3.1. Вибір типу складів, визначення площі та основних параметрів складів

Вантажна робота на станції виконується цілодобово з рівномірним розподілом по періодам доби. На станції повинна бути передбачена спеціалізація місць загального користування. При цьому склади, загальнорозвантажувальні площадки та платформи, спеціалізуються по роду вантажу, виду відправок та по характеру виконання вантажних операцій. Спеціалізація повинна передбачати забезпечення найбільш раціональної технології виконання вантажної та комерційної роботи, максимальне використання засобів механізації, поточність руху автомобільного транспорту, широке застосування здвоєних операцій з вагонами та автомобілями.

На вантажних станціях використовують типові схеми комплексної механізації вантажно-розвантажувальних робіт, які базуються на застосуванні передових методів праці, використання серійний вантажозахватних пристроїв, підйомно-транспортних машин, вібраторів для очищення кузовів вагонів від залишків сипучих вантажів.

Об'єм та площу складів для зберігання вантажів необхідно розраховувати по прибуттю та відправленню і загальний об'єм і площу складів.

Для тарних, штучних, великовантажних і насипних, навалочних вантажів, об'єм визначається за формулою:

F_скл = Q_доб · Т_зб · К_скл ; (12)

де: Q_доб – середньодобовий вантажопотік по прибуттю або відправленню, т;

Т_зб – тривалість зберігання вантажу, доб;

К_скл – коефіцієнт складочності, який враховує перевантаження по прямому варіанту з одного виду транспортного складу в іншій.

3.1.1 Розрахунок основних розмірів критого складу для зберігання тарно-штучних вантажів

Площа критого складу визначається за формулою:

F_скл = К_пр · Q_доб · Т_зб · К_скл  q ; (13)

де: К_пр – коефіцієнт, який враховує додаткову площу для проходів вантажо-розвантажувальних машин, місць для встановлення прийомоздавальника;

q – середнє навантаження на 1м² площі складу, т  м².

Ширина критих складів приймається по типовим проектам, розробленим Головтранспроектом та повинна бути кратна 6м. Для тарно-штучних вантажів передбачено одноповерхові склади з зовнішнім розташуванням колій або із вводом їх у середину складу.

Довжина складу визначається за формулою: з зовнішнім розташуванням колій:

L_скл = F_скл  В_скл ; (14)

д ля складів санітарного типу:

L_скл = F_скл  (В_скл + в_n) ; (15)

де: В_скл – ширина прольоту складу, м;

в_n – ширина складу, яка приходиться на залізничні колії при їх внутрішньому вводі в склад, визначається з урахуванням габариту наближення споруд.

Довжина складу повинна бути не менше вантажо-розвантажувального фронта.

Мінімальна необхідна довжина вантажо-розвантажувального фронта визначається за формулою:

L_фр = (n_в · L_в)  (Z_n · Z) · a_м ; (16)

де: n_в – середньодобове число вагонів, які поступають на вантажний фронт;

L_в – довжина вагонів по осям автозчепа;

Z – кількість подач за добу;

Z_n – кількість перестановок на вантажному фронті в одній подачі;

a_м – подовження вантажного фронта, необхідне для маневрування.

Мінімальна необхідна довжина фронта може бути більше фронту навантаження і розвантаження в випадку, коли кількість перестановок на вантажному фронті більше однієї та визначається за формулою:

L_фр = n_в · L_в  Z + a_м ; (17)

3.1.2 Розрахунок основних розмірів контейнерної площадки для середньотонажних контейнерів

Місткість контейнерної площадки визначається за формулою:

Е_к = а · [Ч_о N_n t_n + Ч_в N_в t_в + 0,03 (n_н + n_в) t_р] ; (18)

де: а – коефіцієнт згущення подачі вагонів під навантаження з урахуванням нерівномірності роботи;

Ч_о – коефіцієнт, який враховує зменшення місткості площадки при безпосередньому перевантаженні контейнерів з автомобіля в вагон;

Ч_в - коефіцієнт, який враховує зменшення місткості площадки при безпосередньому перевантаженні контейнерів з вагона в автомобіль;

n_н, n_в – відповідно середньодобове навантаження та розвантаження місцевих контейнерів;

t_n, t_в – розрахунковий строк зберігання контейнерів відповідно до завантаження та після розвантаження;

t_р – розрахунковий строк знаходження несправних контейнерів в ремонті;

0,03 – коефіцієнт, який враховує додаткову місткість площадки для встановлення несправних контейнерів, які потребують ремонту.

Ширина контейнерної площадки визначається в залежності від засобів механізації, які застосовуються для переробки контейнерів. При застосуванні двохконсольного козлового крана, ширина контейнерної площадки буде рівна:

В_к = l_кр – 2в_г ; (19)

де: l_кр – проліт крана, м;

в_г – габарит наближення контейнера до осі підкранової колії.

При використанні мостового крана, частина його прольоту буде зайняти одним або декількома залізничними вантажо-розвантажувальними коліями або автодорогами.

В_кр = l_кр – в_з – в_а – в_г ; (20)

де: в_з – ширина полоси, яка відродиться під укладання однієї колії;

в_а – ширина полоси, яка відродиться під автодорогу.

Довжина контейнерної площадки:

L_к = Е_к · L_с  l_с ; (21)

де: l_с – місткість сектора контейнеро-місць.

l_с = 2 · В_к  (в_к + 0,1) ; (22)

де: В_к – ширина 3-тоного контейнера;

в_к – довжина сектора, м.

в_к = 2 е_к + 0,1 + 0,6 ; (23)

де: е_к – довжина 3-тоного контейнера.

Через кожні 100м по довжині площадки встановлюються протипожежні поїзди, шириною 4м. Довжина контейнерної площадки приймається кратною чотирьом.

Проїзди для автотранспорту повинні мати ширину 3,5-4 м для кожної смуги руху.

Площа контейнерної площадки визначається за формулою:

F_скл = L_к · В_к ; (24)

3.1.3 Розрахунок спеціалізованого контейнерного пункта

Місткість площадки для великотонажних контейнерів визначається за формулою:

Е_к = К_н К_с n_к (t_пр + t_від) ; (25)

де: К_н – коефіцієнт, який враховує нерівномірність завозу та вивозу контейнерів автомобільним транспортом і прибуття та відправлення по залізниці;

К_с – коефіцієнт, який враховує резерв контейнеро-місць;

n_к – середньодобова кількість контейнерів, які прибувають на контейнерний пункт;

t_пр, t_від – встановлені строки зберігання контейнерів по прибуттю та відправленню.

Ширина перевантажувальної площадки, перекритої двохконсольним козловим краном, на якій розміщують контейнери:

В_к = l_кр – 2 в_г ; (26)

де: l_кр – проліт крана;

в_г – габарит наближення контейнерів до осі підкранової колії.

Число контейнерів, які розміщуються по ширині площадки:

n_ш = В_к  (в_к + 0,1) ; (27)

де: в_к – ширина великовантажного контейнера.

Довжина контейнерного пункта визначається за формулою:

L_к = Е_к l_к  n_ш ; (28)

де: l_к – довжина одного великовантажного контейнера з урахуванням зазорів, м.

Необхідна площа для розміщення великовантажних контейнерів:

F_скл = В_к L_к ; (29)

3.1.4 Розрахунок розмірів склада для навалочних вантажів

Мінімальна довжина розвантажувальної підвищеної колії:

L_фр = l_в n_в  Z + а_м ; (30)

де: l_в – довжина вагона по осям автозчепи;

n_в – кількість вагонів, які поступають на вантажний фронт протягом доби, ваг;

Z – кількість подач за добу на вантажний фронт;

а_м – подовження вантажного фронта для неточності встановлення всіх поданих груп вагонів та маневрування.

Довжина похилої частини підвищеної колії, визначається:

L_пох = 1000 h_н.к  і ; (31)

де: h_н.к – висота підвищеної колії, м;

і – кут нахилу.

Визначаємо площу перерізу вантажу в відвалі:

F_відв = в h_н.к  2 ; (32)

де: в – ширина відвала, м.

Місткість відвалів з обох сторін підвищеної колії;

Е_відв = 2 У F_відв L_фр ﻝ ; (33)

де: У – коефіцієнт, який враховує нерівномірність заповнення відвалу;

F_відв – площа перерізу вантажу в відвалі;

ﻝ - густота вантажу, т  м³.

Результати розрахунків виконаних на комп’ютері заносимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1.

Основні розміри складів і вантажно-розвантажувальних фронтів

Найменування вантажних пунктів	Проліт крана чи прогін складу	Розрахункові розміри складу та площадки			Розміри вантажно-розвантажувальних фронтів
		Площа Fскл, м2	Довжина Lскл, м	Ширина Bскл, м		вагонів	метрів
1	2	3	4	5		6	7
Критий склад ангарного типу	42	12096	144	51		8	130
1	2	3	4	5		6	7
Контейнерна площадка	25	3424	160	21,4		5	77
Контейнерний пункт	25	1798	84	21,4		4	79
Відкрита площадка	16	1044	80	13,2		5	37
Підвищена колія	16	1394	108	13,2		4	36

3.2. Вибір та розрахунок кількості засобів комплексної механізації вантажо-розвантажувальних робіт

Для переробки заданих вантажів, вибирається схема комплексної механізації вантажо-розвантажувальних робіт та складських операцій.

Керуючись рекомендованою літературою, слід вибрати такі типи машин, які при можливих менших капітальних витратах забезпечують

збереженість вантажів, найменший простій рухомого складу під вантажними операціями, низьку собівартість, високу продуктивність праці, повинні відповідати вимогам стандартизації і уніфікації, які проводяться в даній галузі машинобудування.

Схеми комплексної механізації вантажо-розвантажувальних робіт та технологічні шляхи роботи вантажо-розвантажувальних машин, розробляються та встановлюються, виходячи з роду та характеру пере робних вантажів з урахуванням застосування передових методів праці, використання сучасних прийомо-транспортних машин та вантажо-розвантажувальних пристроїв. Одночасно використовують певні види складів та площадок.

Для виконання вантажо-розвантажувальних робіт на місцях загального користування вантажних станцій, силами механізованих дистанцій, розроблені типові схеми комплексної механізації вантажо-розвантажувальних робіт з основними видами масових вантажів.

Необхідна кількість вантажо-розвантажувальних машин визначається за формулою:

Z = Q^розр_річ  (П_зм n_зм (365 – Т_р) ; (34)

де: Q^розр_річ – розрахунковий річний вантажообіг, т;

n_зм – кількість робочих змін за добу;

П_зм – змінна норма виробітки, т  зм;

Т_р – регламентований простій механізмів в ремонті протягом року, діб;

Розрахунковий річний вантажообіг визначається за формулою:

Q^розр_річ = (Q^пр_річ · К + Q^відп_річ · К) · К_н ; (35)

де: Q^пр_річ – річний вантажопотік по прибуттю, т;

Q^відп_річ – річний вантажопотік по відправленню, т;

К – коефіцієнт, який враховує роботу по прямому варіанту.

Розрахунки виконані на комп’ютері та зведені в таблицю 3.2.

Таблиця 3.2.

Оснащення пунктів навантаження і вивантаження вагонів вантажно-розвантажувальними машинами і механізмами

Найменування вантажного пункту	Наймену-вання ВРМ	Вантажо-підйом-ність, т	Змінна норма виробітку т-опер, конт-операцій	Розрахунко-вий річний об’єм вантажо-переробки тис. т, тис. конт-опер	Необхідна кіль-кість ВРМ, шт
Критий склад ангарного типу	ЕП-205	2	220	968	3
Контейнерна площадка	КДКК-20	20	151	273	1
Контейнерний пункт	КДКК-32	32	62	59	1
Відкрита площадка	ККТС	20	368	648	1
Підвищена колія	КД-05	5	425	612	1

3.3. Техніко-економічне порівняння варіантів вибору засобів комплексної механізації для переробки вантажів в великотоннажних контейнерах

Розглянемо два варіанти схем комплексної механізації переробки вантажів в великотонажних контейнерах.

1-й варіант – переробка електрокозловим двохконсольним краном КДКК-20 з прольотом 20м.

2-й варіант - переробка козловим безконсольним краном К-305Н з прольотом 32м та вантажопідйомністю 30т.

Для вибору найбільш раціонального з відібраних та на перший погляд технічно-рівноцінних варіантів, необхідно по кожному розробити детальні розрахунки розміру капіталовкладень, річних експлуатаційних витрат, ефективності капіталовкладень, собівартості переробки вантажу, продуктивність праці та інших важливих показників.

В результаті аналізу та порівнянні варіантів по вказаним показникам, зробимо остаточний вибір найбільш ефективної схеми механізації вантажо-розвантажувальних робіт.

1-варіант:

Визначаємо кількість кранів, необхідну для переробки заданого вантажопотоку:

Z = Q^розр_річ  (П_зм – n_зм (365 – Т_р)) ; (36)

Технічна продуктивність кожного крана визначається за формулою:

П_тех = 3600 · Р  Т_ц (37)

де: Р – маса вантажу, що переміщується за один цикл;

Т_ц – тривалість одного цикла

Змінна продуктивність крана визначається за формулою:

П_зм = П_тех К_ч К_вн Т_зм ; (38)

де: К_ч – коефіцієнт використання машин за часом;

К_вн – коефіцієнт використання машин по вантажопідйомності;

Т_зм – число робочих часів в зміні.

Визначаємо ємність контейнерної площадки за формулою:

Е_к= К_н · К_с· N_к (t_пр + t_от), конт.-місць (39)

де:К_н – коефіцієнт, який враховує нерівномірність завезення і вивезення контейнерів автомобільним транспортом і прибуття і відправлення залізницею,

К_н=1,3;

К_с – коефіцієнт, який враховує резерв контейнеро-місць, К_с=1,25

N_к – середньодобова кількість контейнерів, що прибуває на контейнерний пункт.

t_пр, t_от – встановлені строки зберігання контейнерів по прибуттю (2 доби) і по відправленню (1доба).

Ширина перевантажувальної площадки, яка перекрита краном, на якій розташовуються контейнери, буде рівною:

В_к = L_кр – 2b_г ; (40)

L – проліт крана (КДКК – 20, L_кр=25м);

b_r – габарит приближення контейнера до осі підкранової колії, м

br=1,85≈2м

Кількість контейнерів розміщених по ширині площадки:

N_м= В_к/ (b_к+0,1), конт. (41)

b_к=2,44м ширина 20-ти тонного контейнера.

Довжина контейнерного пункта визначається по формулі:

L_к= Е_к l_к  N_ш, м (42)

де: l_к=6,4 – довжина одного контейнера масою брутто 20 тон з врахуванням зазорів, м;

Потрібна площа для розташування контейнерів буде рівною:

F_скл = В_к L_к, м² (43)

Довжина вантажо-розвантажувального фронта:

L_фр = n_в l_в  (Z Z_n) + а_м ; (44)

Річні експлуатаційні витрати визначаються за формулою;

С = 3 + Е + О + 0,01кА + Р ; (45)

де: 3 – витрати на заробітну плату;

Е – витрати на електроенергію;

О – витрати на обтирочні змащувальні матеріали;

0,01кА – амортизаційні відрахування;

Р – витрати на ремонт.

Визначаємо витрати на заробітну плату:

З = 1,6 173,1 12 (R_м l_м R_е l_с) ; (46)

де: 1,6 – коефіцієнт, який враховує нарахування на заробітну плату;

173,1 – робочий час робітників за місяць;

12 – кількість місяців в році;;

R_м, R_с – кількість стропальників і механізаторів;

l_м, l_с – середня тарифна ставка стропальника і механізатора.

Витрати на електроенергію, яка необхідна машинам, визначається за формулою:

Е_с =  N n_о n₁ Т_р С_е ; (47)

де:  N – найбільша сумарна потужність двигунів машин, квт;

n_о – коефіцієнт, який враховує витрати в електророзподільній мережі машин;

n₁ – коефіцієнт, який враховує використання двигуна по потужності та часу при середньому його завантаженні;

Т_р – тривалість роботи машини протягом року;

С_е – вартість однієї квт.години силової електроенергії.

Тривалість роботи машин на протязі року:

Т_р = Q_річ  П_тех ; (48)

Витрати електроенергії на освітлення:

Е₀ = 10^-3 · V · F_с · Т_осв · n · С_е ; (49)

де: V – питома потужність освітлення, вт  м² ;

F_с – площа, яка освітлюється;

Т_осв – кількість годин освітлення на протязі року.

Загальні витрати на електроенергію:

Е = Е_с + Е_о ; (50)

Витрати на обтирочні та змащувальні матеріали:

О = 0,1 · Є_заг ; (51)

Використовуючи дані звітної відомості капітальних вкладень, можна визначити амортизаційні відрахування та витрати на ремонт.

Визначаємо собівартість переробки одного контейнера, краном КДК-10:

С_кв = С  Q^розр_річ ; (52)

2-й варіант:

Тривалість цикла крана К-305 Н розраховується за формулою:

І_у = t_з + t_о + (4Н  V_в + 2L_кр  V_вант + 2l_в  V_віз) · Ч ; (53)

де: t_з – час застрокування вантажу;

t_о – час відстропки вантажу;

Н – висота підйому вантажу;

L_кр – відстань переміщення вантажу;

l_в – відстань переміщення візка;

V_в – швидкість прийому та опусканню вантажу;

V_вант – швидкість переміщення крана;

V_віз – швидкість переміщення візка;

Ч – коефіцієнт, який враховує суміщення.

Визначаємо технічну продуктивність крана.

Визначаємо ширину контейнерної площадки:

В_к = L_кр – (Δl_кр + n_ж + n_д + Δl_кр); (54)

де: n_ж – ширина смуги відводу під укладку однієї залізничної колії;

n_д – ширина смуги відводу під автошлях;

Δl_кр – габарит наближення споруд.

Визначаємо довжину контейнерної площадки:

L_к = L^розр_к + L_пр + R ; (55)

Розрахункова довжина контейнерної площадки:

L^розр_к = Е L_к  n_м ; (56)

Розрахункова площа контейнерної площадки складування контейнерів:

F_к = L_к В_к ; (57)

Розрахунковий строк окупності капіталовкладень:

Т_ок = (К₁ – К₂)  (С₂ – С₁) ; (58)

Економія від зниження собівартості по першому варіанту:

ΔС = (С^ч_кв – С ^_кв) Q_річ ; (59)

Продуктивність праці визначається за формулою: П = Q^розр_річ  R ; (60)

Зростання продуктивності по першому варіанту розраховується:

ΔП = (П₁ – П₂)  П₁ 100 ; (61)

Для забезпечення всебічного порівняння варіантів і вибору найбільш раціональної схеми механізації результати техніко-економічних розрахунків зводимо в таблицю 3.3.

Таблиця 3.3.

Зведена таблиця техніко-економічних показників

Найменування	Позначення	Одиниці вимірювання	Варіанти
			1	2
1	2	3	4	5
Загальні капіталовкладення
Загальні річні експлуатаційні витрати
Річні витрати на утримання робочої сили
Річні витрати на силову електроенергію та паливо
1	2	3	4	5
Приведені річні витрати
Загальна чисельність робітників площадки за штатом
Собівартість переробки 1 контейнера
Продуктивність праці (середній виробіток за рік на одного працівника)
Простій вагонів під навантаженням
Простій вагонів під розвантаження

3.4. Нормування часу на виконання вантажних операцій і маневрову роботу

Простій вагонів під вантажними операціями на вантажо-розвантажувальних фронтах вантажного району і під'їзних коліях, визначається, виходячи з кількості подач вагонів, розмірів подач, продуктивності вантажо-розвантажувальних машин та механізмів.

Строки на навантаження і розвантаження визначаються за формулою:

Т = Q_доб  П_тех Z Z_річ ; (62)

П_тех = П_зм  Т_зм К_в ; (63)

Визначаємо час на розформування:

Т_р = Т_с + Т_ос ; (64)

де: Т_с – час на сортування вагонів, хв;

Т_ос – час на осаджування вагонів ;

Т_с = А_д · Б_т ; (65)

де: А, Б – кормативні коефіцієнти;

д – кількість відчепів;

т – середній склад поїзда.

Визначаємо час на перестановку рухомого склада:

Т_пер = а + в_т ; (66)

де: а, в – нормативні коефіцієнти.

Визначаємо час на формування:

Т_форм = Т_пте + Т_під ; (67)

де: Т_пте – час на підбір вагонів, згідно ПТЕ;

Т_під – час на підтягування вагонів.

Т_пте = В + Е_т ; (68)

де: В, Е – нормативні коефіцієнти.

Час на подачу та збір вагонів на вантажний район станції, розраховується:

t = L  V + t_ру ; (69)

де: L – відстань подачі (збору) вагонів;

V – швидкість руху маневрового локомотива;

t_ру – час на розгін та уповільнення.

Результати розрахунків приведені в таблиці 3.4.

Таблиця 3.4.

Строки навантаження та вивантаження вантажів

Рід вантажу	Норми простою, год
	Під навантаженням	Під розвантаженням
Папір	-	1,50
Печатна продукція	1,58	-
Вироби з паперу	1,58	-
Вантажі в контейнерах:
середньотонажних	1,31	1,31
великотонажних	1,05	1,05
Великовагові	-	2,0
Вугілля	-	20 хв. На 1 ваг.