Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Оптимизация процессов грузовой работы

..pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
26.66 Mб
Скачать

Тогда

 

 

С У

=

3 6 5 <

0 / ; р Г к р с а

2 • 3 6 5 А ^ о и / І ф ѵ* р с а

 

 

 

 

 

 

1 0 2

т ]Ч к р

 

 

 

 

1 0 2 і]Д к р

 

 

Стоимость

электроэнергии, расходуемой

во

 

время разгона, определим*

по формуле [24]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

° к р

б к

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 • 3

6 5 N^o ^ № к р + ^

р

- 9

. 8

1

)

^

к р

г ' р С

о

 

 

С ' э

 

 

2-102 т)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

6 5 N^0 И 7 к р

ѵ к р tp с э

3

6

5 Л ; £

0

ч

2 р

GK р

с э

 

 

 

 

 

 

1 0 2 -п

 

 

 

 

 

 

 

 

(V I. 25)»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 2 - 9 , 8 І Т |

 

где

/р — время

разгона

до

конструкционной

скорости, сек\

 

GKр — вес

крана,

кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив

а к р

вместо

е

в формулу

 

(V I.25),

получим

 

 

 

СР=

3 6 5 ^ 0 р2р сэ

365Ѵ

'0 рк2 О р сэ

 

 

 

 

 

 

Ю2т]аКр

 

 

1

0 2

- 9 , 8 1

і і

 

Таким образом, стоимость электроэнергии, затрачиваемой на пере­ движение крана в процессе выполнения всей работы, можно определитьиз выражения

с _

В У к р С Э

З б Б Д ^ Ѵ к р ^ р С з

, 3 6 5 < 0 ѵ к2р О к р С в

 

102-пик р

102ііакр

(V I .26).

 

10211-9,81

Выражение приведенных годовых расходов, зависящ их от пкр, послегруппировки членов примет вид

 

 

 

3

6 5 Nc C.

I р к р

Wк р

 

 

 

 

 

°гг од

К О " э

Пкр +

 

 

 

102-11

V 9.81

акр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Л С

[(А -j- Л ьр) СКр + 365rсм г 3 (Сзп +

Сзп)] ö Kp +

 

 

 

 

 

3 6

0

О Т К р а

к р

 

 

 

 

 

 

N-K0

-

[(А +

Лкр) Скр + 365гсм г3 (СЙ + Сзп) +

3 6 5 Г ир с,] ^

 

З б О О Г к р

 

 

 

 

 

 

 

Чкр

 

 

 

Д/кр

+ Лкр)С кр +

365гсм Гз(СЙ + С “П)].

(V I.27))

 

 

ко

^ [ ( А

З б О О Г к р

222

В формуле (V I.27) выражения, стоящие перед ѴкР; ѵкѵ и ^ -р , заменим соот­

ветственно коэффициентами А, В и D. Свободный ж е член (расходы, не за-

.висящие от скорости передвижения крана) обозначим через С. Тогда вы ­ ражение Сгод примет вид

Cr0Ä= A v ;p + BvKp+ D ^ - + C.

(V I. 28)

ѵпр

Первую производную этого выражения приравняем нулю

2 Аѵкр + В

Dln

 

f - = 0 .

 

 

°кр

 

После преобразований получим

 

 

К

,

(Ѵ Г.29)

Уравнение (V I.29) можно решить, используя формулу Кардана [5]. Тогда

ß

Т ак как вторая производная 3ÜKP+ 2-^-оКр > 0. можно сделать'вывод,

■что определенная по формуле (V I.30) скорость оптимальна. Это подтверж­ дается видом зависимостей Сгод = /(акр) , приведенных на рис. 65.

Изменение скоростей на малых и средних пунктах влияет на стоимость крана, расход электроэнергии и простой подвижного состава под грузовы ­ ми операциями. В общем виде годовые расходы, зависящ ие от скоростей кра-

.нов, равны

 

 

 

 

М ____ л і М

j

/-»М

 

 

 

 

 

СГ О Д —

^ к

р т Ц

Т " '•'ПС»

 

 

.где

Спс •— годовые

приведенные

расходы, связанные с

простоем

вагонов,

 

 

руб. Остальные

обозначения

прежние.

 

 

 

Если

на контейнерном

пункте

работает один кран, то его

стоимость

можно не

учитывать в общих приведенных расходах. Анализ показывает,

что

от величины

скорости

зависит

не

более 1 ,5 — 2,5%

стоимости крана.

Затраты па электроэнергию по-прежнему определяются выражением (V I.26).

223

Расходы, связанные

с

простоем

вагонов

под грузовыми

операциями, с о ­

ставят

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,м _

 

3 6 5 Л ^ '- Р с в„

 

 

 

 

(V I.3 1 )

 

 

 

 

 

ПС

 

 

24 ■60хт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где свч — приведенная

стоимость

1 вагоно-ч,

р у б .;

 

 

Nlo — расчетное

суточное

количество

контейнеро-операций;

/цР — ожидаемое

время

цикла

работы

крана,

зависящ ее

от окр, се/с;

X — число подач вагонов

на

контейнерный

пункт;

 

т — размер

комплекта

контейнеров.

 

 

 

 

 

Подставив значение /цР в формулу (V I.31),

получим:

 

 

С М _

365<Ѵ КосичЛ С

 

3 6 5 ^ 0 свч/”р

 

4 -3 6 5 ^ 0 свч%

 

ПС :—

 

24 •бО.ѵ т

 

 

24 • 60хтокр

 

24 • 60хшакр

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

приведенные

годовые

расходы

равны

 

Г М

365Д/=0 сэ

'к р

 

 

 

 

 

3 6 5 ^ 0 с вч

 

С -Г О Д ----

102т!

9,81

 

)

o S p +

 

360хта кр

°к р +

 

 

 

 

а кр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W'кр сэ

 

/п

 

3651ѴсК0Л ^Рсвч

 

-f- 365УѴ к

 

 

24 -60хт

 

 

 

кр

 

24-60хт

(V I.3 2 )

 

 

 

 

102ті

 

‘■'кр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В формуле (V I.32) заменим выражения,

стоящие перед vL,

/п

ѵкр и — ,

соответственно через А, В и D, а свободный член через

 

ѵ кр

С. Тогда получим

выражение, аналогичное формуле (V I.28),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ с год Аѵкр +

Вѵккр

Dln

 

-(-С .

 

(Ѵ І.ЗЗ>

 

 

 

 

^кр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полученное после дифференцирования выражения (V I.33) уравнение можно решить относительно пкр. Численное ж е значение скорости будет отличаться от предыдущего случая, так как величины коэффициентов А, В и D другие.

Определим наивыгоднейшие скорости передвижения козловых кранов, предна­ значенных для работы на контейнерных пунктах. Расчет этот для грузосортиро­ вочных пунктов произведем детально. Для кранов, которые должны работать надругих контейнерных пунктах, приведем лишь исходные данные и результаты расче­ тов. Расчетное количество контейнеро-операций при выборе скоростей кранов для*

крупных контейнерных пунктов Л^0 должно быть таким, чтобы для их выполнениятребовалось более одного крана. В нашем случае достаточно принять его равным.

124

Рис. 65. Зависимость приведенных расходов от скорости передвижения козловых двух­ консольных кранов с пролетом 11,3 м и грузоподъемностью 5 Т:

а — на грузосортнровочных пунктах; 6 — на пунктах сортировки контейнеров

1200 контейнеро-операциям в сутки. Продолжительность работы крана в течение су­ ток принимаем равной: на крупных грузосортировочных пунктах — 16 ч; на сортиро­ вочных и приравненных к ним грузосортировочных пунктах — 24 ч; на малых пунктах — 8 ч.

Время цикла работы крана, не зависящее от скоростей, можно принять рав­ ным времени застропки и отстропки контейнера автостропом. По хронометражным

наблюдениям,

выполненным ЦНИИ МПС,

=

60 сек.

 

 

 

Расстояния

перемещения крана и тельфера

(тележки) в

груженом

и

холостом

состояниях приведены в табл. 44. Значения сил статического сопротивления

согласно

расчетам ПТКБ ЦП принимаем равными: для козлового двухконсольного

крана про­

летом 11,3

ж

и

грузоподъемностью 5 Т — 840 кГ\

для

козлового двух консольного

крана пролетом 16 ж и грузоподъемностью 10/7,5

Т — 1270 кГ. Ускорения, раз­

виваемые

механизмами передвижения в

процессе разгона,

акр согласно принятой

практики конструирования равны 0,8 и 0,4

м/сек2. Стоимость

крана пролетом 11,3 м

грузоподъемностью 5 Т — 6000 руб., а пролетом

16 ж и

грузоподъемностью

10 Т

21 200 руб. Расходы на транспортировку и монтаж кранов составляют примерно 35% их оптовой цены.

Тарифные ставки оплаты труда крановых бригад приведены в Единых нормах вре­

мени и выработки, тарифная ставка

оплаты труда

приемосдатчика груза равна 2—

4 руб. в смену. Стоимость 1 квт-ч

электроэнергии

равна 2 коп.; доля отчислений на

амортизацию и текущий ремонт

кранов— 0,135; коэффициенты начислений на зар­

плату— 1,13,

эффективность

капиталовложений — 0,1. Средневзвешенная стои­

мость 1 вагоно-ч

физического вагона по данным Отделения экономики ЦНИИ МПС—

2,21 коп.

 

 

225

Т а б л и ц а

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя длина перемещения

м

Тип контейнерного

пункта

крана

крана с

тельфера

тележки

 

 

 

 

 

 

 

с пролетом

пролетом

крана с про­

крана с про­

 

 

 

 

 

 

 

11,3 м

16 м

летом 11,3 м

летом 1C м

Грузовой,

а также

грузосортировоч­

 

 

 

 

ный с небольшим

удельным весом

 

 

 

 

сортировочной

работы:

 

 

 

 

 

груженый

р ей с.................................

 

 

12,5

10

10

13

ХОЛОСТОЙ

»

 

......................................

с

большим

8

7

5

7

Грузосортировочный

 

 

 

 

удельным весом

местной

и сорти­

 

 

 

 

ровочной работы:

 

 

 

28

22

9

10,5

груженый

р е й с .............................

 

 

холостой

»

а

также.............................

грузосор­

12

10

4

5

Сортировочный,

 

 

 

 

тировочный с небольшим удельным

 

 

 

 

весом местной работы:

 

47

38

6

7,5

груженый

рейс.................................

 

 

холостой

»

 

.............................

 

 

17

14

3

4

С учетом этих исходных данных определим наивыгоднейшую скорость передви­ жения крана с пролетом 11,3 м и грузоподъемностью 5 Т, предназначенного для ис­ пользования на грузосортировочных пунктах:

\

266-20,5

26433

 

,

/~ / 266-20,5

 

26433

\ 2

/ 2643в \ 3

укр

2-870

27-8703

+

| /

1

2-870

 

~

27-8703 j

+ \9,870г]

У

 

 

266-20,5

26433

 

,

/ ' /

266-20,5

 

26433

у

,

26432

\ 3

 

2-870

27-8703

~

Ѵ

[

2-870

~ 2 7

-8 7 0 3

,)

[

9.8702

)

 

 

2643

а; 1,76 м/сек,

или Ä

105 м/мин.

 

 

 

 

 

- — —

 

 

 

Такая скорость соответствует минимуму приведенных затрат (см. рис. 65).Зна­ чения скоростей для остальных типов пунктов и кранов приведены в табл. 45. Все они могут быть реализованы при тех пробегах, для которых выбраны (рис. 66—68).

Результаты

расчетов

скоростей

козловых

кранов,

предназначенных

д л я всех типов

пунктов,

позволяют:

конструкторам установить наиболее

рациональную

скорость

проектируемого крана;

эксплуатационникам вы ­

брать кран со скоростью,

соответствующей данному типу пункта. Расчеты

выполнены для

кранов, стоимость которых известна. При

проектировании

226

Т а б л и ц а

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика крана

 

 

Тип контейнерного пункта

 

 

Грузоподъ-

Ускорение,

скорость

Пролет,

м

передвижения.

 

 

емкость, Т

м /сск-

м/мин

Грузовой

(малый и средний)

11,3

 

5

0,4

58

 

 

 

 

 

0 ,8

78

 

 

16

 

10

0,4

41

 

 

 

 

 

0 ,8

53

Грузосортировочный

11,3

 

5

0,4

105

 

 

 

 

 

0 ,8

124

 

 

16

 

10

0,4

6

6

 

 

 

 

 

0 ,8

88

Сортировочный

11,3

 

5

0,4

124

 

 

 

 

 

0 ,8

163

 

 

16

 

10

0,4

92

 

 

 

 

 

0 ,8

120

новых кранов необходимо вначале определить примерную их стоимость, исходя из веса, а затем выбрать скорости. Окончательно значения нКр при проектировании кранов выбирают с учетом проекта ГОСТа «Краны козловые крюковые электрические» и технических требований.

Выбирая скорость передвижения тележ ек, необходимо стремиться вы ­ полнить следующие три условия: максимальная параллельность выполне­ ния операций передвижения крана и тележки; удобство управления краном; выбранная скорость должна быть предусмотрена ГОСТом.

а)

б)

V м /м ин

Рис. 66. Графики реализации оптимальной скорости передвижения крана с пролетом 11,3 м и грузоподъемностью 5 Г на грузовых пунктах при средней длине рейсов:

а — груженых: б — порожних

15*

22Т

Рис. 67. Графики реализации оптимальной скорости передвижения крана с пролетом 11,3 м и грузоподъемностью 5 Т на грузосортировочных пунктах при средней длине рейсов:

а — груженых; б — порожних

Наивыгоднейшие скорости подъема-опускания ѵп контейнеров и порож­ них захватных органов при проектировании кранов определяют примени­ тельно к условиям работы со среднетоннажными контейнерами массой брут­

то 3 и 5 m на крупных

контейнерных пунктах.

Д л я

перегрузки

крупнотоннажных (большегрузных) контейнеров тре­

буются

краны, резко

отличающиеся

грузоподъемностью, собственной мас­

сой, конструкцией и

стоимостью от

кранов, предназначенных для работы

со среднетоннажными контейнерами. Поэтому далее приведена методика определения ѵп для козловых (мостовых) кранов разных типоразмеров и конструкций с грузоподъемной тележкой, перегружающих среднетон­

нажные контейнеры. Повысить ѵп у тельферных кранов

по ряду причин

практически

невозможно.

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я нахождения ѵи используем

формулу (V I.22). Величины

Скр и Сзп

определяются

по формулам (V I.23)

и

(V I.2 4 ).Входящ ую

в них

продолжи­

тельность цикла работы крана надо поставить в

зависимость

от величины

оп

м/сек):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І ? = 4 4 і + — + 2 ( ю ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«П

 

 

 

 

 

где

At**/ — постоянная часть цикла работы крана,

не зависящ ая от ѵп сек;

 

У)Ь — сумма

вертикальных

перемещений

контейнера

и

кранового

 

захвата

за цикл, м;

 

 

 

 

 

 

 

 

2^рз — сумма дополнительных

затрат времени,

вызываемых

разгоном

 

и замедлением грузоподъемного механизма,

сек.

 

 

228

Рис. 68. Графики реализации оптимальной скорости передвижения козлового крана с пролетом 11,3 м и грузоподъемностью 5 Т на сортировочных пунктах при средней длине рейсов:

ß — г р у ж е н ы х ; б п о р о ж н и х

 

В M Z входит время на застройку и

отстройку

контейнера, передви­

жение крана и грузоподъемной тележки.

Хронометражем операций в

про­

цессе испытаний автостропа ЦН И И

МПС — Х И И Т

в эксплуатационных

условиях на станции Хмельницкая

Ю го-Западной дороги определена сред­

няя

продолжительность застропки

и

отстропки: вручн ую — соответствен­

но

16,1 и 9 ,6

сек\

автостропом — 10,1

и 3,1 сек.

 

 

 

П оскольку перемещение крана

почти

всегда больше, чем грузоподъем­

ной

тележки,

то

и продолжительность

последнего

должна такж е

быть

меньшей. Поэтому далее учитывается только время на передвижение кра­

на. В табл. 46 приведена продолжительность

постоянной части цикла Д^ц?

двухконсольных

кранов с

пролетом 16 м

и

грузоподъемной

тележкой

на контейнерных

пунктах

с

различным

объемом

и характером

работы.

В ней учтены оптимальные скорости передвижения (табл.

44)

и

средние

величины рейсов кранов. В рейс крана включены

передвижения

с

кон­

тейнером и без него.

Ускорения

и замедления при разгоне и торможении

кранов

приняты

одинаковыми.

Средневзвешенные

величины 2Â

за

один

цикл крана (одну контейнеро-операцию) согласно расчетам

составляю т на

пунктах: крупных грузовы х и грузосортировочных

с малым объемом сор­

тировки

(менее

35%

общего

количества

контейнеро-операций) — 7 ,3 м,

грузосортировочных с большим объемом местной

работы

и

сортировки

(от 35 до 65%

контейнеро-операций) — 7 ,7 м,

сортировочных

и

грузосор­

тировочных с небольшим объемом погрузки

и выгрузки контейнеров

(ме­

нее 35% контейнеро-операций) — 8

м.

В расчетах

приняты следующие

исходные данные. Объем отправления

контейнеров по

железной дороге равен прибытию. При этом контейнеры,

229

Т а б л и ц а

46

 

 

 

 

 

 

та

 

 

 

О) Ä -

 

 

 

Q.Ъ£ Ч

 

 

 

о

а

Тип контейнерного пункта

с«'51

Сумма меіцсні на за м

 

 

 

Крупный грузовой и грузосор-

 

17

тировочный с малым объемом

 

 

сортировки

 

 

 

Грузосортировочный с большим

 

32

объемом

местной

работы и

 

 

сортировки

 

 

 

Сортировочный и

грузосорти-

 

52

ровочный с небольшим объе­

 

 

мом местной работы

 

 

 

 

 

А АК Р

сек, при

S .

Оптималь­ Продолжи­

Д Гц|,

О

 

тельность

застропке

S

ная

о з

скорость,

перемеще­

 

 

м/мин

ний за

 

автостро-

* С

цикл, сек

вручную

и ^

 

пом

>> *

 

 

 

 

0,4

41

28,3

54,0

41,5

0,8

53

21,5

47,2

34,7

0,4

66

34,7

60,4

47,9

0,8

88

25,4

51,2

38,6

0,4

92

41,6

67,3

54,8

0,8

120

31,0

56,7

44,2

выгружаемые на

площадку из автомобилей, прицепов

и полуприцепов,

составляю т 9 0 % ,

а перегружаемые непосредственно в

полувагоны и на

платформы — 10% . В процессе выгрузки из вагонов такж е 90% контейнеров

устанавливается на площадку, а 10%

перегружается на автомобили, прице­

пы Hj полуприцепы.

Контейнеры перевозятся по железным дорогам 50%

в полувагонах и 50%

на платформах, а по автомобильным дорогам в автомо­

билях ЗИ Л -130,

ЗИ Л -164, прицепах

ИАПЗ и низкорамных полуприцепах

к

автотягачам

ГА З-51П — соответственно

20, 20,

40 и

2 0 % . П огрузка

с

площадки в

вагоны

и на перевозочные средства автотранспорта, а такж е

вы грузка на

площадку производятся

без

переноса

20%

контейнеров над

контейнерами, находящимися на площадке. П рямая перегрузка из вагонов на автомобили, прицепы и полуприцепы и обратно соверш ается с перено­ сом контейнеров над контейнерами, установленными на вагонах. В процес­ се сортировки 50% транзитных контейнеров перегружается непосредствен­ но из вагона в вагон, 25% вы груж ается на площадку под накопление соглас­

но назначениям плана формирования и 25%

загруж ается с площадки. 10%

сортируемых контейнеров перемещается

без

переноса над

контейнерами,

установленными на вагонах, остальные

90%

— с переносом.

20% вы гру­

ж аем ы х при сортировке из вагонов на площадку и загруж аемы х с нее кон­ тейнеров перемещают без переноса над контейнерами, хранящ имися под накоплением.

Продолжительность разгона и замедления механизма подъема р аз­ лична при контроллерном и автоматическом программном управлении. В последнем случае замедление при выключении двигателя можно принять в 2 раза большим, чем ускорение при разгоне. При подъеме-опускании кон-

230

тейнера перемещаемые массы могут быть в 5 — 8 раз больше, чем у захват­

ного органа в зависимости от типа

контейнера (3-тонный или 5-тонный).

Поэтому

ускорения такж е различны.

Т ак как мощность двигателя опре­

деляется

в зависимости

от подъема наибольшего груза, то ускорения под­

нимаемого и опускаемого

порожнего захватного органа можно считать оди­

наковыми. В расчете величина их принята на 10% выше ускорения подни­ маемого контейнера, так как при опускании вес контейнера способствует увеличению ускорения. В расчете это учитывается повышением уско­ рения опускаемого контейнера до величины 1,1 а. Таким образом, 2 г“ра можно выразить:

для кранов с автоматическим программным управлением подъемным. двигателем 2,8ип ;

5,6чп

для кранов с контроллерным управлением двигателем ——

ВН И И П ТМ аш рекомендует принимать период разгона крановых элект­ родвигателей 1— 5 сек [27]. Примем продолжительность разгона подъемного двигателя при автоматизированном управлении равной 2 сек и контроллер­ ном — 5 сек. За цикл работы крана двигатель вклю чается 4 раза для подъе­ ма и опускания контейнера, подъема и опускания захвата. Период замед­ ления принимаем равным 1 сек. Тогда 2 /рз составит при автоматизирован­ ном управлении 6 сек и контроллерном — 12 сек.

Автоматизированное управление может обеспечить в период разгона практически постоянное ускорение. Величина его при ѵп = 0,5 ч - 1,0 місек составит 0 ,2 5 — 0,5 м/сек2, что вполне осуществимо, принимая во внимание установленные Комитетом по надзору за безопасным ведением работ в про­ мышленности и горному надзору при Совете Министров СССР (Госгортех­ надзор) предельные значения грузов, поднимаемых кранами: при статичес­ ких испытаниях 1,25 QHи динамических 1,1 QH, где Qn — груз, равный но­ минальной грузоподъемности крана. Следовательно, коэффициент, учи­ тывающий вертикальные динамические усилия (если сопоставить стати­

ческую

и динамическую

испытательные

нагрузки) составит:

kn =

= 1,25Q H : 11QH= 1,136

и соответствующ ее ускорение поднимаемого

груза

/ =

0,136g- = 1,333 м/сек?,

что значительно

больше указанных нами ве ­

личин.

Затраты на электроэнергию определяем

по следующей

формуле:

 

 

 

 

 

Сэ Q K + Сдт+ Сап,

 

 

 

где

СЭІ. и Сат — затраты

на электроэнергию,

потребляемую на

передви­

 

 

жение

соответственно крана

и

е го ’ грузоподъемной те­

 

 

леж ки;

 

 

'

 

 

 

 

Сэп — затраты

на электроэнергию ,

потребляемую грузоподъем­

 

 

ным механизмом.

 

 

 

 

23 І

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ