Расчет высоты штабелирования грузовых мест на складе

Выполним расчет исходя из механической прочности тары для деревянной и картонной тары.

Статическое сжимающее усилие, которое должна выдерживать деревянная тара, расположенная в нижнем ряду штабеля, определяется по формуле:

, Н (2.1)

где g – ускорение свободного падения, м/с²

q^д_бр – масса грузового места брутто, т

Н^д_ск – высота складирования, м

h – высота единицы тары, м

Для картонной тары числитель формулы (2.1) необходимо умножить на k_зап – коэффициент запаса прочности для картонной тары, зависящий от длительности хранения (до 30 суток k_зап=1,6, свыше 100 суток k_зап=1,85).

Исходя из формулы (2.1) высота складирования груза при заданном Р_ст составит:

– для деревянной тары

, м (2.2)

– для картонной тары

, м (2.3)

Масса грузового места брутто рассчитывается по формуле

, т (2.4)

где q_н – масса груза нетто, т

k_м – коэффициент относительной массы тары

, (2.5)

где q_т, q_н – масса тары и масса груза (нетто) соответственно, т

Чем меньше этот коэффициент, тем совершеннее конструкция тары. Для деревянной разовой тары k_м=0,1, для картонной тары k_м=0,05.

Масса груза нетто может быть определена

, т (2.6)

где ρ – объемная масса груза, т/м³

V – объем груза в таре, который в свою очередь определяется

, м² (2.7)

где l, b, h – габаритные размеры тары (длина, ширина, высота), м

k_v – коэффициент, учитывающий переход от внешних размеров к внутренним размерам тары (k_v=0,98 ).

П р и м е р. Тара имеет габаритные размеры 400×300×200 мм. Объемная масса груза ρ = 0,8 т/м³. Допускаемое статическое усилие для деревянной тары Р^д_ст= 6 кН, для картонной тары Р^к_ст = 4,2 кН. Определить высоту штабелирования грузовых мест на складе.

Объем груза в таре V = 0.4·0.3·0.2·0.98 = 0.0236 м³

Масса груза нетто q_н = 0,8·0,236 = 0,0189 т

Масса грузового места брутто при использовании деревянной тары

q^д_бр = 0,0189· (1+0,1) = 0,0208 т.

при использовании картонной тары

q^к_бр = 0,0189· (1+0,05) = 0,0199 т

Высота штабелирования грузовых мест в деревянной таре

м. Примем 6 м.

для грузовых мест в картонной таре

м

2.4 Расчет расхода полимерной пленки для скрепления
транспортного пакета

Скреплять в пакет мелкие грузовые места можно с использованием полимерных пленок – термоусадочной и растягивающейся [8]. Полимерные пленки не только являются средством скрепления, но и выполняют защитные функции, позволяя сократить потери груза при перевозке и сохранить его качество. Кроме того, применение термоусадочных пленок дополнительно защищает груз от пыли, влаги, грязи, допускает хранение пакетов на открытых площадках.

Параметры пленки и ее расход определяются в зависимости от действующих в процессе перевозки инерционных сил, фрикционных свойств грузовых мест пакета и характеристики пленки. Наибольших значений при перевозке достигает продольная инерционная сила, которая стремится сдвинуть пакет относительно поддона. Величина продольной инерционной силы определяется по формуле:

, Н (2.8)

где k_пр – коэффициент ускорения, доли g

Q_бр – масса пакета брутто на поддоне, кг

Плёнка оказывает на пакет равномерное давление Р_пл. Равнодействующая этому давлению сила Р_пл·S прижимает пакет к поддону и зависит от свойств пленки и площади верхней поверхности пакета S. На боковые поверхности пакета действуют силы натяжения пленки, равные по величине и обратные по направлению, поэтому в расчет их можно не принимать.

Под действием силы тяжести пакета G=g· Q_бр и силы натяжения пленки Р_пл·S возникает сила трения, препятствующая сдвигу груза. Величина силы трения определяется по формуле:

, Н (2.9)

где μ – коэффициент трения между пакетом и поддоном.

В случае, если продольная инерционная сила превышает силу трения (F_пр>F_тр), пакет сдвигается относительно поддона и пленка будет деформироваться (растягиваться). В свою очередь, усилие, возникающее в пленке, не должно быть больше допустимого

, Н (2.10)

где [σ] – допустимое напряжение на растяжение пленки, Н/см²

δ – толщина пленки, см

Н_пак – высота пакета, см

Реакция пленки R находится из уравнения сил, действующих на пакет (рис. 2.4)

Рисунок 2.4 – Силы, действующие на транспортный пакет

(2.11)

На основе уравнения сил и допустимого значения реакции пленки, а также с учетом действия на пакет при перевозке вибрационных сил, ослабляющих натяжение пленки (принимаем Р_пл=0), определяем необходимую её толщину

, см (2.12)

Полученное значение δ сравниваем со стандартным δ_ст и рассчитываем, сколько слоев n_сл растягивающейся пленки нужно навить на пакет.

Полезный расход пленки для одного транспортного пакета составит:

, кг (2.13)

где L_з и b_з – длина и ширина заготовки пленки соответственно, м

m – масса пленки, кг/м²

Указанные величины L_з , b_з и m определяются следующим образом:

– длина заготовки пленки

, м (2.14)

где l_пак и b_пак – длина и ширина транспортного пакета соответственно, м

l₁ – припуск на швы, м (l₁= 0,01 м)

– ширина заготовки пленки

, м (2.15)

где Z – припуск для скрепления груза с поддоном, м (Z = 0,02 м)

– масса пленки

, кг (2.16)

где ρ_п – объемная масса пленки, кг/м³

П р и м е р. Рассчитать необходимую толщину и расход полимерной пленки для скрепления транспортного пакета. Пакет формируется на стандартном плоском поддоне (1200×800 мм) из грузовых мест в картонной таре (400×300×200 мм). Масса брутто грузового места 20 кг. Пакеты перевозятся в вагоне в два яруса, при этом Н_пак≤ 1350 мм (с учетом высоты самого поддона – 150 мм). Коэффициент трения между пакетом и поддоном μ = 0,35, коэффициент ускорения 2,2 g. Допускаемое напряжение на растяжение пленки [σ] = 1200 Н/см², стандартная толщина пленки δ_ст = 0,2 мм, объемная масса пленки 350 кг/м³.

В один ряд на поддоне размещается 8 грузовых мест (рис. 2.5)

Рисунок 2.5 – Схема размещения грузовых мест на поддоне

Высота картонных ящиков на поддоне составит 1350 – 150 = 1200 мм.

Количество рядов ящиков по высоте пакета 1200:200 = 6 рядов.

Общее число мест в пакете 8·6 = 48 и масса брутто грузовых мест в пакете

Q_бр = 48·20 = 960 кг

Тогда величина F_пр = 2,2·9,81·960 = 20719 Н

Необходимая толщина пленки составит

см (или 0,54 мм)

При стандартной толщине δ_ст=0,2 мм необходимо использовать три слоя пленки.

Длина заготовки пленки L_з = 2·(1,2+0,8)+0,01=4,01 м,

Ширина составит b_з = 1,35+0,5·0,8+0,02+0,01=1,78 м

Масса пленки m = 0,35·0,2=0,07 кг.

Тогда расход пленки для скрепления одного транспортного пакета составит

q_р=4,01·1,78·3·0,07=1,5 кг

При выполнении расчетов параметры полимерной пленки можно принять по таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Параметры полимерной пленки