Механизация погрузо-разгрузочных работ

 

5.1 Расчет грузового фронта (см. п. 4.2)

5.2 Определение величины запасов  и их размещение

 

Расчет  штабеля призматической формы проводится по формуле:

Величина  запаса, м³:

_{, м                                       (54)}

где    − запас груза, сутки (15 суток),

, − величина запаса груза в каждом штабеле, м³.

 м³; 

 м³.

При открытом хранении укладка  груза производится в призматический

штабель.

Величина запаса груза  в каждом штабеле, м³:

,                                          (55)

где    H – высота штабеля, м;

L – длина штабеля, м;

B – ширина штабеля, м.

Величина B=L_пр – 2, где L_пр – длинна вылета стрелы (60 м.), L=L_э – длина штабеля принимается равной длине эстакады (146,8 м). 

Величина  H определяется решением кубического уравнения (18) или методом подбора на калькуляторе.

3 м ≤ H ≤ H_max=B/2                                                 (56)

м³;

.

Принимаем 18 м.

Размещение штабелей и их количество определяется технологической схемой и  выбранными ПРМ.

 

5.3 Выбор оборудования

 

Для производства погрузо-разгрузочных операций необходимо следующее оборудование:

1. Портальный кран КППГ 16-30-10,5:
• грузоподъемность – 10 т.;
• максимальный вылет стрелы – 60м;
• минимальный вылет стрелы – 8м;
• высота подъема – 25м;
• скорость подъема – 63м/мин;
• скорость поворота – 1,5м/мин;
• частота вращения – 1,5об/мин;
• скорость передвижения крана – 28,2м/мин;
• скорость изменения вылета стрелы – 0,8м/мин.
• емкость грейфера – 12 м³.
2. Электрический люкозакрыватель:
• Скорость  подъема, м/с – 0,2; 
• Грузоподъемность, т – 3;
• Мощность  двигателя, кВт – 1,5;
• Масса, кг – 85;
• Коэффициент амортизации – 0,197. 

 

5.4 Определение производительности и количества погрузочно-разгрузочных машин

Количество погрузо-разгрузочных машин, формирующих штабели определяется по формуле:

Z = ++; (57)

где Q_пр, Q₁, Q₂ – суточные грузопотоки соответственно при прямой перегрузке, перегрузке в штабель, выгрузке из штабеля, т/сут;

П_пр, П₁, П₂ – производительности ПРМ при перегрузке соответствующих грузопотоков, т/час;

Т – время  работы в сутки в 3 смены, Т=19,5 часов.

Техническая производительность по каждому  грузопотоку:

П_i = ; (58)

где Т_ц – продолжительность цикла, с;

С_м – вес груза перемещаемого грейфером, т.

С_м = Q_кр/2=10/2=5 т. (59)

где Q_кр – грузоподъёмность крана (10 т.).

T_ц = Т_захв+ φ *(Т1+Т2+…..+Тн) +Т_выс; (60)

где φ = 0,85 – коэффициент совмещения операций.

Чтобы определить время цикла при перемещении  груза надо:

1. разработать технологическую схему перемещения груза;
2. нанести технологические размеры на схему;
3. нанести траекторию перемещения груза;
4. определить продолжительность цикла.

Рисунок 5 - Технологическая схема складского комплекса: 1 – эстакада;  2 – портальный кран;  3 – бункер; 4 – штабель груза; 5 – конвейер.

При определении  продолжительности цикла портальных кранов следует учитывать вращение стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

  Продолжительность  цикла для таких кранов определяется  выражением: 

              (61)

где l - среднее расстояние перемещения крана, м;

V_д – средняя скорость движения крана, м/с;

 Н_н, Н_к – средняя высота подъема и опускания грузозахвата в пункте   
захвата груза и освобождения от него, м;

V_п – скорость подъема груза, м/с;

V_с – скорость горизонтального движения грузозахвата при изменении вылета стрелы (при ее повороте в вертикальной плоскости), м/с;

l_с – средняя величина изменения вылета стрелы при перемещении груза, м;

α^о – средний угол поворота крана при перемещении груза, град.;

ω – частота вращения стрелы крана в горизонтальной плоскости, 1/с, 
  ω=0,025…0,04 1/с).[3,стр.74-79]

Время захвата – высвобождения груза:

t_захв = l_к / V_к + t_раз = t_выс, с. (62)

t_захв = t_выс= 4/0,5+1,5 = 9,5 с.

Определение времени цикла при  прямой перегрузке (минуя штабель):

Т_{ц пр} →1-2-3-4-5-4-3-2-1.

Т_{ц пр} = t_захв+ φ·(t_1-2 + t_2-3 +t_3-4+t_4-5+t_5-4+t_4-3++t_3-2 + t_2-1) + t_выс; (63)

где φ  – коэффициент совмещения времени  операций, φ=0,85

t_1-2 – время на поднимание груза:

t_1-2 = t_2-1 = Н_1-2/V_п+t_рз = (18+1,5-1,2)/1,05+1,5=19,2 с.

t_2-3 – время на перемещение на среднюю длину: 

t_2-3 = t_3-2 = L_2-3/V_пер+t_рз = ((60 – 30)×60)/28,2+1,5 = 65,3 с.

t_3-4 – время на поворот крана на 90⁰:

t_3-4=t_4-3=+t_рз=(60×90/360×1,5)+2=12 с.

t_4-5 – время на опускание груза в приемную воронку:

t_4-5=t_5-4= Н_4-5/V_оп+t_рз=14 – 3,5/1,05+1,5=11,5 с. 

T_{ц пр}= 9,5+0,85*(19,2+19,2+65,3+65,3+12+12+11,5+11,5)+9,5=204,25 с.

П_пр=3600·5/204,25 = 88,12 т/час.

Перегрузка в штабель:

Т_ц1→1-2-6-7-6-2-1

Т_ц1 = t_захв+ 0,85*(t_1-2+t_2-6+t_6-7+t_7-6+t_6-2+t_2-1) +t_выс; (64)

t_1-2 – время на поднимание груза на высоту штабеля:

t_1-2 = t_2-1 = Н_1-2/V_п+t_рз=(18+1,5-1,2)/1,05+1,5=19,2 c.

t_2-6 – время на поворот крана на 90⁰: 

t_2-6= t_6-2= +t_рз=(60×90)/360×1.5+2= 12 с.

t_6-7 – время на опускание груза на половину высоты штабеля:

t_6-7=t_7-6=H_6-7/V_оп+t_рз=(14 – 7)/1,05+1,5=8,2 с. 

T_ц1= 9,5+0,85·(19,2+19,2+12+12+8,2+8,2)+9,5=87,63 с.

П₁=3600·5/87,63 = 205,4 т/час.

Перегрузка из штабеля:

Т_{ц 2}→ 7-6-3-4-5-4-3-6-7

Т_{ц 2} = t_захв+ 0,85*(t_7-6+t_6-3+t_3-4+2×t_{изм.выл.}+t_4-5+t_5-4+t_4-3+t_3-6+t_7-6) +t_выс; (65)

t_7-6 – время поднимания груза на высоту штабеля:

t_7-6=t_6-7=Н_7-6/V_п+t_рз=(18+1,5-7)/1,05+1,5=13,7 c.

t_6-3 – время перемещения груза на среднюю длину:  

t_6-3= t_3-6=L_6-3/V_пер+t_рз=(60-30)×60/28,2+1,5=65,3 с.

t_3-4 – время поворота крана на средний угол:

t_3-4=t_3-4=+t_рз=((180+45)/2×90)/360×1,5+2=20,75 с.

t_{изм.выл.} – время на изменения вылета стрелы грейфера:

t_{изм.выл.}=2×l_с/V_с=2×(30-8)/0,8=55 с.

t_4-5 – время на опускание груза в приемную воронку бункера:

t_4-5=t_5-4=Н_4-5/V_оп+t_рз=(18+1,5-3,5)/1,05+1,5=16,7 с. 

T_{ц 2}= 9,5+0,85·(8,2+8,2+65,3+65,3+20,75+20,75+55+16,7+11,5)+9,5=250,7 с

П₂=3600·5/250,7=71,8 т/час.

Количество  погрузо-разгрузочных машин:

 

_{5.5 Определение  технологических  параметров конвейеров}

 

Определение технологических параметров конвейеров выполняется по методике ПромтрансНИИпроекта. Конвейера проектируются под каждый объект индивидуально из типовых элементов: роликов рабочих и холостой ветви, натяжной станции и приводной ленты, рамы, загрузочного устройства на основании технологических параметров. 

Производительность  конвейера:

П_k1 = 1,1 · П₂; (66)

где П₂ – наибольшая производительность ПРМ в цикле загрузки конвейера,  т/час.

П_k1 = 1,1 · 71,8= 79 т/час.

Длина конвейера:

L_k = L + 20; (67)

где L – длина штабеля.

L_k = 146,8 + 20 = 166,8 м.

Ширина  ленты конвейера:

B = ; (68)

где С – коэффициент зависящий от угла наклона конвейера и угла естественного откоса материала, 320°;

V_л – скорость конвейера при транспортировании угля, 1,6 м/с.

B = = 0,41 м.

Ширина  ленты конвейера по условию пропуска кусков материала:

B = 9 · a_max + 200; (69)

где a_max – максимальный размер куска, материал рядовой, 80 мм.

B = 9 · 80 + 200 = 920 мм.

Выбираем наибольшее значение из (68) и (69), округляем до стандартного значения, принимаем В = 1000 мм.

Мощность  привода конвейера:

Р = ; (70)

где k_з – коэффициент запаса по мощности, 1,2;

η – КПД  двухступенчатого цилиндрического  редуктора привода, 0,94;

Р₁ – расчетная мощность на приводном валу барабана, кВт.

Расчетная мощность:

Р₁ = (К₄· V_л· L_k+0,00016· П_k· L_k+0,0026×П_к×Н) · К₅· К₆+0,1×l₁×+N₂; (80)

где К₄ – коэффициент, зависящий от ширины ленты, 0,05;

К₅ – коэффициент, зависящий от длины конвейера, 1;

К₆ – коэффициент, при разгрузке конвейера через головной барабан, 1;

Н – высота подъема материала, если конвейер наклонный, Н=0;

l₁ – длина бортов, если у конвейера бортовые ограждения, l₁=0;

N₂ – потеря мощности сбрасыватель груза, если он установлен, N₂=0.

Р₁ = (0,05· 1,6· 166,8+0,00016· 79 · 166,8) · 1· 1= 15,45 кВт.

Р = = 19,7 кВт.

Конвейер  размещается в конвейерной галерее. Ширина конвейерной ленты  Размеры конвейерной галереи определяем в зависимости от ширины ленты, с учетом прохода для обслуживания конвейера:

А = 200 + B + C + D; (81)

где C, D – величины прохода для обслуживания, C=500 мм, D=900 – 1500 мм.

А = 200 + 1000 + 550 + 1200 = 2950 мм.

Рисунок 4. Схема конвейера –  Н – высота конвейерной галереи, h – высота конвейера, В – ширина конвейера, D,C – величины прохода для обслуживания.

 

6 Сравнение и выбор варианта

Таблица 1- Показатели вариантов

Показатели	Единицы измерения	Вариант 1(автопогрузчик)		Вариант 2 (портальный кран)
Производительность при прямой перегрузке	т/ч	68,51	-	88,12	+
Производительность конвейера	т/ч	71,5	-	79	+
Количество оборудований	Шт	3	+	3	+

 

1. По данным сравнения двух показателей выбираем вариант 2 (рисунок 34). Для переработки такого грузопотока по расчетам необходим 1 портальный кран  КППГ 16-30-10,5 грузоподъемностью 10 т. с максимальным вылетом стрелы  30 м. Поэтому для II варианта, учитывая рассчитанные характеристики и параметры СК, разрабатывается технологическая схема в двух проекциях.

 

 

 

7 Разработка графика  работы выбранного варианта

 

Строится  на формате 297×420 на сутки с переходным запасом с почасовой сеткой времени. В графике указывается приход, простой, разгрузка и уход подвижного состава, работа ПРМ. (Приложение Б).

 

 

 

Заключение

В данной курсовой работе был определен суточный грузопоток ( т/сут.) и вагонопоток (N_c=35 вагонов) при заданном годовом грузопотоке Q_г=800 тыс.т/год. и разработан технологический процесс для выбранной технологической схемы грузового фронта с применением портального крана. Также были рассчитаны размеры эстакады (L=146,8 м, H=1,8 м).