«Екатеринбург 2008 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Х.Т. ТУРАНОВ, М.В. КОРНЕЕВ ТРАНСПОРТНО-ГРУЗОВЫЕ СИСТЕМЫ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ Под ...»

Рис. 3.5, а. Упорные головки специализированных платформ Рис. 3.5. Схема установки крупнотоннажных контейнеров на упорные головки специализированных платформ Двустворчатые двери контейнеров расположены в основном на их торцевой стороне.

Средствами перевозок контейнеров являются:

а) для среднетоннажных контейнеров – универсальные платформы (рис.

2.4 и 3.6) и полувагоны (рис. 2.2 и 2.3), а также специализированные вагоны – контейнеровозы, переоборудованные из полувагонов и крытых вагонов;

б) для крупнотоннажных контейнеров – универсальные платформы, полувагоны и в основном специализированные длиннобазные платформы с упорами (рис. 3.7 3.11).

Специализированные длиннобазные платформы имеют длину 18,4 м, а, по осям автосцепки – 19,6 м. Они позволяют перевозить шесть 10-тонных, три (24)-тонных, а также один 30-тонный контейнер в сочетании с одним 20тонным или двумя десятитонными контейнерами.

Разновидностью контейнеров являются так называемые контрейлеры. Это крупнотоннажные 20 (30)-тонные контейнеры на шасси для перевозки грузов в основном в международном сообщении, которые по существу являются полуприцепами автомобилей-тягачей – прицепы отделяются от автомобилейтягачей и размещаются на площадке, опираясь на подставку. Для перевозки по железной дороге требуются платформы с пониженным расположением пола.

После установки контейнеров через боковые отверстия в фитингах необходимо проверить правильность расположения упорных головок в рабочем положении.

Рис. 3.7. Схема размещения штырей на специализированной и универсальной переоборудованной платформах Рис. 3.8. Схема установки крупнотоннажных контейнеров на специализированных платформах:

1 – контейнеры; 2 – отверстия фитингов; 3 – упорные головки На специализированные (переоборудованные из универсальных) платформы с длиной базы 9720 мм контейнеры типоразмера 1А и 1АА (40 футов) устанавливают по одному (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Схема установки крупнотоннажных контейнеров 1А и 1АА На специализированные (переоборудованные из универсальных) платформы с длиной базы 9720 мм контейнеры типоразмера 1С и 1СС (20 футов) устанавливают по два торцовыми дверями друг к другу (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Схема установки крупнотоннажных контейнеров 1С (1СС) Рис. 3.11. Схема размещения контейнеров 1С (1СС) на специализированной платформе с длиной базы 14720 мм Специализированные контейнеры (СК) по роду перевозимого груза подразделяются на 6 типов. Каждый тип СК предназначен либо для перевозки одного груза, либо группы однородных грузов (всего перевозится более 300 наименований). Такие СК называют групповыми:

СКI предназначен для перевозки насыпных неслёживающихся грузов в виде порошка или в зёрнах, требующих защиты от атмосферных осадков и их влияния (минеральные удобрения, цемент, кальцинированная сода, окись цинка и др.) (рис. 3.12);

СКII предназначен для перевозки насыпных и кусковых грузов с повышенной влажностью, смерзающихся и превращающихся в монолит (свинцовые, цинковые, медные, рудные концентраты);

СКIII предназначен для перевозки штучных грузов правильной геометрической формы, требующих защиты от повреждений и атмосферных осадков (огнеупоры, кафель, плиты глиняные, гипсовые, ферросплавы, магнезитовый кирпич, строительное стекло и другие хрупкие грузы);

СКIV предназначен для перевозки наливных грузов, хорошо текучих, не требующих специальных устройств для подогрева перед наливом и сливом (кислоты для промышленности, спирт этиловый и метиловый, органические растворители);

СКV предназначен для перевозки наливных грузов высокой вязкости, заливаемых в горячем состоянии и затвердевающих даже при температуре 0оС с превращением в монолит (парафин, фенол синтетический, натрий едкий, хлористый кальций, сернистый натрий), а также для полужидких грузов (масляные лаки, готовые к использованию красители и др.);

СКVI предназначен для перевозки скоропортящихся грузов.

По конструкции специализированные контейнеры можно разделить на три типа:

жёсткие, не изменяющие своих габаритных размеров и формы, как в груженом, так и в порожнем состоянии. Они, как правило, изготавливаются из металла или дерева и металла;

полужёсткие, или комбинированные, которые уменьшают свои габаритные размеры в порожнем состоянии; они могут быть разборными или складывающимися за счёт наличия шарнирных соединений днища и стенок;

мягкие (эластичные), изготавливаемые из полимерных синтетических или прорезиненных материалов (рис. 3.13). В порожнем состоянии они складываются, уменьшая в несколько раз свой объём по сравнению с гружёным.

4 загрузочный рукав; 5 разгрузочный рукав; 6 клапан Длина (ширина) мягких контейнеров типа МК-П (а) и МК-Л (б) не более 480 (330) 1450 мм; вес брутто 5 - 40 кН; вес тары не более 3 кН; полезный объём 0.1 - 3.6 м Диаметр мягких контейнеров типа МК-П (а) и МК-Л (б ) не более 1000 мм;

высота не более 1300 мм; вес брутто 10 кН; полезный объём 1 м Длина мягкого контейнера типа МК-14 – 10 равна 2400±50 мм; высота не более 2800 мм; грузоподъёмность 140 кН (14 тс); вес тары не более 0.7 кН (0.07 тс); полезный объём 12 м В зависимости от номинального веса брутто СК, так же, как и универсальные контейнеры, можно разделить на малотоннажные (до 25 кН), среднетоннажные (от 30 до 100 кН) и крупнотоннажные (свыше 100 кН).

СК имеют свою сферу применения и с универсальными контейнерами, как правило, не конкурируют. Объём перевозок в СК по железной дороге меньше, чем в универсальных контейнерах.

';

Средства перевозок контейнеров. Для погрузки и выгрузки СК используются: АП-4028, автокран, стреловой кран на железнодорожном ходу, козловой и мостовой краны.

Грузозахватные приспособления. В качестве грузозахватного приспособления используются, как правило, ручные захваты (четырёхзвенный строп, траверса или рама с крюками). Поэтому грузовые операции осуществляются механизатором (rмех =1) и двумя рабочими (rраб =2). СК перевозятся в полувагонах и на платформах вагонными комплектами, а возвращаются в порожнем состоянии либо в крытых вагонах, либо в универсальных контейнерах.

В настоящее время наибольшее применение получили групповые СК для перевозки насыпных (СК-I и СК-II) и штучных (СК-III) грузов.

3.2.1. Специализированные контейнеры для перевозки насыпных Наиболее перспективными и экономичными из всех применяемых в настоящее время контейнеров этой группы являются контейнеры мягкой конструкции: (МК) – многооборотные вместимостью от 0,5 до 4 м3 и разового использования (МКР) вместимостью 1,0 м3.

Конструктивно МК представляют собой закрытую ёмкость квадратного сечения с гибким рукавом для заполнения МК грузом. По углам расположены откидные металлические петли для застропки и отстропки МК. Для разгрузки контейнера имеется нижний рукав, который при загрузке затягивается бечёвкой и прячется в карман. Контейнеры после высыпания груза легко складываются (схематично МК показан на рис. 3.16).

Рис. 3.16. Мягкие контейнеры: а) – многооборотный МК;

Специализированный контейнер для перевозки строительного стекла (СКVIII-2) – рис. 3.17.

Рис. 3.17. Специализированный контейнер для строительного стекла 1 – корпус с двустворчатыми дверями; 2 – рымы или фитинги;

3 – поддон-пирамида с центральной стойкой; 4 – прижимная доска;

СК-VIII-2 состоит из двух частей. Из корпуса (поз.1) и поддона (поз.3) с закрепленной на нем пирамидальной стойкой и пазами для вил погрузчика.

Листы стекла устанавливают на поддон вручную или с помощью специальной установки непосредственно в цехе стекольного завода сразу после выхода с технологической линии. Верхнее основание поддона имеет двусторонний уклон (3…4о) к середине, а по краям – бортики, удерживающие листы стекла от продольного и поперечного сдвига. Листы находятся в почти вертикальном положении, что обеспечивает их полную сохранность от повреждений при ПРР и транспортировке.

Листы стекла прижимают к центральной стойке в верхней её части двумя прижимными досками, покрытыми резиной или войлоком. Затем погрузчиком поддоны со стеклом перемещают в цех готовой продукции, где они хранятся в таком виде до отправления по железной дороге. Перед подачей вагонов поддоны вставляют в корпус, закрывают двери и навешивают ЗПУ (запорнопломбировочное устройство). Погрузка производится кранами (козловой, мостовой, стреловой) или автопогрузчиком с крановой стрелой в полувагоны или на платформы. После выгрузки контейнеров на станции назначения поддон со стеклом вынимают погрузчиком из корпуса и доставляются автотранспортом непосредственно на строительную площадку и далее краном на любой этаж строящегося здания. Корпус с вставленным в него порожним поддоном возвращают на стекольный завод. Такая конструкция контейнера, состоящего из двух разъёмных частей, позволяет иметь в обороте корпусов в несколько раз меньше, чем поддонов, что даёт возможность сократить расходы на создание (приобретение) и содержание необходимого парка контейнеров.

Показатели эффективности контейнерных способов перевозок Основным достоинством контейнерных способов является возможность доставки грузов «от двери до двери» без перегрузки в пути следования всеми видами транспорта.

По сравнению с перевозками грузов в крытых вагонах контейнерные способы перевозки имеют следующие показатели эффективности:

значительная экономия на таре. Отправителю нет необходимости упаковывать свой груз в транспортную тару, поскольку контейнер сам является транспортной тарой. В контейнере можно перевозить грузы в облегчённой, более дешевой таре или упаковке;

сокращается количество операций с грузом, так как разрознённые грузовые места объединяются в одно, более крупное;

ускоряются и удешевляются грузовые операции (погрузка, выгрузка и сортировка), поскольку для этого используются высокопроизводительные механизмы; экономия денежных затрат на ПРР составляет от 10 до 20 % – в зависимости от типоразмера контейнера;

снижается себестоимость перевозок мелких и малотоннажных отправок за счёт повышения статической нагрузки вагонов и автомобилей;

лучше обеспечивается сохранность перевозимых грузов, так как груз меньше повреждается при ПРР и перевозке, кроме того, уменьшается вероятность хищений за счёт меньшего числа перегрузок в пути следования;

уровень механизации ПРР при перевозке грузов в контейнерах выше в несколько раз чем, при перевозке в крытых вагонах. Производительность труда (норма выработки) на ПРР выше в 20…150 раз, что дает возможность высвободить от тяжелого ручного труда около 1500 чел. на 10 млн. кН. груза;

срок доставки грузов при перевозке контейнерами ускоряется на 20…30 % по сравнению с перевозкой грузов в крытых вагонах за счёт сокращения времени простоя вагонов под грузовыми операциями;

значительно меньше расходы на строительство и содержание складов. При контейнерной перевозке используются открытые площадки, которые значительно дешевле, чем закрытые склады. Кроме того, сами контейнеры являются складами временного хранения.

В целом контейнеризация перевозок грузов является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса на транспорте.

3.4. Транспортно-грузовые системы для переработки контейнеров Transport cargo systems for container maintenance 3.4.1. Типовые технологические схемы переработки The typical schemes of handling on container posts Для среднетоннажных контейнеров ВНИИЖТ рекомендует применять на местах общего пользования четыре типовые схемы в зависимости от суточного вагонопотока (табл. 3.2 и рис. 3.18).

Кроме типовых схем, указанных в табл. 3.2, на практике при небольших объемах (до 5 ваг./сут.) применяют схемы с использованием автопогрузчиков с безблочной стрелой (АП-4046М), с крановой стрелой (4008, 4028), стреловые автокраны и краны на железнодорожном ходу (КДЭ-162, 163 и др.), оборудованные ручными (четырёхзвенные стропы) или полуавтоматическими грузозахватами; состав бригады соответственно (1 мех и 2 раб.) или (1 мех. и 1 раб).

Поскольку объём работы с контейнерами незначительный, автопогрузчики и стреловые краны при необходимости своим ходом могут переместиться на другие грузовые фронты и выполнять грузовые операции с грузами, перевозимыми на открытом подвижном составе.

Типовые технологические схемы переработки среднетоннажных контейнеров схе- вагономы поток, На местах необщего пользования для переработки универсальных среднетоннажных контейнеров могут использоваться и другие технологические схемы вне зависимости от объемов суточного вагонопотока.

Рис. 3.18. Мостовой кран, используемый для переработки 1 – опоры (железобетонная) крана; 2 – продольные балки, на которые уложены подкрановые пути; 3 – мост крана; 4 – грузовая тележка с электроприводами; 5 – полиспаст автостропа 6; 7 – среднетоннажный контейнер 3.4.2. Типовые технологические схемы переработки На специализированных пунктах переработки крупнотоннажных контейнеров (ППКК) ВНИИЖТ рекомендует следующие технологические схемы: в зависимости от суточного вагонопотока (вагоны – специализированные платформы):

1-я схема (до 10 ваг./сут.) предусматривает: использование боковых автопогрузчиков с вилочным захватом, грузоподъёмностью 200 кН. На складе – открытой площадке – один путь для погрузки-выгрузки специализированных платформ.

2-я схема (от 10 до 20 ваг./сут.): козловые краны КК-24, КК-32 пролёт м со спредерами, грузоподъёмностью 320 кН. На контейнерной площадке или один железнодорожный путь (для погрузки, выгрузки платформ), или два пути (для погрузки, выгрузки и сортировки). Железнодорожные пути могут располагаться как под консолью, так и под пролётом крана (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Кран козловой КК-24, предназначенный для переработки крупнотоннажных контейнеров:

1 – опоры крана; 2 – ферма крана; 3 – грузовая тележка с электроприводами, которая размещена на ферме крана; 4 – ветви пространственного полиспаста для подъёма и опускания спредера 5;

6 – крупнотоннажный контейнер 3-я схема (свыше 20 ваг./сут.): козловые краны КК-24, КК-30,5 и КК- пролёт 25 м со спредерами, грузоподъёмностью соответственно 305 и 320 кН.

На грузовом контейнерном пункте укладывается один путь, на грузосортировочном два и более пути.

Кроме ПРМ, предусмотренных типовыми схемами, на крупных контейнерных пунктах общего пользования в связи с возросшим объёмом перевозки грузов в контейнерах 1А и 1АА весом брутто 30 тс (40-футовый), применяются мостовые краны (г.-п. 300 кН), пролётом 25,5…34,5 м), импортные автопогрузчики грузоподъёмностью 400 кН с раздвижными спредерами. Раздвижные спредеры позволяют перерабатывать крупнотоннажные контейнеры всех имеющихся типоразмеров, длиной от 2991 мм (1D) до 12192 (1АА) (рис. 3.20).

На контейнерных пунктах необщего пользования, находящихся на территории промышленных предприятий, в речных и морских портах, применяются ПРМ, как универсальные, так и специальные, предназначенные только для переработки крупнотоннажных контейнеров: автопогрузчики 7806; автоконтейнеровоз 7801; автокраны КС-5363, КС-6362; портальные краны (например, краны портальные перегрузочные – КПП 5; КПП 10 (12.5); КПП 16 (20) (рис. 3.21);

причальные контейнерные перегружатели (ПКП 32) (рис. 3.22).

Портальными называют полноповоротные стреловые краны, устанавливаемые на передвигающихся по рельсам порталах (рис. 3.16).

Портал представляет собой пространственную раму, которая перекрывает один, два или три железнодорожных пути и обеспечивает свободный пропуск под краном железнодорожных составов.

Поворотная часть крана, поворачивающаяся относительно портала на неограниченный угол, состоит из платформы, колонны (или каркаса) и стрелового устройства. На поворотной части устанавливают механизм подъёма, поворота и изменения вылета стрелы, электрооборудование, а также кабину крановщика и машинную кабину.

Портал опирается, как правило, на четыре ходовые тележки, число которых зависит от веса крана, различных нагрузок на кран и допускаемого давления колеса на рельс. Обычно половина ходовых колёс являются приводными, приводимыми в движение механизмом передвижения.

Портальные краны предназначаются для использования во многих отраслях хозяйства для выполнения подъёмно-транспортных операций с различными грузами.

В зависимости от назначения портальные краны имеют следующие типы:

перегрузочные и монтажные.

Перегрузочные портальные краны предназначаются для работы грейфером с массовыми навалочными грузами и для работы крюковой подвеской со штучными грузами, в том числе с контейнерами, в морских и речных портах, на складах промышленных предприятий и т. п. Краны могут быть использованы и для работы с магнитом.

Монтажные портальные краны служат для монтажных и сборочных работ преимущественно на судостроительных и судоремонтных предприятиях, а также для перегрузочных работ с ответственными грузами, требующих бережного отношения.

Скорости механизмов перегрузочных кранов обычно имеют следующие значения: подъём 1 1.25 м/с (60 75 м/мин); изменение вылета 0.8 1 м/с ( 60 м/мин); передвижение 0.5 0.63 м/с (30 385 м/мин); частота вращения поворотной части 0.022 0.028 1/с (1.35 1.7 1/мин).

Конструктивная схема поворотного крана определяется типом его стрелового и опорно-поворотного устройств.

Причальные контейнерные перегружатели (ПКП 32) (рис. 3.22) устанавливают на причалах морских и речных портов для погрузки и разгрузки судов контейнеровозов.

Рис. 3.22. Схема причального перегружателя Параметры и особенности конструкции ПКП определяются специфическими условиями их работы, к которым относятся: работа с крупнотоннажными контейнерами грузами стандартизованными по габаритам, весу и узлам стыковки с грузозахватными устройствами; работа со специализированными большеразмерными судами контейнеровозами, на верхней палубе которых дополнительно могут быть размещены штабели контейнеров высотой до 4-х ярусов; работа со специализированным напольным транспортом; необходимость перекрытия больших территорий причала, занятых складами контейнеров и подъездными путями; необходимость обеспечения наибольшей производительности работы для сокращения времени простоя судов.

В качестве грузозахватных устройств на контейнерных кранах всех типов (перегружатели, козловые, мостовые и судовые краны) используют специальные контейнерные захваты спредеры, обычно автоматизированные, приспособленные для работы с контейнерами одного или нескольких типов.

Конструктивно ПКП различают по схеме металлоконструкции и месту расположения (на портале или тележке) механизмов подъёма и передвижения тележки. Металлоконструкцию ПКП выполняют в большинстве случаев в виде особой, характерной именно для этих кранов схемы, включающей портал и подвешенное на нем пролётное строение, либо по схеме козловых кранов.

Перегружатель состоит из металлоконструкции, грузовой тележки, механизмов подъёма груза, передвижения тележки крана, ряда вспомогательных механизмов и систем, кабин оборудования и крановщика.

Металлоконструкция включает портал 1 и пролетное строение 2. Портал, опирающийся на тележки механизмов передвижения крана 14, образован двумя рамами морской 11 и тыловой 12; рамы соединены системой затяжек 15 и раскосов 16. Внутренний габарит рам определяется условиями прохождения контейнера заданного, обычно наибольшего габарита. Пролётное строение с морской 4 и тыловой 10 консолями крепятся, как правило, снизу к верхним ригелям рам портала. При небольших вылетах консолей их поддерживают оттяжками 7, передающими нагрузку от консолей на рамы портала через стойку 3 и оттяжки 8. Для выведения морской консоли из зоны, перекрываемой надстройками судна при взаимных перемещениях перегружателя и судна в процессе работы, эту консоль выполняют убирающейся обычно поворотной в вертикальной плоскости, поднимающейся вверх. Шарнир поворота консоли располагают в этом случае возле морской рамы, переднюю оттяжку 7 делают складывающейся, шарнирной.

3.5. Контейнерные пункты и организация их работы 3.5.1. Характеристика контейнерных пунктов Контейнерный пункт (КП) на железнодорожном транспорте это часть территории станции, где осуществляются погрузка, выгрузка, сортировка, хранение, завоз, вывоз, комплектование, технический осмотр и текущий ремонт контейнеров, оформление перевозочных и транспортно-экспедиционных документов, информация грузополучателей о прибытии контейнеров, а также другие операции с контейнерами. КП может иметь одну или несколько контейнерных площадок, которые включают в себя погрузочно-разгрузочные и подкрановые пути, площадку для кратковременного хранения контейнеров, ПРМ и проезды для автомобилей. Железнодорожные КП входят в состав грузовых районов (ТСК) станций и являются грузовыми пунктами общего пользования.

Для примера контейнерная площадка для среднетоннажных контейнеров показана на рис. 3.23.

1 – контрольно-пропускной пункт (КПП), проходная;

2 – площадка для контейнеров;

3 – кран; 4 – подкрановый путь; 5 – площадка для стоянки автомобилей;

6 – подъезды для автомобилей; 7 – ограждение;

8 – ж.-д. станция; 9 – вытяжной путь Контейнерные пункты промышленных предприятий, торгово-оптовых баз и других организаций располагаются на территории конкретного предприятия и являются грузовыми пунктами необщего пользования.

На крупных предприятиях и базах с объёмом переработки (погрузки или выгрузки) среднетоннажных контейнеров не менее 35 ваг. в сутки организуют пункты обмена контейнеров (с разрешения начальника железной дороги).

Пункты обмена контейнеров обеспечивают улучшение использования автомобилей и контейнеров за счет сокращения простоя под грузовыми операциями.

Контейнерные пункты (КП) специализируются по типу контейнеров:

КП для переработки среднетоннажных контейнеров – УУК-3 и УУК-5 с весом брутто 30 и 50 кН (3 и 5 тс).

КП для переработки крупнотоннажных контейнеров – УУК-10, УУК-24 и УУК-30 с весом брутто соответственно 100, 200, 240 и 300 кН (10, 20, 24 и тс). КП для крупнотоннажных контейнеров устраиваются, как правило, в крупных промышленных и административных центрах.

Разновидностью высокомеханизированных складов на железных дорогах являются специализированные контейнерные пункты (ППКК – пункты переработки крупнотоннажных контейнеров). Основным типом ПРМ для них являются козловые двухконсольные краны пролетом 25 м и грузоподъёмностью 200..300 кН. КП с большим объемом работ (особенно в крупных портах) называют контейнерными терминалами (англ. terminal – конечная станция).

КП для среднетоннажных контейнеров в зависимости от суточного вагонопотока подразделяются:

на малые ( при nсут < 10 ваг./сут.);

средние ( при 10 < nсут < 30 ваг./сут.);

крупные ( при nсут > 30 ваг./сут.).

С целью лучшего использования ПРМ и более полной их загрузки на контейнерных пунктах с малыми контейнеропотоками рекомендуется совмещать переработку контейнеров с тяжеловесными грузами и лесоматериалами. Грузовые операции с этими грузами можно выполнять однотипными ПРМ со сменным комплектом грузозахватных приспособлений.

Контейнерные пункты для крупнотоннажных контейнеров создаются (открываются) при nсут 3…4 ваг./сут.).

КП по роду выполняемых грузовых операций делятся на:

грузовые (погрузка и выгрузка), где перерабатываются только местные контейнеры (таких КП 40 % от всех КП на сети железных дорог РФ);

грузосортировочные, где осуществляются погрузка, выгрузка местных и сортировка транзитных контейнеров (они составляют половину всех КП на сети железных дорог РФ);

сортировочные, где производится только сортировка транзитных контейнеров ( 10 % всех КП на сети железных дорог РФ).

3.5.2. Организация работы контейнерных пунктов Контейнерные пункты, принадлежащие железным дорогам, организуют свою работу в соответствии с основным нормативным документом – «Технологическим процессом работы КП», разрабатываемым (с учётом конкретных местных условий) на основе «Типовых технологических процессов».

В «Технологическом процессе работы КП» закладывается передовая технология, обеспечивающая с наименьшими затратами материальных и денежных ресурсов выполнение заданных объёмов работы и основных нормативов по сокращению простоев транспортных средств (tгр min), повышению производительности труда ( Нвыр max) и снижению себестоимости грузопереработки (С min).

Технологический процесс работы КП устанавливает порядок, место и продолжительность выполнения технических, коммерческих и грузовых операций с контейнерами от момента прибытия до уборки вагонов с грузового фронта.

Содержание его зависит от типа перерабатываемых контейнеров и типа КП (грузовой, грузосортировочный, сортировочный) и включает в себя следующие основные разделы:

1) технико-эксплуатационная характеристика КП;

2) порядок оперативного планирования и управления работой КП;

3) порядок размещения контейнеров на контейнерной площадке;

4) специализация контейнерных площадок (если их несколько на КП) и специализация контейнеро-мест на КП;

5) порядок выполнения технического и коммерческого осмотра контейнеров;

6) технология коммерческих операций по приему и выдаче контейнеров;

7) документальное оформление контейнерных перевозок;

8) технология грузовых операций;

9) организация завоза и вывоза контейнеров автотранспортом, в том числе централизованным способом;

10) особенности работы КП в условиях внедрения новых технических средств механизации и автоматизации грузовых и коммерческих операций.

К «Технологическому процессу …» разрабатываются и прилагаются: суточный план-график работы контейнерной площадки; инструкционнотехнологические карты крановщиков, стропальщиков (если они предусмотрены), приёмосдатчиков и др.; схема документооборота; нормативы использования контейнеров и подвижного состава и другие документы.

Рассмотрим разделы «Технологического процесса …», непосредственно регламентирующие выполнение грузовых операций, а именно п.п. 1, 3, 4 и 8;

остальные разделы рассматриваются в смежной дисциплине «Управление грузовой и коммерческой работой на ж.-д. транспорте».

1). Технико-эксплуатационная характеристика КП.

Техническая характеристика содержит схему КП с привязкой к станционным путям, характеристику технического оснащения КП: контейнерной площадки, ПРМ, железнодорожных путей, автомобильных дорог, служебнотехнических зданий, средств связи, вычислительной техники, освещения и других устройств, необходимых для выполнения грузовых и коммерческих операций.

Эксплуатационная характеристика содержит: объёмы грузовой работы с контейнерами (по прибытии, отправлении, сортировке) в среднем за сутки и за год; объёмы завоза и вывоза контейнеров автомобильным транспортом; величину перерабатывающей способности КП по средствам механизации ПРР и вместимости контейнерной площадки; простой транспортных средств под грузовыми операциями; простой контейнера на КП.

Опустим изучение порядка оперативного планирования и управления работой КП 3). Порядок размещения контейнеров на контейнерной площадке.

Среднетоннажные контейнеры размещаются на площадке в соответствии с типовой схемой [3,4].

Трёхтонные контейнеры размещают длинной стороной по длине склада параллельно подкрановым путям, пятитонные – длинной стороной по ширине склада перпендикулярно подкрановым путям, дверями друг к другу таким образом, чтобы двери нельзя было открыть. На КП, где есть ограждения проходов (в виде бордюров), контейнеры размещаются дверями наружу вплотную к ограждению. Между контейнерами – манипуляционные зазоры до 100 мм, через каждые два ряда контейнеров по длине площадки (между секторами) устраивают проходы для приемосдатчиков шириной 600…1000 мм, через каждые 100 м – противопожарные разрывы шириной 4…5 м. На площадках с мостовыми и стреловыми кранами, кроме того, предусматривают поперечные заезды для автомобилей через каждые соответственно 19 и 44 м, шириной 4…5 м, длиной 7,5 м.

Среднетоннажные контейнеры устанавливаются на площадке, как правило, в один ярус. Если позволяет прочность покрытия площадки, допускается устанавливать контейнеры однотипной конструкции в 2…3 яруса.

Крупнотоннажные контейнеры размещают на площадке в соответствии с типовыми схемами [3,4] длинной стороной по длине склада, причём контейнеры, у которых двери расположены на торцевых стенках, размещают с поперечными проходами между секторами шириной 10 м и тремя продольными проходами по всей длине склада; контейнеры, у которых двери расположены на боковых стенках, размещают с поперечными проходами между секторами и одним продольным проходом (посередине площадки) по всей длине склада шириной 1,9…2,0 м. При наличии ограждений секторов контейнеры устанавливаются дверьми вплотную к ограждению. Допускается размещение на площадке контейнеров одинаковых по размерам в плане в зависимости от габаритных размеров ПРМ по высоте и прочности покрытия площадок в несколько ярусов по высоте, но не более шести. Таким порядком устанавливаются порожние контейнеры и, как правило, гружёные контейнеры одного назначения.

Покрытие площадок для среднетоннажных контейнеров должно быть асфальтовое, но допускается щёбеночное. Для крупнотоннажных наиболее эффективно железобетонное покрытие, причем поверхность его должна быть ровной, чтобы при установке на площадку контейнер опирался на все четыре нижних фитинга и уровни фитингов не отличались более чем на ± 20 мм, что обусловлено требованиями безотказной работы спредеров.

4). Специализация контейнерных площадок и контейнеромест.

Если на контейнерном пункте имеются несколько контейнерных площадок, то их целесообразно специализировать по роду выполняемых грузовых операций. В зависимости от объёмов погрузки, выгрузки, сортировки контейнеров площадки можно специализировать следующим образом:

каждая площадка выполняет и погрузку, и выгрузку, и сортировку. Здесь общий контейнеропоток распределяется по площадкам, которые специализируются по дорогам назначения контейнеров или по направлениям;

каждая площадка выполняет одну операцию: погрузку, выгрузку, или сортировку контейнеров;

одна площадка выполняет сортировку транзитных контейнеров, остальные работают с местными контейнерами. Выделение специализированной площадки для сортировки сокращает время простоя транзитных контейнеров и соответственно срок их доставки.

На каждой отдельно взятой площадке рекомендуется специализировать и контейнероместа. Под специализацией контейнеромест на площадке понимается определенный порядок расстановки контейнеров, который позволяет наиболее эффективно использовать ПРМ (за счёт сокращения холостых и непроизводительных пробегов), ускорить поиск нужного контейнера, тем самым сократить простои транспортных средств под грузовыми операциями и время нахождения контейнеров на контейнерной площадке.

Рассмотрим специализацию контейнеромест на контейнерной площадке (рис. 3.24).

Контейнерную площадку делят на специализированные участки: 1 – участок по прибытии – для местных контейнеров, подлежащих вывозу автотранспортом (располагаются ближе к автодороге вдоль фронта работ); 2 – участок по отправлении для местных контейнеров, подлежащих погрузке в вагоны; 3 – участок для неисправных контейнеров, подлежащих ремонту (располагаются в конце площадки).

Специализированные участки делят на секции:

участок по прибытии – на секции по районам города или по крупным грузополучателям (а, б, в, г и т.д.);

участки по отправлении – на секции по станциям назначения или направлениям (дорогам) в соответствии с планом формирования вагонов с контейнерами (А, Б, В, Г и т.д.).

На площадках, где есть возможность, выделяют секции для порожних контейнеров. Если на площадке работают несколько кранов, то на стыках районов их работы следует предусмотреть секции (свободные контейнероместа) для контейнеров, подлежащих передаче из одного района в другой.

При небольших объёмах работы или недостаточной вместимости площадки специализация секций может быть «скользящей», т. е. непостоянной, меняющейся по дням недели в зависимости от размеров контейнеропотоков по конкретным направлениям.

Каждое контейнероместо на площадке имеет свои координаты (или адрес) – это номер, состоящий из номера поперечного ряда и номера продольного ряда контейнеромест. Номера поперечных рядов указываются на табличках, закрепленных напротив соответствующего ряда на тросе, натянутом между опорами линии электропередачи (при работе козлового крана) или между опорами эстакады (при работе мостового крана). Номера продольных рядов указываются на мосту крана так, чтобы они были видны крановщику из кабины. Например, номер контейнера 45 означает, что он находится в четвертом поперечном ряду (считая от начала площадки) и в пятом продольном ряду (считая от принятой линии отчёта, например, от автодороги). Нумерация контейнеромест позволяет ускорить поиск нужного контейнера на контейнерной площадке.

8). Технология грузовых операций.

Выгрузка контейнеров из вагонов в склад.

Для выгрузки контейнера из вагона в склад крановщик должен знать расположения:

а) номер вагона;

б) номер контейнера;

в) номер контейнеро-места.

Перед подачей вагонов на контейнерную площадку приёмосдатчик составляет план переработки контейнеров в целом и для каждого крана в отдельности (если их несколько). План составляется на основании сменного плана работы контейнерного пункта и по документам, поступившим из товарной конторы на прибывшие, отправленные и сортируемые контейнеры. Один экземпляр плана передается крановщику. Вагоны по заявке приёмосдатчика расставляются составительской бригадой на грузовом фронте в определённом порядке – в соответствии с существующей специализацией контейнеромест на площадке (для сокращения пробегов крана). После расстановки вагонов и в процессе выгрузки приёмосдатчик осматривает (принимает на свою ответственность) контейнеры в техническом и коммерческом отношении, проверяет ЗПУ и при необходимости даёт команду крановой бригаде отставить неисправные контейнеры на соответствующий участок площадки.

Данные операции учитываются в расчётах норм простоя подготовительно-заключительные операции кранов uсут., как дополнительные внутрискладские операции, через коэффициK доп. :

ент где u под. количество контейнеров в одной подаче (конт./под.); M количество ПРМ (шт.); П экс. эксплуатационная производительность ПРМ (конт./ч.);

uсут. суточный объем работы ПРМ по переработке контейнеров, конт./сут.;

uсут., uсут.., uсут., uсут.. суточные контейнеропотоки, соответственно, по прибытии, отправлении, сортировке и порожные контейнеропотоки (конт./сут.);

K пр.., K пр.., K пр., K пр.. коэффициенты прямого варианта соответственно по прибытии, отправлении, сортировке и порожных контейнеров.

Машинист крана, руководствуясь планом обработки подачи, в котором указаны порядковые номера вагонов в подаче, номера контейнеров и номера контейнеромест, производит выгрузку контейнеров на площадку, при этом по радиосвязи сообщает приемосдатчику (для контроля) номер контейнера и на какое контейнероместо поставлен контейнер. Приёмосдатчик заносит эти данные в вагонный лист. При поступлении на контейнерный пункт автомобилей выгрузка из вагонов производится по прямому варианту «вагон-автомобиль», без постановки контейнеров на площадку.

Погрузка контейнеров в вагоны со склада.

Перед началом смены приёмосдатчик-планёр или старший приёмосдатчик планирует работу на смену и отдаёт крановщику, чтобы он знал расположения контейнеров на контейнерной площадке в плане:

а) номер контейнеро-места;

в) номер контейнера;

с) номер вагона.

Погрузка контейнеров со склада и с автомобилей производится в освободившиеся после выгрузки вагоны (сдвоенные операции). Для того чтобы найти нужный (указанный в плане) контейнер на площадке, кран передвигается и останавливается напротив таблички с номером поперечного ряда (первой цифры номера контейнероместа), затем передвигается тележка по мосту крана до номера продольного ряда (второй цифры номера контейнероместа). Крановщик проводит застропку и подъём контейнера и сообщает по радиосвязи номер контейнера приемосдатчику, который сверяет его с номером, указанным в плане, тем самым, контролируя действия крановщика. Убедившись, что это именно тот контейнер, который нужен, крановщик производит погрузку его в вагон с порядковым номером в подаче, указанным в плане.

Для сокращения холостых пробегов крана рекомендуется операции по погрузке контейнеров в вагоны чередовать с операциями по выгрузке контейнеров из вагонов, т.е. начинать погрузку сразу же после того, как из вагона выгрузили часть контейнеров (среднетоннажных – один контейнер массой 50 кН (5 тс) брутто или два контейнера массой брутто 30 кН (3 тс), стоящие у торцевой стенки (борта) вагона; крупнотоннажных – один контейнер).

Для сокращения времени на подъём и опускание контейнера (при размещении в вагоне среднетоннажных контейнеров массой брутто 30 кН (3 тс) в два ряда) при погрузке сначала ставят в вагоне контейнеры во второй ряд (считая от контейнерной площадки), затем в первый ряд, при выгрузке, наоборот, сначала снимают с вагона контейнеры первого ряда, затем второго ряда.

Сортировка транзитных контейнеров из вагона в вагон.

Для сортировки контейнера из вагона в вагон крановщик должен знать:

а) номер транзитного контейнера в вагоне;

б) номер вагона, в который он должен быть погружён.

При поступлении на контейнерный пункт гружёных вагонов с местными и транзитными контейнерами сначала с каждого вагона выгружают часть местных или некомплектующихся транзитных контейнеров данной подачи. Затем переставляют транзитные контейнеры с вагона на вагон. После этого выгружают оставшиеся местные и некомплектующиеся транзитные контейнеры данной подачи и погружают в вагоны до полных комплектов контейнерами, находящимися на площадке.

При недостаточной вместимости площадок контейнеры, подлежащие передаче из района в район, при первом рейсе перемещают кранами из района работы одного крана в другой и устанавливают на соответствующие площадки или вагоны. При втором рейсе крана перемещают транзитные контейнеры в обратном направлении, устанавливая их на площадку или вагоны. Затем рейсы повторяются до окончания сортировки. При наличии на контейнерном пункте нескольких площадок транзитные контейнеры соответствующих назначений с одной площадки на другую перевозятся автомобилями.

Таким образом, технология работ при погрузке, выгрузке и сортировке состоит:

в подготовительной операции, которая заключается в коммерческом осмотре проверке целостности контейнеров и запорно-пломбировочных устройств (ЗПУ), проверке замков;

выгрузке из вагонов местных и некомплектующихся контейнеров;

перестановке с вагона на вагон транзитных контейнеров;

погрузке в вагоны контейнеров, оставшихся на контейнерной площадке до полного комплектования;

заключительной операции, которая заключается в установке ЗПУ, замков.

3.6. Основные направления совершенствования техники Major trends aimed at improvement of container technical and Объём контейнеропригодных грузов составляет около 10 % общего объёма грузов, перевозимых по железным дорогам РФ, но в настоящее время контейнерами перевозится всего лишь 1 % грузов (в Западной Европе 30 %). Падение объёмов перевозок грузов в контейнерах в течение последних десяти лет в пять раз по сравнению с 1988 годом привело к уменьшению потребности в погрузочно-разгрузочных машинах и штате механизаторов, большинство контейнерных пунктов перешло на односменную работу, невостребованные ПРМ поставлены на консервацию.

С 1999 года объём перевозок грузов, в том числе в контейнерах, стал увеличиваться, но появился дефицит контейнеров. На балансе железных дорог РФ числится свыше 700 тысяч контейнеров, в том числе 130 тысяч крупнотоннажных контейнеров, фактически же по результатам переписи меньше почти в четыре раза (т. е. соответственно 184 и 36 тысяч). Отечественные контейнеры не возвращаются в РФ из стран СНГ, плохо налажен учёт и контроль над движением контейнеров, а ОАО «РЖД» вынуждено платить налоги и амортизационные отчисления на отсутствующие в парке контейнеры. Положение улучшилось с началом внедрения по сети ж.д. РФ автоматизированной диалогоинформационной системы учёта, контроля и регулирования контейнерного парка (ДИСКОН). К недостаткам также следует отнести и то, что непроизводительные простои контейнеров на станциях и особенно на стыковых пунктах перевалки с одного вида транспорта на другой о превышают нормативы и составляют почти 25 % общего времени оборота контейнеров. Отсутствие единого координирующего и хозяйствующего органа в системе ОАО «РЖД» привело к ухудшению использования контейнеров и снижению уровня доходности контейнерных перевозок, особенно на транзитных направлениях (Юго-Восточная АзияЕвропа).

На многих контейнерных пунктах не хватает грузоподъёмной техники для переработки крупнотоннажных контейнеров весом брутто 240 и 300 кН (24 и 30 тс). Из 180 пунктов для крупнотоннажных контейнеров на сети железных дорог всего 45 пунктов могут перерабатывать контейнеры 240 кН (24 тс) брутто, а 23 пункта контейнеры 300 кН (30 тс) брутто; на остальных контейнерных пунктах перерабатываются крупнотоннажные контейнеры с пониженной загрузкой, что увеличивает себестоимость перевозок и потребный парк контейнеров, в конечном итоге, сдерживает развитие контейнерных перевозок.

Специализированные контейнеры (СК) выполняют небольшой объём перевозки (около 20 % от объема перевозок в универсальных контейнерах), они занимают свою устойчивую нишу в транспортном обслуживании предприятий, не конкурируя с универсальными контейнерами, а дополняя их. Потребность грузоотправителей в специализированных контейнерах достаточно велика, но дальнейшее развитие перевозок в СК сдерживается не только недостаточным финансированием, но и тем, что большинство типов СК не стандартизированы, их конструкция и параметры не увязаны с параметрами технических средств транспорта – подвижного состава и погрузочно-разгрузочных машин.

Основными направлениями совершенствования техники и технологии перевозки и переработки контейнеров, позволяющими увеличить их объём и, следовательно, доходность железных дорог, являются:

1) По универсальным контейнерам:

увеличение удельного веса крупнотоннажных контейнеров в общем парке универсальных контейнеров за счёт преимущественного использования контейнеров типоразмеров 1СС (24 тс брутто) и 1АА (30 тс брутто);

по среднетоннажным контейнерам – преимущественное использование контейнеров УУК-5, за счет постепенного изъятия из парка по износу контейнеров УУК-3, которые в настоящее время не выпускаются;

повышение грузовместимости контейнеров за счёт увеличения высоты при тех же размерах в плане сначала до 2591 мм, затем до 2896 мм;

в перспективе увеличение грузоподъёмности контейнеров до грузоподъёмности крытого вагона;

использование зарубежного опыта по применению так называемых «сменных кузовов» (взамен контейнеров) с горизонтальной бескрановой перегрузкой.

2) По специализированным контейнерам:

стандартизация и унификация параметров СК с параметрами подвижного состава (вагоны, суды, автомобили) и погрузочно-разгрузочных машин;

увязка операций по загрузке (выгрузке) грузов в (из) СК с технологическими процессами предприятий-поставщиков и потребителей, а также реализация принципа логистики «доставка груза от двери до двери»;

сокращение расходов на возврат порожних СК за счёт применения конструкций (складывающихся, разборных, комбинированных, мягких и др.), позволяющих уменьшить объём СК в порожнем состоянии.

3) По контейнерным пунктам:

увеличение количества специализированных пунктов переработки крупнотоннажных контейнеров (ППКК) на сети железных дорог РФ;

дальнейшее оснащение контейнерных пунктов системами автоматизированного управления (АСУКП).

4) По погрузочно-разгрузочным машинам:

оснащение контейнерных пунктов грузоподъёмной техникой, позволяющей перерабатывать контейнеры весом брутто 240 и 300 кН (24 и 30 тс);

замена ручного труда на операциях застропки и отстропки контейнеров за счёт применения автоматических грузозахватов с дистанционным управлением – автостропов и спредеров.

5) По технологии и организации контейнерных перевозок:

увеличение объёмов перевозки контейнеров, в том числе транзитных и на экспорт, в ускоренных контейнерных и коммерческих поездах между крупными промышленными и административными центрами РФ и пограничными станциями;

развитие комбинированных контейнерных перевозок на основе создания и внедрения транспортных модулей нового типа, приспособленных для транспортирования как по автомобильным, так и по железным дорогам (за рубежом это – роудрейлеры (англ. road-railer контрейлеры с комбинированной ходовой частью для передвижения по автомобильным и рельсовым путям), трейлерцуги, транстрейлеры и др.);

создание в структуре ОАО «РЖД» единого координирующего и хозяйствующего органа управления контейнерными перевозками с соответствующими структурными подразделениями на уровне железных дорог (в 2004 году создана перевозочная компания – Центр по перевозке грузов в контейнерах – филиал ОАО «РЖД» («ТрансКонтейнер» ОАО «РЖД»).

4. Транспортно-грузовые системы для переработки Transport cargo systems for handling ponderous cargoes Вопросы, изучаемые по данной теме:

1. Характеристика тяжёловесных грузов.

2. Склады и технология переработки тяжёловесных грузов.

К тяжёловесным относят штучные грузы без тары весом одного места более 5 кН (0.5 тс), т. е. такие, как машины, оборудование, запасные части, металлы и метизы, железобетонные изделия и др. В принципе и контейнеры можно отнести к тяжёловесным грузам.

Если длина громоздких и тяжеловесных грузов (ТГ) более 1680 мм, то их относят к длинномерным грузам: такие как, автомобили, тракторы, сельскохозяйственные и другие машины, станки, различное промышленное оборудование, металлопрокат, рельсы, трубы, железобетонные балки, колонны и т. п.

Основную массу этих грузов загружают и выгружают на местах необщего пользования (подъездные пути промышленных предприятий и базы снабжения строительных организации) и грузовых районах железнодорожных станций.

Средствами перевозок ТГ являются: открытый подвижной состав (ОПС) (платформы (рис. 2.4, 3.5), полувагоны (рис.2.2 и 2.3.), специальные полувагоны-трубовозы (рис. 4.1)) и автомобили (прицепы, полуприцепы).

Так, например, железобетонные конструкции перевозят на открытом подвижном составе (ОПС) и укладывают на две поперечные деревянные подкладки. В полувагонах подкладки размещают на шкворневых поперечных балках. Панели и плиты грузят в два-три штабеля по длине и один и более по ширине. Панели и плиты длиной 5.9…6.4 м грузят в полувагоны с открытыми торцовыми дверями.

На ОПС перевозят грузы, которые не боятся атмосферных осадков, а также размеры которых не позволяют поместить их в крытые вагоны.

Грузы, перевозимые на ОПС, по характеру размещения и крепления можно разделить на следующие группы:

штучные, требующие, как правило, крепления в перевозке;

штабельные, состоящие из отдельных однородных предметов, укладываемых при погрузке в несколько рядов по высоте (лесоматериалы, трубы, рельсы и др.).

Перевозка на ОПС по сравнению с крытыми вагонами имеет ряд преимуществ, например,:

широкое применение средств механизации при выполнении грузовых операций (погрузки и выгрузки), что удешевляет и ускоряет грузовые операции и сокращает простой вагонов;

возможность перевозки длинномерных и громоздких грузов;

упрощение операции по приёму и выдаче грузов.

Складами для хранения тяжеловесных и длинномерных грузов являются:

низкие открытые площадки, аналогичные контейнерным, крытые склады (для грузов, боящихся атмосферных осадков).

Способ хранения тяжеловесных и длинномерных грузов штабельный и стеллажный (в основном сортовой металл и длинномерный прокат).

Средствами переработки тяжеловесных и длинномерных грузов являются: козловые (КДКК-10, ККС-10, КК-12.5) и мостовые краны с грузоподъёмностью 100 кН, стреловые поворотные краны на железнодорожном ходу и АП с «Г»-образной стрелой (4008, 4028) грузоподъёмностью 100 кН. Стреловые поворотные краны на железнодорожном ходу и АП 4008 и 4028 эффективны в тех случаях, когда используются для погрузки различных грузов и погрузочновыгрузочные фронты находятся в разных пунктах грузового района или на местах необщего пользования. Мостовые краны получили широкое применение в цехах готовой продукции промышленных предприятий.

Для выгрузки ТГ, перевозимых в крытых вагонах, в крытые склады или под навесы, применяются вилочные ЭП и АП. Груз должен быть подготовлен к такой выгрузке ещё при погрузке его в вагоны (поддоны, прокладки, наличие захватов для вил и т. д.).

При выгрузке ТГ у открытой платформы или площадки используются АП с безблочной крановой стрелой. Для перегрузки и хранения длинномерного проката в крытых складах применяются краны-штабелёры мостового типа и стеллажные. Многие железобетонные изделия имеют значительную длину и перевозятся на специальных полуприцепах, трейлерах-фермовозах, панелевозах, длина которых до 30 м.

На подъездных путях промышленных предприятий находят применение стреловые поворотные краны на железнодорожном, автомобильном и пневмоколёсном ходу. Они эффективны в тех случаях, когда используются для погрузки-выгрузки различных грузов, и погрузочно-разгрузочные фронты находятся в разных пунктах.

Для перевозки металлопроката и других длинномерных тяжёлых грузов длиной от 6 до 11 м рекомендован одноосный полуприцеп-металловоз грузоподъёмностью 105 кН.

В качестве грузозохватных приспособлений при перегрузке тяжеловесных и длиномерных грузов козловыми (мостовыми) и стреловыми кранами на грузовых районах или пунктах должны применяться различные типы стропов, автоматические и полуавтоматические захватные устройства, грейферноклещевые захваты, электромагниты и траверсы в сочетании со стропами, рымно-строповые захваты для перегрузки крупногабаритных грузов и тракторов.

Эти приспособления должны соответствовать весу и форме перегружаемых грузов. На машинах (двигателях) для подъёма их предусматриваются рамы или крючковые захваты для накладывания крюков или петель стропов в перегрузке.

Время застропки и отстропки ТГ 2..3 мин., а иногда 5..6 мин. При переработке ТГ бригада состоит из одного крановщика (rмех = 1) и двух, четырёх стропальщиков (rраб = 2).

Во время разгрузки тяжёловесных и длинномерных грузов особое внимание следует обращать на то, чтобы не получилось прогибов и повреждений конструкции. Поэтому застропку производят не менее чем в двух точках, чтобы уменьшить длину консолей поднимаемого груза и исключить остаточный прогиб конструкции. В местах соприкосновения стропов с острыми кромками груза под стропы подкладывают куски дерева, мешковины или специальные металлические подкладки. При подъёме и перемещении ТГ один из его концов удерживают оттяжкой из пенькового каната, находящегося в руках стропальщика, который обязан следить за тем, чтобы не произошло удара о ранее уложенный груз и груз опустился на предусмотренное для него место. Все применяемые стропы должны быть исправны и иметь бирку с указанием грузоподъмности. Стропы, как правило, испытывают два раза в год на двойную грузоподъёмность.

При переработке ТГ часто применяют простейшие приспособления – стропы, изготовляемые из стальных и пеньковых канатов. Стропы из стальных канатов изготавливают сплетением их концов в виде отдельных кусков с устройством на одном конце коуша, а на другом – крюков (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Петлевой (а) и четырёхветвевые (в) стропы с коушем Для перегрузки профильного проката используют прямоугольные электромагниты (рис. 4.3), имеющие в отличие от круглых (рис. 4.4) равномерное силовое магнитное поле по всей рабочей поверхности. Диаметр пакета мелкосортовой стали 300…350 мм, а длина 9 м. Размер квадратного пакета двутавровых балок (№18) с полужёсткими стропами: 810…850 мм, длина 12 м, а сечение прямоугольного пакета - 850х940 мм. При длине балок 12 м его вес 100 кН.

Рис. 4.3. Прямоугольные электромагниты в сочетании с траверсой:

1– металлопродукция; 2 – прямоугольный электромагнит; 3 – траверса Магнитно-грейферные захваты состоят из двух прямоугольных электромагнитов, подвешенных на траверсе, и грейферных захватов, управляемых поддерживающими и замыкающими канатами. При выключении тока груз от падения удерживается грейферными захватами, управляемыми канатами.

Для перегрузки труб большого диаметра служит электромагнитный захват, у которого к траверсе подвешено несколько электромагнитов и к этой же траверсе при помощи шарнирного четырёхзвенника прикреплены подхватные лапы, управляемые рычажным механизмом. Рычажный механизм выполнен самотормозящим и при выключении тока груз удерживается на лапах.

1 – упорная шайба из немагнитных материалов;

2 – корпус электромагнита; 3 –катушка электромагнита;

4 – наружный кабель для подвода тока к обмоткам катушки;

5 – цепи; 6 – пальцы для закрепления трёх цепей, другие концы которых надеты на общее кольцо;

7 – проушины корпуса для закрепления пальцев 6;

8 – изолирующая прокладка;

9 и 10 – кольцевой и цилиндрически полюсные наконечники Листовую сталь грузят траверсами с двумя или тремя магнитными или обычными захватами. В ряде случаев для погрузки пакетов тонколистовой стали применяют клещевые захваты. Размеры пакета листовой стали: 670х2000х мм. Захват для листовой стали показан на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Захват для листовой стали размерами 2150х4000 мм Трубы малых диаметров захватывают канатными или ленточными стропами, прикреплёнными к траверсе (рис. 4.6).

Для погрузки и штабелирования труб среднего и большого диаметров удобно применять многокрюковые захваты, состоящие из продольной траверсы и подвешенных к ней поперечных траверс, снабжённых крюками для захвата труб с торца. Каждую трубу зацепляют двумя крюками.

Для перегрузки тяжёлых труб большого диаметра служит захват с вертикально-поворотными лапами, который состоит из траверсы, навешиваемой на крюк крана, имеющей горизонтальные опоры. Ими она опирается на поднимаемую трубу. На торцах траверсы закреплены в направляющих подвижные ползуны, в которых поворачиваются вертикальные стойки с лапами.

Для перегрузки немагнитных материалов (нержавеющей стали, алюминия и др.) применяют вакуумные захватные устройства. Ими можно поднимать поштучно листовой стальной металл из штабелей (причём исключается его намагничивание, как это бывает при использовании электромагнитов). Вакуумные грузозахватные устройства в зависимости от способа создания в камере вакуума разделяются на насосные, безнасосные и эжекторные. Наибольшее распространение получили вакуумные захваты с насосами.

При перегрузке железобетонных изделий в качестве захватных приспособлений используют универсальные стропы, траверсы с многоветвевыми стропами для длинномерных изделий, клещевые, лапчатые, вакуумные захваты и другие грузозахватные приспособления (см. рис. 4.2 и 4.6).

4.2. Склады и технология переработки тяжеловесных грузов Storehouses and the technology of handling ponderous cargos Склады. Тяжеловесные и длинномерные грузы хранят, как правило, на низких открытых площадках с твёрдым асфальтобетонным покрытием. Грузы, качество которых ухудшается под воздействием атмосферных осадков, располагают под навесами, в крытых складах, в пролётах заводских корпусов. Примерный вид площадки для тяжёловесных грузов показан на рис. 4.7.

Специальные площадки на грузовых дворах для перевозки и хранения тяжёловесных и длинномерных грузов устраивают аналогично контейнерным и располагают их рядом с контейнерными площадками для возможного использования одних и тех же кранов при перегрузке контейнеров и тяжёловесных грузов. Для перегрузки тяжёловесных грузов массой, превышающей грузоподъёмность одного крана, и при несистематическом их поступлении применяют спаренные краны, поднимающие грузы массой не более их общей грузоподъёмности. Управлять спаренными кранами может один машинист.

Рис. 4.7. Примерный вид площадки для тяжеловесных грузов:

1 – вагон с тяжеловесным или длинномерным грузом;

2 – стреловой кран на железнодорожном ходу;

3 - контейнерная площадка для УУК-3 и УУК-5;

4 – площадка для длинномерных грузов (угольники, листовые стали с L>6 м);

5 – площадка для оцинкованных и кровельных желез, 6-площадка для бухт отожжённых 6 мм проволоки, используемые для крепления грузов;

7 – площадка для металлических труб, 8 - площадка для асбестовых труб;

9 – площадка для угольников с различными размерами;

10 – площадка для шестигранника, 11 – площадка для швеллеров;

12 – площадка для труб 1/2’’, 13 – площадка для труб 3/4’’;

14 – площадка для пиломатериалов и т.д.

Площадки для ТГ специализируют по роду грузов, прибытии и отправлении, направлениям перевозки, получателям груза. Тяжёловесные грузы при выгрузке на площадку должны быть уложены на подкладки толщиной 15…20 мм, а между грузами должны быть проходы шириной не менее 1 м для осмотра и застропки при перегрузке.

Сборные железобетонные изделия и детали хранят на деревянных подкладках и прокладках. Толщина прокладок должна быть не меньше высоты монтажных петель или выступающих частей изделия. При перевозке деталей, уложенных в несколько ярусов или в штабель, прокладки следует располагать рядом с местами застропки строго по вертикали (допустимое отклонение не более 10 мм).

Стеновые панели устанавливают в вертикальном положении в деревянных или металлических кассетах. Железобетонные изделия (ЖБИ) во всех случаях (при транспортировке, хранении и разгрузке) должны занимать положение, которое они имеют в сооружении.

Склады железобетонных изделий представляют собой площадки с твёрдым покрытием. Они имеют дренажи и уклоны для отвода атмосферных осадков, талых и грунтовых вод. Склады оснащают мостовыми, козловыми, башенными кранами, погрузчиками, передвижными стреловыми кранами.

4.3. Технология погрузки-выгрузки тяжёловесных The technology of loading-unloading of ponderous Типовые технологические схемы транспортно-грузовых систем для тяжёловесных грузов такие же, как и для универсальных контейнеров (п.3.3, где приведены 5 схем).

На станциях с массовым поступлением тяжёловесных и длинномерных грузов оборудуются специализированные площадки, оснащённые козловыми кранами со специализированными грузозахватными приспособлениями (ГЗП) для захвата металла, железобетонных изделий и балок, круглого леса и пиломатериалов (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Схемы комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ с длинномерными, тяжёловесными грузами с применением козловых кранов:

1 – козловой кран; 2 – автомобиль; 3 – штабель длинномерных грузов;

4 – площадка для складирования; 5 – автодорога; 6 – вагоны.

Надзор за безопасной эксплуатацией на этих площадках кранов, сменных грузозахватных приспособлений, содержанием их в исправном состоянии, безопасностью производства работ кранами возлагается на ответственное лицо из числа инженерно-технических работников механизированной дистанции погрузочно-разгрузочных работ.

В соответствии с информацией о подаче вагонов с тяжёловесными и длинномерными грузами приёмосдатчик груза и багажа определяет место на подкрановой площадке для укладки грузов и знакомит рабочих комплексных бригад с порядком выполнения работ.

Под руководством приёмосдатчика груза и багажа рабочие комплексной бригады упаковывают освободившиеся стропы для пакетирования других длинномерных грузов для их последующей отправки вагонами или автомобилями в соответствии с указаниями начальника станции.

На выгрузке таких грузов из полувагонов и платформ, как правило, должна быть занята бригада в составе не менее 3 человек (машинист крана и двое рабочих-стропальщиков). Машинист крана (крановщик) в зависимости от рода груза подаёт грузовой крюк или траверсу, грузовую раму с грузовыми крюками или клещевидный захват и т.п. к месту застропки груза. Стропальщики по приставным лестницам или скоб-трапам полувагона поднимаются на вагон с двух сторон к штабелю груза и, направляя грузозахватные крюки, производят застропку груза. Машинисту крана (крановщику) по команде стропальщика разрешается подъём грузовых захватов после того, как стропальщики удалятся в безопасную зону. Убедившись в правильности захвата и устойчивости груза на подъёмном тросе, перед началом операции машинист крана (крановщик) должен подать звуковой сигнал и затем осуществлять подъём и перемещение груза на заданный участок склада или в кузов автомобиля.

Выгрузка верхней части груза (трубы и т.д.), выложенной по контуру суженной части габарита, так называемой «шапки», возможна в один или несколько приёмов. При выгрузке в один приём застропка «шапки» осуществляется за скобы полужёсткого стропа или под неё подводятся в двух торцах чалочные стропы. В последнем случае проволочную увязку снимают после выгрузки на земле специальными ножницами. При выгрузке в несколько приемов проволочную увязку снимают непосредственно на полувагоне, но предварительно должны быть установлены предохранительные стойки. Стойки устанавливают в зазоры между бортом полувагона и штабелем груза на глубину не менее 0.75 м вплотную к основным стойкам и закрепляют деревянными клиньями. По высоте предохранительные стойки должны на 0.3 м превышать верхний уровень «шапки». Затем стропальщики подводят с одной стороны вспомогательный трос под нужное количество единиц и надевают концы троса на крюк крана. Далее стропальщики отходят в безопасную зону и подают команду крановщику о подъёме на высоту не более 0.5 м для заведения под пачку груза основных чалочных стропов. По команде машинист крана (крановщик) отпускает груз, стропальщики снимают вспомогательные тросы и надевают основные стропы.

Проверив правильность застропки, стропальщики отходят в безопасную зону и дают команду на подъём груза. Груз поднимается на 0.2…0.3 м и проверяется равномерность натяжения стропов и надёжность обвязки, исключая развал груза при перемещении. При обнаружении неравномерности натяжения стропов и ненадёжной обвязки груз должен быть опущен.

Груз перемещается на высоте не менее 0.5 м выше встречающихся на пути предметов под непосредственным наблюдением стропальщиков.

На площадке пачки груза должны быть увязаны в пакеты и уложены на специально подготовленные прокладки с соблюдением габарита приближения строений. При укладке в штабель непакетированных грузов груз в штабеле должен быть разделён горизонтальными прокладками. Для ориентировки поднятого груза (поворота его на крюке) при укладке на склад или в кузов автомобиля стропальщик должен пользоваться багром длиной не менее 3 м.

В кузове автомобиля груз увязывают по указанию водителя автомобиля и приёмосдатчика груза и багажа.

4.4. Примеры выбора наиболее производительной и экономичной технологии транспортно-грузовых систем для тяжёловесных грузов Выбор наиболее производительной и экономичной технологии транспортно-грузовых систем для тяжёловесных грузов с использованием формул в материалах для выполнения курсовой работы рассмотрен ниже на конкретных примерах в вычислительной среде MathCAD.

При этом особо обращаем внимание читателя на то, что приведенные примеры выполнены с преднамеренными ошибками. Поэтому выполнение курсовой или магистерской работы без изучения содержания данной темы приведёт к повторным пересчётам.

5. Транспортно-грузовые системы для переработки Transport cargo systems for handling embankments cargoes Вопросы, изучаемые по данной теме:

1. Характеристика насыпных грузов.

2. Технология погрузки насыпных грузов в крытые вагоны и открытый подвижной состав.

3. Технология выгрузки насыпных грузов из крытых вагонов и из открытого подвижного состава.

4. Профилактические меры против смерзаемости насыпных грузов и технология восстановления сыпучести смёрзшихся насыпных грузов при выгрузке.

5. Технология очистки вагонов от остатков насыпных грузов на ж.д. транспорте.

Насыпными считаются грузы, размеры отдельных частиц (гранул) которых меняются от пылевидных (до 0.05 мм) до и более 320 мм.

По крупности частиц (гранулометрическому составу)насыпные грузы разделяют на следующие группы: особо крупные (размер частиц более 320 мм), крупные (161320 мм), средние (61160 мм), мелкие (1060 мм), зернистые (0.59 мм), порошкообразные (0.050.49 мм), пылевидные (до 0.05 мм).

Грузы, размер гранул которых не превышает 13 мм, а также класса 0-100 мм с содержанием частиц (размером менее 13 мм) более 50 % относятся к грузам мелких фракций.

Номенклатура таких грузов составляет около 400 наименований [4].

Насыпные грузы (НГ) (англ. cargoes embankments) подразделяются на следующие подгруппы:

промышленные грузы открытого хранения, не требующие защиты от атмосферных осадков (железная руда, уголь, песок, торф и др.) и которые перевозятся на открытом универсальном или специализированном подвижном составе. Особенностью грузов этой группы является необходимость профилактики смерзаемости и предупреждение потерь грузов от выдувания и просыпания из вагонов;

промышленные грузы крытого хранения, которые требуют защиты от атмосферных осадков (цемент, известь, минеральные удобрения, гипс и др.).

Для перевозки таких грузов используется закрытый подвижной состав (хопперы, цистерны, специализированные вагоны);

продовольственные грузы (мука, зерно, семена, отруби и другие виды) требуют защиты от атмосферных осадков и перевозки в закрытом специализированном подвижном составе.

Насыпные грузы характеризуется: кусковатостью или гранулометрическим составом грузов; объёмной массой; углом естественного откоса ; слёживаемостью; влажностью (англ. humidity); истирающей способностью; острокромчатостью (англ. point edgity); смерзаемостью; свойством сводообразования (англ. vault formation); липкостью (англ. stickiness); коррозионностью; самовозгораемостью; взрывоопасностью (англ. danger detonative); гигроскопичностью (англ. hydroscopity), хрупкостью и вредностью (англ. harmivity) для здоровья.

По кусковатости грузы подразделяются на крупнокусковые (>160 мм), среднекусковые (60…160 мм), мелкокусковые (10…60 мм), мелкозернистые (0.5…2 мм), порошкообразные (0.05…0.5 мм) и пылевидные (менее 0.05 мм), определяемым методом ситового анализа специально отобранных проб груза;

Объёмная масса или плотность насыпного груза характеризует массу единицы объёма насыпного груза в его естественном состоянии, кг/м3:

m – масса груза, кг; V – общий объём груза (насыпью), м3.

где Слеживаемость груза - это свойства некоторых насыпных грузов терять сыпучесть или взаимную подвижность частиц при длительном хранении. Груз может уплотняться при хранении и перевозке, которые влияют на работу ПРМ.

К слёживающимся грузам относят цемент, известь, глину, соду, окись цинка, окись кремния в порошке, различные минеральные удобрения и др. Отдельные виды грузов (соль поваренная, сахарный песок и др.) слеживаются лишь при повышенной влажности. Проявление слёживаемости возрастает с увеличением высоты слоя засыпки насыпного груза. В нижних слоях штабеля груза слёживаемость выше из-за повышенного давления на них.

Влажность груза, которая влияет на способы ПРР. Влага может содержаться в насыпном грузе в виде конституционной влаги, химически связанной с веществом груза; гигроскопической влаги, впитываемой грузовыми частицами из окружающего воздуха, а также внешней влаги, образующей водяную плёнку на поверхности частиц груза (молекулярная влага) или заполняющей свободные пространства между частицами (гравитационная влага). При длительном хранении на открытом воздухе внешняя влага испаряется, и груз называют воздушно-сухим или находящимся в состоянии естественной влажности. Насыпной груз, содержащий лишь конституционную влагу, называют сухим.

Истирающая способность, или абразивность груза, которая влияет на срок службы рабочих органов установок для перемещения насыпных грузов. Она характеризует свойство насыпного груза истирать при движении соприкасающиеся поверхности (лотки, жёлоба, шнеки, конвейерные ленты и т.п.). Она зависит от твёрдости составляющих груз частиц. Значительной истирающей способностью обладают такие грузы, как квасцы, зола, боксит, бура, цемент, зерно, формовочная земля, пемза, окись кремния, песок, щебень и др. Иногда истирающими являются примеси к насыпному грузу, который сам по себе не имеет таких свойств (например, мельчайший песок в муке, куски породы в каменном угле и т.п.).

Острокромчатость груза, т. е. наличие острых режущих кромок (граней) у частей груза. Так, каменный уголь без примеси не истирающий материал, но куски угля, падая с высоты на прорезиненную ленту, могут прорезать её острыми кромками. В этих случаях быстрый износ ленты происходит не из-за истирающего действия угля, а вследствие его острокромчатости.

Смерзаемость груза, т. е. свойство грузов смерзаться при низкой температуре в крупные глыбы или прочно скреплённые массы, с трудом поддающиеся разрушению;

Свойства сводообразования груза, т. е. явление самопроизвольного возникновения сводов из частиц груза над выпускным отверстием бункера, силоса, воронки. Образование сводов зависит от кусковатости груза и формы кусков, влажности, слёживаемости, смерзаемости, связности, липкости и других свойств груза, а также от способа формирования массы груза в грузовместилище.

Липкость груза, т. е. свойства насыпного груза прилипать к ограждающей поверхности. Липкими становятся обычно влажные грузы, однако этим свойством обладают и сухие груза. Так, сера и тальк липнут к стали, мел к дереву и др.

Коррозионность груза, т. е. способность вызывать коррозию соприкасающихся с ними материалов. К ним относятся многие химические удобрения, особенно калийные и азотные, соль поваренная, селитра аммиачная, зола влажная и др.

Самовозгораемость груза, т. е. способность к воспламенению под действием происходящих в массе химических реакций, сопровождающихся выделением тепла. Самовозгораться могут зерно влажное, уголь каменный влажный, фосфор, щепа влажная, сера, карбид кальция и др.;

Взрывоопасность груза. Кроме собственно взрывчатых веществ и смесей с веществами, выделяющими кислород, взрывоопасными являются насыпные грузы, выделяющие пыль, способную воспламеняться со взрывом (например, зерно, крахмал, мука, опилки древесные, уголь и др.).

Гигроскопичность груза, т. е. склонность к поглощению влаги из окружающего воздуха. Гигроскопичны все азотные и калийные удобрения, суперфосфат, селитра, поваренная соль, опилки сухие древесные и др.

Хрупкость груза, т. е. склонность к разрушению (дроблению) частиц в процессе пересыпки и движения по лентам конвейеров, по спускным лоткам, при хранении в бункерах. К таким грузам относят кокс, антрацит, некоторые виды зерна, гранулированные удобрения и т.д.

Вредность груза для здоровья. Насыпные грузы, выделяющие едкий запах или пылящие (известь хлорная, цемент, порошковые минеральные удобрения, отруби, шроты и др.), способны вызывать заболевания глаз, органов дыхания и нервной системы. Особенно вредны для здоровья ядовитые насыпные грузы (мышьяк в порошке и его соли, натрий фтористый, окись свинца, семена клещевины и др.).

На каждый груз имеется ГОСТ и технические условия (ТУ). Груз должен соответствовать ГОСТам и ТУ, например, чтобы груз не смерзал при перевозке, иначе железная дорога имеет право отказать их перевозить.

5.2. Технология погрузки насыпных грузов в крытые вагоны The technology of loading of embankments cargoes into 5.2.1. Технология погрузки насыпных грузов в крытые вагоны Крытые вагоны (англ. – covered wagon, амер. – boxcar) (КР, код 20) бывают:

– универсальные с объёмами кузовов 106 и 120 м3;

– специализированные цельнометаллические вагоны бункерного типа:

– для перевозки грузов, боящихся атмосферных осадков:

– для перевозки минеральных удобрений – вагоны-хопперы-минераловозы;

– для перевозки цемента (англ. – cement tank), алебастера – вагоныхопперы-цементовозы (ЦМВ, код 93) (рис. 5.1);

– для перевозки зерна (англ. – grain carrier) – вагоны-хопперы-зерновозы (ЗРВ, код 95) и др.

Рис. 5.1. Четырехосный саморазгружающийся вагон для цемента модель 19- Рис. 5.1, а. Вагоны-хопперы для перевозки окатышей Рис. 5.2. Вагоны-хопперы для перевозки зерна Погрузка грузов в такие вагоны показана на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Погрузка сыпучих грузов в крытый вагон:

2 – телескопические опускные трубы; 3 – крытый вагон К загрузочному бункеру прикреплены четыре телескопические отпускные трубы диаметрами 220 мм и 240 мм. На крыше крытого вагона имеются четыре верхних люка (колпаки) с отверстиями круглой или квадратной формы.

Погрузка сыпучих грузов в КР осуществляется посредством отпускных труб путём их заводки в люки вагона. Вместо отпускных труб можно использовать брезентовые рукава. В нерабочем состоянии эти трубы подняты.

Техническая производительность каждой отпускной трубы Птех= кН/ч. Техническая производительность всей установки Птех = 10004 = кН/ч.

Технология погрузки насыпных грузов следующая:

– производится подготовительная операция – проверяется плотность закрытия дверей;

– вручную открываются верхние люки (колпаки) вагона;

– отпускные трубы бункера вручную устанавливаются (заводятся) в люки вагона;

– открываются люки бункера;

– осуществляется регулирование подачи насыпного груза и разравнивание груза в вагоне вручную или автоматически;

– закрываются люки бункера и вагона;

– осуществляется уборка и поднятие верх отпускных труб вручную грузчиком;

– производятся заключительная операция – установка запорнопломбировочного устройства (ЗПУ).

Такая технология погрузки насыпных грузов является основной технологией.

Средствами погрузки насыпных грузов (НГ) на открытый подвижной состав (ОПС) являются:

– полувагоны (ПВ, код 60), которые были разработаны специально для погрузки НГ (рис. 2.2 и 2.3); В последнее время разработаны полувагоны габарита Тпр с глухим кузовом и с люками в полу большей грузоподъёмности (ОАО « Алтайвагонзавод») (рис. 5.4, а, б). Полувагоны габарита Тпр с глухим кузовом и с люками в полу большей грузоподъёмности (ОАО « Алтайвагонзавод») позволяют при сохранении длины поезда перевозить грузы больше на 8000 - кН в зависимости от осевой нагрузки.

– платформы (ПЛ, код 40) (рис. 2.4 и 3.5);

– специализированный подвижной состав – вагоны-думпкары (рис.5.1).

Рассмотрим только технологию погрузки насыпных грузов на полувагоны (рис. 5.5) на примере угля, поскольку уголь является одним из основных (массовых) грузов, перевозимых железнодорожным транспортом.

Рис. 5.4, а. Полувагон габарита Тпр с глухим кузовом Различают уголь бурый, каменный и антрацит.

Бурый уголь имеет большую влажность (от 10 до 25 %), содержит значительное количество летучих веществ и меньше углерода по сравнению с другими видами угля, при сгорании выделяет много золы. Бурый уголь в общей добыче составляет более 22 %.

Каменный уголь является основным по количеству добычи. Содержит меньше влаги (не более 5…7 %) и летучих веществ, имеет меньшую зольность и больше углерода по сравнению с бурым углём. По условиям использования каменный уголь делят на два вида: энергетический, идущий на отопление, и коксующийся, используемый для производства кокса в металлургии. В зависимости от гранулометрического состава угли разделяют на сортированные и рядовые.

Резко отличается от других видов угля антрацит. Он имеет высокую плотность (1.4…1.7 т/м3), обладает большей твёрдостью и металлическим блеском, углерода в нём больше, а золы меньше, чем в других видах угля.

Все виды угля добывают двумя способами: подземным в шахтах и открытым в карьерах. Открытым способом добывают 40 % общей добычи угля.

Средняя грузоподъёмность вагонов используется при перевозке угля почти на 100 %. В связи с чем бурые угли и лёгкие фракции каменных углей загружают в полувагоны с «шапкой», а затем уплотняют специальными катками.

Уголь грузят в железнодорожные вагоны исключительно на подъездных путях шахт и карьеров, а выгружают на подъездных путях электростанций, заводов, организаций, ведающих снабжением топливом городских небольших предприятий и населения.

Имеются два способа погрузки насыпных грузов на ОПС – бункерный и без бункерный.

Бункером называется вместилище для бестарного хранения насыпных и кусковых грузов, которые разгружаются через нижнюю часть, оборудованную затворами и питателями. Все разнообразие бункеров можно разделить на три основных типа: круглый, пирамидально-призматический и гибкий. Бункер закреплён на опорах. Схематически бункер круглой формы, закреплённый на опорах, представлен на рис. 5.6.

5.2.3. Технология бункерного способа погрузки угля на ОПС Для погрузки порядка 90 % отправляемого угля используется бункерный способ погрузки.

Бункера используются в качестве склада для краткосрочного хранения насыпных грузов и как погрузочная установка, предназначенная для дозированной или регулируемой их погрузки на ОПС.

Заполнение бункеров грузами из угольных шахт осуществляются питателями в виде конвейеров (рис. 5.7).

1 – полувагон; 2 – опора; 3 – затвор, т. е. устройство для автоматического открывания и закрывания бункеров;

4 – устройство против сводообразования смёрзшихся грузов;

5 – фотодиод для контроля заполнения бункера Обогащённый уголь это уголь, очищенный от ненужных пород. К сожалению, таких грузов мало. Обычно перевозится необогащённый уголь, перемешанный с землей.

В бункерах имеются устройства для контроля их заполнения в виде фотодиода и устройства для автоматического открывания и закрывания затворов. В бункерах находится еще устройство против сводообразования, которое исключает образование над выпускным отверстием смёрзшегося свода примерно сферической формы. Смёрзшийся свод уменьшает сечение выпускного отверстия и снижает время выгрузки груза, тем самым, увеличивая время простоя вагона под грузовыми операциями.

По геометрическим размерам различают бункера высотой до 40 м и диаметром до 24 м. Такие бункера являются крупными по своим масштабом и величине ёмкостями.

Поскольку бункера могут быть прямоугольной или цилиндрической формы, то соответственно и выпускные отверстия бывают в виде прямоугольного и круглого отверстия или квадрата (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Формы выпускных отверстий бункеров Для расчёта технической производительности бункеров Птех, как установки непрерывного действия (поскольку здесь груз выгружается самотёком), необходимо определить площадь струи. Площадь струи несколько меньше, чем размер выпускного отверстия. Поэтому площадь струи или поперечного сечения выпускного отверстия:

а) прямоугольной формы (рис. 5.5,а):

где L и B – длина и ширина отверстия (м) (принимают L = 0.7 и B = 0.6 м);

a – размер характерного куска груза (м) (принимают 0.1 м);

б) в виде квадрата (рис. 5.5,б):

в) круглой формы (рис. 5.5,в):

где D – диаметр отверстия (м) (принимают для песка – D = 0.15 м, гравия – D = 0.16 м, крупнокускового груза – D = 0.6 м).

Бункерные установки делятся на одиночные или на погрузочные комплексы (БПК), состоящие из нескольких бункеров, расположенных в один ряд или несколько рядов.

Бункерный погрузочный комплекс (БПК) представляет собой несколько последовательно расположенных бункеров. Схематически такой комплекс показан на рис. 5.9.

Рис. 5.9, б. Фрагмент погрузочного комплекса:

1 - порожние вагоны; 2 - выгрузочные воронки;

3 - бункерный погрузочный комплекс;

4 - ленточный подбункерный конвейер;

5 - погрузочный конвейер-стрела;

6 - груженные вагоны; 7 - маневровая лебёдка Такой комплекс технически оснащён:

– ленточными надбункерными питателями (конвейерами), обеспечивающими заполнение бункеров грузом непосредственно из обогатительной фабрики;

– бункерным погрузочным комплексом 3, имеющим выгрузочные воронки 2;

– ленточным подбункерным конвейером 4;

– погрузочным конвейером стрелой 5, который через лебёдки может быть поднят или опущен, отсекая при этом перемещение груза на вагон;

– вагонами для загрузки грузов 6;

– маневровой лебёдкой 7, служащей для перемещения вагонов со скоростью v = 5-6 км/ч.

Совместно с погрузочным комплексом имеются:

– вагонные весы;

– маневровые лебёдки, которые тросом передвигают вагоны;

– маневровая тележка – толкатель, которая также передвигает вагоны. Сами маневровые тележки при этом передвигаются на узкоколейке, расположенные между железнодорожными рельсами.

Техническая производительность бункерного погрузочного комплекса Птех = 50 - 500 тыс. кН/ч.

Преимущества бункерного погрузочного комплекса заключаются в том, что такой комплекс:

– обладает высокой производительностью Птехmax;

– обеспечивает минимальный простой вагонов под погрузкой – tгрmin.

Недостатком бункерного погрузочного комплекса является сравнительно высокая стоимость, если используется как открытый склад.

5.2.5. Технология безбункерного способа погрузки угля на ОПС Технология безбункерного способа погрузки угля на ОПС занимает около 10% общего объёма грузов, погружаемых из открытых карьеров. Имеются три технологии безбункерного способа погрузки угля:

1-я технология. При этом для погрузки угля используется стреловой кран на железнодорожном ходу. Грузозахватным приспособлением (ГЗП) крана является грейфер (ковш). Схематически такая технология погрузки бурого угля показана на рис. 5.10.

По мере выработки карьера железнодорожные пути на временном основании легко передвигаются в сторону карьера.

Производительность такого способа погрузки бурого угля зависит от ёмкости ковша.

Преимуществом такого способа погрузки бурого угля является то, что не требуются склады, поскольку карьер является природным складом.

Недостатками являются малая производительность и необходимость периодического передвижения железнодорожных путей в сторону карьера по мере его выработки.

Рис. 5.10. Схема работы стрелового крана на ж.-д. ходу 1 – разрез угольного карьера в плане; 2 – стреловой кран на ж.-д. ходу;

3 – железнодорожные пути на временном основании; 4 – полувагоны 2-я технология. По этой технологии для погрузки бурого угля используются шагающие (рис. 5.11) или гусеничные краны-экскаваторы.

Рассмотрим экскаватор на гусеничном ходу. Схематически работа экскаватора на гусеничном ходу показана на рис. 5.12.

Рис. 5.12. Схема работы экскаватора на гусеничном ходу:

1 – гусеница; 2 – ротор; 3 – ковш; 4 основной конвейер;

5 вспомогательный конвейер;

6 загрузочный или отвальный конвейер; 7 вагоны;

8 железнодорожные пути на временном основании Ротор экскаватора оборудован ковшами вместимостью 1 тс угля. Имеются 16 ковшей. Экскаватор по ширине занимает 60 м. По мере выработки карьера железнодорожные пути на временном основании легко передвигаются в сторону карьера.

Достоинством такой технологии погрузки бурого угля является отсутствие необходимости постройки промежуточного склада.

Недостатки этой технологии такие же, как и предыдущей технологии, т.

е. периодически требует передвигать железнодорожный путь на временном основании.

3-я технология. По этой технологии погрузки угля применяются краны козловые, мостовые и стреловые на железнодорожном ходу, оборудованные грейферами. Технология используется на местах общего пользования. Погрузка угля осуществляется непосредственно в вагон. Схемы аналогичны типовым схемам открытых складов (п. 9.1.6.2). Недостаток – небольшая производительность.

Техническая производительность экскаватора на гусеничном ходу Птех = 50 тыс. кН/ч.

5.2.6. Технология погрузки грузов навалом в полувагоны При погрузке в полувагоны грузов навалом весом отдельных кусков до 1 кН общий вес груза, падающего на пол полувагона, не должна превышать 50 кН, а высота падения – 3 м.

При погрузке навалочных грузов навалом массой отдельных кусков свыше 100 кг, но не более 500 кг на дно кузова полувагона должен быть насыпан слой из мелкокускового груза толщиной не менее 300 мм. Общий вес груза, падающего на насыпной слой, не должна превышать 70 кН, а высота падения от пола полувагона 3 м. Навалочные грузы в виде отдельных кусков весом брутто более 5 кН должны в вагон грузиться без сбрасывания (опусканием).

5.3. Технология выгрузки насыпных грузов из крытых вагонов The technology of unloading of embankments cargoes from 5.3.1. Технология выгрузки насыпных грузов из крытых вагонов В крытых вагонах перевозят грузы, требующие защиты от атмосферных осадков. Это ценные химические грузы, инертно-строительные материалы (цемент, алебастр и др.), зерно и др.

Имеются следующие технологии выгрузки насыпных грузов из крытых вагонов:

1-я технология. С применением ЭП или малогабаритными АП с нейтрализацией выхлопных газов, оборудованными бульдозерно-грейферными или ковшовыми захватами. При этом ЭП или малогабаритный АП с рампы склада через переходной мостик заезжает в вагон, захватывает груз, высыпает его в примный бункер и далее груз конвейером подаётся в кузов автомобиля или на склад. Эта технология такая же, как и ТШГ. Техническая производительность в зависимости от рода груза Птех = 250…300 кН/ч.

2-я технология. С применением механизированной лопаты (скребка). Устройство механизированной лопаты довольно простое. Схема работы с такой лопатой показана на рис. 5.13.

Рис. 5.13, а. Выгрузка грузов механической лопатой:

1 скребок; 2 тяговый канат; 3 привагонный блок; 4 вертикальный блок; 5 лебедка; 6 приемный бункер; 7 конвейер Рис. 5.13, б. Схема работы с механизированной лопатой:

После открытия двери крытого вагона насыпной груз самотёком высыпается в завальную яму. При этом в вагоне с каждой стороны дверного проёма под углом естественного откоса остается насыпной груз. Механизированная лопата используется именно для выгрузки этого остатка груза. Технология выгрузки груза следующая:

– рабочий, который находится внутри вагона, тащит скребок (лопату) на верхний участок груза и внедряет его на груз;

– рабочий, который находится внизу, включает электродвигатель;

– рабочий, который находится внутри вагона, перемещаясь вместе со скребком, способствует высыпанию насыпного груза в приёмное устройство.

Таким образом, механизированная лопата эта установка периодического действия. Количество рабочих nраб = 2.

Иногда груз выгружают спаренной механизированной лопатой, т. е. третий рабочий выгружает лопатой и с другой стороны дверного проёма. В этом случае количество рабочих nраб = 3.

Поскольку рабочие находятся в неблагоприятных условиях, то они должны быть обеспечены защитными средствами (респираторы, защитные очки и др.).

Техническая производительность такой установки Птех = 300 кН/ч.

3-я технология. С применением специальных погрузочно-разгрузных машин непрерывного действия типа МВС машины вагонные самоходные (для выгрузки слеживающихся грузов из крытых вагонов, рис. 10.23).

Технология работы разгрузчика следующая. После открывания дверей вагона и снятия ограждения разгрузчик по переходному мостику подъезжает к грузу, рабочий орган - питатель захватывает груз и передаёт на наклонно расположенный ковшовый элеватор, после чего груз передаётся отвальному ленточному конвейеру в автомобиль или на отвал. При освобождении одной стороны вагона разгрузчик выезжает задним ходом, разворачивается и выгружает другую половину вагона.

4-я технология. С применением специальных погрузочно-разгрузных машин – инерционных разгрузочных машин (ИРМ-7), предназначенных для выгрузки насыпных грузов из четырехосных крытых вагонов. Схема (рис. 10.14), устройство, преимущество и недостатки будут рассмотрены на практическом занятии 10.8.

1 мост-платформа; 2 рычаг балансир;

4 поворотный «замок» с рельсовой вставкой; 5 упорный зажим, 6 щитоотжиматель; 7 приёмный бункер с тремя выпускными Технология выгрузки вагонов следующая. Вагоны под разгрузку подаются поочерёдно с расцепкой. Благодаря постепенному возвышению одного наружного рельса вагоны получают поперечный наклон, причём в 15 м от ИРМ этот наклон уже достигает 10° и первый вагон въезжает на мост, и устанавливается примерно посередине моста, а остальные вагоны группы отводятся на 5…10 м назад.

Оператор включает двигатели винтовых механизмов передвижения упоров, которые выходят из межрельсовых углублений, подходят к вагону и центрируют его. После этого срабатывают конечные выключатели и электродвигатели упоров выключаются. В это время на пульте загорается лампа «Упоры у вагона». Одновременно включается гидросистема и упоры поджимаются, выводятся из работы пружинные аппараты автосцепных приборов вагона и убираются стабилизаторы. Привод насосной станции выключается.

При выгрузке зерна, открыв дверь вагона со стороны выгрузки и закрепив струбцинкой, подводят к дверному проёму щитовыжиматель и включают автономную насосную станцию его гидросистемы. С помощью прижимной плиты с шипами и горизонтального цилиндра хлебный щит отжимается вовнутрь вагона, а посредством вертикального цилиндра поднимается вверх и удерживается в поднятом состоянии.

Выгрузка лёгкосыпучих грузов вагона вначале осуществляется самотёком.

В течение 70…80 с из вагона выгружается самотёком зерно примерно 15… тc. После этого оператор включает основной двигатель привода возбудителя колебаний и вагон колеблется с заданной амплитудой и частотой. Разгон привода до 85…90 об/мин занимает 6…8 с, и зерно начинает высыпаться через дверной проём в приёмный бункер под действием сил инерции. По мере высыпания груза и уменьшения общей массы (вагона с грузом и моста) увеличивается частота и амплитуда колебаний. К концу выгрузки частота колебаний составляет 118…124 колебаний в минуту, а амплитуда в центре пола вагона 65…70 мм. Через 4.5…5 мин. работы дебалансного вибратора вагон освобождается от груза и не требуется никакой дальнейшей очистки вагона. Продолжительность разгрузки четырехосного вагона 10…12 мин.

5-я технология. С применением пневматических установок непрерывного действия (ПНУ). ПНУ предназначена для перемещения насыпных грузов из крытых вагонов посредством воздуха. Смесь насыпного груза с воздухом (аэрированная смесь) перемещается по трубопроводам за счёт разности давления вначале и в конце трубопровода: p = pк - pн. Разность давлений создаётся за счёт отсоса воздуха из трубопровода, т. е. за счёт создания в нём вакуума.

Такие установки называются установками всасывающего действия. Разность давлений может быть создана за счёт напора (нагнетания) воздуха. Поэтому эти установки ещё называются установками нагнетания.

Для примера рассмотрим схему установки всасывающего действия (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Схема установки всасывающего действия:

1 заборное устройство; 2 шланг; 3 рабочий трубопровод;

4 осадительная камера (разгружатель);

5 шлюзовой затвор; 6 приёмное устройство; 7 фильтр;

8 вакуум-насос; 9 патрубок для выпуска воздуха;

Установка позволяет совершить одновременную выгрузку насыпного груза из сухогруза (т. е. судна – плавучего средства, предназначенного для перевозки грузов) и из крытого вагона с использованием заборных устройств, имеющихся на концах шлангов. При этом сухогруз, крытый вагон, шланг с заборными устройствами и часть трубопровода образуют пункт (фронт) выгрузки. Комплекс устройств, включающий в себя часть трубопровода, осадительную камеру или разгружатель, где осаждается груз, шлюзевой затвор, приёмное устройство, фильтр, вакуум-насос, который отсасывает воздух, и ленточный конвейер, который подаёт груз на склад, образуют склад. Склад может находиться на некотором расстоянии от пункта (фронта) погрузки.

Технология выгрузки насыпных грузов следующая. Рабочий после открывания дверей крытого вагона вставляет внутрь вагона заборное устройство и включает вакуум-насос. На конце трубопровода 100…150 мм создаётся разность давлений. При этом аэрированная смесь перемещается по трубопроводу и насыпной груз попадает в осадительную камеру, где происходит осаждение груза. Поскольку сечение этой камеры значительно больше, чем сечение трубопровода, то скорость воздуха резко снижается согласно формуле Бернулли: p1v = p2v2, где v1 > v2 и p1 < p2. Поэтому более тяжёлые частицы аэрированной смеси падают вниз, а лёгкие частицы вместе с воздухом продолжают перемещаться дальше. Более тяжёлые частицы смеси через шлюзовой затвор перемещаются вниз.

Устройство шлюзового затвора таково, что он пропускает груз, но не пропускает воздух, поскольку в нём вначале открывается верхний клапан и груз поступает в шлюз. Потом клапан закрывается. После этого открывается нижний клапан и груз падает на конвейерную ленту, по которой он транспортируется в бункеры-силосы или на склад.