Вантажознавство і технологія вантажних операцій. МВ до практичних занять

30

прямої лінії зі шкалою 4 знімаємо значення об'єму VК, м3. Таблиця 2

Піраміда. Відкладаємо А на шкалі 1 і на шкалі 9, з'єднуємо прямою лінією ці точки. На перетинанні цієї прямої лінії зі шкалою 3 знімаємо значення об'єму VП, м3.

Призма. Відкладаємо А на шкалі 1 і на шкалі 9, з'єднуємо прямою лінією ці точки. На перетинанні цієї прямої лінії зі шкалою 5 знімаємо проміжне значення С. З'єднуємо це значення С прямою лінією зі значенням L на шкалі 8 і на шкалі 6 визначаємо (знімаємо) значення об'єму VПР, м3.

Клин. Як було показано раніше, об'єм штабеля у формі клина (VКЛ) є похідним від об'ємів призми (VПР) із шириною А та довжиною основи L, і піраміди (VП) з основою А (рис. 1, 2). Об'єм клина визначаємо як різниця цих об'ємів, м3

VКЛ = VПР – VП.

Об'єм призми (VПР) і піраміди (VП) знаходимо за раніше наведеними алгоритмами. Для цього відкладаємо А на шкалі 1 і на шкалі 9, з'єднуємо прямою лінією ці точки. На перетинанні цієї прямої лінії зі шкалою 3 знімаємо значення об'єму VП, м3, а на перетинанні зі шкалою 5 знімаємо проміжне значення С. З'єднуємо це значення С прямою лінією зі значенням L на шкалі 8 і на шкалі 6 визначаємо (знімаємо) значення об'єму VПР. Підставивши отримані значення VПР і VП у формулу розрахунку VКЛ, одержуємо його значення.

Обеліск. Як було показано раніше, об'єм штабеля у формі обеліска (VОБ) є похідним від об'ємів прямого паралелепіпеда зі сторонами L, B і H, призми із

шириною А та довжиною основи L ( VпрL ), призми із шириною А та довжиною

горитмами. Для цього відкладаємо H на шкалі 7 і на шкалі 9, з'єднуємо прямою лінією ці точки. На перетинанні цієї прямої лінії зі шкалою 1 знімаємо

значення А, зі шкалою 3 знімаємо значення об'єму VпA , а на перетинанні зі

31

шкалою 5 знімаємо проміжне значення С. З'єднуємо це значення С прямою лінією зі значенням L на шкалі 8 і на шкалі 6 визначаємо (знімаємо) значення об'-

єму VпрL , а з'єднавши значення С прямою лінією зі значенням B на шкалі 8 і на

де A = 2 H / tg .

Розраховуємо масу вантажу в кожному виді штабеля для кожного способу (за номограмою та розрахунковим способом) визначення, т

QШТ = VШТ .

Наприкінці роботи визначаємо погрішності методів. Для цього розраховуємо відхилення маси вантажу Q у штабелі кожного виду, яке визначено за номограмою – QН і розрахунковим способом QР (т) та визначаємо погрішність

Значення Q розраховується за модулем, тобто воно завжди має позитивний знак.

Практична робота № 5. Визначення кількості навалочного вантажу методом паралельних вертикальних розрізів

Мета роботи. Ознайомлення із практичними методами визначення кількості навалочного вантажу в штабелях довільної форми та створюваного вантажем навантаження.

Загальні вказівки. У даній роботі розглядається зберігання навалочних вантажів у штабелях довільної форми. Така форма штабеля виходить часто при:

досипанні вантажу до раніше сформованого штабелю; формуванні штабеля кранами, оснащеними грейферами;

після забору (узяття) частини вантажу зі штабеля правильної геометричної форми.

Для визначення кількості вантажу, яка зберігається насипом на складі порту або на відкритій площадці, необхідно розрахувати об'єм штабеля (насипу) вантажу та помножити його на об'ємну вагу (насипну масу) вантажу.

32

При визначенні об'єму насипу найбільш широке поширення одержав метод маркшейдерської зйомки, який полягає в сукупності геометричних вимірів і обчислень, необхідних для складання планів та рішення різних геометричних завдань. При маркшейдерських зйомках широко використовуються геодезичні методи та інструменти, наприклад, теодоліт – геодезичний інструмент для виміру на місцевості горизонтальних і вертикальних кутів.

Зйомка для визначення об'ємів здійснюється найпоширенішим на практиці тахеометричним способом. Тахеометрична зйомка це вид маркшейдерської зйомки, при якій горизонтальні та вертикальні кути виміряються по колах тахеометра – видом теодоліта з далекомірником. Основним об'єктом тахеометричної зйомки є характерні точки насипу, які визначають його контур. За результатами зйомки за допомогою транспортира та лінійки виконується масштабний план насипу.

Так як при тахеометричній зйомці визначають положення тільки характерних точок брівок, при обчисленні об'ємів за даними зйомки допускають деяку похибку, називану помилкою репрезентативності. Роблячи тахеометричну зйомку пікетів, також допускають помилки у вимірах довжини та кутів, які вносять додаткову помилку в зображення контуру на плані, називану погрішністю зйомки. Крім того, допускаються помилки при накладенні на план кутів і довжин за допомогою транспортира і лінійки, які викликають додаткову погрішність виміру об'єму, називану погрішністю накладення.

Похибка об'єму, який отриманий за результатами тахеометричної зйомки, визначається як сума квадратів перерахованих вище видів погрішності.

На практиці також зустрічається інший метод для розрахунку об'єму штабеля довільної форми – метод паралельних вертикальних перетинів. Метод полягає в тому, що штабель паралельними площинами розбивається на ряд блоків

(рис. 1).

Рис. 1. Схема розрізів і перетинів штабеля

Для цього попередньо визначаються місця через які будуть проходити перетини. Частота розташування перетинів (відстань між ними) визначається формую наситу – зміною ширини, висоти, кута нахилу й ін. ознаками, які впливають на площу перетинів (рис. 1). При побудові перетинів точки, через які вони проходить, відзначаються кілочками на верхньому ребрі штабеля.

На кожному перетині від верхньої точки до основи штабеля натягується

33

та кріпиться градуйований канат так, щоб він був паралельний куту укосу цієї частини штабеля. При наявності точки перегину, в ній розташовується кілочок, до якого кріпиться канат. Для спрощених розрахунків, які дають більшу погрішність, канат натягується без урахування точок перегинів (див. рис. 1).

При наявності горизонтальної площини у верхній частині насипу – плато, кілочки закріплюються на ребрі штабелю, який утворений верхнім плато та укосом (нахилом штабелю).

Перетини повинні проходити (розташовуватися кілочки) у площині яка перпендикулярна повздовжній осі насипу штабеля – довжині.

За довжиною градуйованого канату визначаються довжини ділянок, а за допомогою кутоміра – кути під якими натягнутий канат на кожній ділянці. Після чого розраховується площа кожного перетину, як сума площ ділянок, які його складають.

Об'єм блоку визначається як добуток половини суми площ перетинів (F), які його обмежують, на відстань між ними (L). Об'єм штабеля визначається як сума об'ємів окремих блоків складових штабелю. За об'ємом штабеля та насипній масі ( ) визначається маса вантажу в штабелі, а за значенням найбільшої висоти насипу – максимальне навантаження, яке створюється вантажем у штабелі. Висота штабеля визначається послідовним додаванням збільшення (прирощення) висот, яке розраховано на підставі вимірів.

У роботі розглядається спрощений варіант розрахунку, коли штабель розбивається двома перетинами (F1 і F2) на три частини (рис. 2, а).

Рис. 2. План штабеля та схема перетинів (перерізів)

Площа кожного перетину (F1 і F2) складається з елементарних геометричних фігур (рис. 2, б):

трьох трикутників (перший зі сторонами а1, h1, ℓ1, другий – а2, h, ℓ2, третій – а3, h3, ℓ3);

одного прямокутника зі сторонами а2 і h1 (h3, якщо h3 h1).

Якщо h3 h1 перетин (рис. 2, б) має вигляд дзеркального відображення.

У табл. 1 (три останні стовпчики) наведені, як допоміжний матеріал, значення косинусів і синусів деяких кутів ( ).

Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта визначаємо з табл. 1 шифри:

36

техніки безпеки та протипожежних заходів.

Загальні вказівки. При зберіганні вугілля в порту найбільше поширення мають штабелі у формі клина та обеліска. Штабелі у вигляді конуса, піраміди і призми зустрічаються набагато рідше й, особливо при великих вантажопотоках, менш ефективні. Це обумовлено тим, що площа, яка відводиться під штабелі вантажів у вигляді цих фігур, набагато більша (через наявність розривів, проходів і проїздів), чим у обеліска або клина (при однаковій кількості вантажу).

Форми клина та обеліска пов'язані між собою. Можна сказати, що обеліск це усічений клин (рис. 1). З рис. 1 видно, якщо досипати вантаж (добудувати нагору пунктирні лінії), то з обеліска вийти клин, а при обмеженні висоти складування із клина виходить обеліск.

Рис. 1. Взаємозв’язок форми клина та обеліска

Величина кута природного укосу ( ) вантажу залежить від: форми, розміру, шорсткості та однорідності його часток; вологості маси вантажу; способу його відсипання; вихідного стану та матеріалу опорної поверхні. Значення кута природного укосу вугілля коливається від 30 до 65°.

При розміщенні вугілля на складах необхідно визначити довжину LШТ, ширину BШТ і висоту HШТ штабеля.

Ширина штабеля визначається шириною площадки, величиною проходів між штабелем та конструктивними елементами (будинками, спорудженнями, залізничними й підкрановими коліями, автомобільними шляхами й ін.). Визначені наступні мінімальні (більше можна, менше не можна) величини при розміщенні навалочних вантажів:

відстань від осі залізничної колії до штабеля – 2,5 м; відстань від підкранової колії (головки рейки) – 2 м; проходи між штабелями – 6 м.

Більшість портальних кранів, які використовують у портах, мають ширину порталу (відстань між голівками рейок підкранових колій) 10,5 м. Залізничні колії в порту мають таку ж ширину, що й основна мережа залізничних колій України – 1520 мм.

Висота штабеля визначається обмеженнями, пов'язаними з: використанням технічної норми навантаження на основу (підлогу) скла-

ду;

можливостями перевантажувальної техніки; транспортними характеристиками вантажу.

37

У даній роботі технічну норму навантаження (PТ) на першій площадці приймаємо рівною 6 т/м2, на другий – 10 т/м2.

Якщо задана одна площадка або кількість площадок не задана, то навантаження (PТ) відповідає його величині на першій площадці – 6 т/м2.

Якщо задані дві площадки, то антрацит краще розміщати на другий, де навантаження більше.

Для вугілля основне обмеження за висотою визначається транспортними характеристиками, а саме схильністю до самозаймання. За умовами пожежної безпеки, залежно від марки вугілля та строків зберігання, визначаються припустимі висоти його штабелювання (див. правила МОПНВ).

У даній роботі приймаємо, що висота складування вугілля за транспортними характеристиками для:

антрацитів (марки, які починаються з букви А) – не обмежена; вугілля марки ПЖ, ПС – 3 м; вугілля марки Т, Г, Д – 2 м.

Просторове розташування конструктивних елементів на площадках наступне:

якщо задана одна площадка, то вона розташовується між залізничними та підкрановими коліями (рис. 2);

Рис. 2. Схема розташування штабелів на одній площадці

якщо задані дві площадки, то вони розділяються підкрановим шляхом і обмежуються залізничними коліями (рис. 3).

Довжина штабеля визначається шириною та висотою штабеля, його формою і величиною парії вантажу (Q), яка підлягає штабелюванню.

При виконанні роботи приймаємо, що припустиме значення кута природного укосу вугілля коливається від 30 до 45°.

Порядок виконання роботи. Відповідно до варіанта визначаємо та випи-

38

суємо з табл. 1:

марку та кількість (QШТ) кожного виду вугілля, т. Марка вугілля вказана буквами, а через тире – зазначена кількість тонн (маса);

кількість і ширину (ВПЛ) площадки (площадок), м; насипну масу вантажу , т/м3.

Рис. 3. Схема розташування штабелів на двох площадках

Так як необхідно визначити лінійні розміри штабеля, то спочатку за заданій кількості вантажу для кожної марки вугілля визначаємо об'єм відповідних штабелів, м3

VШТ = QШТ / .

За завданням ширина двох площадок однакова (якщо задані дві), тому, розрахувавши ширину штабеля на першій площадці, автоматично одержуємо ширину штабеля на другий.

Ширина штабеля ВШТ розраховується як різниця ширини площадки ВПЛ і відстаней від залізничних та підкранових колій.

Тому що мінімальна відстань від головки рейки підкранової колії 2 м, а від осі залізничної колії 2,5 м (див. рис. 2 та 3), то ВШТ визначаємо з наступного виразу, м

ВШТ = ВПЛ – 2,0 – (2,5 – 1,52/2).

Для марок вугілля ПЖ, ПС, Т, Г, Д можлива висота відсипання штабеля (H ) задана, а для антрацитів (марка А) необхідно визначити цю висоту, м

H = PТ / .

Для кожної марки вугілля розраховуємо тангенс можливого кута відсипання вантажу, за умови дотримання необхідних висот штабелів

tg = H / (1/2 ВШТ).

Для штабеля кожної марки вугілля можлива одна із трьох ситуацій:

1. Якщо tg < 0,5774 ( < 30 , тому що tg30 = 0,5774 ), то розміщення вантажу в штабелі у вигляді клина (рис. 4, а – лінія 1) не можливо, тому що

39

не може бути менше 30°. Це може бути, тільки якщо спеціально розрівнювати штабель для зниження кута , але на практиці це не застосовується. Тоді необхідні дані для подальшого розрахунку довжини штабеля (L) наступні:

Таблиця 1

= 30° (підвищуємо до мінімально можливого); форма штабеля – обеліск (рис. 4, а – лінія 2);

A= 2 H / tg .

2.Якщо 0,5774 < tg < 1,0 (30 < < 45 , тому що tg45 = 1), то необхідні дані для подальшого розрахунку довжини штабелі (L) наступні: