Механизация перегрузочных работ

Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Д.А. Филиппова К.А. Волков Электронное учебное пособие по дисциплине Механизация перегрузочных работ Санкт-Петербург 2020 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................ 3 АННОТАЦИЯ ДИСЦИПЛИНЫ НАИМЕНОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ......................... 4 ГЛОССАРИЙ .................................................................................................................................... 5 1. ПЕРЕГРУЗОЧНЫЙ ПРОЦЕСС И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ И ПОКАЗАТЕЛИ ДОСТАВКИ ГРУЗОВ............................................................................................................................................... 8 1.1. Перегрузочный процесс как неотъемлемая часть транспортного процесса ................. 8 Контрольные вопросы ................................................................................................................. 10 Тестирование................................................................................................................................. 10 2. СТРУКТУРА ПЕРЕГРУЗОЧНОГО ПРОЦЕССА ............................................................ 11 2.1. Перегрузочный процесс и его структура .......................................................................... 11 2.2. Технологические операции перегрузочного процесса ................................................... 13 2.3. Технологическая линия и технология перегрузочного процесса ................................. 13 2.4. Основные показатели перегрузочного процесса ............................................................. 14 Контрольные вопросы .............................................................................................................. 17 Тестирование ............................................................................................................................... 17 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГРУЗОВОГО ПРИЧАЛА. ................................... ГРУЗОВЫЕ ФРОНТЫ ОБРАБОТКИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ. .............................. СКЛАДЫ НА ПРИЧАЛЕ................................................................................................................. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ГРУЗОВОГО ПРИЧАЛА. ....... 19 3.1. Грузовой причал и его технологические элементы......................................................... 20 3.2. Склады .................................................................................................................................... 23 3.3. Основные технико-эксплуатационные показатели работы причала ............................ 26 Контрольные вопросы ................................................................................................................. 30 Тестирование................................................................................................................................. 30 4. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ РАБОТ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.......................................................... 32 4.1. Перегрузочное оборудование для выполнения перегрузочного процесса на причале ......................................................................................................................................................... 32 4.2. Производительность перегрузочных машин .................................................................... 33 4.3. Грузозахватные устройства для машин циклического действия .................................. 34 Контрольные вопросы ................................................................................................................. 38 Тестирование................................................................................................................................. 38 5. СХЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИЧАЛА. СТРУКТУРНО-ЭЛЕМЕНТНЫЕ СХЕМЫ ПЕРЕГРУЗОЧНОГО ПРОЦЕССА. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРЕГРУЗОЧНОГО ПРОЦЕССА. .......................................................................................... 39 5.1. Универсальные схемы механизации (схемы перегрузки). Классификации................ 39 Контрольные вопросы ................................................................................................................. 43 Тестирование................................................................................................................................. 43 2 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............................................................................................................................. 44 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................................................................... 45 ВВЕДЕНИЕ Электронное учебное пособие по дисциплине «Механизация перегрузочных работ» направлено на формирование универсальных/общепрофессиональных/профессиональных компетенций в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом по уровню бакалавриата:  ПК-2 Владеть методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов и систем автоматизированных проектирования Электронное учебное пособие предназначено для обучающихся по направлению подготовки бакалавриата 08.03.01" Строительство", может быть использовано при изучении других дисциплин, направленных на формирование профессиональных компетенций. В электронном учебном пособии содержится систематическое изложение технологии, технических и технологических средств, применяемых в портах при обслуживании перегрузочного процесса на водном транспорте. Рассмотрены вопросы применения конкретных технологий перегрузочного процесса и технологических схем перегрузки в зависимости от параметров перегружаемого груза. Цель электронного учебного пособия – сформировать у обучающихся системные знания в области проектирования рациональной технологии перегрузки и транспортноперегрузочных комплексов, обслуживающих перегрузку на водном транспорте, которые позволят в будущем осуществлять профессиональную деятельность. Содержание данного электронного учебного пособия соответствует рабочей программе дисциплины и основано на материалах отечественных и зарубежных исследований, включая современные публикации. Каждый раздел электронного учебного пособия включает контрольные вопросы и тестовые задания. 3 АННОТАЦИЯ ДИСЦИПЛИНЫ НАИМЕНОВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1. Место дисциплины в структуре образовательной программы Данная дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б1.В.ДВ.01.01 «Дисциплины по выбору» структуры ООП и изучается на 4 курсе в 8 семестре по очной форме обучения. Дисциплина имеет логическую и содержательно-методическую взаимосвязь с такими предшествующими дисциплинами как: Б1.Б.14 «Экономика в гидротехническом строительстве»; Б1.В.19 «Устройство портов»; Б.3.Р «Портовые ГТС». 2. Планируемые результаты обучения по дисциплине В результате освоения дисциплины обучающийся должен: Знать:  основные технические средства механизации перегрузочных работ и их технологические возможности, область применения и условия рационального использования;  правила и технические условия погрузки-разгрузки судов и железнодорожных вагонов, складирования и хранения грузов;  основы технологического проектирования перегрузочных процессов;  принципы подбора оборудования и компоновки схем механизации;  порядок выполнения технологических расчетов. Уметь:  разработать и скомпоновать схему механизации причала;  обосновать параметры технических средств в составе схемы механизации;  выполнять технологические расчеты и проводить оценку эксплуатационных показателей перегрузочного процесса. Владеть:  современными образовательными информационными технологиями;  методами обеспечения экологической безопасности при разработке перегрузочных процессов, а также безопасных условий труда производственного персонала;  методами внедрения прогрессивных технологических решений в практику работы портов. 3. Объем дисциплины по видам учебных занятий Объем дисциплины составляет 2 зачетные единицы; всего 72 часа, из которых по очной форме 45 часов составляет контактная работа обучающегося с преподавателем ( 30 часов – занятия лекционного типа, 15 часов – практические занятия), ___27___ часов составляет самостоятельная работа обучающегося. 4 ГЛОССАРИЙ Акватория причала Вариант работ Грейфер Груз Грузовой причал Грузозахватное устройство Грузооборот причала Комплексное обслуживание судов Водная часть причала, предназначенная для маневрирования судов при подходе и отходе их от причального фронта Законченное перемещение груза с использованием одних и тех же технических средств из изначального его положения в конечное. Грузозахватное приспособление в виде ковша, имеющего поворотные челюсти для захвата грузов. Применяется для перегрузки и транспортирования на небольшие расстояния различных грузов. Материальные ценности (сырьѐ, полуфабрикаты, готовую продукцию), принятые к перевозке. Основное производственное звено порта на котором выполняется весь комплекс работ, связанных с перемещением груза на сухопутные виды транспорта и наоборот. Механизм грузоподъѐмной машины, предназначенный для захвата (застропки), надѐжного удержания и освобождения (отстропки) грузов при выполнении погрузочноразгрузочных и складских операций. Общее количество грузов в тоннах, прибывающих в порт или отправленных из порта водным путем за определенный интервал времени. Цикл работ, связанных с ремонтом, лоцманской проводкой, швартовкой, бункеровкой и обеспечением запасами воды и продовольствия. Коэффициент перевалки Отношение объема перегрузочных работ в тонно-операциях к грузообороту. Машины непрерывного действия Перемещают груз непрерывным потоком по определенной трассе, разгрузка и загрузка этих машин может производиться без их остановки Машины у которых перемещение груза в пространстве чередуется с захватом порожнего грузозахватного устройства в начальном положении. При этом загрузка и разгрузка машин циклического действия связана с остановкой машины. Это перевозки любого товара двумя или более видами транспорта, организуемые одной логистической компанией. Комплекс работ, связанных с передачей груза с одного вида транспорта на другой, непосредственно или через склад, а также внутрипортовое перемещение груза. Параметры и значения, показывающие насколько эффективно происходит осуществление перегрузочного процесса при той или иной технологии перегрузки. Транспортный узел в котором происходит передача груза с водного транспорта на сухопутный или наоборот, с водного на водный и с водного на другие виды транспорта. Предназначен для погрузки и разгрузки транспортных Машины циклического действия Мультимодальные перевозки Перегрузка (перевалка) Показатели перегрузочного процесса Порт Прикордонный грузовой 5 фронт Причальный фронт Производительность Пропускная способность Склад Спредер Стропы Технические средства Технологическая линия Технологическая операция (операция) Технологическая оснастка Технологическая схема перегрузки Технология перегрузочного процесса средств и их комплексного обслуживания за время стоянки у причала. Предназначен для швартовки судов и их стоянки в процессе грузовой обработки или в ожидании ее. Основная характеристика подъемно-транспортной машины, показывает то количество груза в тоннах или других единицах, которое машина может перегрузить за 1 час при определенных условиях. Является характеристикой производственных возможностей порта и определяет количество груза, которое причал может переработать, при заданных производительности и количестве технологических линий (или перегрузочного оборудования) на грузовой обработке транспортных средств, за определенный период времени (сутки, навигацию). Технологический элемент причала, предназначен для приема, хранения и выдачи груза на соответствующие грузовые фронты. Специальное навесное устройство для автоматического захвата крупнотоннажных контейнеров. Приспособления, предназначенные для подъѐма грузов, либо обхвата поверхности сложной конфигурации. Различные типы перегрузочных машин, отличающихся принципом действия и конструкцией. Совокупность взаимосвязанных в определенном порядке перегрузочных машин, портовых рабочих и технологической оснастки, осуществляющих перемещение груза по тому или иному варианту перегрузки. Законченная часть технологического процесса перегрузки груза, выполненная одним или несколькими исполнителями на определенном рабочем месте. Грузозахватные приспособления подъемно-транспортных машин, различные инструменты и вспомогательные технологические приспособления, применяемые при перегрузочных работах. Краткое описание технологии перегрузки с использованием данной технологической линии. Способ осуществлений перегрузочного процесса, предусматривающий применение определенных технических средств (перегрузочные машины, различные устройства и приспособления), регламентацию численного и профессионального состава рабочих, структуру и последовательность выполнения вспомогательных транспортирующих и перегрузочных операций. Тонно-операции Внутрипортовое перемещение физической тонны груза по какому-либо варианту работ. Транспорт Совокупность всех видов путей сообщения, транспортных средств, технических устройств и сооружений на путях сообщения, обеспечивающих процесс перемещения людей и грузов различного назначения из одного места в другое. Физические свойства груза, способ упаковки груза, габариты отдельных грузовых мест, объемно-массовые Транспортная характеристика груза 6 Тыловой грузовой фронт Физическая тонна характеристики груза, удельный погрузочный объем, плотность груза, условия перевозки, перегрузки и хранения, а также степень опасности груза для людей и агрессивность по отношению к окружающей среде Предназначен для приема и обработки сухопутных транспортных средств (вагонов, автомобилей). Это перемещение груза массой 1 тонна через причальный фронт с судна на берег и наоборот. 7 1. ПЕРЕГРУЗОЧНЫЙ ПРОЦЕСС И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ И ПОКАЗАТЕЛИ ДОСТАВКИ ГРУЗОВ Цель раздела: формирование понятий о содержании перегрузочных работ, их влиянии на продолжительность стоянки транспортных средств в порту под грузовыми операциями и общей эффективность транспортного процесса. 1.1. Перегрузочный процесс как неотъемлемая часть транспортного процесса Транспорт в процессе производства обеспечивает перемещение сырья и энергоносителей без которых сам процесс материального производства невозможен. Кроме того, транспорт завершает процесс материального производства, доставляя изготовленные предметы труда потребителю. СЫРЬЁ Сфера материального Потребитель производства ЭНЕРГОСЫРЬЁ В транспортной отрасли принято называть материальные ценности (сырьѐ, полуфабрикаты, готовую продукцию), принятые к перевозке - грузом. Традиционный процесс доставки грузов потребителю состоит из следующих основных этапов: 1. загрузка транспортных средств в пунктах отправления груза; 2. перемещение груза транспортными средствами от пункта отправления в пункт назначения; 3. перегрузка груза на другой вид транспорта для доставки потребителю или при отсутствии смежного транспорта - передача груза на оперативный склад для хранения; 4. разгрузка транспортных средств в пунктах назначения. 8 Поставщик Склад клиента / потребитель Доставка до порта (сухопутный транспорт) ПОРТ (терминал) Сухопутный транспорт Водный транспорт ПОРТ (терминал) СКЛАД (оперативный склад в порту) Загрузка, перегрузка и выгрузка происходят при передаче с одного вида транспорта на другой (мультимодальные перевозки) и при выгрузке груза на склад. При перевозке груза водным транспортом важную роль играет порт (морской, речной). Порт является крупным транспортным узлом, в котором стыкуются коммуникации различных видов транспорта: водного (морского и речного), сухопутного (железнодорожного, автомобильного), трубопроводного. В некоторых труднодоступных портах возможна стыковка воздушного транспорта. Основным назначением порта является выполнение задачи по передаче груза с одного вида транспорта на другой (с водного на сухопутный и наоборот), то есть в выполнении перегрузочного процесса. Перегрузочные работы в порту являются неотъемлемым составным звеном транспортного процесса и относится к наиболее трудоѐмким и тяжелым работам на водном транспорте, и оказывает существенное влияние на общую эффективность транспортного процесса. Эксплуатационные затраты на выполнение перегрузочных работ составляют более 30% от транспортных издержек. Время под грузовой обработкой и в ожидании его сухогрузными судами составляет примерно 40-45% от времени эксплуатации судна. Себестоимость доставки груза можно определить как: Cд  Cп / г  Cпм  C хр , руб., где Cп/г - себестоимость перегрузочных работ, руб./т; Cпм - себестоимость на перевозку груза, руб./т-км; Cхр - себестоимость на хранение груза, руб./т-сут. Кроме главной задачи, перегрузки груза с одного вида транспорта на другой, на порт возлагаются и другие задачи: 1. организация краткосрочного хранения грузов на складе порта, обуславливаемого неравномерностью прибытия в порт судов и смежных видов транспорта; 2. комплексное обслуживание судов в период их пребывания в порту (лоцманская проводка, постановка судов к причалу, снабжение топливом, водой и провизией, выполнение мелкого ремонта на судне и т.д.); 9 3. обеспечение технологической эксплуатации портового перегрузочного оборудования, гидротехнических сооружений, инженерных коммуникаций; 4. коммерческая и финансовая деятельность и т.п. 1. 2. Контрольные вопросы Каким образом перегрузочный процесс влияет на эффективность доставки? Из каких этапов состоит процесс доставки грузов? Тестирование Вопрос 1 Основным назначением порта является  выполнение задач по передачи груза с водного транспорта на сухопутный и наоборот;  комплексное обслуживание водного транспорта;  комплексное обслуживание всех видов транспорта;  выполнение задач по обслуживанию перегрузочного оборудования. Вопрос 2 Частью какого технологического процесса является перегрузочный процесс  транспортного процесса или процесса доставки;  процесса перевозки, конкретным видом транспорта;  процесса хранения на складе;  ничем из вышеперечисленного. Вопрос 3 Эффективность доставки грузов зависит от:  продолжительности грузовых операций в порту (правильный ответ);  грузоподъемности транспортных судов;  сроков и себестоимости доставки грузов; эксплуатационных характеристик водных частей. Вопрос 4 В транспортной отрасли принято называть материальные ценности, принятые к перевозке:  грузом;  товаром;  сырьѐм;  полуфабрикатами. 10 2. СТРУКТУРА ПЕРЕГРУЗОЧНОГО ПРОЦЕССА Цель раздела: формирование понятий о содержании перегрузочных работ, операциях перегрузочного процесса, их классификации. 2.1. Перегрузочный процесс и его структура Под перегрузочным процессом понимается весь комплекс работ, связанных с передачей груза с одного вида транспорта на другой, непосредственно или через склад, а также внутрипортовое перемещение груза. В целях систематизации и упрощения нормирования труда, а также разработки рациональной технологии перегрузки, перегрузочный процесс подразделяется по вариантам работ, которые определяют направление перемещение груза. Под вариантом работ понимается законченное перемещение груза с использованием одних и тех же технических средств из изначального его положения в конечное. 6 3 5 2 7 6 1 6 4 Режим работы причала для определения перемещения груза по вариантам работ будет определяться по режиму прибытия судна, т.е. причал отправления (при загрузке судна) и причал прибытия (при разгрузке судна). Соответственно в зависимости от типа схемы и технологии перегрузки могут быть следующие варианты работ: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Причал прибытия Судно - вагон Судно - автомобиль Судно - судно Судно - склад Склад (фронт) - склад (тыл) Склад - вагон Склад - автомобиль Причал отправления Вагон - судно Автомобиль - судно Судно - судно Склад - судно Склад (тыл) - склад (фронт) Вагон - склад Автомобиль - склад 11 Варианты работ, связанные с передачей груза непосредственн о с одного вида транспорта на другой, минуя склад, называются прямыми вариантами (судно автомобиль, судно - вагон и т.д.). Перегрузка грузов по прямому варианту является наиболее эффективной так как позволяет: 1. ускорить доставку грузов; 2. сохранить потребность в складских площадях; 3. повысить сохранность груза при передаче; 4. снизить объемы непроизводительного перемещения груза по территории причала; 5. снизить расходы на перегрузку. Однако, перегрузка по прямому варианту возможна только при взаимосогласованном подходе судов и сухопутных транспортных средств и в таком количестве, чтобы обеспечить разгрузку всей массы груза в судно. Но если время прибытия судов и сухопутных транспортных средств не совпадает и работа по прямому варианту будет связана со значительным простоем судна, то более экономичной будет перегрузка через склад. Для характеристики объема выполненных перегрузочных работ в портах используются два основных понятия: физическая тонна т тонна-операций. Физическая тонна - это перемещение груза массой 1 тонна через причальный фронт с судна на берег и наоборот. В физических тоннах измеряется такой показатель как грузооборот причала. Под грузооборотом причала понимают общее количество грузов в тоннах, прибывающих в порт или отправленных из порта водным путем за определенный интервал времени. m Qф.т.   Gi i 1 ,т где Gi - масса отдельных партий грузов, тонн; m - количество партий различных грузов. Под тонно-операциями понимается внутрипортовое перемещение физической тонны груза по какому-либо варианту. В тонно-операциях учитывается объем перегрузочных работ порта, то есть объем перегрузочных работ будет равен сумме произведений отдельных партий грузов на количество вариантов перегрузки: m Qт.оп.   Gi  ni i 1 , т-оп., где ni - количество вариантов перегрузки. При этом отношение объема перегрузочных работ в тонно-операциях к грузообороту будет называться коэффициентом перевалки. m K пер  Q i 1 m т.оп. Q i 1 ф.т. Коэффициент перевалки характеризует совершенство технологического процесса перегрузки, всегда по значению более или равен единице. Причем большие значения коэффициента перевалки будут говорить о дополнительных объемах работ по перевалке груза, а соответственно о дополнительных экономических затратах, связанных с ними. 12 2.2. Технологические операции перегрузочного процесса Перегрузочный процесс по каждому варианту перегрузки состоит из отдельных технологических операций, выполняемых в определенной последовательности. Операция - это законченная часть технологического процесса перегрузки груза, выполненная одним или несколькими исполнителями на определенном рабочем месте. В зависимости от назначения операции подразделяются на: ОПЕРАЦИИ Вспомогательные Основные: - начальные; - промежуточные; - конечные. К основным операциям относятся: захват груза, его перемещение и укладка. при этом сначала выполняется начальная операция по формированию подъема или пакета тарно-штучных грузов или захват грейфером навалочных, далее промежуточная операция, связанная непосредственно с перемещением груза и грузозахватного устройства (ГЗУ) и конечная операция - отстропка груза или высыпание груза из грейфера. К вспомогательным операциям относятся операции сопутствующие технологическому процессу перегрузки и непосредственно напрямую не связанные с перемещением груза, но необходимые по условиям перегрузочных работ, как например, открытие или закрытие крышек люков грузовых трюмов, сепарирование и сортировка груза, подача и уборка вспомогательных машин на судно и т.д. Операции также классифицируются по месту их выполнения: судовая, вагонная, кордонная, передаточная, внутрипортовая, складская и т.п. Например, кордонная операция выполняется перегрузочной машиной на причале и состоит из перемещений груза из судна на оперативную складскую площадку на причале или непосредственно на другие транспортные средства либо на склад в зоне действия фронтальной машины. Передаточная операция - выполняется на складе в зоне передачи груза от фронтальной перегрузочной машины к тыловой. Внутрипортовая или транспортная операция - связана с перемещением груза с оперативной площадки на причале на другие складские площадки, расположенные на территории порта вне зоны действия перегрузочного оборудования причала. 2.3. Технологическая линия и технология перегрузочного процесса Технологическая линия представляет собой совокупность взаимосвязанных в определенном порядке перегрузочных машин, портовых рабочих и технологической оснастки, осуществляющих перемещение груза по тому или иному варианту перегрузки. 13 Под технологической оснасткой понимаются грузозахватные приспособления подъемно-транспортных машин (ПТМ), различные инструменты и вспомогательные технологические приспособления, применяемые при перегрузочных работах. Под технологией перегрузочного процесса принято понимать способ осуществлений перегрузочного процесса, предусматривающий применение определенных технических средств (перегрузочные машины, различные устройства и приспособления), регламентацию численного и профессионального состава рабочих, структуру и последовательность выполнения вспомогательных транспортирующих и перегрузочных операций. На технологию перегрузочных работ в первую очередь будет влиять ряд следующих факторов: 1. транспортные характеристики груза (род груза, габариты и т.п.); 2. характеристика транспортных средств; 3. технология перевозки грузов, предусматривающая крепления и способы укладки и хранения груза на транспортном средстве; 4. технические характеристики и технологические возможности ПТМ порта; 5. уровень совершенства применяемых грузовых устройств и технологической оснастки; 6. квалификация производственного персонала (операторов ПТМ, докеров и т.п.); 7. объем грузооборота и направление грузопотока. Из перечисленных факторов в наибольшей степени технологию перегрузочных работ определяет транспортная характеристика груза, которая включает в себя такие понятия как физические свойства груза, способ упаковки груза, габариты отдельных грузовых мест, объемно-массовые характеристики груза, удельный погрузочный объем, плотность груза, условия перевозки, перегрузки и хранения, а также степень опасности груза для людей и агрессивность по отношению к окружающей среде. Исходя из транспортной характеристики все грузы подразделяются на следующие категории: 1. генеральные грузы; 2. контейнерные грузы; 3. навалочные грузы; 4. лесные грузы; 5. зерновые грузы; 6. наливные грузы; 7. режимные грузы (требующие перевозки и хранения при определенной температуре); 8. опасные грузы (обладающие агрессивными свойствами и требующие при транспортировке, перегрузке и хранении определенных условий). 2.4. Основные показатели перегрузочного процесса К основным показателям относятся: степень механовооруженности перег рузочного процесса, коэффициент перевалки, коэффициент транзитности, численность портовых рабочих, производительность технологической линии в тоннах за смену, выработка одного рабочего за смену (т-чел.см), трудоѐмкость перегрузки одной тонны (чел-ч/т). Показатели: I. Коэффициент степени механовооруженности Cм  Tрм Т рм  Т рручн ,% где соответственно Т рм и Трручн - трудозатраты машинного и ручного труда. По степени механовооруженности перегрузочные работы можно подразделить на: 14 1. физические (ручные); 2. механизированные; 3. комплексно-механизированные; 4. автоматизированные. К ручным относятся перегрузочные работы у которых все операции (основные, вспомогательные) выполняются вручную с помощью простейших устройств и приспособлений. Механизированные работы - это работы, при которых наиболее трудоѐмкие операции, связанные с перемещением груза, выполняются машинами, а конечные и промежуточные выполняются с применением ручного труда. К комплексно-механизированным работам относятся перегрузочные работы, при которых все операции перегрузочного процесса выполняются машинами, а рабочие участвуют в выполнении некоторых подсобно-вспомогательных операций, а также работ, связанных с подготовкой транспортного средства к работе. При этом количество рабочих для вспомогательно-подготовительных операций не должно превышать двух человек. Комплексно-механизированные работы характеризуются коэффициентом степени механизации до 100%. Основными задачами комплексной механизации будут являться: - освобождение рабочих от тяжелого физического труда; - повышение производительности труда портовых рабочих; - снижение продолжительности стоянки транспортных средств под грузовыми операциями; - повышение пропускной способности грузовых причалов и, как следствие, возможность повышения грузооборота при одних и тех же инвестициях. Автоматизация перегрузочных работ является высшей степенью развития комплексной механизации при которой участие человека в перегрузочном процессе сводится к минимуму. Перегрузочные машины с автоматическим управлением представляют собой самостоятельно действующие устройства или совокупность устройств, выполняющих по заданным программам производственные операции. Автоматизация перегрузочных работ является основным направлением научнотехнических процессов в порту. II. Коэффициент перевалки m K пер  Q i 1 m т.оп. Q i 1 ф.т. Коэффициент перевалки характеризует совершенство технологического процесса перегрузки. III. Численность портовых рабочих n m i 1 i 1 ч р   чмi   чопi , чел. чмi - число операторов ПТМ, чел.; чопi - число вспомогательных портовых рабочих ПТМ, чел.; В перегрузочном процессе участвуют две категории портовых рабочих: рабочие механизаторы (операторы ПТМ), управляющие перегрузочными машинами - крановщики, водители погрузчиков и т.п., и вспомогательные рабочие, выполняющие функции по 15 формированию и расформированию подъема, застропки и отстропки подъема, тальманы, сигнальщики и т.п. Численность рабочих механизаторов зависит от числа перегрузочных машин технологической линии, а численность портовых рабочих, выполняющих отдельные операции перегрузочного процесса зависит от состава операций, которые в свою очередь зависят от рода груза, способа их перевозки и т.д. IV. Нормы выработки Комплексные нормы выработки (КНВ) измеряются в тоннах за смену, обработанных рабочими комплексных бригад, обслуживающих технологическую линию. Нормы (НВ) выработки характеризуют количество тонн груза, которое может быть перегружено одним рабочим за смену: НВ  КНВ чр , т/чел-смену Норма выработки бригады конкретных рабочих за смену (общая или операторов ПТМ) может быть определена как: НВi  Pi  tоп / см чi , т/чел-смену где Pi - производительность технологической линии, т/ч; чi - численность рабочих (механизаторов и т.д.); tоп/см - оперативное время работы ПТМ за смену (см. в пункте V), ч. Установление норм выработки необходимо для упорядочивания процесса нормирования труда в различных портах. Нормы выработки устанавливаются в соответствие с едиными комплексными нормами выработки (TRYD), которые определяются опытным путем соответствующими научно-исследовательскими институтами (НИИ). V. Производительность технологической линии Производительность технологической линии - это количество тонн груза, которое эта линия может перегрузить в течение рабочей смены. Pл  Pч  tоп / см , т/ч где Pч - часовая производительность ведущей перегрузочной машины линии, т/ч; tоп/см - оперативное время работы ПТМ за смену: tоп/ см  tсм  tпз  tобс  tот  tтп  ,ч где tсм - продолжительность конкретной смены, ч; tпз - время на подготовительно-заключительные операции, ч; tобс - ежесменное техническое обслуживание машин (ТО), ч; tтп - время на технологические перерывы, ч; tот - время на кратковременный отдых, обед или личные надобности работников, ч. В среднем время смены может быть рассчитана как среднее арифметическое из суммы трѐх смен (утренней, дневной и ночной): t см tсм   t1  t2  t3  8  8  7  23 ч t  7 , 67 ч 3 Тогда оперативное время может быть определено как: tоп/ см  tсм  Kпз ,ч где Kпз - коэффициент, учитывающий потери времени в течении смены и может быть принят в переделах 0,7...0,85. см 16 VI. Трудозатраты на выполнение заданного объема грузовых работ: Q Tрi  т  опi Н вi , чел.-смен., Q где т опi - навигационный объем переработки по i-ой технологической схеме перегрузки, т-оп. Трудозатраты могут быть определены как и для всей численности работников технологической линии, так и отдельно для вспомогательных работников или операторов ПТМ технологической линии. Контрольные вопросы 1. Определение перегрузочного процесса. 2. Определение варианта перегрузочных работ. 3. Какой из вариантов работ считается наиболее эффективным и почему? 4. Что характеризует коэффициент перевалки, как он определяется? 5. Из каких технологических операций состоит перегрузочный процесс? 6. Понятие технологии перегрузочного процесс. Какие факторы влияют на выбор технологии перегрузочного процесса. 7. Основные показатели перегрузочного процесса 8. Основные показатели перегрузочного процесса (степень механовооруженности, комплексные нормы выработки, производительность технологической линии, трудозатраты). Тестирование Вопрос 1 Какой из нижеперечисленных вариантов не является прямым вариантом перегрузки  судно - вагон  судно – склад;;  судно - судно;  вагон - автомобиль. Вопрос 2 Перегрузка грузов по прямому варианту является наиболее эффективной так как позволяет  все из перечисленного;  ускорить доставку грузов;  сохранить потребность в складских площадях;  ничем из вышеперечисленного. Вопрос 3 Физическая тонна это  перемещение груза массой 1 тонна через причальный фронт с судна на берег и наоборот;  перемещение груза массой 1 тонна между сухопутными видами транспорта;  внутрипортовое перемещение 1 тонны груза по какому-либо варианту;  внутрипортовое перемещение 1 тонны груза по прямому варианту. Вопрос 4 Под тонно-операциями понимается  внутрипортовое перемещение физической тонны груза по какому-либо варианту; 17  перемещение груза массой 1 тонна через причальный фронт с судна на берег и наоборот;  перемещение груза массой 1 тонна между сухопутными видами транспорта;  внутрипортовое перемещение 1 тонны груза по прямому варианту. Вопрос 5 Коэффициент перевалки характеризуется  отношением перегрузочных работ в тонно-операциях к навигационному грузообороту;  отношением навигационного объема к объему перегрузочных работ в тонно-операциях;  разностью между объемами перегрузочных работ в тонно-операциях и навигационного грузооборота;  отношением навигационного объема к объему перегрузочных работ по прямому варианту. Вопрос 6 Что не относится к основным операциям перегрузочного процесса  швартовка судна;  формирование подъема груза (застропка);  передача груза от фронтальной машины к тыловой;  перемещение груза фронтальной установкой на оперативную площадку причала. Вопрос 7 Что не относится к вспомогательным операциям перегрузочного процесса  формирование подъема груза (застропка);  швартовка груза;  сортировка грузов на складе;  открытие люков грузовых трюмов судна. Вопрос 8 Кордонная операция заключается в  передачи груза с судна на оперативную площадку на причале;  передачи груза с оперативной площадки на причале на склад ;  передачи груза с вагона на склад;  перемещении груза по причалу транспортирующими установками. Вопрос 9 Складская операция заключается в  формировании и расформировании штабеля с грузом;  передачи груза с судна на оперативную площадку на причале ;  передачи груза с вагона на склад;  перемещении груза по причалу транспортирующими установками. Вопрос 10 Передаточная операция заключается в  передаче груза от фронтальной установки к тыловой;  передачи груза с судна на оперативную площадку на причале ;  передачи груза с вагона на склад;  формировании и расформировании штабеля с грузом . Вопрос 11 Транспортная операция заключается в  перемещении груза по причалу транспортирующими установками ; 18    передачи груза с судна на оперативную площадку на причале ; передачи груза с вагона на склад; формировании и расформировании штабеля с грузом . Вопрос 12 К ручным работам относят  перегрузочные работы у которых все операции выполняются вручную с помощью простейших устройств и приспособлений ;  перегрузочные работы у которых только часть операций (вспомогательные) выполняются вручную с помощью простейших устройств и приспособлений;  работы при которых только наиболее трудоѐмкие операции, связанные с перемещением груза, выполняются машинами;  работы при которых все операции перегрузочного процесса выполняются машинами. Вопрос 13 К комплексно-механизированным работам относят:  работы при которых все операции перегрузочного процесса выполняются машинами, а рабочие участвуют в выполнении некоторых подсобно-вспомогательных операций;  перегрузочные работы у которых все операции выполняются вручную с помощью простейших устройств и приспособлений;  работы при которых все операции перегрузочного процесса выполняются машинами;  работы при которых наиболее трудоѐмкие операции, связанные с перемещением груза, выполняются машинами, а конечные и промежуточные выполняются с применением ручного труда. Вопрос 14 К механизированным работам относят:  работы при которых наиболее трудоѐмкие операции, связанные с перемещением груза, выполняются машинами, а конечные и промежуточные выполняются с применением ручного труда;  работы при которых все операции перегрузочного процесса выполняются машинами, а рабочие участвуют в выполнении некоторых подсобно-вспомогательных операций;  перегрузочные работы, у которых все операции выполняются вручную с помощью простейших устройств и приспособлений;  перегрузочные работы, у которых только часть операций (вспомогательные) выполняются вручную с помощью простейших устройств и приспособлений. 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГРУЗОВОГО ПРИЧАЛА. ГРУЗОВЫЕ ФРОНТЫ ОБРАБОТКИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ. СКЛАДЫ НА ПРИЧАЛЕ. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ГРУЗОВОГО ПРИЧАЛА. 19 Цель раздела: формирование понятий о назначении и составе грузовых фронтов причала, основных элементах и назначении склада. Приводятся основные показатели работы грузового причала и их расчѐт. 3.1. Грузовой причал и его технологические элементы Грузовой причал является основным производственным звеном порта, на котором выполняется весь комплекс работ, связанных с перемещением груза на сухопутные виды транспорта и наоборот. Грузовые причалы подразделяются на: 1. универсальные - на которых может перегружаться весьма широкий перечень номенклатуры грузов, независимо от направления грузопотока, за счѐт применения универсального перегрузочного оборудования; 2. специализированные - к ним относятся причалы перегружающие грузы определенного рода. Как правило, специализированный причал предназначен для отправления грузопотока только в одном конкретном направлении. В состав грузового причала входят: - акватория причалов; - причальная линия (набережная); - территория за причальной линией. Акватория причала предназначена для маневрирования судов при подходе и отходе судов от причального фронта. Причальный фронт предназначен для швартовки судов и их стоянки в процессе грузовой обработки или в ожидании ее. Длина причального фронта зависит от длины судна и некоторого расстояния между судами на соседних причалах для безопасного отхода или подхода судов к причалу: Lпр  Lс  d ,м где Lс - длина расчѐтного судна, м; d - расстояние для безопасного подхода и отхода судов к причалу, зависит от длины и типа судна (самоходное или несамоходное). Lс >200 м 150< Lс <200 100< Lс <150 65< Lс <100 d, м самоходное судно 25 20 15 10 несамоходное судно 20 15 Суммарная протяженность причальных фронтов отдельных грузовых причалов даѐт значение общей длины причального фронта в целом, являющегося его паспортной характеристикой: n Lпф   Lпрi i 1 ,м где n - число причалов. Территория за причальной линией или территория причала, которая непосредственно примыкает к причальному фронту и является операционной зоной грузового причала. В этой зоне размещаются основные технические средства и сооружения непосредственно, участвующие в перегрузочном процессе (перегрузочные машины, слады, подъездные железнодорожные и автомобильные пути, а также 20 инженерные коммуникации для электроснабжения объектов причала, водоснабжения, связи и т.п.). Основными технологическими элементами грузового причала являются: 1. прикордонный грузовой фронт; 2. тыловой грузовой фронт; 3. склады. Судно Прикордонный грузовой фронт (в зоне действия фронтальной установки) Склад А/м и ж/д транспорт Тыловой грузовой фронт (в зоне действия тыловой установки) А/м и ж/д транспорт Прикордонный грузовой фронт предназначен для погрузки и разгрузки транспортных средств и их комплексного обслуживания за время стоянки у причала. Комплексное обслуживание включает в себя цикл работ, связанных с ремонтом, лоцманской проводкой, швартовкой, бункеровкой и обеспечением запасами воды и продовольствия, и т.п. Причальный грузовой фронт включает в себя: а) причальную набережную с устройствами для швартовки судов и их удержанием в процессе грузовой обработки (различные швартовые тумбы и т.д.); б) электропитающие колонки для подключения подъемно-транспортных машин; в) прикордонные (причальные или фронтальные) перегрузочные машины; г) оперативную площадку для передачи груза от прикордонных машин на другие перегрузочные машины (основные и вспомогательные). Оперативная площадка может являться частью складских площадок и использоваться для хранения груза. 21 а а в в б б г Тыловой грузовой фронт предназначен для приема и обработки сухопутных транспортных средств (вагонов, автомобилей). В связи с этим, в тыловой грузовой фронт входят железнодорожный (ж/д) и автомобильный (а/м) грузовые фронты. Ж/д грузовой фронт - состоит из нескольких ж/д путей, перегрузочных машин и оперативных площадок. В качестве оперативной площадки может быть использованы рампы или вагонные столы. Рампы применяются при крытых складах и представляют собой возвышение пола склада над территорией причала для удобства выполнения грузовых операций в вагонах по варианту работ вагон-склад и наоборот. 22 Вагонные столы применяются для формирования подъема при выгрузке из вагона и расформировании при загрузке вагона. Также в состав ж/д грузового фронта входят: распределительное депо для груженых и порожних вагонов, вагонные весы, станции для восстановления сыпучести смерзшихся грузов и т.д. А/м грузовой фронт - включает подъездные дороги для автотранспорта, площадки для приема транспорта, оперативные площадки, а/м весы, перегрузочные машины и т.д. При работе по прямому варианту ж/д и а/м грузовые фронты могут быть совмещены с прикордонным грузовым фронтом. Склады как технологические элементы причала, предназначены для приема, хранения и выдачи груза на соответствующие грузовые фронты. 3.2. Склады Склады предназначены для приема, хранения и выдачи груза на соответствующие грузовые фронты. Кроме хранения груза, в зависимости от рода груза и направления перевозок на складах производится комплектация партий груза, сортировка груза, при необходимости пакетирование, а также взвешивание и другие требуемые операции. В зависимости от срока хранения, склады подразделяются на склады краткосрочного хранения (оперативные склады) и склады долгосрочного (навигационного) хранения (базисные склады). Оперативные склады предназначены в первую очередь для компенсации неравномерности прибытия транспортных средств. Срок хранения на оперативных складах в зависимости от рода груза может составлять от 5 до 15 суток (для тарноштучных грузов) и от 15 до 30 суток (для навалочных грузов). Оперативные склады обслуживаются перегрузочным оборудованием грузовых фронтов или специальными складскими машинами, тип которых зависит от рода груза и размеров склада. Базисные склады предназначены для накопления груза в связи с необходимостью подбора крупных партий груза при экспортных перевозках или для межнавигационного хранения грузов. По условиям хранения склады бывают закрытыми и открытыми. Закрытые склады предназначены для хранения ценных, а также влагобоящихся или скоропортящихся грузов, а также грузов, изменяющих свои свойства под воздействием солнечных лучей. По конструкции крытые склады бывают: одноэтажные, а при необходимости (дефицит территорий) - многоэтажными. Могут иметь рампы высотой от 1 до 1,2 метра и шириной до 7-ми метров. По числу пролетов одноэтажные крытые склады бывают: а) однопролѐтные 23 6м 1,2-1,4м Lпролета = кратно 6 м до 7м Как правило такие склады в соответствие со строительными нормами и правилами (СНиП) имеют длину пролета кратную 6 м (12, 24, 36 м) и уклон пола 1-1,5% в сторону причала, чтобы не скапливалась влага. б) многопролѐтные 1,2-1,4м до 60 метров до 7м Данные склады имеют в общей сумме длину пролѐтов до 60 м, рампа может присутствовать с обеих сторон склада. Открытые склады представляют собой открытые складские площадки для хранения навалочных грузов и тарно-штучных грузов небоящихся влаги. Основные характеристики склада: 1. вместимость склада E (тонн, единиц груза); 2. площадь склада F (м2). Расчетная вместимость оперативного склада при перегрузке навалочных, лесных и тарно-штучных грузов открытого хранения в речных портах принимается соответствующей максимальному значению из неравенства:  0, 01eнQн 200 K н    Tн EскР  max    Q Р t   с cr  хр    24 где eн - нормативная вместимость склада в процентах от навигационного грузооборота; Kн -коэффициент неравномерности грузопотока; tхр  - норма времени хранения груза на складе, сут. В случае перегрузки навалочных грузов крытого хранения, требующих использования специализированных складов (например силосных, шатровых или купольных), вместимость склада определяется как EскР    Dф ,т где  - коэффициент кратности, принимается при перегрузке груза одной марки  = 2...3 при перегрузке нескольких марок груза  =1…1.5 для каждой марки. Для тарно-штучных грузов, хранение, которых осуществляется в типовых унифицированных складах и контейнерах, расчетная вместимость склада устанавливается по зависимости, учитывающей продолжительность хранения. Для создания складов межнавигационного хранения вместимость базисных складов рассчитывается по формуле:  T  Ecк  QH 1  H   Tгод  , т где Tгод - продолжительность периода вывоза груза со склада в течение года, сут. Для морских портов расчетная вместимость оперативных складов определяется в соответствии с Нормами технологического проектирования морских портов по формуле: EскР  K сл D  eз где ,т К сл -коэффициент сложности грузопотока для причалов отправления, К К принимается сл =1,0 – 1,3 для однородных грузов и сл =1,3 – 1,6 для разнородных грузов; eз - запас вместимости склада, сглаживающий несовпадение прибытия судов и сухопутных транспортных средств (вагонов или автомобилей), т. Запас вместимости определяется по зависимости: eз  QсР  nз ,т n где з - норма запаса в сутках , принимается в пределах 2-4 суток, в зависимости от режима подхода судов. При этом, вместимость оперативного склада на одном причале пределах 1,3D  Ескприч  2,5 D Основная площадь территории под складирование груза определена ориентировочно по укрупненным нормативам: FОС Eскприч должна быть в FOC , может быть EскР  K И qск , м2 где K И - коэффициент использования основной площади склада; 25 Для открытых складских площадок при расположении причала в середине причального фронта длина склада принимается равной Lск  0,9  Lc  d  ,м Для отдельно расположенного причала Lск  1, 2 Lc ,м Для склада закрытого типа его длина принимается равной Lск  0,9 Lc ,м с округлением до целого числа, кратного 6м (шагу наружных опор по продольным осям). При известной длине склада закрытого типа его ширина определяется как BCK  FOC LCK , м Размеры крытых складов на водном транспорте унифицированы и могут иметь ширину:  однопролетные – 12, 24 или 30 м;  двухпролетные – 36 м (18+18);  трехпролетные – 48 м (12+24+12) или 60 м (18+24+18). Полезная высота крытого склада (от пола до несущих конструкций) принимается равной 6,0 м. 3.3. Основные технико-эксплуатационные показатели работы причала К основным технико-эксплуатационным показателям работы причала относятся: 1. грузооборот причала; 2. временные нормы грузовых работ; 3. интенсивность грузовой обработки транспортных средств; 4. продолжительность стоянки транспортных средств под обработкой; 5. пропускная способность причала и грузовых фронтов; 6. коэффициент резерва пропускной способности причала. Грузооборот причала является основным эксплуатационным показателем работы причала и характеризует количество груза в физических тоннах, которое перегружается из судов на сухопутные транспортные средства и на склад или обратно за определенный период времени (год, месяц, сутки). Различают грузооборот по прибытию, по отправлению, по родам груза и т.д. Грузооборот характеризуется неравномерностью прибытия грузов в отдельные периоды времени, которые определяется коэффициентом неравномерности перевозок. Основной величиной при проектировании причала является суточный расчетный грузооборот. Qc  p Qн  К н , т/сут Т н  Т нр где Qн - навигационный грузооборот, т; K н - коэффициент неравномерности перевозок; Т н - продолжительность навигационного периода перевозок, сут; 26 Т нр - количество нерабочих дней по метеоусловиям, сут. Неравномерность прибытия груза к причалу в течение месяца обуславливается различным временем открытия навигации в портах прибытия и отправления, а также сезонности перевозки груза и колебанием уровней воды в течение навигации. Коэффициент неравномерности прибытия в течение месяца может быть рассчитан как произведение максимального за месяц значения грузооборота к среднему его значению: max Qмес Kн  Qмес Qср Qмесmax Норма грузовых работ - величина, устанавливающая количество груза, которое порт должен обработать за единицу времени. Нормой грузовых работ будет являться величина судочасовой нормы, характеризующей минимальное количество груза, которое порт должен перегрузить за 1 час. Судочасовая норма устанавливается из справочников и зависит от рода груза, грузоподъемности судна, класса грузовых трюмов и варианта работ (погрузка, разгрузка). По судочасовой норме устанавливается нормативное время стоянки судна под обработкой: Dф   Т  гр   J  ,ч J где   - судо-часовая норма интенсивности погрузки (разгрузки) судна, т/ч. Норма времени стоянки судна под обработкой: Тс   Т гр   Твсп , ч Т  где  гр  - продолжительность грузовых операций, ч Т всп - норма времени маневровых и вспомогательных операций с судами, не совмещенная с грузовой обработкой, ч. Интенсивность грузовых работ характеризует скорость грузовой обработки судна и зависит от количества и производительности технологических линий, занятых на обработке судна. Определяется по формуле: , т/ч 27 где Nл – число технологических линий; Рэ - эксплуатационная производительность технологических линий при грузовой обработке судна, т/ч. Эксплуатационная производительность определяется в зависимости от принятой технологической производительности ведущей машины, обеспечивающей погрузку или выгрузку судна и определяется по формуле: , т/ч где Рт – технологическая производительность ведущей машины, т/час; Ктex – коэффициент снижения технической производительности из-за работы механизмов машины со скоростями ниже паспортных: вследствие неполного заполнения грузозахватного или грузонесущего органа; из-за отклонения траектории перемещения груза от оптимальной (для машин циклического действия); Ктп – коэффициент снижения технической производительности вследствие технологических потерь в процессе грузовой обработки транспортных средств (подготовительно-заключительные операции, перестановка машин с трюма на трюм, смена подачи вагонов и т.п.) При расчетах значения указанных коэффициентов можно принимать: Для машин циклического действия – К тex= 0,7...0,85; К тп = 0,6...0,8; Для машин непрерывного транспорта – Ктex = 0,8...0,9; К тп= 0,7...0,9; Пропускная способность является характеристикой производственных возможностей порта и определяет количество груза, которое причал может переработать, при заданных производительности и количестве технологических линий (или перегрузочного оборудования) на грузовой обработке транспортных средств, за определенный период времени (сутки, навигацию). При проектировании грузового причала за расчетную принимают суточную пропускную способность прикордоного грузового фронта, определенную по зависимости: Пc  N л  Pэ  tоп / сут  К нв , т/сут где Nл – количество технологических линий на обработке судна; Рэ – эксплуатационная производительность линии, т/ час; tоп/сут – оперативное время работы за сутки, час; Кнв – коэффициент использования причала по времени, учитывающий перерыв в работе при смене судна у причала. Выполнив ряд преобразований, эта зависимость приводится к более простому выражению: Пс  Dф с  ton / сут  Qср , т/сут где Dф – фактическая загрузка судна; Тс – время занятости причала, учитывающее время грузовых и вспомогательных операций. Пропускная способность железнодорожного перегрузочного фронта определяется по формуле: т/сут, 28 где nвп – количество вагонов в подаче, одновременно обрабатываемых на грузовом фронте; G ф – технологическая (фактическая) подача загрузки вагона; m – число подач в сутки. Пропускная способность перегрузочного фронта по обработке автотранспорта 24 Gа  60 П авт   а   та , т/сут где Gа – фактическая загрузка автомобиля, т; τа - время грузовой обработки автомобиля, мин; τmа - время вспомогательных операций до начала грузовой обработки и после ее окончания (маневровые операции, оформление документов и др.), мин; В связи с тем, что железнодорожный и автомобильный транспорт работает более равномерно по сравнению с водным, а грузоподъемность их существенно ниже грузоподъемности судов, нет необходимости резервировать пропускную способность тылового грузового фронта в такой же степени, как прикордонного. Но при этом для пропускной способности тылового грузового фронта должны выполняться условия: , т/сут , т/сут Где φв, φа - доля суточного расчетного грузооборота, проходящая соответственно через железнодорожный и автотранспортный грузовые фронты. [Пв], [Па]- нормативная пропускная способность соответственно при обработке вагонов и автомобилей, т/сут, определяемые по формулам: Пропускная способность склада определяется его фактической вместимостью и сроком хранения груза: Пск Где E  ф ск [t хр ] , т/сут E ф ск - суммарная вместимость складских площадей, т; [txp]- нормативный срок хранения груза на складе, сут. Пропускная способность склада не должна ограничивать пропускную способность прикордонного грузового фронта , т/сут где α - доля грузооборота, проходящего через склад. При проектировании грузового причала за расчетную пропускную способность принимается пропускная способность причального грузового фронта. И при этом необходимо, чтобы пропускная способность остальных технологических элементов не ограничивала пропускной способности прикордонного фронта. Коэффициент резерва пропускной способности. Для освоения планового грузооборота и снижения простоя судов в ожидании освобождения причала, пропускная способность должна обладать определенным резервом, который характеризуется коэффициентом резерва пропускной способности Крез, определяющимся по формуле: 29 K рез  1. 2. 3. 4. 5. 6. Пc 1 Qср Контрольные вопросы Основные технологические элементы грузового причала. Универсальные и специализированные причалы, отличия. Грузовые фронты и их назначение. Склад, основные задачи. Склады краткосрочного и долгосрочного хранения. Закрытые и открытые склады, отличие и особенности. Основные технико-эксплуатационные показатели причала. Тестирование Вопрос 1 Длина причального фронта в первую очередь зависит от  длины расчетного судна;  длины склада;  длины оперативной площадки;  количества перегрузочного оборудования на причале. Вопрос 2 Причальный грузовой фронт предназначен для  комплексного обслуживания судов и грузовой обработки судов;  комплексного обслуживания судов;  передачи груза с судна на причал и наоборот;  передачи груза с судов на сухопутные транспортные средства. Вопрос 3 Тыловой грузовой фронт предназначен для  приема и обработки сухопутных транспортных средств;  комплексного обслуживания судов;  передачи груза с судна на причал и наоборот;  передачи груза с судов на сухопутные транспортные средства. Вопрос 4 Первоочередная задача склада  сглаживание неравномерности прибытия транспортных средств;  хранение грузов;  хранение и сортировка грузов;  комплектация партий грузов. Вопрос 5 Грузооборот причала  характеризует количество груза в физических тоннах, которое перегружается из судов на сухопутные транспортные средства и на склад или обратно за определенный период времени;  величина судочасовой нормы, характеризующей минимальное количество груза, которое порт должен перегрузить за 1 час;  характеризует скорость грузовой обработки судна и зависит от количества и производительности технологических линий, занятых на обработке судна; 30  характеризует производственные возможности порта и определяет количество груза, которое причал может переработать, при заданных производительности и количестве технологических линий. Вопрос 6 Интенсивность грузовой обработки  характеризует скорость грузовой обработки судна и зависит от количества и производительности технологических линий, занятых на обработке судна;  величина судочасовой нормы, характеризующей минимальное количество груза, которое порт должен перегрузить за 1 час;  характеризует количество груза в физических тоннах, которое перегружается из судов на сухопутные транспортные средства и на склад или обратно за определенный период времени;  характеризует производственные возможности порта и определяет количество груза, которое причал может переработать при заданных производительности и количестве технологических линий. Вопрос 7 Пропускная способность  характеризует производственные возможности порта и определяет количество груза, которое причал может переработать, при заданных производительности и количестве технологических линий;  величина судочасовой нормы, характеризующей минимальное количество груза, которое порт должен перегрузить за 1 час;  характеризует количество груза в физических тоннах, которое перегружается из судов на сухопутные транспортные средства и на склад или обратно за определенный период времени;  характеризует скорость грузовой обработки судна и зависит от количества и производительности технологических линий, занятых на обработке судна. Вопрос 8 При проектировании грузового причала за расчетную принимают  суточную пропускную способность причального фронта;  суточную пропускную способность железнодорожного грузового фронта;  суточную пропускную способность автомобильного грузового фронта;  суточную пропускную способность склада. Вопрос 9 Универсальные схемы механизации обеспечивают перегрузку:  разнородных грузов портальными кранами по различным технологическим вариантам;  однородных грузов портальными кранами по различным технологическим вариантам;  навалочных грузов портальными кранами по одному технологическому варианту;  тарно-штучных и контейнерных грузов по одному технологическому варианту. Вопрос 10 Специализированные схемы механизации обеспечивают перегрузку:  однородных грузов по различным вариантам;  однородных грузов по одному технологическому варианту;  разнородных грузов по различным вариантам; 31  тарно-штучных и навалочных грузов по одному технологическому варианту. Вопрос 11 Пропускная способность склада зависит от:  вместимости и продолжительности хранения груза на складе;  суточного грузооборота причала;  количества и производительности складского перегрузочного оборудования;  от рода грузов и сроков его хранения. Вопрос 12 К технологическим элементам грузового причала относятся:  перегрузочное оборудование;  устройства для подключения электропитания к перегрузочному оборудованию;  зоны передачи груза;  прикордонный и тыловой грузовые фронты, склады. 4. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ РАБОТ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. Цель раздела: формирование понятий о типах подъемно-транспортных машин, используемых в универсальных и специализированных схемах перегрузки, о типах грузозахватных приспособлений для универсального перегрузочного оборудования 4.1. Перегрузочное оборудование для выполнения перегрузочного процесса на причале Перегрузочный процесс в порту осуществляется с использованием различных технических средств, основным назначением которых является: перемещение груза в пространстве, снижение трудоѐмкости перегрузочных операций, повышение производительности технологических линий, сокращение времени стоянки судов под грузовой обработкой. К техническим средствам относятся различные типы перегрузочных машин, отличающихся принципом действия и конструкцией. Перегрузочные машины устанавливаются на грузовых фронтах и на складах в составе технологических линий. По принципу действия перегрузочные машины подразделяются на: 1. циклического (периодического) действия; 2. непрерывного действия. У машин циклического действия перемещение груза в пространстве чередуется с захватом порожнего грузозахватного устройства (ГЗУ) в начальном положении. При этом загрузка и разгрузка ГЗУ машин циклического действия связана с остановкой машины. Машины непрерывного действия перемещают груз непрерывным потоком по определенной трассе. Разгрузка и загрузка этих машин может производиться без их остановки. В зависимости от области применения перегрузочные машины подразделяются на универсальные (способные перегружать разнородные грузы по различным вариантам независимо от направления грузопотока) и специализированные (предназначены для перегрузки однородного груза, и как правило, в одном направлении). К универсальным машинам относят все типы стреловых кранов, которые перемещают груз в пространстве в горизонтальной плоскости вращения крана и изменением вылета стрелы: портальные, плавучие, мобильные пневмоколесные, 32 гусеничные, башенные, а также краны перемещающие груз в пространстве с возвратно поступательным движением - все типы козловых кранов, мостовые краны, грейфернобункерные перегружатели. Кроме того, к машинам циклического действия относятся все типы вагоноопрокидывателей, а также все типы авто- и электро-погрузчиков, бульдозеров и т.п. Универсальность стреловых, козловых и мостовых кранов достигается за счѐт применения различных съемных и сменных грузозахватных устройств. Наиболее распространенной универсальной ПТМ является портальный кран. Универсальность портального крана заключается в способности перегружать различные грузы независимо от направления грузопотока, а основной особенностью портального крана является возможность работы в грейферном и крюковом режиме. При этом соотношение скоростей основных механизмов: подъема, поворота, изменения вылета стрелы, подобраны таким образом, что при работе крана возможно совмещение подъема с поворотом или поворота с изменением вылета стрелы. Недостатком портального крана является то, что кран привязан к подкрановым путям, по которым он передвигается. Также в качестве универсального оборудования могут быть применен ы и плавучие краны и используются в основном на грузовых рейдах по вариантам работ судно-судно, и в речных портах при перегрузки с судна на причал на необорудованных причалах, а также при добыче песчано-гравийных смесей (ПГС) со дна водоемов. В морских портах плавучие краны могут быть применимы для перегрузки тяжеловесных грузов и механизмов. К машинам непрерывного действия относятся машины: 1. с гибким тяговым органом: конвейеры (ленточные, пластинчатые, скребковые, цепные), эскалаторы, специальные машины (судопогрузочные машины, ковшевые перегружатели, кратцер-краны, многочерпаковые земснаряды); 2. без гибкого тягового органа: шнековые конвейеры, инерционные конвейеры, вибрационные конвейеры, трубопроводный транспорт, пневмо- и гидроперегружатели. В зависимости от назначения и характера выполняемых работ, портовые перегрузочные машины можно классифицировать на: 1. основные, то есть осуществляющие перегрузку груза с судна на берег и обратно; 2. вспомогательные, которые включаются в одну технологическую линию с основными машинами и выполняют трюмные, складские и вагонные операции, а также используются для перемещения груза от основной машины на склад и обратно. 4.2. Производительность перегрузочных машин Основной характеристикой ПТМ будет являться еѐ производительность. Для машин циклического действия производительность будет зависеть от грузоподъемности, способа укрупнения грузов, а также от рода груза. Существует два понятия производительности: техническая производительность Pт и эксплуатационная производительность Pэ. Техническая производительность - (паспортная характеристика ПТМ), это максимальное количество груза (в тоннах или других единицах), которое машина может перегрузить за единицу времени при идеальных условиях ее использования. Данные условия подразумевают: - максимально используемая грузоподъемность; - максимальные скорости перемещения груза в пространстве; - минимальные пути перемещения груза; - максимально возможные совмещения рабочих перемещений с грузом. При проектировании машины техническая производительность является определяющей, так как по данному показателю производят определение мощности приводов механизмов. 33 При технологических расчѐтах, связанных с проектированием перегрузочного процесса и технологии перегрузки, используется эксплуатационная производительность. Эксплуатационная производительность - это производительность, которую развивает перегрузочная машина в реальных условиях ее применения в течение достаточно длительного времени. Может быть определена как: PЭ  PТ  KG  KV  K S  Kt , т/ч где KG - коэффициент, учитывающий снижение грузоподъемности; KV - коэффициент, учитывающий снижение скоростей; KS - коэффициент, учитывающий оптимальность траектории груза; Kt - коэффициент, учитывающий использование машины по времени. Для расчѐта производительность перегрузочной машины циклического действия может использоваться несколько способов: 1. хронометраж (с использованием секундомера при замере времени на выполнение конкретных операций; 2. расчѐтный способ, с определением среднего времени цикла с использованием конкретной расчетной схемы по вариантам работ; 3. нормативно-статистический, с использованием комплексных норм выработки для конкретных вариантов работ и конкретного рода груза. 4.3. Грузозахватные устройства для машин циклического действия Универсальность машин циклического действия осуществляется за счет использования различных типов грузозахватных устройств (ГЗУ). Грузозахватные устройства подразделяются на съемные и сменные. К съемным ГЗУ относятся те грузозахватные устройства, которые навешиваются непосредственно на грузовой крюк крана, к сменным ГЗУ относят такие грузозахватные приспособление, смена которых, связана со сменой грузонесущих лебедок механизмов подъема. Съемные ГЗУ классифицируются на: 1. Строповые (или обхватывающие) - простейшие в использовании, но требующие свободного пространства и ручного труда при отстропке и застропке груза. К данному типу относятся все виды строп. 34 2. Поддерживающие ГЗУ - используют принцип захвата (подхвата) груза снизу или сверху, но требуют пространства для их завода под груз. К данному типу относятся различные вилочные захваты и захваты с лапами, рамы и т.п.. 35 3. Зажимные (клещевые) ГЗУ - действуют по принципу фрикционного захвата, не требуют места для захвата. 4. Притягивающие ГЗУ - принцип действия данных захватов основан на притяжении и удержании груза при помощи электромагнитного или вакуумного захвата груза. (ниже справа - электромагнитный захват для металла, слева - вакуумный захват для листового металла) 36 Сменные ГЗУ: 1. Различные типы грейферов для навалочных грузов; (ниже слева направо грейфер для сыпучих грузов, грейфер для леса, грейфер для металлолома). 2. Автоматизированные захваты для стальных труб; 37 3. Автоматизированные крановые захваты для крупнотоннажных контейнеров (спредер). При выборе типа ГЗУ руководствуются транспортной характеристикой груза, типом укрупнения грузового места, грузоподъемностью крана. При этом при выборе, например, типа грейфера для перегрузки навалочных грузов, руководствуются свойствами груза, а подбор грейфера осуществляется таким образом, чтобы не ограничивать номинальную грузоподъемность самого крана: GV  Gгрейф  Qкр где масса грейфера Gгрейф (тонн) в первом приближении может быть принята равной 0,43Qкр (при условии, что насыпная плотность груза не превышает 2,5 т/м 3 ). G V - масса груза в подъеме, тонн. 1. 2. 3. 4. Контрольные вопросы Машины циклического действия и машины непрерывного транспорта. Производительность перегрузочных машин циклического эксплуатационная и техническая. Типы грузозахватных устройств, съемные и сменные. Выбор типа грузозахватного устройства. Тестирование Вопрос 1 К универсальному перегрузочному оборудованию относятся:  портальные и плавучие краны;  контейнерные перегружатели;  ковшевые перегружатели;  портальные автопогрузчики. 38 действия: Вопрос 2 Производительность портального крана зависит от:  всего перечисленного;  длительности цикла;  массы груза, перегружаемого за один цикл;  грузоподъемности крана. Вопрос 3 Выбор типа грузозахватного устройства зависит от:  рода груза, типа укрупнения грузового места и грузоподъемности крана;  транспортной характеристики груза;  массы груза;  грузоподъемности крана. Вопрос 4 Какой тип ГЗУ из нижеперечисленных используется для перевалки навалочных грузов:  грейфер;  спредер;  стропы;  клещевые захваты. Вопрос 5 Какой тип ГЗУ из нижеперечисленных используется для перегрузки контейнеров:  спредер;  клещевые захваты;  стропы;  грейфер. Вопрос 6 Какой тип ГЗУ из нижеперечисленных используется для перегрузки биг-бэгов и мешковых грузов:  стропы;  клещевые захваты;  грейфер;  спредер. 5. СХЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИЧАЛА. СТРУКТУРНО-ЭЛЕМЕНТНЫЕ СХЕМЫ ПЕРЕГРУЗОЧНОГО ПРОЦЕССА. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРЕГРУЗОЧНОГО ПРОЦЕССА. Цель раздела: формирование понятий о универсальных типах схем перегрузки, их классификации, области применения. 5.1. Универсальные схемы механизации (схемы перегрузки). Классификации. Для выполнения перегрузочного процесса, отдельные ПТМ, как основные, так и вспомогательные, а также различное технологическое оборудование объединяются в общую схему механизации перегрузочных работ. 39 Под схемой механизации причала понимают совокупность перегрузочного оборудования грузовых фронтов, вспомогательных устройств и технологической оснастки, скомпонованных в определенной последовательности и предназначенных для выполнения перегрузочного процесса по различным вариантам работ при перемещении груза из одних транспортных средств в другие. В состав схемы механизации могут входить несколько технологических линий. Конкретный способ выполнения перегрузочных работ данной технологической линии, регламентируется технологической схемой, определяющей направление перемещения груза, численный состав портовых рабочих, способы выполнения операций и порядок использования оборудования и оснастки. При одной и той же схеме механизации возможна перегрузка по нескольким технологическим схемам. В зависимости от типа используемого оборудования, схемы механизации подразделяются на универсальные и специализированные. Универсальные схемы являются обратимыми (перегрузка может осуществляться как по прибытию, так и по отправлению судна). Специализированные схемы основаны на применении конвейерных линий и машин непрерывного транспорта и поэтому не являются обратимыми. Универсальные схемы механизации в зависимости от структурно-элементной схемы перегрузочного процесса подразделяются на 3 типа основных схем. Структурно-элементной схемой перегрузочного процесса, выполняемого конкретной схемой механизации, принять называть условное, графическое изображение технологических схем перегрузки по вариантам работ, с указанием направления перемещения груза и используемых технических средств механизации в составе технологических линий. I тип схемы механизации. Все операции перегрузочного процесса (судовая, кордонная, вагонная и складская) выполняются перегрузочным оборудованием прикордонного грузового фронта. 40 1-αск 1 β=αск αск В данном случае пропускную способность причала будет определяться как минимальная из пропускных способностей по обработке судна, вагонов и склада: Ппр  min  Пс ; Пж/ д ; Пск  где пропускная способность судна будет определяться максимальным суточным расчетным грузооборотом: П с  Qср(max) , т/сут Пропускная способность железнодорожного грузового фронта: П ж / д  Qср(max)  ( 1   ск )  Qср(max)    Qср(max)  ( 1   ск )  Qср(max)   ск , т/сут Пропускная способность склада: E П ск  ск [ t хр ] ,т/сут Данная схема актуальна при небольших и непостоянных грузооборотах, однако значительным недостатком является то, что будет снижаться пропускная способность причала в связи со значительным отвлечением фронтальной машины на обслуживание вагонов (то есть на повторную перевалку). При этом вместимость склада ограничивается параметрами фронтальной машины. II тип схемы механизации. Во втором типе схемы механизации все операции перегрузочного процесса, как и в 1-ом типе выполняются прикордонными перегрузочными машинами, но для увеличения пропускной способности склада, его вместимость увеличивается за счѐт расширения с использованием вспомогательных машин (в конкретном примере в качестве вспомогательной машины использован бульдозер). 41 1-αск 1 β ρ αск ρ      ск При этом объем работ: Таким образом, 2ой тип схемы механизации рассматривает возможность увеличения грузооборота причала и пропускной способности склада. III тип схемы механизации. В отличии от 1ого и 2ого типов схем механизации, кроме прикордонного оборудования, используется вторая линия перегрузочного оборудования, обслуживающая тыловой грузовой фронт. При этом обеспечивается существенное увеличение вместимости склада и повышение пропускной способности причала за счет сокращения объемов повторной перевалки фронтальной перегрузочной установкой из-за обработки вагонов не только на фронте, но и в тылу. 1-αск β αск-β 1 ρ αск ρ 42 Контрольные вопросы 1. Универсальные схемы механизации и их классификация. 2. 1, 2 и 3 тип схем механизации, структурно-элементные схемы. 3. 1, 2 и 3 тип схем механизации, объемы перегрузочных работ и коэффициент повторной перевалки. Тестирование Вопрос 1 Тип схемы механизации при котором обработка судов и сухопутных транспортных средств осуществляется только причальными установками это:  1 и 2 типы схемы перегрузки;  1 тип схемы перегрузки;  3 тип схемы перегрузки;  2 тип схемы перегрузки. Вопрос 2 Тип схемы механизации, при котором для увеличения пропускной способности склада могут быть использованы вспомогательные установки это:  2 и 3 типы схемы перегрузки;  1 тип схемы перегрузки;  3 тип схемы перегрузки;  2 тип схемы перегрузки. Вопрос 3 Тип схемы механизации при котором обработка судов и сухопутных транспортных средств осуществляется двумя линиями перегрузочных машин (фронтальными и тыловыми) это:  3 тип схемы перегрузки;  1 тип схемы перегрузки;  2 тип схемы перегрузки;  2 и 3 типы схемы перегрузки. Вопрос 4 При каком типе схемы механизации объем повторной перевалки β (при перегрузке груза из склада в вагоны) будет равен αск:  1 тип схемы перегрузки;  2 тип схемы перегрузки;  3 тип схемы перегрузки;  1 и 3 типы схемы перегрузки. Вопрос 5 При каком типе схемы механизации объем повторной перевалки соблюдается следующее равенство коэффициентов повторной перевалки β+ρ= αск:  2 тип схемы перегрузки;  1 тип схемы перегрузки;  3 тип схемы перегрузки;  1 и 2 типы схемы перегрузки. Вопрос 6 43 Более высокую пропускную способность склада имеет:  схема механизации 3 типа;  схема механизации 1 типа;  схема механизации 2 типа;  пропускная способность везде одинаковая. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Электронное учебное пособие по дисциплине «Механизация перегрузочных работ» разработано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом по уровню бакалавриата. В электронном учебном пособии содержится систематическое изложение материала. Рассмотрены вопросы разработки технологий перегрузочного процесса в портах. Содержание данного электронного учебного пособия соответствует рабочей программе дисциплины и основано на материалах отечественных и зарубежных исследований, включая современные публикации. 44 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Тимошин А.А. Комплексная механизация и автоматизация погрузочноразгрузочных работ: учебник. — М.: Маршрут, 2003. - 400 с. 2. Казаков А.П. Технология и организация перегрузочных работ на речном транспорте: учебник. - М.: Транспорт, 1984. - 416 с. 3. Степанов А.Л. Перегрузочное оборудование портов и транспортных терминалов: учебник. - СПб.: Издание Политехника, 2013 г. - 427 с. 45