Практические заанятия-укр

21

К¢ТР = КТР × КФ.

Після чого розраховуємо ПНО для кожного виду профілю U, м3/т

U = UМ × К¢ТР.

Рисунок 6 – Графік коефіцієнтів трюмного укладання

Значення U визначається з точністю не менш ніж три значущих цифр після коми.

Лабораторна робота № 3. Пакетування генеральних

вантажів

Мета роботи. Вивчення способів укладання генеральних вантажів при формуванні пакетів на стандартних піддонах.

Загальні вказівки. Більшість вантажів у дрібній тарі зберігають і переробляють у портах у пакетованому виді. Найбільше часто пакети формуються на стандартних піддонах типу П4В 2Пта2В. Піддон П4В має розміри (ℓПОД´bПОД´hПОД) 1200´800´150 мм, масу (gПОД) – 25 кг і вантажопідйомність

(G) – 1,0 т. Піддон 2П2В – 1600´1200´180 мм, масу – 80 кг і G – 2,0 т.

Для визначення оптимального розміщення ВМ на піддоні у двох вимірах (довжині та ширині) керуються співвідношенням лінійних розмірів вантажу та піддона, а також способами укладання ВМ на піддоні.

При формуванні пакета можна сформулювати певні правила:

©вантаж не повинен виступати за крайку піддона або цей виступ повинен бути не більш ніж 50 мм;

©не завантажена площа піддона повинна бути мінімальною за розміром. На практиці проблем з розміщенням вантажів, як правило, не виникає.

Вантажі укладають й, при необхідності, зміщують доти, поки не отримують потрібні розміри пакета. Для багатьох вантажів використовуються заздалегідь розроблені схеми укладання, які приводяться в робочих технологічних картах (РТК) їхнього перевантаження.

При теоретичному розміщенні виступ вантажу на50 мм забезпечує фак-

22

тичне збільшення на більшу величину через наявність зазорів між окремими ВМ. Подальше збільшення розмірів виступу вантажів на піддоні не доцільно, тому що утрудняє перевантаження пакета. У будь-якому випадку необхідно прагнути до того, щоб вантаж не виступав за крайку піддона. При наявності виступу вантажу за краї піддона, він повинен бути однаковим для протилежних сторін (за довжиною або за шириною).

Тому, виходячи з першого правила, максимальні припустимі розміри вантажу можуть бути 1300´900 мм на піддоні П4В (1200 + 50 + 50 = 1300 мм і 800 + 50 + 50 = 900 мм) і 1700´1300 мм на піддоні 2П2В (1600 + 50 + 50 = 1700 мм і 1200 + 50 + 50 = 1300 мм).

У свою чергу, не завантаженість піддона веде до нераціонального використання перевантажувальної техніки та складських площ. Наявність великої не завантаженої площі на піддоні ускладнює, а іноді перешкоджає завантаженню складів і транспортних засобів, робить штабель нестійким. Вантажі повинні розташовуватися на піддоні рівномірно, особливо при наявності вільного простору на ньому. Нерівномірність завантаження також може призвести до -не стійкості пакета та штабеля в цілому.

Пакет, як тривимірний предмет, також характеризується значенням його третього виміру – висоти (hП).

Висота пакета з однієї сторони обмежена максимально припустимою висотою HMAX, а з іншої сторони– висотою, яка обумовлена максимальною масою пакета GMAX.

Таким чином, до раніше зазначених правил можна додати наступні: ©висота пакета не повинна перевищувати максимально припустимої; ©маса пакета не повинна перевищувати максимально припустимої. Максимально припустима висота HMAX, визначається з можливості заван-

таження пакета в критий залізничний вагон. Висота дверного прорізу більшості критих вагонів не перевищує 2,0 м. При завантаженні пакетів необхідно враховувати зазори в 0,1 м зверху та знизу пакета. Такі зазори дозволяють вільно переміщати пакет, не чіпляючись за конструкції вагона, що забезпечує цілісність пакета та схоронність вантажу. Здійснивши елементарні розрахунки, одержимо

HMAX = 1,8 м.

Максимальна припустима маса пакета визначається його вантажопідйомністю. Тобто кількість шарів вантажу за висотою не повинне створити таку загальну кількість ВМ на піддоні, сумарна маса яких буде перевищувати паспортну вантажопідйомність піддона. Тому маса пакета з піддоном не повинна перевищувати його вантажопідйомності, тобто можна прийняти GMAX = G.

При розміщенні вантажів на піддоні не допускається кантування(перевертання) ВМ, тобто довжина повинна залишатися довжиною, ширина – шириною, висота – висотою.

Формування пакетів виконується у два етапи. На першому етапі визначається кількість і просторове розташування ВМ на піддоні в першому(нижньому) шарі, а на другому – кількість шарів у пакеті за висотою.

Порядок виконання роботи. Відповідно до варіанта визначаємо з табл. 1 шифри заданих вантажів.

23

За шифром вантажу з табл. 2 визначаємо найменування, вид тари, габаритні розміри (довжину ℓМ, ширину bМ, висоту hМ) і масу ВМ gМ.

Спочатку розміщаємо вантажі на піддоні в першому (нижньому) шарі.

До розгляду пропонуються вантажі прямокутної та круглої форми в плані. При їхньому розміщенні необхідно дотримуватися перших двох правил.

ØРозглянемо розміщення вантажів прямокутної форми.

Розташовуємо вантаж довгою стороною(довжиною) вздовж довгої сторони піддона, а короткою стороною, відповідно – вздовж короткої сторони піддона.

Таблиця 1

Таблиця 2

Визначаємо, яка кількість ВМ поміститься вздовж довжини піддона(nℓ), од. Для цього припустиму довжину відповідного пакета ділимо на довжину ВМ

П4В: nℓ = [1300 / ℓМ]; 2П2В: nℓ = [1700 / ℓМ].

Визначаємо відповідну кількість ВМ вздовж ширини піддона (nb), од. Для цього припустиму ширину відповідного пакета ділимо на ширину ВМ

П4В: nb = [900 / bМ]; 2П2В: nb = [1300 / bМ],

24

дробове значення nℓ і nb відкидається.

У довільному масштабі рисуємо прямокутники відповідного розміру (1300´900 мм і 1700´1300 мм), які за довжиною та шириною розділяється -лі ніями на відповідне число частин(nℓ і nb) (див. рис. 1) в відповідності з попередньо проведеними розрахунками. При цьому, ці розрахунки в роботі можливо не приводити, а рисувати тільки схеми варіантів розміщення вантажів на піддонах двох типів – П4В та 2П2В (див. рис. 1).

Потім розташовуємо навпаки, довжиною ВМ (ℓМ) вздовж ширини піддона, а шириною (bМ) – вздовж довжини. Далі визначаємо відповідні значення nℓ і nb, розраховуємо nР та приводимо рисунки

nР = nℓ × nb.

Той варіант, при якому на піддоні (nР) міститься більша кількість ВМ (nP), є оптимальним (рис. 1, а) і приймається до подальших розрахунків. При цьому треба враховувати тип використовуваного піддона.

Критерій для вибору типу піддона можна сформулювати :такякщо на двох піддонах П4В міститься більше ВМ (nР) чим на одному 2П2В, то вибирається піддон П4В й навпаки.

Наприклад, задано ящик розміром 480´320´260 мм (ℓМ´bМ´hМ). 1. Розглянемо розміщення на піддоні 2П2В.

1.1 Розташовуємо довжиною ВМ по довжині піддону nℓ = [1700 / ℓМ] = [1700 / 480] = [3,54] = 3.

Ділимо піддон 2П2В (прямокутник розміром 1700´1300 мм) по довжині на 3 частини суцільною лінією (рис. 1,а).

Відповідно ширина ВМ розташовується по ширині піддону nb = [1300 / bМ] = [1300 / 320] = [4,06] = 4.

Ділимо піддон 2П2В по ширині на4 частини пунктирною лінією(рис.

1,а).

nР = nℓ × nb = 3 * 4 = 12.

1.2 Тепер розташовуємо навпаки – шириною ВМ по довжині піддону nℓ = [1700 / bМ] = [1700 / 320] = [5,31] = 5.

Ділимо піддон 2П2В по довжині на 5 частин суцільною лінією (рис. 1,б). Відповідно довжина ВМ розташовується по ширині піддону

nb = [1300 / ℓМ] = [1300 / 480] = [2,71] = 2.

Ділимо піддон 2П2В по ширині на2 частини пунктирною лінією(рис.

1,б).

nР = nℓ × nb = 5 * 2 = 10.

До подальших розрахунків приймаємо варіант розміщення1.1, тому що

12 > 10.

2. Розглянемо розміщення на піддоні П4В.

2.1 Розташовуємо довжиною ВМ по довжині піддону nℓ = [1300 / ℓМ] = [1300 / 480] = [2,71] = 2.

Ділимо піддон П4В (прямокутник розміром 1300´900 мм) по довжині на 2 частини суцільною лінією (рис. 1,в).

Відповідно ширина ВМ розташовується по ширині піддону

25

nb = [900 / bМ] = [900 / 320] = [2,81] = 2.

Рисунок 1 – Приклад розташування вантажів на піддонах

Ділимо піддон П4В по ширині на 4 частини пунктирною лінією (рис. 1,в).

nР = nℓ × nb = 2 * 2 = 4.

2.2 Тепер розташовуємо навпаки – шириною ВМ по довжині піддону nℓ = [1300 / bМ] = [1300 / 320] = [4,06] = 4.

Ділимо піддон П4В по довжині на 4 частин суцільною лінією (рис. 1,г). Відповідно довжина ВМ розташовується по ширині піддону

nb = [900 / ℓМ] = [900 / 480] = [1,87] = 1.

Оскільки nb = 1, то піддон П4В по ширині не ділиться.

nР = nℓ × nb = 4 * 1 = 4.

До подальших розрахунків можна прийняти варіант розміщення2.1 або

2.2, тому що 4 = 4.

Остаточно вибираємо піддон 2П2В, тому що 4*2 = 8 < 12. Далі розраховуємо розміри вантажу на піддоні, м

ℓГ = ℓМ × nℓ або ℓГ = bМ × nℓ; bГ = bМ × nb або bГ = ℓМ × nb.

©Якщо значення ℓГ або bГ близьке до габаритних розмірів піддона (пакета), то розгляд подальших варіантів не потрібен.

©Якщо значення ℓ або b менше відповідних розмірів піддона, то роз-

Г Г

глядаються інші варіанти просторового розміщення вантажу на піддоні. Деякі з можливих варіантів розміщення вантажів представлені на рис. 2.

26

Рисунок 2 – Схеми розміщення прямокутних вантажів на піддоні

Таким чином знаходиться такий варіант розміщення, який мінімізує порожнє місце на піддоні (див. друге правило пакетування на піддоні). Для перевірки можливості такого розміщення підсумовується довжина(ℓМ) і ширина (bМ) ВМ (декілька ℓМ або bМ) і ця величина порівняється з відповідними припустимими розмірами пакета.

Наприклад, для раніш розглянутого ящика:

ℓГ = ℓМ × nℓ = 3 * 480 = 1440 мм; bГ = bМ × nb = 4 * 320 = 1280 мм.

По довжині піддона є пусте місце, тому перевіримо, чи можливе розташувати там ВМ. Для цього от максимально допустимої габаритної довжини пакета віднімаємо довжину вантажу на піддоні: 1700 – 1440 = 260 мм.

Так як ця величина менша, ніж ℓМ та bМ, то по довжині піддона більшу кількість ВМ розташувати не можливо.

А по ширині піддона взагалі нема пустого місця, тому інші варіанти розглядати не будемо.

Таким чином був обраний піддон2П2В й найдений оптимальний варіант розташування ящиків на ньому.

ØРозглянемо розміщення вантажів циліндричної форми.

На піддони вантажі у формі циліндра встановлюються вертикально(на торець), і при їхньому розміщенні частина габаритних розмірів окремих ВМ може перекривати один одного (рис. 3, а).

Розраховуємо значення nℓ, nb, ℓГ і bГ.

При кратності розмірів піддона та вантажів(дробові частини nℓ і nb дуже близькі або дорівнюють цілій частині) проблем не виникає, і циліндричні вантажі розміщаються так само як прямокутні(рис. 3, б). При такому розміщенні габаритні розміри окремих ВМ не перетинаються. Для забезпечення рівномірності завантаження піддона частина вантажу може зміщатися в протилежні сторони або розташовується діагонально (рис. 3, в).

Коли на піддоні залишається досить багато вільного місця(ℓ або b

Г Г

менше розмірів піддона), то розглядається інша схема розташування. При цьому габаритні розміри ВМ будуть перетинатися. При перетинанні габаритних

27

об'ємів окремих ВМ, габаритні розміри вантажу на піддоні (ℓГ або bГ) тим менші, чим більше відстань між двома поруч розташованими ВМ(рис. 3, г). При цьому можливі різні варіанти взаємного розташування та кількості вантажу на піддоні (рис. 3, д).

Рисунок 3 – Схеми розміщення циліндричних вантажів на піддоні

Більше точним, але трудомістким методом розміщення в цьому випадку є геометричні побудови з використанням креслярських інструментів(циркуля, трикутника й ін.). Тоді в масштабі рисується прямокутник відповідного розміру (1300´900 мм і 1700´1300 мм). Від кутів до центра здійснюється розміщення ВМ шляхом побудови кіл відповідного радіуса, який визначається діаметром ВМ та обраним масштабом.

У роботі можна скористатися наближеним методом. Для цього використовується наступні залежності, які взаємно виключать одне інше(або перше або друге):

©при щільному розташуванні ВМ першого ряду друг до друга та розміщенні другого ряду в поглиблення першого без зміни довжини, загальна ширина складе приблизно 0,85 максимальної ширини;

©при розташуванні рядів вантажів так, що б ширина пакета не змінювалася, загальна довжина складе приблизно 0,9 максимальної.

Тоді розміри вантажу на піддоні складуть, м

ℓ¢Г = 0,9 × ℓМ × n¢ℓ або b¢Г = 0,85 × bМ × n¢b,

де n¢ℓ і n¢b – відповідно можливе число ВМ за довжиною та шириною. ©Якщо отримане значення ℓ¢Г (b¢Г) не перевищує припустимого, то

ℓГ = ℓ¢Г або bГ = b¢Г; nℓ = n¢ℓ або nb = n¢b.

28

©Якщо отримане значення ℓ¢Г (b¢Г) більше припустимого, то відповідне значення n¢ℓ (n¢b) зменшується і розрахунок повторюється.

Знайшовши для кожного варіанта (вантажу) оптимальне розміщення його на піддоні та обрав тип піддона, визначаємо кількість ВМ у першому(нижньому) шарі (ярусі) вантажу nP (од.) і габаритні розміри пакета в плані ℓП´bП (м).

Розмір пакета (ℓП´bП) дорівнює габаритному розміру піддона, якщо вантаж на піддоні не виступає за крайки піддона (менше піддона), наприклад ℓП´bП = 1,6´1,2 м.

Якщо вантаж виступає (більше піддона), то габаритний розмір пакета дорівнює габаритному розміру вантажу, наприклад ℓП´bП = 1,68´1,3 м.

Вибрані оптимальні схеми розміщеннявсіх вантажів на піддоні приводяться в роботі, з вказівкою типа піддона, розмірів вантажів та пакета в плані й кількості ВМ (nP) (рис. 4).

Рисунок 4 – Приклад оптимальних схем розміщення прямокутних вантажів на піддоні в плані

Далі розраховуємо для кожного вантажу за чергою висоту та масу пакету, а також питоме навантаження.

Для цього визначаємо число шарів(рядів) за висотою, виходячи з максимальної маси пакета nh¢, од.

nh¢ = [(GMAX – gПОД) / (gМ × nР)].

З урахуванням максимально припустимої висоті пакета, визначаємо число шарів (рядів) за висотою nh², од.

nh² = [(HMAX – hПОД) / hМ].

Значення nh¢ і nh² дорівнюють цілій частини результату ділення, тому що число шарів не може бути дробовим.

Наприклад, nh¢ = [(1,0 – 0,025) / (0,075 × 6)] = [2,17] = 2 од.

Обмежувати висоту може nh¢ або nh², або обидва одночасно, тоді шукане число шарів (рядів) за висотою пакета nh, од.

nh = min {nh¢; nh²}.

Габаритну висоту пакета hП (м) визначаємо з виразу

29

hП = nh × hМ + hПОД.

Загальна кількість ВМ у пакеті n, од.

n = nР × nh.

Маса пакета без піддона gП¢, т

gП¢ = n × gМ.

Маса пакета з піддоном gП, т

gП = gП¢ + gПІД.

При розміщенні пакетів у штабелі зазор між поруч розташованими пакетами становить біля 5 см. Таким чином, розміри які займає кожний пакет на складі, більше його габаритного розміру на2,5 см з кожного краю піддона(по довжини й ширини). Тоді загальне збільшення довжини й ширини пакета, при його розміщенні в штабелі, становить 5 см, що необхідно враховувати при розрахунку питомого навантаження й вантажної площі штабеля.

Тоді питоме навантаження, яке створюється одним пакетомPП (т/м2) визначається з виразу

PП = gП / ((ℓП + 0,05) × (bП + 0,05)).

Визначив hП, gП та PП для першого вантажу, приступаємо до розрахунків для другого, а потім – третього вантажу.

Лабораторна робота № 4. Визначення маси

вантажів за осіданням судна

Мета роботи. Ознайомлення із практичними методами визначення кількості масового вантажу за різницею об’ємної водотоннажності судна.

Загальні вказівки. Визначення маси більшості навалочних вантажів на судні часто пов’язано з певними труднощами. Найпоширенішим і відносно простим методом визначення кількості вантажу на судні є визначення за різницею об'ємної водотоннажності, або, як часто говорять, за осіданням судна.

Водотоннажність судна (D) – маса судна або маса води, витиснутої судном, яке плаває за деякої ватерлінії рівноваги. Водотоннажність і об'ємна водотоннажність V, яка дорівнює об'єму витиснутої судном води, зв'язані залежністю

D = r × V = r × СВ × L × B × Т,

де r – щільність морської води, т/м3;

СВ – коефіцієнт загальної повноти корпуса судна; L – довжина судна, м;

B – ширина судна, м; Т – осідання судна, м.

Водотоннажність судна в процесі експлуатації змінюється в широких межах. У якості основних вагових експлуатаційних характеристик судна розрізняють наступні.

Водотоннажність судна в порожньому стані(DПО) – маса судна, готового для виходу в море, з усім постачанням, водою в головних механізмах, котлах, конденсаторах та їхніх трубопроводах, але без вантажу, пасажирів, екіпажу, багажу, палива, води, масла й всіх інших запасів що витрачаються.