Лекция 2: классификация и свойства грузов

Груз — это товарная продукция, получаемая в результате деятельности различного рода производств и населения (сырье, материалы, полуфабрикаты, готовые изделия, продукция сельского хозяйства), с момента ее предъявления к перевозке до момента сдачи потребителю.

Насыпные грузы относятся к категории массовых и в отличии от штучных грузов состоят из большого количества более или менее однородных по составу кусков, зерен, частиц или большого числа однотипных предметов, например брикетов.

Характеристики грузов используются при решении задач, связанных с рационализацией перевозочного процесса:

– подборе целесообразных типов и моделей подвижного состава;

– выборе погрузо-разгрузочных средств и грузозахватных устройств;

– выборе складского оборудования;

– выборе средств упаковки и пакетирования;

– разработке рациональных способов и схем погрузки-разгрузки и перевозки и т.д.

Классификация грузов

► По отраслевому признаку, на:

– Промышленные (промышленные изделия, металл, руда, уголь, нефть и нефтепродукты и др.);

– Сельскохозяйственные (зерно, фураж, овощи, фрукты, хлопок, живность, удобрения и др.);

– Строительные (цемент, песок, щебень, бетон товарный, железобетон, железобетонные плиты, фермы, кирпич и т. д.);

– Торговые (пищевые продукты и промышленные товары, доставляемые в торговую сеть, грузы для предприятий общественного питания и т. д.);

– Прочие (багаж, возвратная тара и др.).

► По физическому состоянию грузы делятся на:

– Твердые;

– Жидкие или наливные (молоко, спирт, пиво, нефтепродукты, кислоты, различные химические растворы и т. п.);

– Газообразные (пропан, аргон и др.).

► По приспособленности к выполнению погрузочно-разгрузочных работ грузы различают на:

– Навалочные различные сыпучие материалы, перевозимые без упаковки (навалом, насыпью) – уголь, гравий, кокс, руда и т.д.;

– Тарно-упаковочные (не крупные грузы в ящиках, кипах, решетках, сетках, связках, на поддонах, катно-бочковые – грузы в металлических, деревянных и фанерных бочках и т.д.) – бумага, запчасти, проволока, огнеупоры, мебель и т.д. Расчет по счету тары;

– Штучные (грузы без упаковки) – станки, оборудование и т.д. Расчет по счету груза).

Навалочный и насыпной груз.

► По физическим и химическим свойствам

Данные свойства зависят от природы самого груза и в общем случае к ним относят:

– Гранулометрический состав — количественное распределение кусков (частиц) навалочных грузов. Характеризуется mах размером кусков. Определяется методом ГРОХОЧЕНИЯ (набор сит, установленных таким образом, что сито с самым большим размером отверстий находится сверху, внизу – сито с самым маленьким размером отверстий). У очень мелких грузов (мелкозернистые, порошкообразные, пылевидные), размер частиц определяется по скорости оседания в воде или воздухе.

В зависимости от гранулометрического состава грузы делятся на группы:

Наименование группы груза	Размер куска, мм
– Особо кусковый (камни, валуны…)	более 320
– Крупнокусковый (руда…)	от 160 до 320
– Среднекусковый (уголь…)	от 60 до 160
– Мелкокусковый (щебень…)	от 10 до 60
– Крупнозернистый (галька, зерно…)	от 2 до 10
– Мелкозернистый, (мелкий песок…)	от 0,5 до 2
– Порошкообразный (мука, цемент…)	от 0,05 до 0,5
– Пылевидный, микронные фракции (сажа…)	до 0,05

►Характер однородности частиц груза определяется коэффициентом k. k=а_max/a_min

Если k больше 2,5 – груз является рядовым, гранулометрический состав характеризуется а_max .

Если k равен или меньше 2,5 – груз сортированный, гранулометрический состав характеризуется а_ср .

▒ Крупность зависит от способа добычи полезных ископаемых, технологического процесса его переработки. Руда, уголь и прочие транспортируемые насыпные грузы представляют собой разнородный по крупности материал. Наибольшую крупность имеет руда, добываемая открытым способом (размер кусков до 1200 — 1500 мм), меньшие размеры имеет руда, поступающая из шахт (300 — 400 мм), и рядовой уголь (до 200 — 300 мм).

Горная масса, поступающая на обогатительную фабрику, подвергается дроблению (измельчению) и превращается в более мелкий и однородный по крупности материал, направляемый на обогащение. Разница в крупности исходного материала и дробленого продукта часто бывает очень большой.

Угол естественного откоса — называется угол, образованный боковой поверхностью свободно насыпанного штабеля сыпучего материала с горизонтальной плоскостью основания штабеля (площадки, на которой лежит груз) - рисунок. По мере увеличения насыпи угол естественного откоса остается для данного материала постоянным.

► Величина угла естественного откоса зависит от гранулометрического состава и влажности груза, а также от сил трения и сил сцепления частиц сыпучего материала. Чем меньше эти силы, тем меньше угол естественного откоса. Так угол естественного откоса для шероховатых, граненых частиц будет выше, чем у окатанных частиц; для влажного материала больше, чем для сухого.

Силы сцепления возрастают с увеличением влажности груза, однако у некоторых видов груза (песок, грунт и др.) есть критическое значение величины влажности, при достижении которой начинается резкое снижение сил сцепления частиц груза между собой.

► Различают угол естественного откоса в покое и в движении. При движении груза (например на ленте конвейера) происходит встряхивание частиц в следствии чего угол естественного откоса уменьшается за счет скатывания частиц при движении и может даже равняться нулю. В связи с этим угол естественного откоса в движении всегда меньше, чем в покое.

Согласно этих свойств, грузы делятся по подвижности частиц:

Подвижность частиц	Груз	φ	φд
Лёгкая	Сухой песок, кокс, круглая галька, цемент…	30 ÷ 35	10
Средняя	Влажный песок, руда, уголь, камень, щебень, торф, шлак…	40 ÷ 45	15
Малая	Сырая глина	50 ÷ 56	20
В среднем, угол естественного откоса материала в движении: φ = 0,7 ÷ 0,3· а.

– Скважистость — наличие и величина пустот между отдельными частицами груза.

– Пористость — наличие и суммарный объем внутренних пор и капилляров в массе груза (груз типа пемзы).

– Способность уплотняться. Уплотнение груза происходит под действием на него статических или динамических нагрузок, за счет заполнения пустых пространств и более компактного расположения отдельных частиц груза относительно друг друга.

Степень уплотнения зависит от гранулометрического состава груза, его скважистости и является одним из важных факторов повышения статической грузоподъемности транспортного средства.

– Слеживаемость — потеря частиц груза терять подвижность при длительном хранении, за счет сцепления между собой.

►Причинами слеживаемости являются спрессование частиц груза под давлением верхних слоев, увеличивается при вибрации опорной поверхности, влажности.

На степень слеживаемости оказывают влияние свойства и характеристика самого груза, режим хранения и местные климатические условия.

– Сводообразование — процесс образования свода над выпускным отверстием бункера, силоса, подвижного состава.

Это свойство характерно для насыпных и навалочных грузов.

– Липкость – способность частиц груза прилипать к соприкасающимся к нему элементам оборудования. Обладают влажные и пылящие грузы (необходимо специальное покрытие).

– Хрупкость — способность груза разрушаться, минуя видимую стадию пластических деформаций.

Тара и упаковка таких грузов должны быть исправными и обеспечивать сохранность грузов при выполнении погрузочно-разгрузочных работ и транспортных операций с ними.

– Распыляемость — способность мельчайших частиц вещества образовывать с воздухом устойчивые взвеси и переноситься воздушными потоками на значительные расстояния.

Примером этого явления может служить пыление при перевозке и перегрузке муки, цемента, угля, зерновых культур и др.

Распыляемость грузов затрудняет работу людей, и требует применения специальных средств индивидуальной и коллективной защиты.

– Аэрируемость способность всего груза приобретать текучесть в потоке воздуха (мелкозернистые, порошкообразные грузы). Используется для производства грузовых операций возможностью применения пневморукавов.

– Абразивность — способность частиц грузов истирать соприкасающиеся с ними элементы транспортных устройств, погрузочно-разгрузочных машин, грузонесущих и грузозахватных устройств, стеллажей и другого оборудования, в результате чего последние изнашиваются. Наибольшие абразивные свойства проявляют руды различных металлов, кокс, песок и др.

– Гигроскопичность — способность груза поглощать влагу из воздуха. Соль, цемент, мука, сахар. Необходима тара.

– Влажность (%) — процентное содержание влаги к массе высушенного груза.

Свойство может быть природным или появится при добыче, переработке (мокрое обогащение), хранении груза (на открытом воздухе).

► Повышение влажности ряда грузов усиливает их слеживаемость, смерзаемость, сводообразование, а также увеличивает налипание груза на внутренних поверхностях бункеров, грузозахватных устройств.

– Смерзаемость — способность грузов терять свою сыпучесть в результате примерзания отдельных его частиц друг к другу, образовывая сплошную массу. Необходимы мероприятия по восстановлению сыпучести.

– Коррозийность — свойство груза вызывать коррозию на металлических деталях оборудования, соприкасающихся с грузом. Обладают влажные грузы.

– Самовозгорание происходят под действием внутренних источников тепла — химических и биохимических процессов, протекающих в массе груза и сопровождающихся выделением тепла. Самонагреванию подвержены сено, зерно, угли, сланцы и др.

– Радиоактивность, ядовитость, вредность — способность паров, взвешенных частиц вещества его излучений представлять непосредственную опасность для здоровья людей и животных;

► Массовые характеристики груза

– Плотность – это отношение массы однородного вещества к занимаемому им объему. Единицей измерения плотности является т/м³.

На транспорте понятие плотности используют для расчета массы жидких грузов, перевозимых наливом, например в цистернах.

– Навалочная (насыпная) плотность (объемная масса) — масса свеженасыпанного материала в единице объема с учетом скважистости и пористости вещества.

► Навалочные и насыпные грузы представляют собой большое количество частиц различной формы и размеров. Между отдельными частицами и внутри них есть свободные пространства, обусловленные неплотным прилеганием частиц друг к другу, а также наличием пор и капилляров внутри самого вещества. Поэтому объем, занимаемый данными грузами, зависит не только от количества однородного вещества, но и от размера свободного пространства как внутри груза, так и между его отдельными частями. Так насыпная плотность мелкодисперсного материала в 1,5 раза меньше насыпной плотности среднекускового материала.

В зависимости от плотности навалочные грузы подразделяют на:

Классификация	Груз	Плотность, т/м^3
Лёгкая	Торф, мука, кокс	до 0,6
Средняя	Зерно, шлак, уголь	от 0,6 до 1,6
Тяжелая	Щебень, гравий	от 1,6 до 2
Особо тяжелые	Камень, руда	от 2 до 4

►Кроме того, плотность бывает:

– разрыхленная – при свободном высыпании груза на неподвижную поверхность;

– механически уплотненного груза – груз высыпается на движущуюся ленту конвейера, утряска в бункере;

– в естественном массиве. Полезные ископаемые.