Проектирование складского комплекса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1 Основы проектирования транспортно-грузового комплекса

2 Определение структуры транспортно-грузового комплекса

2.1 Транспортно-грузовой комплекс для навалочных и насыпных грузов

2.2 Составные части транспортно-грузового комплекса, и их взаимодействие между собой

2.3 Процесс работ транспортно-грузового комплекса

3. Проектирование складского комплекса

3.1 Определение вида склада, уровень механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ

3.2 Определение технического оснащение склада

3.3 Определение геометрических размеров склада

3.4 Расчет погрузочно-разгрузочного фронта

3.5 Разработка графиков технологического процесса работы погрузочно-складского комплекса

Заключение

Список использованных источников

Введение

В условиях рыночных отношений большое значение приобретают не только непосредственно процессы изготовления продукции производственно-технического назначения и товаров широкого потребления, но также и процессы распределения продукции и товаров в сфере обращения. Кроме этого, сами технологические процессы производства промышленной продукции включают в себя многочисленные и разнообразные операции перемещения, перегрузок, складирования, формирования транспортных партий и т.д., без оптимизации которых невозможно создать и поддерживать эффективное производство, которое могло бы успешно конкурировать на рынке товаров, работ и услуг с другими аналогичными промышленными предприятиями.

Значение транспортных, складских и перегрузочных операций в экономике особенно проявилось в связи с возникновением и развитием в конце XX в. логистического подхода при организации эффективных грузопотоков сырья, материалов, полуфабрикатов и готовой продукции, одним из основополагающих принципов которого является ориентация на нужды конечных потребителей товаров, работ и услуг, предлагаемых на рынок промышленности, торговыми, транспортными и строительными предприятиями.

Все это приводит к необходимости построения, анализа и совершенствования транспортно-грузовых процессов и устройств не просто как отдельных объектов в экономике в целом, в промышленности и на транспорте, а как сложных технических систем, как правило, вероятностным характером функционирования, на основе методологии. Общей кибернетической теории систем, принципов деловой логистики, компьютерных информационных технологий и поддержки и обоснования технических и организационных решений, современных экономико-математических методов исследования и проектирования сложных технических объектов.

Рассмотрение технических средств оснащения грузовых терминалов, подъемно-транспортного и складского оборудования, технологии и организации складских работ, позволит будущим специалистам-технологам и менеджерам по управлению грузовыми перевозками правильно анализировать технический уровень и существующую технологию перегрузочно-складских работ и обоснованию планировать их модернизацию.

В работе изложены основные понятия по устройству и организации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ на складах.

Целью данной курсовой работы является разработка в соответствии с заданием на проектирование комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских операций, обеспечивающий рост производительности труда на погрузочно- разгрузочных работах.

1 Основы проектирования транспортно-грузового комплекса

Сооружение транспортно-грузового комплекса (ТГК) условно можно разделить на четыре основных этапа:

- создание концепции ТГК;

- проектирование объектов ТГК и согласование документации;

- строительство объектов ТГК;

- монтаж и установка оборудования.

При формулировании задания на проектирование перед заказчиком встают серьезные вопросы, а именно: какие необходимы площадь и высота здания, как расположить пятно застройки на земельном участке, сколько ворот будет в здании, каковы требования к строительным конструкциям и многие другие.

Процесс начинают с разработки ключевого документа для всех последующих этапов концепции ТГК. Входными данными для данного документа являются требования и пожелания заказчика. Результатами будут:

-параметры здания склада-расположение на земельном участке (пятно застройки), площадь, высота с учетом существующих ограничений и технических условий;

- схема движения транспортных средств с указанием мест погрузки-выгрузки и ворот;

- состав, размеры и расположение технологических зон склада;

- планировочная схема стеллажных конструкций;

- схема движения груза по складу;

-спецификация и типы подъемно-транспортного и иного складского оборудования.

При разработке концепции рассматривают и обсуждают, как правило, несколько вариантов. Данный документ согласовывают со всеми сторонами и участниками проекта. Наличие проработанной и согласованной концепции склада значительно упрощает процесс проектирования и фактически превращает его в техническую процедуру.

Транспортно-грузовой комплекс включает здания, сооружения, инженерные и транспортные коммуникации различного назначения. Состав строительных объектов ТГК определяется его мощностью, структурой технологического процесса, размещением относительно местоположения поставщиков и потребителей, возможностями подключения к системам энергоснабжения, водоснабжения, водоотведения и т.д.

Строительство ТГК осуществляется на основе разработанной и утвержденной в установленном порядке проектной документации. Проектирование объектов строительства должны вести юридические и физические лица, получившие в установленном порядке право (лицензию) на соответствующий вид деятельности. Обычно изыскания и проектирование объектов ТГК выполняют проектно изыскательские и научно-исследовательские организации (институты).

Проектную документацию разрабатывают преимущественно на конкурсной основе, в том числе через торги подряда (тендер). В создании проекта с первого же дня участвуют специалисты в области логистики, складского оборудования, проектировщики, архитекторы, строители.

Разработке проектной документации предшествует составление Обоснования инвестиций в строительство ТГК (концепции ТГК), в котором устанавливают необходимость и экономическая целесообразность строительства комплекса. По утвержденному инвестором Обоснованию составляют задание на проектирование (ПЗ). В нем указывают технические параметры проектируемого объекта, сроки строительства, стадийность проектирования, требования по вариантной проработке решений, устанавливают показатели эффективности инвестиций.

Проектирование объектов транспортно-грузовых систем в зависимости от их сложности ведется в одну или две стадии. Если проектируется технически несложный объект, строительство которого должно осуществляться преимущественно по типовым и повторно применяемым проектам, разработка проектно-сметной документации выполняется в одну стадию рабочий проект (РП). Проектирование сложных объектов производится в две стадии проект (П) и рабочая документация (РД). На стадии П принимаются, согласовываются и утверждаются основные технические решения, а на второй стадии они уточняются и детализируются.

Стадия П (РП) разрабатывается на основе материалов экономических и технических изысканий. РД, составляемая по утвержденному проекту, содержит рабочие чертежи, сметы, ведомости объемов и потребности в материалах для строительно-монтажных работ, спецификации оборудования. РП, разрабатываемый при одностадийном проектировании, объединяет материалы двух стадий -- П и РД.

Место размещения объекта и основные требования к нему согласовывают с соответствующими организациями по вопросам землеотвода, водообеспечения и водоотведения, охраны окружающей среды, санитарно-эпидемиологического состояния, пожаробезопасности, обеспечения средствами связи, электро-, тепло-, газоснабжения, гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций.

Проектная документация, разработанная в соответствии с исходными данными, техническими условиями и требованиями, выданными органами государственного надзора (контроля) и заинтересованными организациями при согласовании места размещения объекта, дополнительному согласованию не подлежит, за исключением случаев, особо оговоренных законодательством Республики Казахстан.

В то же время независимо от источников финансирования, форм собственности и принадлежности, органы государственного архитектурно-строительного надзора подвергают экспертизе рабочие проекты на строительство объектов. Как правило, проектную документацию рассматривают, если она согласована всеми заинтересованными организациями. Поэтому разработчик проекта и заказчик должны быть готовы к трудоемкой и длительной процедуре согласования, отнимающей не меньше сил и времени, чем сама разработка проекта.

Если строительство объекта осуществляется за счет федерального или регионального бюджета, то порядок утверждения проектов устанавливают соответствующие органы государственного управления. При строительстве за счет собственных финансовых ресурсов, заемных и привлеченных средств инвесторов проект утверждает непосредственно заказчик (инвестор).

При разработке проектов следует максимально использовать современные типовые проекты, разработанные специализированными проектными организациями.

В общем случае проект на строительство ТГК состоит из следующих разделов:

- общая пояснительная записка;

- генеральный план и транспорт;

- технологические решения;

- организация и условия труда работников, управление производством и предприятием;

- архитектурно-строительные решения;

- оборудование, сети и системы;

- организация строительства;

- охрана окружающей среды;

- инженерно-технические мероприятия гражданской обороны, мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций;

-сметная документация;

-эффективность инвестиций.

Рабочий проект разрабатывают в сокращенном объеме и составе, определяемом в зависимости от особенностей проектируемого ТГК. В состав рабочего проекта входит рабочая документация.

Рабочая документация на строительство ТГК, как правило, включает в себя чертежи и документы, состав которых определяется соответствующими государственными стандартами и уточняется заказчиком и проектировщиком в договоре (контракте) на проектирование. Государственные, отраслевые и республиканские стандарты, а также чертежи типовых конструкций, изделий и узлов, на которые имеются ссылки в рабочих чертежах, не входят в состав рабочей документации и могут передаваться проектировщиком заказчику, если это оговорено в договоре.

2 Определение структуры транспортно-грузового комплекса

2.1 Транспортно - грузовой комплекс для навалочных и насыпных грузов

Насыпные грузы (транспортируемые машинами непрерывного действия) - это массовые навалочные кусковые, зернистые, порошкообразные и пылевидные материалы, хранимые и перемещаемые навалом (руда, уголь, торф, щебень, зерно, песок, цемент).

Тип щебня и его характеристика

По своим характеристикам щебень делится на следующие категории:

1. Фракции.

2. Лещадность щебня.

Щебень представляет собой природные формирования различной формы. Помимо плоской и кубических форм щебня, бывают так же игловатая, пластичная и прочее «деформированные» формы. Все эти не стандартные видообразования данного материала могут существенно повлиять на качество строительных работ, что очень важно при их выполнении.

3. Радиоактивность щебня.

Радиоактивность щебня - величина, которая является определяющей для данного строительного материала. От класса радиоактивности напрямую зависит где можно использовать данный тип щебня. Пригодность щебня для того или иного типа строительных работ обязательно заверяется Санитарно-Эпидемиологическими сертификатами и лабораторными исследованиями. Щебню, который подходит для любого типа работ присваивают 1 класс радиоактивности. Для строительства дорого можно использовать щебень с несколько большей радиоактивностью. Данному щебню присваивается второй класс.

4. Морозостойкость щебня.

Морозостойкость - это величина, показывающая сколько циклов полного замерзания и оттаивания щебень «проживет». По своей морозостойкости щебень делится на различные марки. Основными марками, которые применяются в строительстве, являются марки от F300 и выше.

Виды щебня. Применение различных видов щебня.

Щебень гранитный - щебень, строение которого представляет собой зернистую структуру. Такой щебень получается из твердых горных пород и является одним из наиболее распространенных в природе. Цвет гранитного щебня может изменятся от серого до красного и зависит от наличия в нем различного количества примесей, таких как слюда, шпат, кварц, известковые отложения и другие. Щебень получается путем взрыва и дробления горных пород. В последствии полученный щебень разделяют на фракции

Известняковый щебень - материал, получаемый дроблением известняка. Основная сфера применении изготовление ЖБИ, бетонных конструкций, фундаментов и дорожного полотна. Другое название его -- доломитовый щебень.

Гравийный щебень - щебень, получаемый из каменной скалы. Скала дробится и просеивается. Так же данный вид щебня можно получить из различных карьерных пород. Основное его преимущество низкий радиационный фон. Сфера применения при строительстве жилых помещений, ЖБИ, фундамента, различных типов бетона. Гравийный щебень может делиться на:

- гравий - порода, имеющая форму овалов или другие округлые формы. Основное происхождение такого типа гравийного щебня, река или море.

- колотый щебень - гравийный щебень иного природного происхождения, получаемый дроблением породы.

Вторичный щебень - щебень, получаемый после переработки отходов строительных материалов. Основным источником такого щебня является раздробленный строительный мусор (асфальт, бетон, кирпич).

Вторичный щебень уступает другим видам щебня по морозостойкости и другим характеристикам. Но, учитывая, что производство данного щебня чрезвычайно простое и дешевое, этот материал получил широкое применение в таких отраслях, как отрасль дорожного хозяйства (обустройство съездов, первоначального слоя дорог), укрепителя грунтов, строительства траншей, инженерных коммуникаций, уплотнения котлованов.

Габбро-Диабаз - природное образование черного цвета. Представляет собой горную породу, которая хорошо накапливает и отдает тепло. Так же обладает высокой прочностью, легко полируется и поддается обработке.

Основная сфера применения - мостовая брусчатка, поребрики, памятники, так же используется как цокольный камень. Используется в печах, саунах и т.п.

Габбро-диабаз добывают в Австралии, Украине, а так же в Карелии. Последний отличается высокими параметрами морозостойкости, долговечности и истираемости.

Шлаковый щебень получают дроблением отвальных металлургических шлаков или специальной обработкой огненно-жидких шлаковых расплавов (литой шлаковый щебень). В настоящее время разработаны и применяются в строительстве разнообразные виды бетонов с применением как вяжущих, так и заполнителей на основе металлургических шлаков. Стоимость изделий из шлаковых бетонов на 20-30 % меньше, чем традиционных. В зависимости от крупности зерен щебень делится на фракции: 5- 10, 10-20, 20-40, 40-70, 70-120 мм. Зерновой состав шлакового щебня, как и других видов заполнителя, подбирается для обеспечения минимальной пустотности. Минимальная насыпная плотность щебня каждой из фракций составляет 1000 кг/м3. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, должно быть для щебня: кубовидного - не более 15%; улучшенного - 25; обычного - 35%. Длина таких зерен в три и более раза превышает их толщину или ширину.

Наряду с плотными отвальными шлаками для производства щебня используют пористые Шлаки, образуемые из расплавов с большим газонасыщением, вспучиванием пузырьками выделяющихся газов. Прочность пористых отвальных шлаков 2,5-40 МПа; средняя плотность в куске составляет 400-1600 кг/м3, что позволяет обеспечить насыпную плотность щебня 800 кг/м3 и менее и применять их для производства легких бетонов.

Декоративный щебень (гранит) производится на основе природного материала (щебня), путем окрашивания пигментами различных оттенков. Цветной щебень совершенно безопасен для жизни и здоровья людей и животных. Красители, используемые в производстве, устойчивы к любым атмосферным проявлениям, не изменяют основной цвет под воздействием прямых солнечных лучей и не окрашивают снег зимой. Производимый продукт морозостойкий, износоустойчивый и гарантирует сохранение опрятного вида декорируемого участка продолжительное время и не оказывает вредного влияния на состав воды и почвы.

Применение декоративного щебня широко используется в ландшафтном дизайне для оформления или создания:

- городских клумб;

- надписей на клумбах (особенно актуально в благоустройстве промышленных объектов);

- логотипов и надписей на земле;

- декоративного орнамента, мозаики;

- небольших сухих водоемов;

- в аквариумах в качестве декоративного дна;

- для создания оригинального дна декоративных прудов и ручейков;

- декорирования пешеходных дорожек;

- дворовых территорий, а также детских площадок;

- облагораживания садовых цветников и палисадников;

зимних садов;

- благоустройства территории возле памятников, ритуальных сооружений;

- подсыпки щебня вокруг стен загородных домов, вокруг деревьев.

Кубовидный щебень имеет кубическую форму зерен, что обеспечивает их плотное прилегание друг к другу и увеличивает прочность бетонных смесей. Производят его на специальной дробильной системе из щебня с фракциями от 20 до 70 мм. Используется этот вид щебня в дорожном и железнодорожном строительстве. Для производства высококачественного кубовидного щебня используются вертикальные молотковые дробилки, которые обеспечивают избирательность процесса дробления и наилучшее сохранение прочностных свойств природного каменного материала. При этом получаются зерна кубовидной формы с гарантированным содержанием зерен пластинчатой формы не более 15%. Данный щебень применяется в дорожном строительстве, при производстве строительных работ, в качестве заполнителя для монолитных, сборных и железобетонных конструкций, а также в качестве заполнителя для тяжелых бетонов. При использовании такого щебня в дорожном строительстве увеличивается прочность дорожного покрытия, благодаря чему оно выдерживает большие нагрузки.

Мраморный щебень, добавляемый в растворы бетонов, может использоваться не только в полах, но еще и в штукатурных смесях, которые применяются для оштукатуривания стен. Для этих целей пригоден мраморный щебень мелких фракций, к примеру, от 2 до 5 мм. В мраморном щебне такой фракции должны отсутствовать примеси и посторонние включения.

Поскольку мраморный щебень - это естественный сорбент, он может применяться не только в строительных работах, а еще в работах, которые связаны с фильтрацией колодезной воды. Для этой цели фракция мраморного щебня значения не имеет, обычно его размеры от 10 до 20 мм и выше. В очищенном виде мраморный щебень высыпают на дно колодца, в котором он находится весь срок эксплуатации устройства, обеспечивая фильтрацию и естественную очистку воды.

Также мраморный щебень можно применять в ландшафтных целях, ведь это натуральный камень, который при грамотном использовании является отличным украшением. Сделанные с применением мраморного щебня - лунки, альпийские горки, песочницы, аквариумы и другие элементы пространственного дизайна, высоко себя зарекомендовали. Ветер и дожди не позволяют структуре запылиться и накопить мусор. Ежедневный уход камням не требуется, ведь они неприхотливы, дешевые и легковосполняемые. Тщательно уложенный на участке мраморный щебень, прекрасно выглядит как вблизи, так и издали.

В особых случаях, кроме всего прочего, возможно использование мраморного щебня в ритуальных целях. Важен вопрос регулярного ежегодного ухода за обустроенным местом. Если в оформлении будет использован мраморный щебень, то место захоронения будет выглядеть ухоженным, чистым и аккуратным, поскольку сквозь него посторонние растения не прорастут.

Любой участок будет выглядеть живо, когда в его оформлении применяется мраморный щебень, который может иметь различную структуру. Нет ничего более чистого и древнего, чем природный камень, которым является мраморный щебень. Слово - мрамор - само по себе означает что-то большее, чем просто галька или гранит, и в некоторых странах он является культовым камнем. И это неспроста. Ведь это материал, с которым всегда приятно работать. При работе с ним можно прикоснуться к вечности, ведь, залежи мрамора даже по меркам возраста Земли, имеют внушительный возраст.

Базальтовый щебень получают путем переработки породы вулканического происхождения. Этот материал имеет хорошую теплопроводность низкую радиоактивность, ударопрочность. Используют базальтовый щебень в дорожном строительстве, в производстве минеральной ваты, фильтров, утеплителей.

Доломитовый щебень - это щебень, получаемый путём дробления твердой горной породы доломита.

Доломит - осадочная горная порода с примесью кальцита. Если содержание доломита в породе составляет не менее 75%, то это известняковый доломит. Если же меньше - доломитовый известняк. По своей структуре и характеристикам доломит очень схож с гранитом.

Щебень из доломита считается природным щебнем, экологически чистым материалом. Схожесть исходных горных пород делает и щебни очень схожими. Щебень из доломита, как и из гранита, обладает высокой прочностью, морозостойкостью и низкой водопоглащаемостью. Существенным отличием от гранитного является его низкая радиоактивность. В виду этого, доломитовый щебень может использоваться не только для внешних работ (заливка фундаментов, дорожных покрытий и т.д.), но и для внутренней отделки помещений. Плюс ко всему различные примеси в доломите дают разнообразные окраски щебня, что широко используется при облицовочных и отделочных работах (Рисунок 2.1).

Свойства насыпных грузов:

- кусковатость (размер и форма частиц);

- плотность;

- влажность;

- угол естественного откоса;

- подвижность частиц;

- абразивность;

- крепость;

- коррозионность;

- липкость;

- ядовитость;

- взрывоопасность;

- способность самовозгораться, слеживаться, смерзаться.

Рисунок 2.1 Виды щебня

Кусковатость (гранулометрический состав) - это количественное распределение частиц груза по крупности. Однородность размеров частиц насыпного груза определяется коэффициентом k0:

k0 = amax / amin, (2.1)

где amin - размер максимальной частицы транспортируемого груза, мм;

amax- размер минимальной частицы транспортируемого груза, мм.

При k0 > 2,5 - груз рядовой, при k0 ? 2,5 - груз сортированный.

Насыпные грузы характеризуются размером типичного куска а. Для сортированных грузов а = (amin + amax) / 2, для рядовых а = amax. В зависимости от размеров частиц amax насыпной груз подразделяется на следующие группы:

- пылевидный (цемент) до 0,05 мм;

- порошкообразный (мелкий песок) 0,05-0,49 мм;

- зернистый (зерно) 0,5-9 мм

- мелкокусковой (щебень) 10-60 мм;

- среднекусковой (уголь) 61-199 мм

- крупнокусковой (руда) 200-500 мм

- особо крупнокусковой (камни, валуны) более 500 мм (Рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 Расчетный размер

Плотность груза - это отношение его массы к занимаемому объему. Различают плотность груза свободно насыпанного (разрыхленного); механически уплотненного; в естественном плотном массиве.

Коэффициент разрыхления

kрх = сп / с, (2.2)

где сп - плотность в массиве;

с - плотность в разрыхленном состоянии.

В зависимости от плотности грузы разделяют на группы (Таблица 2.1).

Влажность насыпного груза щв (%) - это отношение массы содержащейся в грузе воды к массе высушенного груза:

- частиц насыпного груза:

щв = (mв - mс) 100 / mс, (2.3)

где mв и mв - массы порций влажного и просушенного грузов.

Таблица 2.1

Распределение насыпных грузов по плотности

Группы грузов	Плотность с, т/м3
Легкие (торф, кокс, мука, древесные опилки)	До 0,6
Средние (зерно, каменный уголь, шлак)	0,6-1,6
Тяжелые (порода, гравий, щебень, песок)	1,6-2,0
Особо тяжелые (руда, камень)	2,0-4,0

Угол естественного откоса груза ц0 - это угол между образующей конуса из свободно насыпанного груза и горизонтальной плоскостью. Различают углы естественного откоса груза в покое ц0 и в движении ц, ц ? 0,35ц0.

Рисунок 2.3 Расположение насыпного груза:

а - в покое; б - в движении

Подвижностью частиц груза определяется площадь сечения груза на движущейся опорной плоскости (лента или настил конвейера) (Таблица 2.2).

Таблица 2.2

Группы подвижности частиц грузов

Подвижность частиц груза	Насыпные грузы	Угол естественного откоса груза в покое ц0, град	Расчетный угол естественного откоса груза в движении ц, град
Легкая	Апатит, сухой песок, сухая галька, пылеуголь	30-35	10
Средняя	Влажный песок, формовочная земля, каменный уголь, камень, щебень, торф	40-45	15
Малая	Сырая глина, гашеная известь	50-56	20

Абразивность - это свойство частиц насыпного груза изнашивать соприкасающиеся с ним во время движения рабочие поверхности. По степени абразивности насыпные грузы делятся на группы:

А - неабразивные;

В - малоабразивные;

С - средней абразивности;

D - высокой абразивности.

Крепость (крепкость) груза характеризуется коэффициентом крепости:

kкр = усж / 10, (2.4)

где усж - предел прочности образца груза при сжатии (МПа).

Слеживаемость - способность насыпного груза (глина, соль, цемент) терять подвижность при длительном хранении.

Липкость - способность насыпного груза (глина, мел) прилипать к твердым телам (особенно во влажном состоянии).

Штучные грузы классифицируют на непосредственно штучные (единичные изделия, детали, узлы машин) и тарные (ящики, бочки, мешки, контейнеры). Штучные грузы характеризуются габаритными размерами, формой, массой одного изделия, хрупкостью, температурой и др.

2.2 Составные части транспортно-грузового комплекса, и их взаимодействие между собой

В транспорно-грузовой комплекс доставки щебня от места добычи до склада входят несколько процессов:

- добыча щебня;

- погрузка грейферным краном на подвижной состав

- выгрузка щебня грейферным краном в место хранения, т.е склад

- транспортировка щебня конвейером.

На основании исходной схемы комплексной механизации технологическая схема переработки груза будет иметь следующий вид:

1- выгрузка груза из транспорта прибытия в приемное устройство

2- перегрузка из приемного устройства в зону длительного хранения

3- выгрузка из зоны хранения на транспорт отправления (Рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 Технологическая схема грузопереработки

2.3 Процесс работ транспортно-грузового комплекса

Добыча щебня состоит из процесса производства изверженных пород типа бальзата, гранита, диабаза, габбро и карбонатных осадочных пород - известняков и доломитов. Для добычи этого нерудного материала сначала дробят крупные куски твердых горных пород, валунов и гравия с последующим рассевом продуктов дробления.

Щебень изначально является цельной горой, и для того, чтобы его измельчить, проводятся взрывные работы. Высококвалифицированные специалисты производят серию взрывов, в результате большие гранитные глыбы разбиваются на средние небольшие глыбы. Если остаются огромные глыбы пород, тогда взрывают повторно. Данные работы называют вскрышными, т.е. выполняемыми буровзрывным способом с вывозкой камня в отвал. После чего эти глыбы при помощи спецтехники помещают в дробильную машину, где гранит измельчается и превращается в гранитный щебень. Последний этап в добыче щебня заключается в том, что после дробления щебень отправляют в специальную машину, которая его просеет и разобьет на фракции.

Современные ТГК насыпных и навалочных грузов представляет собой сложные технические объекты, оснащенные высокопроизводительными ПТМ, специальными строительными сооружениями и устройствами, средствами вычислительной и организационной техники. Такие навалочные грузы, как твердо топливо (уголь, торф), инертные строительные материалы (песок, щебень, гравий), а также шихтовые материалы в том или ином количестве поступают на предприятия всех отраслей экономики.

На ТЭЦ основным из поступающих грузов является твердое топливо, его грузопоток составляет 1 млн т/год и более. На заводах строительной индустрии основную массу грузов составляют поступающие с внешнего транспорта минеральные строительные материалы, грузопоток которых измеряется сотнями тысяч тонн в год (Рисунок 2.5).

Технологический процесс переработки навалочных и насыпных грузов на ТГК включают технологию разгрузки транспортных средств (приема грузов), технологию складирования и технологию отправления (отгрузки) грузов на производство или на внешний транспорт. Для реализации этих технологических процессов организуются погрузочно-разгрузочные фронты, зоны временного и длительного хранения грузов.

Рисунок 2.5 Технологическая схема заданного транспортно-грузового комплекса

Каждый участок склада имеет свою технологию переработки грузов, размеры и техническое оснащение в соответствии с его функциональным назначением, родом грузов, размерами грузопотоков и другими факторами.

Зона временного хранения имеет небольшую вместимость и предназначена для приема и временного хранения прибывшей партии грузов (например, груза из одной подачи вагонов).

Отсюда после уборки транспортных средств, доставивших груз на склад, груз перегружав в зону длительного хранения внутрискладскими средствами механизации.

Этот участок может представлять собой бункер, траншею, закром, первичный отвал груза у эстакады и т.п. Участок временного хранения на складах предусматривается не всегда.

Зона длительного хранения обычно представляет собой штабель разных форм и объема, зависят как от вместимости склада, применяемых средств механизации, так и от специфических ограничений, налагаемых требованиями пожарной безопасности и условиями сохранности качества грузов.

С целью снижения затрат на перегрузку грузов на складах предусматривается возможность прямой перегрузки грузов с участка разгрузки на участок погрузки.

Прибытие и отправление грузов, возможно, любым видом магистрального и промышленного транспорта. Более 90% перевозок навалочных и насыпных грузов открытого хранения перевозят железнодорожным транспортом.

Технологический процесс разгрузки полувагонов предусматривает выгрузку навалочных грузов самотеком через люки, опрокидыванием кузова либо черпанием груза из полувагонов без открывания люков. Черпание груза грейфером из полувагона не допускается, поскольку при этом не обеспечивается сохранность кузова.

Технология перегрузки в складские штабели предусматривает зачерпывание груза из отвалов для подачи в штабель, самотечный выпуск груза из бункера на непрерывный (конвейерный) транспорт, а при разгрузке вычерпыванием - использование средств разгрузки также и для подачи извлекаемого груза на складское хранение в штабелях.

Технология отправления грузов из штабелей непосредственно для использования или отгрузка на средства внутризаводского либо внешнего транспорта определяется требованиями производства, характеристикой пунктов назначения груза и условиями его перемещения при выдаче из открытых штабелей.

Технология отправления груза со склада рассматривается в комплексе с технологией приема и складирования, используемой в отдельных случаях также и на операциях выдачи груза со склада.

Портальные краны предназначены для подъема и транспортирования сыпучих грузов и кусковых материалов (Рисунок 2.7).

В качестве грузозахватного устройства эти краны имеют грейферы различного исполнения.

Портальные краны достаточно часто используются по всем территориям, поскольку они достаточно легко передвигаются и имеют массу прекрасных рабочих характеристик. Во-первых, их грузоподъемность имеет достаточно высокие показатели, а именно в зависимости от модели крана она может варьироваться в пределах от восьмидесяти до трехсот тонн, что является достаточно высоким показателем. Достаточно широко используются такие виды кранов в такой отрасли как судостроительство и другие монтажные работы в порту.

Сама конструкция портального крана имеет разные особенности. Так для разных видов работ и в зависимости от места назначения используются такие портальные краны, как краны решетчатого вида. Существуют так же такие виды конструктивного образования портальных кранов, как башенные рамного типа, рамно-башенные раскосного типа и просто рамные.

Еще одним из видов портального крана является доковый кран. Данное устройство подразумевает на портале наличие бункерного устройства. Данный вид, как правило, используется для работы с сыпучими грузами. Портальные краны особенно распространенны для работы с судами и для портовых работ в целом, они обладают высокими производительными характеристиками и являются чрезвычайно продуктивными.

Сами порталы, которые выполняют двигательную функцию подобного вида кранов, имеют так же множество подразделений. Во-первых, они могут различаться по таким показателям как вид присоединения самой опоры к ригелю сверху. А именно бывают порталы жесткого вида и шарнирного типа. Количество присоединений может быть выполнено в виде двухстоечного присоединения и четырехстоечного. Так же в зависимости от модели портального крана может разниться и количество присоединений непосредственно с частью ходовой, а именно это может быть присоединение трехопорного вида и четырехопорного вида. Техническая характеристика предоставлена в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Техническая характеристика портального крана

Грузоподъемность крана	20 тонн при вылете 20 м 10 тонн при вылете 32 м
Высота подъема	23 м над уровнем головки рельса
Глубина опускания груза	15 м ниже уровня головки рельса
Ширина колеи портала	10,5 м
Наименьший вылет стрелы	9 м
Характеристики конструкции портала	высота портала: 6 м внутренний просвет между рельсами: 9 м
Рабочие скорости механизмов	механизм подъема 0-60 м/мин механизм изменения вылета 0-50 м/мин механизм поворота 0-1,5 об/мин механизм передвижения 0-26 м/мин
истема токоподвода к крану	моторный кабельный барабан 3 х 400 В, + нулевой провод, питание крана 230 В, 50 Гц, система управления и освещения
Грейфера	четырехканатные грейфера 1 шт. для зерна 0,8 тонны/м3, 1 шт. для угдя 1 тонна/м3, 1 шт. для руды 3,2 тонны/м3.
Грузоподъемный электромагнит	O 1900 мм, на 20 кН, 220В DC
Крюковая подвеска	на 200 кН

Металлическая конструкция портального крана изготавливается в сварном исполнении с применением в основном закрытых коробчатых конструкций и балок их двутавровых профилей, а также балок круглого поперечного сечения, в конструкции крана болтовые соединения применяются только в местах местных стыковочных соединений, выполняемых при монтаже с применением высокопрочных болтовых соединений.

Несущая металлическая конструкция портального крана в основном сконструирована и будет изготовлена применением катаной стали с хорошими качествами свариваемости, с временным сопротивлением разрыву 37 кП/мм2, с толщиной листов, соответствующих прочностным расчетам конструкции и узлов крана. Классификация узлов металлической конструкции крана будет соответствовать предписаниям по классификации FEM, в соответствии и с учетом возникающих нагрузок в конструкции узлов металлической конструкции крана.

Рисунок 2.6 Чертеж портального крана

Рисунок 2.7 Портальный кран

Для обеспечения соответствующей устойчивости портального крана он будет укомплектован противовесом требующегося размера, изготовленного в виде железных листов и уложенного в ящик противовеса.

Портальный кран будет снабжен соответствующими трапами, лестницами и площадками, требующимися для ухода и обслуживания узлов и устройств портального крана. Внешние площадки и лестницы, размещенные на открытом воздухе, изготавливаются с применением решетчатых оцинкованных листов, позволяющих проникновение через решетки осадков, дождя.

Трапы на портал и в другие места, где находятся механизмы, будут изготовлены обычно в наклонном виде, и будут снабжены соответствующими перилами и защитными устройствами, требующимися по условиям охраны труда обслуживающего персонала. В прочем трапы, лестницы и проходы на портальном кране будут изготовлены соответствующего размера и с соблюдением соответствующих требований по ним.

В машинном отделении, установленном на поворотной колонне крана, будут размещены механизм подъема и поворота крана, а также здесь размещаются электрические шкафы управления. Обшивка машинного отделения будет выполнена с применением трапециодальных листов и по требованию на нем будут сформулированы окна для освещения.

Механизм изменения вылета стрелы будет размещен в верхнем машинном отделении крана, сконструированной в верхней части поворотной колонны.

Механизм подъема крана размещается в машинном отделении, и смонтирован на отдельной основной раме, нагрузки от которой передаются на поворотную раму. Механизм подъема включает в себя электродвигатель большой мощности (300 кВт), редуктор большой мощности, на быстроходный вал которого с обеих сторон насаживаются тормозные устройства с тормозным шивом, служащие для фиксации механизма, а тихоходный вал редуктора соединен через барабанный переключатель с канатным барабаном большого размера. Грузоподъемный барабан через устанавливающийся барабанный переключатель соединяется с тихоходным выходным валом редуктора. Тормозные устройства с тормозными колодками практически предназначны для захвата и удержания груза, причем для выполнения этой функции они снабжены электрогидравлическим толкателем. Ввиду применяемой в системе управления крана бесступенчатого регулируемого привода в прямом смысле слова механическое торможение в устройстве механизма подъема не происходит, такого рода торможение происходит, в крайнем случае при аварийной ситуации или в состоянии безопасности. Регулирование скорости движения механизма и частоты вращения электродвигателей механизма подъема происходит в бесступенчатом виде, через устройство свободно программируемой системы управления PLC, согласно заранее заданной программы управления.

Чувствительное устройство - устройство восприятия нагрузки - ограничителя грузоподъемности крана (силоизмерительный элемент) встроено в механизме подъема крана, электронное устройство ОГП и устройство индикации величины поднимаемого краном груза установлены в кабине крановщика.

Механизм поворота крана представляет собой спаренную конструкцию, и размещается в машинном отделении. Редуктор механизма поворота представляет собой редуктор вертикального исполнения, на тихоходном валу которого посажено выходная шестерня, соединенная с зубчатым венцом механизма поворота крана.

Механизм изменения вылета стрелы крана устанавливается и монтируется в верхнем машинном отделении, расположенном в верхней части колонны крана. Механизм изменения вылета стрелы представляет собой конструкцию с применением зубчатой рейки, что является надежным техническим решением с точки зрения продолжительного срока службы и эксплуатации механизма. Применяемой системой бесступенчатого регулируемого привода и управления механизма не допускаются смещения, возникающие ввиду имеющихся зазоров в зубчатом зацеплении механизма, благодаря этому механизм изменения вылета работает бесшумно, без толчком и рывков. Механизм изменения вылета стрелы включает в себя зубчатую рейку довольно большой мощности, способную воспринимать большие усилия, соединенную в свою очередь с приводной шестерней механизма изменения вылета стрелы.

Данная конструкция механизма изменения вылета стрелы требует минимального ухода и обслуживания и при условии выполнения требующейся периодической смазки узла механизм изменения вылета стрелы будет работать продолжительное время, срок службы узла будет довольно высоким. Возможные загрязнения узла механизма изменения вылета при смазке исключаются применением соответствующего поддона для стекающей смазки.

Проведению механизма изменения вылета стрелы по рабочей траектории способствуют направляющее устройство и система поддерживающих роликов механизма.

Механизм передвижения. Под каждой ногой портала расположено по два приводных механизма передвижения и по два ведомых механизма, состоящих из 6 штук ходовых колес крана. В приводных тележках механизмах передвижения два приводных колеса крана являются приводными, которые приводятся в движение одним приводом, посредством промежуточной шестерни посередине. Ходовые тележки крана через балансирные устройства присоединяются к ногам портала, обеспечивая тем самым равномерное распределение нагрузки между ходовыми колесами крана. Благодаря данной компоновки механизма передвижения под каждой ногой портала крана имеются 4 штуки приводных и 2 штуки ведомых ходовых колеса. Ходовые колеса закреплены и вращаются в подшипниковых узлах крепления, с применением подшипникового узла типа «Split». Благодаря данной конструкции обеспечивается возможность более легкого и удобного выполнения замены ходовых колес и выполнения ремонта подшипникового узла.

Система и устройства безопасности портального крана. К числу устройств безопасности портального крана относятся ограничитель грузоподъемности, анемометр, устроенная на кране система конечных выключателей, различные устройства блокировки, рельсовый противоугонный захват и электрические защитные устройства, соответствующие действующим предписаниям. На портальном кране применяется электронное устройство грузоподъемности крана. Силоизмерительный элемент ограничителя грузоподъемности крана установлено на барабанном подшипниковом узле механизма подъема, благодаря чему измеренные значения будут пропорциональными усилию, возникающему в канате. Выходной сигнал DC низкого уровня силоизмерительной ячейки на 10 тонн усиливается измерительным усилителем высокой точности, и этот сигнал поступает на один из аналоговых входов системы управления PLC. Значение мгновенной нагрузки будет показано и может быть прочтено на операторской панели (ОР).

Важнейшей функцией устройства ограничителя грузоподъемности является функция слежения за нулевым грузом, которая при достижении грузом земли (в случае работы с грейфером или электромангитом) путем вмешательства в систему управления исключает возможность ослабления грузоподъемных канатов.

Кран располагает также анемометром, предназначенным для измерения давления ветра, устройство восприятия (датчик) которого расположен в верхней третьей части портального крана по высоте.

Принцип действия применяемого анемометра основан на лопастном, электронном устройстве измерения скорости ветра. В обзоре крановщика крана располагается цифровое электронное устройство, показывающее измеренные мгновенные значения скорости ветра.

Устройство анемометра располагает двумя независимыми друг от друга, программируемыми релейными выходами. При первом предварительном уровне (16 м/сек) система выдает оповещательный, предупреждающий акустический сигнал, а при достижении второго запрограммированного уровня скорости ветра (20 м/сек):

-отключает главный автомат портального крана,

-автоматически закрывает рельсовые противоугонные захваты крана.

Также в портальных кранах имеется грейфер. Ширина двухчелюстного грейфера, независимо от величины размаха не должна превышать 2,5 м, а номинальная масса порожнего грейфера должна быть не более 8 т. Установка зубьев, клыков, перекрытие ножей внахлестку, а также режущие кромки на ножах не допускаются. Кромки ножей закрытого грейфера должны плотно прилегать один к другому. Размах многочелюстного грейфера должен быть не более 2720 мм, а ширина -- не более 2500 мм в положении полного раскрывания.

На перегрузочных работах находят применение и другие виды грейферов: гидроэлектрогрейферы, у которых замыкание и раскрытие челюстей осуществляют гидроцилиндры, а подъем и опускание грейфера -- грузоподъемный механизм крана; вибрационные электрогидравлические грейферы, у которых, кроме электрогидравлического привода замыкания челюстей, на каждую челюсть установлен электровибратор, увеличивающий зачерпывающие способности грейфера на трудных для переработки слежавшихся, уплотненных и слабосмерзшихся грузов. Этого вида грейфер имеет вместимость 3,5 м3, ширину челюсти 2600 мм, длину в открытом состоянии -- 2500, в закрытом -- 2000 и высоту -- 2000 мм. Собственная масса грейфера 3 т. Особо эффективно применение таких грейферов, если краны имеют гидропривод, иначе для гидрогрейфера необходим гидропривод, состоящий из масляного насоса, гидрораспределителя, гидроаппаратуры (реле давления, фильтры, дроссели, предохранительные клапаны), гидроцилиндров и масляного бака. Емкость гидросистемы 100 л и более.

Грейферы подгребающие (штивующие) предназначены для перегрузки массовых сыпучих материалов, рассыпанных сравнительно тонким слоем на значительной по размерам поверхности. Грейферы эти имеют: затупленную прямолинейную режущую кромку челюстей; малые режущие и большие стягивающие челюсти усилия; относительно увеличенный зев и ширину челюстей (Рисунок 2.8).

Имеются 2 способа погрузки навалочных и насыпных грузов на открытый подвижной состав:

- бункерный

- безбункерный

Рисунок 2.8 Схема работы грейферов для сыпучих и кусковых грузов:

а -- двухканатного; б -- одноканатного

Бункер - вместилище для бестарного хранения навалочных грузов, которые разгружаются через нижнюю часть, оборудованную затворами и питателями.

Для разгрузки навалочных сыпучих грузов открытого хранения из специализированных железнодорожных бункерных вагонов-хопперов используют следующие устройства и средства механизации:

- бункерные приемные устройства, оснащенные приемными решетками и питателями;

- конвейеры ленточные, пластинчатые, винтовые и скрековые;

- пневмотранспортные установки;

- вибраторы пневматические и электрические для устранения зависания груза в вагонах.

При недостатке специализированного подвижного состава для транспортирования сыпучих навалочных грузов закрытого хранения некоторые из этих грузов перевозят в универсальных крытых вагонах. Для разгрузки грузов из вагонов в этих случаях используют следующие устройства и механизмы:

- ковшовые погрузчики;

- погрузчики непрерывного действия;

- инерционные разгрузочные машины ИРМ;

- устройства всасывающего пневмотранспорта;

При транспортировании сыпучих грузов открытого хранения на короткие расстояния в открытом подвижном составе разгрузка их из полувагонов осуществляется в приемные траншеи или на повышенном пути, расположенном в открытых приемных устройствах или непосредственно в открытых складах.

При выдаче сыпучих грузов из открытых складов и отгрузке их на внешний магистральный транспорт используют следующие механизмы и устройства:

- бункерные погрузочные устройства;

- грейферные краны, установленные в открытом складе;

- устройства пневмотранспорта;

При хранении и складировании на открытых площадках, поверхность площадок должна быть бетонированной или асфальтной. Площадки заранее должны быть заранее распланированы и размечены для приема щебня различных сортов и марок, с тем, чтобы обеспечить их раздельное складирование. Во избежание пересортицы при смежном складировании щебня нескольких сортов штабеля ограждают специальными деревянными или бетонными щитами.

Размеры штабеля в плане не ограничиваются правилами и условиями хранения руды; они зависят от возможностей перегрузочного оборудования, конкретного места расположения штабеля. Высота штабелирования щебня ограничивается техникой и нормой нагрузки на пол склада.

3. Проектирование складского комплекса

3.1 Определение вида склада, уровень механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ

Склад -- помещение, предназначенное для хранения материальных ценностей и оказания складских услуг. Размеры складов варьируются в широком диапазоне: от небольших помещении, общей площадью в несколько сотен квадратных метров, доскладов-гигантов, покрывающих площади в сотни тысяч квадратных метров. Различаются склады и по высоте укладки грузов. В одних груз хранится не выше человеческого роста, в других необходимы специальные устройства, способные поднять и точно уложить груз в ячейку на высоте 24 м и более.

Склады могут иметь разные конструкции: размещаться в отдельных помещениях (закрытые), иметь только крышу или крышу и одну, две или три стены (полузакрытые). Некоторые грузы хранятся вообще вне помещений на специально оборудованных площадках, в так называемых открытых складах.

В складе может создаваться и поддерживаться специальный режим, например температура, влажность.

Склад может предназначаться для хранения товаров одного предприятия (склад индивидуального пользования), а может, на условиях лизинга, сдаваться в аренду физическим или юридическим лицам (склад коллективного пользования или склад-отель).

Различаются склады и по степени механизации складских операций:

- немеханизированные;

- комплексно-механизированные;

- автоматизированные;

- автоматические.

Существенным признаком классификации складов является возможность доставки и вывоза груза с помощью железнодорожного или водного транспорта. В соответствии с этим признаком различают пристанционные или портовые склады (расположенные на территории железнодорожной станции или порта), прирельсовые (имеющие подведенную железнодорожную ветку для подачи и уборки вагонов) и глубинные. Для того чтобы доставить груз от станции, пристани или порта в глубинный склад, необходимо воспользоваться автомобильным транспортом.

В целом комплекс складских услуг представляет собой следующую последовательность:

- разгрузка и погрузка транспорта (выполнении так называемых погрузочно-разгрузочных работ)

- приемка товаров (приемка поступивших грузов по количеству и по качеству.

Приемка товаров -- начальная операция, связанная с движением товара на складе и возникновением материальной ответственности)

- размещение на хранение (укладка товаров в стеллажи, штабели)

- отборка товаров из мест хранения (отбор товаров с мест хранения (комплектация), подготовку к отпуску: упаковка, окантовка, маркировка и т. п.)

- комплектование и упаковка товаров

- внутрискладское перемещение грузов

3.2 Определение технического оснащение склада

К открытым складам относятся склады для хранения грузов, не требующих защиты от атмосферных явлений (осадков, ветра, температуры и т.п.). Открытые склады могут иметь специальное покрытие для размещения на нем грузов. К открытым складам следует относить также склады, оборудованные простейшими навесами.

Складирование получаемых грузов на открытых площадках. Многие виды материалов удобно и в ряде случаев экономически выгодно хранить на складах открытого хранения. К ним относятся: лесоматериалы, прокат, отливки и поковки, экспортируемые упакованные материалы и многие другие.

Когда мы рассматриваем варианты организации открытых складов, то имеем в виду продукцию, которая может без повреждения находиться на открытой площадке многие месяцы и даже годы.

С другой стороны для многих видов продукции, например бакалейных, текстильных, канцелярских товаров и т.д., такой метод хранения полностью исключается, даже в грузовом контейнере или пакете.

Существует несколько способов открытого хранения материалов и контейнеров, а именно:

1) в штабелях прямоугольной формы;