Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
7 РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО
УВЕЛИЧЕНИЮ ЗАГРУЗКИ ВАГОНОВ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ ТРУБ
7.1 Анализ существующей технической оснащенности и
технологии погрузки труб на подъездном
пути ОАО «Волна»
В настоящий момент на заводе асбестоцементных изделий выпускаются трубы марки: напорная Д- 100мм ВТ9, напорная Д-400 ВТ9, безнапорная Д-400мм, напорная Д – 300мм ВТ9.
Погрузка осуществляется в четырехосные полувагоны мостовым краном грузоподъемностью 10т.
Погрузка асбестоцементных труб производится в исправные полувагоны, пол которых должен быть очищен от снега, льда и посторонних предметов. Торцевые двери должны быть закрыты и закреплены запорами. В зимнее время пол полувагона должен быть посыпан тонким слоем (1-2 мм) чистого сухого песка.
Перед погрузкой вплотную к торцевым стенкам полувагона устанавливают щиты горизонтальными досками к стенкам полувагона.
Трубы отгружаются в пакетах, сформированных с помощью строп по ТУ 21-24-106-86. В полувагоне размещают 25 пакетов: по 9 пакетов у торцевых стенок и 7 пакетов по центру полувагона. Муфты размещают вплотную друг к другу во впадинах по верху труб, уложенных по центру полувагона, образующей вдоль полувагона. Кольца, связанные в пачке и упакованные в стеклотканевые мешки, размещают между муфтами и трубами крайних пакетов.
Характеристика груза:
Труба асбестоцементная диаметром 300 мм ГОСТ 539-39-80.
Наружный диаметр 329 мм.
Длина трубы 3950 мм.
Вес одной трубы 226,73 кг.
Количество труб в пакете 6 шт.
Количество пакетов 25 шт.
Вес одного пакета 1372 кг.
Общий вес груза в полувагоне 34300 кг, в т. ч.
муфты 2475кг,
кольца 89,4кг.
7.2 Разработка способа загрузки труб с использованием верхней
суженной части габарита погрузки
В данном дипломном проекте рассчитан способ загрузки труб в полувагон с «шапкой». Формирование «шапки» производится следующим образом. У торцевых стенок на пакеты с асбестоцементными трубами верхнего яруса прямоугольной части штабеля укладываются по два пакета с каждой стороны. Увязка пакетов в «шапке» выполнена с использованием 2 увязок диаметром 6 мм в четыре нити, закреплённых за верхние проушины полувагона.
В полувагоне размещены 29 пакетов с трубами массой 39,61т, муфта массой 2,475т, резиновые кольца массой 0,089т.
Схема погрузки и крепления приведена на листе 12.
Груз размещён в 4-хосном полувагоне с длинной кузова 12088 мм, грузоподъёмностью 64 т, с высотой пола от УГР не более 1416 мм, постройки не ранее 1964 г.
-вес полувагона, т - 22,5
-вес груза, т - 42,98
-скорость перевозки - 100 км/час
7.2.1 Расчет сил, действующих на груз
Продольная инерционная сила определяется по формуле:
Fпр = апр*Qгр, (7.1)
где Qгр - масса груза, т;
aпр- удельная величина продольной инерционной силы массы
груза, Н/т.
Величина aпр зависит от массы вагона брутто, типа крепления (упругое или жёсткое), способа размещения груза на вагонах (с опорой на один или два вагона). ТУ рекомендует принимать к расчёту значения величины aпр, приведённые в таблице 1.20 7.
Промежуточные значения удельной величины продольной силы определяются линейной интерполяцией по формуле:
aпр = a22пр – (Qгр ( a22пр –a94пр)) / 72, (7.2)
где a22пр = 1,2, a22пр = 0,97 -удельная продольная инерционная сила, тс, принимается соответственно при весе брутто вагона 22,94;
aпр = 1,2- (42,98 (1,2- 0,97)) / 72 = 1,06 тс/т,
Fпр= 1,06* 42,98 = 45,55 тс.
Поперечная горизонтальная инерционная сила, с учётом действия центробежной силы.
Fn= an * Qгр, (7.3) где an- удельная величина поперечных инерционных сил Н/т массы груза. Она зависит от скорости движения, способа размещения груза (с опорой на
один или два вагона) и от места нахождения ЦМ груза на раме вагона. Наименьшее значение этой величины соответствует случаю, когда ЦМ находится в вертикальной плоскости, проходящей через середину вагона, наибольшее значение- в случае нахождения ЦМ в вертикальной плоскости, проходящей через шкворневую балку. Числовые значения удельных величин принимаются по таблице 1.217.
При расположении ЦМ груза в других вертикальных плоскостях величина аn определяется по формуле:
аn= аc+ 2(аш- ас)*lгр / lв, (7.4)
где lв= 8,65м база полувагона;
lгр- расстояние от центра тяжести груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось полувагона, м;
аc= 330кгс/т;
aш= 550кгс/т- удельные поперечные инерционные силы при расположении центра тяжести в вертикальных плоскостях, проходящих через середину полувагона и шкворневую балку.
Числовые значения удельных величин принимаются по таблице 1.217.
I 0 I
h1= 2527м h2=2317м Lгр= 3,95м
I I
0
Рисунок 7.1 – Центр тяжести груза
для пакетов по оси О-О:
аnо= ac= 330 кгс/т.
для пакетов по осям I-I:
аnl= 330+2(550-330)*3,95/8,65= 551 кгс/т.
Поперечная горизонтальная инерционная сила:
для пакетов по оси О-О:
FnO =330*12,168 = 4,015 тс
для пакетов по осям I-I:
FnI =551*12,348 = 6,804 тс.
7.2.2 Вертикальная инерционная сила
Fв = ав*Qгр, (7.5)
где ав – удельная величина вертикальной силы Н/т;
Для 4-осных вагонов на тележках ЦНИИ ХЗ-0 в зависимости от установленной скорости движения поездов величина ав определяется по формуле:
ав =250+Rlгр+2140/Qгр, (7.6)
где R = 5 – коэффициент для случая опирания груза на один вагон.
для пакетов по оси О-О:
ав = 250+2140/42,98 = 299кгс/т.
для пакетов по осям I-I:
ав = 250+5*3,95+2140/42,98 = 320 кгс/т
Вертикальная инерционная сила:
для пакетов по оси О-О:
Fв = 308*12,168 = 3,748тс.
для пакетов по осям I-I:
FвI = 320*16.329 = 5,225тс.
7.2.3 Сила трения в продольном направлении
Fпр тр = μ*Qгр, (7.7)
где μ = 0,5 - коэффициент трения асбестоцементных труб о
асбестоцементные трубы.
Fпр тр = 42,98*0,5 = 21,49 тс.
7.2.4 Величина избыточного продольного усилия
ΔFпр = Fпр- Fпр тр, (7.8)
ΔFпр =45,55-21,49 =24,06 тс.
74,08 т. > ΔFпр = 23,66 тс.
где 41,8 т. – допустимая нагрузка на торцевой порожек (табл. 1.36 7]).
7.2.5 Сила трения в поперечном направлении
Fп тр = μ*Qгр(1000-ав), (7.9)
для пакетов по оси О-О:
Fп трО = 12,168*0,5(1000-308) = 4,210 тс.
для пакетов по осям I-I:
Fп трI = 16,329*0,5(1000-320) = 5,551 тс.
7.2.6 Величина избыточного поперечного усилия
ΔFп = n * Fn- Fпр тр, (7.10)
где n = 1,25 – коэффициент для схем, утвержденных отделением дороги.
ΔFn = 1,25*(4,015+2*6,804)- (4,210+2*5,551) =6,716 тс.
W = q * Sп, (7.11)
где q – удельное давление ветра, принимаемое 50 кг/м²;
Sп – площадь проекции поверхности груза, подверженной действию
ветра, на вертикальную плоскость, проходящую через продольную
ось вагона, м² .
W = 50 * 3,95 * 2,878 = 568,4кгс.
7.2.7 Проверка поперечной устойчивости полувагона с грузом
Ho цм = (Qв*Hцм в+ Qгр*hцм гр)/(Qв+Qгр), (7.12)
Где Qв =22,5 т. – вес полувагона;
Hцт в = 1130 мм – высота центра тяжести порожнего полувагона;
Qoгр = 12,168 т. и QгрI = 16,329 т. – вес средних и крайних пакетов с трубами;
hI =2793 мм и ho = 2317 мм – высота центров тяжести средних и крайних пакетов от уровня головки рельс.
Hцт2 = 3317+300 = 3617мм.
(Hцт 1*m1+Hцт2*m2)/(m1+m2) = =(2527*12,348+3617(1,327*3)/12,348+3,98)=2793 мм.
Hцтоб = (22,5*1130+12,168*2317+2*16,329*2793)/
/(22,5+12,168+2*16,329)=2151мм
2151 мм < 2330 мм., параграф 35 [7]
Поперечная устойчивость полувагона с грузом обеспечивается.
Проверяем общую наветренную поверхность груза и вагона.
Sнп = Sгр + Sв, (7.13)
Sнп = 11,3м² + 37м² = 48,3м²
7.2.2 Силы, действующие на шапку груза. Продольная
инерционная сила
Qгр = 2,654 т,
апр = 1,06тс/т,
Fпр = 1,06*2,654 = 2,81тс.
Поперечная горизонтальная инерционная сила, с учётом действия центробежной силы по формуле:
FnI = 551*2,654 = 1,46 тс.
Вертикальная инерционная сила определяется по формуле:
авI = 250+5*3,95+2140/42,26 = 320кгс/кг.
Fв = 320*2,654 = 0,849 тс.
Сила трения в продольном направлении определяется по форму
Fпр тр = 2,654*0,5 = 1,327 тс.
Величина продольного усилия определяется по формуле:
ΔFпр = 2,81-1,327 = 1,48тс.
Сила трения в поперечном направлении определяется по формуле:
Fп тр = 2,654*0,5(1000-320) = 0,9 тс.
Величина поперечного усилии определяется по формуле:
ΔFn = 1,25*1,46-0,9 = 0,93 тс.
W = 50 * 2,632 * 1,918 = 568,4кгс.
7.2.3 Выбор типа и расчёт элементов крепления. Усилие в обвязке
Rобпр = ΔFобпр /2nобμsinα, (7.14)
Rобп = ΔFобп /2nобμsinα, (7.15)
Rобп = 1,82 /2*2*0,5*0,65 = 1,4тс
Rобп = 0,93/ 2*2*0,5*0,65 = 0,7тс
Количество нитей в обвязке принимаем по таблице 1.30 [7] равное 4.
Пакеты увязываются между собой двумя парами увязок за верхние увязачные устройства.
η = Qгр *bп0/Fц(hцм-hуп)+W(hw-hуп), (7.16)
где bп0 - кратчайшее расстояния от проекции центра тяжести на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, мм;
hцм - высота ЦМ груза над полом вагона или плоскостью подкладок, мм;
hуп - высота соответственно продольного и поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм.
η = 2,654 * 1,03 / 1,46 *1,808 +0,252 *1,4 = 0,9.
Коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания в поперечном направлении находится в пределах 0,8 – 1, следовательно от опрокидывания удерживаем груз увязками.
7.3 Технико-экономическое обоснование предлагаемого способа
7.3.1 Разность приведенных расходов на перевозку грузов
Рассчитываем расходы на перевозку грузов методом расходных ставок. При расчете используются следующие измерители:
1.Вагоно-километры nS;
2.Вагоно-часы nt ;
3.Локомотиво-километры МS;
4.Локомотиво-часы Мt;
5.Часы-работы локомотивных бригад Мtл. бр.;
6.Тонно-километры брутто вагонов и локомотивов Plбр.л., Plбр ;
7.Расход электроэнергии Ээн;
8.Локомотиво-часы маневровой работы Мtм;
9.Количество грузовых отправок Ог.
Рассчитываем расходы измерителей на1000 т.км нетто с учетом среднесетевых данных.
Порядок расчета:
1. nS = ( Рl/Рст ) (1 + пор ), (7.17)
где Рl – объем перевозок, т.км нетто;
Рст – статическая нагрузка, т;
пор – отношение порожнего пробега к груженому, 0,42;
2. nt = ( nS/Sв ) 24, (7.18)
где Sв – среднесуточный пробег вагона, 370 км./сут;
3.МS = Nl (1+об ), (7.19)
где Nl – поездо-километры;
об – отношение общего вспомогательного пробега локомотивов к пробегу во главе поездов, 0,15;
4. Мt = (МS/Sл) 24, (7.20)
где Sл – среднесуточный пробег локомотива, 380 км.;
5. Мtдв = МS/Vуч, (7.21)
где Vуч – участковая скорость движения локомотивов, 40 км/ч;
Мtл. бр = Мtдв Кл, (7.22)
где Кл – коэффициент, учитывающий дополнительное время работы локомотивных бригад, Кл = 0,4;
6. Plбр.л = МS Qл, (7.23)
где Qл – масса локомотива, 200т;
Plбр = Plбр.в + Plбр.л. (7.24)
7. Ээн = Plбр.в Нэ, (7.25)
где Нэ – норма расхода электроэнергии на 1000 т.км брутто, 100 кВт.ч;
8. Мtм = Нм nS, (7.26)
где Нм - норма затрат маневровых локомотиво-часов на 1000 ваг. км; Нм = 0,25;
9. Р = Pl / lср, (7.27)
где lср – средняя дальность пробега 1т груза, 700 км;
Ог = Р/о, (7.28)
где о – средняя масса одной отправки, т.
Расчеты сводятся в таблицу 7.1
.Таблица 7.1 – Расчет себестоимости 1000 т.км перевозки при существующей и планируемой статической нагрузке вагона
|
Измерители работы |
Расходная ставка, р. |
Величина измерителя при загрузке вагона |
Себестоимость 1000 т.км |
||
|
Рст = 34,3 т. |
Рст = 42,98 т |
Рст = 34,3 т |
Рст = 42,98т |
||
|
1.Вагоно-км NS |
0,065 |
(1000/34,3)(1+0,42) =41,76 |
(1000/42,98)(1+0,42)= =33,03 |
2,71 |
2,14 |
|
2.Вагоно-часы nt |
8,859 |
(41,76/370)24 = =2,7 |
(33,03/370)24=2,14 |
23,92 |
18,98 |
|
3.Локом.- км MSоб |
8,236 |
0,56 (1+0,15) = = 0,644 |
0,52 (1+0,15)=0,598 |
5,30 |
4,93 |
|
4.Локом.- часы Mt |
238,917 |
(0,644 /380)24 = = 0,040 |
(0,598 /380)24= =0,038 |
9,55 |
9,07 |
|
5.Часы работы лок.бр. Mtл.бр. |
333,321 |
0,616 /40 = 0,015 0,0150,4 = 0,006 |
0,572/40 = 0,014 0,0140,4 = 0,0057 |
1,99 |
1,89 |
|
6.Тонно-км.брутто ваг-в и лок-в Plбр.л. Plбр. |
0,005 |
0,616200 = 123,2 1970,92+123,2 = =2094,12 |
0,572200 = 114,4 1886,77+114,4 = =2001,17 |
10,47 |
10,00 |
|
7.Расход электроэнергии Ээн |
0,728 |
1970,92100/104= =19,70 |
1886,77100/104= =18,86 |
14,34 |
13,73 |
|
8.Лок.-часы маневров. работы Мtм |
475,387 |
(0,2541,76)/1000 =0,0104 |
(0,2533,03)/1000 =0,00825 |
4,96 |
3,92 |
|
9.Колич-во грузовых отправок Ог |
30,078 |
1000/700=1,4 1,4/34,3=0,041 |
1000/700=1,4 1,4/42,98=0,032 |
1,23 |
0,97 |
|
Итого |
74,47 |
65,63 |
Разность расходов на перевозку составляет:
ΔC = 74,47 – 65,63 = 8,84,
ΔС = 8,84/1000 = 0,0084 руб/т.
Экономический эффект от увеличения загрузки вагонов рассчитывается по формуле:
Э = ΔС * Qlгод – Зкр (7.29)
Э = 0,0084 *171500 * 365 – 1550 = 524269 руб/т.