Введение

Введение

Тамань — морской порт на Таманском полуострове в районе мыса Железный Рог, в посёлке Волна, недалеко от станицы Тамань Темрюкского района Краснодарского края.

Виды деятельности — перевалка грузов на экспорт и имрорт. Приоритетные грузы — нефть и нефтепродукты, сжиженные углеводородные газызерно, импорт контейнеров. Длина подъездного железнодорожного пути до перегрузочного комплекса — 36 км.

На сегодняшний день в порту четыре причала. Порт доступен для захода судов длиной до 225 м, шириной до 32,3 м, осадкой до 12,5 м. Длина причального фронта – 937,0 погонных метров.Через три года морской порт Тамань, по ожиданиям российского Минтранса, будет ежегодно перерабатывать порядка 30 млн тонн грузов, что станет вторым по объёмам результатом среди портов Азово-Черноморского бассейна. А к 2025 году его подтверждённый грузооборот уже будет вполне сопоставим с объёмами южного лидера — порта Новороссийск. При этом Таманский полуостров расположен ближе к основным промышленным районам, что уже делает его логистически более выгодным для грузоотправителей.

5

Контейнерный терминал порта Тамань:

Отметка дна – минус 19.6 м Длина причального фронта – 980 м

Акватория:

Площадь – 306,7 Га Отметка дна – минус 19.6 м Диаметр разворотного круга – 610 м

Защищена от внешних волновых воздействий оградительными сооружениями

Площадь под складирование грузов 5 га

Максимальное расчетное судно:

длина – 294 м ширина – 32 м осадка – 17,5 м дедвейт – 150 тыс. тонн

Грузооборот 200 тыс TEU

6

1. Анализ исходных данных.Исходные данные:

Перегружаемый груз – Контейнеры 1СПрибытие в судах, отправление ж/д транспортом (40%) и на автомобилях(60%)Тип судна – Ячеистый контейнеровоз X PRESS EUPHRATESТип железнодорожных вагонов – платформа G=60т (3 конт)Нижний судоходный уровень -3мУровень половодья -1,5м Длительность навигационного периода 360 сутГрузооборот 3 млн.т.

1.1 Установление свойств и характеристик груза

Контейнеры крупнотоннажные G=20тКоэффициент загрузки=0,7Фактическая загрузка контейнера Gк =20*0,7=14тВремя хранения 10 сут.Габаритные размеры L*B*H=(6*2.4*2.4)мКласс груза – ТК-БГJc=12 конт/ч; q=2.7 т/м2; ен=2,5%

1.2 Определение грузооборота причалаОбщий грузооборот выраженный в контейнерах:

3 000 000т/14т=214 286 контейнеров

Среднесуточный грузооборот:___

н

н

Q 214286= = =596c Т 360

Q конт/сут

Расчетный суточный грузооборот:

р н нс

н нр

Q *к 214286*1,2Q = = =737

Т -Т 360-0,03*360 конт/сут

Тнр-количество нерабочих дней по метеоусловиям, сутТнр для грузов открытого хранения принимается 0,03Тн

1.3 Определение расчетной вместимости склада

7

н н* н

p pск c

0,01*е *Q *200*k 0,01*2,5*214286*200*1,2Еск= = =3572

Тн 360

E max Еск=Q *[tхр]=737*10=7370

maxрск cкЕ E

7370рскЕ конт

1.4Установление характеристик транспортных средств:

Характеристики судна:

Ячеистый контейнеровоз X PRESS EUPHRATES

Gc -Грузоподъемность =28911 тLc-Габаритная длина-222,4 мBc-Габаритная ширина-28 мhгр- Осадка в грузу-12 мhб- Высота борта 15 мКонтейнеровместимость (TEU):2824Контейнеровместимость (14т TEU):2030

Фактическая загрузка судна:Gф=2030*14=28420 т

Расчетный интервал времени между судами в наиболее напряженный период:

24*2030Тис= = =66,1 ч

7

24*

37

Dфp

cQ

Норма времени продолжительности стоянки судна у причала под грузовыми работами:[TС ] =[TГР ] + TВСП=169,2+6=175,2 (ч) Норма стоянки судна под обработкой:[TГР ] = DФ/[Jс]=2030/12=169,2 (ч) [Jс]- единая судо-часовая норма интенсивности грузовых работ

Характеристики ж/д транспорта:

8

4-х осная фитинговая платформа модели 13-9004 G=60т (3 TEU)

Габаритные размеры L*B*H=(19.62*2.87*1.72)Число платформ подаваемых в течение суток на причал под обработку:

*40% 737*0, 498,2 99

3

рс

в

Q платформn

Gв сутки

Средний интервал между подачами платформ:*Gв 12*3

24 24 1,17737

впив p

c

nч

Q

Количество платформ в подаче:247

1219,62

првп

в

L платформn

l под

Длина причала принимается:Lc=Lc+d=222+25=247 м

Основные характеристики автотранспорта:

Сидельный тягач с полуприцепом – контейнеровозом СЗАП-9915 (2 TEU)

Габариты платформы L*B*H=(12.4*3*1.4)мЧисло автомобилей, подаваемых в течении суток под обработку:

*60% 737*0,6222

2

рс

а

Q автоn

Gа сутки

Средний интервал между подачей автомобиля :τа= 24/222 = 0,1 (ч) , каждые 6 минут

1.5Определение расчетной минимально-необходимой интенсивности обработки транспортных средств на грузовых фронтах:

Обработка судов:

Расчетная интенсивность грузовой обработки судна оборудованием причального фронта рассчитывается по выражению:

73740

* t 0,96*19,55

рр сс

ис оп

П

КJ конт/ч

9

где рсП -расчетная пропускная способность причального грузового фронта

Кис- коэффициент использования причального грузового фронта в процессе обработки судна; в первом приближении может быть принят

16[Тгр]0,96

[ ] 175,

9,2

2исКТс

tоп-эффективное время работы оборудования причала в течение суток*К 23*0,85 19,55оп cм пзt t ч

cмt суммарная продолжительность трех смен (дневной и вечерней – по 8ч, ночной – 7ч);Кпз -коэффициент, учитывающий подготовительно – заключительные операции, обслуживание рабочего места и отдых людей в течение смены; Величина расчетной пропускной способности причального грузового фронта принимается по условию:

max(Q ;[П ])р pс c сП =max(737; 278)=737 конт/сут

т.е. она должна быть достаточной, чтобы обеспечить переработку расчетного грузооборота и выполнение норм времени продолжительности стоянки судна у причала.

Норма пропускной способности причального фронта: 24 24*2030

[ ] 278[Тс] 175,2с

DП

ф конт/сут

Обработка ж/д платформ:

Расчетная интенсивность погрузки платформ на железнодорожном грузовом фронте:

*40% 737*0,419

* 19,55*0,83

рр в

воп ив

ПJ

t К конт/ч,

Кив- коэффициент использования перегрузочного оборудования железнодорожного грузового фронта, определяемый по зависимости:

[ ] 2,50,83

[ ] 2,5 0,5ивпер

К

[ ] -продолжительность грузовой обработки подачи вагонов, нормированная τпер -продолжительность перестановки подачи (принимается 0,35…0,5ч при одной железнодорожной линии на грузовом фронте)

рвП -расчетная пропускная способность железнодорожного грузового

фронта принимается по условию: max(Q ;[Пв])р рв сП =max(737;346)=737

[Пв] -норма пропускной способности ж/д грузового фронта. 24 *Gф 24*12*3

[Пв] 346[ ] 2,5впn

конт/сут

nвп-число платформ в подачеGф-фактическая загрузка платформы

Обработка автомобилей:

10

Расчетная интенсивность погрузки на автомобильном грузовом фронте определяется по выражению:

*60% 737*0,623

* 19,55*0,85

рр а

аоп ив

ПJ

t К конт/ч

где Киа=0,85- коэффициент использования перегрузочного оборудования автомобильного грузового фронта:

раП -расчетная пропускная способность автомобильного грузового

фронта принимается по условию max(Q ;[Пв])р ра сП =max(737;576)=727 конт/сут

[П ]а -норма пропускной способности автомобильного грузового фронта. 24 *G 24*1*2*60

[П ] 576[ ] 5аn а

а

конт/сут

[ ] -продолжительность грузовой обработки автомобиля (5 мин)nа-число автомобилей под погрузкуGф-фактическая загрузка авто

11

Расчетные показатели грузовой обработки транспортных средств

Наименование показателейОбознач

ениеРазмерность Значения

1 2 3 4

Груз, его основные характеристики, направление грузопотока

Контейнеры крупнотоннажные 20т-1С.Размеры контейнера LxBxH=(6*2,4*2,4)м.

Разгрузка из судна и погрузка на ж.д и авто

Грузооборот:-навигационный

- суточный расчетный-среднесуточный

нQp

cQ___

cQ

КонтКонт/сут

214286737596

Продолжительность навигации Qн сут. 360

Вместимость складар

скE конт 7370

Коэффицент неравномерности перевозок

Кн 1,2

Загрузка:-судов

-вагонов-автомобилей

Dф

Gс

Gа

конт

2030322

Средний интервал между:-судами

-подачи вагонов

исT

ивчч

66,11,17

Норма времени стоянки под обработкой:

- судна- подачи вагонов

-автомобиль

[Tc]в

р т

а

чч

минмин

175,22,55

12

Интенсивность грузовой обработки:- судна

- платформ-автомобилей Jc

Jв

Jа

Конт/ч 401923

Отметки уровней воды:- максимальный- минимальный

ТП=0мм

-1,5-3

2. Компоновка вариантов схем механизации. Технологические расчеты по схемам механизации.

2.1 Разработка первого варианта схемы механизации.

3.1.1 Компоновка складаВ первом варианте предполагается разработка схемы механизации причала, основанная на применении универсальных перегрузочных машин – портальных кранов, составляющих основу парка технических средств механизации портов.

Портальный кран Ardelt Adler-1500 , Rmax=50 м, Rmin=12 м, G(Rmax)=20 т.Расстояние между стенками контейнера с=0,7 мРасстояние между дверями контейнера d=0.5 мРасстояние между головкой рельса и сладом b=6.6 мКолея портала К=10,5мЗона передачи груза = 3,5 мТехнологический проезд ТП=10м

Максимальное колличество контейнеров в линии перпендикулярной причальной стенке для фронтального склада:

N=Lск1/

13

Вк+с=81,5/2,4+0,7=72.8/3,1=22 штLcк1=2*Rmax-(2*b+K+зп)=2*50-(2*6.6+10.5+3,5)=100-27.2=72.8м

Максимальное колличество контейнеров в линии перпендикулярной причальной стенке для тылового склада:N= Lск2/Вк+с=38.15/3,1=12 штLcк2=Rmax-(b+0.5k)=50-(6.6+5,25)=38.15 м

Максимальное колличество контейнеров в линии паралельной причальной стенке:N=(Lск-ТП)/Lк+d=(222-10)/6,2+0,5=34 шт

Общая вместимость склада:в одном ярусе22*34+12*34=748+408=1156 штпри складировании в 4 яруса: Е=1156*4=3808 шт

Количество причалов:

Примем 2 причала общей вместимостью 9248 конт.

Характеристики перегрузочной машиныПортальный кран Ardelt ADLER-1500

- Грузоподъемность 20 т при вылете 50 м- Высота подъема 34 м над уровнем головки рельсов- Глубина опускания 20 м ниже уровня головки рельсов- Ширина колеи портала 10,5 м - Нагрузка на ходовое колесо 230 кН

- Мезанизм подъема2х100 кВт, 30 м/мин, регулируется

от 0-вого до номинального значения,

- Механизм изменения вылета28 кВт, 50 м/мин, регулируется от

нулевого до номинального значения

- Механизм поворота2х31 кВт, 1,5/мин, регулируется от


- Механизм передвижения4х10 кВт, 26 м/мин, регулируется от


14

- Конструктивный вес портального крана

300 тонн

-Тип грузозахвата Bromma EH12U Масса груза в подъеме:Масса контейнера+масса ГЗУ=14+6=20 т

Структурно-элементная схема перегрузочного процесса

3.1.2 Варианты работы и производительность по КНВ

15

Вариант работыПроизводительность

в сменуПроизводительность в

час

Крф

Судно-фронтальный склад

84 14

Судно-зона передачи 84 14Фронтальный склад-

фронтальный автомобиль

98 17

Фронтальный склад-фронтальный вагон

98 17

Крт

Зона передачи-тыловой склад

108 18

Тыловой склад-тыловой автомобиль

98 17

Тыловой склад-тыловой вагон

98 17

Часовая производительность:

/

iч

оп рм

КнP

t

tоп/рм- оперативное время работы машины при 7-ми часовой продолжительности смены. tоп/рм = 0.85*7 = 6 ч/смену.

3.1.3 Определение количества едениц перегрузочного оборудования

Количество фронтальных машин:

Количество фронтальных перегрузочных машин на причале рассчитывается из условия достижения необходимой интенсивности обработки судна

___фр

JcN

Pc ,

402,7

15фрN - три фронтальных портальных крана на два причала

___

Pc -средневзвешенная по вариантам обработки судна производительность фронтальной перегрузочной установки

Определим как средне-арифмитическое по вариантам работ___ Pч 14+14+17+17Pc = = =15конт/ч

n 4

Проверка ресурса времени занятости фронтальных перегрузочных установок:

__

1 737 1 0,317( ) ( )

3 15 0,92 17

pфр cз оп

фр ск вc ив

Qt t

N PP K

; 22,4 19,6

Условие не выполняется. Увеличим колличество фронтальных машин на одну

__

1 737 1 0,317( ) ( )

4 15 0,92 17

pфр cз оп

фр ск вc ив

Qt t

N PP K

16,78 19,6 ,

условие выполняется.Примем 4 фронтальных портальных крана на 2 причала

toп=19.6 ч оперативное время работы оборудования причала в течении суток Рск-в - производительность фронтальной машины на операциях повторной перевалки груза по варианту склад – вагонβ- доля грузооборота, перерабатываемая фронтальной машиной с повторной перевалкой

Кив-коэффициент использования перегрузочного оборудования по времени в

16

процессе обслуживания судов у причала:гр

ивс

Т 67,7К = = =0,92

Т 73,7

Тс- время занятости причала в процессе обработки судовТс=Тгр+[Твсп]=67,7+6=73,7 ч[Твсп]=6 ч- вспомогательное время при обработке судовТгр-продолжительность грузовой обработки судов

гр ___

cф

2*Dф 2*2030Т = = =67,7

4*15N * P ч

Количество тыловых перегрузочных машин:

1)рсут

топ зп-ск ск-а ск-в

Q *(1-β) 1 1 1 737*(1-0,317) 1 1 1N = * + + = * + + =4,2

t P Р Р 19,6 18 17 17

2)рв

тск-в

J 19N = = =1,11

Р 17

3)ра

тск-а

J 23N = = =1,35

Р 17

Принимаем пять тыловых кранов на два причала

3.1.4 Расчет технологических показателей работы причала.

Пропускная способность причала2*Dф 2*2030

Пс= ×tоп= *19,55 856Тс+Тпп 73,7 18,93

конт/сут

Тпп-дополнительные затраты времени на выполнение операций повторной перевалки оборудованием причального фронта в процессе грузовой обработки судна

ск-в

β*Dф 0,317*2*2030Тпп= = =18,93 ч

Nфр*Р 4*17

Проверка возможности причала с его механовооруженностью освоить расчетный грузооборот:

8561,16

727рс

ПсКрез

Q >1 , условие выполняется.

Достаточность полученного коэффициента резерва пропускной способности проверяется по значению коэффициента относительной занятости причала λ

5960,69

856c

с

Q

П [ ]

[ ] =0.6-0,7- нормативное значение коэффициента относительной занятости причала, зависит от соотношения стоимости причала и строительной стоимости расчетного судна.

17

3.1.5 Пропускная способность грузовых фронтов обработки ж/д платформ

Грузовая обработка платорм может производиться как на фронте, так и в тылу.ждП -суммарная пропускная способность грузовых фронтов обработки

вагонов.271 830 1101ф т

жд ждПжд П П конт/сутфждП -пропускная способность обработки вагонов на причальном грузовом

фронте.* 856*0,317 271ф

ждП Пс конт/суттждП -пропускная способность тылового грузового фронта

___

т0,5 * P * tтжд т опП N =0,5*5*17*19,55=830 конт/сут

___ 1 117

0,5 0,5 0,5 0,518 17

т

зп ск ск в

P

P Р

конт/ч

ждП Пс1101>856

3.1.6 Пропускная способность грузовых фронтов обработки автомобилей

Грузовая обработка автомобилей может производиться на фронте и в тылуПа -суммарная пропускная способность грузовых фронтов обработки

автомобилей.271 830 1101ф т

а аПа П П конт/сутфждП -пропускная способность обработки вагонов на причальном грузовом

фронте.* 856*0,317 271ф

ждП Пс конт/суттждП -пропускная способность тылового грузового фронта

___

т0,5 * P * tтжд т опП N =0,5*5*17*19,55=830 конт/сут

___ 1 117

0,5 0,5 0,5 0,518 17

т

зп ск ск а

P

P Р

конт/ч

а сП П1101>856, условие выполняется

3.1.7 Пропускная способность склада

Пск≥Пс

конт/сут

924>856, условие выполняется

18

3.2 Разработка второго варианта схемы механизации.

Во втором варианте разрабатывается схема механизации причала, основанная на применении специализированного перегрузочного оборудования.Виды перегрузочного оборудования и транспортных средств, которые будут использоваться в специализированной схеме механизации:

1. Судно ячеистый контейнеровоз X PRESS EUPHRATES2. Контейнерный перегружатель3. Козловой кран L=50 м4. Козловой кран L=16м5. Ж/Д платформы 6. Автомобили-контейнеровозы7. Тягачи с ролл-трейлерами

Контейнеры прибывают в специализированном судне-контейнеровозе «X PRESS EUPHRATES» (2030 TEU). Судно разгружается с помощью причального контейнерного перегружателя грузоподъемностью на канатах 55т, оборудованного специальным автоматическим грузозахватом Bromma для обработки двух контейнеров одновременно. ПКП отправляет груз на тягачи, оборудованные ролл-трейлером (2 TEU), либо груз поступает на площадку причального накопления, после чего отправляется на ролл-трейлеры. Далее, тягач с груженным ролл-трейлером подъезжает к козловому контейнерному крану «БАЛТКРАН» с величиной пролета 50 м, который оборудован спредером для двух контейнеров, которые переносятся на складскую площадку, формируемую этим же краном. Этот кран также занимается отгрузкой контейнеров из склада в зону передачи груза, откуда груз забирается козловым контейнерным краном «Технорос» с величиной пролета 16 м, который отправляет контейнеры на грузовые платформы вагонов или автомобилей

19

3.2.1 Компоновка специализированной схемы механизации причала

Расстояние между стенками контейнера с=0,3 мРасстояние между дверьми контейнера d=0.3 мКоличество контейнеров вдоль причала:Уложим контейнеры в две линии , расположив между ними технологический проезд 10 м17 контейнеров в линии, 16 зазоров между дверцами контейнеровLск=2*(17*6,2+16*0,3)+ТП=2*(105,4+4,8)+10=230,4 м

Площадка причального накопления:Формируется тыловой консолью ПКПТехнологический проезд ТП=10мСформируем две группы по 17 шт каждаяВ три линии вглубь причалаВ три яруса по высоте Вместимость причального накопления:Е1=2*(17*3*3)=306 шт

Основной склад:Контейнерный козловой кран БАЛТКРАН Lкр=50мРасстояние от головки рельса до склада t=1.5 мКоличество контейнеров в пролете

20

крана: Nb=(Lкр-2t)/Lк+с=(50-2*1,5)/2,4+0,3=47/2,7=17 шт

Высота подъема груза 19 мКоличество ярусов контейнеров:Nя=19/2,4=7. (6 контейнеров и 1 над ними)Вместимость складской площадки:Е2=2*17*17*6=3468 конт

Суммарная вместимость складов причала: Е= Е1+ Е2=306+3468=3774 шт

Потребное количество причалов: 7370

1,953774

рск

пр

ЕN

Е

Примем два причала Е=7548 конт

Характеристики тягачей с ролл-трейлерами:

Ролл-трейлер 40'(2 TEU) , Тягач mafiГабариты платформы L*B*H=(12,4*3*0,7)мКоличество операций выполняемых тягачами в течении суток:

737369

2

рс

р тр т

Q р тn

G сутки

Средний интервал между подачей тягача :τр-т= 24/369 = 0,065 (ч) , каждые 4 минуты

Расчетная интенсивность погрузки на ролл-трейлеры определяется по выражению:

73745

* 19,55*0,85

рр тр

р топ ив

ПJ

t К

конт/ч

Кир-т=0,85- коэффициент использования перегрузочного оборудования грузового фронта:

рр тП -расчетная пропускная способность грузового фронта принимается по

условию max(Q ;[Пв])р рр т сП =max(737;576)=737 конт/сут

[П ]а -норма пропускной способности грузового фронта. 24 *G 24*1*2*60

[П ] 576[ ] 5а

р т

n а

конт/сут

21

[ ] -продолжительность грузовой обработки ролл-трейлера (4 мин)nа-число ролл-трейлеров под погрузкуGф-фактическая загрузка ролл-трейлера

Характеристики перегрузочных установок :

ПКПКК

L=50 мКК

L=20 м

- грузоподъемность на спредере м 45 30,5 30,5

- вылет крана R1/R2 м 32/15 9/9 9/11

-колея крана м 15.3 50 16

-высота подъема груза м 16 19 11

Скоростные характеристики механизмов:

- подъема груза м/с 1,2 1,2 1,2

-передвижения тележки м/с 1,2 1,2 1,2

- передвижения крана м/с 0,8 1 1

3.2.2 Производительность по вариантам работ:

Судно-ПКП-Ролл-трейлерКонтейнерный перегружатель:Скорость подъема: 0,8*1,2= 0,96 м/сСкорость опускания: 0,9*1,2=1 м/сСкорость передвижения тележки=1,2 м/сВысота подъема груза над ТП=12 мНорма времени застроповки груза =40 сНорма времени отстроповки=40 сГлубина опускания спредера в судно 8,2 мГлубина опускания спредера на р-т 9 мРасстояние перемещения контейнера 48 м

22

Время подъема спредера из судна: Hп tр+tт 8,2

tпд= + 2 11( )Vп 2 0,96

с

Время опускания: Hо tр+tт 11

tоп= + 2 13( )Vо 2 1

с

Время перемещения: Lпер tр+tт 48

tпер= + = +4= 44 (с)Vпер 2 1,2

Суммарное время цикла:Тц=tзастр+2(tпд+tпер+tоп)*e+tотстр40+2*(11+44+13)*0,9+40=205 сe-коэф. совмещения операций = 0,9

Техническая производительность: 3600*Gп 3600*2

Pт=Тц 205

36 конт/ч

Gп- масса груза в подъеме (2 контейнера)

Судно-ПКП-Площадка причального накопленияКонтейнерный перегружатель:Скорость подъема: 0,8*1,2= 0,96 м/сСкорость опускания: 0,9*1,2= 1 м/сСкорость передвижения тележки 1,2 м/сВысота подъема груза над ТП 12 мНорма времени застроповки груза 40 сНорма времени отстроповки 40 сГлубина опускания спредера в судно 18 мГлубина опускания спредера на площадку 9 мРасстояние перемещения контейнера 41,7 м

Время подъема с грузом: Hп tр+tт 8,2

tпд= + 2 11( )Vп 2 0,96

с


tоп= + 2 10( )Vо 2 1

с

Время перемещения: Lпер tр+tт 41,7

tпер= + = +4= 39 (с)Vпер 2 1,2

Суммарное время цикла:Тц=tзастр+2(tпд+tпер+tоп)*e+tотстр40+2*(11+39+10)*0,9+40=188 сe-коэф. совмещения операций = 0,9

Техническая производительность:

3600*Gп 3600*2Pт=

Тц 188 38 конт/ч


СК1-ПКП-Р-ТКонтейнерный перегружатель:

23

Скорость подъема: 0,8*1,2= 0,96 м/сСкорость опускания: 0,9*1,2= 1 м/сСкорость передвижения тележки 1,2 м/сВысота подъема груза над ТП 12 мНорма времени застроповки груза 40 сНорма времени отстроповки 40 сГлубина опускания спредера на склад 8 мГлубина опускания спредера на р-т 11 мРасстояние перемещения контейнера 7 м

Время подъема с грузом: Hп tр+tт 8

tпд= + 2 11( )Vп 2 0,96

с


tоп= + 2 13( )Vо 2 1

с


tпер= + = +4= 10 (с)Vпер 2 1,2

Суммарное время цикла:Тц=tзастр+2(tпд+tпер+tоп)*e+tотстр40+2*(11+10+13)*0,9+40=141 сe-коэф. совмещения операций = 0,9Техническая производительность:

3600*Gп 3600*2Pт=

Тц 141 50 конт/ч


ПКП-Р-Т-КК1

Ролл-трейлерНорма времени застроповки груза 40 сНорма времени отстроповки 40 сВремя разворота 17 сСреднее расстояние перемещения в пределах причала 120 мСкорость передвижения по территории порта 10 км/ч=2,8 м/с


tпер= + = +10= 53 (с)Vпер 2 2,8

Суммарное время цикла:Тц=tзастр+2tпер +2*tразв+ tотстр40+2*53+2*17+40=220 с

Техническая производительность:

3600*Gп 3600*2

Pт=Тц 220

32 конт/ч

Р-Т-КК1-СК2

24

Козловой кран L=50м:Скорость подъема: 0,8*1,2= 0,96 м/сСкорость опускания: 0,9*1,2= 1 м/сСкорость передвижения тележки 1,2 м/сВысота подъема груза над ТП 19 мНорма времени застроповки груза 40 сНорма времени отстроповки 40 сВысота подъема спредера с грузом 15,6 мГлубина опускания контейнера на склад 11,4 мРасстояние перемещения контейнера 30,4 мСреднее расстояние передвижения крана 115 м


tпд= + 2 18( )Vп 2 0,96

с

Время опускания: Hо tр+tт 11,4

tоп= + 2 13( )Vо 2 1

с

Время перемещения тележки: Lпер tр+tт 30,4

tпер= + = +4= 29 (с)Vпер 2 1,2

Время перемещения крана: кр

Lпер tр+tт 115tпер = + = +4= 119 (с)

Vпер 2 1

Суммарное время цикла:Тц=tзастр+2(tпд+tпер+tоп+ tперкр)*e+tотстр40+2*(18+29+13+119)*0,9+40=400 сe-коэф. совмещения операций = 0,9


Pт=Тц 400

18 конт/ч


СК2-КК1-ЗПКозловой кран L=50м:Скорость подъема: 0,8*1,2= 0,96 м/сСкорость опускания: 0,9*1,2= 1 м/сСкорость передвижения тележки 1,2 м/сВысота подъема груза над ТП 19 мНорма времени застроповки груза 40 сНорма времени отстроповки 40 сВысота подъема спредера с грузом 11,4 мГлубина опускания контейнера в зп 16,6 мРасстояние перемещения контейнера 30,4 мСреднее расстояние передвижения крана 115 м


tпд= + 2 14( )Vп 2 0,96

с


tоп= + 2 19( )Vо 2 1

с

Время перемещения тележки: Lпер tр+tт 30,4

tпер= + = +4= 29 (с)Vпер 2 1,2


Lпер tр+tт 115tпер = + = +4= 119 (с)

Vпер 2 1

25



Pт=Тц 408

18 конт/ч

ЗП-КК2-АКозловой кран L=20м:Скорость подъема: 0,8*1,2= 0,96 м/сСкорость опускания: 0,9*1,2= 1 м/сСкорость передвижения тележки 1,2 м/сНорма времени застроповки груза 40 сНорма времени отстроповки 40 сВысота подъема спредера с грузом 5,1 мГлубина опускания контейнера на авто 3,9 мРасстояние перемещения контейнера 14 мСреднее расстояние передвижения крана 115 м


tпд= + 2 8( )Vп 2 0,96

с


tоп= + 2 6( )Vо 2 1

с

Время перемещения тележки: Lпер tр+tт 14

tпер= + = +4= 16 (с)Vпер 2 1,2


Lпер tр+tт 115tпер = + = +4= 119 (с)

Vпер 2 1



Pт=Тц 348

10 конт/ч

ЗП-КК2-ВКозловой кран L=20м:Скорость подъема: 0,8*1,2= 0,96 м/сСкорость опускания: 0,9*1,2= 1 м/сСкорость передвижения тележки 1,2 м/сНорма времени застроповки груза 40 сНорма времени отстроповки 40 сВысота подъема спредера с грузом 5,1Глубина опускания контейнера на платф 3,8 мРасстояние перемещения контейнера 30 мСреднее расстояние передвижения крана 115 м

26Изм. Лист № докум. Подпис

ьДата

Лист


tпд= + 2 8( )Vп 2 0,96

с


tоп= + 2 6( )Vо 2 1

с

Время перемещения тележки: Lпер tр+tт 30

tпер= + = +4= 29 (с)Vпер 2 1,2


Lпер tр+tт 115tпер = + = +4= 119 (с)

Vпер 2 1



Pт=Тц 372

9 конт/ч

Часовая производительность по вариантам работВарианты работы Принятая производительность

1 С-ПКП-Р-Т 362 С-ПКП-СК1 383 СК1-ПКП-Р-Т 504 ПКП-Р-Т-КК1 325 Р-Т-КК1-СК2 186 СК2-КК1-ЗП 187 ЗП-КК2-А 108 ЗП-КК2-В 9

3.2.3 Определение количества едениц перегрузочного оборудования

Количество фронтальных машин:

Количество фронтальных перегрузочных машин на причале рассчитывается из условия достижения необходимой интенсивности обработки судна

___фр

JcN

Pc ,

401,08

37фрN

Принимаем два причальных контейнерных перегружателя на два причала___

Pc -средневзвешенная по вариантам обработки судна производительность фронтальной перегрузочной установкиОпределим как средне-арифмитическое по вариантам работ обраьотки судна:___ P 36+38Pc = = =37 конт/ч

n 2

Проверка ресурса времени занятости фронтальных перегрузочных установок:

__1

1 737 1 0,081( ) ( )

2 37 0,9 50

pфр cз оп

фр ск р тc ив

Qt t

N PP K

; 11,64 19,6

27

toп=19.6 ч оперативное время работы оборудования причала в течении суток Рск1-р-т - производительность фронтальной машины на операциях повторной перевалки груза по варианту склад причального накопления-ролл-трейлерβ- доля грузооборота, перерабатываемая фронтальной машиной с повторной перевалкой

1Е 612β= = =0,081

Еск 7548

Кив-коэффициент использования перегрузочного оборудования по времени в процессе обслуживания судна у причала:

грив

с

Т 55К = = =0,9

Т 61

Тс- время занятости причала в процессе обработки суднаТс=Тгр+[Твсп]=55+6=61 ч[Твсп]=3,58 ч- вспомогательное время при обработке суднаТгр-продолжительность грузовой обработки судна

гр ___

cф

2*Dф 2*2030Т = = =55

2*37N * P ч

Количество тягачей с ролл-трейлерами:

+ 1 в резерве

примем четыре тягача с ролл-трейлерами на один причал

Количество складских перегрузочных машин:

1.рсут

топ р-т-ск2 ск2-зп

Q 1 1 737 1 1N = * + = * + =4,1

t P Р 19,6 18 18

2.2

182

9в

тск зп

JN

Р

3.2

101,1

9а

тск зп

JN

Р

Принимаем пять складских козловых кранов (L=50 м) на два причала

Количество тыловых перегрузочных машин:

1.рсут

топ зп-а зп-в

Q 1 1 737 1 1N = * + = * + =7,8

t P Р 19,6 10 9

2.18

29

вт

зп в

JN

Р

3.2

101

10а

тск зп

JN

Р

28

Принимаем восемь тыловых козловых кранов (L=20) на два причала

3.2.4 Пропускная способность причала.При проектировании пропускную способность причала определяют по пропускной способности прикордонного грузового фронта, обеспечивающего погрузку (разгрузку) судов. При этом пропускные способности других технологических элементов причала не должны ограничивать пропускную способность прикордонного грузового фронт|а.Для специализированной схемы механизации пропускная способность определяется по формуле:

2*Dф 2*2030Пс= ×tоп= *19,55 1214

Тс+Тпп 61 4,33

конт/сут

Тпп-дополнительные затраты времени на выполнение операций повторной перевалки оборудованием причального фронта в процессе грузовой обработки судна

с-ск1

β*2*Dф 0,081*2*2030Тпп= = =4,33 ч

Nфр*Р 2*38

Проверка возможности причала с его механовооруженностью освоить расчетный грузооборот:

12141,64

737рс

ПсКрез

Q >1

3.2.5 Пропускная способность грузового фронта обработки ж/д платформ.

Количество платформ в подаче:гф

впв

Ln =

l =395/19,62= 20 платформ подаче

гф прL =0,8*2*L =0,8*2*247=395 м

Число подач платформ в сутки:24 24

36,67 0,35гп сп

m

подачи в сутки

τгп-время грузовой обработки подачиτсп=0,35 ч -затраты времени на смену подачи

*n 3*206,67

9в вп

гпв

G

P ч

Необходимое количество железнодорожных путей :99

1,65* 3*20

вп

вп

nN

m n - два железнодорожных пути

*40% 737*0,499

3

рс

в

Qn

Gф платформ

Пропуская способность ж/д перегрузочного фронта. 2*( *G *m) 2(20*3*3) 360ж д вп фП n конт/сут

m-число подач в суткиGф=3 конт-фактическая загрузка платформы

29

2-количество ж/д путей

3.2.6 Пропускная способность грузового фронта обработки автомобилей.Число автомобилей в сутки:

24 2485

0,2 0,08гп сп

m

авто/сут

τгп-время грузовой обработки автомобиляτсп=5 мин=0,08 ч -затраты времени на смену автомобиля

*n 2*10,2

10а ап

гпа

G

P ч

Необходимое количество автомобильных путей: 222

2,64* 84*1

ап

ап

nN

m n - три автомобильных пути

*60% 737*0,6222

2

рс

а

Qn

Gф автомобиля

*G *m 1*2*84 188а ап фП n конт/сутапn = 1 автомобиль под погрузку

m-число автомобилей в сутки

Пропускная способность фронта обработки автомобилей:3*( *G *m) 3*(1*2*85) 510а ап фП n конт/сут

апn = 1 автомобиль под погрузкуm-число автомобилей в сутки

.а ж д СП П П

510+360>1214;

870>1214, условие не выполняется. Добавим к каждому фронту по 1 пути.

4*( *G *m) 4*(1*2*84) 672а ап фП n конт/сут – 4 автомобильных пути. 3*( *G *m) 3*(20*3*3) 540ж д вп фП n конт/сут-3 железнодорожных пути

672+540=1212; 1212>1214. Примем пропускную способность в 1212 конт/сут

3.2.7 Пропускная способность склада.Пск≥Пс; 754≥1212, условие не выполняется

7548754

[tхр] 10cк

ск

EП конт/сут

Для увеличения пропускной способности склада необходимо уменьшить [tхр] до 6-ти суток

75481258

[tхр] 6cк

ск

EП конт/сут;

1258≥1212. Условие выполняется

30

3.3 Расчет эксплуатационных показателей перегрузочного процессапо вариантам схем механизации

Далее расчет в табличной форме (см.технологическую карту)m

мii

i

QТ

P - время занятости машин технологических линий

* оi

i п

iвН

P t

Ч -норма выработки; нi

рiвi

QТ

H -трудозатраты

Расчетный показатель перегрузочного процесса – коэффициент переработки (перевалки) Кпер определяется как отношение суммарного объема работ по всем вариантам перегрузки за навигацию ∑Q к навигационному грузообороту причала

пер

QК

Q

р

QнП

Тр -производительность труда, конт/чел-смену

рмм

р

ТС

Т -степень механизации труда

Суммарная величина трудозатрат рТ служит исходной базой длярасчета списочного состава докеров-механизаторов:

р спр

н вых

1,25* Т *КN = ,

Т -Т

чел.

спК = 1,2-1,3-коэффициент списочности. учитывающий потребность в дополнительных рабочих в связи с отпусками, болезнями, необходимостью выполнения общественных обязанностейТн - длительность навигационного периода, сут;Твых - количество выходных за навигацию. сут;

Универсальная схема механизации:

Специализированная схема механизации:

5839292,7

214286перК 1088788

5214286перК

21428640

5641рП конт/чел-смена214286

2010595рП конт/чел-смена

56411

5641рм

мр

ТС

Т

105951

10595рм

мр

ТС

Т

р

1,25*5641*1,25N = 59

360-180 чел р

1,25*10595*1,25N = 92

360-180 чел

31

Рабочая технологическая картаКонтейнеры крупнотоннажные 1C, масса 14т. Выгрузка из судов, погрузка на ж/д платформы и автомобили. Тип судна «c»

Универсальная схема механизации.

32

Технологическая

Схема перегрузки на вариантах

Навигационный

объем

переработки

Q (контейнеров)

Число технологиче

ских

линий

На одну технологическую линию

Время работы оборудования

Технологической линиимаш-ч

Трудозатраты чел-смен

(конт/ч)

Количественный состав бригады

человек

Нормы выработкиконт/чел-смену

ВсегоМеханизат

оровСредняя

Механизаторов

Фронтальная линия

С-Кр1-Ск(ф) 67929 4 14 4 4 91 91 4852 747

С-Кр1-ЗП 149357 4 14 4 4 91 91 10668 1641

Ск(ф)-Кр1-В 27171 4 17 4 4 110 110 1598 247

Ск(ф)-Кр1-А 40758 4 17 4 4 110 110 2398 371

Тыловая линия

ЗП-Кр2-Ск(т) 149357 5 18 5 5 117 117 1900 1277

Ск-Кр2-В 59742 5 17 5 5 110 110 805 543

Ск-Кр2-А 89615 5 17 5 5 110 110 1207 815

∑Q=583929 ∑Тм=23428 ∑Тр=5641

Рабочая технологическая картаКонтейнеры крупнотоннажные 1C, масса 14т. Выгрузка из судов, погрузка на ж/д платформы и автомобили. Тип судна «X-PRESS EPHRATES».Специализированная схема механизации

Технологическая

Схема перегрузки на вариантах

Навигационный

объем

переработки

Q (контейнеров)

Число технологиче

ских

линий

На одну технологическую линию

Время работы оборудования

Технологической линиимаш-ч

Трудозатраты чел-смен

(конт/ч)

Количественный состав бригады

человек

Нормы выработкиконт/чел-смену

ВсегоМеханизат

оровСредняя

Механизаторов

Фронтальная линия

С-ПКП-Р-Т 196928 2 36 2 2 216 216 5470 912

С-ПКП-СК1 17358 2 38 1 2 228 228 457 76

СК1-ПКП-Р-Т 17358 2 50 2 2 300 300 347 58

Складская линия

ПКП-Р-Т-КК1 214286 4 32 4 4 192 192 6696 1116

Р-Т-КК1-СК2 214286 5 18 5 5 108 108 11905 1984

СК2-КК1-ЗП 214286 5 18 5 5 108 108 11905 1984

Тыловая линия

ЗП-КК2-А 128572 8 10 8 8 48 48 12857 2679

ЗП-КК2-В 85714 8 9 8 8 48 48 9524 1786

∑Q=1088788 ∑Тм=6274+6696+23810+22381=59161 ∑Тр=10595

33

Численность портовых рабочих по вариантам перегрузкиУниверсальная схема механизации

Специализированная схема механизации

3.4 Расчет экономических показателей по схемам механизации.

Основными показателями являются:

Стоимостные - инвестиции в основные производственные фонды (строительство и оборудование причала) и эксплуатационные затраты за период производственного использования причала;

Технологические — продолжительность грузовой обработки транспортных

средств, пропуская способность причала, затраты машинного времени используемого оборудования, степень механизации, производительность труда портовых рабочих.

34

Расстановка портовых рабочих

Технологические схемы ск

лад

ПК

П

судн

о

Р-Т

КК

1

КК

2

Ваг

он/

авто

всег

о

КН

В,

кон

т/см

1 С-ПКП-Р-Т - 1 - 1 - - - 2 216

2 С-ПКП-СК1 - 1 - - - - - 1 228

3 СК1-ПКП-Р-Т - 1 - 1 - - - 2 300

4 ПКП-Р-Т-КК1 - - - 1 - - - 1 192

5 Р-Т-КК1-СК2 - - - 1 1 - - 2 108

6 СК2-КК1-ЗП - - - - 1 - - 1 108

7 ЗП-КК2-А - - - - - 1 - 1 48

8 ЗП-КК2-В - - - - - 1 - 1 48

5.1Капитальные вложения в строительство и оборудование причала.

Универсальная схема Специализированная схемаКпр=56325 тыс.у.e Кпр=56157 тыс.у.е.

Км-капиталовложения в перегрузочные машины и в технологическое оборудование

Кис - капитальные вложения в инженерные сооружения причала (причальные сооружения, подкрановые и железнодорожные пути, автомобильные дороги, покрытие открытых складских площадок и территории причала,

Кобщ - капиталовложения в общестроительные объекты (подготовка территории, берегоукрепительные и защитные сооружения, объекты энергохозяйства, инженерные сети - электроснабжение, водоснабжение, теплоснабжение, средства связи, канализация и т.д.)

Капиталовложения в перегрузочные машины и оборудование Определяются в зависимости от их количества и стоимости с учетом дополнительных затрат на доставку ( 10% ) и монтаж ( 20% ).

mi- число машин i-ro типа;Цmi- стоимость машин i-ro типа;К-д.з.=1,3- коэффициент, учитывающий дополнительные затраты на доставку и монтаж

Капитальные вложения в инженерные сооружения Рассчитываются исходя из удельных показателей стоимости этих сооружений и их общей длины или площади.

Стоимость причальной набережной устанавливается по укрупненным показателям.

Lпр- длина причальной набережной 164м

Нс-высота стенки 18мЦс-стоимость строительства 1 п.м. вертикальной причальной набережной.

35

Для металлического заанкеренного шпунта 14,4 тыс.у.е/мΨп - поясной коэффициент=1,1Кпн=1,38(500+3*18)14,4*1,1=12 110 тыс.у.е.

Строительная стоимость общепортовых сооружений определяется по нормативам удельных вложений, зависящих от рода груза и протяженности причального фронта.

К1-удельные капиталовложения, для контейнерного терминала-20418 у.е/мКобщ=20418*500= 10209 тыс у.е.

5.2 Эксплуатационные расходы по перегрузочным работам.

Эксплуатационные расходы по причалу определяется по выражению:Эпр= Эам+ Эрем+ Эоб+ Ээ+ Эт+ Эзп

Эам-расходы на амортизацию перегрузочного оборудования и инженерных сооружений;Эрем - расходы на ремонт перегрузочного оборудования и инженерных сооружений;Эоб - расходы на содержание общепортовых сооружений;Ээ - расходы на электроэнергию перегрузочных установок с эл/приводом;Эт- расходы на топливо для перегрузочных установок с двигателями внутреннего сгорания;Эзп - расходы на оплату труда докеров-механизаторов.

Расходы на амортизацию перегрузочного оборудования и инженерных сооружений

; ;

ai- норма отчислений на амортизацию в %;вi- отчисления на ремонт

Расходы на общепортовые сооружения:

Определяются в зависимости от длины причала и величины удельных эксплуатационных расходов Э1, зависящих от рода груза, по формуле:

Э1 для контейнерных терминалов 540 у.е./мЭоб=540*500=270 тыс у.е.

Расходы на оплату электроэнергииРассчитываются по двухставочному тарифу, который включает оплату за

36

фактически потребленную электроэнергию при производстве перегрузочных работ и плату за установленную мощность электродвигателей перегрузочных установок, подключенных к электрической подстанции.

Nai - активная потребляемая мощность i-ой машины;Tmi - время работы перегрузочной машины, час;mi- количество машин i-ro типа.Величина активной потребляемой мощности:

Nyi- суммарная мощность эл/двигателей i-ой машиныКni- коэффициент использования мощности эл. двигателей=0,75;Kodн- коэффициент, учитывающий одновременность работы эл/двигателей машины, при перегрузке тарно-штучных грузов Kodi=0,4Расход электроэнергии за установочную мощность

, кВт

Ксп -коэффициент спроса электроэнергии Ксп-0,25;Тн - длительность навигационного периода, 360 сут.Эксплуатационные расходы на оплату электроэнергии по двухставочному тарифу:

r1- тариф за 1 кВт-ч потребляемой энергии, 0,05 у.е./КВт-чr2- стоимость ампера установочной мощности подстанции за год,180 у.е./кВ-А1,02 - коэффициент, учитывающий затраты на смазочные и обтирочные материалы.

Универсальная схема:Ээ=1,02(2319372*0,05+733*180)=1,02(115969+131940)=254 тыс. у.е.Специализированная схема:Ээ=1,02(13228791*0,05+684*180)=1,02(661440+123120)=801 тыс. у.е

Расходы на топливо перегрузочных установок с ДВС (тягачи)Определяем по формуле:

1,15 - коэффициент, учитывающий холостую работу машины с ДВС и затраты на смазочные и обтирочные материалы;ri-стоимость 1 л топлива –0,58 у.е.qi-норма расхода топлива за 1 час работы, 18 л/ч;

37

Тм - время работы тягачей, 6696 маш.-ч.Эт=1,15*0,58*18*6696=80 тыс. у.е.

Универсальная схема

Наименование

перегрузочных

установок

Колич.

установок

mi

Установочные

мощности

эл/приборов

Nyi . кВт

Активная

потребляемая

мощность

Na. кВт

Tmi маш-ч

Расход

потребляемой

энергии

Wпi,кВт-ч

Расход энергии за

установочную мощность

WyiкВт-ч

1. Кран портальный

Атлант9 330 99 23428

2319372163

Итого 2970 2319372

733

Специализированная схема


перегрузочных

установок

Колич.

установок

mi

Установочные

мощности

эл/приборов

Nyi . кВт

Активная

потребляемая

мощность

Na. кВт

Tmi маш-ч

Расход

потребляемой

энергии

Wпi,кВт-ч

Расход энергии за

установочную мощность

WyiкВт-ч

1.ПКП2.КК L=50 м3.КК L=20 м

258

12001000570

360300171

62742381022381

225864071430003827151

296247141

Итого 2770 13228791 684

Затраты на оплату труда портовых рабочих определяем по выражению:

1,29 - коэффициент дополнительных расходов на содержание распорядительского и обслуживающего персоналав=0,2 - коэффициент доплат за работу в ночное время, выходные и праздничные дни;

- затраты труда портовых рабочих на перегрузочных работах.

асд- сменная тарифная ставка рабочего комплексной бригады на сдельной оплате труда

acд=5*7,67*1,5 =57,5 у.е/смена

38

St-часовая тарифная ставка рабочего комплексной бригады, 5 у.е/чt см - продолжительность смены, 7 ч;Ксд =1,5- коэффициент доплат к тарифной ставке за досрочную обработку и вагонов за классность, неосвобожденным бригадирам и др.

-затраты труда рабочих комплексных бригад на повременной работе

(техническое обслуживание и профилактический ремонт перегрузочного оборудования, подсобные вспомогательные и хозяйственные работы по уборке подкрановых и ж/д путей, территории грузовых участков и складов);

Nр - среднесписочная численность портовых рабочих необходимая для выполнения планового грузооборотаа0=St*tcм=5*7,67=38,4 - сменная тарифная ставка рабочего комплексной бригады на повременной оплате труда, у.е./сменаКсн=0.4 - коэффициент отчислений на страховые платежи (социальное страхование; мед. страхование, пенсионный фонд и др.)

Универсальная схема Специализированная схема

Повременная работа1411 2649

Эксплуатационные расходы по причалам:Эпр= Эам+ Эрем+ Эоб+ Ээ+ Эт+ Эзп

Универсальная схема:2517+1059+270+254+822=4922 тыс. у.е.

Специализированная схема:

2209+874+270+801+80+1541=5775 тыс.у.е.


Количество чел- чел- 5641

39

смен на сдельной работе

смена 10595

Сдельная тарифная ставка

у.е/чел.ч *7,67

у.е/смена

57,5

57,5

Повременная тарифная ставка

у.е/чел.ч*7,67

у.е/чел-ч

38,4 38,4

Количество чел-смен на

повременной оплате

чел-смен

1411 2649

Сумма сдельной заработной платы

у.е. 324358 609213

Сумма повременной

заработной платыу.е 54183 101722

Всего затрат по заработной плате с учетом доплат и начислений

822 тыс.у.е. 1541 тыс.у.е

Расчет заработной платы портовых рабочих

Универсальная схема:

Эзп=1,29*(1+0,2)*[324358+54183](1+0,4)=822 тыс.у.е.Специализированная схема:Эзп =1,29*(1+0,2)* [609213+101722](1+0,4)=1541 тыс.у.е.

Суммарные затраты по причалу, приведенные к одному году эксплуатации:

Ен=0,15-нормативный коэффициент относительной эффективности капиталовложений


4922+0,15*56325=13371 тыс.у.е 5775+0,15*56157=14199 тыс.у.е

40

41

Экономические показатели универсальной схемы механизации

42


Единицы

измерения

КоличествоСтоимостьтыс.у.е/ед

Суммарнаястоимость

тыс.у.е

Норма отчислений,%

Сумма отчислений, тыс.у.е.

Амортизация Ремонт Амортизация Ремонт

1 2 3 4 5 6 7 8 9Перегрузочное оборудование причала

Портальный кран Атлант ед 9 2500 29250 6.8 3 1989 878

Спредер 1 TEU ед 9 100 1170 10 3 117 35Итого Км 31590 Итого 2106 913

Инженерные сооружения причала

Причальная набережная м 500 14,4 12110 1,9 0,5 230 61

Крановые пути м 960 0,36 346 3,5 1 12 4

Железнодорожные пути м 960 0,106 102 3,5 1 4 10

Бетонное покрытие терминала м2 60000 0,0328 1968 3,2 1 63 20

Итого Кис 14526 Итого 309 95

Общепортовые сооруженияОбщепортовые сооружения 10209 1 0,5 102 51

Всего капиталовложений в причал 56325 тыс.у.е. Всего амортизационных отчислений 2517 тыс.у.е.Всего отчислений на ремонт 1059 тыс.у.е

Экономические показатели специализированной схемы механизации

43

НаименованиеЕдиницы

измеренияКоличество

Стоимостьтыс.у.е/ед

Суммарнаястоимость

тыс.у.е

Норма отчислений,%

Сумма отчислений, тыс.у.е.

Амортизация Ремонт Амортизация Ремонт

1 2 3 4 5 6 7 8 9Перегрузочное оборудование причала

ПКП G=55 т ед 2 6000 15600 5 3 780 468КК L=50 ед 5 850 5525 6,6 3 364 165

КК L=20 ед 8 500 5200 6,6 3 343 156

Cпредер 1 TEU ед 8 100 1040 10 3 104 31

Спредер 2 TEU ед 7 250 2275 10 1 227 23

Тягач с ролл-трейлером ед 4 30 156 16 5 25 8

Итого Км 29796 Итого 1843 851Инженерные сооружения причала

Причальная набережная м 500 14,4 12110 1,9 0,5 230 61

Крановые пути м 1440 0,36 519 3,5 1 7 2

Железнодорожные пути м 1440 0,106 153 3,5 1 4 1

Бетонное покрытие терминала

м2 76800 32,8 2519 3,2 1 23 8

Итого Кис 15301 Итого 264 72

Общепортовые сооружения

Всего капиталовложений в причал 56157 тыс.у.е.Всего амортизационных отчислений 2209 тыс.у.е.Всего отчислений на ремонт 974 тыс.у.е.

Общепортовые сооружения 10209 1 0,5 102 51

5 .Выбор оптимального варианта схемы механизацииРазработанные варианты схем механизации причала сравниваются по технологическим, эксплуатационным, и экономическим показателям.

К основным технологическим и эксплуатационным показателям следует отнести пропускную способность причала, продолжительность стоянки судов под обработкой трудозатраты портовых рабочих на освоение планового грузооборота. списочная численность основного производственного персонала, производительность труда.

Основными экономическими показателями являются себестоимость перегрузочных работ, балансовая прибыль, стоимостные показатели использования производственных фондов-фондоотдача и уровень рентабельности и срок окупаемости производственных фондов.

Себестоимость перегрузочных работ является обобщенным показателем затрат при перегрузке заданного объема грузов и определяется как отношение эксплуатационных расходов по перегрузочным работам к плановому навигационному грузообороту.

ЭпрС

Qн , у.е/конт

Себестоимость перегрузочных работ, С


4922*103/214286=22.9 у.е/конт 5775*103/214286=27.3 у.е/конт

Доходная ставка, 1 2d d

22.9*1,5=37 у.е/конт 66.3*1,5= 44 у.е/конт

Доходы от перегрузочных работ, D

(37+37)*214286=15857 тыс. у.е (44+44)*214286=18857 тыс. у.е

Балансовая прибыль, П

(15857+544)-4922=11479 тыс. у.е. (18857+576)-5775=13658 у.е.

Балансовая прибыль является конечным результатом производственной деятельности причала и определяется как

(D D) ЭпрП D - доход причала от выполнения перегрузочных работ;

D - дополнительные доходы причала за сокращение стоянки судов под обработкой:

D убытки причала вследствие простоя судов под обработкой сверх нормативного времени из-за неисправности перегрузочного оборудования.

44

Доходы от перегрузочных работ определяются в зависимости от навигационного грузооборота и размера доходной ставки

1 2( )*QнD d d где d1- доходная ставка соответственно за разгрузкусудна и погрузку платформ или автомашин, у.е/конт.При расчетах величину доходной ставки можно принять как

___

1 2 (1,35 :1,6)*d d С у.е___

С -среднеарифметическое значение себестоимости перегрузочных работ.__

1 20,5(С С )С

Дополнительные доходы причала D от экономии стояночного времени судов у причала или убытки D из-за сверхнормативного простоя судов определяются по формулам:

D 0,5 ( )c cS T

D ( )*Кc c нрS T

cS -себестоимость содержания судна на стоянке, руб/судо-сут;

Дополнительные доходы причала D от экономии стояночного времени судов

Универсальная схема Специализированная схема тыс. у.е. тыс.у.е.

cT -экономия стояночного времени судов (+) или сверхнормативные простои судов под грузовой обработкой (-) за навигацию.

[Т ]c с сT Т , судосут

[214,2]c сT Т

Экономия стояночного времени судов, cT


с[Т ] -нормированная продолжительность стоянки судов за навигацию, судо-сут.

сТ -фактическая продолжительность стоянки судов у причала, судо-сут.Нормированная и фактическая продолжительность стоянки судов под

обработкой определяется по формулам:

с cоп/сут

[Т ] ( )* N[ ]* t 24

ф вспD Т

J

с c____

фр оп/сут

Т ( )* N24N *t

ф всп

c

D Т

P

[J]-судочасовая норма, конт/ч- количество судов, обработанных за навигацию.

45

судов

Фактическая продолжительность стоянки судов у причала, судо-сутУниверсальная схема Специализированная схема

Эффективность использования производственных фондов при выполнешш перегрузочных работ определяется фондоотдачей и уровнем рентабельности.

опр пр

DD DФ

К К

Фондоотдача, тыс.у.е/тыс.у.е, оФ


Уровень рентабельности причала определяется отношением балансовой прибыли к стоимости производственных фондов.

*100% *100%D Эпр П

RКпр Кпр

Уровень рентабельности, RУниверсальная схема Специализированная схема

Производительность труда определяется отношением суммарного дохода к среднесписочной численности портовых рабочих на выполнение навигационного грузооборота.

трр

DП

N

46

Производительность труда, трП , тыс. у.е/челУниверсальная схема Специализированная схема

Срок окупаемости производственных фондов1

окТR

Срок окупаемости производственных фондов, Ток


Расчетные значения технологических эксплуатационных и экономических показателей сравниваемых вариантов схем механизации сводится в таблицу.

Выбор оптимального варианта производится по стоимостным показателям, которые обобщают влияние отдельных технологических и эксплуатационных показателей.

В соответствии с этим, в качестве основных критериев для выбора оптимального варианта схемы механизации принимаются суммарные затраты по причалу, приведенные к одному году эксплуатации, максимальное значение балансовой прибыли и минимальный срок окупаемости капитальных вложений в производственные фонды.

47

Сводная таблица сравниваемых показателей схем механизации.Показатели знач. Размерность Варианты

универсальный

специализированный

Грузооборот навигационный Qн конт. 214286 214286Грузооборот расчетный

суточныйQc

р конт/сут 737 737

Количество причалов Nпр ед. 2 2Время стоянки судна под Тс ч. 73,7 61

обработкойПропускная способность

причалаПс конт/сут 856 1212

Коэффициент резерва пропускной

способности причалаКрез 1,16 1,64

Капитальные вложения в причал

Кпр тыс.у.е 56325 56157

Эксплуатационные расходы Эпр тыс.у.е 4922 5775

по причалуСуммарные расходы Зпр тыс.у.е 13371 12283

к одному году эксплуатациипричала

Себестоимость перегрузочных работ

С у.е/конт 22.9 27.3

Степень механизации труда См % 1 1Среднесписочная численность

портовых рабочихNр чел 59 92

Балансовая прибыль причала П тыс.у.е 11479 13658

Производительность труда Птр тыс.у.е/чел 268.7 204.9

портовых рабочихФондоотдача

производственных фондовФо у.е/у.е 0.28 0.33

Уровень рентабельности R % 20.3 24.3Срок окупаемости

производственных фондовТок год 4.93 4.12

Оптимальным вариантом является специализированная схема механизации причала, которая в сравнении со специализированной схемой обеспечивает:

1. Меньшие суммарные расходы к одному году эксплуатации2. Большая балансовая прибыль3. Меньший период окупаемости

48

4. Разработка перегрузочной машины

Причальные контейнерные перегружатели(ПКП) устанавливают на причалах морских и речных портов для погрузки и разгрузки судов-контейнеровозов. Параметры и особенности конструкции ПКП определяются специфическими условиями их работы, к которым относятся: работа с крупнотоннажными контейнерами - грузами, стандартизованными по габаритам, массе и узлам стыковки с грузозахватными устройствами; работа со специализированными большеразмерными судами-контейнеровозами, на верхней палубе которых дополнительно могут быть размещены штабели контейнеров высотой до четырех ярусов; работа со специализированным напольным транспортом; необходимость перекрытия больших территорий причала, занятых складами контейнеров и подъездными путями; необходимость обеспечения наибольшей производительности работы для сокращения времени простоя судов.

В качестве грузозахватных устройств на контейнерных кранах всех типов используют специальные контейнерные захваты - спредеры.

4.1 Компоновка и техническое описание

Перегружатель состоит из металлоконструкции, грузовой тележки, механизмов подъема груза, передвижения тележки и крана, ряда вспомогательных механизмов и систем, кабин оборудования и крановщика. Металлоконструкция включает портал и пролетное строение. Портал, опирающийся на тележки механизма передвижения крана, образован двумя рамами — морской и тыловой ; рамы соединены системой затяжек и раскосов. Внутренний габарит рам определяется условиями прохождения кон-тейнера заданного, обычно наибольшего габарита. Пролетное строение с морской и тыловой консолями крепятся, как пра-вило, снизу к верхним ригелям рам портала. При больших вылетах консолей их поддерживают оттяжками, передающими нагрузку от консолей на рамы портала

49

через стойку и оттяжки. Для выведения морской консоли из зоны, перекрываемой надстройками судна при взаимных перемещениях перегружателя и судна в процессе работы, эту консоль выполняют убирающейся — обычно поворотной в вертикальной плоскости, поднимающейся вверх. Шарнир поворота консоли располагают в этом случае возле морской рамы, переднюю оттяжку делают складывающейся, шарнирной. Пролетное строение выполняют в виде однобалочной или двухбалочной коробчатой конструкции, значительно реже — в виде фермы. Элементы металлоконструкций рам портала, стоек, оттяжек — как правило, коробчатые листовые конструкции, затяжки и раскосы портала также коробчатые или трубчатые. Монтажные стыки элементов металлоконструкций на перегружателях выполняют на высокопрочных болтах, а также в виде фланцевых и шарнирных соединений.

Грузовая тележка перемещается по двухбалочному пролетному строению по рельсам, уложенным на верхнем его поясе . Механизм подъема груза расположен на грузовой тележке.Размещение механизмов подъема груза на самой тележке резко упрощает канатную систему и повышает точность работы, однако тележка при этом становится тяжелее, что сказывается на увеличении массы металлоконструкций крана и опорных давлений (главным образом на морской ноге).

Электропитание механизмов грузовой тележки осуществляется обычно посредством подвесного кабельного токоподвода, электропитание механизмов спредера — с помощью кабельного барабана.

Кабина крановщика размещается обычно на грузовой тележке, откуда обеспечен хороший обзор рабочей зоны. В кабинах оборудования размещают электрооборудование и иногда механизмы подъема груза и передвижения тележки. Здесь же устанавливают обычно лебедку механизма подъема морской консоли.

Этот механизм прецставляет собой канатный полиспаст кратностью 4 — 12. приводимый в действие канатной лебедкой. В рабочем и нерабочем положениях морская консоль фиксируется специальными захватами, для обеспечения безопасности система снабжена необходимыми блокировками. Время подъема и спуска консоли составляет 3—10 мин. Механизм передвижения крана выполняют по общепринятым схемам. Особенностью его является мощная противоугонная защита , обусловленная большой парусностью перегружателей.

50

4.2 Расчет устойчивости

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов козловые краны и мостовые перегружатели подлежат проверке на устойчивость, т. е. способность крана противодействовать опрокидывающим нагрузкам, сохраняя устойчивое положение как в рабочем, так и нерабочем состояниях.

Запас устойчивости характеризуется коэффициентом устойчивости, который определяется отношением удерживающего момента к опрокидывающему моменту. Моменты рассчитываются относительно ребра опрокидывания.

уду у

опр

МК = =[К ]

М

у[К ] -минимально допускаемый коэффициент устойчивости, обычно

принимаемый для перегружателей равным 1,15.

В общем виде в качестве опрокидывающих нагрузок рассматриваются моменты относительно ребра опрокидывания от силы веса груза Gгр, от сил инерции, возникающих в период разгона или торможения крана, от сил, воз-никающих вследствие уклона в сторону опрокидывания, а также от ветровой нагрузки. В ряде случаев моменты от сил. возникающих вследствие уклона, могут не учитываться ввиду их малости.

В качестве момента удерживающею рассматривается момент относительно ребра опрокидывания от полного веса крана Gк.При этом учитываются грузовая - в рабочем состоянии и собственная устойчивость - в нерабочем состоянии крана, оцениваемые соответственно коэффициентами грузовой Ку.г. и собственной устойчивости Ку.с.

При расчете грузовой устойчивости в рабочем состоянии крана в качестве опрокидывающих факторов рассматриваются: сила веса груза, инерционные нагрузки при разгоне и торможении, сила ветра рабочего состояния, действующая на кран и груз. При расчете собственной устойчивости в нерабочем состоянии крана в качестве опрокидывающего фактора учитывается сила ветра нерабочего состояния, действующая на кран.Моменты от действующих сил рассматриваются относительно ребра опрокидывания (оси шарниров опоры крана).

Наименьшая устойчивость наблюдается в плоскости, параллельной крановому пути, т. е. при опрокидывающем моменте, действующем поперек кранового пути, однако следует проверять устойчивость также и в плоскости, нормальной к крановому пути, т. е. при опрокидывающем моменте, действующем вдоль кранового пути.

51

При этом берут во внимание следующие расчетные случаи:

1) грузовая устойчивость при опрокидывающем моменте и ветре рабочего состояния поперек кранового пути;

2) грузовая устойчивость при опрокидывающем моменте и ветре рабочего состояния вдоль кранового пути;

3) собственная устойчивость при опрокидывающем моменте от ветра нерабочего состояния поперек кранового пути;

4) собственная устойчивость при опрокидывающем моменте от ветра нерабочего состояния вдоль кранового пути.

Грузовая устойчивость

Рассмотрим первую грузовую устойчивость крана при опрокидывающем моменте, действующем поперек кранового пути.

Для данного расчетного случая и принятого направления ветра плечи действующих сил определяются относительно точки контакта колёс наиболее нагруженной опоры по оси головки рельса.

Схема сил, действующих на кран, при определении грузовой устойчивости поперёк кранового пути

На кран действуют нагрузки: сила веса крана Gк и груза Gгр, сила веса тележки Gт, давление ветра рабочего состояния на кран Pвкр и на груз Рвгр, сила инерции от торможения тележки Рит или удара тележки о торцевые упоры.

Из суммы моментов относительно ребра опрокидывания определяем опрокидывающий момент в рабочем состоянии крана (грузовая устойчивость).

Мопр.г=(Gгр+Gт)*l+Pвкр*hв+Pит*hи+Pвгр*hиМопр.г= 715*32+78*26+21,45*24+11,7*24=25703 кН*м

в нPвкр=ρ *F 390*200 78000 Н

вρ -распределенное давление ветра в данной зоне высоты

Fн-расчетная наветренная площадь конструкции

52

1*200 200бнF F м2

бF -площадь брутто контструкции 200 м2

-коэффициент заполнения, для коробчатых конструкций=1вρ 250*1,3*1,2*1 390qkcn Па

q-динамическое давление ветра рабочего состояния, для кранов морских портов=250 Паk-поправочный коэффициент высоты-1,3с-коэффициент аэродинамической силы-1,2n-коэффициент перегрузки, для рабочего состояния-1

в нPвгр=ρ *F 390*30= 11700 Н

нF -наветренная площадь поднимаемого груза, для двух контейнеров-

пер 3т г

v 1,2Pит=(m +m )* (55 16,5)* *10 21450

t 4 Н

Gт -масса тележки, в приближенных расчетах можно принять 0,3Gг=16,5 т

перv -скорость передвижения тележки-1,2 м/сt -время торможения, приближенно можно принять 4 с

Момент, удерживающий кран от опрокидывания равен:*l (600*9,8)*6 35280уд кМ G кН*м

Определение коэффициента грузовой устойчивости:

уду.г.

опр

М 35280К = = 1,37

М 25703

у[К ]=1,15

уКу [К ]

1,37>1,15, условие выполняется

Грузовую устойчивость при опрокидывающем моменте и ветре рабочего состояния вдоль кранового пути рассчитываем аналогично. Особенностью

53

является то, что горизонтальная сила инерции, определяемая от разгона, торможения крана или наезда его на тупиковые упоры, приложена к центру тяжести крана.

Схема сил, действующих на кран, при определении грузовой устойчивости вдоль кранового пути

Из суммы моментов относительно ребра опрокидывания определяем опрокидывающий момент в рабочем состоянии крана (грузовая устойчивость).

Мопр.г= Pвкр*hв+Pи*hи*уд к кМ G В

в нPвкр=ρ *F 390*450 175500 Н

вρ -распределенное давление ветра в данной зоне высоты

Fн-расчетная наветренная площадь конструкции1*450 450бнF F м2

бF -площадь брутто контструкции 450 м2

-коэффициент заполнения, для коробчатых конструкций=1вρ 250*1,3*1,2*1 390qkcn Па

q-динамическое давление ветра рабочего состояния, для кранов морских портов=250 Паk-поправочный коэффициент высоты-1,3с-коэффициент аэродинамической силы-1,2n-коэффициент перегрузки, для рабочего состояния-1

пер 3к

v 0,7Pи=m * 600* *10 105000

t 4 Н

Мопр.г= 175,5*26+105*24=7083 кН*м(600*9,8)*8,75удМ 51450

уду.г.

опр

М 51450К = = 7,2

М 7083

у[К ]=1,15

уКу [К ]


Собственная устойчивость

Собственная устойчивость кранов или перегружателей рассчитывается для нерабочего состояния, когда действуют только гравитационные силы, и максимальное значение ветра нерабочего состояния для данной географической зоны берется согласно ГОСТ 1451-77.

54

Мопр.с.=Pвкр*hвМопр.с.=240,4*26=6250,4

в нPвкр=ρ *F 1202*200 240400 Нвρ 700*1,3*1,2*1,1 1202qkcn

q-динамическое давление ветра нерабочего состояния, для V района России-700 Паn-коэффициент перегрузки -1,1

*l (600*9,8)*6 35280уд кМ G уд

у.с.опр

М 35280К = = 5,6

М 6250,4

у[К ]=1,15

уКу [К ]


Мопр.с.=Pвкр*hв* (600*9,8)*8,75 51450уд кМ G Вк кН*м

в нPвкр=ρ *F 1202*450 540900 НМопр.с.=240,4*26=540,9*26=14063,4

уду.с.

опр

М 51450К = = 3,65

М 14063,4

у[К ]=1,15

уКу [К ]


4.3 Расчет механизма подъема груза

4.3.1 Выбор схемы полиспаста и его кратность

В механизмах подъема с непосредственной навивкой каната на барабан обычно применяют сдвоенный полиспаст, при использовании которого обеспечивается вертикальное перемещение груза, одинаковая нагрузка на подшипники барабана и на ходовые колеса тележки не зависимо от высоты подъема груза.

Полиспасты в кранах применяются для выигрыша в силе. Величина этого выигрыша характеризуется кратностью полиспаста и определяется по формуле:

бz

zu ,

где: z – число ветвей, на которых висит груз z = 12;

55

zб – число ветвей, наматываемых на барабан (для сдвоенных полиспастов zб =2).

322

12

u .

Для перегружателя грузоподъемностью на канатах Q = 55т принимаем механизм подъема, схема которого представлена на рис.1,то есть два сдвоенных полиспаста, кратностью u = 3.

При использовании полиспаста скорость движения каната будет больше скорости подъема груза:

ГРK VuV ,где: ГРV - скорость подъема груза, ГРV = 1,2 м/с.

6,32,13 KV м/с

4.3.2.Расчет и выбор каната

При расчете и выборе каната сводится к нахождению максимального усилия в канате Smax в точке набегания его на барабан, которое определяется по формуле:

пz

QgS

max ,

где: п - КПД полиспаста,

uп б

nб

uб

)1(

)1( ,

,

б = КПД блока с учётом жёсткости каната,для блока на подшипниках качения б =0,98…0,97 бn - количество направляющих блоков,


ьДата

Лист

u -кратность полиспаста,

,

кН

Канат выбираем по разрывному усилию, согласно условию:kр nSS max , (1.6)

где: kn - минимальный коэффициент запаса прочности kn = 6,0

кНS р 3000,650 .

Выбираем тип каната ЛК-Р 6х19, ГОСТ 2688-80, имеющий линейное касание проволок и разные диаметры проволок в верхнем слое пряди.

По условию kр nSS max , из таблицы ГОСТа выбираем типоразмер каната. Sразр = 324,5 кН; dк = 25 мм.Назначение каната – грузовое; Маркировочная группа – 1568 МПа;Сочетние направлений свивки элементов – одностороннее; Сердечник – органический.Направление свивки каната – для одной половины полиспаста – правое, для другой – левое.

Диаметр блока и барабана по центру наматываемого каната:7502530 кбл deD мм ;

Диаметр блока и барабана по дну канавки:72525)130()1( кбл deD мм ,

Где е – коэффициент, зависящий от режима работы и типа грузоподъемной машины.

Для тяжелого режима работы е=30Диаметр блока (по дну канавки) принимаем 810блD

мм.По ГОСТ 24.191.05-82

57

Форма и размеры ручья при вертикальном положении блокаR=15,5 мм;B=67 мм;B1=95 мм;h=45 мм; r=25 мм;r1=25 мм;r2=6,3 мм;

Блоки изготавливаются из чугуна СЧ 15-32, СЧ 18-36, стали 45 Л.

4.3.3 Определение диаметра и длины барабана

Допускаемый диаметр барабана по центру каната:,edD kб

.800ммDб

Длина каната, наматываемого на одну половину барабана:,плK iHL

где: Н – высота подъема с учетом глубины опускания, Н =35м,105335 KL м

Для равномерной укладки каната на поверхности барабана наносятся винтовые канавки нормализованного профиля.

Число витков нарезки на одной половине

43)0,2...5,1( б

k

D

Lz

Длина нарезки на одной половине барабана

12472943 нztl ммТолщина стенки проектируемого стального барабана, из условий технологии

толщина стенки их должна быть не менее 12 мм и может быть определена по формуле:

,3,001,0 D 1,13,08101,0 см

Принимаем мм15 .Длина барабана при использовании сдвоенного полиспаста (на барабан

наматываются две ветви каната) определяется по следующей формуле: 3026300)1161247(22 окнб lllL мм,

где крl - участок для закрепления конца каната, 1162944 tlкр ,

принимаем ,116ммlкр

Максимальная длина среднего участка принимается из условия обеспечения нормального набегания каната при максимальном подъеме

58

подвески оl - средний участок барабана, разделяющий левую и правую нарезки.

,2 min tghblо где: minh минимальное расстояние между осью барабана и осью подвески,

,1000min ммh b - расстояние между осями ручьев крайних блоков, ,500ммb - допустимый угол отклонения набегающей на барабан ветви каната от

вертикального положения, ,60,300610002500 0 ммtglо

принимаем ,300ммlо

Принимаем длину барабана равной бL =3000.4.3.4 Расчет мощности электродвигателя и его выбор.

При выборе режима работы электродвигателя и продолжительности включения (ПВ), принимаем ПВ = 45% (при тяжелом режиме работы электрооборудования)

Статическая мощность двигателя механизма подъема при установившемся режиме вычисляется при подъеме номинального груза:

,103

0

ГРст

VgQN (1.44)

где: 0 - КПД механизма подъема, 0 = 0,85,

.7601085,0

2,181,9550003

кВтNст

Выбираем два электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором типа АМТК355SMC4 мощностью N=355кВт, числом оборотов nдв=1500об/мин, максимальным моментом Мп.max =2278Н.м, .8,6 2

. мкгJ двр

Фактическая скорость подъема 1,11 м/с

4.3.5 Выбор редуктора

Передаточное отношение:

,б

двред n

ni (1.47)

где: бn - число оборотов барабана, 33,83бn об/мин.

.007,1833,83

1500редi

Редуктор механизма подъема выбираем исходя из расчетной мощности ,350кВтN р числа оборотов вала двигателя nдв=1500об/мин, передаточного

числа ,88,19редi и режима работы – 5М.

59

По каталогу выбираем редуктор типа Ц2-1000-19,88-3(33)-ЦвхМвых-2-У3 (суммарное межосевое расстояние Ас = 1000мм, передаточное число

4.3.6 Расчет и выбор тормоза

Тормоз устанавливается на быстроходном валу редуктора. Расчетный тормозной момент на этом валу равен:

,2 0

pпл

бтт ii

DgQkМ (1.51)

где: kт – коэффициент запаса торможения, kт = 2,

,307285,088,1932

8,081,9550002 мНМ т

Устанавливаем 2 тормоза – по одному на каждый быстроходный вал редуктора с обратной стороны от двигателя(т.к. режим работы – тяжелый ) В грузоподъемных машинах наибольшее применение получили колодочные тормоза с электрогидротолкателями . По каталогу выбираем тормоз типа ТКГ-500 с наибольшим тормозным моментом мНМ т 2500 , отрегулированный на

расчетный тормозной момент.

60

4.4 Механизм подъема морской консоли перегружателя

Определение усилия в тяге

q1-распределенная нагрузка металлоконструкции

1

50012,5

40

Gмq

L кН/м

Усилие в тяге:0аМ

21*40

27*sin 30

qRb

212,5*40 200001481

27*sin 30 13,5Rb кН

Выбор схемы полиспаста и его кратность


ьДата

Лист

схема запасовки канатов механизма подъема морской консоли

Полиспасты в кранах применяются для выигрыша в силе. Величина этого выигрыша характеризуется кратностью полиспаста и определяется по формуле:

бz

zu ,

где: z =4 число ветвей, на которых висит груз zб – число ветвей, наматываемых на барабан (для сдвоенных полиспастов zб =2).

84

2u .

При использовании полиспаста скорость движения каната будет больше скорости подъема консоли:

K кV u V ,

где: кV - скорость подъема консоли, кV = 1,2 м/с.так как подъем консоли установочное движение, скорость подъема можно принять 0,1 м/с

4 0,1 0,4KV м/с

Расчет и выбор каната

При расчете и выборе каната сводится к нахождению максимального усилия в канате Smax в точке набегания его на барабан, которое определяется по формуле:

maxb

п

RS

z

,

где: п =0,9 - КПД полиспаста,


ьДата

Лист

max

1481206

8*0,9S кН

Канат выбираем по разрывному усилию, согласно Правилам Госгорпромнадзора:

kр nSS max , (1.6)где: kn - минимальный коэффициент запаса прочности каната, kn = 6,0

206 5,0 1030рS кН .Выбираем тип каната ЛК-РО 6х19, ГОСТ 7688-80,

По условию kр nSS max , из таблицы ГОСТа выбираем типоразмер каната. Sразр = 1070 кН; dк = 47,5 мм.Назначение каната – грузовое; Маркировочная группа – 1470 МПа;Сочетание направлений свивки элементов – одностороннее; Сердечник – органический.Направление свивки каната – для одной половины полиспаста – правое,

для другой – левое.

Диаметр блока и барабана по центру наматываемого каната: 30 47,5 1425бл кD e d мм ;Диаметр блока и барабана по дну канавки:

( 1) (30 1) 47,5 1377,5бл кD e d мм , Где е – коэффициент, зависящий от режима работы и типа

грузоподъемной машины.Для тяжелого режима работы е=30

Определение диаметра и длины барабана

Допускаемый диаметр барабана по центру каната также определяется по формуле:

,edD kб 47,5*30 1425 .бD мм , примем 1400 мм

Длина каната, наматываемого на одну половину барабана:,плK iHL

где: Н-расстояние перемещения оттяжки , Н =25м,25 4 100KL м

Для равномерной укладки каната на поверхности барабана наносятся винтовые канавки нормализованного профиля.

Число витков нарезки на одной половине100

(1,5...2,0) 253,14*1,4

k

б

Lz

D

Длина нарезки на одной половине барабана25 57 1425нl zt мм


ьДата

Лист

Толщина стенки проектируемого стального барабана, из условий технологии толщина стенки их должна быть не менее 12 мм и может быть определена по формуле:

,3,001,0 D 0,01 140 0,3 1,7 см

Принимаем 17мм .Длина барабана при использовании сдвоенного полиспаста (на барабан

наматываются две ветви каната) определяется по следующей формуле: 2 2 (1425 228) 300 3606б н к оL l l l мм,

где крl - участок для закрепления конца каната, 4 4 57 228крl t ,

принимаем ,116ммlкр

оl - средний участок барабана, разделяющий левую и правую нарезки принимаем ,300ммlо

Принимаем длину барабана равной бL =3600 мм.

Расчет мощности электродвигателя и его выбор

При выборе режима работы электродвигателя и продолжительности включения (ПВ), принимаем ПВ = 45% (при тяжелом режиме работы электрооборудования)

Статическая мощность двигателя механизма подъема при установившемся режиме вычисляется при подъеме номинального груза:

30

,10

b кст

R VN

где: 0 - КПД механизма подъема, 0 = 0,85,

1481 0,1164,5 .

0,9стN кВт

Выбираем два электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором типа 4MTH 400 L10 мощностью N=160 кВт, числом оборотов nдв=600 об/мин, ,

2. 1,8 .р двJ кг м

Выбор редуктора

Редуктор выбирается по статической мощности, передаточному отношению, частоте вращения вала двигателя и режиму работы.

Передаточное отношение:


ьДата

Лист

,б

двред n

ni (1.47)

где: бn - число оборотов барабана, 33,83бn об/мин.60* 60*0,4

5,46* 3,14*1,4

кб

Vn

Dб

600109.

5,46редi

Редуктор механизма подъема выбираем исходя из расчетной мощности 160 ,рN кВт числа оборотов вала двигателя nдв=600 об/мин, передаточного

числа 109редi и режима работы – 5М.По каталогу выбираем редуктор типа ц3н 710 (суммарное межосевое

расстояние Ас = 710 мм, передаточное число 100редi вал тихоходный с концом под МЗ

Расчет и выбор тормоза

Тормоз устанавливается на быстроходном валу редуктора. Расчетный тормозной момент на этом валу равен:

,2 0

pпл

бтт ii

DgQkМ (1.51)

где: kт – коэффициент запаса торможения, kт = 2,1481 1,4

2 0,85 4400 ,2 4 1000тМ Н м

Устанавливаем 2 тормоза – по одному на каждый быстроходный вал редуктора с обратной стороны от двигателя(т.к. режим работы – тяжелый ) В грузоподъемных машинах наибольшее применение получили колодочные тормоза с электрогидротолкателями . По каталогу выбираем тормоз типа ТКГ-500 с наибольшим тормозным моментом мНМ т 2500 , отрегулированный на

расчетный тормозной момент.


ьДата

Лист

4.4 Технология изготовления оси барабана

66

5. Разработка металлоконструкции морской консоли ПКП

Морская консоль ПКП представляет собой двухбалочную конструкцию коробчатого сечения. По верхнему поясу которой перемещается грузовая тележка. На концах главных балок для удобства их присоединения к концевым часто делаются скосы. Пролетное строение с морской и тыловой консолями крепятся, как пра-вило, снизу к верхним ригелям рам портала. Консоль поддержана оттяжкой, передающей нагрузку от консоли на рамы портала через стойку и оттяжки. Для выведения морской консоли из зоны, перекрываемой надстройками судна при взаимных перемещениях перегружателя и судна в процессе работы, эту консоль выполняют убирающейся — обычно поворотной в вертикальной плоскости, поднимающейся вверх. Шарнир поворота консоли располагают в этом случае возле морской рамы. Наибольшее распространение среди листовых конструкций кранов-перегружателей получили коробчатые. Они обладают меньшей трудоемкостью изготовления в сравнении с решетчатыми, вследствие более простой сварки, более высоким сопротивлением усталости. К недостаткам их относятся:

значительная масса и недостаточная жесткость в горизонтальной плоскости для кранов малой грузоподъемности, сложные условия сварки диафрагм при изготовлении пролетных балок.Коробчатые мосты дешевле в эксплуатации - проще окраска и осмотр.

Двухбалочный мост состоит из двух главных балок, вдоль которых расположены

67

настилы с оборудованием. Но торцам главные балки опираются па концевые.

При проектировании двухбалочных коробчатых мостов задаются соотношением :

H/L= 1/14-1/18

Колея тележки находится н пределах Aт=(0,08-0,1)L, при больших высотах

подъема из-за большой длины барабана размер Ат принимают до 0,15L. В нижних поясах пролетной части у концевых балок предусматриваются скосы в пределах 0,15L, для снижения веса пролетной части и удобства стыковки ее с концевыми балками.

Высота концевой балки составляет h=(0,4-0,6)L, а ее ширина Д определяется расстоянием полубуксами колес.

Для предварительных прочностных расчетов соотношения элементов коробки двухбалочного моста можно принимать по следующим рекомендациям: ширина балки В=(0,3-0,5)Н, но не менее 350 мм по условию технологии сварки, толщина пояса δп= 0,02В, но не менее 5 мм, толщина стенки δс =0,006H, но не менее 5 мм, шаг расстановки диафрагм l=(2-2,5)H

5. 1 Определение геометрических характеристик контструкции.

Длина балки 40 мПролет L=27 мВысота балки 1,7 мТолщина стенки 10 ммТощина пояса 14 ммСкосы с=6 мШирина балки B=700 мм

68

Колея тележки Ат=10 мШаг расстановки диафрагм l=4м

5.2 Расчетные случаи нагружения:

Принимаемые нагрузки:Gг=540 кНGт=(0,2-0,3)Gг= 200 кНGм=(0.8-1.2)Gг=500 кН

кН/м

- коэффициент динамичности

В двух балочном мосте на одну половину моста приходится нагрузка кН

Техническое обслуживание машины

6.1 Организация технического обслуживания перегрузочной машины.

Порядок надзора за портовыми перегрузочными машинами, их обслуживания и ремонта рекомендуется периодически издаваемыми правилами Ростехнадзора.

Технический надзор за портовыми перегрузочными машинами осуществляется службой Ростехнадзора и инженерно-техническими работниками порта (местный надзор), на который возжены эти обязанности приказом по порту или должностными инструкциями.

Местному техническому надзору подлежат перегрузочные машины, грузозахватные приспособления, конструкции транспортных эстакад, силовые и

69

осветительные сети на перегрузочных машинах, в том чисе гибкие кабели до токораздаточных колонок, подкрановые пути.

Технический надзор за перегрузочными машинами проводят в форме технических освидетельствований и навигационных осмотров.

При технических освидетельствованиях проверяют техническое состояние и работоспособность машин путем их осмотра и испытания в работе.

При навигационном осмотре проверяют качество технического обслуживания машин и подготовку их к очередным ремонтам.

Во время навигационных осмотров подробно проверяют работу всех основных узлов, механической и электрической частей машины, ее металлические конструкции, работу двигателей, осветительную, отопительную, противопожарную систему, состояние заземления и изоляции.

Результаты навигационных осмотров фиксируют актами. Навигационные осмотры проводят инженерно-технические работники участка или района в течениии навигации с периодичностью один-два месяца, а кроме того, перед каждой постановкой машины на плановый ремонт.

Техническое обслуживание (ТО) портовых перегрузочных машин включает паново-техническое обслуживание (ТО-1; ТО-2), а также неплановое, вызванные необходимостью работ по устранению причин отказов, если по объему эти работы не превышают объема работ по ТО-2.

В сстав ТО-1 входят: контроль за правильной эксплуатацией машины, текущие работы по смазке, чистке, проверке креплений, регулирования, заправки магин расходными материалами, а также по устранению неполадок

Если машину обслуживают о постоянно закрепленные за ними экипажи, то за техническое состояние машины во время рабочей смены несут ответственность членф этих экипажей.

В состав ТО-2 входят уже перечисленные выше работы, предусмотренные ТО-1, и работы по предупреждению и устранению неисправностей и повреждений узлов. Работы ТО-2 проводят с выводом машины из экспуатации. Распределение обязанностей по техническому обслуживанию машины между членами экипажа возлагается на старшего крановщика, старшего электрика и т.д.

В тех случаях, когда перегрузочные работы выполняют комплексные ремонто-наладочные бригады (РНБ) портовых рабочих, техническое

70

обслуживание машин возлагают на них. В состав РНБ входят слесари-наладчики, электрики и другие специальности.

Колличественный состав РНБ устанавливают в в соответствии с рекомендациями помещенными в «Правилах технической эксплуатации подъемно-транспортных машин»

К обслуживанию перегрузочных машин, как и к их управлению допускаются портвые рабочие, имеющие свидетельство на право управления только той машиной или группой машин, которые указаны в их квалификационных свидетельствах.

6.2 Карта смазки узлов машины

Обозначение смазочного материала

Марка СМ Смазываемый узел или механизм

а Масло трансмиссионное универсальное

Редукторы зубчатые цилиндрические в масляной ванне

бМасло трансформаторное ТК

Электрогидравлические толкатели тормозов

71

в Масло МГ-30 Подшипники валов

г

Литол-24

Подшипники качения и скольжения, шарниры, различные направляющие

д

Смазка ЦИАТИМ-201 Подшипники электродвигателей и роторов

е Смазка графитовая Открытые зубчатые передачи

ж Смазка Торсиол-35 Канаты стальные

72

Карта смазки механизма подъема

Точка смазки № Наименование составной части

Количество точек

смазывания

Обозначение смазочного материала

Периодичность смазывания

Указания по выполнению

1 Сферические пальцы муфт грузовых барабанов 12 а Еженедельно (100 ч) Смазать пальцы

2Прижимные ролики канатоукладчиков 4 г Еженедельно (100 ч)

Смазать рабочие поверхности роликов

3 Шарнирные соединения канатоукладчиков 4 а Ежемесячно (400 ч)Смазать трущиеся поверхности

4Шарнирные соединения тормозов и электрогидравлических толкателей

36 аЕжемесячно (400 ч) Смазать трущиеся

поверхности

5 Шпиндели конечных выключателей 2 г Ежемесячно (400 ч) Смазать шпиндели

6 Тарельчатые пружины ограничителя грузоподъемности 2 з Ежеквартально (1250 ч) Смазать пружины

7 Электрогидравличсские толкатели4

бЕжемесячно (400 ч)

Ежегодно (5000 ч)

Проверить уровень масла и долить Заменить масло

8 Редуктор 1 аЕжемесячно (400 ч) Ежегодно (5000 ч)

Проверить уровень Заменить

9 Подшипники электродвигателей 8 д Ежегодно (5000 ч) Заменить масло

10 Подшипники шпиндельных конечных выключателей 4 г Ежеквартально (1250 ч) Заменить смазку

11 Подшипники реле контроля частоты вращения 2 г Ежегодно (5000 ч) Заменить смазку

12 Подшипники грузовых барабанов 4 г При ремонте Заменить смазку

13 Подшипники рычагов ограничителя грузоподъемности 2 г При ремонте Заменить смазку

73

Карта смазки механизма передвижения1 Шарнирные соединения тормозов

и электро-гидравлических толкателей 36 А

Ежемесячно (400 ч) Смазать трущиеся поверхности

2 Зубья открытых зубчатых передач 24 Е Ежемесячно (400 ч) Смазать рабочие поверхности зубьев

3 Ролик на рычаге конечного выключателя 2 а Ежемесячно (400 ч)Смазать трущиеся поверхности

4 Электрогидравлические толкатели8 б

Ежемесячно (400 ч) Ежегодно (5000 ч)

Проверить уровеньЗаменить масло

5 Редуктор8 а

Ежемесячно (400 ч) Ежегодно (5000 ч)

Проверить уровень Заменить масло

6 Подшипники электродвигателей 16 д Ежегодно (5000 ч) Заменить масло7 Подшипники ходовых колес 64 г При ремонте Заменить смазку

8 Опорные подшипники вал-шестерни открытой передачи

16 г При ремонтеЗаменить смазку

9 Оси шарнирных соединений балансирных тележек 28 г При ремонте Заменить смазку

Карта смазки кабельного барабана1 Стальные канаты 2 ж Ежемесячно (400 ч) Смазать

2 Зубья шестерен конечных выключателей 2 г Ежеквартально (1250 ч) Смазать зубья

3 Шпиндель конечных выключателей 2 г Ежеквартально (1250ч) Смазать шпиндель

4 Подшипники кабельного барабана 2 г При ремонте Заменить смазку

Карта смазки блоков и подшипников блоков

1 Направляющие втулки грузовых канатов 4 е Еженедельно (100ч) Заменить смазку

2 Грузовые канаты 4 ж Еженедельно (100ч) Заменить смазку

3 Подшипники канатных блоков главного полиспаста 2 г Ежемесячно (400 ч) Заменить смазку

4 Подшипники канатных блоков 12 г При ремонте Заменить смазку

74

75

8. Обеспечение безопасности жизнедеятельности

Разработка вопросов охраны труда при эксплуатации машины

1. Анализ вредных и опасных производственных факторов.Проектируемый причальный контейнерный перегружатель является машиной циклического действия. Предусматривается использование машины при перегрузки крупнотоннажных контейнеров с водного транспорта на автомобильный и железнодорожный. Подъем груза из судна осуществляется специальным автоматическим захватом-спредером. Перемещение спредера от зоны разгрузки в зону погрузки выполняет грузовая тележка на канатной тяге, которая перемещается по верхнему поясу двухбалочного моста.Оператор управляет машиной из кабины, закрепленной на грузовой тележке, чем обеспечивается хорошая видимость погрузочно-разгрузочных работ.Выявим вредные и опасные факторы воздействующие на оператора ПКП. Рассмотрим три группы факторов: 1)физические; 2) психофизические

1. Физические факторы:

1.1 Высокие уровни шума в кабине машины1.2 Высокие уровни вибрации в кабине машины1.3 Высокие температуры воздуха в кабине и машинном отделении в летнее

время1.4 Низкие уровни температуры воздуха в кабине и машинном отделении в

зимнее время1.5 Недостаточая освещенность причальных линий1.6 Возможность опрокидывания ПКП при подъеме груза1.7 Возможность самопроизвольного движения машины под действием ветра1.8 Возможность падения оператора при подъеме и спуске в кабину1.9 Возможность поражения оператора электрическим током1.10 Возможность поражения оператора при грозовых разрядах1.11 Возможность травмирования движущимися частями машины

2. Психофизические факторы:

2.1 Монотонность работы оператора при переработке большого колличества контейнеров

2.2 Нервное напряжение у оператора из-за больших скоростей рабочих органов машины.

76

Допустимые значения вредных и опасных факторов в рабочей зоне оператора.

Микроклиматические условия.

В производственных помещениях береговых предприятий нормализуемые

значения микроклимата регламетируются ГОСТ 12.1.005-88 –«Система

стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к

воздуху рабочей зоны». Оптимальные значения микроклимата, если работу

оператора отнести к категориям работ средней тяжести II-a (энергозатраты 150-

200 ккал/час) будут:

Для холодного и переходного периода года t=18-20 C.Относительная влажность 60-40%Скорость движения воздуха 0,2 м/с

Для теплого периода года t=21-23 CОтносительная влажность 60-40%Скорость движения воздуха 0,2 м/с

Шум.Для производственных помещений береговых предприятий нормативные уровни шума регламентируются ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности»задаются в октавных уровнях звукового давления (в дБ) и в уровнях звука по шкале «А» шумометра.Для кабины оператора, согласно [16, стр.19]:

Уровни звука и эквивалентные уровни шума дБА

Средегеометрическиечастоты

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Уровни звукового давления, дБ

94

87 82 78 75 73 71 70 80

Вибрация.

Нормируется в соответствии с ГОСТ 12.1.012-2004 «Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования»Для оператора ПКП категория вибрации транспортно-технологическая. Согласно [16, стр 22]

77

Допустимые значания виброскрости, м/с. Ее логарифмические уровни в дБ, и виброускорения м/с2

2 4 8 16 31,5 63

виброскрость, м/с 3,5 1,8 0,63 0,56 0,56 0,56

логарифмические уровни, дБ

117 108 102 101 101 101

виброускорения м/с2 0,4 0,285 0,3 0,57 1,13 2,25

Естественное освещение.Нормируется коэффициентом естественной освещенности (КЕО). Для береговых помещений нормы регламентируются СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение»

Искуственное освещение.Нормируется в еденицах освещености-люксахРассмотрим мероприятния по уменьшению или исключению вредных и опасных производственных факторов.Основными источниками шума в ПКП является машинное отделение и движущаяся тележка.Защита от вредного воздействия шума предусматривает:Экранирование источников шума-закрытие машинного отделенияЭкранирование места оператора-закрытая кабина крановщикаПрименение средств виброизоляции источников шума-аммортизирующее крепление механизмов в машинном отделении и футтеровка колес тележек резинойПрименение дистанционного или автоматического управления ПКП

Основными источниками вибрации в ПКП являются те же, что и источники шума.Зашита от вредного воздействия вибрации предусматривает Виброизоляция механизмовВиброизоляция рабочего места-кресла оператора или вся кабина крановщикаКонтроль за техническим состоянием механизмов, вызывающих вибрациюПоддержание необходимых температур, относительной влажности и скорости движения воздуха в кабине оператора возможной установкой там кондиционера

Недостаточная освещенность может компенсироваться применение прожекторов закрепленных на самой машине. Возможность опрокидывания ПКП при подъеме груза должна исключаться ограничителями грузоподъемности.Возможность самопроизвольного движения машины под действием ветра должна исключаться применением противоугонных устройств-рельсовых захватов.Возможность падения оператора должна исключаться использованием ограждений лестниц, а также устройств площадок для отдыха при подъеме по вертикальной лестнице.

78

Возможность поражения оператора электрическим током должна искючаться заземлением машины, использование в схеме оборудования автоматов защиты, использование электроизолированного инструмента и резиновых перчаток, вывешивыние предупреждающих табличек, если ведутся работы по эектрооборудованию машины.Возможность травмирования движущимися частями машины должно исключаться ограждением таких частей, вывешиванием предупреждающих табличек на органы управления машины при ремонте движущихся частей машины.Уменьшить или полностью исключить вредные психофизические факторы можно путем частичной автоматизации цикла ПКП или полной автоматизацией машины.

Расчет общего освещения кабины оператора.

Расчет системы общего равномерного освещения выполняется методом коэффицента использования светового потока.

План помещения

Длина А=2 мШирина В=2 мПлощадь S=4 м2

Высота подвеса светильника hc=0Высота органа управления машиной над полом hр=0,7 мВысота светильника надрасчетной поверхностью h=1.8 м

Тип светильника- УЗИсточник света-лампа накаливания напряжением 220 ВЦвет окраски потолка-белыйЦвет окраски стен-светлыйСветильник один в центре потолка

Ен=50 лк- нормируемая аеличина освещенности для общего освещенияКз-коэффициент запасаZ=1.2- коэффициент неравномерности освещения N=1- число ламп

η=f(тип свеильника, pпот, рст, рпол)-коэффициент использования светового потокаpпот=70-коэффициент отражения потолка

79

рст=50-коэффициент отражения стенрпол=10 коэффициент отражения пола

(A B)

Si

h

- индекс освещения

40,56

1,8(2 2)i

Для данных параметров коэффициент использования светового потока η=0,24

* *S*Z

*

Ен КзФi

n -необходимый световой поток каждой лампы

50*1,3*4*1,21300

1*0,24Фi лм

Выбираем лампу общего назначения ГОСТ 2239-79 типа ЛБ-30, люминисцентная, световой поток 1740 лм

Таким образом, расчет общего освещения методом коэффициента использования светового потока кабины оператора позволил выбрать тип светильника и лампы, которые при конструктивном расположении их в кабине оператора обеспечивают заданную величину освещенности. Заданная величина освещенности нормируется СНиП СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение»


ьДата

Лист

Введение

Documents