В. Г. Спицын, Ю.Р. Цой

Число грузовых складских единиц (пакетов, поддонов с грузом), которые должны помещаться в зоне хранения грузов,

R=E/G, шт., (2.14)

где G – масса груза на поддоне, т (определяется по формулам (2.2), (2.4), (2.5).

Т а б л и ц а 2.11. Число поддонов [R] в секции, которую может обслуживать одна штабелирующая машина любого типа при разных способах складирования

Высота яруса стеллажей

С_я = С + t + e, м, (2.15)

(ji«) (t*

где С – высота укладки груза на поддоне, м (устанавливается при расчете загрузки под­донов);

t – собственная высота или толщина поддона (для плоского поддона) или высота ножек поддона в сумме с толщиной его настила (для стоечного и ящичного поддонов), принимают t = = 0,12 м для металлических поддонов размерами 1200 800 мм и t = 0,15 м – для деревянных поддонов;

е – расстояние по высоте от верха нижнего поддона (для ящичных и стоечных поддо­нов) или лежащего на нем груза (для плоских поддонов) до низа опорной поверхности следующего по высоте поддона с грузом. Для бесполочных стеллажей принимается е = 60 – 100 мм, а для каркасных – в зависимости от толщины полки е = 110 – 220 мм. При штабельном хранении е = 0. ^

Число ярусов по высоте (рис. 2.1) определяется по одной из формул, если известна высота подъема штабелирующей машины H_п:

, (2.16)

если известна высота здания, в котором размещено хранилище H_x,

, (2.17)

где Н_п – высота подъема грузозахвата штабелирующей машины над полом склада, м; для электропогрузчиков уравновешенных универсальных при­нимают Н_п = 2,8 или 3 м; для электропогрузчиков с вынесенными опорами Н_п = 4 – 10 м; для мостовых кранов-штабелеров без кабины Н_п = 3 – 5,2 м; для мостовых кранов-штабелеров с управлением из кабины Н_п = 4,8; 5,6; 6,8; 8,3; 10 м; для стеллажных кранов-штабелеров Н_п = =4,6 –14,8 м;

h_н – расстояние по высоте от пола склада до уровня нижнего (первого) яруса стелла­жей, м; при использовании электропогрузчиков и мостовых кранов-штабеле­ров принимают h_н = 0, стеллажных кранов – h_н = 0,6 – 0,75 м;

h_в – расстояние по высоте от уровня последнего (верхнего) яруса стеллажей до низа ферм покрытия здания, м; при использовании электропогрузчиков принимают h_в = С_я + 0,2 м; для мостовых кранов-штабелеров без кабины – h_в = 1,8 – 2 м; для мостовых кранов-штабелеров с кабиной – h_в = 2,4 – 2,8 м; для стеллажных кранов-штабелеров – h_в = 1,5 – 2 м;

С_я – высота яруса в стеллажах или штабелях, вычисляемая по формуле (2.15);

– обозначение целой части числа, получающегося в результате выполнения дей­ствий в скобках (т. е. дробную часть числа нужно отбрасывать).

Если определено или задано число ярусов по высоте стеллажей z, то полезная высота склада в зоне хранения грузов, т. е. высота от уровня чистого пола склада до низа ферм покрытия

Н_x = (z – 1) С_я + h_н + h_в, м. (2.18)

Высота уровня первого яруса над полом склада для мостовых кранов-штабелеров, на­польных штабелеров и погрузчиков h_н = 0, так как в этом случае нижние поддоны в стеллажах могут ставиться непосредственно на пол.

При применении в хранилище склада стеллажных кранов-штабелеров высота распо­ложения над полом нижнего яруса принимается h_н = 450 – 750 мм или может быть опреде­лена по формуле

H_н = d_н + γ – e_о , (2.19)

где d_н – минимальное приближение грузозахвата крана-штабелера к уровню пола склада (500 – 700 мм);

γ – зазор между низом днища поддона и верхней поверхностью грузозахвата крана-штабелера при выдвижении или втягивании его (30 – 50 мм);

е_о – высота ножек поддона.

При использовании стандартных автоматизированных стеллажных кранов-штабеле­ров число и высота ярусов в стеллажах принимаются по габаритному чертежу предприя­тия-изготовителя.

Оптимальная высота складского помещения в зоне хранения грузов Н_х зависит от срока хранения τ_хр и оборачиваемости грузов на складе η и принимается при использовании:

- стеллажных кранов-штабелеров – по графикам на рис.2.2;

- мостовых кранов-штабелеров без кабины Н_х = 7,2 м;

- мостовых кранов-штабелеров с кабиной Н_х = 12,6 м;

- электропогрузчиков Н_х = Н_п + с + t + 0,2 м (где Н_п – высота подъема грузозахвата электропогрузчика, с – высота укладки грузов на поддоне, t – собственная толщина поддона).

Рис.2.1. К определению высоты стеллажей и зоны хранения

грузов на складе Н_х при использовании: а – мостовых;

б – стеллажных кранов-штабелеров; в – напольных

электроштабелеров и электропогрузчиков

Высота складского помещения для отдельно стоящего здания округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения из следующего ряда: 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,6; 14,4; 16,2; 18,0; 19,8 м.

Число грузовых складских единиц (транспортно-складских пакетов на поддонах), по­мещающихся по ширине склада, определяют из условия: чтобы штабелирующая машина (погрузчик или кран-штабелер) имела свободный доступ к каждому наименованию груза или к каждой транспортной партии.

Рис.2.2. Зависимость полезной высоты зоны хранения грузов Н_х

от срока хранения грузов на складе t_хр c разной высотой грузовой

складской единицы с при использовании стеллажных

кранов-штабелеров со скоростями передвижения v_k = 125 м/мин,

подъема v_n = 25 м/мин (зона А) и со скоростями v_k = 60 м/мин,

v_n = 12,5 м/мин (зона Б)

На многономенклатурных складах, в которых один и тот же груз может занимать не более 1 – 5 пакетов, применяют рядное складирование грузов с клеточными стеллажа­ми – каркасными (в сочетании с погрузчиками или мостовыми кранами-штабелерами) или бесполочными (в сочетании со стеллажными кранами-штабелерами, рис.2.3).

В этом случае число пакетов по ширине склада равно числу стеллажей.

На складах однотипных грузов, с небольшим числом наименований (или транспорт­ных партий грузов), в которых грузы одного и того же наименования (или одной и той же транспортной партии) могут занимать по 20 – 30 пакетов на поддонах и более, для нор­мальной технологии приема-выдачи груза из хранилища достаточно обеспечить доступ штабелирующей машины к первым из этих пакетов с одним наименованием грузов (или одной и той же транспортной партии).

Рис.2.3. К расчету числа грузовых складских единиц х

по ширине зоны хранения В для однопролетного складского здания

при: а – рядном; б – блочном складировании грузов

(В_пр– ширина прохода для штабелирующей машины)

В этих случаях применяют так называемое блоч­ное складирование (штабельное или в специальных стеллажах – въездных, гравитационных др.), при котором грузы хранятся в хранилище «блоками» и обеспечивается до­ступ штабелирующей машины к первым пакетам каждого блока (рис.2.1,б). Это обеспечивает наименьшее число продольных проходов в складе и наилучшее заполнение объема зоны хранения грузами.

При применении рядного хранения с клеточными стеллажами число стеллажей (или поддонов) по ширине склада определяется по формуле

, (2.20)

где В – ширина склада (ширина пролета в однопролетном складском здании или участка в большом производственном корпусе, отведенного под склад), м;

В₀ – неиспользуемая ширина пролета складского здания, которая не может быть заня­та грузами из-за наличия колонн здания, габаритов приближения штабелирующей маши­ны к стене, необходимости дополнительных проходов вдоль стен или колонн (технологи­ческих, противопожарных) и т. д.;

В_пр – ширина продольного проезда для штабелирующей машины, м; принимается по габаритному чертежу или В_пр = b + 0,2 м – для стеллажного крана-штабелера; В_пр = b + (0,4 – 0,6) – для мостового крана-штабелера без кабины; В_пр = b + +(1,2+1,5) – для мостового крана-штабелера с кабиной; В_пр = 2,8 – 3 м – для уравновешенных электропогрузчиков с фронтальным вилочным грузозахватом грузоподъемностью 600 – 1000 кг; В_пр = 1,6 – 2,5 м – для электропогрузчиков с вынесенными опорами и электропогруз­чиков с поворотным грузозахватом;

b – ширина грузовой складской единицы, т.е. тот ее размер, которым она устанавли­вается в глубину стеллажа или штабеля, м;

λ – зазор между грузом и краем стеллажа, м (принимается λ = 0,05 – – 0,1 м).

При проектировании зоны хранения склада однотипных грузов с блочным складирова­нием грузов сначала определяют необходимое число продольных проходов в складе n_пр для обеспечения свободного подъезда к любому хранящемуся на складе наименованию грузов:

, (2.21)

где n – число наименований грузов, единовременно хранящихся на складе, или число групп (например, транспортных партий или комплектов для определенных грузополуча­телей), к которым должен быть обеспечен независимый свободный доступ штабелирую­щей машины, без перестановки других грузов;

z – число ярусов в штабелях по высоте;

В – заданная или выбранная ширина склада или одного пролета складского или про­изводственного здания или участка, отведенного под размещение склада в производствен­ном корпусе,м;

B₀ – неиспользуемая часть ширины склада (из-за наличия колонн, проездов и т. д.), м;

В_пр – ширина продольного прохода между штабелями, м;

R – общее число поддонов с грузами разных наименований, размещаемых в хранилище;

b – ширина поддона (размер, которым он устанавливается в глубину стеллажа), м;

λ – зазор между грузами в штабеле или во въездном стеллаже, λ =

=0,1 м;

{...} – обозначение целой части числа, получающейся в результате выполнения дей­ствий в скобках.

Формула (2.21) была получена в результате решения системы уравнений:

. (2.22)

Первое уравнение этой системы определяет общую вместимость зоны хранения как произведение числа пакетов с грузами по ширине х, длине у и высоте z склада.

Второе уравнение системы устанавливает взаимосвязь между числом хранящихся наи­менований грузов n (или транспортных партий) и числом продольных проходов между стеллажами или штабелями n_пр с учетом числа вертикальных рядов грузов у по длине склада.

Третье уравнение системы устанавливает число транспортно-складских пакетов х, ко­торое можно разместить по ширине склада В с учетом числа n_пр и ширины В_пр продоль­ных проходов между стеллажами или штабелями (это необходимо для того, чтобы опреде­лить число вертикальных рядов грузов у по длине хранилища, исходя из общей вместимо­сти склада R).

Число грузовых складских единиц, которое может быть размещено по ширине в задан­ном или выбранном пролете складского здания В при штабельном хранении, определяет­ся по формуле

. (2.23)

Число поддонов с грузом по длине зоны хранения вычисляется по формуле

y = R/xz, (2.24)

(Wrf4) \^^UJ

где R – число поддонов с грузом в складе;

z – число ярусов по высоте стеллажей, вычисленное по формулам (2.16) или (2.17).

Длина зоны хранения грузов находится по формуле

, (2.25)

где а – длина поддона (размер, которым он устанавливается вдоль стеллажей);

λ – зазор между грузовыми складскими единицами по длине (принимается: λ = 0,1 м – для штабеля, λ = 0,15 м – для каркасных стеллажей, λ = 0,2 м – для бесполоч­ных стеллажей λ= 0,3 м – для въездных и гравитационных стеллажей;

n_пр – число поперечных проходов по длине зоны хранения (принимается из расчета, чтобы длина одной секции хранилища между поперечными проходами не превышала 50 – 60 м);

В_пр – ширина поперечного прохода в складе (принимается В_пр= = 3м);

l₁ – размер по длине зоны хранения на выход штабелирующей машины из стеллажей в экспедицию приема-выдачи грузов, м (принимается: для электропогрузчиков l₁= 0, так как для их выхода из стеллажей используют поперечные проходы в складе; для мостовых кранов-штабелеров без кабины l₁=2–2,6 м; для мостовых кранов-штабелеров с кабиной l₁=3 – 4 м; для стеллажных кранов-штабелеров l₁= 2– 5 м).

При более детальном проектировании зоны хранения склада штучных грузов анализи­руют размещение пакетов с грузами в ячейках стеллажей и занимаемое ими место на складе (рис.2.4).

На этом рисунке указаны следующие обозначения:

λ – зазоры между грузами или между грузами и стойками по длине стеллажа, м (принимают λ = 0,05 – 0,1 м при складировании грузов на поддонах 1200 800 мм);

x – толщина стойки стеллажа, м (принимают: для стеллажей, обслуживаемых мосто­выми кранами-штабелерами без кабины или с кабиной, но без опирания подкрановых путей на стеллажи, и для стеллажей, обслуживаемых стеллажными кранами-штабелера­ми высотой до 12 м, x = 0,1 м; для стеллажей, обслуживаемых мостовыми кранами-штабелерами с кабиной, при опирании подкрановых путей на стеллажи и для стеллажей, обслуживаемых стеллажными кранами-штабелерами высотой более 12,5 м, x = 0,12 – 0,16 м).

Общую длину склада определяют с учетом длины приемно-отправочных экспедиций и участков временного хранения грузов.

Число вагонов в подаче (группе), одновременно подаваемых под погрузку или выгрузку,

, (2.26)

где Q_сут – расчетный суточный грузопоток прибытия (или отправления) грузов, т/сут, оп­ределяется по формуле (2.13);

х_п – число подач вагонов к складу за сутки (принимают х_н= 1– 4);

q_в – средняя загрузка одного вагона, т (задается в исходных данных или принимается q_в = 12 – 30 т в зависимости от рода перерабатываемых на складе грузов).

а)

б)

Рис.2.4. Расположение поддонов 1 с грузом 2 в ячейках: а – бесполочного,

б – каркасного стеллажей, состоящих из стоек 3 и опор для груза 4

консольных – у бесполочного стеллажа и в виде

продольных балок – у каркасного

Длина участка разгрузки (или погрузки) железнодорожных вагонов

L_ж=15m_в , м, (2.27)

где 15 – длина железнодорожного пути и участка для установки под разгрузку (или по­грузку) одного вагона, м.

Другие размеры участков погрузки и разгрузки железнодорожного транспорта прини­маются с учетом характера подхода погрузочно-разгрузочного пути к складу (внутренний ввод пути или наружный подход), технологии погрузочно-разгрузочных работ и технической оснащенности участков погрузки и разгрузки вагонов. Ширина грузовой рампы В_р принимается: при необходимости проезда электропогрузчи­ков вдоль рампы В_р = 3 м; при необходимости временного хранения грузов или пустых поддонов на рампе В_р = 4 – 6 м.

Потребное число мест погрузки (или разгрузки) автомобилей

(2.28)

где v_а– часовая интенсивность грузопотока прибытия (или отправления) грузов на авто­транспорте, т/ч (определяется по формуле 2.29);

Т_а – время погрузки или разгрузки автомобиля, мин (принимают 15 – 40 мин);

– средняя загрузка одного автомобиля, т (задается в исходных данных или прини­мается q_a = 2 – 20 т);

60 – количество минут в часе.

Часовую интенсивность внешних грузопотоков, связанных с погрузкой или выгрузкой автомобильного, конвейерного и всех внутрискладских грузопотоков, определяют по формуле

, (2.29)

где j – номер грузопотока;

– величина j-го суточного грузопотока, т/сут;

n_см – число смен работы на соответствующем этапе переработки грузов;

Т_см – продолжительность работы смены, ч;

К_ч – коэффициент часовой неравномерности грузопотоков в течение суток (К_ч = 1,1 – 1,5).

Длина участка погрузки (или разгрузки) автомобилей у склада

L=l_аm_а, (2.30)

где l_a– длина участка для установки одного автомобиля под погрузку (или выгрузку), м.

Принимают:

l_a = 4 – 6 м – при подходе автомобилей задним бортом к складу;

l_a= 12 – 25 м – при подходе боковым бортом к складу;

l_a = 8 – 12 м – при подходе автомобиля под углом 20 – 50° к складу.

Высота грузовой рампы на участке погрузки (или выгрузки) автомобилей принимается h_р = 1300 – 1400 мм, а ширина В_р = 3 – 6 м – при наличии наружной автомобильной рампы. Более современное и экономичное решение по участкам погрузки-выгрузки автомобилей – открывающийся дверной проем в наружной стене склада, пол которого расположен на высоте 1300 – 1400 мм над уровнем автоподъезда к складу.

Число подъемно-транспортных машин циклического действия определенного типа на складе вычисляют по формуле

, (2.31)

где k_t – коэффициент использования оборудования по времени (принимают k = 0,8–0,9);

n – число этапов, на которых используется рассматриваемый тип подъемно-транс­портных машин;

v_j – расчетная часовая интенсивность грузопотока на j-м этапе переработки грузов, т/ч, определяется по формуле (2.29);

t_j – время одного цикла работы подъемно-транспортной машины на j-м этапе перера­ботки грузов, мин;

G – загрузка одного поддона грузом, т; масса груза, перевозимого за один рейс или цикл работы, рассчитывается по формулам (2.4 и 2.5);

60 – количество минут в часе.

Для более обоснованного определения общего потребного количества подъемно-транс­портных машин на складе составляется таблица состояний склада, вычисляются вероят­ности этих состояний и потребное число машин для каждого состояния. После этого об­щее число машин (по типам) может быть найдено по формуле математического ожида­ния:

, (2.32)

где n – возможное число состояний (только разгрузка вагонов, только погрузка автомоби­лей, одновременная разгрузка вагонов и погрузка автомобилей и т. д.);

r_i – число подъемно-транспортных машин, необходимое для i-го состояния;

Р_i – вероятность i-го состояния.

Время цикла различных машин определяется по-разному с учетом особенностей машин, технологии переработки грузов и планировки склада. Среднее время цикла электропогрузчика

, мин, (2.33)

где t₁ – время захвата груза в начале цикла, мин (принимают t = 0,2 – 0,3 мин);

h_1,h₂ – средняя высота подъема вилочного грузозахвата погрузчика при взятии гру­за в начале цикла и при установке в конце цикла, м;

– среднее расстояние транспортировки груза погрузчиком в цикле, м;

v_n, v_д – скорости подъема грузозахвата и движения электропогрузчика, м/мин (при­нимают v = 10 м/мин, v = 100 м/мин);

t₂ – время установки груза в конце цикла, мин (принимают t₂ = 0,3 – 0,4 мин).

Среднее расстояние транспортировки груза в цикле вычисляют по формуле

, (2.34)

где l_min, l_max – максимальное и минимальное расстояния перемещения груза погрузчиком, м (устанавливаются по предварительной планировке склада).

Аналогично определяют и средние величины подъема груза и .

Время цикла мостового крана-штабелера с ручным управлением

, (2.35)

где t₁ – время захвата груза, мин (принимают t = 0,2 – 0,3 мин);

l_м – среднее расстояние передвижения моста крана-штабелера в цикле, м;

l_T – среднее расстояние передвижения тележки штабелера в цикле, м;

– средняя высота подъема вилочного грузозахвата при взятии груза в начале передвижения и при установке груза в конце цикла, м;

v_м,v_Т,v_П – скорости моста крана-штабелера, тележки и подъема грузозахвата, м/мин (принимаются по технической характеристике крана-штабелера);

90 – средний угол поворота колонны мостового крана-штабелера, град, за цикл (180°+ 0°) / 2 = 90°;

360 – полный оборот колонны крана-штабелера, град;

w – частота вращения колонны крана-штабелера, об/мин (принимают по паспорту крана-штабелера, обычно Т= 4 об/мин);

t₂ – время установки груза в конце цикла, мин (принимают t₂ = 0,25 – 0,35 мин).

Время цикла мостового крана-штабелера с автоматическим управлением

, (2.36)

где выражение max_1,2 означает, что в расчете надо использовать наибольшую из двух величин, получающихся в результате вычислений в скобках;

t₀ = 0,1 мин – время считывания команды и срабатывания устройств автоматики.

Время цикла стеллажного крана-штабелера с ручным управлением

, (2.37)

где l – среднее расстояние транспортировки груза за цикл, м;

h – средняя высота подъема грузозахвата в цикле, м;

b – ширина поддона, м (размер, которым он устанавливается в глубину стеллажей, для стандартных пакетов b = 0,8 или 1,0 м);

v_к,v_n,v_г – скорости передвижения крана-штабелера, подъема и выдвижения грузозахвата, м/мин;

t₀ – дополнительные затраты времени в цикле при ручном управлении, мин (принимают t₀ = 0,3 – 0,5 мин).

Время цикла стеллажного крана-штабелера с автоматическим управлением

, мин. (2.38)

Информация по системе автоматизированного проектирования складов тарно-штучных грузов на ЭВМ (САПР-склад) приведена в литературе [13].

В. Г. Спицын, Ю.Р. Цой