3.3. Механизация пртс-работ на складах штучных грузов при штабельном хранении

Основная масса штучных грузов перерабатывающих предприятий агропрома приходится на продукцию, фасованную в мелкую потреби­тельскую тару, которая затем пакетируется в укрупненные единицы (см. главу 3.1). Хранение такой продукции возможно лишь в штабелях, сложенных из пакетов в два или три яруса по высоте (Я = 3...4 м) при низком коэффициенте использования объема склада.

В тех случаях, когда штучные грузы допускают большие давления вышележащих грузов и имеют длительные сроки хранения, как, например, мешки с сахаром-песком на сахаропесочных заводах, эффективной является поштучная переработка и хранение груза.

Пример склада штабельного хранения грузов, перерабатываемых поштучно, показан на рис. 3.4. Это склад продукции в таре сахаропесочного завода, задание на разработку которого выдается студентам.

В условиях складов сахаропесочных заводов пакетирование мешков на плоских поддонах не обеспечивает необходимого экономи­ческого эффекта по следующим причинам:

склад сахара-песка имеет крайне низкую оборачиваемость (около 1,3 в год) и требуется большое количество поддонов, которые будут плохо использоваться;

укладка пакетированного груза в штабель на большую высоту (до 8 м и более) не обеспечивает надежной устойчивости и, следовательно, безопасности ПРТС-работ;

отгрузка пакетов с поддонами на железную дорогу на 10-12 % снижает грузовместимость крытых вагонов;

хранение пакетированного груза на стеллажах существенно снижает коэффициент использования площади склада и удорожает строительство при незначительном использовании удобств стеллажно­го хранения. Поэтому в практике сахарных заводов принята поштуч­ная укладка мешков в штабели на хранение и разборка штабеля при отпуске со склада. При этом мешки укладываются в штабель высотой до 8 м при соблюдении необходимых правил, обеспечивающих доста­точную устойчивость штабеля. Учитывая сравнительно небольшую степень использования ПРТС-оборудования на складе, его стремятся иметь обратимым, т. е. использовать возможности как при приеме груза на склад, так и при отпуске со склада. Были разработаны два типа механизмов: передвижные, обеспечивающие укладку штабелей практически в любой последовательности, и кранового типа. В обоих случаях укладку и разборку штабелей выполняют вручную. Часть комплекса первого типа, который получил наибольшее распростране­ние на складах сахаропесочных заводов, показана на рис. 3.4. Площадь (м²) одноэтажного склада напольного хранения сахара-песка

(3.10)

где Е_т - требуемая грузовместимость склада сахара-песка в таре, т; Е_т = α_т Е_с (здесь α_т —доля продукции завода, выпускаемой в таре; Е_с - общая грузовместимость складов тарного и бестарного хранения, т); е — удельная нагрузка на 1 м² площади, т/м²; ψ_пл — коэффициент использования площади склада, который составляет в данном случае ψ_пл = 0,65; h — высота (толщина) единицы груза в условиях хранения, м; для мешков с саха­ром h = 0,2 м; f — площадь склада, занимаемая единицей груза (мешком); f = 0,8 х 0,4 = 0,32 м²; H_шт — высота штабеля груза, м; H_шт = 8,0 м; G_M — масса единицы груза, т; G_м = 0,05т.

Требуемую грузовместимость и размеры склада определяют по общей методике с учетом необходимых размеров фронта погрузки в вагоны, а также условий работы оборудования в зоне хранения.

В варианте применения передвижной механизации ширину склада принимают до В_с - 48 м, чтобы обеспечить большую свободу перемеще­ния оборудования, Длина склада (м)

Связь склада с технологическим цехом осуществляется с помощью стационарных ленточных конвейеров, по которым мешки с сахаром поступают на склад. Комплекс должен предусматривать транзитное движение сахара из цеха непосредственно на фронт погрузки в вагоны.

Длина фронта погрузки сахара в вагоны на сахаропесочных заво­дах, как правило, не превышает длины склада, поскольку отправка сахара потребителям осуществляется практически круглогодично. На крупных сахарных заводах вагоны для загрузки сахара могут пода­ваться один или два раза в сутки. Число одновременно загружаемых крытых вагонов

где Q_T - среднесуточный отпуск сахара в таре, т/сут; здесь Q_г — годовой выпуск сахара, т; α_т — процент выпуска сахара в таре в общем выпуске сахара, %; К_в — коэффициент суточной неравномерности отправки; t_ф.в — время занятия фронта одним крытым вагоном, ч:

здесь q_п - паспортная производительность вагонопогрузочной машины, 60 т/ч; К_вр -коэффициент использования (по времени) вагонопогрузочной машины (К_вр = 0,7...0,8); Z — число подач вагонов в сутки, Z = 1 или 2; G_в — средняя масса сахара в вагоне (G_в = ■ 60 т); t_дог — договорный срок обслуживания одной подачи, ч.

Оборудование для механизации ПРТС-работ на складе выбирают, как обычно, по требуемой производительности подачи на склад и выдачи со склада. Расчетный часовой грузопоток поступления сахара в таре на склад

(3.12)

где Q_г.т - годовой выпуск сахара в таре, т; Q_г.т = Q_т α_т10^-2 , т/год; К_пост - коэффициент неравномерности поступления сахара на склад; К_пост = 1,3; t_пер - число суток переработки свеклы в год, сут/год; t_пер = 100...120 сут; t_cут — число часов работы в сутки склада продук­ции в таре, ч; t_cyт = 14 или 21 ч/сут при 2- или 3-сменной подаче сахара в мешках на склад.

На этот грузопоток рассчитывают оборудование, обеспечивающее поступление сахара на склад.

Требуемую производительность ПТО для обеспечения загрузки вагонов, т. е. отпуска сахара со склада (т/ч), определяют по выражению

где Q_в^т - среднесуточный грузопоток отправления сахара в мешках вагонами, т/сут; К_в — суточный коэффициент неравномерности отправки сахара в таре по железной дороге; К_в= 2,0; Z — число подач вагонов в сутки; Z = 1; τ_дог— срок обслуживания подачи по договору, ч; m_гр— число групп вагонов в одной подаче; т₀ — дополнительное время на подготови­тельные и заключительные операции с каждой группой вагонов, ч; τ ₀ = 0,15 ч.

В период выпуска сахара на заводе грузопотоки поступления на склад Q_n и отправки со склада Q^в_о могут совмещаться во времени. При Q^в_о > Q_n, используя транзитный грузопоток со склада, дополни­тельно следует обслуживать грузопоток Q_доn = Q^в_о - Q_n. На эти грузопо­токи рассчитывается оборудование склада.

Длина стационарного магистрального ленточного конвейера с устройствами для обеспечения постоянного шага (расстояния) между мешками равна длине склада плюс длина той части конвейера, где устанавливают устройство, обеспечивающее постоянство шага меш­ков. Для этого устанавливают конвейер-регулятор, на котором мешки, идущие по конвейеру из упаковочной, располагаются без разрывов по длине. Если конвейер переполнен, то останавливают конвейер, иду­щий из упаковочной. Длину конвейера-регулятора принимают из расчета размещения на нем впритык 3- 4 мешков. Скорость кон­вейера-регулятора (м/с)

где υ₀— скорость ленты основного магистрального конвейера; υ₀= 0,5 м/с; 1_м— длина мешка; /_м = 0,8 м; а₀ — расстояние между мешками на конвейере, м; Q_n — производитель­ность поступления сахара на склад, т/ч; G_м — масса сахара в мешке; G_м = 50 кг.

Для сбрасывания мешков с магистрального конвейера и направле­ния их к системе передвижных конвейеров, которые устанавливаются в различные положения в зависимости от места укладки мешков в штабель, применяют передвижные сбрасывающие каретки. Эти карет­ки реверсивного действия, так как используются также при отправке мешков из штабеля на фронт погрузки. На каретке смонтированы: убирающийся сбрасывающий щит, отклоняющий барабан и консольный поперечный лоток или конвейер. При подаче мешков на склад рабо­тают сбрасывающий щит, отклоняющий барабан и консольный кон­вейер, с которого мешки направляют на переносные конвейеры.

При отправке продукции из штабелей склада на фронт погрузки в вагоны, расположенные в конце магистрального конвейера, щит убирают, переставляют отклоняющий барабан и реверсируют консоль­ный конвейер.

Следующими агрегатами являются легкие переносные ленточные конвейеры длиной 3...6 м с встроенным в раму конвейера или внутрь

барабана приводом. Конструкцией конвейера должна предусматри­ваться возможность легкой и надежной сцепки для обеспечения потока мешков в обоих направлениях (на склад и со склада).

Для перегрузки мешков на мешкоподъемник (штабелеукладчик) применяют двухсекционный разворотный ленточный конвейер на трехколесной тележке. Приемная секция жестко опирается на тележ­ку, а концевая поворачивается на угол до 90° в обе стороны. Конструк­цией должны быть предусмотрены также винтовой механизм для изменения угла наклона и фиксатор угла поворота концевой секции. Мешки двигаются только в одном направлении, для обратного движе­ния необходимо разворачивать всю машину.

Мешкоподъемник реверсивного действия состоит из самоходной тележки, на которой смонтированы соединенные шарнирно три секции цепного-ленточного конвейера. Каркас подъемника опирается на поворотный круг, расположенный на тележке.

Склады штабельного хранения пакетированных грузов широко используются при хранении как сырьевых грузов, так и различной продукции. При небольших количествах хранящихся грузов эти склады делают одноэтажными, а при больших - многоэтажными. Недостатком последних является не только их высокая стоимость, но и неудобства, связанные с дополнительной необходимостью обслужи­вания лифтов.

Типичным решением одноэтажных складов являются склады продукции и оборотной тары многих отечественных заводов пиво-безалкогольной промышленности, на которых срок хранения продук­ции и оборотной тары не превышает трех суток. Эти склады, как правило, примыкают к цехам розлива и компонуются в соответствии с размещением поточных линий. Традиционными транспортными еди­ницами в них являются сначала гнездовые ящики, а далее укрупнение их в пакеты на плоских поддонах. Альтернативным решением являет­ся отказ от ящиков и укладка бутылок (с продукцией и пустых) в тару-оборудование (см. гл. 3.1). Грузопотоки складов продукции и оборотной стеклянной тары на пивобезалкогольных предприятиях существенно отличаются от грузопотоков других предприятий нали­чием значительных объемов транзитных грузов, которые через склады не проходят, а поступают из цеха на рампу и отправляются автотранс­портом или в обратном порядке при движении в складе посуды. Это не относится к заводам минеральных вод, которые расположены в местах минеральных источников и продукцию которых перевозят по желез­ным дорогам.

Основным оборудованием в зоне хранения и на фронтах выгрузки и погрузки являются электропогрузчики ЭП-103 грузоподъемностью 1 т и с высотой подъема груза 2,8 м. Возможно также обслуживание зоны хранения мостовыми кранами-штабелерами КШЮ-1000 грузо­подъемностью 1 т и высотой подъема до 5,25 м. Применение последних позволяет увеличить высоту укладки ТО или пакетов на поддонах до 3 ярусов в результате более точной установки в штабеле. Компоновка

складов продукции и аналогичных им складов оборотной стеклянной тары показана на рис. 3.5. Для сквозного перемещения транзитной части грузопотока предусмотрен специальный пластинчатый конвейер, разделенный на секции. В средней части конвейера предусмотрено устройство для остановки груза, снятия его краном и укладки в штабель (или обратная операция). Если в зоне хранения применяются электропогрузчики, а длина склада превышает 30 м, то также целе­сообразно использовать конвейер. Ширину склада принимают по ширине секции (линии розлива), а общая ширина склада будет зави­сеть от числа линий. Если завод работает с пакетами из ящиков, то в складе посуды должно быть оборудование для расформировывания пакетов на отдельные ящики и автоматы для выемки бутылок из ящиков. Доставку порожних поддонов в склад готовой продукции на небольшие расстояния можно осуществлять напольным транспортом. Ящики и бутылки направляют в цех специальными конвейерами. Задание на проект механизации складов продукции и оборотной стеклянной тары для завода по производству безалкогольных напит­ков приведено в приложении 1.

Многоэтажные склады штучных грузов используют для хранения в штабелях продукции и некоторых сырьевых грузов на многих пред­приятиях перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса и системы хлебопродуктов. На крупных и средних мукомольных

заводах, кондитерских фабриках такие склады выполняют в виде отдельно стоящих зданий с числом этажей до 8 и более. Встроенные или примыкающие склады устраивают в виноразливочных предприя­тиях и жирокомбинатах.

Наиболее распространенный тип склада муки в таре мукомольного завода показан на рис. 3.6. Следует иметь в виду, что с развитием объема бестарных перевозок объемы муки, выпускаемой в таре, будут уменьшаться и сохраняться в основном для перевозок муки и крупы по железной дороге. Последние, в свою очередь, будут существенно расширяться для снабжения мукой отдаленных районов.

Требуемая грузовместимость склада для муки или крупы (т)

где Q_c — среднесуточное количество зерна, перерабатываемого мукомольным заводом, т/сут; α - выход муки (крупы) из 1 т зерна, %; β - доля продукции, выпускаемой в таре (для крупы В = 1); t_зan - норма запаса продукции на складе (для муки t_зan = 6 сут, для крупы 3—4 сут).

Груз хранят на этажах пакетами в два яруса по высоте. Высота пакета не должна превышать 1,35 м. Тогда удельная нагрузка на 1 м² площади пола этажа (т/м²)

где 15 — число мешков в пакете при пяти слоях по три мешка в слое; 50 — масса мешка, кг; 2 — число пакетов по высоте в штабеле; 1,2 • 0,8 — размеры площади пакета, м².

Требуемая площадь склада, занятая грузом, проходами и проездами между штабелями:

где ψ_пл - коэффициент использования гру­зовой площади (при использовании элект­ропогрузчиков ψ_пл = 0,45).

Общая необходимая площадь склада

где А_з.у - площадь, занимаемая зарядными устройствами (около 15 м на одно место зарядки); А_обор - площадь, занимаемая оборудованием, лифтами (10 м² на каждом этаже), пакетоформирующими машинами (ПФМ = 15...30 м² на одну машину); А_п — дополнительная площадь для размещения пустых мешков и поддонов; А_п = 0,1 А_гр.

Определив общую требуемую площадь склада, принимают ширину склада В_с = 18 или 24 м и определяют длину склада L_c = А_с / В_с. При L_c > 60 м склад планируют многоэтажным.

Число этажей

где символ ε означает, что в выражении в скобках приняты только целочисленные зна­чения.

Выбор оборудования для многоэтажных складов выполняют по общей методике, соблюдая некоторые особенности. При выборе типа ПФМ для грузов в мешках следует учитывать возможность машины выдавать готовые пакеты на одном, двух или трех этажах. При этом особенно в двух- и трехэтажных складах уменьшается общий объем работы, а следовательно, и количество грузовых лифтов за счет грузо­потока поступления мешков на склад. Однако такое решение требует устройства автоматического удаления пакета на любом из этажей, иначе производительность ПФМ будет снижаться. При отправке муки в мешках пакетами в отдаленные районы предпочтение должно быть отдано пакетам в мягких стропах, поэтому лучше использовать паке­тоформирующую машину типа ПФМ-1 (см. гл. 8).

Грузовые лифты грузоподъемностью 5 т, вмещающие 4 пакета, имеют низкую производительность из-за длительного времени их загрузки и разгрузки при захвате груза из штабеля и укладке в него одиночными электропогрузчиками (t_заг = t_paз = 3-4 мин). Поэтому необходимо переходить на групповую загрузку (выгрузку) одновре­менно всех четырех пакетов с помощью приводных роликовых доро­жек, которые должны быть смонтированы как в кабине лифта, так и на каждом этаже напротив дверей лифта. При такой организации работы t_заг ⁼ t_раз ⁼ 1,0 мин. Пакеты из мешков, сформированные на плоских поддонах и не обвязанные пленкой, при погрузке в вагон требуют предварительного обжатия, для чего устанавливают щитовой пакето-сжиматель вблизи дверей, ведущих на рампу. Обжатие пакета произ­водится без снятия пакета с вил электропогрузчика. Пример смешан­ного поштучно-пакетного способа ПРТС-работ, тесно связанного с выполнением основных технологических операций, показан на рис. 3.7 на примере схемы поточно-транспортной линии фасовки огурцов производительностью 6 т/ч.

Пустые бочки со склада транспортируют электротележкой, а затем вручную устанавливают на площадку у обтяжного станка. На обтяжном станке рабочий вынимает "глухое" дно, укладывает его в кассету, которая закреплена на бочке. Затем бочку устанавливают на рольганг. Перемещаясь по рольгангу, бочка проходит через моечную установку и подается через загрузочный стол на конвейер для огурцов I сорта. Конвейер работает циклично, перемещаясь через шаг.

Перед загрузкой огурцов на дно бочек из емкости 4 укладывают специи. При установке бочек под лоток-бункер открываются заслонки инспекционного конвейера и огурцы поступают в бочки. Одновремен­но автоматически включаются виброплощадки, которые уплотняют огурцы.

Затем на огурцы в бочках другой рабочий укладывает специи из емкости 7, снимает кассету с донышком, устанавливает донышко на заполненную бочку, а кассету отправляет в магазин.

С конвейера огурцов I сорта бочки поступают на транспортер, соединяющий потоки огурцов двух сортов.

Бочки, поступившие на главный конвейер, подаются к стяжному станку. Затем бочка поступает под пресс ТО для осадки лукового обруча со стороны "глухого" дна.

Обжатую бочку кантователь переворачивает на 180° и направляет ее на пресс 12 для осадки пукового обруча со стороны дна с отверс­тием, а затем к весам 13. Масса (нетто) огурцов регистрируется в журнале весовщиком, бочка маркируется с помощью трафарета 14 (наносится номер бочки, масса нетто огурцов, масса тары и дата запол­нения). Электропогрузчик одновременно может убрать с накопителя четыре бочки. Из накопителя поточно-механизированной линии электропогрузчик 15, оборудованный вилочным захватом, транспорти­рует их на ферментационную площадку 16.

После ферментации готовая продукция в бочках электропогруз­чиком с вилочным захватом направляется на железнодорожную рампу, где складируется в один ярус "на утор" на участке загрузки железнодорожного вагона или же подается к загрузочному окну охлаждаемого склада, где устанавливается на поддон. Подъемник 17 опускает поддон с бочками в склад, где электропогрузчик транспор­тирует и штабелирует их в четыре яруса. При отгрузке со склада подача бочек с продукцией на железнодорожную рампу осуществляет­ся в обратном порядке.

Электропогрузчик, оборудованный вилочным захватом для двух бочек, забирает бочки с рампы, транспортирует и штабелирует их в железнодорожном вагоне в 2 яруса в положении "на утор".