Содержание раздела:

Методы установления технических норм
Нормирование нагрузки судна
Определение нормы нагрузки для нескольких родов груза
Нормирование скорости движения
Нормирование времени
Расчет сопротивления воды движению судов и составов
Понятие попутного потока. Коэффициент счала
Решение тяговых задач

Техническая норма - мера затрат труда, времени, сырья, материалов на единицу продукции которая может быть произведена в единицу времени при определенной технической оснащенности.

Техническим нормированием называется обоснование объективных технических норм (их расчет).

Технические нормы являются однозначными. Нормы должны быть прогрессивными, но реальными, научно обоснованными. Технические нормирование является основой планирования и организации производства на речном тарнспорте.

Система технического нормирования по эксплуатации флота, включает в себя три группы норм:

1. Нормы нагрузки;

2. Нормы скорости;

3. Нормы времени.

Технические нормы устанавливаются:

1. По видам флота;

2. По типам судов;

3. По периодам навигации.

Анализ выполнения технических норм позволяет выявить недостатки в работе и определить внутренние резервы.

Норма нагрузки для грузовых судов выражается количеством груза в тоннах, подлежащим погрузке на борт судна. Для буксиров и толкачей нормой нагрузки считается масса груза погруженного в состав. Иногда эту норму считают через удельное приведенное сопротивление состава.

Для судов определяется технической скоростью по направлениям движения (вверх, вниз).

Представляет собой затраты времени на отдельные транспортные операции, на отдельные рабочие процессы из которых складывается весь технологический процесс работы флота.

Существует множество методов нормирования. Основные из них:

1. Расчетно-аналитический;

2. Хронометраж;

3. Фотография рабочего дня;

2. Метод моментальных наблюдений;

3. Метод статистического анализа.

Расчетно-аналитический метод предполагает представление величины технической нормы в виде функциональной зависимости от исходных параметров (этот метод прогрессивный).

Хронометражем называется вид наблюдения при котором изучают циклически повторяющиеся элементы транспортного процесса. Бывает непрерывный и выборочный хронометраж.

Фотография рабочего дня заключается в проведении наблюдений за использованием времени отдельных рабочих или транспортных операций и регистрации деятельности на протяжении смены или нескольких смен.

Метод моментальных наблюдений (внезапные, выборочные, случайные) представляет собой исследование затрат рабочего времени на основе выборочных наблюдений.

Статистические методы. Техническое нормирование сводится к обработке и анализу статистических материалов по выполнению норм и установлению на базе этого анализа новых прогрессивных норм.

Технической нормой нагрузки тоннажа является загрузка судна (в тоннах) или иначе - его эксплутационная грузоподъемность (Q_э).

Q_э1 - возможная нагрузка судна, установленная по условиям плавания, т.;

Т_э - эксплутационная или возможная по условиям плавания осадка судна, м;       Т_э = min{Т_э1; Т_э2}

h_г - гарантированная глубина судового хода,
h_д - запас воды под днищем (по условиям плавания),
H - высота борта судна,
H₀ - высота надводного борта при заданных условиях плавания;

Т₀ - осадка судна порожнем, м;
Т_p - осадка судна в грузу, м;

Q_э2 - возможная нагрузка судна, исходя из удельного погрузочного объема груза, т;

Qэ2 =		Qp - если wг < wс
		Vс/wг - если wг ³ wс

DQ_э3 - дополнительная нагрузка судна за счет размещения груза на палубе.

k - коэффициент использования полезной площади палубы;
S - площадь палубы, м³;
h - средняя высота складирования груза на палубу, м.

Разные грузы, которые предъявляются к перевозке имеют разный удельный погрузочный объем. Норма нагрузки для некоторого сочетания разных родов груза определяется исходя из наиболее полного использования грузоподъемности и грузовместимости судна.

По удельному погрузочному объему все грузы условно можно разделить на три группы:

-   нормальные;
-   тяжелые;
-   легкие.

Для установления нормы загрузки судна несколькими родами груза можно пользоваться аналитическими методами. Условие полного использования грузоподъемности и грузовместимости можно записать следующим образом:

Qp = Gт + Gл
Vc = wт · Gт + wл · Gл

Если на судно необходимо грузить больше чем 2 рода груза, то требуются дополнительные условия (заданное количество первого рода груза). В этом случае рекомендуется графический способ определения массы каждого рода груза.

Точке А соответствует полное использование грузоподъемности и грузовместимости судна:   ;
Точке А₁соответствует полное использование грузовместимости судна и частичной грузоподъемности;
Точке А₂соответствует полное использование грузоподъемности судна и частичной грузовместимости.

Для двух родов груза:

Решение задачи основано на известном положении аналитической геометрии: проекции ломаной на оси координат равна проекции замыкающей. Прямую ОА₂ переносим параллельно самой себе вверх до пересечения с точкой А. Точки С - точки пересечения перенесенной прямой с прямой ОА₁ достаточно для решения задачи.

Для четырех родов груза:

Для нескольких родов груза можно найти оптимальный план с использованием экономико-математической модели.

Цель: Максимальные доходы от перевозок:

i -   род груза;
j -   тип судна;
D -   доходы от перевозки i-го рода груза на j-ом типе судна.

Ограничения:

SХ_ij £ Q_pj -   количество погруженного груза не должно превышать регистровой грузоподъемности судна;

Sw_ij · Х_ij  £  V_cj -   объем погруженного груза не должен превышать грузовместимости судна;

ST_ij · Х_ij  £  T_j -   затраты времени на погрузку не должны превышать заданного времени погрузки в целом;

SХ_ij  ³   0 -   количество груза подлежащего погрузке не должно быть отрицательным.

Нормой скорости движения является техническая скорость судов и составов:

V - расчетная скорость судна (состава) относительно воды;
W - потеря (против течения) или приращение (по течению) скорости движения.

Для грузовых самоходных судов скорость (V) можно определить аналитически или графически.

1. Аналитический метод. Основан на использовании формулы зависимости затрачивоемой мощности судовой энергитической установки от сопротивления воды движению судна.

, лc;    , кВт
 
  Þ     Þ  

R   -   сопротивление воды движению судна, кН;
R’   -   приведенное сопротивление движению судна, (кН·с²)/м²;
N₃   -   мощность силовой установки судна, л/с, кВт;
h₀   -   пропульсивный коэффициент полезного действия.

Часто приходится нормировать скорость в зависимости от загрузки:

V₀   -   скорость движения судна порожнем;
Т_э   -   эксплутационная осадка судна;
V_р  -   скорость движения судна при полной загрузке.

2. Нормирование скорости по диспетчерским справочникам по флоту. В этих справочниках дается зависимость скорости движения судна от осадки, а следовательно от загрузки.

3. Графический способ.

Скорость одиночного судна можно определить по скоростной характеристике.

Нормирование скорости буксирного судна: Абсолютная сила тяги на гаке:    Fг = A · V 2 + B · V + C А, В, С - параметры тяги.                 С = Fшв

V_p - паспортная скорость;
V_л - скорость корпусом (легкачем);
N_з - мощность тяговая при паспортной скорости;
F_шв - сила тяги на швартовых.

Определение потерь и приращений скорости

Нормой потерь и приращений скорости движения считаются величины различных факторов, которые отражают влияние на скорость, сопутствующих или противодействующих движению судов и составов в речном потоке.

Потери и приращения разрабатываются дифференцированно для каждого вида флота:

а_п - путевая составляющая, которая зависит от скорости течения:        а_п = U’_л - V_ф
      U’_л - техническая скорость движения судна или состава рассчитанная по лоцманскому расстоянию;
      U_л - техническая скорость движения судна или состава по лоцманскому расстоянию включая движение средним и малым ходом;
а_рд - составляющая зависящая от режима движения; она учитывает движение судна на разных режимах, снижение и увеличение скорости при встречах и обгонах, при прохождении перекатов:        а_рд = U_л - U_л
а_пр - составляющая зависящая от прочих причин; сюда относятся: влияние ветра и волны, извилистость фарватера, неполное использование мощности и т.д.:        а_пр = V_ф - V
      V_ф - фактическая скорость движения судна измеренная гидрометрической вертушкой;
      V - расчетная скорость.
Для скоростных судов:        U = k  · V
      k - коэффициент учитывающий влияние речного потока; берется по натурным испытаниям, а для серийных судов из справочника.

Технические нормы времени - затраты времени на выполнение отдельных операций, приемов и рабочих процессов.

Эти нормы устанавливаются:

-   по видам флота,
-   по линиям движения,
-   по тяговым участкам,
-   по отдельным портам и пристаням.

По флоту нормируются следующие параметры:

1. Ходовое время;

2. Стояночное время:

2.1 Грузовые операции,

2.2 Технические операции,

2.3 Технологические затраты времени.

Техническая норма времени на операции движения:        ; час., сут.

Техническая норма времени на грузовые операции:

для одиночного судна:        ;

G_гр - количество груза подлежащее погрузке (выгрузке), догрузке (паузке), бункеровке.
Б_гр - средняя норма грузовых работ.

Для состава: нормы зависят от количества барж в составе и количества причалов в порту, а т.ж. от конструкции барж:

- при параллельной обработке барж:        t^c_п(в)= Мах{t_п(в)}
- при последовательной обработке:        t^c_п(в) = S t_п(в)
- когда число судов не соответствует числу причалов:        t^c_п(в) = n/m · Мах{t_п(в)}
      m - количество причалов,
      n - количество барж в составе.

Нормирование времени на технические операции

Для ряда технических операций это нормирование осуществляется аналитическим путем. Чаще технические операции приходится нормировать исходя из натурных наблюдений или путем обработки статистических данных.

Технологические операции.

К ним относятся все затраты времени которые связаны с ожиданием основных операций: t_ож = g · t_гр
                  g - коэффициент относительного ожидания.

1. Все замеры фиксируются:      t₁; t₂; …t_i…t_n;

2. Все значения располагают в возрастающем порядке и строят хронометражный ряд: 12; 15; 18; 24…;

3. Хронометражный ряд отчищают от случайных величин;

4. Устанавливают достаточность оставшихся величин для принятия решения;

5. Определяют среднеарифметическую величину:        ;

6. Устанавливают верхнюю и нижнюю допустимые границы хронометражного ряда:
 
t_{min (Max)} = (100 ± a)/100 · t_ср
 
      a - допустимый процент отклонения максимальной и минимальной величин от средней;

7. Из отчищенного хронометражного ряда убирают величины , значения которых выше или ниже установленных границ;

8. Подсчитывают норму (среднеарифметическое):        .

Расчет сопротивления воды движению судов и составов
 

Движущееся судно выводит массы воды из состояния покоя, в результате возникают силы реакции воды, которые противодействуют движению судна и распределяются по поверхности корпуса.

Действие гидродинамических сил может быть представлено как действие одной гидродинамической силы Q, горизонтальная составляющая которой и будет сопротивлением воды движению судна R.

Существует несколько методов расчета сопротивления:

Метод расчета сопротивления по эмпирическим зависимостям:

xs- безразмерный коэффициент трения зависящий от числа Рейнольца:                               ;       n- коэффициент кинетической вязкости;       xш- безразмерный коэффициент шероховатости зависящий от материала корпуса;

С0 - коэффициент остаточного сопротивления С0 = С’0·a1·c1·d1       С’0- коэффициент остаточного сопротивления судна прототипа зависящий от числа Фруда;

Сопротивление состава принято считать как сумму сопротивлений отдельных барж в составе. Для того, чтобы получить сопротивление состава, необходимо сумму сопротивлений барж в составе скорректировать на коэффициент счала т.к. сопротивление всего состава без учета этого коэффициента не будет равно сумме сопротивлений.

k_сч - устанавливается на основе натурных и модельных испытаний судов. Он зависит от вида движения (буксировка или толкание), от носовых и кормовых форм судов и от формы счала состава (кильватерный, пыжевой). Коэффициент счала учитывает долю снижения сопротивления состава от общей суммы сопротивлений судов из которых этот состав состоит.

В основе снижения сопротивления воды движению состава лежит понятие попутного потока. Судно двигаясь тащит за собой поток воды, который снижает сопротивление воды следующему судну.

Диспетчерам движения флота, в своей оперативной работе, приходится решать несколько типов тяговых задач.

1. Подобрать мощность буксировщика (толкача) при заданной скорости движения и известном сопротивлении воды движению судна.

2. Подобрать состав, который бы соответствовал заданной скорости при известной мощности буксирного судна.

Задача 1.

1.1 Определяется приведенное сопротивление состава:             

1.2 На основании уравнения движения судна R’_с = F’_г из диспетчерских справочников по флоту, где указаны значения F’_г, для заданной скорости, берем такое ее значение, которое соответствовало бы или было близко к R’_с.

Задача 2.

2.1 По таблице тяговых характеристик находим F’_г для заданного буксирного судна при заданной скорости.

2.2 Решаем вопрос о количестве барж в составе и форме их счала.

2.3 Исходя из уравнения движения судна, определяем суммарное приведенное сопротивление состава.

2.4 Подбираем баржи состава:      
 
При пользовании диспетчерским справочником, берем близкое значение R’_с = F’_с, при этом его необходимо откорректировать с помощью интерполяции:
 

V₁ и V₂ - соответственно наименьшая и наибольшая скорость выбранная по диспетчерскому справочнику в пределах V_р;
F’_1г и F’_2г - соответственно наибольшее и наименьшее значение приведенной силы тяги на гаке в пределах R’_c.

В начало.    К оглавлению.    Разделы:     1    2    3    4    5    6    7    8    9    10   
 
Следующий раздел
 

---

Автор: ДТН, профессор ЗАЧЕСОВ Венидикт Петрович
Записал, сверстал и опубликовал: Кычкин