3.17. Пакетизация грузов

Повышения уровня комплексной механизации и автоматизации перегрузочных операций в перевозочном процессе, сокращения просто­ев подвижного состава можно достичь при пакетных и контейнерных перевозках грузов, то есть при укрупнении грузовой единицы.

Пакетные перевозки грузов

Пакетированные грузы транспортируют всеми видами транспорта. Грузят, выгружают и складируют их погрузочно-разгрузочными механизмами и автоматами. Загружать пакеты можно в универсальные транспортные средства – вагоны, автомобили, суда, самолеты и контейнеры.

Что такое транспортный пакет?

Под транспортным пакетом понимается укрупненная грузовая единица, сформированная из штучных грузов в таре и без нее, которая сохраняет форму в процессе обращения и обеспечивает возможность комплексной механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ. Пакетный способ доставки грузов влияет на конструкцию транспортных средств, складское оборудование, конструкцию складов. Для более полного использования грузоподъемности и вместимос­ти транспортных средств вынуждены были изменить их конструкцию, размеры и очертания грузовых помещений, например, при создании самолета «Антей».

С транспортированием грузов пакетами связаны практически все отрасли народного хозяйства. Взаимоотношения между отправителями и получателями пакетированных грузов и транспортными организациями регламентируют действующие на каждом виде транспорте правила перевозки грузов пакетами, инструкции и положения.

Требования к транспортным пакетам

Груз в транспортных пакетах перевозят в крытом и на открытом подвижном составе железнодорожного транспорта, в судах, на автомобилях и в самолетах. Пакетированными грузами заполняют также контейнеры, особенно крупнотоннажные. Выбор вида транспортного средства зависит от свойств и характера груза.

В отрытых вагонах нельзя перевозить те грузы, которые в процессе транспортировки подвергаются порче, повреждению или уничтожению от атмосферных осадков или загорания. Перечень грузов, разрешённых к перевозке на открытом подвижном составе, определяют правила перевозок на соответствующем виде транспорта. На открытом подвижном составе можно перевозить такие пакетированные грузы, как шифер, черепица, ряд строительных материалов, огнеупорные изделия, стекло техническое и строительное, стеклотару, многие виды сантехники и другое. В непакетированном виде эти грузы на открытом подвижном составе, особенно вагонах, перевозить нецелесообраз­но, так как существует опасность их разбить, повредить; хищения.

Формирование в транспортные пакеты существенно улучшает условия для обеспечения их сохранности.

В соответствии с действующими Правилами перевозок грузов и ГОСТ 21929-76 транспортные пакеты, сформированные на поддонах и без них, должны обеспечивать в процессе транспортировки, перегрузки и хране­ния:

1) возможность комплексной механизации и автоматизации перег­рузочных работ при помощи различных средств подъемно-транспортной техники (погрузчики, краны и др.), т.е. любой транспортный пакет должен иметь устройство или приспособление для механической или автоматической строповки;

2) целостность пакета, сформированного на складе отправителя. Пакет должен быть доставлен получателю в состоянии, обеспечивающем сохранность груза;

3) безопасность работников, выполняющих на транспорте складс­кие и погрузочно-разгрузочные операции. Это означает, что сред­ства крепления, особенно устройства и приспособления, предназначенные для захвата пакета подъемно-транспортными машинами и механизмами, должны быть достаточно прочными и соответствовать нормам техники безопасности при погрузочно-разгрузочных и складских работах;

4) максимальное использование грузоподъемности (вместимости) крытых вагонов, контейнеров грузовых помещений, самолетов, а на открытом подвижном составе – габариты погрузки, что достигается кратностью параметров транспортных пакетов и подвижного состава, на котором их перевозят.

На средствах крепления груза в пакеты отправитель ставит контрольные знаки, исключающие возможность изъятия отдельных мест без нарушения крепления.

Нагрузки, действующие на транспортный пакет

В процессе воздушной перевозки грузов на транспортные пакеты действуют различные виды нагрузок. Действующие на транспортный пакет нагрузки показаны на рис.3.8. Стабильность пакета, то есть неизменяемость его формы в процессе транспортирования и выполнения погрузочно-разгрузочных работ, зависит главным образом от взаимодействия отдельных его элементов (единиц груза).

F_ин^с– сила инерции слоя; F_ин^п – сила инерции пакета;

F_тр^с – сила трения слоя; F_тр^п – сила трения пакета ;

М_с – масса слоя; М_п – масса пакета.

Пакет состоит из отдельных упаковок расположенных послойно. Сдвига любого верхнего слоя относительно нижерасположенного не будет, если пакет сохранит свою форму при соблюдении условия

F_тр > F_ин ,

где F_тр – сила трения между слоями груза, Н;

F_ин – сила инерции слоя груза, H.

Силу трения между слоями i и i+1 можно найти из уравнения

F_тр= f_c G_i ,

где f_c - коэффициент трения скольжения;

G_i -сила тяжести слоя i-го груза.

Сила инерции слоя определится по формуле

F_ин=G_i c g/g=G_i c, (3.8)

где с - отношение ускорений слоя пакета, возникающих под действием силы инерции и силы тяжести.

Силы инерции F_ин и силы трения F_тр для пакета в целом находят, суммируя величины сил, действующих на каждый отдельный слой.

Для того, чтобы избежать смещения одного слоя относительно другого, снизив силу трения между элементами пакета, пакет скрепляют лентами, поясами, термоусадочной пленкой.

В этом случае сила трения между слоями i и i+1 определяется по формуле:

F_тр =f_с (G_i + P), (3.9)

где Р - сила дополнительного нажатия элементов скрепления на слой пакетированного груза.

Дополнительная сила нажатия

P=G_i (c-f_c) / 2f_c.

Учитывая, что пакет скрепляется в нескольких местах, причем каждая нить имеет две боковые ветви, дополнительную силу нажатия можно найти из условия

P=G_i (c-f_c) / 2f_c n k, ( 3.10)

где n – число обвязочных нитей,

k – коэффициент неравномерности натяжения обвязок при одновременной работе нескольких нитей.

На практике значения сил трения между отдельными слоями пакетов, а следовательно, величины напряжений в средствах скрепления зависят от конструкции тары и материала, из которого она сделана, взаиморасположения единиц груза в пакете, размещения пакетов в грузовых помещениях транспортных средств и др. Размещение и крепление пакетов в вагонах, автомобилях и на судах определяется условиями безопасности движения и использования грузоподъемности и вместимости транспортных средств.

Принципиальная схема действия сил на пакет, скрепленный термоусадочной пленкой, представлена на рис. 3.9.

1. P_пр= M a, 2. G =M g , 3.Р_пл S = Р_пл l b,

4.F_тр=f G+f P_пр=f (G+P_прS)

5.R=[σ]δH_пл,

где М– масса груза в пакете; а – ускорение движения транспортного средства;

f – коэффициент трения скольжения пакета груза относительно поддона;

l –длина пакета; b – ширина пакета; S – площадь пакета.

P_л=P_п

Рис.3.9. Принципиальная схема действия сил на пакет, скрепленный термоусадочной плёнкой.

Уравнение сил спроектированных на горизонтальную плоскость Х

^. (3.11)

, или ^, (3.12)

где - допускаемое напряжение на растяжение пленки, Н/см²; δ – толщина пленки, см;

– высота пленки в сечении разрыва, то есть по вертикальной грани пакета, см.

Реакция пленки может быть найдена из уравнения сил, действующих на пакет (см. рис . 3.9):

, так как

Тогда толщина пленки определяется из соотношений ^. (3.13)

В процессе движения на пакет действуют вибрационные силы, которые ослабляют натяжение пленки, поэтому ее толщину рассчитывают при условии ^:

^. (3.14) Для скрепления транспортного пакета применяют полимерные термоусадочные пленки.

Пример расчета толщины термоусадочной пленки

Расчет толщины пленки необходимо производить для наихудших условий эксплуатации, т.е. при ослаблении натяжения пленки, когда Р_пл= 0.

Рассчитать толщину термоусадочной пленки, если известно, что G =400 Н; f=0,3; h=17 см; [σ_тр]=900 Н/см²; i = 2g. G - статическое сжимающее усилие, сила тяжести, Н.

Сила тяжести G=g M, масса ^;

n - число отдельных грузов в пакете, 3;

f - коэффициент трения между отдельными грузами, 0,3;

i - продольное ускорение, м/с² - 2g;

S - площадь груза, см²_;

P - удельное давление создаваемое пленкой;

h - высота груза – соответствует длине разрыва пленки, 17см,

.

При расчете толщины термоусадочной пленки принято, что наибольшее трение возникает между двумя верхними грузами.

В настоящее время в стране выпускается термоусадочная пленка толщиной 0.08: 0.09: 0.1: 0.12 мм с пределами текучести при натяжении 900; 950; 1000; 1100 Н/см².

Следовательно, для закрепления расчетного пакета грузов необходимо использовать пленку толщиной 0,08 мм в три слоя.