Реферат: Выбор оптимальной схемы загрузки вагона
Министерство образования и науки Украины
Одесский национальный морской университет
Кафедра «Подъёмно-транспортные машины и механизации перегрузочных работ»
Расчётно-графическое задание по теме:
«Выбор оптимальной схемы загрузки вагона пакетированных грузом и подбор соответствующего вагонного погрузчика»
Принял:
Заика В.М.
Студентки ФЭУ 1-4
Кириленко Алины
Одесса-2011
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Определение оптимальной схемы загрузки вагона
3. Определение эффективности загрузки вагона
4. Подбор погрузчика по грузоподъемности
Введение
В материале расчетно-графического задания рассматриваются вопрос повышения эффективности использования железнодорожного использования железнодорожного подвижного состава, на примере крытых железнодорожных вагонов, при перевозке пакетированного груза, а так же анализ и выбор, с учетом требований оптимальной загрузки вагонов, технико-эксплуатационных параметров одного из наиболее распространенных видов перегрузочного оборудования — колесного фронтального погрузчика. Сущность системы пакетных перевозок, используемой в смешанных перевозках грузов, состоит в укреплении грузовых мест преимущественно с помощью гибких обвязок и плоских поддонов, на которые укладывается груз, образуя пакеты, с параметрами достаточными для рационального использования грузовместимости и грузоподъемности судов и других транспортных средств, перегрузочного оборудования, а также для обеспечения сохранной транспортировки грузов. Отличительная черта системы пакетных перевозок — ее относительно низкая капиталоемкость: пакетные перевозки требуют в 8-10 раз меньше капитальных затрат по сравнению с контейнерными перевозками. К другим достоинствам системы пакетных перевозок относятся: способность охвата широкой номенклатуры перевозимых грузов, возможность комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ. Производительность труда при пакетном способе доставки грузов повышается в 3-4 раза. Время доставки грузов при пакетном способе перевозки грузов снижается в 8-11 раз.
погрузчик колесный вагон грузоподъемность
1. Исходные данные
Таблица 1. Исходные данные
Размеры пакета, мм | Масса, кг | Тип пакета | Тип вагона |
1010×1260×786 | 1010 | ПД | 68-ЦМ |
Таблица 2. Характеристики крытого железнодорожного вагона
Наименование | Единицы измерения | Тип вагона 68-ЦМ |
Грузоподъёмность | т | 68,0 |
Полезный объём груза | м3 | 122 |
Внутренние размеры кузова: | ||
длина | мм | 13844 |
ширина | мм | 2762 |
высота | мм | 2798 |
Размеры двери: | ||
ширина | мм | 2000 |
высота | мм | 2266 |
Наружные размеры: | ||
длина по осям цепки | мм | 14730 |
длина кузова | мм | 14320 |
ширина | мм | 3020 |
высота (над головкой подкранового рельса) | мм | 4674 |
высота пола над головкой рельса | мм | 1280 |
База | мм | 10000 |
Масса (тара) | т | 22,8 |
2. Определение оптимальной схемы загрузки вагона
Схемы загрузки вагона (1сх-4сх) приведены на рисунке 1.
Рассчитаем показатели, необходимые для выбора оптимальной схемы:
Схема №1:
n+∆n=[ Lв -(Вп +2vп )]/
/(Ап +δп) m=1
Схема №2:
n+∆n=[ Lв -(3 vп +2δп )]/
/(Ап +δп) m=0
Схема№3
n+∆n=[ Lв -(3Вп +2vп )]/
/(Ап +δп ) m=3
Схема№4
n+∆n=[ Lв -(2Вп +3vп )]/
/(Ап +δп ) m=2
В формулах приняты следующие обозначения
Lв –длина вагона;
vп –боковой укладочный зазор (оптимальная величина 45-60 мм);
δп –фронтальный укладочный зазор (оптимальная величина 10-15 мм);
m—число рядов, состоящих из трех пакетов («тройников»), укладываемых длинной стороной вдоль вагона;
n—число рядов («пар») пакетов, укладываемых короткой стороной вдоль вагона;
∆n—дробный остаток;
Ап —ширина грузового пакета, мм;
Вп --длина грузового пакета, мм;
Схема №1
n+∆n=[13844-(1260+2*50)]/(1010 +10)=13,2 ≈13шт;
m=1
Схема №2
n+∆n=[13844-(3*50+2*10)]/(1010 +10)=13,4≈13шт;
m=0
Схема №3
n+∆n=[13844-(3*1260+2*50)]/(1010 +10)=9,7≈9шт;
m=3
Схема №4
n+∆n=[13844-(2*1260+3*50)]/(1010 +10)=10,9≈10шт.
m=2
Оптимальной является схема загрузки, при которой n-чётное (по условию обеспечения симметричной загрузки вагона, требуемой для равномерного распределения нагрузки на ходовые тележки вагона) и наибольшее из четырёх схем число; ∆n>0,5
При определении числа пакетов в одном слое (Nп.н.с ) следует учесть, что габариты пакетов не всегда разрешают уложить их «тройником» поперек вагона.
Для определения числа слоев пакетов по высоте вагона следует учитывать укладочный зазор по высоте h1 =50-80 мм.
Nс.в =(Нв -2*h1 )/hп
где Нв — высота вагона по вертикальной части боковой стенки, мм.
Nс.в =(2798-2*65)/786 =3,3≈3слоя.
Число пакетов, укладываемых в нижнем слое по какой-либо стандартной схеме:
Nп.н.с =3m+2n
Схема №1
Nп.н.с =3*1+2*13=29шт;
Схема №2
Nп.н.с =3*0+2*13=26шт;
Схема №3
Nп.н.с =3*3+2*9=27шт;
Схема №4
Nп.н.с =3*2+2*10=26шт.
Число слоев пакетов, укладываемых на дверном просвете (Nс.д.п. ) меньше, чем число слоев в «крыльях» вагона, т.к. высота дверного просвета Нд < Нв:
Nс.д.п =(Нд -2*h1 )/hп
Nс.д.п =(2266-2*65)/786 =2,7≈2 сл.
Если Nс.д.п =Nс.в, а на дверном просвете в одном слое размещается Nп.д.п пакетов, то общее число пакетов в вагоне:
Nп.в. = Nс.в * Nп.н.с
Схема №1
Nп.в. =3*29-3=84 шт;
Схема №2
Nп.в. =3*26-4=74 шт;
Схема №3
Nп.в. =3*27-3=78 шт;
Схема №4
Nп.в. =3*26-4=74 шт.
3. Определение эффективности загрузки вагона
Коэффициент использования грузоподъемности вагона:
Кв.г. =[1-(Qв — Qгр )/ Qв ]*100%
где Qв — паспортная грузоподъёмность вагона, т;
Qгр =gп * Nп.в -общая масса груза в вагоне, т;
Схема №1
Кв.г. =[1-(68-84*1,010)/68]*100%=124,7%
Схема №2
Кв.г. = [1-(68-74*1,010)/68]*100%=109,9%
Схема №3
Кв.г. = [1-(68-78*1,010)/68]*100%=115,8%
Схема №4
Кв.г. =[1-(68-74*1,010)/68]*100%=109,9%
Кв.г. =[1-(Vв -Vгр )/Vв ]*100%={1-[Vв — Nп.в *(Ап +vп )*(Вп + δп )*(h +2h1 )]/Lв * Вв *Нв }*100%
где Vв — объём прямоугольной зоны вагона, м.куб;
Vгр — объём груза, уложенного в вагон с учётом укладочных зазоров, м.куб.
Схема №1
Кв.к. =[1-(13844*2762*2798]-
-84*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=96,8%
Схема №2
Кв.к. =[1-(13844*2762*2798]-
-74*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=85,3%
Схема №3
Кв.к. =[1-(13844*2762*2798]-
-78*(1010+50)*(1260+10)*(786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=89,9%
Схема №4
Кв.к. =[1-(13844*2762*2798]-
-74*(1010+50)*(1260+10)*786+2*65)]/ 13844*2762*2798}*100=85,3%
Коэффициент использования площади пола вагона
Кв.п . =[1-(Sв -Sгр )/Sв ]*100%={1-[Lв *Вв — Nп.н.с *( Ап +vп )*(Вп + δп ) ]/ Lв *Вв }*100%
где Sв –общая площадь пола вагона, м.кв.
Sгр— площадь пола, занимаемая пакетами (с учётом укладочных зазоров), м.кв.
Схема №1
Кв.п. = [1-(13844*2762)-29*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762} *100 =
= 102,09%
Схема №2
Кв.п. = [1-(13844*2762)-26*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844 * 2762} *100 =
= 91,5%
Схема №3
Кв.п. =[1-(13844*2762)-27*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762}*100=
=95,1%
Схема №4
Кв.п. =[1-(13844*2762)-26*(1010+50)*(1260+10) ]/ 13844*2762}*100=
=91,5%
Полученные результаты расчёта показателей типовых схем сводим в таблицу 3.
Таблица 3. Анализ показателей загрузки вагона
№ схемы | Кол-во пакетов в нижнем слое | Кол-во пакетов в вагоне, | Масса груза в вагоне, | Коэффициент использования вагона % | Вывод | ||
Nп.н.с | Nп.в | Qгр | Кв.г | Кв.к | Кв.п | ||
1 | 29 | 84 | 84,84 | 124,7 | 96,8 | 102,09 | - |
2 | 26 | 74 | 74,74 | 109,9 | 85,3 | 91,5 | + |
2 | 27 | 78 | 78,78 | 115,8 | 89,9 | 95,1 | - |
4 | 26 | 74 | 74,74 | 109,9 | 85,3 | 91,5 | - |
Оптимальной является 2,4 схемы загрузки, так как n – чётное, что удовлетворяет условию обеспечения симметричной загрузки вагона, требуемой для равномерного распределения нагрузки на ходовые тележки; ∆n=<0,5. По схеме №2,№4 наиболее рационально используется грузоподъёмность вагона, а также полезный объём кузова. Принимаем к реализации схему 2.
4. Подбор погрузчика по грузоподъёмности
По окончательному выбору схемы производится предварительный подбор погрузчика по величине его паспортной грузоподъёмности Qп.п, причем
Qп.п ≤gп
Рис. 1 Колесный фронтальный погрузчик с консольным грузоподъёмником общего назначения
1-ведущий мост;
2-внутренняя (выдвижная) рама грузоподъёмника;
3-центр поворота машин;
4-защитное сооружение;
5-наружная (неподвижная) рама грузоподъёмника;
6-моторный (аккумуляторный) отсек;
7-противовес;
8-каретка грузоподъёмника;
9-центр тяжести груза;
10-вилочный захват.
Выбираем погрузчик «Сесаб»-ЕСО/Н12-1 с грузоподъёмностью Qп.п =1200 кг.
Установим фактическую грузоподъёмность погрузчика определяется из условия постоянства величины опрокидывающего момента, т.е. при постоянном коэффициенте устойчивости погрузчика Ку.п =соnst.
При укладке пакетов по схеме №2:
Qп.ф = Qп.п *(lо.п +∆Т)/(lо.ф +∆Т),
Где lо.п – фактическое расстояние от передней плоскости каретки до центра тяжести поднимаемого вилами пакета (мм); lо.ф =0,5Ап;
∆Т—расстояние от передней плоскости кареты до оси передних колёс, мм.
Qп.ф =1200*(400+360)/(0,5*750+360)=1257,9 т.
По рассчитанной фактической грузоподъёмности выбираем погрузчик «Сесаб»-ЕСО/Н12-1 и приводим его характеристики в таблице 4.
Таблица 4. Характеристики погрузчика 4004М
Наименование | Единицы измерения | - |
Грузоподъёмность | кг | 1200 |
Расстояние от ЦТГ до спинки вил | мм | 500 |
Расстояние от каретки до оси передних колёс | мм | 387 |
Ширина | мм | 1092 |
Высота строительная | мм | 2225 |
Высота максимальная | мм | 3781 |
Высота подъёма вил | мм | 3200 |
Высота подъёма вил св. | мм | 200 |
Внешний радиус поворота | мм | 1780 |
Манёвренная характеристика D 90ш | мм | 3067 |
Рабочие скорости: | ||
Подъёма вил с грузом | м/с | 0,31 |
Опускание вил с грузом | м/с | 0,55 |
передвижения | м/с | 3,9 |
Привод | - | ЭЛ |
Давление на ось | кг | 3520 |
Масса | кг | 2820 |
Страна | - | Италия |