Определение оптимальной схемы загрузки вагона

Проверил: Герасимов И.В.

 

Одесса- 2001

 

Вариант №22

Исходные данные:

Размеры пакета, мм: 820 ´ 1210 ´ 900

Масса пакета: 658 кг

Тип пакета: ПД (пакет на плоском деревянном поддоне)

Тип вагона: 11-066.

 

 

Введение

 

Одним из направлений совершенствования транспортно-перегрузочного процесса является укрупнение и унификация представленных к перевозке грузовых мест. В значительной степени это положение относится к тарно-штучным грузам и получило достаточно широкое распространение путем внедрения «пакетизации» грузов, под которой понимают формирование укрупненных грузовых единиц из однородных (по типу тары, весу и размерам) грузовых мест (мешков, ящиков, кип, тюков, рулонов, бочек и т.д.). Подобная грузовая единица, гарантированно сохраняющая свою целостность в процессе всех перемещений и сформированная с помощью каких-либо вспомогательных средств (приспособлений) или без них, называется пакетом.

Пакеты могут быть сформированы на плоских деревянных (иногда металлических, пластмассовых, картонных) площадках-поддонах, без поддонов путем обвязки группы грузовых мест специальной (чаще всего синтетической) лентой с быстроразъемным замком (строп-лента, строп-контейнер), без поддонов путем упаковки (с помощью специальной машины) в синтетическую термоусадочную пленку.

Остановимся более подробно на пакетировании тарно-штучных грузов с помощью поддонов, так как именно такой вид пакетизации предполагается при выполнении данных расчетов.

На водном транспорте наибольшее распространение получили два типа плоских деревянных поддонов поперечным сечением 1200´1600 и 1200´1800 мм. Поддоны с этими типоразмерами предусмотрено эксплуатировать преимущественно в межпортовых сообщениях с ограниченным выходом на другие виды транспорта. В сквозных смешанных железнодорожно-водных сообщениях в качестве основного предусматривается применение деревянных поддонов поперечным сечением 1200´800 мм.

Для проведения погрузочно-разгрузочных работ на железных дорогах и в портах широко применяются самоходные погрузчики, служащие для выполнения операций захвата, вертикального и горизонтального перемещения груза и укладки его в штабеля или на транспортные средства.

В зависимости от назначения конструкция погрузчиков бывает различна. Они выполняются в виде самоходных тележек с различной подъемной платформой и с вильчатым подхватом для захвата штучных грузов и укладывания их в штабеля или на стеллажи, ковшами для сыпучих грузов; они могут быть снабжены крановым оборудованием и т.д. Для работы с некоторыми типами грузов (бочки, рулоны, ящики и т.п.) на каретке грузоподъемника устанавливается захват, имеющий грузозахватные челюсти плоской или полукруглой формы. Эти захваты могут иметь принудительный поворот челюстей на        90-360º, что позволяет при укладке груза в штабель повернуть его в требуемое положение.

 

Определение оптимальной схемы загрузки вагона

 

В данной работе заданным является вагон типа 11-066. Его основные характеристики следующие:

Грузоподъемность – 68,0 т

Полезный объем кузова – 120 м³

Внутренние размеры кузова:

    длина – 13800 мм

    ширина – 2760 мм

    высота – 2791 мм

Размеры двери:

    ширина – 2000 мм

    высота – 2300 мм

Наружные размеры:

    длина по осям сцепки – 14730 мм

    длина кузова – 14010 мм

    ширина – 3010 мм

    высота (над головкой подкранового рельса) – 4687 мм

Высота пола над головкой подкранового рельса – 1283 мм

База – 10000 мм

Масса (тара) – 21,8 т

 

Оптимальное использование кузова вагона при его загрузке пакетами может быть выполнено по ряду стандартных схем. Так, оптимальная загрузка пакетами крытого железнодорожного вагона с дверным проемом стандартной ширины может быть обеспечена при использовании одной из четырех стандартных схем укладки пакетов, принятой в зависимости от конкретных размеров пакета, кузова вагона и принятых укладочных (технологических) зазоров.

Исходя из этого, определяем число рядов (пар) пакетов, укладываемых короткой стороной вдоль вагона:

схема №1 ( m = 1):

                                  L_в – (B_п + ν_п)  13800 – (1210 + 50)

n + Δn = —————— = ———————— = 15,1 шт.,

                                                А_п + δ_п                    820 + 10

т.е. n = 15 шт. Δn = 0,1.

 

схема №2 ( m = 0):

 

                             L_в – (3 ν_п + 2δ_п)  13800 – (3·50 + 2·10)

n + Δn = ——————— = ————————— = 16,4 шт.,

                                                А_п + δ_п                    820 + 10

т.е. n = 16 шт. Δn = 0,4.

 

схема №3 ( m = 3):

                  L_в – (3B_п + 2ν_п + 2δ_п) 13800 – (3·1210 + 2·50 + 2·10)

n + Δn = ————————— = ———————————— = 12,1 шт.,

                                        А_п + δ_п                            820 + 10

т.е. n = 12 шт. Δn = 0,1.

 

 

схема №4 ( m = 2):

 

                              L_в – (3B_п + 2 ν_п ) 13800 – (2·1210 + 3·50)

n + Δn = ——————— = ————————— = 13,5 шт.,

                                                А_п + δ_п                    820 + 10

т.е. n = 13 шт. Δn = 0,5.

где n – число рядов (пар) пакетов, укладываемых короткой стороной вдоль вагона;

Δn – дробный остаток;

m – число рядов (состоящих из трех пакетов) пакетов, укладываемых длинной стороной вдоль вагона;

 

 

L_в = 13800 мм - длина вагона;

А_п = 820 мм – ширина пакета;

B_п = 1210 мм – длина пакета;

ν_п = 50 мм – боковой укладочный зазор;

δ_п = 10 мм – фронтальный укладочный зазор.

Определяем число слоев пакетов по высоте вагона:

                                         Н_в – 2h_п^´

                                       n^в_с = —————— ,

                                              h_п       

где Н_в = 2791 мм – высота вагона по вертикальной части боковой стенки;

            h_п^´ = 50 мм – укладочный зазор по высоте;

  h_п = 900 мм – высота пакета.

                                      2791 - 2·50

                                       n^в_с = ————— = 2 шт.

                                             900  

Число пакетов укладываемых в нижнем слое по какой-либо стандартной схеме определяем следующим образом:

                                       N^H_c = 3m + 2n

                                       N^H_c1 = 3·1 + 2·15 = 33 шт.,

                                       N^H_c2 = 3·0 + 2·16 = 32 шт.,

                                       N^H_c3 = 3·3 + 2·12 = 33 шт.,

                                       N^H_c4 = 3·2 + 2·13 = 32 шт.

Число слоев пакетов, укладываемых на дверном просвете, определяем так:

                                         Н_g – 2h_п^´

                                       n^g_с = —————— ,

                                              h_п       

где Н_g = 2300 мм – высота дверного проема.

                                      2300 - 2·50

                                       n^g_с = ————— = 2 шт.

                                             900  

Так как n^g_с = n^в_с, то общее число пакетов в вагоне по каждой схеме укладки составит:

                                       N_в = n^в_с· N^H_c ,

                                       N_в1 = 2·33 = 66 шт.,

                                       N_в2 = 2·32 = 64 шт.,

                                       N_в3 = 2·33 = 66 шт.,

                                       N_в4 = 2·32 = 64 шт..

Так как тарно-штучные грузы характеризуются различным удельным погрузочным объемом, оценка эффективности загрузки вагона определяется такими показателями.

Коэффициент использования грузоподъемности вагона:

                                               Q_в – Q_ГP

                                       К^в_Г = ( 1 - ———— ) ·100%,

                                                   Q_в       

где Q_в = 68 т – паспортная грузоподъемность вагона;

                           Q_IP = N_в·g_В.П. ,  

где Q_ГP - общая масса груза в вагоне, т;

g_В.П. = 658 кг = 0,658 т – масса пакета;

                                       Q_ГP1 = 66·0,658 = 43,428 т,

                                       Q_ГP2 = 64·0,658 = 42,112 т,

                                       Q_ГP3 = 66·0,658 = 43,428 т,

                                       Q_ГP4 = 64·0,658 = 42,112 т,

 

 

                                                68 – 43,428

                                       К^в_Г1 = ( 1 - ————— ) ·100% = 63,9%,

                                                     68 

                                                68 – 42,112

                                       К^в_Г2 = ( 1 - ————— ) ·100% = 61,9%,

                                                     68 

                                                68 – 43,428

                                       К^в_Г3 = ( 1 - ————— ) ·100% = 63,9%,

                                                     68 

                                                68 – 42,112

                                       К^в_Г4 = ( 1 - ————— ) ·100% = 61,9%,

                                                     68 

Коэффициент использования кубатуры вагона:

                V_в – V_IP                                             V_в – N_в( А_п + δ_п )( B_п + ν_п )( h_п + h_п^´ )

 К^в_к = ( 1 - ———— ) ·100% = 1 - ———————————————— ·100%,

                   V_в                                                                                        V_в

где V_в = 120 м³ – объем прямоугольной зоны вагона (без учета объема “купольной” зоны);

V_IP - объем груза, уложенного в вагон с учетом укладочных зазоров, м³.

                      120 – 66( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )

    К^в_к1 = 1 - ———————————————————— ·100% = 54,6%,

                                                                  120

                      120 – 64( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )

    К^в_к2 = 1 - ———————————————————— ·100% = 53%,

                                                             120

                      120 – 66( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )

    К^в_к3 = 1 - ———————————————————— ·100% = 54,6%,

                                                             120

                       120 – 64( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )( 0,9 + 0,05 )

    К^в_к4 = 1 - ———————————————————— ·100% = 53%.

                                                             120

Коэффициент использования площади пола вагона:

                       S_в – S_IP                                                    L_в·B_в – N^H_c ( А_п + δ_п )( B_п + ν_п )

    К^в_п = ( 1 - ———— ) ·100% = 1 - —————————————— ·100%,

                          S_в                                                                              L_в·B_в

где S_в – площадь пола вагона, м²;

S_IP - площадь пола, занимаемая пакетами (с учетом укладочных зазоров), м²;

B_в = 2760 мм – ширина вагона.

                                             13,8·2,76 – 33( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )

    К^в_п1  = 1 - ————————————————— ·100% = 90,6%,

                                                                     13,8·2,76

                      13,8·2,76 – 32( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )

    К^в_п2  = 1 - ————————————————— ·100% = 88%,

                                                                     13,8·2,76

                       13,8·2,76 – 33( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )

    К^в_п3  = 1 - ————————————————— ·100% = 90,6%,

                                                                     13,8·2,76

                       13,8·2,76 – 32( 0,82 + 0,01 )( 1,21 + 0,05 )

    К^в_п4  = 1 - ————————————————— ·100% = 88%.

                                                                     13,8·2,76

Полученные результаты расчета для возможных схем сводим в таблицу 1.

 

Таблица 1. Анализ показателей загрузки вагона.

Номер схемы	Число пакетов в слое nвс	Общее число пакетов в вагоне Nв	Масса груза в вагоне Q IP	Коэффициенты использования вагона			Вывод
				По грузо- подъем- ности Кв Г, %	По кубатуре Квк , %	По площади пола Квп , %
1	2	66	43,428	63,9	54,6	90,6	Оптимальной является схема №2, так как  n – четное и наибольшее
2	2	64	42,112	61,9	53	88
3	2	66	43,428	63,9	54,6	90,6
4	2	64	42,112	61,9	53	88