Материал: Технология и организация перегрузочных работ в порту

Тип судна

Грузоподъемность, тн

Габариты судна, м

Осадка судна, м

К_вп

Количество трюмов, размеры люков

Длина

ширина

высота борта

в грузу

порожнем

Пр. 791 «Проф. Керичев» (с люковым закр.)

2 700

114

13,2

5,5

3,35

0,99

0,69

4 трюма 19,8*11,2 люки 16,5*9,4

Тип вагона

Грузо-подъем-ность, тн

Вмести-мость кузова, м.куб.

Площадь пола, м.кв.

Длина по осям автосцепки

Внутренние размеры кузова, м

Масса вагона (тары), тн

длина

ширина

высота стенки

Полувагон 4-осный

69

41

35,5

13,92

12,06

2,87

2,06

22,0

4. Характеристики кранов

По заданию фронтальный и тыловой кран одного типа: «Ганц 16/27,5», грузоподъемностью 5 т, их технические характеристики приведены ниже:

Тип перегрузочной машины: Кран «Ганц 16/27,5».

Грузоподъемность крана: 5 т.

Вылет стрелы

максимальный: 33 м;

минимальный: 9 м.

Высота подъема груза, максимальная: 25 м.

Колея крана крана: 10,5 м.

Масса крана: 270,4 тн.

Установленная мощность электродвигателей

механизма подъёма поддерживающего и замыкающего барабанов: 100 кВт;

механизма поворота: 23,5 кВт;

механизма изменения вылета стрелы: 18,5 кВт.

Скорость подъема груза: 60 м/мин.

Скорость изменения вылета стрелы: 50 м/мин.

Скорость перемещения портала: 35 м/мин.

Частота вращения стрелы: 1,5 об/мин.

5. Тип и характеристики грузозахватного приспособления

Строп шестиветвевой с уравнительными блоками для железобетонных плит, панелей. Позволяет поднимать плиты с проушины для строповки за шесть точек с саморегулировкой центра тяжести.

. Определение глубины акватории порта

Для определения гарантированной глубины акватории порта необходимо установить осадку в полном грузу расчетного судна. За расчетное принимается судно, имеющее наибольшую осадку из всех судов, прибывающих в порт.

В соответствии с рекомендациями /1/ проектная навигационная глубина акватории у причала, м, определяется по формуле:

Hакв. = Tгр + Z1 + Z2 + Z3 + Z4,

где Tгр - осадка расчетного судна в грузу, м;

Z1 - навигационный запас под днищем, м;

Z2 - запас глубины на дифферент судна, м;

Z3 - запас глубины на волнение, м;

Z4 - запас глубины на заносимость, м.

Для судов с осадкой в грузу 3,35 м Z1= 0,3 м.

Запас глубины на дифферент судна Z2 при его разгрузке или погрузке принимается для речных судов равным 0,3м.

Запас глубины на волнение Z3 можно определить по зависимости:

Z3 = 0,3hв - Z1,

где hв - допустимая волна на акватории порта (принимается в пределах 0,8 … 1,2 м). В расчетах принимается только Z3 ˃ 0. Принимаем hв = 1.

Z3 = 0,3 ∙ 1 - 0,3 = 0м.

Запас глубины на заносимость в м:

Z4 = n∙ hзан

м ≥ Z4≥0,4м

где hзан - толщина слоя отложения насосов, м/год (0,1 … 0,2)

n = 3 … 5 лет - период между ремонтными дноуглубительными работами.

n принимаем = 3 года, hзан - 0,2.

Z4 = 3 ∙ 0,2 = 0,6 м

Hакв = 2,81 + 0,2 + 0,3 + 0+ 0,6 = 3,91м.

7. Определение отметки территории причалов порта и отметки проектного дна

Отметки портовой территории и проектного дна определяются в зависимости от расчетных уровней воды.

ТП = ВУВ,м

Дно = НСУ - Накв,м

Нст = ТП - Дно, м

Отметка территории порта: ТП = ВУВ = 5 м.

Отметка проектного дна: Дно = НСУ - Накв = 2 - 3,91=-1,91м.

Высота причальной стенки: Нст = ТП - Дно = 5-(-3,91) = 8,91м.

. Определение параметров причала и вместимости оперативного склада

Параметры причала

Принимаем длину причала равной длине L_с судна с учетом интервала между судами для безопасного подхода к причалу:

L_пр = L_с + 10, м;

L_пр = 114 +10 = 124 м.

Глубину территории причала от линии кордона принимаем B_пр= 110 м.

Рассчитаем основную площадь склада, оснащенного на кордоне и в тылу крановой механизацией:

F_ос = L_с*(+ - 26,0), м²;

где

Lс - длина склада, принимаемая равной длине расчетного судна, м;

, - максимальный вылет, соответственно, фронтального и тылового крана, м.

F_ос = 114 (33 + 2*33 -26,0) = 8322м²

Находим ширину фронтального склада:

Вш =-3,5-,

Вш =33-3,5-8=21,5м

Находим ширину фронтального склада:

В^т=-

В^т=32-8=24м

При обслуживании тыловых складских площадок машинами безрельсового транспорта (автопогрузчиками, автоконтейнеровозами и т.д.) вводится ограничение, предполагающее, что грузовая обработка вагонов проводится только на кордоне причала фронтальными кранами. Тогда площадь склада при использовании в тылу машин безрельсового транспорта на переработке тарно-штучных грузов будет определяться площадь размерами площадки, обслуживаемой фронтальными кранами в пределах их вылета, за вычетом зоны передачи:
ос = Lскл∙(Rmax - 11),

Fос = 114∙(33 - 11) = 2508 м².

и площадки (м²), обслуживаемой машинами безрельсового транспорта, в пределах габаритных размеров причала,

Fос = Lскл∙(Bпр - (Rmax + 8)),

Fос = 114∙(110 - (33 + 8)) = 7866 м²

Исходя из размеров складских площадок и их площади, рассчитывается фактическая вместимость склада для хранения тарно-штучных грузов, т.:

Еск = Fос ∙ q ∙ Kи,

где    q - средняя нагрузка на I м² площади склада (прил.10), т/м²;

К_и - коэффициент использования основной площади склада (прил.11).

Еск = (2508+7866) ∙1,2∙ 0,6 = 7469,28 м.

9. Расчет производительности фронтальных и тыловых перегрузочных машин

Направление груза потока: Судно-Ж/Д

Структурная схема вариантов:

Варианты:

Судно-Вагон^фр

Судно-Склад

Слад-Вагон

Склад-Склад

Судно-Вагон^т

10. Расчет производительности портального крана

Часовая производительность зависит от продолжительности цикла и количества груза, перегружаемого за цикл, т/ч

P_i = 3600/Т_Ц ×G_Г,

где    Т_Ц - продолжительность цикла машины, с;

G_Г - масса груза, перегружаемая за цикл, т.

G_Г = 5 т.

Время цикла портальных кранов при перегрузке тарно-штучных грузов:

Т_Ц = 2(t₁+t₂+t₃)+t₈+t₉+t₁₀+t₁₁+2t₁₂

где    t₁ - время подъема и опускания порожнего захватного устройства на среднюю высоту Н_П;

t₂ - время опускания груза и подъема порожнего захватного устройства на среднюю высоту Н_О;

t₃ - время поворота крана с грузом и обратно;

t₈, t₁₀ - время застропки захватного устройства, соответственно с грузом 75с. и без груза - 17с.;

t₉, t₁₁ - время установки и отстропки захватного устройства соответственно с грузом - 28с. и без груза 18с.;

t₁₂ - время перемещения стрелы от порожнего (груженого) к груженому (порожнему) захватному устройству -11с.

где    Н_П - средняя высота подъема груза и опускания порожнего ГЗУ, м;

Н_О - средняя высота опускания груза и подъема порожнего ГЗУ, м;

V_П - скорость механизма подъема крана, м/с;

n_ВР - скорость механизма поворота крана, об/мин;

α - угол поворота стрелы крана при работе - по вариантам;

 - время разгона и торможения механизмов крана, принимается для механизма подъема - 2 с, для механизма торможения - 4 с;

К_И - коэффициент использования скорости механизмов крана, принимается для механизма подъема - 0,8; для механизма поворота - 0,9;

hн - высота причальной набережной от мин., м; hн = 7 м;

hшт - высота штабеля, м; hшт = 2м;

hгб - высота габарита подвижного состава, м; hгб = 4,06 м;

hв - высота вагона, м; hв = 3,08 м;

hпв - высота площадки вагона, м; hпв = hв - 2,06 = 3,08 - 2,06 = 1,02 м

1.Вариант СУДНО-Вагон:

t8 = 75с; t9 = 28с; t10 = 17с; t11 = 18с; t12 = 11с; Ки 1,2 = 0,8; nвр = 2 об/мин; α = 140; vп =1м/с;

 при t1,2 = 2с;  при t3 = 4с.

 при t1,2 = 2с;  при t3 = 4с.

Но = hгб - hв + 0,5 = 4,06 - 2,06 + 0,5 = 2,5 м.

= 2,5/(1∙0,8) + 2 = 5,1 с.

 = 11,08/(1∙0,8) + 2 = 10,8 с.

 = 140/(6∙2∙0,9) + 4 = 16,9 с.

Тц = 2(5,1+10,8+16,9)+75+28+17+18+2∙11 = 225,6 с.

2.Вариант СУДНО-СКЛАД

t8 = 75с; t9 = 28с; t10 = 17с; t11 = 18с; t12 = 11с; Ки 1,2 = 0,8; nвр = 2 об/мин; α = 140; vп =1м/с;

 при t1,2 = 2с;  при t3 = 4с.

 при t1,2 = 2с;  при t3 = 4с.

Но = hгб - 3/4hшт + 0,5 = 4,06 - 3/4∙2+ 0,5 = 4,26 м.

Нп = hгб + hн - 1/2hшт + 0,5 = 4,06 + 7 - 1/2∙2+ 0,5 = 10,56 м.

= 4,26/(1∙0,8) + 2 = 7,3 с.

 = 10,56/(1∙0,8) + 2 = 15,2 с.

 = 140/(6∙2∙0,9) + 4 = 16,9 с.

Тц = 2(7,3+15,2+16,9)+75+28+17+18+2∙11 =238,8 с.

.Вариант СКЛАД -ВАГОН:

t8 = 75с; t9 = 28с; t10 = 17с; t11 = 18с; t12 = 11с; Ки 1,2 = 0,8; nвр = 2 об/мин; α = 140; vп =1м/с;

 при t1,2 = 2с;  при t3 = 4с.

Но = hгб - hв + 0,5 = 4,06 - 2,06 + 0,5 = 2,5 м.

Нп = hгб - 3/4hшт + 0,5 = 4,06 - 3/4∙2+ 0,5 = 4,26 м.

= 2,5/(1∙0,8) + 2 = 5,1 с.

 = 4,26/(1∙0,8) + 2 = 7,23 с.

 = 140/(6∙2∙0,9) + 4 = 16,9 с.

Тц = 2(5,1+7,23+16,9)+75+28+17+18+2∙11 = 218,46 с.

4.СКЛАД-СКЛАД:

t8 = 75с; t9 = 28с; t10 = 17с; t11 = 18с; t12 = 11с; Ки 1,2 = 0,8; nвр = 2 об/мин; α = 140; vп =1м/с;

 при t1,2 = 2с;  при t3 = 4с.

Но = hгб + 0,5 = 4,06 + 0,5 = 4,56 м

Нп = hгб + 0,5 = 4,06 + 0,5 = 4,56 м

= 4,56/(1∙0,8) + 2 = 5,6 с.

 = 4,56/(1∙0,8) + 2 = 5,6 с.

 = 140/(6∙2∙0,9) + 4 = 16,9 с.

Тц = 2(5,6+5,6+16,9)+75+28+17+18+2∙11 = 216,2 с

5.Вариант СКЛАД -ВАГОН:

t8 = 75с; t9 = 28с; t10 = 17с; t11 = 18с; t12 = 11с; Ки 1,2 = 0,8; nвр = 2 об/мин; α = 140; vп =1м/с;

 при t1,2 = 2с;  при t3 = 4с.

Но = hгб - hв + 0,5 = 4,06 - 2,06 + 0,5 = 2,5 м.

Нп = hгб - 3/4hшт + 0,5 = 4,06 - 3/4∙2+ 0,5 = 4,26 м.

= 2,5/(1∙0,8) + 2 = 5,1 с.

 = 4,26/(1∙0,8) + 2 = 7,23 с.

 = 140/(6∙2∙0,9) + 4 = 16,9 с.

Тц = 2(5,1+7,23+16,9)+75+28+17+18+2∙11 = 218,46 с.

. Часовая производительность портального крана по вариантам работ, т/ч

Pi = 3600/Tц ∙ Gг = 3600/225,6 ∙ 5 = 79 т/ч.

Pi = 3600/Tц ∙ Gг = 3600/238,8 ∙ 5= 75 т/ч.

Pi = 3600/Tц ∙ Gг = 3600/218,46 ∙ 5 = 82 т/ч.

Pi = 3600/Tц ∙ Gг = 3600/216,2 ∙ 5 = 83 т/ч.

Pi = 3600/Tц ∙ Gг = 3600/218,46 ∙ 5 = 82 т/ч.

12. Расчет производительности на основе нормативов

Расчёт проводится на основе ЕКНВиВр:

Р_э=Р_т*(Т_оп/Т_см), т/ч

где,

Т_оп-время опративной работы в смену, ч:

Т_оп=6,5ч при Т_см=8 ч.

Р_э=79*0,8=63,2, т/ч

Р_э=75*0,8=60, т/ч

Р_э=82*0,8=65,6, т/ч

Р_э=83*0,8=66,4, т/ч

Р_э=82*0,8=65,6, т/ч

13. Определение технологических показателей причала

Определяем время грузовой обработки судна, ч:

где    D_ф - фактическая загрузка судна, т;

α - доля груза, перерабатываемая из судна на склад (или обратно);

 - средневзвешенная производительность грузовой обработки судна, т/ч;

Р_С-В, Р_С-СК - часовая производительность портального крана по вариантам работ, т/ч;

N_ФР - число фронтальных машин, занятых грузовой обработкой судна.

Tгр = 2700/3(1-1/79 + 1/75) = 12 ч.

Время занятости причала, ч:

где    Т_ВСП - затраты времени на выполнение вспомогательных операций, не совмещённых с грузовой обработкой (прил. 9).

Т_ВСП = 2,1 ч (с совмещением операций);

Тс = 12 + 2,1 = 14,1 ч.

где    t_оп/сут - оперативное время работы причального фронта в течении суток при 3-х сменной работе, ч;

t_оп/сут = 23×0,85 = 19,6 ч.

Пс = 2700/14,1∙19,6 = 3753,19 т/сут.

Максимальная пропускная способность механизированного фронта (фронтов) обработки вагонов, т/сут:

где    N_T - число тыловых перегрузочных машин (портальных кранов) на обработке вагонов;

 - средневзвешенная производительность фронтальной машины на грузовой обработке вагонов, т/ч.

где    β - доля груза перерабатываемая фронтальными машинами в повторной перевалке по варианту «склад - вагон».

Величина коэффициента повторной перевалки, выполняемой фронтальными кранами, принимается пропорциональной вместимости склада в обслуживаемой ими зоне, т.е. в пределах вылета:

где    Е_СК^Ф - фактическая вместимость склада на причале, т;

Е₁ - вместимость склада обслуживаемого фронтальными кранами, т.

Е1 = Fос * q,

где    q - средняя нагрузка на I м² площади склада (прил.10), т/м²;

Е1 = 7866 ∙ 1,2 = 9439,2 т.

β = 1∙9439,2/56635,2 = 0,16

Pв = Pск-с, т.к α = 1

Pв = 75 т/ч.

П_В^max = (3∙75+1∙85) ∙ 19,6 = 6076 т/сут.

Проверка выполнения условия:

П_В^max ≥ П_С

6076 ≥ 3753,19- условие выполнено.

14. Определение величины навигационного грузооборота и показателей перегрузочного процесса

Определение величины навигационного грузооборота, т.

Величина навигационного грузооборота причала вычисляется исходя из длительности навигационного периода с учетом потерь по метео-условиям и планового ремонта оборудования причала, т.

Q_H = (Т_Н - t_НР - t_РМ)×Q_C^P/K_H,

где    Q_C^P - величина максимального суточного грузооборота причала, т;

K_H - коэффициент неравномерности грузооборота; K_H = 1,3

Т_Н - длительность навигации, сут. Т_Н =200 сут.

t_НР - простои фронтальных машин по метео-условиям, сут.;

t_РМ - продолжительность профилактических ремонтов фронтальных

машин за навигацию, сут.

t_Р - средняя длительность одного планового ремонта и технического

обслуживания портального крана (t_Р = 2).

Простои оборудования по метео-условиям t_нр принимать для тарно-штучных грузов открытого хранения, сут.:

T_нр=0,01*Tн,

T_нр=0,01∙200 = 2 сут.

Tрм = (Т_Н /30,5 - 2) t_Р = (200/30,5 - 2)∙2 = 9,1 сут.

Величина максимального суточного грузооборота, который может быть переработан оборудованием причального фронта, определяется исходя из ресурса времени занятости фронтального оборудования причала при переработке груза по всем вариантам, ч.:

откуда, расчетно-суточный грузооборот, т./сут:

где К_ИВ - коэффициент использования причала по времени

К_ИВ = Т_ГР/Т_С = 12/14,1 = 0,85

Q_C^P ≤ 3∙19,6∙0,85/(1/75+0,16/82)

Q_C^P = 2499 т/cут.

Проверка:

Полученное расчетом значение Q_C^P соответствует максимальному грузообороту причала, если выполняется условие:

П_С > Q_C^P

,16 > 2499 Þ Q_C^P соответствует максимальному грузообороту

причала,

т.е. величина коэффициента резерва пропускной способности причала должна соответствовать неравенству:

К_рез = П_С /Q_C^P > 1

К_рез = 3753,16/2499 = 1,5 (˃1) - условие выполнено.

Для безотказной работы причала необходимо так же, чтобы выполнялось неравенство:

П_С ≤ П_СК

П_СК = Е^Ф_СК /t_хр,

где    t_хр - время хранения груза на складе (t_хр = 6);

П_СК = 7469,28/6 = 1244,88т/сут.

Навигационный грузооборот, т:

Q_H = (200 -2 - 9,1)∙2499/1,3 = 363 123 т.

Расчётная вместимость склада для освоения навигационного грузооборота, т.:

где    _Н - процент грузооборота, оседающий на складе (прил. 12

_Н = 2,5%

Ескл = 0,01∙2,5∙363123∙200∙1,3/200 = 11801 т.

Определив суточный грузооборот, который может быть освоен причалом, необходимо:

рассчитать интервал между судами, ч.:

Т_ИС = 24 D_Ф /Q_C^P

установить норматив времени стоянки судов у причала, ч.:

[Т_С]^Н = D_Ф / [] + Т_ВСП

где    [] - судо-часовая норма интенсивности грузовых работ (прил. 13), т/ч.

[] = 41∙2,07 т/ч.

[Т_С]^Н = 2700/85 + 2,1 = 33,8 ч.

Аналогично для железнодорожных вагонов установить интервал между подачи вагонов, ч.:

где    G_Ф - норма загрузки вагона (прил. 7), т.; G_Ф = 30 т.

n_В/П - число вагонов в подаче, шт.;

n_В/П = 0,8 L_ПР/l_В

где    L_ПР - длина причала, м.;

l_В - длина вагона по осям автосцепки (прил. 6), м.

n_В/П = 0,8∙124/13,92 = 7,1 = 7 шт.

τив = 24∙30∙7/2499 = 2 ч.

Рассчитать время грузовой обработки подачи, ч:

τ = 7∙30/(3∙75+1∙82) = 0,68 ч.

И проверить выполнение условия:

τ ≤ min /τ_ИВ;[τ]/

где    [τ] - нормативное время грузовой обработки подачи ж/д вагонов, ч;

[τ]= 2,5 ч

,55 < 2,5 - условие выполнено.

15. Расчет показателей перегрузочного процесса

Схема причала выгрузки без тыловой обработки вагонов/

Время занятости перегрузочных машин, машино-час:

Т_Мi = Q_i^H/P_i

где    Q_i^H - доля навигационного грузооборота, выполняемая ПМ по соответствующему варианту перегрузки, т.;

P_i - производительность перегрузочной установки, т/ч;

Q_с-ск^H= α×Q_H = 1,0× 363123= 363123 т

Q_ск-ск^H=(α - β)×Q_H= 0,84 × 363123= 305023 т

Q_ск(ф)-в^H= β×Q_H= 0,16× 363123 = 58099 т

Q_ск(т)-в^H= (α - β)×Q_H = 0,84× 363123 = 305023 т

где    α - доля груза, перерабатываемая из судна на склад;

β - доля груза, перерабатываемая фронтальными машинами в повторной перевалке по варианту «склад-судно»;

(α - β) - доля груза, перерабатываемая тыловыми машинами в повторной перевалке по варианту «склад-склад».

ΣQ_i^H = Q_с-ск^H+ Q_ск-ск^H+Q_ск(ф)-в^H+ Q_ск(т)-в^H

ΣQ_i^H= 363123 +305023 + 58099 + 305023= 1031268т

Т_Мс-ск = Q_с-ск^H/P_с-ск = 363123 / 75= 4841машино-час

Т_Мск-ск= Q_ск-ск^Н/P_ск-ск 305023/82= 3719машино-час

Т_{Мск(ф)-в}= Q_ск(ф)-в^Н/P_ск-в = 58099/82=708машино-час

Т_{Мск(т)-в}= Q_ск(т)-в^Н/P_ск-в =305023/82 =3719машино-час

Норма выработки члена комплексной бригады, т/чел-смену:

Н_Вi = (Р_i × t_ОП/СМ)/Ч_i

где    t _ОП/СМ - сменная продолжительность оперативного времени работы в смену, ч.

t _ОП/СМ = 0,85*7,67 ≈ 6,5

Ч_i - численный состав комплексной бригады, обслуживающей одну технологическую линию на соответствующих вариантах работ, чел.

Н_Вс-ск = 75 × 6,5/4=122т/чел-смену

Н_Вск-ск= 82 × 6,5/4 =133 т/чел-смену

Н_{Вск(ф)-в}= 82× 6,5/4 =133т/чел-смену

Н_{Вск(т)-в}= 82 × 6,5/4 =133 т/чел-смену

Трудозатраты на переработке навигационного грузооборота, чел-смен.

Т_Рi = Q_i^H/Н_Вi

Т_Рс-ск=363123/122≈2976чел-смен.

Т_Рск-ск= 305023/133≈2293чел-смен.

Т_{Рск(ф)-в}= 58099/133≈436чел-смен.

Т_{Рск(т)-в}= 305023/133≈2293 чел-смен

ΣТ_Рi= Т_Рс-ск+Т_Рск-ск+Т_{Рск(ф)-в}+Т_{Рск(т)-в}

ΣТ_Рi=2976 + 2293 + 436 + 2293 =7998 чел-смен

Производительность труда, т/чел-смену:

П_Р = Q^H/Σ Т_Рi = 363123/7996 ≈ 45 т/чел-смен.

Средняя выработка члена комплексной бригады, т-оп/чел-смену:

В_Р = Σ Q_i^H/Σ Т_Рi =1031268/7993 ≈ 129 т-оп/чел-смену.

Полученные результаты расчетов показателей перегрузочного процесса заносятся в таблицу № 5.

По результатам расчетов устанавливаются производительность труда П_р и выработка бригады В_р, коэффициент перевалки:

К_пер = S Q_i^H/Q^H

К_пер = 1031268/363123 = 2,8

Заключение

В курсовом проекте была изучена и проведена технология и организация перегрузочного процесса сахар в мешках с железнодорожных вагонов на самоходное судно в порту категории I.

Также в работе была определена глубина акватории порта и определение отметки причалов порта и отметки проектного дна.

Были определены параметры причала и начерчены на миллиметровой бумаге в масштабе, в двух проекциях (план и разрез). Была рассчитана основная площадь склада; площадь, обслуживаемая фронтальными и тыловыми кранами; фактическая и расчетная вместимость склада. При расчетах пропускная способность причального фронта оказалась больше пропускной способности склада. Также был произведен расчет производительности портального крана с определением времени цикла и на основе нормативов, который показал, что производительность крана с определением времени цикла больше, чем на основе нормативов.

Список литературы

1. Н.В. Демьянов - «Технология, организация и планирование портовых перегрузочных работ», курс лекций - 2007г.

. Суколенов А.Е., Артюхин Ю.Г. - «Подъемно-транспортные машины и механизация перегрузочных работ», издательство «Транспорт» - 1972г.

. "Единые комплексные нормы выработки и времени на погрузочно-разгрузочные работы, выполняемые в речных портах и на пристанях" (утв. Постановлением Госкомтруда СССР от 14.06.1974 N 148).