Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных операций

Комплексная система механизации и автоматизации трудоемких погрузочно-разгрузочных работ является важнейшим средством увеличения производительности труда и ус¬корения оборота вагонов, повышения пропускной способности фронтов погрузки и разгрузки подвижного состава. Железнодорожный транспорт выполняет перевозку большого разнообразия грузов, включающих в себя наливные, насыпные и навалочные, машины и механизмы, прокат и лесоматериалы, контейнерные и пакетные, негабаритные и тяжеловесные, а также целый ряд огнеопасных, взрывоопасных и ядовитых грузов и т.д. Погрузочно-разгрузочные операции заключаются в загрузке и разгрузке подвижного состава (вагонов, автомобилей, судов), перегрузке из одного его вида в другой, сортировку, перекладку и перемещение грузов на складах и др.

Для выполнения грузовых операций и сохранности грузов железные дороги располагают комплексом устройств и сооружений, состоящих из крытых складов, контейнерных и навалочных площадок, весового хозяйства и др. В целях облегчения погрузочно-разгрузочных работ, сокращения времени простоя вагонов под грузовыми операциями и улучшения условий труда применяют типовые схемы комплексной механизации переработки грузов (рис. 11.6).

Комплексная механизация создает условия для организации автоматизированной переработки грузов. При этом может быть применена частичная автоматизация, при которой только отдельные (главным образом основные) грузовые операции автоматизированы.

Для осуществления механизации и автоматизации грузовых операций на железнодорожном транспорте применяют различные подъемно-транспортные, погрузочно-разгрузочные машины и оборудование, в зависимости от полноты использования которых в выполнении конкретных операций различают механизированную, комплексно-механизированную и автоматизированную грузопереработку. Показателями оценки механизации работ являются уровень и степень механизации. Уровень механизации определяется как отношение объема работ, выполненных механизированным способом, ко всему объему погрузочно-разгрузочных работ (в %), степень механизации — как отношение трудовых затрат при механизации к общим трудовым затратам на весь объем работы (в %).Для выполнения отдельных операций погрузки, выгрузки, сортировки грузов и других погрузочно-разгрузочных работ подъемно-транспортные машины и устройства включаются в определенной технологической последовательности в схему комплексной механизации. По характеру перемещения грузов подъемно-транспортные машины бывают периодического, непрерывного и комбинированного действия. К машинам циклического действия, перемещающим груз порциями, относятся различные краны и машины напольного транспорта. К машинам непрерывного действия, перемещающим груз горизонтально, вертикально или наклонно, — конвейеры, элеваторы, установки гидравлического и пневматического транспорта.

Выбор средств механизации определяется в зависимости от вида груза (насыпной, штучный, длинномерный, наливной и др.) и его физико-механических свойств, а также типа транспортных средств и объема выполняемых работ. Для выполнения погрузочно-разгрузочных, перегрузочных, укладочных работ с насыпными или тарно-штучными грузами применяют погрузчики периодического действия с различными грузозахватными приспособлениями, самоходные погрузчики непрерывного действия, специальные вагоноразгрузочные машины, которые осуществляют только разгрузку вагонов. Электропогрузчики (рис. 11.7, а), имеющие различные грузозахватные приспособления, используют для выполнения погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях внутри складов, вагонов, контейнеров, на территории грузовых районов. Для переработки грузов на открытых площадках применяют автопогрузчики (рис. 11.7, б) грузоподъемностью от 1 до 40 т.

Тракторные погрузчики (рис. 11.7, в), оборудованные различными грузоподъемными органами, используются для переработки широкой номенклатуры грузов: сыпучих (ковшом), круглого леса (лесным захватом), штучных грузов (монтажным крюком). Погрузчики непрерывного действия (рис. 11.7, г) предназначены для погрузки сыпучих грузов непрерывным потоком в вагоны, выгрузки грузов в штабели и отвалы, перегрузки грузов с одного вида транспорта в другой. Такие погрузчики на автомобильном, железнодорожном или гусеничном ходу имеют питатель, транспортирующий и отвальный конвейеры. Питатели выполняются в виде винтов, лопасти, ковшей, фрез, нагребающих лап, шаровых головок и др. В качестве транспортирующих устройств применяются скребковые, ленточные, винтовые конвейеры, многоковшовые элеваторы.

Вагоноразгрузочные машины применяются в основном для разгрузки из вагонов грузов, перевозимых навалом. Сыпучие грузы из крытых вагонов выгружают механическими лопатами (рис. 11.8, а), скребковыми и одноковшовыми разгрузчиками.

Основным средством разгрузки массовых насыпных материалов, перевозимых в крытых вагонах и полувагонах, являются вагоноопрокидыватели (рис. 11.9), обеспечивающие выгрузку грузов поворотом или переворачиванием подвижного состава. На разгрузке зерна используются специализированные инерционные разгрузочные машины (рис. 11.10).

Принцип действия инерционной разгрузочной машины основан на использовании механических продольных колебаний кузова вагона от центробежного привода с неуравновешенными массами. Привод обеспечивает амплитуду горизонтальных колебаний до 90 мм, вертикальных — до 20 мм при частоте до 2 Гц. Возникающие при этом силы инерции перемещают частицы груза от торцов вагона к середине. Поперечное высыпание груза обеспечивается наклоном вагона на 7—10° в сторону выгрузки. Для наклона вагона в месте разгрузки предусмотрено возвышение одного рельса над другим. Разгрузка неслеживающихся сыпучих материалов из одного вагона длится 10—12 мин.

Для выгрузки цемента используют пневматические разгрузчики (рис. 11.11, а) и специализированные системы герметизированного типа.

Для размораживания смерзшихся грузов предусмотрены специальные устройства — тепляки, обеспечивающие разогрев вагонов теплоносителем с нижней его подачей (рис. 11.11, б), нижней и верхней, а также нижней, боковой и верхней. При этом в зависимости от схемы тепляка и наличия охлаждения частей вагона температура теплоносителя достигает 100—150 °С и выше. Типовая схема тепляка ряда металлургических комбинатов (рис. 11.12) рассчитана на установку в двух секциях 30 полувагонов.

Для предохранения деталей полувагонов от повреждений во время разогрева груза в тепляках предусмотрено их охлаждение водой с помощью специальной системы. Эта система охлаждает тормозное оборудование подачей воды снизу через трубы, расположенные внутри железнодорожной колеи, и сверху — через трубы, расположенные на уровне верхней обвязки кузова полувагонов.

При верхнем обогреве полувагонов с грузом, загруженным не на всю высоту кузова, должно производиться охлаждение внутренних стен кузова, свободных от груза.

Малотоннажные отправки осуществляются в контейнерах, что позволяет механизировать и автоматизировать погрузку, разгрузку и перевалку их с одного вида транспорта на другой, используя автопогрузчики, мостовые и козловые электрические краны, а также другие механизмы и устройства. В связи с преимуществами контейнерных перевозок (бесперегрузочная доставка груза от склада грузоотправителя до склада грузополучателя или непосредственно из сферы производства в сферу потребления и др.) на магистральных железных дорогах и подъездных путях предприятий, базах материально-технического снабжения,в речных и морских портах для погрузки, выгрузки и хранения контейнеров создано около 1500 контейнерных пунктов, в том числе более 200 для работы с крупнотоннажными контейнерами. Особенно эффективны международные ускоренные контейнерные перевозки грузов по Транссибирской железнодорожной магистрали, обеспечивающие валютные поступления. Регулярное ускоренное обращение контейнерных поездов от морского порта Восточный до западных границ страны является конкурентоспособным для дополнительного привлечения клиентуры.

Действующая контейнерная транспортная система располагает комплексом технических средств, технологических процессов и организационных мер, экономических и правовых нормативов, обеспечивающих эффективную перевозку грузов. Техническая база системы включает парк унифицированных универсальных и специализированных контейнеров, средств их перевозки на всех видах транспорта. Контейнерные пункты со значительным объемом работы, обеспечивающие прием от отправителей, выдачу получателям, а также передачу потока контейнеров с одного вида транспорта на другой, хорошо оснащенные погрузочно-разгрузочными и перегрузочными средствами, называют контейнерными терминалами (рис. 11.13).

В целях наиболее эффективного использования грузоподъемности подвижного состава разработаны схемы погрузки разного типа контейнеров на вагоны различных моделей. Например, специализированная платформа-контейнеровоз, оборудованная упорами для крепления за нижние угловые фитинги, позволяет загружать шесть 10-тонных, или три 20-тонных, или один 30-тонный и один 20-тонный контейнеры, что по сравнению с универсальной платформой улучшает использование грузоподъемности на 36 %.

Грузовые операции с жидкими и газообразными грузами имеют существенные особенности. На предприятиях нефтеснабжения, в товарных цехах нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, на крупных сливоналивных пунктах, к которым доставка продуктов осуществляется железнодорожным транспортом, сооружают эстакады. По конструктивному исполнению эстакады бывают односторонние и двухсторонние, которые подразделяются на стояковые, предназначенные для налива однородных продуктов, и галерейного типа с несколькими продуктовыми коллекторами, подвешенными над рабочей площадкой и служащими для разлива груза. Эстакады галерейного типа в большинстве случаев имеют наливные устройства. Взамен распространенной технологии налива цистерн с эстакады все более широкое распространение получают установки безэстакадного налива — с повышенного уровня сифоном или под давлением через нижний сливной прибор.

Погрузочно-разгрузочные работы с газами, легковоспламеняющимися жидкостями, ядовитыми и едкими веществами производятся по индивидуальным технологиям с использованием специального оборудования и подвижного состава. Для каждого типа цистерны заводом-изготовителем в составе технической документации разрабатывается инструкция по эксплуатации, сливу и наливу перевозимого продукта, учитывающая конструктивные особенности модели вагона. Кроме того, в отраслях промышленности существуют свои инструкции по обслуживанию специальных цистерн в эксплуатации и выполнению мер безопасности, в которых учитываются свойства конкретного перевозимого продукта и принятая в отрасли технология его погрузки и выгрузки.