Министерство образованияи науки Украины
Одесскийнациональный морской университет
Кафедра«Подъёмно-транспортные машины и механизации перегрузочных работ»
Расчётно-графическоезадание по теме:
«Выбороптимальной схемы загрузки вагона пакетированных грузом и подборсоответствующего вагонного погрузчика»
Принял:
Заика В.М.
Студентки ФЭУ 1-4
Кириленко Алины
Одесса-2011
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Определение оптимальной схемызагрузки вагона
3. Определение эффективности загрузкивагона
4. Подбор погрузчика по грузоподъемности
Введение
В материалерасчетно-графического задания рассматриваются вопрос повышения эффективностииспользования железнодорожного использования железнодорожного подвижногосостава, на примере крытых железнодорожных вагонов, при перевозкепакетированного груза, а так же анализ и выбор, с учетом требований оптимальнойзагрузки вагонов, технико-эксплуатационных параметров одного из наиболеераспространенных видов перегрузочного оборудования- колесногофронтального погрузчика. Сущность системы пакетных перевозок, используемой всмешанных перевозках грузов, состоит в укреплении грузовых мест преимущественнос помощью гибких обвязок и плоских поддонов, на которые укладывается груз,образуя пакеты, с параметрами достаточными для рационального использованиягрузовместимости и грузоподъемности судов и других транспортных средств,перегрузочного оборудования, а также для обеспечения сохранной транспортировкигрузов. Отличительная черта системы пакетных перевозок — ее относительно низкаякапиталоемкость: пакетные перевозки требуют в 8-10 раз меньше капитальныхзатрат по сравнению с контейнерными перевозками. К другим достоинствам системыпакетных перевозок относятся: способность охвата широкой номенклатурыперевозимых грузов, возможность комплексной механизации погрузочно-разгрузочныхработ. Производительность труда при пакетном способе доставки грузов повышаетсяв 3-4 раза. Время доставки грузов при пакетном способе перевозки грузовснижается в 8-11 раз.
погрузчикколесный вагон грузоподъемность
1. Исходные данные
Таблица 1. ИсходныеданныеРазмеры пакета, мм Масса, кг Тип пакета Тип вагона 1010×1260×786 1010 ПД 68-ЦМ
Таблица 2.Характеристики крытого железнодорожного вагонаНаименование Единицы измерения Тип вагона 68-ЦМ Грузоподъёмность т 68,0 Полезный объём груза
м3 122 Внутренние размеры кузова: длина мм 13844 ширина мм 2762 высота мм 2798 Размеры двери: ширина мм 2000 высота мм 2266 Наружные размеры: длина по осям цепки мм 14730 длина кузова мм 14320 ширина мм 3020 высота (над головкой подкранового рельса) мм 4674 высота пола над головкой рельса мм 1280 База мм 10000 Масса (тара) т 22,8
2. Определениеоптимальной схемы загрузки вагона
Схемы загрузки вагона(1сх-4сх) приведены на рисунке 1.
Рассчитаем показатели,необходимые для выбора оптимальной схемы:
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Схема№1:
/>/>/>/>/>n+∆n=[Lв-(Вп+2vп)]/
/(Ап+δп/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>)m=1
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Схема№2:
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>n+∆n=[Lв-(3vп+2δп)]/
/(Ап+δп/>/>/>/>/>/>/>/>)m=0
/>
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Схема№3
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>n+∆n=[Lв-(3Вп+2vп)]/
/(Ап+δп)m=3 /> /> /> /> /> /> /> /> />
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Схема№4
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>n+∆n=[Lв-(2Вп+3vп)]/
/(Ап+δп)m=2
/>
В формулах принятыследующие обозначения
Lв–длинавагона;
vп–боковойукладочный зазор (оптимальная величина 45-60 мм);
δп –фронтальныйукладочный зазор (оптимальная величина 10-15 мм);
m—числорядов, состоящих из трех пакетов («тройников»), укладываемых длинной сторонойвдоль вагона;
n—числорядов («пар») пакетов, укладываемых короткой стороной вдоль вагона;
∆n—дробныйостаток;
Ап—ширинагрузового пакета, мм;
Вп--длинагрузового пакета, мм;
Схема №1
n+∆n=[13844-(1260+2*50)]/(1010+10)=13,2 ≈13шт;
m=1
Схема №2
n+∆n=[13844-(3*50+2*10)]/(1010+10)=13,4≈13шт;
m=0
Схема №3
n+∆n=[13844-(3*1260+2*50)]/(1010+10)=9,7≈9шт;
m=3
Схема №4
n+∆n=[13844-(2*1260+3*50)]/(1010+10)=10,9≈10шт.
m=2
Оптимальной являетсясхема загрузки, при которой n-чётное(по условию обеспечения симметричной загрузки вагона, требуемой дляравномерного распределения нагрузки на ходовые тележки вагона) и наибольшее изчетырёх схем число; ∆n>0,5
При определении числапакетов в одном слое (Nп.н.с)следует учесть, что габариты пакетов не всегда разрешают уложить их «тройником»поперек вагона.
Для определения числаслоев пакетов по высоте вагона следует учитывать укладочный зазор по высоте h1=50-80мм.
Nс.в=(Нв-2*h1)/hп
где Нв-высота вагона по вертикальной части боковой стенки, мм.
Nс.в=(2798-2*65)/786=3,3≈3слоя.
Число пакетов,укладываемых в нижнем слое по какой-либо стандартной схеме:
Nп.н.с=3m+2n
Схема №1
Nп.н.с=3*1+2*13=29шт;
Схема №2
Nп.н.с=3*0+2*13=26шт;
Схема №3
Nп.н.с=3*3+2*9=27шт;
Схема №4
Nп.н.с=3*2+2*10=26шт.
Число слоев пакетов,укладываемых на дверном просвете (Nс.д.п.)меньше, чем число слоев в «крыльях» вагона, т.к. высота дверного просвета Нд
Nс.д.п=(Нд-2*h1)/hп
Nс.д.п=(2266-2*65)/786=2,7≈2 сл.
Если Nс.д.п=Nс.в,а на дверном просвете в одном слое размещается Nп.д.ппакетов,то общее число пакетов в вагоне:
Nп.в.=Nс.в*Nп.н.с
Схема №1
Nп.в.=3*29-3=84шт;
Схема №2
Nп.в.=3*26-4=74шт;
Схема №3
Nп.в.=3*27-3=78шт;
Схема №4
Nп.в.=3*26-4=74шт.
3. Определение эффективностизагрузки вагона
Коэффициентиспользования грузоподъемности вагона:
Кв.г.=[1-(Qв-Qгр)/Qв]*100%
где Qв-паспортная грузоподъёмность вагона, т;
Qгр=gп*Nп.в -общаямасса груза в вагоне, т;
Схема №1
Кв.г.=[1-(68-84*1,010)/68]*100%=124,7%
Схема №2
Кв.г. = [1-(68-74*1,010)/68]*100%=109,9%
Схема №3
Кв.г. = [1-(68-78*1,010)/68]*100%=115,8%
Схема №4
Кв.г.=[1-(68-74*1,010)/68]*100%=109,9%
Кв.г.=[1-(Vв-Vгр)/Vв]*100%={1-[Vв-Nп.в*(Ап+vп)*(Вп+ δп)*(h+2h1)]/Lв*Вв*Нв }*100%
где Vв-объём прямоугольной зоны вагона, м.куб;
Vгр-объём груза, уложенного в вагон с учётом укладочных зазоров, м.куб.
Схема №1
Кв.к.=[1-(13844*2762*2798]-
-84*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/13844*2762*2798}*100=96,8%
Схема №2
Кв.к.=[1-(13844*2762*2798]-
-74*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/13844*2762*2798}*100=85,3%
Схема №3
Кв.к.=[1-(13844*2762*2798]-
-78*(1010+50)*(1260+10)*(786+2*65)]/13844*2762*2798}*100=89,9%
Схема №4
Кв.к.=[1-(13844*2762*2798]-
-74*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/13844*2762*2798}*100=85,3%
Коэффициентиспользования площади пола вагона
Кв.п .=[1-(Sв-Sгр)/Sв]*100%={1-[Lв*Вв-Nп.н.с*( Ап +vп)*(Вп+ δп) ]/ Lв*Вв}*100%
где Sв–общая площадь пола вагона, м.кв.
Sгр—площадьпола, занимаемая пакетами (с учётом укладочных зазоров), м.кв.
Схема №1
Кв.п.= [1-(13844*2762)-29*(1010+50)*(1260+10)]/ 13844*2762} *100 =
= 102,09%
Схема №2
Кв.п. = [1-(13844*2762)-26*(1010+50)*(1260+10)]/ 13844 * 2762} *100 =
= 91,5%
Схема №3
Кв.п.=[1-(13844*2762)-27*(1010+50)*(1260+10)]/ 13844*2762}*100=
=95,1%
Схема №4
Кв.п.=[1-(13844*2762)-26*(1010+50)*(1260+10)]/ 13844*2762}*100=
=91,5%
Полученные результатырасчёта показателей типовых схем сводим в таблицу 3.
Таблица 3. Анализпоказателей загрузки вагона№ схемы
Кол-во
пакетов в нижнем слое Кол-во пакетов в вагоне, Масса груза в вагоне, Коэффициент использования вагона % Вывод
Nп.н.с
Nп.в
Qгр
Кв.г
Кв.к
Кв.п 1 29 84 84,84 124,7 96,8 102,09 - 2 26 74 74,74 109,9 85,3 91,5 + 2 27 78 78,78 115,8 89,9 95,1 - 4 26 74 74,74 109,9 85,3 91,5 -
Оптимальной является2,4 схемы загрузки, так как n– чётное, что удовлетворяет условию обеспечения симметричной загрузки вагона,требуемой для равномерного распределения нагрузки на ходовые тележки; ∆n=
4. Подбор погрузчика погрузоподъёмности
По окончательномувыбору схемы производится предварительный подбор погрузчика по величине егопаспортной грузоподъёмности Qп.п,причем
Qп.п≤gп
/>
Рис. 1 Колесныйфронтальный погрузчик с консольным грузоподъёмником общего назначения
1-ведущий мост;
2-внутренняя(выдвижная) рама грузоподъёмника;
3-центр поворота машин;
4-защитное сооружение;
5-наружная (неподвижная)рама грузоподъёмника;
6-моторный(аккумуляторный) отсек;
7-противовес;
8-кареткагрузоподъёмника;
9-центр тяжести груза;
10-вилочный захват.
Выбираем погрузчик«Сесаб»-ЕСО/Н12-1 с грузоподъёмностью Qп.п=1200кг.
Установим фактическуюгрузоподъёмность погрузчика определяется из условия постоянства величиныопрокидывающего момента, т.е. при постоянном коэффициенте устойчивостипогрузчика Ку.п=соnst.
При укладке пакетов посхеме №2:
Qп.ф=Qп.п*(lо.п+∆Т)/(lо.ф+∆Т),
Где lо.п– фактическое расстояние от передней плоскости каретки до центра тяжестиподнимаемого вилами пакета (мм); lо.ф=0,5Ап;
∆Т—расстояние отпередней плоскости кареты до оси передних колёс, мм.
Qп.ф=1200*(400+360)/(0,5*750+360)=1257,9т.
По рассчитаннойфактической грузоподъёмности выбираем погрузчик «Сесаб»-ЕСО/Н12-1 и приводимего характеристики в таблице 4.
Таблица 4.Характеристики погрузчика 4004МНаименование Единицы измерения - Грузоподъёмность кг 1200 Расстояние от ЦТГ до спинки вил мм 500 Расстояние от каретки до оси передних колёс мм 387 Ширина мм 1092 Высота строительная мм 2225 Высота максимальная мм 3781 Высота подъёма вил мм 3200 Высота подъёма вил св. мм 200 Внешний радиус поворота мм 1780 Манёвренная характеристика D 90ш мм 3067 Рабочие скорости: Подъёма вил с грузом м/с 0,31 Опускание вил с грузом м/с 0,55 передвижения м/с 3,9 Привод - ЭЛ Давление на ось кг 3520 Масса кг 2820 Страна - Италия