Вантажознавство. МВ до лабораторних та практичних занять

30

жиною, ширина – шириною, висота – висотою.

Формування пакетів виконується у два етапи. На першому етапі визначається кількість і просторове розташування вантажних місць 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.

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

Таблиця 2

Спочатку розміщаємо вантажі на піддоні в першому (нижньому) ша-

рі.

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

31

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 місць поміститься вздовж довжини піддона (nℓ), од. Для цього припустиму довжину відповідного пакета ділимо на

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

(1300 900 мм і 1700 1300 мм), які за довжиною та шириною розділяється лініями на відповідне число частин (nℓ і nb) (рис. 1).

Рис. 1. Розташування вантажів на піддонах

Потім розташовуємо навпаки, довжиною вантажного місця (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 місць вантажу (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 місць (nР) чим на одному 2П2В, то вибирається піддон П4В й навпаки.

Наприклад, піддон П4В краще, ніж 2П2В тому що 4 + 4 6 (рис. 1,

б).

Якщо кількість nР однакова, то вибір типа піддона – на розсуд студе-

нта.

Наприклад, піддон П4В та 2П2В однакові тому що 6 + 6 = 12 (рис. 1,

32

а).

Далі розраховуємо розміри вантажу на піддоні, м

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

Якщо значення ℓГ або bГ менше відповідних розмірів піддона, то розглядаються інші варіанти просторового розміщення вантажу на піддоні. Деякі з можливих варіантів розміщення вантажів представлені на рис.

2.

Рис. 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) вантажного місця (декілька ℓМ або bМ) і ця величина порівняється з відповідними припустимими розмірами пакета.

Розглянемо розміщення вантажів циліндричної форми.

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

Рис. 3. Схеми розміщення циліндричних вантажів на піддоні

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 цилінд-

33

ричні вантажі розміщаються так само як прямокутні (рис. 3, б). При такому розміщенні габаритні розміри окремих вантажних місць 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 (ℓГ або bГ менше розмірів піддона), то розглядається інша схема розташування. При цьому габаритні розміри місць будуть перетинатися. При перетинанні габаритних об'ємів окремих місць, габаритні розміри вантажу на піддоні (ℓГ або bГ) тим менші, чим більше відстань між двома поруч розташованими вантажними місцями (рис. 3, г). При цьому можливі різні варіанти взаємного розташування та кількості вантажу на піддоні (рис. 3, д).

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 вантажних місць шляхом побудови кіл відповідного радіуса, який визначається діаметром вантажного місця 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 вантажних місць першого ряду друг до друга та розміщенні другого ряду в поглиблення першого без зміни довжини, загальна ширина складе приблизно 0,85 максимальної ширини;

де n ℓ і n b – відповідно можливе число місць за довжиною та ширинлю. Якщо отримане значення ℓ Г (b Г) не перевищує припустимого, то

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 місць 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

34

вантаж на піддоні не виступає за крайки піддона (менше піддона), напри-

клад 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.

У роботі приводяться всі схеми формування пакетів, із вказівкою значення nР (див. рис. 1 – 3).

Далі розраховуємо для кожного вантажу, за чергою, число шарів вантажу в пакеті за висотою.

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 nh , од.

nh = (HMAX – hПОД) / hМ.

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

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

nh = min {nh ; nh }.

Габаритну висоту пакета hП (м) визначаємо з виразу hП = nh hМ + hПОД.

Лабораторна робота № 5. Визначення кількості навалочного вантажу в штабелях правильної геометричної форми

Мета роботи. Вивчення практичних методів визначення кількості навалочного вантажу в штабелях правильної геометричної форми.

Загальні вказівки. Навалочні вантажі зберігаються в штабелях різної геометричної форми, але найпоширеніші штабелі правильної геометричної форми.

На рис. 1 представлений зовнішній вигляд штабелів навалочних вантажів у вигляді правильних геометричних фігур: конус (а), піраміда (б), призма (в), клин (г), обеліск (д).

Всі штабелі, крім призми та обеліска виходять при вільному відсипанні вантажу. Призма утворюється при формуванні штабеля між двома вертикальними стінками. Обеліск являє собою усічений клин і штабель у вигляді обеліска формують при обмеженні висоти складування вантажу. Обмеження висоти складування може бути обумовлено технічними можливостями складських площ (навантаженням) і перевантажувального встаткування й (або) транспортними характеристиками вантажу.

35

Рис. 1 Види штабелів навалочних вантажів

Конус, піраміда та призма є елементарним геометричними фігурами, а клин і обеліск – складеними.

Об'єм конуса, якщо відомий діаметр, визначається з виразу

VК = 1/12 D2 H,

але на практиці визначення діаметра конуса (D) і його висоти (H) здійснити важко, а часто-густо – неможливо. Найменшу складність представляє вимір довжини окружності основи конуса (S). Перетворивши формулу визначення довжини окружності S = D, одержимо D = S / .

Висота конуса визначається з виразу

H = D tg / 2,

виразивши діаметр D через довжину окружності S одержимо

H = S tg / (2 ).

Підставивши у формулу визначення VК значення D і H, які виражені через S і зробивши перетворення одержимо

VК = 1 / (24 2) S 3 tg = 0,00423 S 3 tg .

Об'єм піраміди визначається з виразу

VП = 1/3 A2 H.

Висоту піраміди H можна визначити через сторону основи за наступною формулою

H = A tg / 2.

37

чення об'єму обеліска більше складні та засновані на «принципі салямі» (від більшого до меншого). На рис. 3 представлений прямий паралелепі-

пед ABCDEFGH.

Рис. 2. Клин (вид збоку)

Рис. 3. Паралелепіпед ABCDEFGH

Площина A B FE відтинає половину призми AA EFB B, а площина C GHD – половину призми DD HGC C. Ці дві половини утворюють пер-

C C CG, D D DH відсутні, тому що вони використовувалися для одержання першої призми ( VпрL ). Тому для одержання об'єму обеліска (VОБ) об'єми

39

Насипна маса ( ) визначається за нормативними документами або за допомогою мірного ящика. Потім, за отриманими даними, визначається об'- єм штабеля VШТ і, використовуючи насипну масу , розраховується кількість вантажу QШТ.

Об'єм штабеля правильної геометричної форми можна визначити за допомогою номограми або розрахунковим способом, з використанням відомих у геометрії формул.

Номограма (рис. 5) дозволяє швидко, просто та з достатньою точністю визначати об'єми геометричних тіл правильної форми. Номограма складається з 9 логарифмічних шкал, розташованих на 5 осях:

перша шкала – діаметр конуса; довжина сторони піраміди; ширина призми (клина) – позначається 1 і А;

друга шкала – довжина окружності конуса – позначається 2 і S;третя шкала – об'єм піраміди – позначається 3 і VП;

четверта шкала – об'єм конуса – позначається 4 і VК;п'ята шкала – площа перетину призми – позначається 5 і С;шоста шкала – об'єм призми – позначається 6 і VПР;сьома шкала – висота штабеля – позначається 7 і Н;

восьма шкала – довжина призми та тангенс кута природного укосу

– позначається 8, L і tg ;

дев'ята шкала – кут природного укосу – позначається 9 і .

Лінія, проведена через дві точки на двох будь-яких осях, дає можливість визначити всі інші елементи.

Коли значення вихідних даних більше ніж на шкалах 1, 2 і 7 то вони зменшуються в 10 разів, а результат (об'єм) збільшується в 1000 (103) разів.

Виключення становить призма, при зменшенні в 10 разів на шкалі 1, а об'єм збільшується в 100 (102) разів.

Це пояснюється тим, що об'єм виходить не відразу, а через проміжний результат С (площу). Якщо вихідні дані більше ніж на шкалі 8, вони зменшуються в 10 або 100 разів, а результат (об'єм) збільшується у відповідну кількість разів.

Принципи зменшення та збільшення можна сформулювати так: якщо зменшувалася одновимірна величина (довжина) на шкалі 1, 2

і 7, а отримується відразу тривимірна величина (об'єм), то об'єм штабеля збільшується на коефіцієнт зменшення (число) у третьому ступені;

якщо зменшувалася одновимірна величина на шкалі 1 і 7, а отримується відразу проміжна двовимірна величина (площа), то об'єм штабеля збільшується на коефіцієнт зменшення в другому ступені;

якщо зменшувалася одновимірна величина на шкалі 8, то об'єм штабеля (інша величина) збільшується на цей коефіцієнт зменшення.