнита или середину траверсы с несколькими электромагнитами располагать над центром тяжести захватываемого груза;

- при погрузке металлического лома, рулонов и других подобных грузов выключать электромагнитную плиту следует на высоте не более 0,5 м от пола вагона или от поверхности уложенного в кузов груза. Слитки, болванки, балки и другие металлические грузы должны при погрузке укладывать в кузов вагона без сбрасывания;

- не отключать электромагнит при опускании магнитной плиты на груз в вагоне.

При погрузке контейнеры должны плавно опускать на пол вагона или соответствующие подкладки.

Запрещается погрузка в вагон и выгрузка краном из вагона контейнеров при отклонении их от вертикального положения.

Заключение

Для перевозки данного груза приняли 4осный вагон для среднетоннажных контейнеров на базе полувагона, модель 13Н001. Рассчитана техническая норма загрузки вагона, которая равна 18 т. Согласно разработанной технологической схеме 10% грузопотока перерабатывается по варианту “вагонавтомобиль” и 90% - по схеме “вагонавтомобильсклад”. Расчетные суточные вагонопотоки и грузопотоки равны соответственно 167 вагонов и 3006 т. На склад для хранения поступает 2705,4 т груза в сутки, с использованием механизмов перерабатывается 5711,4 т в сутки.

Для хранения контейнеров выбрали открытую площадку. Операции по перегрузке контейнеров будем выполнять железнодорожным краном КДЭ253 и автомобильныи стреловым краном МКА16. В качестве грузозахватного устройства приняли канатные стропы. Разработанная схема КМАПРР для железнодорожного крана представлена на рисунке 2.2, а для автомобильного – на рисунке 2.3.

Были определены основные параметры площадки по двум методам: по допустимой нагрузке и по элементарным площадкам. В результате расчета по методу допустимых нагрузок необходимая площадь площадки составляет 8404. На основании более точного расчета по методу элементарных площадок получены следующие значения основных параметров схем КМАПРР по вариантам: по первому варианту при работе железнодорожного крана длина – 941, ширина – 6 , площадь – 5646 ; по второму варианту при работе автомобильного крана длина – 941, ширина – , площадь – .

Выполнено определение необходимого количества ПРМ по двум условиям: обеспечение выполнения заданного объема работы и структуры ремонтного цикла, обеспечению перерабатывающей способности грузового фронта. В результате расчетов по первому условию необходимо для переработки заданного объема груза 11 железнодорожных кранов или 20 автомобильных кранов, по второму условию 12 и 21 кранов соответственно.

Определено количество подач-уборок вагонов к грузовому пункту, составляющее 6 подач-уборок для козлового и 5 подач-уборок для мостового кранов.

Длина фронта со стороны автотранспорта составляет 93,6 м.

Проведенные проверочные расчеты показали правильность определенных параметров схем КМАПРР по вариантам.

В результате выполнения технико-экономических расчетов по вариантам схем КМАПРР получены следующие результаты: суммарные капитальные вложения составляют по первому варианту 738061 у.е., по второму – 895651у.е., суммарные годовые эксплуатационные расходы по первому варианту 370180 у.е., по второму –113274 у.е., годовые приведенные затраты по первому варианту 517792 у.е., по второму – 131604 у.е.

После сопоставления рассчитанных стоимостных и натуральных показателей к проектированию принимается первый вариант с использованием железнодорожного крана по переработке с меньшими приведенными годовыми затратами.

Литература

1. Берлин Н.П., Негрей Н.П., Скоробогатько В.В., Циркунов Г.А. Комплексная механизация и автоматизация погрузочноразгрузочных, транспортных и складских операций на предприятиях железнодорожного транспорта. Часть 1. - Гомель:БелИИЖТ, 1986.

2. Берлин Н.П., Негрей Н.П., Скоробогатько В.В., Циркунов Г.А. Комплексная механизация и автоматизация погрузочноразгрузочных, транспортных и складских операций на предприятиях железнодорожного транспорта. Часть 2. - Гомель:БелИИЖТ, 1987.

3. Берлин Н.П., Негрей Н.П., Скоробогатько В.В., Циркунов Г.А. Комплексная механизация и автоматизация погрузочноразгрузочных, транспортных и складских операций на предприятиях железнодорожного транспорта. Часть 3. - Гомель:БелИИЖТ, 1990.

4. Гриневич Г.П. Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожном транспорте. – М.: Транспорт, 1981.

5. Правила перевозок грузов. Часть 1. - М.: Транспорт, 1985.384с.

6. Типовой технологический процесс работы механизированной дистанции погрузочно-разгрузочных работ. - М.: Транспорт, 1984.- 112с.

7. Единые нормы выработки и времени на вагонные, автотранспортные и складские погрузочно-разгрузочные работы. - М.: Транспорт, 1986.

8. Падня В.А. Погрузочно-разгрузочные машины: Справочник, - М.: Транспорт, 1981.448с.

9. Грузовые вагоны колеи 1520 мм: Справочник, - М.: Транспорт, 1989.