Министерство науки и образования РФ

Министерство науки и образования РФ

Череповецкий Государственный университет

Институт металлургии и химии

Кафедра ТC

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

Тема: Расчет погрузочного фронта

Разработал: Пурышев В.В.

Группа: 33ПМ-51

Руководитель: Туманов Д.В.

Череповец

Исходные данные

Определить размеры прямоугольного бункера вместимостью 80 м³ для угля АРЖ с объемной массой 0,97 т/м³, размером типичного куска d_max = 200 мм и углом естественного откоса j = 40º, обеспечивающего погрузку полувагонов Q = 50 т и временем погрузки 1 мин.

Решение

Необходимая величина гидравлического радиуса:

где f – коэффициент внутреннего трения;

k – коэффициент, учитывающий степень однородности груза, k = 0,6¸0,8.

мм

Ожидаемая скорость истечения груза:

где l – коэффициент истечения груза, для угля принимаем l = 0,155.

м/с

Необходимая пропускная способность выпускного отверстия бункера:

где k_в – коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на технологические перерывы, k_в = 0,9;

q_в – вместимость вагона, q_в = 50 т;

t_П – время погрузки вагона, t_П = 1 мин.

т/час

Необходимая площадь и размеры выпускающего отверстия бункера:

где g – объемная масса, т/м³.

м²

При квадратной форме выпускного отверстия сторона квадрата:

, м

, м

Фактическое значение гидравлического радиуса:

где Р – периметр выпускного отверстия, м.

м

м

Определение размера бункера в плане эти размеры использовали площади погрузочной зоны и наличие элементов строительной конструкции.

Предварительно принимаем квадратную форму полезного сечения стороны 3 м.

Производим расчет пирамидальной части бункера.

где В – большее основание трапеции, В = 3 м;

b – угол наклона стенки пирамиды, b = 45º.

Рисунок 1. Схема для определения геометрических размеров бункера

м³

Высота пирамидальной части бункера:

м

Расчет высоты призматической части бункера:

где V₀ – общий объем бункера, V₀ = 80 м³;

м

Высотная отметка бункера:

где Н₀ – высота расположения выпускного отверстия над уровнем головки рельса с учетом габарита полувагона и необходимостью размещения затвора, Н₀ = 5,8 м.

м

Задача 2.

Определить давление груза на днище и стенки бункера.

Определяем максимальную высоту падения груза.

где Н_р – высота разгрузки при использовании ленточного конвейера, Н_р = 0,8 м;

Н_В – высота пола вагона над головкой рельса, Н_В = 1,2 м.

м

Скорость падения груза в момент удара:

м/с

Сравнив с табличными данными видно, что при скорости более 11 м/с возможно частичное разрушение материала, которое приведет к изменению фракции, поэтому загрузку пустого бункера производим только при закрытом выгрузном отверстии.

В таком случае высота падения:

м

Скорость падения груза при закрытом выгрузном отверстии:

м/с

Расчет усилия груза на дно бункера:

где К_Д – коэффициент, учитывающий случаи увеличения вертикального давления, принимаем К_Д = 1,5.

кПа

Усилие на стенки бункера:

где К_Б – коэффициент, учитывающий снижение усилия на стенку по сравнению с усилием на днище;

F_Б – боковая площадь бункера, м².

м²

где j – угол внутреннего трения, j = 38º.

тс

Усилие открывания плоского шиберного затвора.

Рисунок 2. Схема для определения усилия открывания плоского затвора

где К_И – коэффициент, учитывающий перекос и другие виды сопротивления, принимаем К_И = 1,5;

f₁ – коэффициент трения материала о шибер;

f₂ – коэффициент трения шибера о направляющую, f₂ = 0,1;

G_ш – вес шибера, G_ш = 700 Н.

Усилие на затвор под углом b к горизонту.

тс

Прямоходный механизм с заданными усилиями подобрать достаточно сложно, поэтому произведем расчет секторного затвора.

Рисунок 3. схема для определения усилия открывания секторного затвора

где N₁ – сила трения материала о сектор, Н.

тс

где N₂ – вес шибера, N₂ = 100 кг;

N₃ – сила трения в цапфах, тс;

N₄ – вес противовеса, N₄ = 100 кг;

f₂ – коэффициент трения шибера о направляющую, бронза о сталь f₂ = 0,05;

тс

Сумма моментов относительно оси поворота сектора:

где l₁ – плечо силы трения, расстояние от оси поворота до внутренней поверхности сектора, l₁ = 1 м;

l₂ – расстояние от оси поворота до центра тяжести сектора, l₂ = 0,6 м;

l₃ – радиус цапфы, l₃ = 0,025 м;

l₄ – радиус действия исполнительного механизма, l₄ = 1 м;

l₅ – радиус противовеса, l₅ = 0,5 м.

тс

Скорость закрывания секторного затвора:

где h – ход секторного затвора, h = 1 м;

t – время закрывания затвора, t = 10 сек.

м/с

Мощность привода:

где h – КПД привода затвора, h = 0,8.

кВт

Оптимальный склад определяется минимальными удельными затратами на один бункер. В нашем случае возможен следующая схема складирования.

Рисунок 4. Схемы фронтов погрузки

Удельные затраты на один бункер:

где п – количество бункеров;

З_м – затраты на металлоконструкции одного бункера, З_м = 0,8 млн. руб.;

З_стр – затраты на строительную часть, при ширине пролета 6 м З_стр = 3,8 млн. руб., при ширине пролета 12 м З_стр = 7,2млн. руб.

млн. руб.

млн. руб.

млн. руб.

Минимальные удельные затраты у варианта с 12 бункерами. Если производительности этого варианта будет недостаточно, тогда предпочтительней вариант с 18 бункерами.

Время истечения необходимое для погрузки одного вагона:

м/с

с

Скорость протягивания вагонов:

где l_в – длина вагона, l_в = 14 м;

k_в – коэффициент использования установки по времени, k_в = 0,9.

км/час

Длительность погрузки одного вагона:

мин

Так как погрузка осуществляется сразу в шесть вагонов, то полученный результат это время погрузки сразу шести вагонов.

Перерабатывающая способность фронта погрузки:

где t_см1 – время на отцепку партии вагонов (6 шт.) от маневровой лебедки и установку новой партии (6 шт.), t_см1 = 2 мин;

t_см2 – время на установку и снятие состава вагонов (60 шт.) с погрузочной нитки, t_см2 = 20 мин;

п_с – отношение количества вагонов в составе к количеству одновременно заполняемых вагонов, п_с = 60/6 = 10;

п_в – количество вагонов в погрузке, п_в = 6 шт.

т/час

Суточная производительность погрузочного комплекса:

где t_см – продолжительность одной смены, t_см = 8 часов;

t₁ – время, связанное с пересменками и организационными собраниями, t₁ = 0,5 часа;

п_см – количество смен, п_см = 3.

т/сутки

Литература

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

1982 год – 343 с.

2. Дегтярёв Г. Н. Организация и механизация погрузочно-разгрузочных работ на автомобильном транспорте. – М.: Транспорт, 1980 год – 264 с.

3. Голубков В. В., Киреев В. С. Механизация погрузочно-разгрузочных работ и грузовые устройства – М.: Транспорт, 1981 год – 350 с.

4. Падня В. А. Погрузочно-разгрузочные машины: Справочник. – М.: Транспорт, 1982 год – 448 с.

5. Фохт Л. Г. Машины и оборудование для погрузочно-разгрузочных работ. – М.: Стройиздат, 1982 год – 240 с.

Дата добавления: 2015-09-29