2015-08-21
7451
Техническая производительность машин периодического действия определяется по вариантам работ. Она рассчитывается по формуле:
P = (3600 * g) / Tц, т/ч. (4.8)
где g – масса груза в одном подъеме;
Tц – время цикла перегрузочной машины, с.
Масса груза в одном подъеме g рассчитывается по формуле:
g = e × γ × ψ, т. (4.9)
где е – емкость грейфера, м3 (берется из характеристики грейфера);
γ – объемная масса груза, т/м3 (берется из характеристики груза);
ψ – коэффициент заполнения грейфера (принимается равным 0,95).
Масса груза в одном подъеме для грейфера 2583В (кран “Ганц”) будет равна:
g = 2,5 * 1 * 1 = 2,5 т.
Масса груза в одном подъеме для грейфера 2872В (кран “Альбатрос”) будет равна:
g = 5 * 1 * 1 = 5 т.
Время цикла для поворотного крана при перегрузке песка определяется по формуле:
Tц = tу +tзх + tп + tпв + tо + tнг + tв + t’п + t’пв + t’о, с. (4.10)
где tу – установка порожнего грейфера на груз;
tзх – захват груза;
tнг – направление груженого грейфера;
tв – высыпка груза из грейфера;
tп, tпв, tо – время подъема, поворота, опускания груза, с;
t’п, t’пв, t’о – то же, перемещение порожнего захватного устройства, с.
Норма времени на подъем и опускание груза определяется по формуле:
tп(о) = (Hп(о) / Vп(о)) + ((tp + tт) / 2), с. (4.11)
где Hп – высота подъема груза;
Vп – скорость подъема (опускание) груза (берётся из характеристики кранов);
tр , tт – время разгона, торможения (берем равными 2 с).
Высоту подъёма с судна груза и опускание грейфера без груза в судно при варианте судно-склад и обратно ищем по формуле:
Hп(о) = (ВВУВ – МУВ) + 0,2 + (Hш / 2) + 1,м. (4.12)
где Hш – нормативная высота штабеля груза (равна 7 м).
Высоту подъёма с судна груза при варианте судно-вагон ищем по формуле:
Hп(о) = (ВВУВ – МУВ) + 0,2 + Hв + 1,м. (4.13)
где Hв – нормативная высота вагона (равна 2,76 м).
Высоту подъёма и опускание груза и подъём и опускание порожнего грейфера при вариантах судно-склад, склад-вагон ищем по формуле:
Hп(о) = (Hш / 2) + 1,м. (4.14)
Hп(о) = Hв + 1,м. (4.15)
Вместо ВВУВ и МУВ также как и в формуле 4.7. берется высота надводной части стенки равная 4,05 м.
Время поворота крана определяется по формуле:
tпв = (α / (360 * nвр * К / 60)) + ((tp + tт) / 2), с. (4.16.)
где α – угол поворота крана, зависящий от варианта перегрузочных работ (при варианте судно-склад угол будет равен 180о, а при вариантах судно-вагон и склад-вагон угол равен 90о);
nвр – частота оборотов крана в минуту (берётся из характеристик крана);
K – коэффициент использования скорости поворота (при повороте с грузом принимается равным 0,9, без груза – равным 1).
При перегрузке грузов кранами возможно совмещение отдельных элементов цикла крана, поэтому с учетом этих совмещений продолжительность цикла крана Tц.сов определяется:
Tц.сов = Tц * Kсов, с. (4.17.)
где Kсов – коэффициент, учитывающий совмещение элементов цикла (принимаем для варианта судно-склад равным 0,7, а для других вариантов – 0,9).
После определения производительности перегрузочных машин определяется комплексная норма выработки, т.е. норма выработки одной основной машины, обслуживающей одну перегрузочную линию. Она рассчитывается по формуле:
Pк = P * tоп, т/см. (4.18.)
где tоп – оперативное время за смену (для варианта судно-склад будет равно 368 минут или 6,13 ч., для других вариантов - 350 минут или 5,83 ч.).
Далее определяется суточная производительность одной основной перегрузочной машины. Она рассчитывается по формуле:
Pc = nсм * Pк, т/сут. (4.19.)
где nсм – количество смен за сутки (3 смены).
Потом рассчитывается средневзвешенная производительность механизмов по всем вариантам:
Pу = 1 / ((1 - α) / Pс-в + α / Pс-ск + β / Pск-в), т/сут. (4.20.)
где Pс-в, Pс-ск, Pск-в – производительность одной перегрузочной машины при
работе по трём вариантам судно-вагон, судно-склад, склад-вагон, т/сут.;
α – коэффициент прохождения груза через склад (0,8);
β – коэффициент, учитывающий долю груза от общего грузооборота причала, перегружаемого по варианту склад-вагон (принимается равным 0,8), ед.
Кран “Ганц”.
Вариант судно-склад:
Время на установку порожнего грейфера на груз, на захват груза, на направление груженого грейфера и высыпка груза из грейфера будет равно:
tу = 5 с., tзх = 13 с., tнг = 3 с., tв = 5 с.
Высота подъёма груза из судна будет равна:
Hп = 4,05 + 0,2 + (7 / 2) + 1 = 8,75 м.
Высота опускания груза на склад будет равна:
Hо = (7 / 2) + 1 = 4,5 м
Время на подъем груза будет равно:
tп = t’о = 8,75 / (70/60) + 2 = 9,5 с.
Время на опускание груза будет равно:
tо = t’п = 4,5 / (70/60) + 2 = 5,9 с.
Время поворота крана с грузом будет равно:
tпв = 180 / (360*1,75*(0,9/60)) + 2 = 21 с.
Время поворота крана с порожним грузовым устройством будет равно:
t’пв = 180 / (360*1,75*(1/60)) + 2 = 19,1 с.
Время цикла для портального крана “Ганц” будет равно:
Tц = 5 + 13 + 9,5 + 21 + 5,9 + 3 + 5 + 5,9 + 19,1 + 9,5 = 96,9 с.
Продолжительность цикла с учетом совмещения будет равна:
Tц.сов = 96,9 * 0,7 = 67,83 с.
Техническая производительность будет равна:
P = (3600 * 2,5) / 67,83 = 132,68 т/ч.
Комплексная норма выработки будет равна:
Pк = 132,68 * 6,13 = 813,33 т/см
Суточная производительность одной перегрузочной машины будет равна:
Pс = 3 * 813,33 = 2439,99 т/сут
Вариант склад-вагон:
Время на установку порожнего грейфера на груз, на захват груза, на направление груженого грейфера и высыпка груза из грейфера будет равно:
tу = 4 с., tзх = 11 с., tнг = 4 с., tв = 6 с.
Высота подъёма и опускания груза будет равна:
Hп = (7 / 2) + 1 = 4,5 м.
Высота подъёма и опускания груза будет равна:
Hп = 2,76 + 1 = 3,76 м.
Время на подъем груза будет равно:
tп = t’о = 4,5 / (70/60) + 2 = 5,9 с.
Время на опускание груза будет равно:
tо = t’п = 3,76 / (70/60) + 2 = 5,2 с.
Время поворота крана с грузом будет равно:
tпв = 90 / (360*1,75*(0,9/60)) + 2 = 11,5 с.
Время поворота крана с порожним грузовым устройством будет равно:
t’пв = 90 / (360*1,75*(1/60)) + 2 = 10,6 с.
Время цикла будет равно:
Tц = 4 + 11 + 5,9 + 11,5 + 5,2 + 4 + 6 + 5,2 + 10,6 + 5,9 = 69,3 с.
Продолжительность цикла с учетом совмещения будет равна:
Tц.сов = 69,3 * 0,9 = 62,37 с.
Техническая производительность будет равна:
P = (3600 * 2,5) / 62,37 = 141,44 т/ч.
Комплексная норма выработки будет равна:
Pк = 141,44 * 5,83 = 824,6 т/см
Суточная производительность одной перегрузочной машины будет равна:
Pс = 3 * 824,6 = 2473,8 т/сут.
Вариант судно-вагон:
Время на установку порожнего грейфера на груз, на захват груза, на направление груженого грейфера и высыпка груза из грейфера будет равно:
tу = 5 с., tзх = 13 с., tнг = 4 с., tв = 6 с.
Высота подъёма груза из судна будет равна:
Hп = 4,05 + 0,2 + 2,76 + 1 = 8,01 м.
Высота опускания груза на склад будет равна:
Hо = 2,76 + 1 = 3,76 м
Время на подъем груза будет равно:
tп = t’о = 8,01 / (70/60) + 2 = 8,9 с.
Время на опускание груза будет равно:
tо = t’п = 3,76 / (70/60) + 2 = 5,2 с.
Время поворота крана с грузом будет равно:
tпв = 90 / (360*1,75*(0,9/60)) + 2 = 11,5 с.
Время поворота крана с порожним грузовым устройством будет равно:
t’пв = 90 / (360*1,75*(1/60)) + 2 = 10,6 с.
Время цикла для портального крана “Ганц” будет равно:
Tц = 5 + 13 + 8,9 + 11,5 + 5,2 + 4 + 6 + 5,2 + 10,6 + 8,9 = 78,3 с.
Продолжительность цикла с учетом совмещения будет равна:
Tц.сов = 78,3 * 0,9 = 70,47 с.
Техническая производительность будет равна:
P = (3600 * 2,5) / 70,47 = 123,61 т/ч.
Комплексная норма выработки будет равна:
Pк = 123,61 * 5,83 = 720,65 т/см
Суточная производительность одной перегрузочной машины будет равна:
Pс = 3 * 720,65 = 2161,92 т/сут
Средневзвешенная производительность механизмов по всем вариантам перегрузочных работ данным краном:
Pср = 1 / ((1 – 0,8) / 2161,92 + 1 / 2439,99 + 0,8 / 2473,8) = 1344,50 т/сут.
Кран “Альбатрос”
Вариант судно-склад:
Время на установку порожнего грейфера на груз, на захват груза, на направление груженого грейфера и высыпка груза из грейфера будет равно:
tу = 5 с., tзх = 13 с., tнг = 3 с., tв = 5 с.
Высоты подъёма и опускания для всех вариантов останутся теми же, что и для крана “Ганц”:
Время на подъем груза будет равно:
tп = t’о = 8,75 / (63/60) + 2 = 10,3 с.
Время на опускание груза будет равно:
tо = t’п = 4,5 / (63/60) + 2 = 6,3 с.
Время поворота крана с грузом будет равно:
tпв = 180 / (360*1,6*(0,9/60)) + 2 = 22,8 с.
Время поворота крана с порожним грузовым устройством будет равно:
t’пв = 180 / (360*1,6*(1/60)) + 2 = 20,8 с.
Время цикла для портального крана “Альбатрос” будет равно:
Tц = 5 + 13 + 10,3 + 22,8 + 6,3 + 3 + 5 + 6,3 + 20,8 + 10,3 = 102,8 с.
Продолжительность цикла с учетом совмещения будет равна:
Tц.сов = 102,8 * 0,7 = 71,96 с.
Техническая производительность будет равна:
P = (3600 * 5) / 71,96 = 250,14 т/ч.
Комплексная норма выработки будет равна:
Pк = 250,14 * 6,13 = 1533,36 т/см
Суточная производительность одной перегрузочной машины будет равна:
Pс = 3 * 1533,36 = 4600,08 т/сут
Вариант склад-вагон:
Время на установку порожнего грейфера на груз, на захват груза, на направление груженого грейфера и высыпка груза из грейфера будет равно:
tу = 4 с., tзх = 11 с., tнг = 4 с., tв = 6 с.
Время на подъем груза будет равно:
tп = t’о = 4,5 / (63/60) + 2 = 6,3 с.
Время на опускание груза будет равно:
tо = t’п = 3,76 / (63/60) + 2 = 5,6 с.
Время поворота крана с грузом будет равно:
tпв = 90 / (360*1,6*(0,9/60)) + 2 = 12,4 с.
Время поворота крана с порожним грузовым устройством будет равно:
t’пв = 90 / (360*1,6*(1/60)) + 2 = 11,4 с.
Время цикла будет равно:
Tц = 4 + 11 + 6,3 + 12,4 + 5,6 + 4 + 6 + 5,6 + 11,4 + 6,3 = 72,6 с.
Продолжительность цикла с учетом совмещения будет равна:
Tц.сов = 72,6 * 0,9 = 65,34 с.
Техническая производительность будет равна:
P = (3600 * 5) / 65,34 = 270,27 т/ч.
Комплексная норма выработки будет равна:
Pк = 270,27 * 5,83 = 1575,67 т/см
Суточная производительность одной перегрузочной машины будет равна:
Pс = 3 * 1575,67 = 4727,01 т/сут.
Вариант судно-вагон:
Время на установку порожнего грейфера на груз, на захват груза, на направление груженого грейфера и высыпка груза из грейфера будет равно:
tу = 5 с., tзх = 13 с., tнг = 4 с., tв = 6 с.
Время на подъем груза будет равно:
tп = t’о = 8,01 / (63/60) + 2 = 9,6 с.
Время на опускание груза будет равно:
tо = t’п = 3,76 / (63/60) + 2 = 5,9 с.
Время поворота крана с грузом будет равно:
tпв = 90 / (360*1,6*(0,9/60)) + 2 = 12,4 с.
Время поворота крана с порожним грузовым устройством будет равно:
t’пв = 90 / (360*1,6*(1/60)) + 2 = 11,4 с.
Время цикла для портального крана “Альбатрос” будет равно:
Tц = 5 + 13 + 9,6 + 12,4 + 5,9 + 4 + 6 + 11,4 + 5,9 + 9,6 = 82,8 с.
Продолжительность цикла с учетом совмещения будет равна:
Tц.сов = 82,8 * 0,9 = 74,5 с.
Техническая производительность будет равна:
P = (3600 * 5) / 74,5 = 235,29 т/ч.
Комплексная норма выработки будет равна:
Pк = 235,29 * 5,83 = 1371,74 т/см
Суточная производительность одной перегрузочной машины будет равна:
Pс = 3 * 1371,74 = 2161,92 т/сут
Средневзвешенная производительность механизмов по всем вариантам перегрузочных работ данным краном:
Pу = 1 / ((1 – 0,8) / 4115,22 + 1 / 4600,08 + 0,8 / 4727,01) = 2552,65 т/сут.
4.2.4 Расчет количества перегрузочных машин и причалов.
Количество основных перегрузочных машин, минимально необходимое для освоения заданного грузооборота, определяем по формуле 4.22. с последующим округлением до целого большего числа:
nм = (Qc * η) / Пф, ед (4.22.)
где Пф – пропускная способность причала при оснащении его одной
перегрузочной машиной, т/сут;
η – коэффициент резерва пропускной способности (равен 1.3).
Пропускная способность причала будет определяться по формуле:
Пф = nу * Kв * Kсн * Pу, т/сут. (4.23.)
где nу – количество фронтальных перегрузочных установок (в данном случае считаем для одной);
Kв – коэффициент использования причала по времени для производства погрузки и разгрузки судов;
Kсн – коэффициент, учитывающий снижение производительности перегрузочных машин при их концентрации на причале (в данном случае, так как считаем для одной машины, будет равен 1).
Значение Kв определяется по следующей формуле:
Kв = tгр / (tгр + tш + tоф), ед. (4.24.)
где tгр – время грузовой обработки судна, ч;
tш – время на швартовку, отшвартовку, подход, отход судна от причала (берем равным 1 ч);
tоф – время на оформление перевозочных документов, осмотр судна, груза и т. д. (берем равным 1 ч).
Время грузовой обработки судна рассчитывается по формуле:
tгр = G / (nу * Pу * Kсн), ч. (4.25.)
где Gс –количество груза, подлежащее погрузке или выгрузке из судна;
Pу – средневзвешенная часовая производительность одной фронтальной перегрузочной установки;
Время грузовой обработки судна будет равно:
При использовании крана “Ганц”
tгр = 3851 / (1 * 1344,5 * 1) + 2500 / (1 * 1344,5 * 1) = 4,72 сут.
При использовании крана “Альбатрос”:
tгр = 3851 / (1 * 2552,65 * 1) + 2500 / (1 * 2552,65 * 1) = 2,49 сут.
Значение Kв будет равно:
При использовании крана “Ганц”:
Kв = 4,72 / (4,72 + 0,08) = 0,98
При использовании крана “Альбатрос”:
Kв = 2,49 / (2,49 + 0,08) = 0,97
Пропускная способность причала при одной фронтальной перегрузочной машины будет равна:
У крана “Ганц”:
Пф = 1 * 1344,50 * 0,98 * 1 = 1317,61 т/сут
У крана “Альбатрос”:
Пф = 1 * 2552,65 * 0,97 * 1 = 2476,07 т/сут
Количество основных перегрузочных машин будет равно:
Краны “Ганц”:
nм = (2294,12 * 1,3) / 1317,61 = 2,26 ≈ 3 крана
Краны “Альбатрос”:
nм = (2294,12 * 1,3) / 2476,07 = 1,2 ≈ 2 крана
Количество причалов, необходимых для перегрузки заданного грузооборота определяется по формуле с округлением результата до целого большего числа:
Nпр = nм / n’м , ед. (4.26.)
где n’м – наибольшее количество основных перегрузочных машин, которое может быть поставлено на причале, обеспечивая работу без снижения производительности.
Количество причалов для крана “Ганц” будет равно:
Nпр = 3 / 3 = 1 ≈ 1 причал
Для крана “Альбатрос” будет равно:
Nпр = 2 / 3 = 1 ≈ 1 причал
Теперь определим окончательную длину причала, которая находится по следующей формуле:
Lпр = 2/3 * Lс, м. (4.27.)
Зная окончательную длину причала (72,3 м), можно определить размеры складской площадки. Длина площадки будет равна 0.9 длины причала и будет равна 65 м. А ширина площадки получается путем деления общей площади на длину площадки и она будет равна 26 м. Так как эта ширина меньше необходимой ширины фронтальной площадки, то тылового склада не будет, а будет только фронтальный.
Теперь определим окончательную пропускную способность причала:
Для крана “Ганц”:
Kсн = 0,8
tгр = 3851 / (3 * 1344,5 * 0,8) + 2500 / (3 * 1344,5 * 0,8) = 1,97 сут.
Kв = 1,97 / (1,97 + 0,08) = 0,96
Пф = 3 * 0,96 * 0,8 * 1344,5 = 3097,73 т/сут.
Для крана “Альбатрос”:
Kсн = 0,9
tгр = 3851 / (2 * 2552,65 * 0,9) + 2500 / (2 * 2552,65 * 0,9) = 1,38 сут.
Kв = 1,38 / (1,38 + 0,08) = 0,95
Пф = 2 * 0,95 * 0,9 * 2552,65 = 4365,03 т/сут.
Результаты расчета показателей представлены в таблице 4.3.
Таблица 4.3
Показатели, определяющие пропускную способность причала
| № п/п | Наименование показателей | Значение показателей | |
| "Ганц" | "Альбатрос" | ||
| Среднесуточный грузооборот причалов, т. | 2 294,12 | 2 294,12 | |
| Емкость складов, т. | 14 682,37 | 14 682,37 | |
| Количество складов на причале, ед. | |||
| Глубина у причала, м. | 4,05 | 4,05 | |
| Средневзвешенная производительность механизмов по всем вариантам, т/сут | 1 344,50 | 2 552,65 | |
| Количество фронтальных перегрузочных машин, ед. | |||
| Количество причалов, ед. | |||
| Длина причального фронта, м. | 72,3 | 72,3 | |
| Пропускная способность фронтальных механизмов, т/сут | 3 097,73 | 4 365,03 |
