Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Введение в специальность. 190602.65. «Эксплуатация перегрузочного оборудования портов и транспортных терминалов». Учебное пособие
.pdf
11
Тема лекции: Грузоподъемные машины на водном транспорте
Основные вопросы:
1. Виды перегрузочных машин, машины периодического и
непрерывного действия.
2. Рабочий цикл машин периодического действия и их конструктивное
исполнение.
3. Общие представления о промышленных работах.
Литература:
1. Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-
разгрузочных работ. Под. ред. А.А. Тимошина и И.И. Мачульского М.: Маршрут, 2003-400с.
2. Справочник эксплуатационника речного транспорта. Под ред. С.М.
Пьяных. М.: Транспорт, 1995-360с.
3. Рачков Е.В. Специальное перегрузочное оборудование терминалов.
Часть 1. Конспект лекций. Альтаир - МГАВТ, 2006-108с.
Перегрузочные работы на стыке разных видов транспорта, в частности
водного и наземного, издавна считают весьма трудоемкими операциями
транспортного процесса. Общий прогресс промышленности, увеличение
разнообразия перевозимых грузов, объемов перевозок и массы грузовых
единиц и потребность в ускорении погрузо-разгрузочных работ привели к
созданию разных видов перегрузочной техники, рассчитанной на операции с
штучными и насыпными грузами. Особую роль в транспортном процессе
играет водный транспорт, что объясняется несколькими причинами. Во-
первых, он нередко является основным, и единственным средством доставки
грузов во многие северные и северно-восточные регионы. Во-вторых,
транспортировка многих крупногабаритных грузов возможна только
водным транспортом – использование железнодорожного и автомобильного
транспорта невозможно из-за повышенных нагрузок на транспортные пути.
Соответственно потребовалась и модернизация перегрузочных средств.
Все многообразие перегрузочных машин по принципу действия можно
подразделить на две группы – машины периодического действия (МПД) и
машины непрерывного транспорта (МНТ).
МПД предназначены для перемещения штучных грузов, в том числе и
тяжеловесных, пакетированных грузов, контейнеров. Рабочий цикл МПД
происходит по следующей схеме:
- подвод грузозахватного устройства к объекту;
- захват груза;
- пространственное перемещение объекта к месту разгрузки;
- разгрузка;
- возврат грузозахватного устройства к месту погрузки.
12
Таким образом, в цикле работы МПД имеется одно перемещение
грузозахватного устройства без груза.
Преимуществом МПД является возможность обработки любых
штучных и насыпных грузов и их транспортировки из любой точки в
пределах зоны обслуживания в любую точку этой зоны. Основными
недостатками МПД являются высокие металло- и энергоѐмкость и
повышенные требования к технике безопасности.
Все грузоподъемные машины (ГПМ) относятся к МПД и в зависимости
от направления перемещения груза делятся на 3 основные группы:
1. ГПМ для перемещения грузов в вертикальном и горизонтальном
направлениях (величины перемещений по всем координатам в
основном находится в пределах 20…30 м) – краны перегружатели;
2. ГПМ для перемещения грузов в вертикальном или близком к нему
направлении – лифты и подъемники.
3. ГПМ для перемещения грузов в горизонтальном и близком к нему
направлении – грузовые тележки, погрузчики.
По конструктивному исполнению ГПМ 1-й группы можно
подразделить на поворотные стреловые, показанные на рис. 1, и
неповоротные опорные (рис. 2.)
Рис. 1 Примеры подвижных стреловых кранов
а – портальный; б – железнодорожный; в – автомобильный; г – гусеничный;
д – пневмоколѐсный; е – плавучий.
13
Рис.2 Примеры неповоротных опорных ГПМ; а – мостовой кран; б –
козловой кран; в – контейнерный перегружатель.
Несмотря на различие конструктивных исполнений ГПМ, все
стреловые краны имеют общие свойства: все они работают в
цилиндрической системе координат, т.е. имеют две линейных координаты
перемещения груза (при работе механизма подъема Н и изменения вылета
стрелы. R
min
…R
) и угловую координату (при работе механизма поворота
max
стрелы, в стреловых кранах φ=3600, т.е. стрела может совершать полный
оборот вокруг оси).
Кроме того, все стреловые краны, кроме плавучих несамоходных
кранов, имеют механизмы перемещения, но перемещение всего крана
является установочным движением и не выходит в рабочий цикл крана.
Более того, автомобильные и пневмоколесные краны (рис.1.в, д), имеющие
упругую (рессорную) подвеску ходовой части, во время перегрузочных
работ должны быть установлены на жесткие выносные опоры.
Неповоротные опорные ГПМ (рис. 2) работают в прямоугольной
системе координат, т.е. имеет три механизма линейного перемещения груза
– подъем, перемещение грузовой тележки вдоль моста крана и перемещение
самого крана.
Таким образом, все ГПМ имеют набор механизмов, обеспечивающих
транспортировку груза, все имеют металлоконструкции, обладающие
достаточной прочностью и жесткостью, которые обеспечивают требуемую
долговечность кранов. По грузоподъемности большинство ГПМ рассчитаны
на диапазон от 5 до 40 т., однако отсутствуют краны, рассчитанные на 360т
и доля; до 1600т. Большинство стреловых ГПМ имеют высоту подъема до
14
25м, и диапазон изменения вылета стрелы от 5 до 30м. Неповоротные ГПМ
имеют высоту подъема до 20м, и перемещение грузовой тележки от 10 до
40м. Общее у всех ГПМ кранового типа является использование в
механизме подъема в качестве гибких тяговых органов стальных канатов. В
отдельную группу ГПМ можно выделить автоматические манипуляторы и
промышленные работы (АМ и ПР). Они предназначены для
транспортировки относительно малых грузов (в основном до 60кг) на
относительно малые расстояния по всем координатам (до 2м по линейным
перемещениям и до
1500 по угловым), но должны быть высокой
точностью позиционирования – погрешность не должна превышать 1мм
при подаче заготовок на станки и 0,05мм при выполнении сборных
операций. Кинематические схемы некоторых ПР показаны на рис. 3.
Рис. 3. Кинематические схемы ПР: а – с тремя линейными перемещениями
(работает в прямоугольной системе координат); б – с двумя линейными и
одним поворотным перемещениями (работает в цилиндрической системе
координат); в – с одним линейным и двумя поворотными (работает в
сферической системе координат).
Высокая точность позиционирования достигается использованием в
подвижных порах жесткости звеньев, имеющие направляющие с весьма
малым зазором. Основным отличием АМ и ПР является наличие
автоматизированной системы управления, позволяющий этим машинам
работать без участия человека (его участие нужно только на этапе
программирования движения).
Лекция 3. Рачков Е.В.
15
Тема лекции: Транспортные терминалы
Основные вопросы:
1. Основные понятия.
2. Примеры перегрузочного оборудования, используемого в портовых
терминалах.
Литература
1. Справочник эксплуатационника речного транспорта. Под ред. С.М.
Пьяных. М.: Транспорт, 1995-360с.
2. Рачков Е.В. Специальное перегрузочное оборудование терминалов.
Часть 1. Конспект лекций. Альтаир - МГАВТ, 2006-108с.
Основные понятия
Транспортный терминал – оконечный комплекс в транспортной
системе, обеспечивающий взаимодействие пользователя (потребителя,
поставщика груза) с магистральной составляющей транспортной системы. В
его состав входит комплекс сооружений, зданий, оборудования, в том числе
и перегрузочного. Большое видовое разнообразие портовых и транспортных
терминалов вызвано многообразием решаемых задач и ситуационных
условий, типов транспортных средств и перерабатываемых грузов и т.д. Все
это предопределяет потребность в использовании широкой номенклатуры
специального перегрузочного оборудования, позволяющего в конкретных
условиях решать задачи по перегрузке грузов с оптимальными
экономическими показателями.
1. Примеры перегрузочного оборудования, используемого в портовых
терминалах
Перегрузочное оборудование транспортных терминалов представляет
собой комплекс машины и перегружателей, которые объединяются общим
понятием – подъемно-транспортные машины. Эти машины по принципу
работы делят на две группы: грузоподъемные машины и машины
непрерывного транспорта. Грузоподъемные машины являются машинами
периодического действия, характерной их особенностью является
цикличность работы по принципу попеременно-возвратных движений: в
одном направлении с грузом, в другом без груза. Характерной
особенностью машин непрерывного транспорта является непрерывное
перемещение груза по определенным трассам.
Благодаря различным принципам работы рассмотренных подъемно-
транспортных машин, технические, эксплуатационные и экономические
показатели этих машин имеют существенное различие, что предопределяет
характерные ниши их использования в перегрузочных процессах
транспортных терминалов.
16
Грузоподъемные машины, применяемые в портовых терминалах – это в
основном портальные плавучие краны, грейферные и контейнерные
перегружатели, разнообразные машины напольного безрельсового
транспорта (авто- и электропогрузчики, контейнеровозы, тягачи), а машины
непрерывного транспорта – это конвейеры, элеваторы, гидро- и
пневмотранспортные установки, вспомогательное оборудование.
Роботы по повышению эффективности перегрузочных процессов
привели к созданию на основе подъемно-транспортных машин
специализированного высокопроизводительного перегрузочного
оборудования, обеспечивающего комплексную механизацию и
автоматизацию перегрузочных процессов. Такое оборудование получило
название портовые перегружатели.
Портовый перегружатель обычно состоит из одной или нескольких
подъемно-транспортных машин, а также механизмов, обеспечивающих
возможность захватывать, принимать груз из штабеля или транспортного
средства, передавать его на определенное расстояние, совершать
определенные маневры в пределах зоны работы перегружателя. Такие
перегружатели условно можно разделить: по типу основной перегрузочной
машины – циклического и непрерывного действия; по основной
перегрузочной операции – для загрузки, и разгрузки судов, вагонов,
автотранспорта, для образования, разборки складских штабелей; по виду
груза – для штучных и сыпучих грузов
Лекция 4. Рачков Е.В.
17
Тема лекции: Проблемы интенсификации перегрузки штучных грузов
Основные вопросы:
1. Унификация и укрупнение грузовых мест;
2. Средства пакетизации;
3. Средства контейнеризации.
Литература:
1.Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных
работ. Под. ред. А.А. Тимошина и И.И. Мачульского - М.: Маршрут,
2003-400с.
2. Рачков Е.В. Специальное перегрузочное оборудование терминалов.
Часть 1. Конспект лекций. Альтаир - МГАВТ, 2006-108с.
Унификация и укрупнение грузовых мест
Штучные грузы, проходящие через портовые и транспортные
терминалы характеризуются многими параметрами, в т.ч.: видом тары и
упаковки, физико-механическими свойствами, массой грузового места и
т.д., а номенклатура этих грузов включает десятки тысяч наименований.
Сочетание этих качеств осложняет выбор оптимального перегрузочного
оборудования для штучных грузов, это является серьезной технико-
экономической проблемой. Путями решения этой проблемы и повышения
эффективности перегрузочного процесса являются мероприятия по
укрупнению и унификации грузовых мест.
Совершенно очевидно, что чем ниже трудозатраты на формирование
1т «подъема » груза, чем больше груза перемещается ГПМ за один рабочий
ход, тем выше интенсивность обработки транспортных средств, ниже
трудоемкость и себестоимость перегрузочных операций, выше провозная
способность транспортных средств. Унификация грузовых мест
предусматривает ограничение числа типоразмеров грузовых мест,
оптимизацию их по форме и размерам с точки зрения удобства перевозки,
перегрузки и хранения. Укрупнение грузовых мест производится путем
пакетизации и контейнеризации.
Средства пакепизации
Транспортный пакет – укрупненная грузовая единица, сформированная
из штучных грузов в таре или без нее с помощью средств пакетизации,
сохраняющая форму в процессе обращения и обеспечивающая возможность
комплексной механизации погрузо-разгрузочных работ. Пакетирование
обеспечивается с помощью следующих основных видов средств
пакетизации: стандартные и специальные поддоны, пакетоформирующие
18
стропы, термоусадочная и растягивающая пленка, трейлеры, ролл-трейлеры,
система LUF.
В зависимости от объема перегрузочных работ и специфики
грузопотока на терминалах возможно использование автоматизированных
пакетоформирующих машин для формирования транспортных пакетов из
мешковых грузов, а также грузов в картонных коробках и ящиках.
Пакетоформирующая машина представляет собой высокопроизводительную
поточную линию, формирующую в пакеты до 2500 мешков в час.
Для упаковки транспортных пакетов в термоусадочную или
растягивающуюся пленки также используются специальные
высокопроизводительные установки.
Средства контейнеризации
Контейнерами называется укрупненная многооборотная тара, в
соответствии с международными стандартами удовлетворяющая
следующим требованиям: многократное использование; конструкция
позволяет производить перевозку несколькими видами транспорта;
возможность механизации их загрузки авто - и электропогрузчиками;
наличие приспособлений для быстрой перегрузки; внутренний объем не
менее 1м
3
.
Контейнеры подразделяют на: а) универсальные (для перевозки
широкой номенклатуры штучных грузов) и специализированные (для
перевозки одного или нескольких видов грузов в зависимости от их
свойств); б) малотоннажные (массой брутто менее 2,5т), среднетоннажные
(2,5…5,0т) и крупнотоннажные (10…30т). Параметры крупнотоннажных
контейнеров соответствуют международному стандарту ISO и в основу их
параметрического ряда положен модульный принцип.
Контейнеры представляют собой классический способ унификации и
укрупнения грузовых мест, их эффективность подтверждается ежегодным
приростом грузоперевозок в контейнерах.
Лекция № 5 Галабурда М.А.
19
Тема: Основные принципы создания деталей и узлов минимального
Q
G
веса.
Основные вопросы:
1. Понятие о материалосбережении.
2. Равнопрочность.
3. Рациональные сечения.
4. Облегчение деталей
5. Листовые штампо-сварные конструкции
6. Экструзия
7. Совершенство конструктивной схемы. Компактность конструкции.
8. Упрочение материалов.
Литература:
1. Орлов П.И. Основы конструирования т.1, Москва,
«Машиностроение» 1977.
2. Иванов М.Н., Финагенов В.А «Детали машин» М., Высшая школа,
2005г
Понятие о материалосбережении.
В связи с сильно возросшей стоимостью материала, снижение массы
проектируемых машин и конструкций имеет первостепенное значение.
Особенно это актуально для грузоподъѐмного и транспортного
оборудования. Так портальные краны имеют массу в несколько сот тонн
(250 т). Стоимость металлоконструкции составляет при этом не менее 70%
от стоимости всей машины.
Сравнительные качества машин одинакового назначения можно
оценить показателем удельной массы, представляющей собой частное от
деления массы G машины на основной эксплуатационный параметр
машины.
Для ГПМ – это грузоподъѐмность машины Q
Этот показатель характеризует степень конструктивного совершенства
машины, а также степень применения лѐгких сплавов и неметаллических
материалов.
Так для портальных кранов этот показатель колеблется от 10 до 20, для
мостовых от 1 до 2.
Совершенство конструкции редукторов характеризуется отношением
их массы к предаваемому крутящему моменту или к произведению
передаваемой мощности на передаточное число (степень редукции).
20
От понятия «масса» следует отличать понятие «металлоемкость». Они
не равнозначны. Приведѐм пример. Пусть две машины одинаковых
размеров и с одинаковыми параметрами изготовлены одна
преимущественно из стали и чугуна, а другая – из лѐгких сплавов
(например, алюминиевых). Очевидно, что масса второй машины меньше
массы первой приблизительно во столько раз, во сколько плотность
тяжѐлых материалов больше плотности лѐгких материалов (в данном
примере это в 2-3 раза). Металлоемкость же, рассматриваемая как
количество вложенного в машину металла, у них одинаковая.
Металлоемкость лучше всего выражать объѐмом металлических деталей,
составляющих машину. Тогда наряду с удельной массой следует ввести и
показатель удельной металлоемкости (удельного объѐма), как частное от
деления объѐма металлических деталей на основной параметр машины. Этот
показатель более полно чем удельная масса характеризует качество
конструкции, то есть рациональность еѐ конструктивной схемы и
совершенство форм деталей независимо от удельной массы использованных
материалов.
В доступной форме постараемся изложить основные пути снижения
массы и металлоемкости, а следовательно и стоимости самой машины.
Уменьшение массы и снижение металлоемкости добиваются
приданием деталям рациональных сечений и форм, целесообразным
использованием прочности материалов, рациональных конструктивных
схем, применением лѐгких сплавов, заменой металлов неметаллическими
материалами, созданием равнопрочных конструкций.
Равнопрочность.
Под равнопрочными принимают такие элементы конструкции, в
которых максимальные напряжения примерно одинаковы во всех
поперечных сечениях.
Примером является балка равного сопротивления изгибу.
Формы деталей, обеспечивающие условие равнопрочности, зачастую трудно
выполнить технологически и их приходится упрощать.
Неизбежные почти во всякой детали дополнительные элементы
(цапфы, буртики, канавки, выточки, резьбы) вносят поправки в истинное
распределение напряжений в детали.
Поэтому конструирование равнопрочных деталей сводится к созданию
приблизительных форм, диктуемых условием равнопрочности.
Однако не следует забывать, что жѐсткость равнопрочных деталей
существенно меньше, чем у деталей неравнопрочных.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]