Порядок проектирования комплекса пртс-работ

КУРСОВОЕ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПО МЕХАНИЗАЦИИ

ПОГРУЗОЧНО-

РАЗГРУЗОЧНЫХ,

ТРАНСПОРТНЫХ

И СКЛАДСКИХ РАБОТ

Под редакцией доктора технических наук, профессора Ф. Г. Зуева

Рекомендовано Комитетом по высшей школе Миннауки России в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям "Машины и аппараты пищевых производств", "Технология хранения и переработки зерна"

МОСКВА «КОЛОС» 1995

ВВЕДЕНИЕ. 4

РАЗДЕЛ I. 4

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРТС-РАБОТ. 4

Глава 1. 6

ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЛЕКСА ПРТС-РАБОТ. 6

1.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРТС-РАБОТ. 6

1.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН 8

Глава 2. 9

АККУМУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И СХЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ ПРТС-РАБОТ НА ГРУЗОПОТОКАХ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ.. 9

2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ГРУЗОВМЕСТИМОСТИ И ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ АККУМУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ.. 9

2.2. СХЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ ПРТС - РАБОТ НА ОСНОВНЫХ ГРУЗОПОТОКАХ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ 14

2.2.1. Зернозаготовительные предприятия. 14

2.2.2. Зерноперерабатывающие предприятия и комбикормовые заводы.. 21

Глава 3. 31

АККУМУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И СХЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ ПРТС-РАБОТ НА ГРУЗОПОТОКАХ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ.. 31

3.1. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПОРАЗМЕРОВ УКРУПНЕННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ ЕДИНИЦ 31

3.2. ВЫБОР СПОСОБОВ СКЛАДИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СКЛАДОВ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ.. 35

3.3. МЕХАНИЗАЦИЯ ПРТС-РАБОТ НА СКЛАДАХ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ ПРИ ШТАБЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ.. 39

3.4 МЕХАНИЗАЦИЯ ПРТС-РАБОТ НА СКЛАДАХ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ ПРИ СТЕЛЛАЖНОМ ХРАНЕНИИ.. 46

Глава 4. 55

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ И ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРТС-РАБОТ. 55

4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ, РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И РАБОЧИХ.. 55

4.2. МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ. 60

4.3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПРТС-РАБОТ. 64

4.3.1. Капитальные затраты.. 65

4.3.2. Эксплуатационные затраты.. 67

РАЗДЕЛ II. 69

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ ПРТС-РАБОТ.. 69

Глава 5. 70

МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.. 70

5.1. УСЛОВИЯ ВЫБОРА ТИПА ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН ДЛЯ ПРТС-РАБОТ 70

5.2. КЛАССЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН И РЕЖИМЫ ИХ РАБОТЫ 70

5.3. КОНСТРУКЦИЯ И ТИПОРАЗМЕРЫ СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ КОНВЕЙЕРОВ С ТЯГОВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ.. 73

5.3.1. Выбор типоразмеров тяговых элементов. 73

5.3.2. Опорные, поворотные и направляющие устройства. 78

5.3.3. Натяжные устройства. 84

5.3.4. Приводы.. 87

5.3.5. Загрузочные и разгрузочные устройства. 88

5.3.6. Поддерживающие металлоконструкции. 92

5.4. РАСЧЕТ КОНВЕЙЕРОВ С ТЯГОВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ.. 92

5.5. ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ.. 98

5.5.1. Ленточные конвейеры общего назначения. 99

5.5.2. Ленточные конвейеры специальных типов. 101

5.5.3. Расчет конвейеров. 101

5.6. ПЛАСТИНЧАТЫЕ КОНВЕЙЕРЫ.. 108

5.6.1. Типы и область применения. 108

5.6.2. Элементы конвейеров. 109

5.7. СКРЕБКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ.. 113

5.7.1. Типы и область применения. 113

57.2. Элементы конвейеров. 117

5.8. ПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ.. 121

5.8.1. Типы и область применения. 121

5.8.2. ЭЛЕМЕНТЫ КОНВЕЙЕРОВ.. 121

5.8.3. Расчет конвейеров. 127

5.9.1. Типы и область применения. 130

5.9.2. Элементы норий. 135

5.9.3. Расчет элеваторов. 138

5.9.4. Полочные и люлечные элеваторы.. 141

5.10. ВИНТОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ.. 143

5.10.1. Типы и область применения. 143

5.10.2. Элементы конвейеров. 145

5.10.3. Расчет конвейеров. 146

5.11. РОЛИКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ.. 149

5.11.1. Типы и область применения. 149

5.11.2. Расчет конвейеров. 150

Глава 6. 151

УСТАНОВКИ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА.. 151

6.1. ТИПЫ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.. 151

6.2. ОБОРУДОВАНИЕ ПНЕВМОТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК.. 152

6.3. РАСЧЕТ ПНЕВМОТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК.. 164

6.4. УСТРОЙСТВА АЭРОГРАВИТАЦИОННОГО ТРАНСПОРТА.. 173

6.4.1. Принцип действия и область применения. 173

6.4.2. Расчет аэрогравитационных конвейеров. 174

Глава 7. 175

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ И РАЗГРУЗКИ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ ИЗ АВТОМОБИЛЕЙ, ВАГОНОВ И СУДОВ.. 175

7.1. МАШИНЫ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ И РАЗГРУЗКИ АВТОМОБИЛЕЙ.. 175

7.2. МАШИНЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ И РАЗГРУЗКИ ВАГОНОВ.. 186

7.3. МАШИНЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ И РАЗГРУЗКИ СУДОВ.. 190

Глава 8. 198

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ ПРТС-РАБОТ СО ШТУЧНЫМИ ГРУЗАМИ.. 198

8.1. ПАКЕТОФОРМИРУЮЩИЕ МАШИНЫ.. 198

8.2. МАШИНЫ ДЛЯ УКЛАДКИ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ В ГОФРОКОРОБА И ЯЩИКИ.. 209

8.2.1. ОБОРУДОВАНИЕ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ПРИНЦИПОМ УКЛАДКИ.. 209

8.2.2. ОБОРУДОВАНИЕ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ПРИНЦИПОМ УКЛАДКИ.. 212

8.3. МАШИНЫ ДЛЯ УКЛАДКИ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ В ТАРУ-ОБОРУДОВАНИЕ. 214

8.4. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ УКЛАДОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 216

8.5. КРАНЫ-ШТАБЕЛЕРЫ.. 223

8.6. ЛИФТЫ.. 236

8.7. РОБОТЫ И МАНИПУЛЯТОРЫ.. 245

8.7.1. Область применения робототехнических устройств и требования, предъявляемые к ним 245

8.7.4. Элементы промышленных роботов. 252

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.. 255

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 256

ВВЕДЕНИЕ

Работа перерабатывающих предприятий связана с перемещением больших масс сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. В цехах многих современных предприятий установлены высокопроизводи­тельные поточные линии, где грузы в потоке перемещаются без су­щественных затрат ручного труда. Наряду с этим на начальных опера­циях при поступлении и хранении сырья, а также при хранении и перемещении готовой продукции все еще занято большое число рабочих (50 % от числа занятых), причем в большей степени на работах, выполняемых вручную. Такое положение не только приводит к су­щественному удорожанию продукции, но и сопровождается увеличе­нием потерь сырья и продукции на погрузочно-разгрузочных, транс­портных и складских (ПРТС) операциях. В связи с этим механизация ПРТС-работ является одним из существенных резервов для решения продовольственной проблемы, которые могут быть наиболее успешно использованы только при комплексном рассмотрении всех вопросов в системе поставщик - транспорт - потребитель как единого целого. Такой подход требует сложных разработок, и для их выполнения должны быть подготовлены квалифицированные специалисты, в со­вершенстве владеющие методикой системного анализа и новой наукой "логистика"*, находящей применение как в области материально-тех­нического снабжения, обеспечивая сокращение сроков доставки грузов потребителю, так и при доставке продовольственных товаров, позволяя унифицировать потребительскую и транспортную тару и тем самым сократить потери дорогостоящих продуктов при перевозках и хранении. Вся система охватывает связи поставщиков и потребителей, находящихся иногда в различных подсистемах: сельское хозяйство -предприятия первичной переработки - предприятия вторичной пере­работки или предприятия, выпускающие готовую продукцию, - базы оптовой торговли - розничные магазины. Кроме того, в систему продо­вольственных складов должны входить оптовые склады не только государственной торговли, но и Центросоюза.

При изучении дисциплины "Механизация ПРТС-работ" студенты должны получить знания о системных подходах к решению транспорт-

*Логистика — планирование, управление и контроль поступающего на предприя­тие, обрабатываемого на нем и покидаемого это предприятие материального и соответст­вующего ему информационного потоков (проф. Г. Павеллек Гамбургского технического университета).

но-складских задач, которые могут обеспечить принятие правильного научно обоснованного решения. Так, предприятия рассматриваются в комплексе как со связями с другими предприятиями той же отрасли, так и с предприятиями других отраслей пищевой промышленности, заготовительных систем и потребителей продукции - торговых орга­низаций.

Естественно, при выполнении курсовых проектов студенты в ограниченные сроки не могут охватить всю большую систему пере­мещений и хранения грузов перерабатывающих предприятий агро­промышленного комплекса. Тем не менее они должны иметь пред­ставление о системных подходах к решению механизированных комп­лексов ПРТС-работ.

РАЗДЕЛ I

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРТС-РАБОТ

Основными объектами курсового проектирования по механизации ПРТС-работ являются складские комплексы с сырьем и готовой про­дукцией различных перерабатывающих отраслей, где сосредоточены большие объемы погрузочно-разгрузочных работ и где реализуются межотраслевые связи предприятий с другими системами (поставщика­ми сырья и тары, потребителями готовой продукции).

В отдельных случаях объектами проектирования могут быть поточные линии или робототехнические комплексы, обслуживающие транспортные процессы поступления сырья, тары, а также процесс отправления готовой продукции.

Одной из важных задач курсового проектирования, как и самого курса механизации ПРТС-работ, является привитие студентам навы­ков экономического обоснования принимаемых решений, исходя из общенародных интересов. Хотя такой подход необходим, прежде всего, инженерам-экономистам, однако экономические аспекты техни­ческих решений являются важнейшими и для инженеров-механиков. Поэтому в объеме курсового проекта первым разделом является разработка технического предложения комплекса и его технико-эко­номического обоснования, начиная с уточнения исходных данных проектирования, приводимых в задании.

Курсовой проект состоит из следующих разделов.

1.Пояснительная записка, в которой приводятся исходные данные и определяются основные параметры в объеме технических предложе­ний проектируемого комплекса: расчетная производительность на входе и выходе; требуемая грузовместимость зоны хранения; размеры погрузочно-разгрузочных фронтов; площади и размеры зоны хранения; типоразмеры основного оборудования для ПРТС-работ; численность обслуживающего персонала в комплексе. Затем рассчитывают два основных технико-экономических показателя решения - удельные трудовые и приведенные (денежные) затраты.

2.Графическая часть технических предложений, состоящая из чертежа плана и разрезов сооружений комплекса с указанием разме­щения принятого подъемно-транспортного оборудования (1 лист, М 1:100; 1:50).

3.Эскизный проект машины или установки, который выполняется на основании исходных данных, полученных в технических пред­ложениях. В состав эскизного проекта машины или установки входит уточнение технологического расчета машины, кинематические и прочностные расчеты отдельных узлов и основных элементов конст­рукции, составление спецификаций на машину (поузловых) и на отдельные основные узлы машины. Все это вместе с ранее выполнен-

ным технико-экономическим обоснованием является содержанием пояснительной записки.

Графическая часть эскизного проекта составляет три листа черте­жей форматом 24 (ГОСТ 2.301). На одном листе (ВО или ГЧ) размещают общий вид машины или установки (в увязке с элементами связи ее с соседними машинами); на двух других - конструкции основных узлов машины или установки. Во всех случаях - это привод машины, вклю­чая приводной барабан или звездочки, а также натяжное устройство в конвейерах или два механизма в грузоподъемных машинах, например механизмы подъема и передвижения или вращения.

Весь объем курсового проекта состоит из общей пояснительной записки (25-30 с) и 4 листов чертежей форматом 24.

Учитывая большое разнообразие грузопотоков и условий работы различных перерабатывающих предприятий, типовые задания на курсовой проект должны охватывать все или, по крайней мере, боль­шинство отраслей пищевой промышленности.

В данном случае разработаны задания для объектов различных отраслей пищевой промышленности (табл. 1.1).

Тексты и данные некоторых заданий приведены в приложениях 1-6.

По способу организации проектирования проект может выдаваться как одному студенту (индивидуальный), так и группе студентов (груп­повой). Последний рассчитан для работы двух-четырех студентов по одной теме. Темами для групповой разработки могут быть разработки в объеме технико-экономического обоснования (ТЭО) каждым студен­том одного из вариантов решения комплекса, например механизация ПРТС-работ в зоне хранения склада штучных грузов при штабельном или стеллажном хранении, при использовании в качестве укрупнен­ных транспортных единиц пакетов на плоских поддонах или тары- оборудования; применение в расходных складах свеклы сахаро-песочных заводов бурачных эстакадного и конвейерного типа и т. д.

Преимуществом таких групповых заданий является возможность путем сравнительного анализа результатов ТЭО нескольких вариан­тов, их обсуждения и обоснования получить от студентов наиболее эффективные решения.

Другой вариант группового задания - разработка сложного обору­дования для механизации ПРТС-работ, например пакетоформирующих и расформировывающих машин, автоматов для укладки мелкоштуч­ных грузов в тару - оборудование и их выемки оттуда и др. Недостат­ком в этом случае будет невозможность обеспечения индивидуально­го выполнения ТЭО. По-видимому, такие групповые задания следует предусматривать в группах конструкторов, для которых объект совместной работы над одной машиной будет весьма полезен.

Индивидуальные задания предусматривают разработку ТЭО одного варианта механизированного склада или комплекса (например, механизированного причала), а также расчет и конструирование одной из машин комплекса (конвейера, пневмотранспортной установки, кран-штабелера и др.). Для того чтобы разработка ТЭО была индиви­дуальной, предусматривается, что производительность комплекса в задании каждого студента будет различная.

Глава 1

ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЛЕКСА ПРТС-РАБОТ

В курсовых проектах рассматриваются два вида комплексов. Это механизированные склады сырья или готовой продукции различ­ных перерабатывающих предприятий агропромышленного комплекса, в которых сосредоточены средства механизации ПРТС-работ, включая те, которые обслуживают внешние грузопотоки. Кроме того, в темати­ку курсовых проектов включены также отдельные комплексно-меха­низированные линии выгрузки и транспортирования сыпучих грузов. Проектирование ведется на основании индивидуальных исходных данных.