Машины непрерывного действия.

К этому типу машин относят машины с тяговым органом или без него, обеспечивающие движения груза непрерывным потоком или равномерно распределенными порциями, конвейеры всех типов, элеваторы пневматические и гидравлические перегружатели.

Машины с тяговым органом можно разделить на три группы:

· конвейеры, перемещающие груз по горизонтали;

· конвейеры, перемещающие груз, как по горизонтали, так и по вертикали;

· элеваторы или нории (черпаковый подъемник), перемещающие груз по вертикали (черпаковый подъемник).

 

Конвейеры: ленточные и цепные.

На ленточных конвейерах груз перемещается с помощью непрерывной ленты, приводного и натяжного барабанов и поддерживается по длине рабочей и холостой ветвей роликовыми опорами.

Ленточные конвейеры: стационарные и передвижные. Ширина ленты – 700 мм, скорость перемещения 0,5–0,8 м/с передвижные короткие, их можно включить в любой ПК.

Стационарные служат для перегрузки между складами и причалами, в пределах склада и т.п. длина: сотни метров, ширина до 2 м, скорость перегрузки > 6 м/с.

Цепные конвейеры представляют собой непрерывные цепи, располагаемые попарно и на которых закрепляются скребки, пластины и другие захваты (для штучных грузов).

Элеваторы: ковшовые для перемещения сыпучих грузов и с захватами разные формы для штучных грузов. Скорость до 2 м/с.

Пневматические перегрузочные устройства широко используют в портах для перегрузки и транспортирования массовых навальных грузов (зерно, глинозем, апатиты, удобрения, технологическая щепа).

В пневматической установке частицы груза перемещаются во взвешенном состоянии под действием струи воздуха, движущиеся по трубопроводам с большой скоростью. Движение смеси воздуха и частиц груза происходит под влиянием разности давлений по концам трубопровода, создаваемые разряжением или нагнетанием воздуха.

Гидравлические перегрузочные устройства для перегрузки песка и других грузов, не боящихся влаги. В трюм судна вводят различные трубопровода и заборное сопло пульпопровода, который выводят на берег. Пульпа подается в специальный резервуар или открытую площадку, а вода удаляется через колодцы и дренажные устройства.

 

Специальное и вспомогательное перегрузочное оборудование.

Наряду с перегрузочными машинами общего назначения: кранами, погрузчиками, транспортерами, конвейерами, которые могут быть использованы для широкого круга задач в перегрузочном комплексе, в портах используют специальное перегрузочное и вспомогательное оборудование.

В комплекте механизированной разгрузки навалочных грузов используются вагоноопракидыватели. Вагоны закатываются на платформу и закрепляются на петли. Затем, в зависимости от конструкции платформа поворачивается либо относительно продольной, либо поперечной оси, либо роторной.

При загрузке навалочных грузов в трюм судна, особенно если это не специализированное судно, возникают затруднения с подачей груза в подпалубное пространство. Используются для этого метательные машины.

Часто они бывают лопастного типа (лопасти закреплены на вращающемся барабане). Груз через разгрузочный люк попадает на лопасти, увлекается ими и обрабатывается в трюм (в нужном месте). Производительность 250-350 т/час, дальности полета до 15 м, но такие машины не приспособлены для грузов, не допускающих дробления. Для распределения такого груза в трюмах судов используют специальные трюмные машины в виде передвижных (ленточных) конвейеров. Вылет конвейера 6-8 м, производительность 150-300 т/час.

Для механизации трюмных работ применяют шнековые машины (как в мясорубке) и одноковшовые трюмные погрузчики, малогабаритные бульдозеры.

Как правило, навалочные грузы перевозят большими партиями на балкерах, рудовозах и перегружают на специальных комплексах, оборудованных специализированными машинами и установками. К основным элементам таких комплексов относятся устройства для приема, транспортирования, хранения и погрузки.

При перевозке навалочных грузов (руды, угля) на складские площадки, кроме машин общего назначения, таких, как портальные грейферные краны, экскаваторы, бульдозеры, используют специализированное оборудование: штабелирующие устройства – стакеры и устройства для выгрузки груза из штабеля – реклаймеры.

Стаккер состоит из тележки с механизмом передвижения и двумя частями – загрузочным конвейером и поворотной направляющей. Производительность – 500-1500 т/час. Угол наклона 20 ⁰, высота до 15 м.

Реклаймер имеет обратную схему: роторное загрузочное устройство загрузочное устройство подает груз из штабеля на приемный конвейер.

В некоторых случаях конструкция, совмещая обе схемы и тогда это стаккер–реклаймер.

Для погрузки навалочных грузов на суда применяют конвейерные береговые перегружатели. Их консоли имеют выдвижную конструкцию.

Для перегрузки зерна – перегружатели пневматические.

Для перегрузки наливных грузов стендеры – направляющие трубчатые шланговые устройства.

 

Выбор схемы механизации

 

Выбор схемы механизации грузовых работ, состава и схемы компоновки технологических элементов ПК зависят от объема грузооборота, рода груза и транспортных характеристик грузов, длительности хранения в порту, параметров территории и др.

Что имеется в виду, когда рассматривается вопрос выбора схемы механизации. Это схема, обеспечивающая наиболее совершенные и эффективные способы перегрузочных работ, обеспечивающих работу ПК и всего порта в оптимальном режиме. Материально – техническая база, соответствующая принятой технологии перегрузочных работ в значительной мере определяется принимаемой схемой механизации.

В понятие материально – технической базы включается не только комплекс перегрузочных машин и устройств, но и типы, и взаимное расположение сооружений, соответствующее принятым схемам механизации.

При выборе схемы механизации, как правило, предусматривают выполнение всех операций с помощью взаимосвязанных машин, т.е. использование комплексной механизации.

Выбираемая схема механизации должна обеспечить требуемый уровень интенсивности обработки судов, определяемый величиной судо-часовых норм и устанавливаемый с учетом расчетных параметров морских транспортных судов.

Под судо–часовой нормой понимают среднее значение массы груза определенного вида, который может быть погружен за 1 час на судно данного типа (или выгружен), при оптимальном числе грузовых механизированных линий.

Проектная судо – часовая норма Р_с.ч. определяет продолжительность грузовых операций t_гр, по которой определяется суточная пропускная способность причала (Р_сут).

Судо-часовая норма разрабатывается и утверждается федеральным агентством морского и речного флотов и отражает современное состояние оборудования причальных фронтов российских портов и организации перегрузочных работ в портах.

Пределы изменения Р_с.ч. весьма значительны: от 20–30 т/час для небольших судов и генеральных грузов, до 4000–5000 т/судо-час для крупнотоннажных балкеров, для танкеров Р_с.ч. еще выше.

Естественно, что величина Р_с.ч. величина переменная и увеличивается при совершенствовании организации перегрузочных операций, ритмичности поступления грузов в порты и захода в них судов.

При проектировании новых портов или реконструкции существующих, где предусматриваются более совершенные перегрузочные машины и технология перегрузочных работ или намечается переработка новых грузов, для которых отсутствуют утвержденные судо-часовые нормы, последние приходиться устанавливать расчетным путем для конкретных условий.

Проектная судо-часовая норма Р_с.ч.,т/судо-час, в этом случае может быть вычислена по формуле:

 

(11.1)

где m_c – число смен в сутках;

Р_к.б – проектная комплексная норма выработки основной перегрузочной машины одной грузовой линии в смену;

Р_к.с – проектная комплексная норма выработки основной перегрузочной машины судовых перегрузочных средств;

n_л.б, n_л.c- соответственно число береговых и судовых грузовых линий;

λ₁=0,85-0,90 – коэффициент использования машин, учитывающий перерывы в работе в связи со швартовкой и отходом судов, сменой ж/д составов и т.п.;

λ₂=0,80-0,95 – понижающий коэффициент, учитывающий число грузовых линий.

 

Для определения Р_с.ч. требуется определить производительность основной машины в составе грузовой линии.

 

1) Часовая эксплуатационная производительность машин циклического (периодического) действия Р_к^ч, [т/час], определяется по формуле:

, (11.2)

где М_гр. – масса груза в одном подъеме, т;

t_ц – продолжительности цикла, сек;

λ_г, λ_в – коэффициенты использования машины по грузоподъемности и по времени.

 

Ранее мы говорили, что под циклом понимается комплекс операций, необходимых для подъема груза, перемещений его от места подъема к месту укладки и возвращения машины в исходное положение. Продолжительность цикла t_ц обычно указывается в паспорте машины или может быть вычислена на основании паспортных данных о скоростях отдельных движений. Для действующих машин может быть проведен хронометраж.

Коэффициент использования перегрузочных машин по грузоподъемности (λ_г) в значительной степени зависит от вида груза и типа перегрузочных устройств. Так, для навалочных грузов, перегружаемых грейферами λ_г ≈ 0,7-0,8, т.к. масса самого грейфера составляет 15 – 50% полной грузоподъемности машины. Если грейфер заполняется не полностью также происходит снижение λ_г.

Для штучных грузов может приближаться к 1, но λ_г < 1, если из-за малой плотности груза, при которой возможность его подъема определяется габаритами отдельного места. Подъем малых грузов тоже не производителен, поэтому стремятся использовать УГМ, чтобы приблизить λ_г к 1.

Коэффициент использования перегрузочной машины по времени (λ_в) учитывает планируемые перерывы в работе (профилактический осмотр, операции эпизодического характера, например перемещение вдоль причала, не входящие в расчетный цикл: λ_в = 0,85-0,95.

 

2) Часовая производительность машин непрерывного действия Р_к^ч, [т/час], определяется по формуле:

 

, т/час; (11.3)

 

Где q – нормативная масса груза на погонный метр длины конвейера, [т/м],

υ – скорость движения конвейера (потока груза), [м/с],

λ_г, λ_в – те же коэффициенты, причем λ_г для ковшовых подъемников – это степень заполнения ковшей.

 

Для ленточных конвейеров, перемещающих навалочный груз – отношение площади действительного поперечного сечения потока груза к ее нормативной величине.

Соответствующие сменные производительности определяются:

 

, т/см; (11.4)

 

где t_см – продолжительность рабочей смены, ч.

 

Если перегрузочные работы выполняются цепочкой последовательно установленных перегрузочных машин, следует говорить о производительности грузовой линии, соответствующей производительности основной машины, определяющей эффективность работы всей линии. Схему механизации выбирают, исходя из минимальных затрат по флоту и порту по специальным методикам.

Нормами проектирования даются конкретные рекомендации для универсальных и специализированных ПК по выбору схем механизации грузовых работ, составу, расчету параметров и схемам компоновки технологических элементов на территории этих ПК.