Вантажознавство і технологія вантажних операцій. МВ до практичних занять

2

Методичні вказівки, інструкції та завдання до практичних занять з дисципліни «Вантажознавство і технологія вантажних операцій» розроблені Тихоніним Володимиром Івановичем – доцентом ОНМУ кафедри «Експлуатація портів і технологія вантажних робіт» Навчально-наукового інституту морського бізнесу Одеського національного морського університету.

Методичні вказівки, інструкції та завдання практичних занять схвалені кафедрою «Експлуатація портів і технологія вантажних робіт» ННІМБ ОНМУ 18 вересня 2017 р. (протокол № 4).

Рецензенти:

Решетков Д. М., к. т. н., проф. кафедри «Експлуатація портів і технологія вантажних робіт» ННІМБ ОНМУ;

Мурад’ян А.О., к. т. н., в. о. доц. кафедри «Експлуатація портів і технологія вантажних робіт» ННІМБ ОНМУ.

Методичні вказівки

Призначення практичних робіт – закріплення пройденого теоретичного матеріалу та розвиток навичок виконання досліджень прикладного характеру.

Звітністю по виконаній роботі є протокол, у якому вказуються: факультет, курс, група, прізвище та ініціали студента; найменування роботи; мета роботи; номер варіанта;

вихідні дані за варіантом; розрахунки з виконання роботи.

3

При проведенні розрахунків, спочатку приводиться розрахункова формула та необхідні пояснення до неї, а потім у формулу підставляються вихідні значення і отриманий результат.

Для всіх вихідних даних і результатів розрахунку вказуються одиниці ви-

міру.

Розрахунки здійснюються з точністю, яка обумовлена вимірювальними приладами; ціною ділення шкал, діаграм і номограм; розмірністю (величиною) вимірюваного (розрахункового) показника:

розмірів (довжини, ширини, висоти й ін.) – які виражені в метрах з точністю до 1 мм, у сантиметрах – до 0,1 мм, у міліметрах – до 0,01 мм;

маси (ваги) – вираженої в кілограмах – до 1 г, у тоннах – до 1 кг; об'ємних (об'єми, питомі об'єми, щільність) та інших розрахункових пока-

зників – визначається розмірністю вихідних величин. При наявності цілої частини – не менш трьох значущих цифр (відмінних від нуля) після коми, а при відсутності цілої частини – не менш п'яти.

Протокол є основою для співбесіди з викладачем після закінчення виконання роботи й одержання заліку з неї.

Конкретні вказівки щодо виконання кожної роботи наведені в інструкціях, з якими студент зобов'язаний ознайомитися на занятті.

Практична робота № 1. Визначення питомого навантажувального об'єму вантажу та коефіцієнтів використання приміщення

Мета роботи. Закріплення вивченого матеріалу щодо впливу транспортних характеристик вантажів на завантаження вантажних приміщень транспортних засобів.

Загальні вказівки. Ефективність експлуатації судна (транспортних засобів) багато в чому залежить від ступеня використання вантажомісткості (об'є- му) W (м3) і розподіленої ваги (вантажопідйомності (в/п)) Р (т) судна (транспортних засобів) і його окремих вантажних приміщень. Комплексним показником, який характеризує одночасно W і Р, є питома вантажомісткість , (м3/т).

Крім правил сумісності вантажів, які визначають можливість перевезення в одному приміщенні декількох вантажів, оптимальне використання приміщення багато в чому залежить від транспортних характеристик вантажів, зокрема об'ємно-масових характеристик.

Основною об'ємно-масовою характеристикою вантажів є питомий навантажувальний об'єм U (ПНО), що показує, який середній об'єм займає одна тонна вантажу на судні.

Всі вантажі, залежно від ПНО, діляться на «легкі» та «важкі».

«Легким» називається вантаж, ПНО якого більше , тобто, при завантаженні на судно, вантаж займе весь об'єм приміщення, при цьому в/п приміщення буде використана частково.

«Важким» називається вантаж, ПНО якого менше , тобто, при завантаженні на судно, вантаж займе частину об'єму приміщення, при цьому в/пь при-

4

міщення буде використана повністю.

Поняття «легкий» і «важкий» відносне, тому що для одного приміщення або судна вантаж може бути «легким», а для іншого – «важким».

В характеристиках вантажів приводиться середнє значення ПНО (або межи зміни його значень), на підставі якого здійснюються всі експлуатаційні розрахунки зі завантаження транспортних засобів. Тому на практиці можлива розбіжність розрахункових і фактичних величин ПНО.

Для забезпечення більше точних розрахунків, необхідно визначити ПНО вантажу при завантаженні певного приміщення судна. При цьому вихідними даними для розрахунку служать лінійні (габаритні) розміри вантажних місць (ВМ) (визначаються вимірами), маса брутто (трафаретна або визначена зважуванням) і характеристики вантажного приміщення (технічні характеристики судна).

Кожне ВМ характеризується габаритними (найбільшими) розмірами й масою ВМ брутто. Комплексним показником ВМ є питомий об'єм ВМ (UМ). Його значення є постійним і може бути змінено тільки при зміні розмірів (механічним шляхом) або маси (через зміну вологості, природне зменшення вантажу, розкрадання й ін.). Так як такі зміни для більшості генеральних вантажів неприпустимі, то можна вважати, що питомий об'єм ВМ залишається незмінним у процесі всього переміщення вантажу.

При розміщенні декількох ВМ поруч (у штабелі) неможливо їх розмістити так щільно, щоб між ними не було порожнеч. При завантаженні вантажного приміщення, порожнечі утворяться не тільки між ВМ, але й між ВМ та огородженням приміщення. Такі порожнечі тим більше, чим більше вантажне приміщення відрізняється від паралелепіпеда. При цьому об'єм повністю завантаженого приміщення буде більше, ніж сума об'ємів ВМ, які помістилися в нього.

Тому для визначення ПНО використовується коефіцієнт трюмного укладання (КТР), який враховує вищевказану залежність.

Значення КТР можна визначити за допомогою графіка (рис. 1). На рис. 1 найменування приміщень указані скорочено (трюм – тр., твіндек – тв.) з відповідним номером приміщення. Якщо найменування приміщення невідомо або КТР визначається в цілому по судну, то використовується крива лінія з індексом «С» (середнє).

Для визначення КТР необхідно розрахувати значення суми ширини й висоти ВМ (bМ + hМ), яке виражене в метрах.

Значення (bМ + hМ) відкладається на горизонтальній осі графіка (рис. 1) від якої проводиться угору перпендикуляр до кривої лінії, яка відповідає заданому приміщенню. Від точки перетинання цих ліній (перпендикуляра і кривої) проводиться горизонтальна лінія до перетинання з вертикальною віссю й визначається значення КТР. Значення КТР визначається з максимально можливою точністю, але не менш двох знаків після коми.

Наприклад, необхідно визначити КТР для вантажу з розмірами bМ = 80 см і hМ = 33 см для його розміщення у твіндеку № 3.

Визначаємо значення суми (bМ + hМ), яке виражаємо в метрах: 0,8 + 0,33 = 1,13. Відкладаємо це значення на горизонтальній осі графіка (вісь (b + h), м) –

5

точка А (рис. 2). Від точки А проводимо угору перпендикуляр (вертикальну лінію) до кривої лінії, яка відповідає твіндеку № 3 (крива лінія з індексом тв. 3) і знаходимо точку перетинання Б. Від точки Б проводимо горизонтальну лінію (уліво) до перетинання з вертикальною віссю (вісь КТР) й знаходимо точку В.

Рис. 1. Графік коефіцієнтів трюмного укладання

Визначаємо між якими найближчими значеннями КТР знаходиться точка В. У цьому випадку це 1,3 і 1,4. Розділяємо цю ділянку умовно на 10 частин і визначаємо значення КТР, яке дорівнює 1,33.

Результат визначення КТР оформляється в наступному виді

(bМ + hМ) = 0,8 + 0,33 = 1,13 м → КТР = 1,33.

Якщо значення (bМ + hМ) менше або більше, ніж зазначені на графіку (рис. 1), то відповідна крива лінія продовжується в меншу або більшу сторону з тим ж масштабом осі (bМ + hМ). При цьому значення КТР буде наближатися до одиниці з наближенням (bМ + hМ) до нуля, тобто КТР не може бути менше одиниці.

6

Рис. 2. Схема визначення КТР

Разом з тим, при штабелюванні вантажів, можливе перетинання (перекриття) габаритних об'ємів (VМ) поруч розташованих ВМ. Таке перетинання зв'- язане або з відмінністю геометричної форми вантажу від паралелепіпеда, або з м'якістю тари (самого вантажу). При м'якій тарі відбувається деформація (зміна лінійних розмірів) ВМ під впливом статичного навантаження, яке змінює габаритний об'єм. Після видалення такого впливу статичного навантаження, первісні розміри й об'єм вантажу відновлюються.

Ступінь перетинання габаритних об'ємів (VМ) при штабелюванні й завантаженні на судно враховується за допомогою коефіцієнта форми (КФ). Для вантажів у ящиках КФ = 1, у кіпах (стосах) КФ = 0,98, у тюках КФ = 0,95, у мішках КФ = 0,88, циліндричної форми КФ = 0,785. Якщо форма вантажу не відома, то КФ не враховується, тобто він прирівнюється одиниці (КФ = 1).

Таким чином, при розрахунку ПНО, необхідно використовувати коефіцієнт трюмного укладання (К ТР), який враховує зміну об'єму не тільки при завантаженні судна (КТР), але й особливості форми вантажу (КФ).

Робота виконується на прикладі завантаження одного вантажного приміщення судна.

Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта з табл. 1 вибирається шифр приміщення та вантажу.

За шифром приміщення в табл. 2 знаходиться рядок з відповідним шифром, і за цим рядком визначаються та виписуються:

найменування вантажного приміщення; вантажомісткість вантажного приміщення (W), м3; розподілена вага вантажного приміщення (Р), т.

За шифром вантажу в табл. 2 знаходиться рядок з відповідним шифром, і за ним для двох вантажів визначаються й виписуються:

вид тари;

розміри ВМ (ℓМ bМ hМ), см; маса ВМ брутто (gМ), кг.

Для вантажів циліндричної форми (бочка, барабан й т. п.) значення ℓМ і bМ дорівнюють діаметру, тобто ℓМ = , bМ = .

Так як метричною одиницею розмірів є метр, перед розрахунком габари-

8

об'ємів ВМ (UМ), масу ВМ брутто gМ, виражаємо (переводимо) у тоннах, після чого розраховуємо UМ, м3/т

UМ = VМ / gМ.

Значення UМ визначається з точністю не менш, ніж три знаки після коми. Після чого визначаємо коефіцієнти трюмного укладання КТР. Для цього

спочатку обчислюємо значення суми ширини й висоти першого ВМ (bМ + hМ), яке виражаємо в метрах. Цю величину відкладаємо на графіку (рис. 1) і знаходимо значення КТР для заданого вантажного приміщення та першого вантажу. Записуємо результат визначення КТР у вигляді

(bМ + hМ) = … → КТР = …

Потім повторюємо аналогічні дії для другого вантажу.

Далі визначаємо коефіцієнти трюмного укладання з урахуванням форми вантажів К ТР. Для цього, за заданим видом (формою) вантажу, визначаємо відповідний КФ і здійснюємо розрахунок

К ТР = КТР КФ.

Після чого розраховуємо ПНО обох вантажів U, м3/т

U = UМ К ТР.

Далі визначаємо питому вантажомісткість заданого вантажного приміщення судна , м3/т

= W / Р.

Значення U і визначаються (розраховуються) з точністю не менш ніж три знаки після коми.

Повнота використання W і Р приміщення залежить від співвідношення і U, при цьому зустрічається один із трьох варіантів:

а) обидва вантажі «легкі» (U1 > і U2 > ), W використовується повністю, а Р частково.

Вибираємо один вантаж, у якого U ближче до . Всі подальші розрахунки здійснюються тільки для цього вантажу.

Завантаження вантажного приміщення цим вантажем Q (т), визначається з виразу

Q = W / U;

б) обидва вантажі «важкі» (U1 < і U2 < ), W використовується частково, а Р повністю.

Вибираємо один вантаж, у якого U ближче до . Всі подальші розрахунки здійснюються тільки для цього вантажу.

Завантаження вантажного приміщення цим вантажем Q (т), визначається з виразу

Q = Р;

в) один із двох вантажів «легкий», а інший «важкий» (UТ < < UЛ). Всі подальші розрахунки здійснюються для двох вантажів.

Завантаження вантажного приміщення цими вантажем QЛ і QТ (т), визначається в результаті рішення системи двох рівнянь із двома невідомими

QТ + QЛ = P

QТ UТ + QЛ UЛ = W,

9

де UТ – ПНО «важкого» вантажу, м3/т; UЛ – ПНО «легкого» вантажу, м3/т;

QТ і QЛ – шукані величини, тобто, відповідно, кількість «важкого» і «легкого» вантажу, т.

Вибираємо вантаж, у якого U > . Це буде «легкий» вантаж, для нього приймаємо UЛ = U. Вантаж, який залишився – «важкий», для нього повинне виконуються умова U < й для нього приймаємо UТ = U.

Виразивши QТ через QЛ, та підставивши його в систему рівнянь і перетворивши її, одержимо

QТ = P – QЛ

QЛ = (W – P UТ) / (UЛ – UТ).

Підставивши в систему рівнянь відповідні чисельні значення P, W, UЛ, UТ та зробивши обчислення, одержимо два значення кількості (завантаження) – для «легкого» і «важкого» вантажів.

Після визначення завантаження, розраховуємо кількість ВМ, що поміститься у вантажне приміщення, од.

N = [Q / gМ].

Значення N – ціла частина результату ділення.

Якщо визначені (розраховані) дві кількості вантажу (QТ і QЛ), то розрахо-

де gМТ і gМЛ – маса ВМ, відповідно, «важкого» та «легкого» вантажу, т.

Якщо при розрахунку N було отримано ціле значення, то приймаємо Q' = Q (Q'Т = QТ, Q'Л = QЛ). Якщо ж N дробове число й здійснювалося округлення шляхом відкидання дробової частини, то уточнюється завантаження (Q') приміщення, т

Значення KP і KW визначаються з точністю не менш ніж три знаки після

коми.

Практична робота № 2. Формування пакетів сортового металу та розрахунок питомого навантажувального об'єму

Мета роботи. Ознайомлення з методикою формування пакетів із сортового металу складної геометричної форми.

Загальні вказівки. До сортового металу відносяться: прямокутні й круглі заготівлі, куточок, швелер, двотавр, тавр, шпунт, рейки й інші фасонні профілі, арматурна сталь, труби діаметром до 200 мм.

Багато видів сортового металу мають складну геометричну форму та при