Вантажознавство і технологія вантажних операцій. МВ до практичних занять

10

їхньому перевезенні й зберіганні можлива наявність великих порожнеч між окремими ВМ. Для раціонального використання перевантажувальної техніки й транспортних засобів, а також для зменшення порожнеч, сортовий метал часто пакетують (формують зв'язування). При такому пакетуванні габаритні об'єми окремих ВМ значно перекривають один одного. Тому питомий об'єм пакета (зв'язування) сортового металу набагато менший, ніж сума об'ємів окремих ВМ, які його складають. При завантаженні зв'язування на судно зменшення об'єму можна врахувати за допомогою К ТР, який у свою чергу враховує КФ вантажу. Значення такого коефіцієнта трюмного укладання, як правило, менше одиниці.

Значення КФ сортового металу, у свою чергу, змінюється в залежності від кількості ВМ, що складають зв'язування, та їхнього взаємного розташування. Таким чином, при постійному UМ одиниці сортового металу, можуть бути отримані різні значення ПНО.

При формуванні зв'язування, ВМ які його складають, повинні бути покладені так, щоб габаритний об'єм зв'язування був найменшим. При формуванні зв'язування кількість ВМ у ньому визначається рекомендованою масою або бажаними розмірами зв'язування.

Маса зв'язування залежить від маси одного профілю, яка у свою чергу визначається розмірами та матеріалом, з якого виготовлений профіль. У більшості довідкової літератури приводиться маса погонного метра (q). Маса погонного метра використовується в тому випадку, коли маса кожного метра всього профілю (або іншого виробу) однакова по всій його довжині.

Перетин зв'язування повинен наближатися до квадрата, тому що зв'язування, яке має більшу висоту, буде нестійким при укладенні, а більшу ширину – буде «зруйноване» (зім'яте) при перевантаженні. Допускається незначне відхилення від квадратного перетину зв'язування, яке обумовлене конкретними розмірами профілів і обмеженнями за масою зв'язування.

При формуванні зв'язування необхідно враховувати послідовність укладання профілів у зв'язування. Тобто при формуванні зв'язування, воно не повинна розвалитися (повинно бути стійким) до моменту його скріплення (ув'язування).

Уроботі розглядаються окремі види сортового профілю (куточок, двотавр, швелер). Для формування зв'язування основне значення мають наступні характеристики профілю: ширина (b), висота (h), товщина (d), зовнішній вигляд

(рис. 1).

Уроботі приймається, що:

товщина профілю d однакова за всім профілем;

для рівнобічного куточка задається тільки одна величина h (b = h);

при формуванні зв'язування, зазори (порожнини) між окремими профілями дорівнюють 1 мм;

маса зв'язування повинна бути від 2 до 3 т; допускається відхилення зазначеної маси не більш ніж на 25 . Робота умовно складається з декілька етапів:

на першому – визначається питомий об'єм ВМ (UМ) кожного виду профі-

лю;

11

Рис. 1. Перетини (перерізи) профілів

на другому – кількість профілів за шириною (nb) і висотою (nh) зв'язуван-

ня;

на третьому – лінійний розмірів зв'язування (bС і hС), коефіцієнт форми (КФ) і ПНО зв'язування (U).

Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта, з табл. 1 для кожного виду профілів (пропонується два види) виписуються значення h, b, d,

ℓ, q.

Для кожного виду профілю визначаємо довжину ℓМ, ширину bМ, висоту

де q – маса одного погонного метра профілю, кг/м.

Спочатку розраховується питомий об'єм ВМ (UМ) кожного заданого виду профілю.

UМ = (ℓМ bМ hМ) / gМ.

При розрахунку UМ, довжину ℓМ, ширину bМ і висоту hМ виражаємо (переводимо) у метрах, а масу ВМ брутто gМ, виражаємо (переводимо) у тоннах.

Значення UМ визначається з точністю не менш ніж три знаки після коми. Далі здійснюємо визначення кількість профілів за шириною (nb) і висо-

тою (nh) зв'язування для кожного виду профілю окремо.

Для точності розрахунків при формування зв'язування, значення b, h і d виражаються в міліметрах. Всі розрахунки здійснюються з точністю не менш двох знаків після коми.

Визначення кількість профілів у зв'язуванні з куточка.

Формування зв'язування здійснюється з урахуванням послідовності укладання, тому куточок повертається й укладається в іншому положенні (рис. 2, а), ніж було зазначено на рис. 1.

Таке розташування куточка правомочне, тому що VМ не зміниться, а ширина зв'язування bС при цьому буде дорівнює значенню «с» (рис. 2, б).

Так як сторони куточка (b і h) розташовані під кутом в 90 , скористаємося теоремою Піфагора для визначення значення «с», мм

c = b2 + h2 .

12

Таблиця 1

Сформоване зв'язування повинно мати форму квадрата в перетині (наближатися до нього) тому приймаємо, що висота зв'язування (hС) дорівнює його ширині (bС).

Визначаємо скільки (кількість) (n) куточків поміститься у зв'язування такого розміру, і яка буде маса (gС) такого зв'язування.

Спочатку розглядаємо ситуацію коли кількість куточків за шириною зв'я- зування nb дорівнює одиниці (nb = 1), тоді

hС = bС = с.

З рис. 2,б видно, що самі куточки розташовуються не відразу на поверхні

14

дробове значення nh округляється до цілого числа.

Зазор (порожнина) z утворюється між окремими профілями через шорсткість і нерівність їхньої поверхні. У розрахунках приймаємо z = 1 мм.

Визначаємо загальну кількість куточків у зв'язуванні (n), од.

n = nb nh.

Далі визначаємо масу зв'язування (gС), т

gС = n gМ.

Отримана маса порівнюється із припустимою, при цьому можливо наступні ситуації:

маса зв'язування більше 3,75 т – кількість куточків за висотою зменшується, доти, поки gС не стане менше 3,75 т;

маса зв'язування більше 1,5 т але менше 3,75 т – кількість куточків за висотою не міняється;

маса зв'язування незначно менше 1,5 т – кількість куточків за висотою збільшується, доти, поки gС не стане більше 1,5 т;

маса зв'язування значно менше 1,5 т – кількість куточків у зв'язуванні за висотою й шириною перераховується.

У перших трьох випадках розрахунок кількості куточків (n) у зв'язуванні на цьому закінчуємо й переходимо до визначення розміру зв'язування. Якщо кількість куточків мінялася (перша й третя ситуації), то nh і gС уточнюються.

Перерахування кількості куточків здійснюється в наступній послідовності, при цьому всі величини значень для розрахунку (с, h, d) виражаються в мм.

За шириною зв'язування розташовуємо два куточки (nb = 2) (рис. 2, в), тоді з урахуванням зазору між двома стопками (рядом розташованими) куточків в 1 мм одержимо hС, мм

hС = bС = (2 с + z).

Тоді кількість куточків за висотою (nh) складе, од.

nh = ((2 с + z) – h) / (d + z).

Після чого повторюється розрахунок n і gС.

При ширині зв'язування в три куточки (nb = 3) (рис. 2, г)

nh = ((3 с + 2 z) – h) / (d + z) й ін.

Перерахунок, зі збільшенням ширини зв'язування, триває доти, поки маса зв'язування стане припустимою.

Визначення кількість профілів у зв'язуванні із двотаврової балки (шве-

лера).

При формуванні зв'язування із профілів зазначеної конфігурації взаємне розташування окремих ВМ може бути довільним. При цьому необхідно тільки, щоб об'єм сформованого зв'язування був найменшим. Приклади найбільш типового взаємного розташування окремих профілів наведені на рис. 3.

При формуванні зв'язування необхідно, крім дотримання квадратного перетину, щоб кількість профілів за шириною (nb) було однаковим у всіх рядах за висотою. При формування зв'язування, після скріплення (ув'язування), його можна перевертати (міняти висоту й ширину) за умовою стійкості зв'язування й у такому положенні. Формування можна робити відразу в переверненому виді,

15

маючи на увазі перевертання (кантування) зв'язування після скріплення (див. зв'язування двотаврової балки рис. 3).

Рис. 3. Приклади схеми зв'язування двотавра та швелера

Для формування зв'язування розраховуємо попередньо необхідну кількість профілів (n ), виходячи з його маси у 2 т, од.

n = 2 / gМ.

Дробове значення n округляється до цілого числа.

Виходячи з значення n і співвідношення ширини (bМ) та висоти (hМ) профілю визначається їхнє просторове розташування й формується зв'язування. В разі необхідності, n може бути змінено.

Тепер можна приступити до визначення лінійних розмірів зв'язування (ℓС, bС, hС), коефіцієнта форми (КФ) і ПНО зв'язування (U).

Визначення лінійних розмірів зв'язування (ℓС, bС, hС) і коефіцієнта форми (КФ) здійснюється в мм, з урахуванням зазорів між профілями в 1 мм за шириною та висотою зв'язування. Всі розрахунки здійснюються з точність не менш двох знаків після коми.

Приступаємо до визначення розмірів зв'язування куточка – довжини

Далі визначаємо розміри зв'язування двотаврової балки (швелера) – довжини (ℓС), ширини (bС) і висоти (hС), мм.

Довжина зв'язування (ℓС) визначається довжиною ВМ (ℓМ), тобто ℓС = ℓМ. Ширина зв'язування (bС) визначається шириною профілю (b), його товщиною (d), кількістю профілів за шириною зв'язування (nb) та їхнім взаємним

розташуванням.

Висота зв'язування (hС) визначається висотою профілю (h), його товщиною (d), кількістю шарів (рядів) профілів за висотою зв'язування (nh) і взаємним розташуванням профілів у кожному шарі (ряді).

Наприклад, зв'язування сформоване з 5 двотаврових балок (рис. 4). Довжина зв'язування (ℓС) дорівнює довжині ВМ (ℓМ), тобто ℓС = ℓМ. Ширину зв'язування (bС) в прикладі визначаємо з наступного виразу

bС = b + z + d + z + b + z + d + z + b = 3 b + 2 d + 4 z.

Висоту зв'язування (hС) в прикладі визначаємо з наступного виразу hС = h + z + d

16

Рис. 4. Схема зв'язування з 5 двотаврових балок

Далі визначаємо масу зв'язування для кожного виду профілю (gС), т

gС = n gМ.

Розраховуємо коефіцієнт форми для кожного виду профілю (КФ)

КФ = (bС hС) / (bМ hМ n).

Тепер визначаємо коефіцієнт трюмного укладання (КТР) для кожного отриманого зв'язування. Для цього розраховуємо значення (bС + hС) для кожного виду профілю в метрах і визначаємо значення КТР за графіком (рис. 5).

Рис. 5. Графік коефіцієнтів трюмного укладання

На рис. 5 наведений графік залежності КТР від значення (b + h) зв'язування в цілому по судну, тобто використовується крива лінія з індексом «С» (середнє).

Алгоритм визначення значення КТР описаний у практичній роботі № 1. Записуємо результат визначення КТР у вигляді

(bС + hС) = … → КТР = …

Розраховуємо коефіцієнт трюмного укладання з урахуванням форми вантажу К ТР

17

К ТР = КТР КФ.

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

U = UМ К ТР.

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

У протоколі приводяться схематичне зображення кожного отриманого зв'язування. Схеми зв'язування повинні бути такими, щоб за них можна було визначити кількість профілів за шириною та висотою, а також взаємне розташування профілів у зв'язуванні (див. рис. 2, 3, 4).

Практична 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 перевантажують у портах у пакетованому виді. Найбільше часто пакети формуються на стандартних піддонах типу П4В та 2П2В. Піддон П4В має розміри

(ℓПОД bПОД hПОД) 1200 800 150 мм, масу (gПОД) – 25 кг і в/п (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 на 50 мм забезпечує фактичне 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

19

Таблиця 2

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

Розглянемо розміщення вантажів прямокутної форми.

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

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,

дробове значення nℓ і nb відкидається.

У масштабі рисуємо прямокутник відповідного розміру (1300 900 мм і 1700 1300 мм), які за довжиною та шириною розділяється лініями на відповідне число частин (nℓ і nb) (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 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 так: якщо на двох піддонах П4В міститься більше ВМ (nР) чим на одному 2П2В, то вибирається піддон П4В й навпаки.