Проектирование и оптимизация транспортно-грузовых систем

Введение

 

Студент факультета управление процессами перевозок должен знать задачи, стоящие перед транспортом, и, в частности, перед подразделениями грузового хозяйства, уметь находить оптимальные решения и подкреплять свои предложения технико-экономическими расчётами.

Цель курсовой работы – научится принимать обоснованные технические и технологические решения в сфере проектирования и оптимизации транспортно-грузовых систем (ТГС) на железнодорожном транспорте, а также организации и механизации погрузочно-разгрузочных работ (ПРР).

Задачей курсовой работы является разработка проекта транспортно-грузового  комплекса (ТГК) для переработки  заданного груза на основе сравнения  двух вариантов механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Проектные решения (технические  и технологические) должны быть направлены на улучшение использования складов и погрузочно-разгрузочных машин, сокращение времени простоя транспортных средств под грузовыми операциями, повышения производительности труда на погрузочно-разгрузочных работах и снижение себестоимости грузопереработки, в конечном счете, на увеличение доходности и прибыльности грузовых объектов и подразделений железнодорожного транспорта.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Определение  расчетных объемов работы транспортно-грузового комплекса

1.1 Расчет суточных грузопотоков, вагонопотоков

 

Расчётное количество груза, перерабатываемого  грузовым пунктом (транспортно-грузовым комплексом) за сутки – суточный грузопоток Q_сут (т/сутки) зависит от годового грузопотока – Q_год (т/год), а также неритмичности работы транспортных организаций, неравномерности работы предприятий и рассчитывается отдельно по прибытии Q^пр_сут (выгрузка):

 

(1.1)

 

где К_н – коэффициент неравномерности поступления груза на склад.

Для сыпучих грузов в мягких спецконтейнерах принимаю К_н =1,15:

 

   

Количество  вагонов для перевозки данного  груза – суточный вагоно-поток N_сут (ваг/сут) для грузов в вагонах определяется по формуле:

  (1.2)

 

где - средняя статистическая нагрузка вагона данным грузом, т/ваг.

      Для сыпучих грузов в мягких спецконтейнерах принимаю =43:

1.2 Расчет суточных объемов работы ПРМ на транспортно-грузовом комплексе

1.2.1 Суточный расчётный объем работы ПРМ

 

Суточный расчетный  объем работы ПРМ на транспортно-грузовом комплексе (объем грузопереработки) Г_сут определяется в тоннах с учётом работы с автотранспортом, в том числе по "прямому" варианту:

                                                                                                       (1.3)

                      

где - коэффициент прямого варианта переработки груза по прибытии;

2 – коэффициент, учитывающий двойную работу ПРМ с грузом (вагон-склад, склад-автотранспорт);

- коэффициент, учитывающий дополнительные операции, выполняемые ПРМ на складе ( ).

Рассчитываем суточный объем грузопереработки для сыпучих грузов в мягких спецконтейнерах:

 

    

∑Г_год =

∑Г_год =[328*1000*(2-0,23)]*1,12=650227 т/год;

 

 

 

 

 

 

2. Выбор варианта транспортно-грузового комплекса

 

Основные характеристики перевозимого груза МК-1,5, мостового крана и автопогрузчика 4008М приведены в таблице 2.1, 2.2 и 2.3.

 

Таблица 2.1(Мостовой кран)

Грузоподъемность, т	5
Пролёт, м	34,5
Скорость, м/с - подъема груза - передвижения  тележки - передвижения  крана	0,33 0,67 1,2
Общая мощность, кВт	25
Заводская цена, тыс. руб.	3679

 

Таблица 2.2 (Автопогрузчик 4008М)

Грузоподъемность  максимальная, т	10
Максимальная  высота подъема груза на вилах, мм	7500
Скорость подъёма груза, м/с	0,2
Скорость передвижения, км/ч - без груза - с грузом	30 20
Мощность двигателя, кВт(л.с.)	81(110)
Масса без груза, т	13,2
Цена заводская, тыс. руб.	445

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3 (МК-1,5)

Тип контейнера	МК-1,5
Название	Мягкий контейнер  для насыпных и навалочных грузов
Диаметр, мм	1450
Высота, мм	1200
Масса брутто, т	2

 

2.1 Выбор грузозахватных приспособлений

 

Грузозахватное  устройство для мягкого контейнер, мостовым кран мостовым краном, принимаем четырёхзвенный строп.

В связи с особенностями  перевозимого груза, в качестве грузозахвата я выбрал четырёхзвенный строп, изображение  которого представлено на рисунке 2.1.   Стропы являются наиболее распространёнными и простыми по конструкции грузозахватными устройствами. Они изготавливаются из стальных канатов и разделяются на универсальные облегчённые с коушами, одноветвевые с коушом на одном конце  и крюком на другом и многоветвевые (двух-, четырёх-, шестиветвевые).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.1 Четырёхзвенный строп с коушем на одном конце  и крюками на другом: 1-коуш, 2-цепь, 3-крюки.

Инструкции  по использованию:
- перед каждым  применением проверьте состояние  цепной стропы
- проверьте,  чтоб рукав не был скрученным
- проверьте,  чтоб груз был правильно расположен  в крюке (не на кончике крюка)
- ремонт должен  производиться только специализированными  мастерскими
- не используйте  устройство для подъема более тяжелого груза, чем его грузоподъемность
- не укорачивайте  цепи способом связывания узлом
- Цепная стропа  может быть использована для  максимальных нагрузках только  в допустимых температурных интервалах
Выдержка из инструкции пользования:
Цепная стропа не может быть использована в случае:
- номинальный  диаметр цепи уменьшился более  чем на 20%,  вследствие изнашивания
- вследствие  удлинения поменялось длина рукавов
- этикетка  неразборчива или отсутствует
- составляющие  деформировались, например открытость  крюка увеличилась более чем  на 10%, или предохранитель не открывается. Цена: 50000 руб.

 

 

 

 

 

2.2 Расчет эксплуатационной производительности ПРМ

 

Эксплуатационная производительность П_экс – средняя производительность ПРМ в течении смены, которая определяется количеством груза, перерабатываемого за один час работы с учётом

внутрисменных технологических перерывов (приём  – сдача смены, обед, перестановка вагонов, техническое обслуживание механизма и др.):

(2.1)

где - коэффициент использования ПРМ по времени равное 0,7…0,8.

Для ПРМ периодического действия техническая производительность П_тех (т/ч) рассчитывается по формуле:

                                            (2.2)

где 3600—количество  секунд в часе; G_гp—количество груза, перерабатываемого за один цикл, принимаем из характеристик груза, масса брутто мягкого контейнера G_гp=2 т.; Т_ц—длительность рабочего цикла машины, с.

Длительность  рабочего цикла Т_ц определяется графоаналитическим способом:

1. рассчитываем продолжительность каждой операции цикла и строят график цикла;
2. из графика определяем коэффициент совмещения операций   :

(2.3)

где — время рабочего цикла по графику; t_зах , t_отп — время соответственно на застропку и отстропку груза, с.; ∑t_on -суммарное время на выполнение операций цикла (без совмещения), с.;

3. рассчитываем Т_ц по формуле и сравниваем полученное значение с

     . Разница не должна превышать 1с.

.  (2.4)

Рассчитаем  эксплуатационную производительность мостового крана с четырёхзвенными стропами и тросами.

 

Рассчитаем временные промежутки :

                                             (2.5)

где t₁ – продолжительность застропки, равное 23 с.

(2.6)

 где t₂ – продолжительность подъема груза, с; h_под - высота подъема груза в транспортное положение, равная 4 м; v_под - скорость подъема груза, равная 0,33 м/с.

                         (2.7)

где t₃ – продолжительность передвижение тележки с грузом, с; - длина передвижения тележки, м;  l_прол – длина пролета, равная 34,5 м; v_перед - скорость передвижения тележки, равная 0,67 м/с.

 

                       (2.8)

где - продолжительность подъёма груза до включения тележки, м; h_гр – высота груза, равная 1,2 м; v_под - скорость подъема груза, равная  0,33 м/с.

                                                                            (2.9)

где t₄ – продолжительность передвижение крана с грузом, с; l_пер – длина перемещение крана, равная 15 м; - скорость перемещения крана, 1,2 м/с.

 

  (2.10)     

где t₅ – продолжительность опускания груза, с; h_опуск - высота опускания груза, равная (4 – 1,4) = 2,6 м; v_опуск - скорость опускания груза, равная 0,33 м/с.

 

                                                 (2.11)

где t₆ – продолжительность отстропки, равное 20 с.

  (2.10)              

где t₇ – подъём грузозахвата, с; h_под - высота подъема захвата, равная 0,5 м; v_под - скорость подъема захвата, равная 0,33 м/с.

                                                                                                     (2.13) (2.14) где t₈ – продолжительность передвижение тележки без груза, с;                         t₉ – продолжительность передвижение крана без груза, с.

(2.15)

где t₁₀ – продолжительность опускания грузозахвата без груза, с.

(2.16)

(2.17)

Разница не превышает .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем  эксплуатационную производительность автопогрузчика 4008М .

 

Рассчитаем временные промежутки :

                                             (2.5)

где t₁ – застропка, равна 23 с.

(2.6)

 где t₂ – подъём груза в транспортное положение, с; h_под - высота подъема груза в транспортное положение, равная 4 м; v_под - скорость подъема груза, равная  0,2 м/с.

                         (2.7)

где t₃ – продолжительность передвижение автопогрузчика с грузом, с; - длина передвижения автопогрузчика, равная 3 м;  v_перед - скорость передвижения автопогрузчика с грузом, равная 5,55 м/с.

                                                                             (2.8)

где t₄ – опускание груза в транспортное положение (на высоту 0,3 м), с; v_опуск - скорость опускания груза, равная  0,2 м/с;