Расчет элементов транспортного терминала

Важными требованиями  являются быстрый захват и надежное удержание  груза на весу; обеспечение быстрой  и удобной его отдачи; простота и прочность конструкций; минимальная  собственная масса.

Тип захватного приспособления при перегрузке штучного груза зависит  от вида груза.

Для такого груза как хлористый калий навалом будем использовать следующий грейфер, представленный на Рис.11.

Рис.11 «Четырехканатный двухчелюстной грейфер 5-С2-4К-В-1,5» 

Грузоподъемность крана, т 5 Число канатов грейфера 4 Диаметр каната, мм 13,5 Кратность полиспаста 3 Расчетный объем, м³ 1,5 Насыпная плотность груза, т/м³ 1,3 Допустимая масса зачерп. груза, т 2,4 Масса грейфера, кг 1520 Число челюстей 2 Группа груза по ГОСТ 24599-87 С2 Высота, мм:   открытого 2600 закрытого 2250 Длина, мм:   открытого 2500 закрытого 1880 Ширина, мм 1650   Основные характеристики грейфера

     

Для перегрузки листовой стали в пачках нужно использовать захват для стального листа проект 4629.

Характеристики захвата  представлены в таблице:

 

Наименование	Грузоподъемность	Длина	Ширина	Высота	Масса
Проект 4629	15 т	6 м	1,5-2,2 м	0,1-0,35	1 т

 

Определение массы  одного подъёма

    1. Масса гружёного грейфера не должна превышать номинальной грузоподъёмности крана

Q_кр ≥ q_гр + q_м,                                                (8)

где q_гр  -  масса порожнего грейфера, т;

      q_м  -  масса груза в грейфере, т

 

  2. Расчётное значение  массы груза в грейфере определяется по формуле

q_м =V_гр*γ*ᴪ*k_упл,                                         (9)

где V_гр - вместимость грейфера, м³;

γ - насыпная плотность груза, т/ м³;

k_упл - коэффициент уплотнения груза в грейфере ;

ᴪ - коэффициент заполнения грейфера в зависимости от толщины слоя груза  (принимаем ᴪ =1)

 

 

 

 

 

 

Расчеты:

Навалочный груз   qм=5,0*1,3*1*1,15=7,475 т   qгр + qм=7,475+4,3=11,775 т.   16≥ 11,775

Штучный груз   qм=1 т   qгр + qм=1+15=16 т   32 ≥ 16

По данным расчетам видно, что вся перегрузочная техника  удовлетворяет основным условиям, поэтому  портальный кран, грейфер и вилочный захват могут участвовать в перегрузочных  операциях без ограничений.

 

4.2 Выбор портального  крана

К береговым портовым кранам относятся портальные, полупортальные, мачтовые, гусеничные, пневмоколесные, автомобильные, железнодорожные, мостовые, козловые краны и перегружатели.

Портальные  краны – универсальные перегрузочные машины, наиболее распространенные в речных портах. Их используют на перегрузке штучных грузов, контейнеров, навалочных, насыпных и других грузов.

Портальные краны грузоподъемностью 10 и 16 тонн перегружают обычно навалочный груз, а грузоподъемностью 5 тонн –  штучные грузы.

Полупортальные  краны отличаются от портальных кранов только своей опорной частью, выполненной в виде полупортала.

Мачтовые  краны в крупных речных портах применяют для перегрузки тяжеловесных грузов. Грузоподъемность крана составляет 100 – 300 тонн.

Гусеничные  краны используются для погрузки со склада в автомобили и вагоны нерудных строительных материалов или на временных причалах, при небольших грузооборотах.

Железнодорожные краны в некоторых портах используются для перегрузки тяжеловесных грузов в зоне внутрипортовых железнодорожных портовых путей.

Мостовые  краны представляют собой жесткую несущую конструкцию, установленную на колесах.

Козловые  краны представляют собой решетчатую или коробчатую ферму (мост) на высоких опорах, передвигающихся на ходовых тележках по наземным рельсам.

 

         Для перевалки гипсового камня навалом и для перегрузки кирпича на поддонах используется портальный поворотный кран с прямой однозвенной стрелой «Восход-Р 650»

   Основные преимущества  данного крана: 

• Незаменим для перегрузки штучных грузов и погрузо-разгрузочных операциях с тяжелыми грузами
• Обладает более высокой производительностью в грейферном режиме
• Значительно экономит затраты на инфраструктуру

    Восход-Р: полностью электрический кран, без использования гидросистем.

Все краны разработаны  для универсального применения, поэтому  в зависимости от нужд конкретного заказчика и специфики технологической задачи краны предлагаются с различными грузозахватными устройствами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Портальный кран «Восход-Р 650» представлен на Рис.12.

Рис.12 «ВОСХОД-Р 650»

 

Характеристики крана  «Восход 650» представлены в таблице 6:

Таблица 6

5.0 Расчет производительности  перегрузочных машин

5.1 Расчет продолжительности  цикла работы крана при перегрузки навалочного и штучного грузов с совмещением операций

     Продолжительность цикла работы крана  для навалочного груза судно-склад и склад-вагон определяется по формуле

            Т_ц = t_з + t`<sub>п(г)</sub> + t<sup>с</sup><sub>пп(г)</sub> +t<sup>`</sup>_оп(г)+ t_раз+ t^{`</sup><sub>п(о)</sub>+t<sub>пп(о)</sub>+ t<sup>`}_оп(о) + t_у,                (10)

где       t₃ – время захвата груза, с;

t’_п(г) – время подъёма на высоту h, с;

t^с_{пп(г) –} продолжительность поворота, с;

t^`_{оп(г) –} время опускания с грузом, с;

t_{раз –} продолжительность разгрузки грейфера, с;

t^`_п(о) – время подъема без груза, с;

t_пп(о)- продолжительность поворота грейфера порожнем, с;

t`_{оп(о) –} опускание порожнего грейфера, с;

t_{у -} успокоение и наводка  порожнего грейфера, с_. (3 сек)

    Продолжительность  захвата (разгрузки) груза грейфером  определяется по формуле 

                                ,                                           (11)           

где      l_з(о) - длина (ход) замыкающего каната грейфера, м;

v -  паспортная скорость механизма подъёма, м/с;

t_p  - время разгона механизма подъёма, с;

k_п - коэффициент использования паспортной скорости крана

 

    Продолжительность  подъема груза из трюма судна  до отметки территории порта  определяется по формуле

,                                  (12)

где  h_o - высота опускания гружённого грузозахватного устройства на складе,  м. В работе принимаем равную 10 м.

k_п(о) - коэффициент использования скорости подъёма (опускания) груза; По приложению 1 принимаем равный 1.

t_p - продолжительность разгона механизма подъёма, с. По приложению 2 принимаем равную 1.

Необходимая высота при работе механизмов определяется в зависимости  от варианта работы склада:

1) при работе судно-склад

,                                    (13)

где  – высота штабеля груза, м.

        = 1 м. – запас по высоте.

2) при работе судно-вагон

,                                   (14)

где  = 3,48 м. - высота габарита подвижного состава

Продолжительность поворота крана определяется по формуле

,                         (15)

где – угол поворота крана с груженным грейфером;

      - нормативный коэффициент использования паспортной частоты  вращения стрелы крана  при вращении с грузом.

    Для расчета  цикла продолжительности работы  по перегрузке штучных грузов  рассчитывается по формуле

Т_ц = t_заст + t`<sub>п(г)</sub> + t<sup>с</sup><sub>пп(г)</sub> +t<sup>`</sup>_оп(г)+ t_раст+ t^{`</sup><sub>п(о)</sub>+t<sub>пп(о)</sub>+ t<sup>`}_оп(о) + t_у,                   (16)

где  t_заст, t_{раст -}  время застропки и растропки штучного груза, с;

Остальные составляющие цикла  продолжительности рассчитываются аналогично циклу работы с навалочным грузом.

    Результаты расчетов представим в табл. 7

Таблица 7

Продолжительность цикла  работы крана для навалочного  груза

Судно-склад	Склад-вагон
tз = tраз = 10,2 / (62*0,9) + 0,5*0,0083 = 0,187 мин	tз = tраз = 10,2 / (62*1) + 0,5*0,0083 = 0,169 мин
t’пг = t’опг = t’оп = t’пп = (10/(62*1)) + 0,5*0,0083 = 0,165 мин	t’пг = t’опг = t’оп = t’пп = (3,48+1/(63*1)) + 0,0083 = 0,062 мин
tу = 3с=0,05 мин	tу = 10с=0,167 мин
tпов = (60/(6*3*0,95)+0,5)/60= 0,067 мин	tпов = (60/(6*3*0,95)+0,5)/60= 0,067 мин
Тц=0,187*2+0,165*4+0,067*2+ +0,05=1,168 мин	Тц=0,169*2+0,062*4+0,067*2+ +0,167=0,887 мин

 

 Цикл продолжительности  для штучного груза на поддоне представлена в таблице 8

Таблица 8

Продолжительность цикла  работы крана для штучного груза  на поддонах

Вагон-склад	Склад-судно
tз = 60 с=1 мин	tз = 65 с=1,083 мин
tотст = 50 с = 0,833 мин	tотст = 50 с = 0,833 мин
t’пг = t’опг = t’оп = t’пп = (4,48/(62*1)) + 0,0083 = 0,08 мин	t’пг = t’опг = t’оп = t’пп = (10/(62*1)) + 0,0083 = 0,169 мин
tу = 10с=0,167 мин	tу = 3с=0,05 мин
tспг = tпов = (60/(6*4*0,9)+0,5)/60 = 0,055 мин	tспг = tпов = (60/(6*4*0,9)+0,5)/60 =0,055 мин
Тц = 0,08*4+1+0,833+0,167+ +0,055*2=2,43 мин	Тц = 0,169*4+1,083+0,833+0,05+ +0,055*2= 2,752 мин

 

5.2 Определение технической производительности крана при перегрузки груза

Количество циклов, которое  портальный кран может совершить  в течении часа непрерывной работы определяем по формуле, ед/ч

 

,                                             (17)

 

где Т_ц – длительность цикла работы крана, с;

 

Техническая производительность крана определяется по формуле, т/ч 

Р_ч = n_ц*q_м ,                                     (18)

    Под эксплуатационной  производительностью понимается  производительность крана, учитывающая  затраты времени на подготовительно – заключительные работы. Обслуживание рабочего места, внутрисменный отдых, а также на технологические перерывы. Она определяется для каждого варианта погрузочных работ. Эксплуатационная производительность крана определяется по формуле, т/ч

Р_э = 0,872 * Р_ч,                                        (19)

    Данные расчеты представлены в таблице 9

Таблица 9

Навалочный груз		Штучный груз
Судно-склад	Склад-вагон	Вагон-склад	Склад-судно
nц = 60/1,168 = 51	nц = 60/0,887 = 67	nц = 60/2,43 = 24	nц = 60/2,752 = 21
Рч = 51 *11,775 = 600,5	Рч = 67 *11,775 = 788,9	Рч = 24 *15 = 360	Рч = 21 *15 = 315
Рэ = 0,872 * 600,5= 523,6	Рэ = 0,872 * 788,9= 687,9	Рэ = 0,872 * 360= 313,92	Рэ = 0,872 * 315= 274,68

 

    

Общие результаты расчета  производительности перегрузочных  машин представим в виде таблицы 10

Таблица 10

Общие результаты вычислений

Наименование	Груз
	Навалочный		Штучный
	Судно-склад	Склад-вагон	Вагон-склад	Склад-судно
1. Масса одного подъёма груза, т	7,475	7,475	15	15
2. Длительность цикла, мин	1,168	0,887	2,43	2,752
3. Число циклов за 1 час, ед./ч	51	67	24	21
4. Техническая производительность, т/ч	600,5	788,9	360	315
5. Эксплуатационная производительность, т/ч	523,6	687,9	313,92	274,68