Расчет производительности портального крана.

ОДЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСОЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет транспортных технологий и систем

Кафедра “Эксплуатация морских портов”

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ на тему

«Разработка технологической карты перегрузочного процесса»

по дисциплине «Технология грузовых работ»

Выполнил: студент ФТТС, 3к./1гр.

Картельян Ю.Н.

Руководитель:

Вороненко В. П.

Одесса-2009

Содержание

1.Введение

2.Описание естественного режима и транспортно-экономической характеристики порта Бердянск.

3.Транспортно-перегрузочная характеристика груза.

Обоснование проектной схемы механизации.

Выбор оборудования.

4.Анализ технологии грузовых работ.

5.Описание технологического процесса.

6.Определение пределов концентрации технологических линий при обработке судна

7.Расчет складов в первом приближении.

8.Расчет производительности технологической линии.

8.1.Расчет производительности портального крана.

8.2.Расчет производительности вагонного погрузчика.

8.5.Определение количества машин малой механизации в составе технологической линии.

9. Определение верхней границы концентрации технологических линий на судне.

10.Определение минимального количества технологических линий на морском грузовом

фронте.

11.Определение оптимального количества технологических линий на морском грузовом

фронте.

12. Определение количества ТЛ на тыловом грузовом фронте.

13. Определение количества железнодорожных путей морского грузового фронта.

14. Определение количества тыловых железнодорожных путей.

15. Уточненный расчет складов.

16. Расчет удельной себестоимости перевалки груза (S).

17. Расчет суммарных приведенных затрат и экономического эффекта.

18. Заключение.

Литература

Введение.

Задача курсового проекта – проектирование прогрессивной технологии перегрузки смазочные масла (вертикально) для порта Бердянск.

Для заданных условий необходимо выбрать высокопроизводительную и экономичную схему механизации, определить необходимые технические и трудовые ресурсы, разработать технологию перегрузочного процесса и организацию грузовой обработки судна, рассчитать технико-эксплуатационные показатели.

Выбранная схема механизации должна отвечать современному уровню технического прогресса, обеспечивать комплексную механизацию перегрузочных работ, безопасность их проведения и сохранность груза, надежность в эксплуатации машин и простоту их управления и обслуживания.

Описание естественного режима и транспортно-экономической характеристики порта Бердянск.

Порт Бердянск расположен на побережье Азовского моря.

Навигация в порту круглогодичная. Появление льда отмечается в декабре, исчезновение в феврале - начале марта. Число дней с неподвижным сплошным льдом на акватории и в порту в суровые зимы составляет 81, в мягкие - 0.

Имеется подходной канал к нефтегавани порта, его длина составляет 1,1 мили.

Бердянский морской торговый порт перерабатывает нефтеналивные, навалочные, насыпные и тарно-штучные грузы во всех видах плавания и корреспондирует практически со всеми регионами земного шара.

В порту имеется специализированный контейнерный комплекс, нефтерайон, современный морской вокзал.

Грузооборот сухих грузов в 1995 году составил 5.9 млн.т., из них 1.8 млн.т. навалочных и насыпных грузов и 4.1 млн.т. тарно-штучных грузов. Среди навалочных грузов наибольший удельный вес (до 60%) имели зерновые грузы в импорте и транзите, а также сахар-сырец в импорте и транзите (порядка 23%) и химические и минеральные удобрения преимущественно в транзите.

В грузообороте тарно-штучных грузов удельный вес металлогрузов в экспорте и транзите составил 75%, грузов в контейнерах - 11%, продовольственных, промышленных и прочих грузов - 14%.

Причальный фронт состоит из 37 причалов общей длиной 6815 м, глубиной 9,5 -12,5 м.

Наличие складов: крытых - 65 тыс.м², открытых - 139,4 тыс.м².

В порту имеется элеватор.

Перегрузочное оборудование: портальные краны грузоподъемностью 5 - 40 т, плавкраны грузоподъемностью 15-100т; плавзерноперегружатель, мобильные краны, авто- и электропогрузчики различной грузоподъемности, специализированное оборудование для перегрузки контейнеров, прочие виды механизации. В порту имеются железнодорожные и автомобильные подходы, связанные с магистральными дорогами страны. Порт располагает буксирами-кантовщиками и портовыми буксирами мощностью до 3700 кВт, водолеями, сборщиками льяльных вод, нефтемусоросборщиками.

Лоцманская проводка для всех транспортных судов, независимо от их типа и тоннажа, обязательна.

Транспортно-перегрузочная характеристика груза

Смазочные масла

Бочки, в которых перевозятся смазочные масла имеют следующие характеристики:

Материал: металл

Диаметр: 620 мм.

Высота: 950 мм.

Масса: 370 кг.

Так как смазочные масла выделяют резкий запах, то соответственно не могут перевозиться с грузами, способными впитывать запахи, в последствии ухудшая свои товарные качества. Смазочные масла перевозятся в металлических бочках, прочность которых не ограничивает высоты складирования. Размеры бочек позволяют пакетировать их по 4 на 1 поддон. Это обусловлено также массой бочек.

Самый влиятельный ограничитель при расчете высоты складирования (на складе), эта высота складирования исходя из техники безопасности, и составляет (4 м) = 3 яруса.

К_укл = 1,15

V = 0,287 м³

u_уд = 0,8924 м³/т.

u = 0,776 м³/т.

Металлические бочки со смазочными маслами не могут перевозиться поверх других грузов, особенно гигроскопических. Перевозятся бочки (вертикально) поштучно, что позволяет лучше размещать груз в трюме. В настоящее время основная часть грузов в бочках, все же перевозятся в пакетированном состоянии, что позволяет увеличить производительность перегрузочного оборудования.

Особых требований к влажностным и температурным условиям, а также погодным условиям при выгрузке и погрузке нет.

Груз хранится в закрытом складе в пакетированном вида. Бочки должны находиться в сохранности, и по возможности не должны быть повреждены или помяты во время погрузо-разгрузочных операций.

По железной дороге, бочки перевозятся уложенными в два яруса в крытых вагонах.

Поврежденные бочки к перевозки принимать не рекомендуется.

В курсовом проекте используется кран грузоподъемностью 16 т. Это обусловлено тем, что причал проектируется с возможностью развития и переориентации на другие генеральные грузы, так как было отмечено, что грузопотоки рассматриваемого груза незначительны. Завышенная грузоподъемность крана обусловлена также возможностью обработки судов со съемным люковым закрытием.

Выбор подходящего оборудования.

Показатели крана «КОNE», превосходят показатели других портальных кранов по таким показателям как максимальный вылет стрелы, скорость подъема, скорость передвижения. Эти показатели очень важны в оптимизации производительности технологической линии.

Показатели	Единица измерения	СОКОЛ	АТЛАНТ	КONE
Грузоподъемность	т
Вылет стрелы: max	м			32
Min	м
Колея портала	м	10,5	10,5	10,5
Высота подъема стрелы над головкой рельса	м	25,6
Высота опускания стрелы ниже головки рельса	м	27,8
Скорость подъема	м/мин.			70
Скорость изменения вылета стрелы	м/мин.
Скорость передвижения	м/мин.			32
Частота вращения	об./мин.	1,6	1,5	1,6

Из приведенной ниже таблицы вагонных погрузчиков, выбираем тот погрузчик, который был бы наименьших размеров, подходящей высоты подъема вил (с учетом свободной высоты подъема) и наименьшего радиуса поворота. Большинство параметров, которые бы нас удовлетворили, присущи погрузчику «Шинко». Скорости подъема и передвижения особо важной роли не играют, так как скорость перемещения вагонного погрузчика ограничена, а высота подъема не велика.

Наименование параметров	Единица измерения	«Шинко» 4ФБ1ЗЛ ВФ230	«Тойота» 02-5ФД 15ФВА4	«Хайстер»
Грузоподъемность	кг	1250
Высота подъема	мм	2300
Свободная высота подъема	мм	1105
Скорость подъема груза	м/мин.		28,2	34,8
Скорость передвижения	км/ч		18,5
Радиус поворота	мм	1830
Длина с вилами	мм	2845
Длина вил	мм
Общая ширина	мм
Высота при опущенной раме	мм	1750

При выборе трюмного погрузчика в первую очередь ищем погрузчик с достаточно большой высотой подъема. Этот параметр необходим особенно при работе в трюме, так как высота трюма выбранного судна достигает 6 метров. Итак, из приведенных в таблице вариантов, на мой взгляд оптимальным является «Тойота».

Наименование параметров	Единица измерения	«Мицубиси» ФД20	«Тойота»	«Шинко» 4ФБ20ЛЦ В300
Грузоподъемность	кг
Высота подъема	мм		5000
Свободная высота подъема	мм			-
Скорость подъема груза	м/мин.	33,6	22,8
Скорость передвижения	км/ч
Радиус поворота	мм
Длина с вилами	мм
Длина вил	мм
Общая ширина	мм
Высота при опущенной раме	мм

При выборе погрузчика, работающего по складскому варианту, необходимо учесть, что вес подъема составляет около 3100 кг., и поэтому первым решающим параметром является грузоподъемность. Не менее важен и параметр высоты подъема, так как мы говорим о ситуации, когда высота штабелирования превышает 3,9 м. В этом случае погрузчик 02-5ФД 40-ФСВ.

Наименование параметров	Единица измерения	ДВ1733	02-5ФД 40-ФСВ	ДВ1738
Грузоподъемность	кг	3200	3600
Высота подъема	мм		5000
Свободная высота подъема	мм
Скорость подъема груза	м/мин.
Скорость передвижения	км/ч
Радиус поворота	мм
Длина с вилами	мм
Длина вил	мм
Общая ширина	мм
Высота при опущенной раме	мм

Анализ технологии грузовых работ

Технологические карты	Расстановка рабочих/машин по техн. операциям.	Произво-дитель-ность	УКМ %
Вагонная	Внутри портовая	Складская	Кордонная (переда- точная.)	Судовая	Всего
Рижский порт
1.Трюм (погрузчик) – кран (рама с захватом) – рампа – вагон (погрузчик)	4/2	-	-	2/1	5/2	11/5
2. Трюм – кран (рама с захватом) – причал (поддон) – погрузчик (вилы) – склад (г.п.)	-	2/2	1/-	5/1	5/-	13/3
3. Склад (г.п.) – погрузчик (вилы) – рампа – вагон (погрузчик)	4/2	-	3/2	-	-	7/4
Порт Санкт-Петербург
1.Трюм (погрузчик) – кран – рампа – 2 вагона (погрузчик)	6/4	-	-	2/1	4/2	12/7
2.Трюм (погрузчик)-кран – причал –погрузчик – склад (г.п.)	-	-	1/-	4/1	4/2	11/5
3.Склад (г.п.) – погрузчик – 2 вагона (погрузчик)	4/2	-	1/-	-	-	9/14
Порт Ильичевск
1.Трюм (2 погрузчика) – кран – рампа–ваго (погрузчик)	4/2	-	-	4/2	4/4	12/8	274,2
2.Трюм (погрузчик) -кран– ричал –погрузчик – склад (г.п.)	-	4/2	-	4/2	4/4	12/8	500,7
3.Склад (г.п.) – погрузчик – 2 вагона (погрузчик)	-/4	-/2	-	-	-	1/6	546,5

Схема механизации отличается от базисной некоторыми факторами. Во первых используются более скороходные машины меньших размеров, что позволяет им легче маневрировать и тем самым увеличивать свою производительность. Не используются также автопогрузчики, что обусловлено стремлением снизить производственные расходы. Используются также и иные грузозахватные приспособления, параметры которых позволяют быстрее производить захват груза и его отцепку. При установке груза на причал, и работе ТЛ по складскому варианту, груз устанавливается на поддоны. Затем погрузчики перевозят по одному поддону на склад, где груз складируется в 3 яруса. В базисной же схеме механизации, погрузчик перевозил на склад одновременно 2 поддона, а это лишние затраты времени на крепление груза, его установку и так далее. Ограничивается также скорость передвижения погрузчика. В тылу причала, в проектной схеме механизации находится 1 железнодорожная линии, а склад проектируемый на причале, меньше размеров тех, которые имеются на базисных схемах. Это позволяет более рационально использовать складскую площадь, а также снижает траекторию перемещения погрузчика по складской площади.

В проектной схеме механизации использовано больше техники и меньше докеров-механизаторов, что позволило сократить расходы на заработную плату, социальные льготы и т.д. Наличие же большего количества перегрузочных машин позволило, как видно из таблице приведенной выше, увеличить производительность линии.

Снижен также угол поворота стрелы крана и, где это возможно, уменьшается разница в вылете стрелы. Это снижает время, затрачиваемое на выгрузку «подъема» груза из трюма на причал.

1. Описание технологического процесса

1. 1. Грузы поступают в металлических бочках. Поверхности бочек плоские с двумя обручами катания.

1.1.1. Застропка бочек рычажными захватами

1.1.2. Перед застропкой производитель работ должен осмотреть бочки и убедиться, что размер уторов соответствует рекомендуемым для перегрузки рычажными захватами. При наличии съемных крышек крепление их должно обеспечивать надёжное удержание запорного кольца.

1.2. Взятие груза механическим захватом ЗМБ-1

1.2.1. Водитель погрузчика наклоняет раму «от себя», подъезжает к бочкам, подводит нижний клин под утор и движением захвата вверх производит взятие груза.

1.2.2. Освобождение захвата от груза. После установки бочек, водитель погрузчика движением захвата вниз освобождает утор бочки и отъезжает.

Судовая операция

2.1. Выгрузка из просвета люка.

2.1.1. Крановщик подает в трюм раму с 8 (при транзитном варианте) или 12 (при складском варианте) рычажными захватами, навешенных с расчетом равномерной установки бочек на поддоны. Докеры-механизаторы осуществляют разворот рамы и застропку груза.

2.1.2. После отхода докеров механизаторов на безопасное расстояние крановщик выносит «подъем» из трюма. Работа производится до окончания выгрузки бочек, расположенных в просвете люка части каждого яруса.

2.2. Выгрузка из подпалубного пространства осуществляется погрузчиком.

2.2.1. После углубления до пайола и обеспечения площади достаточной для безопасного маневрирования машины и укрытия ее в подпалубное пространство во время подъема груза краном, в трюм опускается 2 погрузчика, оборудованных захватами ЗМБ-1.

2.2.2. Водитель погрузчика производит взятие бочек захватом по описанию приведенному выше, снимает их со штабеля и транспортирует в просвет люка, где формируется подъем для крана.

2.2.3. Разбор штабеля производится вертикальными рядами, поярусно. По мере освобождения, докеры-механизаторы снимают со штабеля сепарацию, и укладывают ее в отдельное место.

2.4. Выгрузка жесткой сепарации. Сбор и выгрузка сепарационных материалов осуществляется согласно «Типовых способов и приемов работ».

Кордонная операция

3.1. При работе по складскому варианту, водитель складского погрузчика устанавливает в зоне работы крана «стопку» их шести порожних поддонов. На причал устанавливаются по два поддона короткой стороной (1200 мм) вплотную друг к другу.

3.2. Крановщик опускает «подъем» и устанавливает 12 бочек на пару поддонов, по 6 бочек на каждый поддон (3 бочки по длине и 2 по ширине).

3.3. Докеры-механизаторы, убедившись в правильности и устойчивости установленных бочек, производят их отстропку. Свисание бочек с поддона не допускается. Крановщик переносит раму с захватами за очередным «подъемом».

3.4. при работе по транзитному варианту, крановщик переносит «подъем» из 8 бочек к вагонному столу.

Внутритранспортная операция

4.1. Водитель погрузчика, оборудованного вилочным захватом, заводит вилы в поддон, захватывает его, поднимая на высоту не менее 20 см. от пола и транспортирует по назначению.

4.2. Транспортировка производится только по одному поддону с грузом.

Вагонная операция

5.1. Докеры механизаторы вагонного звена, с помощью погрузчика, устанавливают между эстакадой и вагоном трап в соответствии с «Типовыми способами и приемами работ».

5.2. Водитель погрузчика или крановщик устанавливает в указанное место подъем. После ухода крана и отъезда погрузчика, водитель вагонного погрузчика, оборудованного захватом, производит взятие двух бочек захватом ЗМБ-1, как было описано ранее, и транспортирует их в вагон.

5.3. Бочки в вагоне устанавливаются на пол вплотную к торцевой стенке вертикальными рядами. Каждый вертикальный ряд состоит из 4-х бочек по ширине и 2-3 бочки по высоте. Между каждым ярусом поперек вагона укладываются прокладки из двух досок, на которые устанавливаются бочки.

5.4. Для обеспечения равномерной загрузки вагона, бочки нечетных вертикальных рядов устанавливаются вплотную к одной боковой стенке вагона, а четных вертикальных радов к противоположной боковой стенке вагона.

5.5. В пространстве между дверными проемами бочки устанавливаются вертикальными рядами вдоль вагона с укладкой продольной меж ярусной сепарации.

5.6. При загрузке вагонов следует руководствоваться «Техническими условиями погрузки и крепления грузов».

Особые требования

6.1. Во всех случаях работа крановщика производится по команде сигнальщика

6.2. Выгрузка дефектных бочек производится под непосредственным руководством производителя работ с обеспечением всех мер безопасности.

Определение пределов концентрации технологических

Линий при обработке судна.

Пределом концентрации ТЛ будем называть наибольшее число ТЛ, которое можно одновременно сосредоточить на обработке одного грузового люка либо отсека (совокупности смежных отсеков). Для более детального рассмотрения этого параметра, смотрите рис.1.

Расчет складов в первом приближении

Для одного причала емкость склада рассчитывается по формуле

Е = kслQc + eз

где Qc = 150000 – количество груза на судне, т

Ксл – коэффициент сложности исходящего из порта на море грузопотока.

Так как в курсовом проекте составляется технологическая схема для случая входящего грузопотока, то Ксл = 1;

В первом приближении запас емкости будет рассчитываться по формуле:

ез = Qгkмесt / Тн15 = 15000 1,2 3 / 365 15 = 85,48 т.

где Кf = 3 – норма запаса, сутки;

Кмес = 1,2 – коэффициент месячной неравномерности;

Тн = 365 дней

Е = 1,0 10135 + 85,48 = 10220,48 т.

Величина расчетной нагрузки определяется из выражения

q = min(qт,qг,qм,qтб) = min(10; 4,17; 4,17) = 4,17 тс/м²

где qт = 10 тс/м² - предельная нагрузка, на которую рассчитан причал. Эта величина не ограничивает высоту складирования грузов. Она достаточно велика, чтобы выдержать нагрузку, оказываемую и более тяжелыми грузами;

qг – предельная нагрузка, которую может выдержать данный груз, определяется свойствами груза, прочностью тары и упаковки. Бочки, это тот груз который способен выдержать большую нагрузку, оказываемую на них сверху. Поэтому, эта величина также не ограничивает высоту складирования данного, в курсовом проекте, груза;

qм = 3 2 / 1,2 1,2 = 4,17 тс/м² – нагрузка на причал, которая может быть создана при максимальной высоте штабелирования груза, определяется возможностями применяемых складских машин. За складской погрузчик, в курсовом проекте, выбран погрузчик “4014”, расчет производительности которого будет приведен далее;

qтб = 4,17 тс/м² – нагрузка на причал штабеля данного груза, сформированного в соответствии с требованиями по технике безопасности и противопожарным требованиям. Максимальная высота штабелирования принимается ± 3,5 м. Это позволяет складировать бочки в три яруса.

Площадь склада рассчитывается по формуле:

F = E / q Kf = 10220,48 / 4,17 0,75 = 3267,94 м²

Размеры склада будут следующими: L = 156 м, B = 24 м.

Найдем уточненное значение Kf = 10220,48/ 24 156 4 = 0,68

Расчет производительности технологической линии.

Расчет производительности портального крана.

Для расчета производительности портального крана используется портальный кран «KONE»

Таблица №1

Показатели	Единица измерения	.КONE
Грузоподъемность	т
Вылет стрелы: max	м
Min	м
Колея портала	м	10,5
Высота подъема стрелы над головкой рельса	м
Высота опускания стрелы ниже головки рельса	м	-
Скорость подъема	м/мин.
Скорость изменения вылета стрелы	м/мин.
Скорость передвижения	м/мин.
Частота вращения	об./мин.	1,6

Найдем продолжительность цикла крана при работе по прямому варианту по формуле:

Тц = Тц₁ – tс

где tс – продолжительность совмещения элементов операции;

Тц₁ – продолжительность цикла без совмещения элементов операции, сек. Этот показатель рассчитывается по формуле: Тц₁ = ЗГ + ХГ + ОГ + ХП. В этой формуле ЗГ, ОГ – продолжительность выполнения элементов операции: захват груза и отцепка груза; ХГ, ХП – продолжительность выполнения элементов операции: ход с грузом, ход порожнем.

ХГ(ХП) = tп + tпв + tнв + tо

Для определения вышеперечисленных показателей, необходимо определить следующее:

· Средняя высота подъема: hп = (hпг + hпп)/2 = (8,7+14,2)/2 = 11,45 м.;

· Средняя высота опускания: hо = (hог + hоп)/2 = (4,0+7,3)/2 = 5,65 м.;

· Угол поворота стрелы при работе крана по прямому варианту: a₁ = 61°;

· Угол поворота стрелы при работе крана по складскому варианту: a₂ = 71°;

· Продолжительность разгона двигателей: tр = 2 с.

· Продолжительность торможения двигателей: tт = 5 с.

· Продолжительность захвата груза: ЗГ = 58 с.

· Продолжительность отцепки груза: ОГ = 42 с.

· Вес подъема крана: G = 4 т.

tп = hг/vп + (tp+tг/2) = (11,45/1,167) + 3,5 = 13,31 @ 13 с.

tпв = a₁/0,9 n v + (tp+tг/2) = (61/0,9 1,6 1,05) + 3,5 = 43,84 @ 44 с.

tнв = L/v + (tp+tг/2) = (20,6/1,05) + 3,5 = 23,12 @ 23 с.

tо = ho/vо + (tp+tг/2) = (5,65/1,165) + 3,5 = 8,349 @ 8 с.

ХГ(ХП) = 13 + 44 + 23 + 8 = 88 с.

Тц₁ = ЗГ + ХГ + ОГ + ХП + tдоп = 88 + 88 + 58 + 42 + 22 = 296 с.

где tдоп – дополнительные расходы времени, зависящие от груза и разнообразия операций выполняемых краном (в их числе: поправка подъема – 3с., нацеливание на место установки – 10с., нацеливание на место установки – 4, установка порожней площадки – 5с.;

tс = 0,1 Тц₁ = 0,1 + 296 = 29,6 с. – сокращение продолжительности цикла крана;

Тц_т-в = Тц₁ – tс = 296 – 29,6 = 266,4 с. – продолжительность цикла крана;

Рп = G 3600 / Тц = 4 3600 / 266,4 = 54,05 т./ч. – техническая производительность крана;

Ртхч_п = Рп tо / tсм = 54,05 338 / 420 = 43,50 т/ч. – технологических производительность крана.

Таблица №2

Показатели работы крана	Единица измерения	Прямой вариант	Складской вар.
Высота опускания груза	м	5,65	7,5
Продолжительность подъема груза	с
Продолжительность поворота стрелы	с
Изменение вылета стрелы крана	с		-
Продолжительность опускания груза	с
Ход с грузом (порожнем)	с
Продолж. цикла без совмещения эл. операции	с
Сокращение продолжительн. Цикла крана	с	29,6	29,4
Продолжительность цикла крана	с	266,4	264,6
Техническая производительность крана	т/ч	54,05	81,63
Технологическая производительность крана	т/ч	43,50	71,53

т./ч..

---

Дата добавления: 2015-10-23