НМЦ

СПЕЦІАЛІЗОВАНИЙ РУХОМИЙ СКЛАД

Електронний посібник

 

ВФПО

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО РУХОМИЙ СКЛАД АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ

 

1.2. Види вантажів та їх вплив на конструкцію спеціалізованого рухомого складу (СРС)

1.2.1. Поняття транспортної характеристики вантажу. Класифікація вантажів

1.2.2. Фактори, що діють на вантаж

1.2.3. Фізико-механічні і фізико-хімічні властивості вантажу

1.2.4. Хімічні властивості вантажу

1.2.5. Об’ємно-масові характеристики вантажу

 

 

1.2. Види вантажів та їх вплив на конструкцію спеціалізованого рухомого складу (СРС)

1.2.1. Поняття транспортної характеристики вантажу. Класифікація вантажів

 

 

Вантаж – це продукт виробництва (сировина, напівфабрикати, готова продукція), що прийнятий транспортом до перевезення.

Поняття вантажу включає будь-які об’єкти, які доставляються в точку призначення транспортними засобами, проходячи шлях від прийняття на склад вантажо­перевізником до моменту отримання замовником (рис. 1.21).

 

Рис. 1.21. Види перевезень за типом вантажу

 

Транспортна характеристика вантажів – це сукупність властивостей вантажів, що визначає умови й техніку їх перевезення, перевантаження і зберігання..

 

Транспортна характеристика вантажів – це сукупність:

*      фізико-механічних і фізико-хімічних властивостей;

*      об'ємно-масових характеристик;

*      параметрів тари і упаковки;

*      характеристик небезпеки;

*      специфічних властивостей вантажів.

 

Отже, у кожної номенклатури вантажу є своя транспортна характеристика, яка визначає режим перевезення, способи вантаження, розвантаження, перевантаження і зберігання, а також вимоги щодо технічних засобів виконання цих операцій.

Транспортна характеристика використовується під час виконання завдань, пов'язаних з раціоналізацією перевізного процесу:

*   підбору доцільних типів і моделей жвавого складу;

*   вибору навантажувально-розвантажувальних коштів і грузозахват­них пристроїв;

*   вибору складського обладнання;

*   вибору коштів упаковки і пакетування;

*   розробки раціональних способів і схем вантаження-розвантаження і перевезення та ін.

Зміна транспортної характеристики вантажу призводить до зміни технічних і технологічних елементів процесу доставки вантажів. Так, наприклад, перехід від перевезення навалом до перевезення в тарі або упаковці таких вантажів, як цемент або мінеральні добрива, вимагає крім застосування пакувальних матеріалів і коштів пакетування використання інших типів жвавого складу, складів і коштів механізації навантажувально-розвантажувальних робіт. Крім повної зміни транспортної характеристики вантажу, приклад якої наведено вище, під час розробки раціональних процесів доставки вантажів, доводиться вдаватися до зміни окремих складових транспортної характеристики: об'ємної маси, вигляду тари і упаковки, лінійних розмірів окремих місць і ін.

 

Перегляд відео:

 

 

Загальні поняття про вантажі

https://youtu.be/0bvvg9ravwU

 

 

Класифікація вантажів. Методи дослідження вантажів

https://youtu.be/4xXVRudrqN0

 

 

1.2.2. Фактори, що діють на вантаж

 

На вантаж у процесі доставки від виробника до споживача впливають три групи зовнішніх факторів (рис. 1.22, 1.23):

1. Механічні – удари, поштовхи, вібрація, статичні навантаження, тертя, що виникають у процесі транспортування, вантажно-розвантажувальних робіт, перевантаження, складування та ін. Як правило, механічні фактори на вантаж виникають через несправність кузовів рухомого складу, вантажно-розвантажувальних механізмів та машин, вантажозахоплювальних пристроїв, складського обладнання, неправильного розміщення вантажу у кузові рухомого складу, порушення технологічних процесів доставки вантажу.

2. Кліматичні – атмосферні опади, газовий склад, температура, вологість, запиленість повітря, наявність у його складі мікробіологічних форм, світло.

3. Біологічні – вплив життєдіяльності мікроорганізмів, комах, гризунів.

 

Під дією зазначених факторів у масі вантажу відбуваються різні фізико-хімічні, біохімічні, мікробіологічні та інші процеси, властиві окремим видам продукції, що призводять до псування вантажу.

 

Рис. 1.22. Зовнішні фактори, що впливають на вантаж

 

Рис. 1.23. Внутрішні фактори, що впливають на вантаж

 

Властивості вантажу поділяються так:

- фізичні: механічні (міцність, деформація, твердість, стомленість теплопровідність тощо), вогнестійкість, термічні (теплоємність, термостійкість, термічне розширення та інше), оптичні (колір, блиск, прозорість, відбиття проміння тощо), акустичні (тембр, висота звуку, звуковий тиск та інше), електричні, а також загальні фізичні властивості (маса, щільність, пористість);

- хімічні − характеризують реакцію товарів на дію різних хімічних речовин і агресивних середовищ.

Ці властивості залежать від хімічного складу матеріалів;

- фізико-хімічні − поєднують властивості, прояв яких супроводжується фізичними і хімічними явищами одночасно.

Найважливішими фізико-хімічними властивостями є сорбційні, тобто здатність поглинати і виділяти гази, воду і розчинені в ній речовини, адгезійні, тобто властивості злипання або склеювання, властивості проникності (повітря -, паро -, водо - і пилопроникнення);

- біологічні − характеризують стійкість товарів до дії мікроорганізмів (бактерії, цвілеві грибки, дріжджі), комах (міль, таргани та ін.) і гризунів (миші, пацюки).

Процеси гниття, пліснявіння товарів спричинюються відповідними видами мікроорганізмів.

 

 

Фізико-хімічні властивості характеризують стан вантажу, його здатність вступати у взаємодію з довкіллям, шкідливо впливати на транспортні засоби, складські ємкості, навантажувально-розвантажувальні машини й пристрої, інші вантажі, а також на здоров'я людей.

До основних фізичних властивостей вантажів і процесів, що відбуваються в них, належать:

1) гранулометричний склад − характеризує кількісний розподіл часток (шматків) насипних і навалочних вантажів за їх розмірами;

2) сипкість – здатність насипних і навалочних вантажів переміщатися під дією сил тяжіння або зовнішнього динамічного впливу.

Сипкість вантажу характеризується величиною кута природного ухилу і опором зрушенню.

Кутом природного ухилу називається двогранний кут, утворений площиною вантажу і горизонтальною площиною основи штабеля.

Величина кута природного ухилу залежить від роду вантажу, його гранулометричного складу та вологості.

Розрізняють кут природного ухилу вантажу в спокої і в русі. Величина кута в спокої більше, ніж у русі. Під впливом динамічних навантажень, особливо під час вібрації, кут природного ухилу може зменшуватися до нуля.

Опір зрушенню пояснюється наявністю сил тертя часток вантажу між собою і сил їх зчеплення;

3) шпаруватість визначає наявність і величину пустот між окремими частинками вантажу;

4) пористість характеризує наявність і сумарний обсяг внутрішніх пор і капілярів у масі вантажу;

5) здатність ущільнюватися.

Ущільнення відбувається під дією на вантаж статичних сил або динамічних навантажень, за рахунок заповнення порожніх просторів і більш компактного розташування окремих часток вантажу відносно одна одної.

Ступінь ущільнення значно залежить від гранулометричного складу, пористості і шпаркватості вантажу, є важливим чинником підвищення статичного навантаження рухомого складу;

6) крихкість – здатність деяких вантажів під час механічного впливу руйнуватися, минаючи стан помітних пластичних деформацій.

До крихких вантажів належать вироби зі скла та керамічні вироби, різна апаратура, прилади, шифер. Деякі вантажі можуть набувати властивості крихкості за зниження температури, наприклад: олово за температури нижче – 15 °С, гума – нижче 50 – 45°С;

7) пилоємність – здатність вантажу легко поглинати пил з навколишнього середовища.

Підвищеною пилоємністю відрізняються тканини, хутряні вироби, вантажі підвищеної вологості;

8) розпорошуваність – здатність найдрібніших частинок речовини утворювати з повітрям стійкі суспензії і переноситися повітряними потоками на значні відстані від місця розташування вантажу.

Прикладом цього явища є запилювання під час перевантажувального і перевізного процесах вугілля, цементу, борошна, зерна, торфу та ін.

Пил має підвищену здатність адсорбувати з довкілля гази, пари і радіоактивні матеріали, що особливо шкідливо за  підвищеної радіації та наявності в повітрі отруйних речовин.

Органічний і металевий пил у певній концентрації здатний до займання та вибуху під дією будь-якого зовнішнього джерела вогню. Крім того, розпорошення призводить до значних (до 5 – 8 %) втрат продукції та забруднення довкілля;

9) абразивність – здатність вантажу стирати дотичні з ним поверхні тари, рухомого складу, вантажно-розвантажувальних механізмів і споруд (рудні вантажі).

Високу абразивність мають цемент, мінерально-будівельні матеріали, апатити, боксити;

10) злежуваність – здатність окремих часток вантажу зчіплюватися, прилипати до поверхні тари, рухомого складу, бункерів, силосів і одна до одної та утворювати досить міцну монолітну масу.

До злежуваності схильні руди різних найменувань, рудні концентрати, вугілля, мінерально-будівельні вантажі, мінеральні добрива, різні солі, торф, цемент, цукор.

Основними причинами злежуваності є спресовування часток вантажу під тиском верхніх шарів, кристалізація солей з розчинів і перехід сполук речовини з одного стану в інший, хімічні реакції в масі продукту.

 

На ступінь злежування впливають режим зберігання і місцеві кліматичні умови, властивості та характеристики самого вантажу:

·   розміри, форма та особливості поверхні частинок речовини;

·   характеристика його внутрішньої структури, наприклад, волокни­стість;

·   однорідність гранулометричного складу, наявність і властивості гігроскопічності продукту;

 

11) склепіннятворення – процес утворення склепіння над випускним отвором бункера, силосу або кузова рухомого складу, характерний для насипних і навалочних вантажів.

Утворення склепіння відбувається в результаті зачеплення рухомих частинок вантажу за частинки, що знаходяться в стані спокою;

12) в’язкість – властивість частинок рідини чинити опір переміщенню відносно одна одної під дією зовнішніх сил.

В’язкість характеризує внутрішнє тертя між частинками і пояснюється силами молекулярного зчеплення.

Розрізняють динамічну, кінематичну і умовну в’язкість;

13) гігроскопічність – здатність вантажу легко поглинати вологу з повітря. Інтенсивність поглинання вологи зростає з підвищенням температури, вологості та швидкості руху повітря, а також прямо залежить від площі поверхні вантажу, що стикається з повітрям, від пористості речовини;

14) вологість визначає процентний вміст вологи в масі вантажу.

Волога може міститися в масі вантажу у вільному і зв’язаному стані.

Розрізняють абсолютну і відносну вологість вантажу, яка необхідна для перерахунку маси вантажу;

15) здатність до змерзання – здатність вантажу втрачати свою сипкість у результаті змерзання окремих часток продукту в суцільну масу.

До змерзання схильні руди металів, кам’яне вугілля, мінерально-будівельні та формувальні матеріали, глина та ін.

Міцність і глибина заморожування маси вантажу залежать від тривалості впливу негативної температури довкілля, гранулометричного складу, вологості і теплопровідності продукту.

Найбільше до змерзання схильні за інших рівних умов вантажі з підвищеною вологістю і неоднорідним гранулометричним складом.

Процес заморожування і розморожування навалочних вантажів відбувається досить повільно внаслідок їх низької теплопровідності;

16) морозостійкість – здатність вантажу витримувати дію низької температури, не руйнуючись і зберігаючи свої якісні характеристики під час відтанення.

Особливо несприятливо низька температура впливає на свіжі овочі та фрукти, рідкі вантажі у скляній тарі, деякі метали та гумотехнічні вироби;

17) спікливість – здатність частинок деяких вантажів зливатися за підвищеної  температури продукту.

До спікливості схильні гудрон, асфальт, пісок, агломерати руд. Запобігти спікливості практично неможливо;

18) теплостійкість – здатність речовин протистояти розвитку біохімічних процесів, руйнування, окислювання, плавлення або самозаймання під дією високої температури.

Найнесприятливіший вплив висока температура робить на вантажі рослинного і тваринного походження, кам’яне вугілля, торф, сланці, легкоплавкі речовини;

19) вогнестійкість – здатність вантажу не займатися і не змінювати своїх первинних властивостей (міцність, колір, форма) під впливом вогню. Вогнестійкість характерна для обмеженої кількості вантажів.

Від фізико-хімічних властивостей у великій мірі залежать вибір умов перевезення, перевантаження і зберігання вантажу й основні вимоги до його тари та упакування.

 

Перегляд відео:

 

 

Механічні властивості твердих тіл

https://youtu.be/hTdMEGwpZJc

 

 

Механічні властивості твердих тіл

https://youtu.be/JVJVfTtG6Mw

 

 

Хімічні властивості вантажів визначають їх особливість взаємодії із зовнішнім середовищем і характеризують процеси, що в них протікають.

Самозігрівання, самозаймання – пояснюється внутрішніми хімічними та біохімічними процесами у вантажі, які призводять до підвищення його температури. Це властиво таким вантажам, як зерно, волокнисті матеріали, сіно, макуха, торф, сланці, кам’яне і буре вугілля тощо.

Самонагрівання і самозаймання відбувається під дією внутрішніх джерел тепла – хімічних і біохімічних процесів, що протікають у масі вантажу та підвищують його температуру.

Здатність окислювати інші речовини пояснюється здатністю легко віддавати кисень іншим речовинам. Це притаманно кислотам, лугам, солям, мінеральним добривам тощо.

Для перевезення таких вантажів використовують вагони цистерни зі спеціальним покриттям, як правило, керамічним, спеціалізовані на певний вантаж.

Здатність піддаватися корозії

Корозія – це процес руйнування металів і металовиробів внаслідок хімічного або електрохімічного впливу на них зовнішнього середовища.

Швидкість корозії збільшується з підвищенням вологості і температури повітря, його забруднення вугільним пилом, золою, хлоридами або газами (особливо сірчистими).

Вогненебезпечність – здатність речовини у разі виникнення вогнища загоряння до прогресуючого горіння.

Стійке горіння речовини відбувається за певної концентрації її газів, парів або пилу в повітрі. Межі такої концентрації отримали назву область займання.

Що ширша площа займання і нижча концентраційна межа вибуховості, то вища вогненебезпечність вантажу. Для горючих рідин важливими характеристиками є температура спалаху і температура займання.

Температурою спалаху називається найменша температура горючої рідини, при якій над її поверхнею утворюються пари або гази, які здатні займатися в повітрі від зовнішнього джерела.

Під час спалаху згоряють лише пари рідини. Температура займання харак-теризує мінімальну температуру рідини, за якої можливо стійке горіння її випарів. Температура, при якій відбувається самозаймання рідкого вантажу, називається температурою самозаймання, яка значно вища за температуру спалаху.

Вибухонебезпечність – здатність вантажів викликати фізичний чи хімічний вибух.

Фізичний вибух можуть викликати стиснені або скраплені гази. Він супроводжується швидким розширенням газу і може викликати ударну хвилю.

Хімічний вибух − це реакція окислення вибухової речовини киснем повітря, що протікає з величезною швидкістю.

Шкідливість – здатність парів і зважених часток вражати органи чуття, шкірний покрив, дихальні шляхи і легені людей.

Ураження може проявлятися у вигляді подразнювальних явищ, отруєнь різними інфекціями і шкірних хвороб.

Отруйність – властивість деяких вантажів, що є безпосередньою небезпекою для здоров’я та життя людей.

Сила дії отруйних речовин на організм визначається їх токсичністю.

Небезпека отруйних речовин визначається їх здатністю створювати небезпечні концентрації в повітрі під час аварійних ситуацій.

До інфекційно-небезпечних вантажів відносяться живність, сирі тваринні продукти, шерсть тварин, шкіряна сировина, бактеріологічні препарати.

Радіоактивність – здатність деяких речовин до радіоактивного випромінювання, небезпечного для здоров’я і життя людей.

Потужність дози випромінювання на поверхні упаковки радіоактивного вантажу або на відстані 1 м від центру поверхні упаковки є показником небезпеки радіації.

 

1.2.5. Об’ємно-масові характеристики вантажу

 

До масових характеристик вантажів відносять:

*    густину,

*    навалювальну густину,

*    питому масу.

 

Густина – це маса однорідної речовини в одиниці об'єму. Одиницею вимірювання густини є кг/м3.

У виробничій практиці як одиниця вимірювання густина частіше за все використовує т/м3.

На транспорті поняття густини використовують для розрахунку маси рідких вантажів, що перевозяться наливом, наприклад в цистернах.

Навалювальна густина (об'ємна маса) – маса вантажу в одиниці об'єму з урахуванням скважистості та пористості речовини.

Навалювальні і насипні вантажі – це велика кількість частинок різної форми і розмірів. Між окремими частинками і всередині них є вільні простори, зумовлені нещільним приляганням частинок один до одного, а також наявністю пор і капілярів всередині самої речовини. Тому об'єм, займаний даними вантажами, залежить не тільки від кількості однорідної речовини, але і від розміру вільного простору як всередині вантажу, так і між його окремими частинами.

Питома маса – маса одиниці об'єму вантажу з урахуванням пористості речовини (тобто з урахуванням об'єму внутрішніх пор і капілярів).

Ця характеристика вантажу використовується для розрахунку маси лісоматеріалів, залізобетонних виробів і інших видів вантажів.

 

До об'ємних характеристик вантажів відносять:

*    питомий об'єм,

*    питомий вантажний об'єм.

 

Питомий об'єм – об'єм одиниці маси вантажу.

Для навалювальних і насипних вантажів питомий об'єм – величина, зворотна об'ємній масі, а для рідин – зворотна густина продукту.

Питомий вантажний об'єм – об'єм кузова рухомого складу, який в середньому займає одна тонна вантажу.

 

 

Питання для самоконтролю

1. Що називається вантажем?

2. Що таке транспортна характеристика вантажів?

3. На які основні групи поділяються вантажі?

4. За якими основними ознаками класифікуються вантажі?

5. Назвіть основні фактори, що впливають на вантаж.

6. На які основні групи поділяються властивості вантажу?

7. Перерахуйте основні фізико-механічні і фізико-хімічні властивості вантажу.

8. Перерахуйте основні хімічні властивості вантажу.

9. Перерахуйте основні об’ємно-масові характеристики вантажу

 

 

Попередня тема

На початок

Наступна тема