Расчет производительности портального крана

Основным звеном в рассчитываемых технологических линиях при погрузо-разгрузочных работах по вариантам «Вагон-Судно» (прямой вариант) и «Склад-Судно» (складской вариант) будет портальный кран. Он имеет специфическую конструкцию, отражающую необходимость максимального приближения транспортных средств (вагонов) к борту судна, что и определяет наш выбор. В рассматриваем порту Туапсе на причале №2 эксплуатируется портальный кран «Альбатрос».

Ниже приведены его технические характеристики:

Таблица 6.

Параметр	Величина	Значение
Грузоподъемность	т
Колея крана	м	10,5
Максимальный вылет стрелы	м
Минимальный вылет стрелы	м
Высота подъема груза над головкой рельсов	м
Глубина опускания груза ниже головки рельсов	м
Скорость подъема груза, Vпг	м/с	1,05
Скорость опускания груза, Vог	м/с	1,5
Скорость изменения вылета стрелы, Vивг	м/с	1,05
Скорость передвижения крана, Vпк	м/с	0,53
Скорость вращения, nпвг	с-1	0,026

Техническая производительность крана рассчитывается по формуле:

P= G

G =13,36 т – вес подъема, т; (12 кип в одном захвате по 100кг)

Tц – продолжительность цикла крана, сек.

Tц = Tц₁ –t_с

Где,

Tц₁ –продолжительность цикла крана без совмещения элементов операции, сек;

t_с – продолжительность совмещения элементов операции, сек

Tц₁= 3Г + ХГ + ОГ+ХП

Где,

3Г, ОГ – продолжительность выполнения элементов операции, захват груза и отцепка груза, сек.;

ХГ, ХП – продолжительность выполнения элементов операции, ход с грузом, ход порожнем.

ХГ (ХП) = t_П + t_ПВ + t_ИВ + t_О

t_П =

t_ПВ =

t_ИВ =

t₀ =

t_П, t_О – соответственно продолжительность подъема и опускания груза, сек;

t_ПВ, t_ИВ – соответственно продолжительность поворота и изменения вылета стрелы крана, сек;

h _o, h _п – соответственно средняя высота подъема и опускания груза, м;

a, L – соответственно средний угол поворота (градусы) и среднее изменение вылета (М) стрелы крана;

v_п, v_o – соответственно скорость подъема и опускания, м/сек;

n, V – соответственно частота вращения (об/мин) и скорость изменения вылета стрелы (м/сек);

t_р. t_т– соответственно продолжительность разгона и торможения двигателей ( для подъема, опускания, изменения вылета 1–3 сек, для поворота 4–8сек. )

h _{n =} (h _ПГ +h _ПП) /2

Где,

h _ПГ, h _ПП – высота подъема груза, соответственно когда судно в полном грузу и порожнем, м.

Средняя высота опускания груза равна:

h _о = (h _ОГ +h _ОП) /2

Где,

h _ОГ, h _ОП высота опускания груза соответственно когда судно в полном грузу и порожнем, м.

Величины h _ПГ,h _ПП,h _ОГ,h _ОП определяются графически, для этого на миллиметровке в масштабе вычерчивается поперечный разрез судна и показывается его расположение относительно причала, когда судно находится в полном грузу и порожнем. При этом будем предполагать: минимальная высота проноса груза над вагоном, причалом и комингсом люка по технике безопасности 1м, при работе по варианту судно–вагон груз необходимо пронести над вагоном и установить на стол–рампу, при работе по варианту судно–склад груз сразу устанавливается на причал.

Угол поворота стрелы крана рассчитывается как среднее арифметическое углов поворота отдельных кранов, которые определяются из схемы расстановки наибольшего количества кранов отдельно для прямого и складского вариантов. Изменение вылета стрелы можно определить по формуле:

L = R ₂– R ₁

Где,

R₂, R₁ – вылет стрелы крана соответственно наибольший и наименьший

a₁, a₂, a₃, a₄– углы поворота стрелы крана из положения 1 соответственно в положения 3,4,5,6;

a₅, a₆, a₇, a₈– углы поворота стрелы крана из положения 2 соответственно в положения 3,4,5,6.

Рис.8.1. определение величины S_cb для вагонного погрузчика, работающего в системе грузовой стол–вагон

Сокращение продолжительности цикла портального крана по варианту судно–вагон рассчитывается по формуле:

t_c = t_c1 +t_c2 +t_c3 +t_c4 +t_c5

t_c1, t_c2, t_c3, t_c4, t_{c5 –} сокращение продолжительности цикла портального крана за счет совмещения элементов операций “поворот стрелы крана” соответственно с “подъемом из трюма,“ “опусканием в трюм”, “опусканием на причал“, ”подъемом с причала”, ”изменением вылета стрелы крана”, сек.

t_c1 = H_ПТ / V_П+t _T

t_c2 = H_ПТ / V_О+t _Р

t_c3 = H_ОП / V_О+t _Р

t_c4 = H_ОП / V_П+t _T

t_с5 = t_{ИВ ,}

H_ПТ – высота подъема (опускания) груза из трюма, совмещаемая с поворотом стрелы, м.

H_ОП – высота опускания (подъема) груза на причал, совмещаемая с поворотом стрелы крана, м.

HПТ=	0, если и = 0 , если >0 и >0 , если >0 и = 0

0, если и = 0

Н_ОП , если >0 и >0

, если >0 и = 0 (10.19)

В случае если верхняя палуба судна расположена ниже уровня причала, то знак перед величинами h_1П и h_1Г в формулах (10.18), (10.19) изменяется на противоположный.

= h_ВСГ –1

= h_ВСП –1

= h_ОП+ h_СР –h_в –1

= h_ОГ + h_СР –h_в –1

Где,

h_СР – высота стол–рампы (1,4м –для рефрижераторных вагонов, 1,2м – для остальных вагонов)

h_в– высота вагона, м;

h_кл – высота комингса люка (ориентировочно 1м).

Значение остальных величин определяется из рис.8.1.

Сокращение продолжительности цикла портального крана при работе по варианту судно–склад рассчитывается по аналогичным формулам (при этом принимается h_ср=0, h_в=0), а общее сокращение цикла определяется из выражения

t_c = t_c3 + t_c4 + t_c5

В курсовой работе рассчитывается цикл и производительность кордонного крана при обработке судна по двум вариантам: прямому и складскому.

Затем рассчитывается технологическая производительность крана

Где,

t₀– оперативное время (время, в течении которого производятся погрузоразгрузочные работы.)

t_см– продолжительность смены 420 мин.

В случае прибытия (отправления) грузов в порт в открытом железнодорожном подвижном составе и обработке вагонов по варианту вагон–склад с помощью кранов необходимо также рассчитать цикл крана при работе по этому варианту и соответствующую техническую и технологическую производительности.

Определяется средневзвешенная технологическая производительность крана при обработке судна по формуле:

Р_ТХЧ =

Обработка груза по варианту «Судно-Склад»:

Средние значения величин подъема и опускания груза:

Таблица 7.

Наименование параметра	Величина	Значение
	м	2,42
	м	3,64
	м	9,53
	м	4,84
	м	28,46
	м	10,01
Среднее и	м	5,98
Среднее и	м	4,24
	м	18,45
	рад	3,08

Продолжительность элементов операции.

В грузу:

5,98 / 1,05 + (2,5 + 3,0) / 2 = 8,45 c

t_ПВГ = 3,08 / 0,026 + (2,5 + 2,0) / 2 = 120,71 c

t_ИВГ = 18,45 / 1,05 + (8,0 + 4,0) / 2 = 23,57 c

t_0Г = 4,24 / 1,50 + (2,5 + 3) / 2 = 5,58 c

Порожнем:

9,53 / 1,05 + (2,5 + 3,0) / 2 = 11,33 c

t_ПВП = 3,08 / 0,026 + (2,5 + 2,0) / 2 = 120,71 c

t_ИВп =t_ИВГ = 18,45 / 1,05 + (8,0 + 4,0) / 2 = 23,57 c

t_0П = 5,98 / 1,05 + (2,5 + 3,0) / 2 = 8,45 c

ОГ = t_0ТЦ = 44 с, ЗГ = t_ЗАХГ = 62 с.

Tц₁= 3Г + ХГ + ОГ+ ХП = 8,45 + 120,71 + 23,57 + 5,58 + 11,33 + 120,71 +

+ 23,57 + 8,45 + 44 + 62 = 428,3 с

h_cПГ-ПВГ= -1=8-1=7 м

h_cПВГ-ОГ= + h_cр.-h_в2-1= 3,64+ 0 - 0,1=4,040 м

h_cПП-ПВП = + h_cр.-h_в2-1= 9,53+0-0-1=9, 6м

h_cПВП-ОП = -1=2-1=1 м

t_С.ИВГ = t_ИВГ = t_С.ИВП= 23,57 c

t_c= 6,82 + 23,57 + 7,54 + 9,49 + 5,65 + 23,57 = 76,64 с

T_Ц = 428,3 – 76,64 = 351,66 c

Производительность крана по варианту «Судно-Склад»:

P= G 13,36 * (3600 / 351,66) = 136,77 т/ч

(6 / 7) * 136,77 = 117,23 т/ч

Обработка груза по варианту «Судно-Вагон»:

Средние значения величин подъема и опускания груза:

Таблица 8.

Наименование параметра	Величина	Значение
	м	2,42
	м	3,64
	м	9,53
	м	4,84
	м	23,46
	м	10,01
Среднее и	м	5,98
Среднее и	м	4,24
	м	13,45
	рад	1,46

Продолжительность элементов операции

В грузу:

5,98 / 1,05 + (2,5 + 3,0) / 2 = 8,45 c

t_ПВГ = 1,46 / 0,026 + (2,5 + 2,0) / 2 = 58,40 c

t_ИВГ = 13,45 / 1,05 + (8,0 + 4,0) / 2 = 18,81 c

t_0Г = 4,24 / 1,50 + (2,5 + 3) / 2 = 5,58 c

Порожнем:

9,53 / 1,05 + (2,5 + 3,0) / 2 = 11,33 c

t_ПВП = 1,46 / 0,026 + (2,5 + 2,0) / 2 = 58,40 c

t_ИВп =t_ИВГ = 13,45 / 1,05 + (8,0 + 4,0) / 2 = 18,81 c

t_0П = 5,98 / 1,05 + (2,5 + 3,0) / 2 = 8,45 c

ОГ = t_0ТЦ = 44 с, ЗГ = t_ЗАХГ = 62 с.

Tц₁= 3Г + ХГ + ОГ+ ХП = 8,45 + 58,40 + 18,81 + 5,58 + 11,33 + 58,40 +

+ 23,57 + 8,45 + 44 + 62 = 356,79 с

h_cПГ-ПВГ= -1=8-1=7 м

h_cПВГ-ОГ= + h_cр.-h_в2-1= 3,64+ 0 - 0,1=4,040 м

h_cПП-ПВП = + h_cр.-h_в2-1= 9,53+0-0-1=9, 6м

h_cПВП-ОП = -1=2-1=1 м

t_С.ИВГ = t_ИВГ = t_С.ИВП= 18,81 c

t_c= 6,82 + 18,81 + 7,54 + 9,49 + 5,65 + 18,81 = 67,12 с

T_Ц = 356,79 – 67,12 = 289,67 c

Производительность крана по варианту «Судно-Вагон»:

P= G 13,36 * (3600 / 289,67) = 166,04 т/ч

(6 / 7) * 166,04 = 142,32 т/ч

Средневзвешенная производительность

1 / ((0,80 / 117,23) + (0,20 / 142,32)) = 119,05