Пакетирование генеральных грузов

Цель работы. Изучение способов укладки генеральных грузов при формировании пакетов на стандартных поддонах.

Общие указания. Большинство грузов в мелкой таре хранят и перерабатывают в портах в пакетированном виде. Наиболее часто пакеты формируются на стандартных поддонах типа П4В и 2П2В. Поддон П4В имеет размеры 1200х800х150 мм, массу – 18 кг и грузоподъемность (G) – 1,0 т. Поддон 2П2В – 1600х1200х180 мм, массу – 80 кг и G – 2,0 т.

Для определения оптимального размещения мест на поддоне в двух измерениях (длина и ширина) руководствуются соотношением линейных размеров места груза и поддона, а также принятыми способами укладки мест груза на поддоне.

При формировании пакета можно сформулировать определенные правила:

груз не должен выступать за кромку поддона или этот выступ должен быть не более чем 50 мм (в других источниках 10 или 30 мм);

незагруженная площадь поддона должна быть минимальная по размеру.

На практике проблем с размещением грузов, как правило, не возникает. Грузы укладываются и, при необходимости, смещаются до тех пор, пока не получится нужные размеры пакета. Для многих грузов используются заранее разработанные схемы укладки, которые приводятся в рабочих технологических картах (РТК).

При теоретическом размещении выступ груза на 50 мм обеспечивает фактическое увеличение на большую величину из-за наличия зазоров между отдельными местами. Большее увеличение размеров выступа грузов на поддоне не целесообразно, т. к. затрудняет перегрузку пакета средствами механизации. В любом случае необходимо стремится к тому, чтобы груз не выступал за кромку поддона. При наличии выступа груза за края поддона, он должен быть одинаковым по противоположным сторонам (по длине или по ширине). Поэтому, исходя из первого правила, максимальные допустимые размеры груза могут быть 1300х900 мм на поддоне П4В и 1700х1300 мм на поддоне 2П2В.

В свою очередь, незагруженность поддона ведет к нерациональному использованию перегрузочной техники и складских площадей. Наличие большой незагруженной площади на поддоне усложняет, а иногда препятствует загрузке складов и транспортных средств, делает штабель неустойчивым. Грузы должны располагаться по поддону равномерно, особенно при наличии свободного пространство на нем. Неравномерность загрузки также может привести к неустойчивости пакета и штабеля.

Пакет, как трехмерный предмет, также характеризуется значением его третьего измерения – высоты (h_п). Высота пакета с одной стороны ограничена максимально допустимой высотой H_max , а с другой стороны высотой, определяемой максимальной массой пакета G_max.

Т. о., к ранее указанным правилам можно добавить следующие:

высота пакета не должна превышать максимально допустимой;

масса пакета не должна превышать максимально допустимой.

Максимально допустимая высота H_max, определяется из возможности загрузки пакета в крытый железнодорожный вагон. Высота дверного проема большинства крытых вагонов не превышает 2,0 м. При загрузке пакетов необходимо учитывать зазоры в 0,1 м сверху и снизу пакета. Такие зазоры позволяют свободно перемещать пакет, не цепляясь за конструкции вагона, что обеспечивает целостность пакета и сохранность груза. Проведя элементарные расчеты, получим H_max = 1,8 м.

Максимальная допустимая масса пакета определяется его грузоподъемностью. Т. е. количество слоев груза по высоте не должно создать такое общее количество грузовых мест на поддоне, суммарная масса которых будет превышать паспортную грузоподъемность поддона. Поэтому масса пакета с поддоном не должна превышать его грузоподъемности, т. е. можно принять G_max = G.

При размещении грузов на поддоне не допускается кантовка (переворачивание) грузовых мест, т. е. длина должна оставаться длиной, ширина – шириной, высота – высотой.

Формирование пакетов выполняется в два этапа. На первом этапе определяется количество и пространственное расположение грузовых мест на поддоне в первом слое, а на втором – количество слоев в пакете по высоте.

Порядок выполнения работы. В соответствии с вариантом определяем наименование, вид тары, габаритные размеры (длина ℓ_м, ширина b_м, высота h_м) и массу места g_м.

Сначала размещаем грузы на поддоне в первом слое.

К рассмотрению предлагаются грузы прямоугольной и круглой формы в плане. При их размещении необходимо придерживаться первых двух правил.

Рассмотрим размещение грузов прямоугольной формы.

Располагаем груз длинной стороной по длинной стороне поддона, а короткой, соответственно, по короткой.

Определяем, какое количество мест поместится по длине поддона. Для этого допустимую длину соответствующего пакета делим на длину грузового места, шт.:

П4В: n_ℓ = 1300 / ℓ_м; 2П2В: n_ℓ = 1700 / ℓ_м.

Определяем соответствующее количество мест по ширине поддона. Для этого допустимую длину соответствующего пакета делим на длину грузового места, шт.:

П4В: n_b = 1300 / b_м; 2П2В: n_b = 1700 / b_м,

дробное значение n_ℓ и n_b отбрасывается.

В масштабе рисуется прямоугольник (рис. 23) соответствующего размера (1300х 900 мм и 1700х1300 мм), который по длине и ширине разделяется линиями на соответствующее число частей (n_ℓ и n_b).

Рис. 23. Размещение грузов на поддонах

Потом располагаем наоборот, длинной грузового места (ℓ_м) по ширине поддона, а шириной (b_м) по длине. Находим соответствующие значения n_ℓ и n_b, приводим рисунки.

Тот вариант, при котором на поддоне помещается большее количество мест (n_p), является оптимальным и принимается к дальнейшим расчетам. При этом надо учитывать тип используемого поддона.

Критерий для выбора типа поддона можно сформулировать так: если на двух поддонах П4В помещается больше мест (n_р) чем на одном 2П2В, то выбирается поддон П4В и наоборот. Например, поддон П4В лучше, чем 2П2В так как 4 + 4 > 6 (рис. 23, б). Если количество мест совпадает, то к дальнейшему рассмотрению принимается любой из поддонов. Например, поддон П4В и 2П2В одинаковы так как 6 + 6 = 12 (рис. 23, а).

Далее рассчитываем размеры груза на поддоне, м:

ℓ_г = ℓ_м × n_ℓ или ℓ_г = b_м × n_ℓ;

b_г = b_м × n_b или b_г = ℓ_м × n_b.

Если ℓ_г или b_г близко к габаритным размерам поддона, то рассмотрение дальнейших вариантов не целесообразно.

Если ℓ_г или b_г меньше соответствующих размеров поддона, то рассматриваются другие варианты пространственного размещения груза на поддоне. Некоторые из возможных вариантов представлены на рис. 24.

Рис. 24. Схемы размещения прямоугольных грузов

Т. о. находится такой вариант размещения, который минимизирует пустое место на поддоне (см. второе правило пакетирования на поддоне). Для проверки возможности такого размещения суммируется длина (ℓ_м) и ширина (b_м) грузового места (несколько ℓ_м или b_м) и эта величина сравнивается с соответствующими допустимыми размерами.

Рассмотрим размещение грузов цилиндрической формы.

На поддоны грузы в форме цилиндра устанавливаются на торец, и при их размещении часть габаритных размеров отдельных грузовых мест может перекрывать друг друга (рис. 25, а).

Рис. 25. Схемы размещения цилиндрических грузов

Рассчитываем значения n_ℓ, n_b, ℓ_г и b_г.

При кратности размеров поддона и грузов (дробные части n_ℓ и n_b очень близки или равны целой части) проблем не возникает, и цилиндрические грузы размещаются так же как прямоугольные (рис. 25, б). При таком размещении габаритные размеры отдельных грузовых мест не пересекаются. Для обеспечения равномерности загрузки поддона часть груза может смещаться в противоположные стороны или располагается по диагонали (рис. 25, в).

Когда на поддоне остается достаточно много свободного места (ℓ_г или b_г меньше размеров поддона), то рассматривается другая схема расположения. При этом габаритные размеры мест будут пересекаться. При пересечении габаритных объемов отдельных мест, габаритные размеры груза на поддоне (ℓ_г или b_г) тем меньше, чем больше расстояние между двумя рядом стоящими грузовыми местами (рис. 25, г). При этом возможны различные варианты взаимного расположения и количества груза на поддоне (рис. 25, д).

Более точным, но трудоемким методом размещения в этом случае является геометрические построения с использованием чертежных инструментов (циркуля, треугольника и т. п.). Тогда в масштабе рисуется прямоугольник соответствующего размера (1300х900 мм и 1700х1300 мм). От углов к центру производятся построения и, в виде кругов соответствующего радиуса, размещаются грузовые места.

В работе можно воспользоваться приближенным методом. Для этого используется следующие взаимоисключающие (или одно или другое) зависимости:

при плотном расположении грузовых мест первого ряда друг к другу и размещении второго ряда в углубления первого без изменения длины, общая ширина составит 0,85 максимальной ширины;

при расположении рядов грузов так, что бы ширина пакета не изменялась, общая длина составит 0,9 максимальной.

Тогда размеры груза на поддоне составят, м:

ℓ¢_г = 0,9 × ℓ_м × n¢_ℓ или b¢_г = 0,85 × b_м × n¢_b,

где n¢_ℓ и n¢_b – соответственно предположительное число мест по длине и ширине.

Если полученное значение ℓ¢_г (b¢_г) не превышает допустимого, то:

ℓ_г = ℓ¢_г или b_г = b¢_г;

n_ℓ = n¢_ℓ или n_b = n¢_b.

Если полученное значение ℓ¢_г (b¢_г) больше допустимого, то соответствующее значение n¢_ℓ (n¢_b) уменьшается и расчет повторяется.

Найдя для каждого варианта оптимального размещения груза на поддоне и выбора типа поддона, определяем количество мест в первом (нижнем) слое груза n_p (шт.) и габаритные размеры пакета в плане ℓ_пxb_п (м). Размер пакета (ℓ_пxb_п) равен габаритному размеру поддона, если груз на поддоне не выступает за кромки поддона (меньше поддона). Если груз выступает (больше поддона), то габаритный размер пакета равен габаритному размеру груза. В работе приводятся все расчетные схемы формирования пакетов, с указанием значения n_р (см. рис. 23 – 25).

Далее рассчитываем для каждого груза по очереди число слоев груза в пакете по высоте.

Для этого определяем число слоев (рядов) по высоте, исходя из максимальной массы пакета n_h', шт.:

n_h' = (G_max – g_под) / (g_м × n_р).

По максимально допустимой высоте пакета определяем число слоев (рядов) по высоте n_h'', шт.:

n_h''= (H_max – h_под) / h_м.

Значения n_h' и n_h'' равны целой части результата деления, т. к. число слоев не может быть дробным.

Ограничивать высоту может n_h' или n_h'', или оба одновременно, тогда искомое число слоев (рядов) по высоте пакета n_h, шт.:

n_h = min{n_h'; n_h''}.

Габаритную высоту пакета h_п определяем из выражения, м:

h_п = n_h × h_м + h_под.