Кафедра железнодорожных станций и узлов

Курсовой проект

по дисциплине:

“ТРАНСПОРТНО-ГРУЗОВЫЕ СИСТЕМЫ”

Выполнил: Хромов Д.С.

Принял: Лисневский Р.В.

Москва 2005г.

Введение

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса перегрузки насыпных грузов в соответствии с заданием на проектирование, обеспечение производительности труда на погрузочно-разгрузочных работах, снижения простоя транспортных средств под погрузкой-вывгрузкой, повышения уровня фондоотдачи и т.д.

При этом должны быть решены вопросы комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ, связанных с погрузкой, выгрузкой и складированием грузов.

В состав проекта входит разработка схем комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ и складских операций; проектирование склада, разработка оптимальной технологии погрузки, выгрузки и внутрискладской переработки насыпного груза с увязкой с общей технологией перевозочного процесса от отправителя до получателя и технико-экономическое обоснование принятых решений.

Анализ физико-механических свойств песка.

Насыпной груз – любой груз, перевозимый насыпью в кузовах транспортных средств и хранящийся в штабелях или бункерах (силосах) без тары. Песок является насыпным грузом и относится к минеральным строительным материалам.

Все насыпные грузы классифицируются по следующим признакам и физико-механичиским свойствам:

Гранулометрический состав. Он определяется методом ситового анализа специально отобранных проб груза. Различают сортированные и рядовые грузы. К сортированным относят насыпные грузы, у которых отношение размеров наибольших и наименьших кусков меньше или равно 2.5, а к рядовым – грузы, у которых это отношение превышает 2.5.

По кусковатости различают следующие категории грузов: крупнокусковые, среднекусковые, мелкокусковые, крупнозернистые, мелкозернистые, порошкообразные и пылевидные. Песок относится к мелкозернистым (0,5-2,0 мм).

Объемная масса. Характеризует массу единицы объема насыпного груза в его естественном состоянии.

По величине объемной массы насыпные грузы классифицируют на легкие, тяжелые и весьма тяжелые.

Песок является тяжелым грузом (1100-2000 кг/куб м).

Слеживаемость. Свойство некоторых насыпных грузов терять сыпучесть или взаимную подвижность частиц при длительном хранении.

Песок не относится к слеживающимся грузам.

Смерзаемость. Свойство грузов смерзаться при низкой температуре в крупные глыбы или прочно скрепленные массы, с трудом поддающиеся разрушению. Каждый груз имеет известный предел влажности, ниже которого опасность смерзания исключена.

У песка предел влажности – менее 1-1,2%.

Липкость. Свойство насыпного груза прилипать к ограждающей поверхности. Липкими обычно становятся влажные грузы, однако этим свойством обладают и некоторые сухие грузы.

Самовозгораемость. Способность к воспламенению под действием происходящих в массе груза химических реакций, сопровождающихся выделением тепла. Песок не является самовозгорающимся грузом.

Взрывоопасность. Песок не взрывоопасен.

Гигроскопичность. Склонность к поглощению влаги из окружающего воздуха. Песок не гигроскопичен.

Хрупкость. Склонность к разрушению частиц в процессе пересыпки и движения по лентам конвейеров, по спускным лоткам, при хранении в бункерах. Песок не хрупкий.

Вредность для здоровья. Так как песок не выделяет едкого запаха и пыли, то он не вреден для здоровья.

Анализ подвижного состава

Насыпные грузы, а также минеральные строительные материалы по железной дороге перевозятся в полувагонах, думпкарах и платформах.

В данной курсовой работе перевозка будет осуществляться универсальным цельнометаллическим полувагоном, техническая характеристика которого приведена в таблице

Параметр	Размерн.	Вагон
Вид вагона	-	4-х осный
Грузоподъемность	т	69
Объем кузова	куб.м	73
База	мм	8650
Длина по осям автосцепки	мм	13920
Внутренние размеры кузова: длина ширина высота	мм мм мм	12068 2878 2060
Масса	т	22

Склады строительных материалов бывают готовой продукции, добывающих и обогатительных предприятий, перегрузочные (базисные, промежуточные), приобъектные.

В зависимости от способа хранения и технологии основного производства склады строят закрытыми, открытыми, и комбинированными (частично закрытыми).

По устройству и способу укладки и погрузки – штабельные, штабельно-эстакадные, штабельно-тоннельные, штабельно-эстакадно-тоннельные, полубункерные, штабельно-полубункерные, бункерные, силосные. В настоящее время имеется большое количество индивидуальных и типовых проектов складов строительных материалов и проводится их унификация.

Все склады будут открытыми, так как песок по техническим условиям допускается хранить на открытом воздухе.

Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ и складских операций с сыпучими грузами на железнодорожных станциях.

Вариант №1.

В качестве первого варианта мы буде рассматривать повышенные пути высотой 2.5 метра, оснащенные боковыми пешеходными мостиками для прохода обслуживающего персонала. Это будут блочные конструкции на естественном основании. Верхние блоки опор сборные железобетонные. Верхний блок устоя служит одновременно опорной площадкой, крыльями для сопряжения эстакады с насыпью поезда. Рельсы железнодорожного пути прикрепляются к подкрановым балкам деревянными полушпалами и брусьями. Крепление рельсов к полушпалам типовое. Под эстакадой устраиваются наклонные плоскости из грунтовой отсыпки, по которым груз отсыпается в сторону от эстакады, улучшая условия его забирания для погрузки на автотранспорт. Сметная стоимость 100 м погонной длины повышенных путей 65-80 тыс. руб., а с учетом оборудования покрытий прилегающих площадок и проездов автотранспорта на 70-90% выше.

Для погрузки на автотранспорт будет использоваться одноковшовый фронтальный погрузчик на гусеничном ходу ТО-7А. На выгрузке бригада состоит из 6 человек, занятых на открывании люков, очистке вагонов от остатков груза и закрывании люков. Производительность на выгрузке достигает 1200 т/смену, а на погрузке на автотранспорт при одноковшовом погрузчике – до 600 т/смену.

Вариант №2.

В качестве второго варианта будет рассмотрена установка с козловым краном с грейфером. Грейфер служит для переработки сыпучих материалов. Кран, оборудованный грейфером, выполняет складские операции и используется на погрузке сыпучих грузов в автомобили. Используется козловой кран КК-6 пролетом 16 метров с грейфером вместимость 2 куб.м.

1.Расчет исходных данных

Расчетный суточный грузопоток:

Qс = QгKн,

365

где Qг, т/сут – годовой грузопоток по прибытию;

Kн – коэффициент неравномерности прибытия груза.

Qс=1,1х10⁶х1,2=3616 т/сут

365

Средняя загрузка вагона определяется по формуле:

qв= Vвхρхψ,

где Vв, м – объем кузова вагона;

ρ – объемная плотность груза, т/м;

ψ – коэффициент, учитывающий заполнение кузова вагона грузом. Значение определяем из условия

qв ≤ qн,

где qн, т – грузоподъёмность вагона;

qв=73х1,5х0,55=60,225 т

Необходимое количество железнодорожных вагонов, в которых поступает груз:

Nв=Qс,

qв

Nв=3616 = 60 вагонов

60,225

Число вагонов в одной подаче определяется по формуле:

Nп = NВ,

z

где z – число подач вагонов на грузовой пункт за сутки, z=4;

Nп = 60 = 15

4

Итак, 4 подачи, 2 смены.

Несущая способность подштабельного покрытия т/м² определяется по формуле:

Рш=Нш Kз,

где Hш - максимальная высота штабеля сыпучего груза, м

 - объемная масса груза, т /м³ .

Kз - коэффициент запаса несущей способности подштабельной площадки (принимается равным 1,2-1,3).

Длина фронта подачи вагонов

Lфп=1ΣNbi*lbi+am,

z

где lbi – длина вагона по автосцепке, lbi = 13,9 м;

Nbi- суточное количество вагонов i-ого типа, Nb=60 вагонов;

аm – удлинение грузового фронта, необходимое для маневрового локомотива или использования других маневровых средств, аm = (1,52)lbi;

Lфп = 1(60*13,9+1,7*13,9) = 214,4 м

4

Длина погрузочно-разгрузочного фронта

Lnp ≥ 1ΣNbi*lbi+am,

z*zc

zc – число смен (перестановок) вагонов на грузовом фронте;

Lnp ≥1 (60*13,9+1,7*13,9) = 107,2 м

2*4

Lnp=107 м.

Вместимость склада определяется по формуле:

V=К1*Qc*tхр*(1-Kn),

где К1 – коэффициент сгущения подачи вагонов под погрузку-выгрузку, К1=1,31,5;

tхр – время хранения по отправлению, tхр=3 cут;

Kn – коэффициент перегрузки по прямому варианту, Kn=0,100,15.

V=1,5*3616*3*0,9=14645 куб м

Отсюда вместимость (объем) склада:

Vскл = V



где  - объемная плотность, =1,5 т/куб м

Vскл = 14625 = 9750

1,5

Тогда длину склада определим, выразив, из следующей формулы:

Vскл = * V*L*,

Где  - коэффициент использования вместимости склада, =0,9;

L – длина склада, занятого груза, м;

V – объем склада на 1 м длины склада, V= 7,75 куб м.

L= 9750 = 754 м

Вместимость склада определяется по формуле:

V=К1*Qc*tхр*(1-Kn),

где К1 – коэффициент сгущения подачи вагонов под погрузку-выгрузку, К1=1,31,5;

tхр – время хранения по отправлению, tхр=3 cут;

Kn – коэффициент перегрузки по прямому варианту, Kn=0,100,15.

V=1,5*3616*3*0,9=14645 куб м

Отсюда вместимость (объем) склада:

Vскл = V



где  - объемная плотность, =1,5 т/куб м

Vскл = 14625 = 9750

1,5

Тогда длину склада определим, выразив, из следующей формулы:

Vскл = * V*L*,

Где  - коэффициент использования вместимости склада, =0,9;

L – длина склада, занятого груза, м;

V – объем склада на 1 м длины склада,

Для крана

V= 7,75 куб м.

L= 9750 = 932 м

7,75*0,9*1,5

Н=2,5м

В=6,2 м

Для погрузчика

V=4,2 куб м.

L= 9750 = 882 м

3,8*0,9*1,5 *2

Н=2,5м

B=3,1м

Техническая характеристика козлового крана КК-6 с грейфером

Параметры	Кран
Грузоподъемность, т	6
Пролет, м	16,0
Высота подъема, м	9,0
Рабочий вылет консолей, м	4,5
Скорость, м/с: подъема: номинальная установочная (посадки) передвижения грузовой тележки передвижения крана: номинальная установочная	0,33 0,04 0,83 1,6 0,16
Группа режима	6К
Установленная мощность электродвигателей, кВт	51,4
Собственная масса крана, т	32,5

Конвейер

0. Для перемещения навалочных грузов в ТГК широко используются различные виды конвейеров, грузовые подвесные канатные дороги, а также установки пневматического и гидравлического транспорта. При выборе технического оснащения ТГК определяют потребную производительность транспортирующей машины (годовой грузопоток), а затем определяют ее технические параметры.

Так, производительность ленточного конвейера (рис. 12 ):

=3.6*0.33*1=1.188 т/м

где q - погонная нагрузка на единицу длины конвейера, кг/м;

V – скорость движения ленты, м/с.

При движении груза непрерывным потоком постоянного сечения

q = 1000Fγ=0.22*1.5=0.33 т/м³

где F – площадь поперечного сечения груза на ленте, м^2.

γ – объемная плотность груза, т/м³.

Рис.12. Стационарный ленточный конвейер

1-контргруз, 2-натяжной барабан, 3-загрузочное устройство, 4-конвейерная лента, 5-роли-ковые опоры, 6-приводной барабан, 7-разгрузочное устройство, 8-приводная станция, 9-очист-ное устройство, 10-рама

для сыпучих грузов и желобчатой ленты:

=310*4.84*1*1.2*0.8=1440.384

где δ – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера (в курсовой работе можно принять для горизонтального конвейера δ=1, при наклоне 10^о δ=0,9 и при наклоне 20^о δ=0,8).

Для выбора конкретного типа ленточного конвейера следует:

1. определить на плане и разрезе склада начало и конец трассы конвейера;

2. определить расстояние транспортирования и угол наклона конвейера;

3. выбрать способ загрузки и разгрузки конвейера;

4. выбрать из ряда применяемых в конвейеростроении скоростей (0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3 м/с) скорость движения ленты с учетом увеличения сохранности ленты, уменьшения разрушения транспортируемого груза, уменьшения пылевыделения и просыпей груза и т.п.;

5. по формулам (42) вычислить ширину ленты и принять ее равной ближайшей большей из следующего ряда: 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000 мм.

6. проверить принятую ширину ленты по формулам:

а) для рядовых материалов , мм;

б) для сортированных материалов , мм,

где а_max, а_ср - максимальный и средний размер куска груза, мм.

Для штучных грузов ширина ленты на 200 мм превышает их наибольший размер в плане.

1. определить мощность привода конвейера по приближенной формуле:

,

где N – мощность электродвигателя привода конвейера, кВт;

L_г – длина горизонтальной проекции трассы конвейера по осям концевых барабанов, м;

w- приведенный коэффициент сопротивления движению тягового органа (для ленточных конвейеров w- 0,04…0,05; для пластинчатых 0,1…0,3; для скребковых 0,6…1,0);

H – высота подъема груза конвейером по осям концевых барабанов, м;

к_з – коэффициент запаса мощности, учитывающий неучтенные сопротивления движению (можно принять к_з=1,3…1,4).

Выбор типа и расчет количества погрузочно-разгрузочных машин.

Для определения количества погрузочно-разгрузочных машин необходимо знать следующие параметры:

• годовой объём механизированной переработки, которую предстоит выполнить при помощи погрузочно-разгрузочных машин данного типа;

• сменной нормы выработки или эксплуатационной производительности этой машины.

Техническая производительность погрузчиков, используемых при переработке грузов подсчитывается по формулам для машин циклического действия:

Пт=3600Gм,

Тц

где Gм – грузоподъёмность машины, Gм=2т;

Тц – продолжительность цикла, с;

Тц = t З+t выс + φ(2l к + 2l п),

Vк V п

где lк – путь перемещения передней кромки ковша при его

подъёме, lк = 2,7 м;

lп – путь перемещения погрузчика, lп = 10м;

Vк, V п – средние скорости перемещения ковша и погрузчика,

Vк = 0,4 м/с, Vп=6 м/с;

t З – время захвата груза, t З=10с;

t выс – время высыпания груза, t выс=5с;

Тц=10+5+0,7(2*2,7/0,4+2*10/6)=26,8 с

Пт=3600*2=268,6 т/с

26,8

Техническая производительность крана определяем по следующей формуле:

Пт=3600Vг,

Тц

Где  - коэффициент заполнения грейфера, =1;

Vг – вместимость грейфера при перегрузке массовых сыпучих грузов, Vг=2куб м;

 - объёмная плотность песка, =1,5 т/куб.м

Тц =t3+to+(4H + 2lТ + 2lk),

Vn VТ Vk

где t3 – время застропки груза, t3=10с;

to – время отстропки груза, to=20с;

 - коэффициент совмещения операций, =0,8;

H – средняя высота подъема груза за цикл, Н=9м;

lТ – средний путь перемещения грейфера за цикл, lТ=6,24м;

lk – средний путь перемещения крана за цикл, lk=15м;

Vn,VТ,Vk – скорости подъёма груза, передвижения грейфера и крана, Vn=0,17м/с,VТ=0,67м/с, Vk=1,33м/с.

Тц=10+20+0,8*(36/0,17+12,48/0,67+30/1,33)=49,4с

Пт=3600*1*2*1,5=218,6т/час

49,4

Эксплуатационная производительность машины:

ПЭ=Пт* Кв*Кг,

где Кв - коэффициент использования погрузочно-разгрузочных машин, Кв=0,750,8;

Кг - коэффициент использования погрузочно-разгрузочных машин по грузоподъёмности;

Кг=Gп,

Gм

где Gп – масса груза, перемещаемого за цикл, т;

Gм – грузоподъёмность используемой машины, т;

Эксплуатационная производительность электропогрузчика:

Кг = 1,5 = 0,75

2

ПЭ=268,6*0,75*0,75=151т/час

Эксплуатационная производительность крана:

Кг = 3 = 0,6

5

ПЭ=218,6*0,6*0,75=98,4т/час

Сменная производительность машины:

Псм=ПЭ*tсм,

tсм – продолжение смены, tсм = 68 час.

Сменная производительность погрузчика:

Псм=8*151=1208 т/час

Сменная производительность крана:

Псм=8*98,4=787 т/час

Объём механизированных работ может быть подсчитан по формуле:

Qм=QcxKn+2(1-Kn) Qc,

где Qc – суммарный суточный грузопоток, т;

Kn – коэффициент перегрузки груза по прямому варианту, Kn = 0,100,15.

Qм=3616х0,12+2(1-0,12) 3616=67986800 т.

Количество погрузочно-разгрузочных машин:

Мм= Qм*365 ,

Псм*m(365-Tрем)

где m – количество рабочих смен за сутки, m=23;

Tрем – время нахождения машин в ремонте в течение года;

Количество погрузчиков:

Tрем=25 сут

Мм= 6798х365 . =2,98

1208х2(365-25)

Принимаем Мм равным 3.

Количество кранов:

Tрем=25 сут

Мм= 6798х365 . = 4,6

787х2(365-25)

Принимаем Мм равным 5.

Потребное количество автомашин для подвоза сыпучих грузов определяется по формуле:

а

Na = Qc ( lгр + Тпр) Ка,

qа*Та Vт

где qа – полезная загрузка автомобиля, qа=5,25т;

Ка – коэффициент, учитывающий неравномерность прибытия автомобилей под загрузку или разгрузку, Ка=1,5;

Та – время работы автомобилей в сутки, Та=8час;

Тпр – время простоя автотранспортных средств под грузовыми операциями, Тпр= 20мин=0,3час;

Vт - средняя скорость автомобиля, Vт=25км/час;

 - коэф. использования автомашины, =0,880,9.

Na =3660( 20 + 0,3) 1,5 = 15

5,25*8 22,5

Потребность в штате механизаторов для обслуживания машин, оборудования и устройств удобно определять по трудовым затратам рабочих всех профессий:

R = *Qм*365 ,

Псм

Где  - коэффициент подмены, =1,191,2.

Потребность в штате механизаторов для обслуживания погрузчика:

R =1,2*6,8*365  2465

1208

Потребность в штате механизаторов для обслуживания крана:

R =1,2*6,8*365  3784

787

Списочное число рабочих данной профессии:

Rсп= R ,

n

где n – количество дней работы одного рабочего в год, n  305.

Для погрузчика:

Rсп= 2465 =8

305

Для крана:

Rсп=3784 = 12

305

Техническая характеристика одноковшового фронтального погрузчика на гусеничном ходу ТО-7А

Базовая машина	ДТ-75 ВВ-С2
Мощность двигателя, кВт	58.00
Номинальная грузоподъемность, т	2.00
Номинальная вместимость основного ковша, куб.м	1.00
Максимальное тяговое усилие, кН	30
Производительность усредненная, т/ч	37.8-68.0
Скорость передвижения, км/ч: передний ход нижний диапазон верхний диапазон задний ход	3.44-4.74 5.45-11.49 4.67
Высота разгрузки, мм	2700
Вылет ковша при наибольшей высоте разгрузки	742
Ширина режущей кромки ковша, мм	2048
Угол разгрузки ковша при максимальном подъеме, град	50
Рабочее давление в гидросистеме, МПа	10
Дорожный просвет, мм	326
Габаритные размеры в транспортном положении, мм: длина ширина высота с опущенным ковшом	5880 2048 2639
Масса погрузчика в заправленном состоянии, т	8.75
Цена, руб	5940
Завод-изготовитель	Бердянский завод дорожных машин
База, мм	2365
Ширина колеи, мм	1570