TTÜ
EESTI
MEREAKADEEMIA MERENDUSKESKUS
KURSUSETÖÖ AINES
STIVIDORITÖÖDE
KORRALDAMINE JA
TEHNOLOOGIA “OPTIMAALSE
MEHHANISEERIMISSKEEMI VÄLJATÖÖTAMINE”
Tallinn
2016 SISUKORD
SISSEJUHATUS 3
LÄHTEANDMED 4
1.VARIANTTABELI KOOSTAMINE 5
2.KAUBA ISELOOMUSTUS 8
3.TRANSPORDIVAHENDITE
ISELOOMUSTAJAD 9
4.VAJALIKU LAOMAHUTAVUSE KINDLAKSMÄÄRAMINE 11
5.MEHHANISEERIMISSKEEMI VÄLJATÖÖTAMINE 13
6.TÕSTE- JA TRANSPORDISEADMETE VALIK 14
7.LAEVA- JA VAGUNIKÄIBE KINDLAKSMÄÄRAMINE 14
8.TÕSTE-TRANSPORDISEADMETE JA –MASINATE TÖÖ NÄITAJATE KINDLAKSMÄÄRAMINE 15
9.MEHHANISEERITUD LIINI LÄBILASKEVÕIME KINDLAKSMÄÄRAMINE 17
10. LAEVA JA VAGUNITE TÖÖTLEMISAJA ARVESTUS 19
11. KOKKUVÕTE 21
SISSEJUHATUS
Töö
teostamiseks kasutati õppejõu poolt pakkutatud juhendit ning
loengute materjali „Stividoritöö korraldamine ja tehnoloogia“
õpeainest.
Selles
töös on vaja koostada optimaalne mehhaniseerimisskeem, mis võib
tagada ülesannega määratud kaubakoguse töötlemist kindla
ajaperioodi jooksul. Liini
koostamiseks valitakse reaalseid laeva,
tõste- ja transpordi seadmeid ning laoplatsi ja selle suurust.
Kirjeldatakse kõike laadimis-lossimis operatsioone ja
arvutustega tõestatakse, et valitud vahendid võib rakendada elus ja selle järgi
teha terminaali, kus on võimalik
sooritada ülesannega määratud laadimis-lossimis protsessi.
LÄHTEANDMED
Kauba
liik ja nimetus Konteinerid 20´ (40%) ja 40´ (60%)
Kaubavoolu
suund Maalt -
Merele 75%
Merelt - Maale 25%
Kaubakäive 475 000 TEU
Ühendus
tagamaaga 25% raudteelt, 75% fiideriga
Laotegur α = 0,9
Ekspluatatsiooniperioodi
kestus 52 nädalat (364 päeva)
Lisaandmed laeva
laadimise lossimise aeg, h 96
laeva
suurus 7000 TEU
Vagun (platform) 13-470,
mahutab 2 conteinerit 20 ft,
Kraana Reggiane crane STS
VARIANTTABELI KOOSTAMINE
Laev-Ladu
Ladu –Laev
Ladu- Fiider
Ladu- Raudtee
Fiider-Ladu
Raudtee-Ladu
Varianttabel
koostatakse, et anda ülevaade sadama/ terminali töömahust. Töömaht
väljendub kaubakäibes/kaubatöötlemises füüsilistes tonnides ja tonn -operatsioonides.
Lähteülesandes
on toodud kaubatöötlemise maht tonnides ekspluatatsiooniperioodi
jooksul. Samuti on seal ära toodud kaubavoo struktuur.
Kaubatöötlemise maht tonn-operatsioonides ekspluatatsiooni perioodi
jooksul leitakse arvestades kauba ladustamistegurit ά:
kus
–
kaubatöötlemise
maht ekspluatatsiooni perioodi jooksul tonn-operatsioonides
otsevariandi (nt vagun-laev, auto-laev) korral;
–
kaubatöötlemise
maht tonn-operatsioonides laovariandi (nt vagun-ladu, auto-ladu,
ladu-laev) korral;
–
kaubatöötlemise
maht tonnides ekspluatatsiooni perioodi jooksul (arvutustes tuleb
kasutada vastava laadimis-lossimisprotsessi variandi kaubatöötlemise
mahtu);
ά
– ladustmistegur
Fiideriga liigub aasta jooksul 356 250 TEU. Merelt – maale liigub 25% ja maalt – merele 75% kaubavoost, arvutame et:
Fiiderlaev
toob maalt – merele 356 250 × 0,75 = 267 187 TEU
Fiiderlaev
toob merelt – maale 356 250 × 0,25 = 89 063 TEU
Raudteega liigub 118 750 TEU. Raudtee samuti teenindab kaupa mõlemas suunas.
Raudtee
– Ladu (maalt – merele) 118 750 × 0,75 = 89 063 TEU
Ladu-
Raudtee (merelt-maale)118 750 × 0,25 = 29 687 TEU
Laev-Ladu = 118 750 × 0,9 = 106 875 TEU-op
Ladu
-Laev = 356 250 × 0,9 = 320 625 TEU-op
Ladu-Fiider = 267 187 × 0,9 = 240 468 TEU-op
Ladu-Raudtee = 29 687 × 0,9 = 26 718 TEU-op
Fiider-Ladu = 89 063 × 0,9 = 80 157 TEU-op
Raudtee-Ladu = 89 063 × 0,9= 80 157 TEU-op
Erinevate
laadimis-lossiimisprotsessi variantide töödemahu summeerimisel,
saadakse antud
terminali summaarne kaubatöötlemis maht TEU-operatsioonides ekspluatatsiooni
perioodi
jooksul.
Arvutamiseks kasutatakse valemit:
=106
875 + 320 625 + 240 468 + 26 718 + 80 157 + 80 157 = 855 000
TEU-op
Kus:
–
Summaarne
kaubatöötlemise maht TEU-operatsioonides;
–
laadimis-lossimisoperatsiooni
variantide töömahud TEU-operatsioonides.
Tonn-operatsioonides
väljendatud kaubatöötlemise mahu ja füüsilistes tonnides
väljendatud kaubatöötlemise mahu jagatist nimetatakse
töötlemisteguriks (ktööt, raamatus ümberlaadimistegur, Kül),
mis näitab iga kaubatonniga sooritatud laadimis-lossimisoperatsioonide keskmist arvu:
= 1,8
Ööpäevase
kaubatöötlemise ()
leidmisel võetakse arvesse kaubavoo ebaühtlustegurit.
kus
–
ekspluatatsiooniperioodi
pikkus, ööpäevades;
– kaubavoo
ebaühtlustegur.
=
× 1,0 = 293,6 𝑇𝐸𝑈𝑜𝑝/ö𝑝
× 1,0 = 880,8 𝑇𝐸𝑈𝑜𝑝/ö𝑝
× 1,0 = 660,6 𝑇𝐸𝑈𝑜𝑝/ö𝑝
× 1,0 = 73,4 𝑇𝐸𝑈𝑜𝑝/ö𝑝
× 1,0 = 220,2 𝑇𝐸𝑈𝑜𝑝/ö𝑝
× 1,0 = 220,2 𝑇𝐸𝑈𝑜𝑝/ö𝑝
Saadud
tulemused tuuakse kokkuvõtlikult ära varianttabelis (vt tabel 1,
tabel 2, tabel 3).
Kauba nimetus
Kaubakäive ekspluatatsiooni perioodil
Ekspluatatsiooni perioodi kestus
Kaubakäibe ebaühtlus-tegur
Ladustamis-tegur
Töötlemis -tegur
tuh t
öp
Konteinerid
475 000
364
1,0
0,9
1,8
Tabel
1
Kaubatöötlemine ekspluatatsiooni-perioodil (tuh t-op)
Lv-Ld
Ld-Lv
Ld-Fi
Ld-Rdt
Fi-Ld
Rdt-Ld
106 875
320 625
240 468
26 718
80 157
80 157
Tabel
2
Kaubatöötlemine ööpäevas (t-op)
1. Lv-Ld
2. Ld-Lv
3. Ld-Fi
4. Ld-Rdt
5. Fi-Ld
6. Rdt-Ld
293,6
880,8
660,6
73,4
220,2
220,2
Tabel
3
KAUBA ISELOOMUSTUS
Kauba
iseloomustus
Kauba
mehhaniseerimisskeemi väljatöötamisel on oluline määratleda
kauba iseloomustajad, mis määravad suurel määral kauba
ümberlaadimisel kasutatava laadimise-lossimise tehnoloogia.
Välja
tuleb tuua:
- kaubaühiku gabariitmõõtmed;
- kaubaühiku brutomassi;
- kauba virnastamise kõrgus laos;
- transpordivahendite koormamise normid;
- olulisemad füüsikalis-keemilised omadused;
- jms.
Konteiner on kauba vedamiseks kohaldatud kindlakujuline suletav mahuti ja ka
veoühik, mida on võimalik toimetada saatjalt vastuvõtjale ilma
kauba vahepealse käsitsemiseta. Konteineri mõõtmed on
standardiseeritud ISO (International Standardisation Organization)
poolt (tabel 4).
20´ jalane konteiner
40´ jalane konteiner
Pikkus
5,9 m
12,03 m
Laius
2,35 m
2,35 m
Kõrgus
2,39 m
2,39 m
Pindala
13,6
27,6
Maht
33,2
67,7
Tühikaal
2 220 kg
3 640 kg
Max kaal
28 260 kg
28 860 kg
Tabel
4
Kõige
tavalisemad konteinerite tüübid on:
- Kastkonteiner;
- Külmutuskonteiner;
- Lahtine konteiner;
- Puitlasti konteiner;
- Tankkonteiner
Kaupade
veol konteinerites on järgmised eelised:
- Vähenevad kaubakaod ja vigastused lastimisel-lossimisel ning veol, sest kaubad on paremini kaitstud;
- Väheneb vajadus ladude järele, sest konteiner täidab ka lao funktsiooni;
- Vähenevad laadimis-lossimiskulud;
- lüheneb laevade seisuaeg lastimis -lossimisoperatsioonideks;
- suureneb sadamate läbilaskevõime;
- vähenevad kulutused kaupade taara valmistamiseks;
- lihtsustub kaupade vastuvõtmine ja üleandmine sadamates.
Konteinervedudel
on ka puudusi:
- täielik konteinerveole üleminek nõuab suuri investeeringuid konteinerite, tõstemehhanismide ja terminalide ehitamiseks;
- osaliselt täidetud konteinerites on kauba nõutav kinnitamine keeruline;
- tekil veetavad konteinerid võivad kergesti viga saada.
TRANSPORDIVAHENDITE ISELOOMUSTAJAD
Mehhaniseerimisskeemi väljatöötamise seisukohalt on oluline ka transpordivahendite
olulisemate iseloomustajate väljaselgitamine . Oluline on välja tuua
just transpordivahendite, kui kaubavedajate iseloomustajad.
FEEDER
Feeder
laevaks nimetatakse konteinerlaeva mahutavusega kuni 3000 TEU. Meie
terminali kaudu fiideriga aasta jooksul merelt – maale ja vastupidi
liigub kokku 356 250 TEU. Nädala jooksul fiiderile laaditakse ja
lossitakse 356 250 / 52 = 6851 TEU. Võtame fiideri ESM CREMONA mille mahutavus on 1 012 TEU.
ESM
CREMONA
Lipp
LOA
Laius
GT
DWT
TEU
Süvis
Antigua Barbuda
150 m
22 m
9600 t
12576 t
1 012 TEU
5,9 m
Tabel
5.
Fiiderlaeva andmed
356
250 / 364 = 979 TEU
1
012 / 979 = 1,03 öp.
Lastimis-lossimisoperatsioonid
fiideriga on umbes 1 päeva.
Kui
feeder külastab sadamat iga päeva tagant ja temaga teostatavad operatsioonid võtavad 1 päeva, tähendab sadamas meil korraga võib
juhtuda 1 fiider laeva.
RAUDTEETRANSPORT
Vagun
( platvorm ) 13-470 – mahutab 1 FEU või 2 TEU konteinerit. Platvormi
üldpikkus on 19,6 m, Laius 2,5 m ja kõrgus maapinnast 1,37 m.
Raudtee
kaudu aastas liigub 118 750 TEU. Päeva jooksul teenindab raudtee 118
750 / 364 = 327 TEU ööpäevas, millest 40% ehk 131 TEU ja 60% ehk
196 on FEU.
LAEV
Suurim
laev, mida töödeldakse terminalis on 7000 TEU.
MAERSK
LANGLOOF
Laeva kood
Lipp
Pikkus
Laius
GT
DWT
TEU
Süvis
9635652
Liberia [LR]
270.0m
42m
71 112 t
80 228 t
7 000
12 m
Tabel
6.
Suurima laeva andmed
475 000
/ 52 = 9 134,6 TEU
7
000 / 9 134,6 = 0,8
Laev
külastab terminali iga 8 päeva tagant.
Teades
laeva pikkust, saame kindlaks määrata vajaliku kai pikkuse:
=
270 + 15 = 285 m
kus
– kail töödeldava laeva gabariitpikkus, m;
d
– vahekaugus laevade vahel, m.
VAJALIKU LAOMAHUTAVUSE KINDLAKSMÄÄRAMINE
Ladude
vajalik mahutavus leitakse:
× 0,9 × 4 = 4 698 TEU
kus
–
ladu(de) mahutavus, t;
– sadama arvestuslik ööpäevane kaubakäive, t;
–kauba
hoiustamise keskmine aeg laos, öp.
Tavaliselt
püütakse kaupa laos hoida ainult tasuta hoiuaja kestel. Erinevatel kaupadel on tasuta hoiustamise aeg erinev. See sõltub paljuski ka
ettevõttest, kes vastavat laoteenust osutab. Antud ülesandes
eeldame, et kauba tasuta hoiustamise aeg laos on 4 ööpäeva.
Lao
mahutavuse määramisel peab aga arvestama sellega, et see ei tohiks
olla väiksem kui antud kai äärde silduv kõige suurema laeva
mahutavus (või mahutavuse tariifnorm). Oma lao mahutavuse teen
natuke suuremaks 5 000 TEU.
Laeva
koormamise tariifnorm:
- 1 750 TEU – laevalt lossitav kogus
- 5 250 TEU – laevale laaditav kogus
Vajalik
laopind leitake:
= 1 574
kus
ρ
– lubatav koormus lao pinna ühele ruutmeetrile , t/;
–
laopinna
kasutamise tegur lasti paigutamiseks
Lubatav
koormus lao pinnale leitakse:
ρ
=
= 6,11 t/
kus
–
kaubapaki
brutomass, t;
– kaubapaki
gabariitpikkus, m;
– kaubapaki
gabariitlaius, m;
– kihtide
arv laovirnas.
Lao
pikkus leitakse järgmise valemi abil:
=
0,9 × 285 = 256,5 m
=
264 m
Seejärel
leitakse lao laius:
= 6 m
Ridade
vaheline kaugus peab olema võrdne tõstuki pööramisraadiusega = 9
m
2
× 2,35 + 9 = 13,7 m – ühe rea laius.
Lk
/ 13,7 = 270 / 13,7 = 19,7 – ridade arv; teen 20
=
42 𝑇𝐸𝑈
=248 𝑚
– ridade pikkus
Laoplatsi
pikkusele lisan 8.6 m mõlemalt poolt, et teha läbisõit ridadesse.
Seega laoplatsi pikkus on 265 m. Laoplatsi pindala on 265 ×264 = 69
960
MEHHANISEERIMISSKEEMI VÄLJATÖÖTAMINE
Laev-Ladu;
Ladu- Laev; Ladu-Fiider; Fiider-Ladu
Merelt
maale: STS kraana lossib konteinerit kaile; see kaup mis läheb
lühiaja hoidmiseks viiakse fiiderile laoplatsile
forklift-tõstukiga. Teised mille hoiuaeg on pikkem või mis liiguvad
edasi RDT-ga paigutatakse Multi Trailer Süsteemile, mis viib neid
lattu.
“Maalt
– merele”: laos olevad konteinerid paigutatakse forkliftiga
Multi
Trailer Süsteemile ja viiakse kai peale. Samuti ka laoplatsilt
forkliftiga viiakse konteinerid kai peale. STS kraana laadib neid
laeva peale.
Ladu
– Vagun;Vagun – Ladu
Reach-Stacker
võtab konteiner laoplatsilt ja toob kas kaile või laoplatsilt
teisel pool oleva raudtee juurde, kus asetab seda konteinerite
vedamiseks spetsialiseeritud vagun- platvormile 13-470, mis mahutab 2
x 20´ konteinerit.
TÕSTE- JA TRANSPORDISEADMETE VALIK
TEREX
STS Crane andmed:
- Lmin = 0 m
- Lmax = 47 m
- T = 15 m
- v↑ = 45m/min = 0,75 m/s
- v→ = 150-244 m/min = 2,5- 4 m/s
Tõstuk Terex Liftace 5-31 reach stacker:
- Q = 15-45 t
- v ↑ = 0,4 m/s
- v → = 25 km/t = 7 m/s
- H = 18,9 m
- Rpöör (20`) = 9,9 m; Rpöör (40´) = 12,3 m
Vagun-platvorm
valin mudel 13-470:
- Pardad puuduvad
- Rööpa Laius 1520 mm
- Kandevõime 60 tonni
- Maksimum Laius 2500 mm
- Kõrgus rööpalt 1365 mm
LAEVA- JA VAGUNIKÄIBE KINDLAKSMÄÄRAMINE
Kuna
vagunit võib kasutada mõlemas suunas arvutan suurema arvu järgi
(maalt-merele 89 063 TEU aastas).
89
063/ 364 = 245 TEU – ööpäevane konteinerite arv RDT-s
Sellest
arvust on 98 TEU ühikut ja on 147 FEU ühikut. Platvormile mahub 2×TEU, tähendab ööpäevas on vaja (98 / 2) + 147 = 196
vagun-platvormit.
TÕSTE-TRANSPORDISEADMETE JA –MASINATE TÖÖ NÄITAJATE KINDLAKSMÄÄRAMINE
Kraana
tehnilise (tunni-) tootlikkus leitakse:
= 80,9 TEU/h
kus – kraana tunnitootlikkus vastava laadimis-lossimisvariandi korral;
– ühe töötsükliga ümberpaigutatav kauba mass, t;
– kraana töötsükli kestus sekundites antud
laadimis-lossimisvariandil.
Erinevatel
laadimis-lossimisvariantidel võivad töötsüklid ja korraga
ümberpaigutatav kauba mass olla erinevad sest töötingimused ei ole
samad.
Kraana
tootlikkus vahetuse jooksul leitakse:
=
0,6 × 8 = 4,8 h
=
80,9 × 4,8 =389 TEU/vahet
kus –
kraana töö operatiivaeg vahetuse kestel antud
laadimis-lossimisvariandi puhul tundides. Operatiivaeg on nn puhas tööaeg , aeg mil masinad tööd teevad. Operatiivajast on välja
arvatud puhkepausid, lõunapaus jms.
Kraana
ööpäevane tootlikkus leitakse:
=
389 × 3 = 1 167 TEU/öp
kus – vahetuste arv ööpäevas.
Kraana
töötsükli kestuse Tts määratakse kindlaks iga töö variandi
jaoks. Arvesse võetakse kõikide operatsioonide ajakulud. Tükk -kauba laadimisel -lossimisel leitakse kraana töötsükli pikkus:
=
2 + 2 + 0,85( 12 + 15 + 12 + 25 + 11 + 25) = 89 s
kus – kauba troppimise kestus; 2s
–
kauba lahtitroppimise kestus;2s
– koormaga haardeseadise vastavalt tõstmise ja langetamise kestus;
12s
– tühja haardeseadise vastavalt tõstmise ja langetamise kestus;
25s
–
vastavalt koormaga ja tühja haardeseadise pööramise kestus;15s/11s
ε
– operatsioonide ühtlustamise tegur, tükk-kaupade puhul on see
0,8 ... 0,9.
Kestused
on kõik sekundites.Kauba troppimise ja lahtitroppimise
operatsioonide kestus sõltub nende teostamise kohast ( trümm , ladu,
vagun vms), kaubahaardeseadise ja laadimis-lossimismasina tüübist.
Reeglina määratakse nende kestus katseliselt e võetakse aega.
Tõstukite töötsükkel leitakse järgmiselt:
kus – kauba haaramise kestus;
– kaubaga pööramise/manööverdamise kestus;
– kaubaga liikumise kestus;
–
kauba virna, kaile jm paigutamise kestus;
– tühjalt pööramise/manööverdamise kestus;
– tühjalt liikumise kestus.
Operatsioonielement, näitaja
Tingmärk, mõõtühik
Näitaja suurus laadimis-lossimisvariandil
Vagun-laev
Ladu-laev
Kauba haaramine
5
5
Kaubaga pööramine/ manööverdamine
5
5
Kaubaga liikumine
70
70
Kauba virna, kaile jm paigutamine
15
7
Tõstuki töötsükli kestus
95
87
Tõstuki tootlikkus:
Tunnis
vahetuses
ööpäevas
TEU/h
TEU/vahet
TEU/öp
38
182
546
42
202
606
Tabel
7. Tõste-transpordimasinate töötsükli ja tootlikkuse näitajad
MEHHANISEERITUD LIINI LÄBILASKEVÕIME KINDLAKSMÄÄRAMINE
Mehhaniseeritud
liini all võib mõista ka ühe kraanaga varustatud kaid. Ühe
mehhaniseeritud liini ööpäevase läbilaskevõime saab leida
järgmiselt:
=1000 TEU/öp
kus
–
laadimis-lossimistöödega kai hõivatuse tegur, ≈0,85;
ά
– ladustamistegur;
;
–
kraana ööpäevane tootlikkus vastavalt otse- ja laovariandil, t/öp.
Ööpäevase
kaubakäibe teenindamiseks vajaliku mehhaniseeritud liinide
( kraanade ) arv leitakse:
m=
= 5
kus
η
– läbilaskevõime reservitegur, η≈1,1 ... 1,2.
Tagalamasinate
arv variandi vagun-ladu jaoks:
=0,6
kus
– ööpäevane arvestuslik kaubakäive antud
laadimis-lossimisvariandil;
– antud masina ööpäevane tootlikkus antud
laadimis-lossimisvariandil.
Tagalamasinate
arv variandi ladu-laev jaoks:
= 2
kus täheühendid kr ja tm tootlikkuste juures tähendavad vastavalt
kraanat ja tagalamasinat.
Kai
ööpäevane läbilaskevõime saab määrata:
=
1 000 × 5 × 0,8 = 4 000 TEU
kus
– laadurite tootlikkuse vähenemise tegur, kui laadureid on üle
ühe:
=1,0 kui mmax=1;
=0,9 kui mmax=2;
=0,8 kui mmax>2.
LAEVA JA VAGUNITE TÖÖTLEMISAJA ARVESTUS
Laeva
töötlemisaeg leitakse, arvestades laevale laaditava kauba kogust ja
kai keskmist tootlikkust:
= 63 h
kus
– kai keskmine tootlikkus vahetuses laeva töötlemisel ning see
leitakse:
= 222
Vagunite
etteannete töötlemisaja (tundides):
= 24 h
kus
– vastava
laadimis-lossimisvariandi kraana (peamasina) vahetuse tootlikkus.
Raudteeharu
ööpäevane läbilaskevõime
leitakse
× 546 = 546 TEU/öp
KOKKUVÕTE
Lähteülesandega
olimääratud planeeritava terminali aastane kaubakäive 475 000 TEU.
Terminali hakkavad teenindama max. 7 000 TEU-ne laev, ning ühenduseks
tagamaaga on fiiderlaevad ja raudtee. Sellise kaubakoguse
käitlemiseks aasta jooksul peab suur laev külastama sadamat
vähemalt 1 kord 8 päeva tagant . Fiider külastab sadamat iga 1
päeva tagant, teenindakse maksimum 1 päevaga. Selleks, et
teenindada laevad terminalis suurim kai peab olema 285 m. Suure laeva
teenindamiseks on vaja 5 Reggiane STS kraanat, mille läbilaskevõime
on 1 000 TEU/öp. Laost raudteed teenindab 1 tõstuk, mis suudab teha
546 TEU/öp. Raudtee läbilaskevõime peab olema 546 TEU/öp.
21
Kõik kommentaarid