Оптимизация механизированной линии перегрузки леса в пакетах

Оптимизация механизированной линии перегрузки леса в пакетах

Введение

Важнейшими задачами современных портов являются:

Повышение производительности труда и снижение потребности в рабочей силе за счет внедрения комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ; обеспечение выхода на передовые рубежи научно-технического прогресса; улучшение качества перегрузочной технологии; использование современных погрузочно-разгрузочных машин; быстрейшее освоение экономических методов руководства.

Лесные материалы в основном хранят на открытых плошадках, а круглый лес в некоторых портах хранят на воде. Под навесами укладывают пиленый лес и заготовки из лиственных и хвойных пород, а в закрытых складах - особенно ценные породы (красное дерево, самшит и т.п.), изделия из дерева.

Складские площадки для хранения леса и лесоматериалов могут быть грунтовые с хорошо утрамбованным грунтом, а также с различного рода покрытием. Поверхность площадки должна быть ровной, без впадин, с уклоном к водосбросам.

Проезды должны иметь твердые покрытия шириной не менее 6 м с подходами к водоисточникам и площадкам для стоянки пожарных машин.

Для разных сортов лесных грузов применяют различные способы формирований штабелей. Круглый лес - длинномер складируют и хранят мокрым, сырым или сухим способом. При мокром способе древесину укладывают в максимально уплотненные штабеля так, чтобы влага сохранялась в ней. В теплое время года для искусственного увлажнения дерева штабеля обливают водой. При сыром способе свежевырубленную древесину укладывают также в уплотненные штабеля, не снимая с бревен коры, что обеспечивает сохранение в них влаги. При сухом способе древесину укладывают в неплотные штабеля, чтобы внутри и вокруг них обеспечивалась циркуляция воздуха.

Хвойный лес обычно складируют на открытых площадках. План размещения складских площадок и система размещения механизации разрабатываются с учетом местных климатических условий, направления грузопотоков и принятого способа хранения леса.

При сухом способе хранения штабеля располагают с широкими разрывами вдоль направления господствующих ветров, при мокром и сыром способах с минимальными разрывами поперек направления ветров, чтобы создать увлажненный и мягкий микроклимат внутри штабелей.

Пакеты круглых пиломатериалов маркируются при помощи бирок, имеющих следующие реквизиты: номер партии, назначение пиломатериала, количество бревен и общий объем пиломатериалов в пакете.

В ходе курсовой работы необходимо: определить оптимальную механизированную линию перегрузки кранами пакетов леса по варианту «вагон-склад»; оптимизировать механизированную линию; по минимальной величине, определить приведенные годовые расходы.

1. Классификация порта (причала)

Специализированный порт IV категории.

Вариант механизации работ - «вагон-склад».

Наименования операций:

вагонная;

складская.

Характеристика схемы механизации СМ-1:

крюковая;

обратимая.

Характеристика схемы механизации СМ-2:

крюковая;

не обратимая;

специализированная.

.1 Расчет емкости склада

Предварительно определяется среднесуточный грузопоток по «отправлению» или «прибытию» груза

где  - заданный годовой грузооборот, ;

 - коэффициент неравномерности поступления или отправления грузов;

Емкость склада определяется по формуле:

где  - срок хранения груза на складе, сут.;

 - коэффициент складочности, учитывающий количество груза, подвергающееся складской переработке.

Определение размеров, массы грузового места, количества грузовых мест

Объем пакета круглого леса определяется по формуле:

где b=1,3 - ширина пакета (ПС-01) [2], м;=1,35 - высота пакета (ПС-01) [2], м;

 - длина пакета, м;

=0,78 - коэффициент полновесности пакета, учитывающий заполнение или плотность укладки (по справочным данным).

Масса пакета круглого леса определяется по формуле:

где  - объемная масса древесины при заданной влажности.

2. Схема механизации СМ-1

2.1 Выбор марки погрузочно-разгрузочной машины для СМ-1

Выбираем портальный кран КППК 10-30-10,5 грузоподъемностью 10 тонн [1] .

Характеристики крана:

Вылет стрелы, м:

Максимальный - 30;

Минимальный - 8;

Высота подъема груза - 25 м;

Глубина опускания - 20 м;

Скорость поднимаемого груза - 1 м/с;

Скорость изменения вылета стрелы - 0,815 м/с;

Скорость крана - 0,55 м/с;

Частота вращения - 1,5 об/мин;

Мощность электродвигателя - 230 кВт;

Число ходовых колес - 16;

Число приводных колес - 8;

Общая масса крана - 185 т;

Масса подвижного противовеса - 23 т;

Восстановительная стоимость - 16515000 руб.

Рис. 2.1 - Схема механизации СМ-1 (вид сбоку)

Рисунок 2.2 - Схема механизации СМ-1 (вид сверху)

2.2 Определение геометрических размеров склада

Из геометрических характеристик вагона находим количество пакетов помещающихся в один вагон ().

Ширина грузовой площадки определяется пролетом крана.

Длину склада определим из формулы:

где  - емкость склада;

 - площадь поперечного сечения склада, ;

 - коэффициент заполнения груза.

2.3 Определение необходимого количества вагонов

Определим необходимые количества вагонов,

2.4 Определение необходимого количества подач вагонов

Определим необходимое количество подач вагонов

где  - количество вагонов в одной подаче.

где  - длина одного вагона, м.

Принимаем  в каждом случае.

Полученные результаты внесем в сводную таблицу.

Таблица 2.1 - Исходные данные

Явочный состав бригады для крана и тарифные ставки:

Длительность погрузочно-разгрузочных работ принимаем:

2.5 Определение эксплуатационной производительности погрузочно-разгрузочной машины

где - масса фактически поднимаемого груза, ;

 - коэффициент использования погрузочно-разгрузочной машины в течение времени смены;

 - продолжительность рабочего цикла, с.

2.6 Определение количества погрузочно-разгрузочных машин

где  - расчетный суточный грузооборот, ;

 - эксплуатационная производительность погрузочно-разгрузочной машины, ;- количество смен работы в сутки;= 8 - продолжительность рабочей смены, ч;

 - коэффициент, учитывающий увеличение объема перегружаемого груза при его погрузке-выгрузке при складской переработке груза.

2.7 Расчет годовых приведенных расходов для грузового фронта

Расчет годовых приведенных расходов для грузового фронта определяется по формуле [3]:

где  - сумма амортизационных и годовых приведенных расходов;

 - стоимость простоев подвижного состава - технологических простоев;

 - стоимость маневровых работ;

 - расходы на оплату труда бригады механизаторов, обслуживающих одну погрузочно-разгрузочную машину;

 - расходы, связанные с неполносуточным режимом работы грузового фронта;

 - расходы на оплату энергоносителей;

 - расходы, связанные с вагоно-часами ожидания подачи (X-1) групп вагонов на подъездной путь склада и накопления на станционных путях при погрузке-выгрузке маршрута частями.

Рассчитаем годовые приведенные расходы для грузооборота

:

где  - стоимость погрузочно-разгрузочной машины, руб.;

- норма амортизационных отчислений на реновацию машину,  [3];

 - коэффициент эффективности капиталовложений,  [3].

где  - количество календарных дней поступления вагонов на грузовой фронт;

 - суточный вагонопоток;

 - грузоподъемность вагона данного типа,;

 - коэффициент использования вагона по грузоподъемности;

 - стоимость простоя вагоно-часа, руб/в-ч[3].

где  - суммарная средняя продолжительность маневровых операций на грузовом фронте по постановке-уборке одной подачи вагонов;

 - стоимость локомотиво-часа маневровых работ, руб/л-ч [ 3].

где  - коэффициент увеличения фонда оплаты труда механизаторов;

 - соответственно, тарифная ставка механизаторов и подсобных рабочих, руб/ч;

где N - суммарная мощность двигателей, установленных на одной погрузочно-разгрузочной машине, кВт;

 - коэффициент использования двигателей по мощности [3];

 - коэффициент использования двигателей по времени [3];

 - коэффициент потерь мощности в подводящих электрических цепях [3];

 - стоимость киловатт-часа, руб/кВтч [5].

Стоимость одного  груза рассчитывается по формуле:

Аналогично рассчитаем другие грузообороты.

:

Стоимость одного  груза рассчитывается по формуле:

 (Y=1; T=24):

Стоимость одного  груза рассчитывается по формуле:

порт производительность погрузочный разгрузочный

 (Y=2; T=16):

Стоимость одного  груза рассчитывается по формуле:

Полученные результаты занесем в таблицу.

Таблица 2.2 - Годовые приведенные расходы

3. Схема механизации СМ-2

.1 Выбор марки погрузочно-разгрузочной машины для СМ-2

Выбираем козловой кран КДКК-10 грузоподъемностью 10 тонн [1].

Характеристики крана:

Грузоподъемность - 10 т;

Длина пролета - 16 м;

Число консолей - 2;

Вылет консолей - 4,2 и 4,2 м;

Наибольшая длина хода тележки - 24,4 м;

Наибольшая длина подъема крюка - 8,65 м;

Габаритные размеры:

Ширина - 29 м;

Высота - 11,56 м;

Длина по фронту работ - 9,1 м;

Скорость крана - 1,5 м/с;

Скорость груза при подъеме - 0,168 м/с;

Скорость тележки - 0,635 м/с;

Суммарная мощность - 54,2 кВт;

База крана - 7 м;

Масса крана - 36т;

Восстановительная стоимость - 2318000 руб.

3.2 Определение геометрических размеров склада

Из геометрических характеристик вагона находим количество пакетов помещающихся в один вагон ().

Ширина грузовой площадки определяется пролетом крана.

Длину склада определим из формулы:

где  - емкость склада;

- площадь поперечного сечения склада, ;

 - коэффициент заполнения груза.

3.3 Определение необходимого количества вагонов

Определим необходимые количества вагонов,

3.4 Определение необходимого количества подач вагонов

Определим необходимое количество подач вагонов

где - количество вагонов в одной подаче.

где  - длина одного вагона, м.

Принимаем в каждом случае.

Полученные результаты внесем в сводную таблицу.

Таблица 3.1 - Исходные данные

Явочный состав бригады для крана и тарифные ставки:

Длительность погрузочно-разгрузочных работ принимаем:

3.5 Определение эксплуатационной производительности погрузочно-разгрузочной машины

где - масса фактически поднимаемого груза, ;

 - коэффициент использования погрузочно-разгрузочной машины в течение времени смены;

 - продолжительность рабочего цикла, с.

3.6 Определение количества погрузочно-разгрузочных машин

где  - расчетный суточный грузооборот, ;

 - эксплуатационная производительность погрузочно-разгрузочной машины, ;

m - количество смен работы в сутки;

t = 8 - продолжительность рабочей смены, ч;

 - коэффициент, учитывающий увеличение объема перегружаемого груза при его погрузке-выгрузке при складской переработке груза.

.7 Расчет годовых приведенных расходов для грузового фронта

Расчет годовых приведенных расходов для грузового фронта определяется по формуле [3]:

где  - сумма амортизационных и годовых приведенных расходов;

 - стоимость простоев подвижного состава - технологических простоев;

 - стоимость маневровых работ;

 - расходы на оплату труда бригады механизаторов, обслуживающих одну погрузочно-разгрузочную машину;

 - расходы, связанные с неполносуточным режимом работы грузового фронта;

 - расходы на оплату энергоносителей;

 - расходы, связанные с вагоно-часами ожидания подачи (X-1) групп вагонов на подъездной путь склада и накопления на станционных путях при погрузке-выгрузке маршрута частями.

Рассчитаем годовые приведенные расходы для грузооборота

:

где  - стоимость погрузочно-разгрузочной машины, руб.;

- норма амортизационных отчислений на реновацию машину,  [3];  - коэффициент эффективности капиталовложений,  [3].

где  - количество календарных дней поступления вагонов на грузовой фронт;

 - суточный вагонопоток;

 - грузоподъемность вагона данного типа,;

 - коэффициент использования вагона по грузоподъемности;

 - стоимость простоя вагоно-часа, руб/в-ч [3].

где  - суммарная средняя продолжительность маневровых операций на грузовом фронте по постановке-уборке одной подачи вагонов;

 - стоимость локомотиво-часа маневровых работ, руб/л-ч [3].

где  - коэффициент увеличения фонда оплаты труда механизаторов;

 - соответственно, тарифная ставка механизаторов и подсобных рабочих, руб/ч;

где N - суммарная мощность двигателей, установленных на одной погрузочно-разгрузочной машине, кВт;

 - коэффициент использования двигателей по мощности [3];

 - коэффициент использования двигателей по времени [3];

 - коэффициент потерь мощности в подводящих электрических цепях [3];

 - стоимость киловатт-часа, руб/кВтч [].

Стоимость одного  груза рассчитывается по формуле:

Аналогично рассчитаем другие грузообороты.

:

Стоимость одного  груза рассчитывается по формуле:

 (Y=1; T=24):

Стоимость одного  груза рассчитывается по формуле:

 (Y=2; T=16):

Стоимость одного  груза рассчитывается по формуле:

Полученные результаты занесем в таблицу.

Таблица 3.2 - Годовые приведенные расходы

Таблица 3.3 - Годовой экономический эффект

4. Определение количества причалов

Количество причалов определяется по формуле [4]:

где  - максимальный суточный грузооборот, ;

 - максимальная суточная производительность погрузочно-разгрузочных машин;

 - коэффициент метеоусловий;

 - коэффициент занятости (для лесных грузов).

где t=30 - календарное количество не рабочих дней.

Т.е. необходимы два специализированных причала для лесного груза.

5. Техника безопасности и охрана труда

Складирование пакетов круглого леса осуществляется в соответствии со схемами складирования, с соблюдением железнодорожных, крановых габаритов, проездов и проходов установленной величины.

Расстояние от наружной грани головки ближайшего к грузу ж.д. или подкранового рельса должно быть не менее 2,0 м при высоте складирования до 1,2 м или 2,5 м - при большей высоте.

Проезды между штабелями должны быть не менее 3,5 м, а магистральные проезды между группами штабелей - 6,0 м.

Проходы между штабелями должны быть не менее 1,0 м.

Штабель формируется в виде усеченной пирамиды.

Высота штабелем определяется производителем работ в зависимости от допускаемой нагрузки на 1  складской емкости.

По высоте груз распределяется равномерно, по всей длине склада.

До начала расформирования штабеля крановщик обязан убедиться в отсутствии людей, перегрузочной техники, транспортных средств в опасной зоне.

Груз следует выбирать послойно, начиная от средней части штабеля по всей его площади, не допуская углублений более 1,0 - 1,5 м.

Заключение

В ходе курсовой работы разработаны технологические схемы перегрузки пакетированного круглого леса с использованием портальных и козловых кранов для варианта перегрузочных работ «вагон-склад».

Для исследования технологической схемы перегрузки использована математическая модель работы грузового железнодорожного фронта, учтены стоимость простоя вагонов и стоимость маневровых работ.

Определены оптимальные параметры оснащенности грузового железнодорожного фронта.

Показана технико-экономическая эффективность использования козловых кранов в тыловой зоне причала.

Годовой экономический эффект составил от 6899286,5 до 7590302,5 рублей при грузооборотах от 300000 до 800000 .

Список  использованных  источников

1.       Падня В.А. Погрузочно-разгрузочные машины: Справочник. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1981. - 448 с.

.        Макеева Ю.Н. Автоматизированные перегрузочные комплексы транспортно-грузовых систем ж.-д. и портовых терминалов. Технология перегрузочных работ. Оптимизация технологических решений: учебное пособие для вузов / Ю.Н. Макеева; Рост. гос. ун-т путей сообщения. - Ростов н/Д, 2007. - 292 с.

.        Макеева Ю.Н. Организация и технология перегрузочных процессов в портах. Оптимизация технологических схем: учебное пособие для вузов / Ю.Н. Макеева; Рост. гос. ун-т путей сообщения. - Ростов н/Д, 2007. - 237 с.

.        Березуцкий Ю.И. Методические указания к курсовому проекту (работе) по дисциплине «Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ» / Ю.И. Березуцкий, Ю.Н. Макеева. Ч.1 - Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2002. - 50 с.

.        Данные справочника ж.д. за 2012 г.