hrcak mascot   Srce   HID

Stručni rad

PRORAČUN PARAMETARA PRETOVARA U FUNKCIJI ODABIRA POTREBNOG BROJA VILIČARA

Kruno Kaurić ; Ministarstvo unutarnjih poslova RH
Damir Koščić ; Veleučilište u Rijeci, Rijeka, Hrvatska
Marko Kršulja   ORCID icon orcid.org/0000-0003-0823-8083 ; Veleučilište u Rijeci, Rijeka, Hrvatska

Puni tekst: hrvatski, pdf (246 KB) str. 213-224 preuzimanja: 1.087* citiraj
APA 6th Edition
Kaurić, K., Koščić, D. i Kršulja, M. (2016). PRORAČUN PARAMETARA PRETOVARA U FUNKCIJI ODABIRA POTREBNOG BROJA VILIČARA. Zbornik Veleučilišta u Rijeci, 4 (1), 213-224. Preuzeto s https://hrcak.srce.hr/160244
MLA 8th Edition
Kaurić, Kruno, et al. "PRORAČUN PARAMETARA PRETOVARA U FUNKCIJI ODABIRA POTREBNOG BROJA VILIČARA." Zbornik Veleučilišta u Rijeci, vol. 4, br. 1, 2016, str. 213-224. https://hrcak.srce.hr/160244. Citirano 11.05.2021.
Chicago 17th Edition
Kaurić, Kruno, Damir Koščić i Marko Kršulja. "PRORAČUN PARAMETARA PRETOVARA U FUNKCIJI ODABIRA POTREBNOG BROJA VILIČARA." Zbornik Veleučilišta u Rijeci 4, br. 1 (2016): 213-224. https://hrcak.srce.hr/160244
Harvard
Kaurić, K., Koščić, D., i Kršulja, M. (2016). 'PRORAČUN PARAMETARA PRETOVARA U FUNKCIJI ODABIRA POTREBNOG BROJA VILIČARA', Zbornik Veleučilišta u Rijeci, 4(1), str. 213-224. Preuzeto s: https://hrcak.srce.hr/160244 (Datum pristupa: 11.05.2021.)
Vancouver
Kaurić K, Koščić D, Kršulja M. PRORAČUN PARAMETARA PRETOVARA U FUNKCIJI ODABIRA POTREBNOG BROJA VILIČARA. Zbornik Veleučilišta u Rijeci [Internet]. 2016 [pristupljeno 11.05.2021.];4(1):213-224. Dostupno na: https://hrcak.srce.hr/160244
IEEE
K. Kaurić, D. Koščić i M. Kršulja, "PRORAČUN PARAMETARA PRETOVARA U FUNKCIJI ODABIRA POTREBNOG BROJA VILIČARA", Zbornik Veleučilišta u Rijeci, vol.4, br. 1, str. 213-224, 2016. [Online]. Dostupno na: https://hrcak.srce.hr/160244. [Citirano: 11.05.2021.]

Rad u XML formatu

Sažetak
Viličari su vozila, prijevozno-prekrcajna sredstva koja imaju vilice koje omogućavaju zahvat tereta te njegov transport, utovar ili istovar. Predstavljaju transportna sredstva koja se koriste u skladištima industrijskih tvornica i slično za slaganje i pretovar tereta. U tehnologiji transporta vrlo je važno poznavati vremena pretovara kako bi se odredio učinak koji služi u procjeni ekonomske isplativosti određenog proizvoda ili usluge. U ovome radu, stoga, prikazan je izračun teorijskog vremena trajanja pretovara uporabom viličara. Osim trajanja pretovara potrebno je odrediti broj viličara koji će se koristiti pri pretovaru zadane količine tereta. U tu svrhu u radu je prikazan način odabira potrebnog broja viličara, ovisno o traženom učinku. Predstavljeni su ilustrativni primjeri zadataka određivanja parametara rada viličara. Također je dana usporedba potrošnje potrebne energije s usporedbom potrošnje između električnog, dizelskog i benzinskog goriva. Uporabom prikazanih proračuna omogućava se unaprjeđenje tehnologije pretovara uporabom viličara te odabir viličara.

Ključne riječi
viličar; učinak; pretovar; snaga

Hrčak ID: 160244

URI
https://hrcak.srce.hr/160244

▼ Article Information



1. UVOD

Viličari (eng. forklift) se prema načinu zahvata tereta dijele se na čeone i bočne. S obzirom na nosivost dijele se na lake (10 kN), srednje (30 kN), teške (60 kN) i vrlo teške (> 60 kN). Sami viličari nisu namijenjeni isključivo za transport, pa se prihvaća da se 40 % vremena koristi za kontinuirani transport, a za ostale aktivnosti 60 %. U tehnologiji transporta vrlo je važno poznavati vremena pretovara, kako bi se odredio učinak koji služi u procjeni ekonomske isplativosti određenog proizvoda ili usluge. Zato će u ovom radu biti prikazan primjer proračuna teorijskog vremena trajanja pretovara uporabom viličara. Budući da je snaga jedan od važnih čimbenika koji se veže uz pretovar, bit će prikazan način određivanja potrebne snage i utrošenog rada. Jedan od važnih čimbenika predstavlja i potrošnja energije. Prema tome, bit će prikazana i usporedba potrošnje energija rada koja je potrebna da se ostvari potrebna snaga u jedinici vremena. Istražit će se u radu energija ostvarena strujom, benzin i dizel.

2. JEDNADŽBE ZA PRORAČUN UČINKA VILIČARA

Pri proračunu učinka viličara koriste se osnove kinematike, statike te općeg strojarstva. Prema tome, u ovome poglavlju dan je prikaz odabranih jednadžbi koje međusobno povezuju problem pretovara viličarom.

Radni - uporabni kapacitet viličara (Miloš, 2011):

zbornik-veleri-4-213-g1.png

gdje je zbornik-veleri-4-213-g2.png - vrijeme trajanja jednog transportnog ciklusa; [m] = kg - jedinična masa tereta.

Kapacitet rada viličara u određenom vremenskom periodu računa se i prema:

zbornik-veleri-4-213-g3.png

gdje je [T'] = s - zadano vrijeme, zbornik-veleri-4-213-g2.png - vrijeme ciklusa viličara. Utvrđivanje potrebnog broja viličara za unutarnji transport može se utvrditi prema (Priručnik II, 2002):

zbornik-veleri-4-213-g4.png

gdje je zbornik-veleri-4-213-g5.png - stupanj tehničke ispravnosti viličara; zbornik-veleri-4-213-g6.png - iskoristivost nosivosti viličara; zbornik-veleri-4-213-g7.png = dan/god - broj radnih dana u godini; zbornik-veleri-4-213-g8.png = smj/dan broj smjena u radnome danu; zbornik-veleri-4-213-g9.png = s/smj - vrijeme trajanja rada u radnoj smjeni; zbornik-veleri-4-213-g10.png = N - ukupna količina tereta koju treba prenijeti u jednoj godini; zbornik-veleri-4-213-g11.png = N - nosivost viličara.

Izračun troška energije pri pogonu s elektromotorom struja izravno iz mreže (Priručnik, 2002):

zbornik-veleri-4-213-g12.png

gdje je [P] = W - instalirana snaga motora; [k] - faktor iskoristivosti snage (0,6 - 0,9); [t] = h - broj radnih sati; [c] = HRK/l - cijena struje HRK/kWh; zbornik-veleri-4-213-g13.png = iskoristivost elektromotora (orijentacijski za 1 kWh iznosi 0,75; za 10 kWh iznosi 0,88; za 100 kWh iznosi 0,93); zbornik-veleri-4-213-g94.png = iskoristivost instalacije.

Ako je zadana potrošena energija, cijena se može računati prema:

zbornik-veleri-4-213-g14.png

gdje je [E] = W - potrošena energija.

Izračun troška energije pri pogonu s toplinskom energijom (Priručnik, 2002):

zbornik-veleri-4-213-g15.png

gdje je [P] = W - instalirana snaga motora; [k] - faktor iskoristivosti snage; [t] = h - broj radnih sati; zbornik-veleri-4-213-g16.png = g/kWh - potrošnja goriva prema snazi; [c] = HRK/l - cijena goriva; [ρ] = kg/l - gustoća goriva, zbornik-veleri-4-213-g18.png.

Efektivna potrošnja goriva prema snazi računa se prema:

zbornik-veleri-4-213-g19.png

Gdje je [V] = l volumen, [ρ] = g/l – gustoća; [t] = h – vrijeme.

3. PRIMJER ODREĐIVANJA KAPACITETA VILIČARA U ODREĐENOM PERIODU

Pri određivanju potrebnog broja viličara koji transportiraju teret na kamion u koji stane 30 paleta zadano je vrijeme stajanja od 0,6 sata. Shema 1 prikazuje pretovara tereta, istovar iz skladišta i utovar na kamion.

Shema 1. Prijenos tereta pomoću viličara
zbornik-veleri-4-213-g20.png

Izvor: Bognolo, Kršulja (2016)

Za potrebe proračuna uzimaju se prosječne vrijednosti parametara viličara, a odabrana dužina između skladišta i kamiona iznosi 200 m. Odabrana je prosječna visina spuštanja iz skladišta 2 m, a visina dizanja na transporter iznosi 1,5 m. Poznata je brzina spuštanja opterećene vilice 0,2 m/s; brzina spuštanja neopterećene vilice 0,3 m/s; brzina dizanja opterećene vilice; brzina dizanja neopterećene vilice 0,3 m/s; brzina kretanja opterećenog viličara 10 km/h; brzina kretanja neopterećenog viličara 15 km/h.

Zadano:zbornik-veleri-4-213-g21.png

Ukupno vrijeme jednog ciklusa u radu viličara suma je 10 aktivnosti zbornik-veleri-4-213-g22.png: - Vrijeme zahvaćanja viličara; (10 - 15 sekundi) - zbornik-veleri-4-213-g23.png.

  • Vrijeme spuštanja opterećenih vilica - zbornik-veleri-4-213-g24.png.

  • Vrijeme okretanja za 180°; (10 - 15 sekundi) - zbornik-veleri-4-213-g25.png.

  • Vrijeme kretanja opterećenog vilica - zbornik-veleri-4-213-g26.png.

  • Vrijeme podizanja opterećenih vilica - zbornik-veleri-4-213-g27.png.

  • Vrijeme odlaganja palete na vozilo - zbornik-veleri-4-213-g28.png.

  • Vrijeme spuštanja neopterećenih vilica - zbornik-veleri-4-213-g29.png.

  • Vrijeme okretanja za 90°; (6 - 8 sekundi) - zbornik-veleri-4-213-g30.png.

  • Vrijeme kretanja neopterećenog vilica - zbornik-veleri-4-213-g31.png.

  • Vrijeme podizanja neopterećenih vilica - zbornik-veleri-4-213-g32.png.

Vrijeme zahvaćanja vilica; (10 - 15 sekundi) - zbornik-veleri-4-213-g23.png, prema iskustvu usvajamo 15 sekundi.

Vrijeme spuštanja opterećenih vilica - zbornik-veleri-4-213-g24.png (kinematika spuštanja prema shema 2):

Shema 2. Kinematika spuštanja opterećenih vilica
zbornik-veleri-4-213-g33.png

Izvor: Bognolo, Kršulja (2016)

Ako se uzme da je ubrzanje podizanja opterećenih vilica zbornik-veleri-4-213-g34.png; usporenje zbornik-veleri-4-213-g35.png, visina spuštanja iz skladišta iznosi 2 m.

Za prvi period slijedi:

zbornik-veleri-4-213-g36.png; gdje je put zbornik-veleri-4-213-g37.png i početna brzina zbornik-veleri-4-213-g38.png;

Prijeđeni put za prvi period: zbornik-veleri-4-213-g39.png.

zbornik-veleri-4-213-g40.png; gdje je zbornik-veleri-4-213-g38.png;

Vrijeme u prvom periodu: zbornik-veleri-4-213-g42.png.

Za treći period slijedi:

zbornik-veleri-4-213-g43.png; gdje je put zbornik-veleri-4-213-g37.png;

Put u trećem periodu: zbornik-veleri-4-213-g45.png.

zbornik-veleri-4-213-g46.png; gdje je v = 0;

Vrijeme u trećem periodu: zbornik-veleri-4-213-g47.png.

Za drugi period put se računa prema: zbornik-veleri-4-213-g48.png;

zbornik-veleri-4-213-g49.png.

Brzina: zbornik-veleri-4-213-g50.png; vrijeme u drugom periodu: zbornik-veleri-4-213-g51.png.

Ukupno vrijeme spuštanja opterećenih vilica:

zbornik-veleri-4-213-g52.png.

Vrijeme okretanja za 180°; (10 - 15 sekundi) - zbornik-veleri-4-213-g25.png, odabrano zbornik-veleri-4-213-g25.png = 10 sekundi.

Vrijeme kretanja opterećenog vilica - zbornik-veleri-4-213-g26.png.

Radi lakšeg proračuna zanemareno je ubrzanje i usporenje, pa slijedi:

zbornik-veleri-4-213-g53.png

Vrijeme podizanja opterećenih vilica - zbornik-veleri-4-213-g27.png.

Ako uzmemo da je ubrzanje podizanja opterećenih vilica zbornik-veleri-4-213-g54.png; usporenje zbornik-veleri-4-213-g55.png, a visina dizanja na transporter iznosi 1,5 m.

Za prvi period slijedi:

zbornik-veleri-4-213-g56.png; gdje je put zbornik-veleri-4-213-g37.png i početna brzina zbornik-veleri-4-213-g38.png;

Prijeđeni put u prvom periodu: zbornik-veleri-4-213-g59.png.

zbornik-veleri-4-213-g60.png; gdje je zbornik-veleri-4-213-g38.png;

Vrijeme u prvom periodu: zbornik-veleri-4-213-g61.png.

Za treći period slijedi: zbornik-veleri-4-213-g62.png; gdje je put zbornik-veleri-4-213-g37.png;

Prijeđeni put u trećem periodu:

zbornik-veleri-4-213-g63.png

zbornik-veleri-4-213-g64.png; gdje je v = 0;

Vrijeme u trećem periodu: zbornik-veleri-4-213-g65.png.

Put za drugi period slijedi prema: zbornik-veleri-4-213-g66.png;

zbornik-veleri-4-213-g67.png.

zbornik-veleri-4-213-g68.png.

Ukupno vrijeme podizanja opterećenih vilica zbornik-veleri-4-213-g27.png:

zbornik-veleri-4-213-g69.png.

Vrijeme odlaganja palete na vozilo (5 - 8 s) - zbornik-veleri-4-213-g28.png; odabrano zbornik-veleri-4-213-g28.png = 6 s.

Vrijeme spuštanja neopterećenih vilica - zbornik-veleri-4-213-g29.png.

Pretpostavka : zbornik-veleri-4-213-g29.png = zbornik-veleri-4-213-g27.png = 8,4 s.

Vrijeme okretanja za 90°; (6 - 8 sekundi) - zbornik-veleri-4-213-g30.png; odabran zbornik-veleri-4-213-g30.png = 6 s.

Vrijeme kretanja neopterećenog viličara - zbornik-veleri-4-213-g31.png.

Radi lakšeg proračuna zanemareno je ubrzanje i usporenje, pa slijedi:

zbornik-veleri-4-213-g71.png

Vrijeme podizanja neopterećenih vilica - zbornik-veleri-4-213-g32.png.

Pretpostavka: zbornik-veleri-4-213-g32.png = zbornik-veleri-4-213-g24.png = 8,4 s.

U tablici 1 dan je prikaz izračunatog vremena za pojedine operacije.

Tablica 1. Vremena trajanja operacija rada viličara
VrijemeSekundeAktivnost
zbornik-veleri-4-213-g23.png15Vrijeme zahvaćanja viličara; (10 - 15 s)
zbornik-veleri-4-213-g24.png8,4Vrijeme spuštanja opterećenih vilica
zbornik-veleri-4-213-g25.png10Vrijeme okretanja za 180°; (10 - 15 s)
zbornik-veleri-4-213-g26.png72,2Vrijeme kretanja opterećenog viličara
zbornik-veleri-4-213-g27.png8,4Vrijeme podizanja opterećenih vilica
zbornik-veleri-4-213-g28.png6Vrijeme odlaganja palete na vozilo (5 - 8 s)
zbornik-veleri-4-213-g29.png8,4Vrijeme spuštanja neopterećenih vilica
zbornik-veleri-4-213-g30.png6Vrijeme okretanja za 90°; (6 - 8 s)
zbornik-veleri-4-213-g31.png24Vrijeme kretanja neopterećenog viličara
zbornik-veleri-4-213-g32.png8,4Vrijeme podizanja neopterećenih vilica
zbornik-veleri-4-213-g96.png166,8Ukupno vrijeme trajanja pretovara jednog ciklusa

Ukupno vrijeme rada viličara u jednom ciklusu:

zbornik-veleri-4-213-g73.png.

Kapacitet rada viličara u određenom vremenskom periodu:

zbornik-veleri-4-213-g74.png prijenosa paleta u 0,6 h.

Potreban broj viličara N slijedi prema:

zbornik-veleri-4-213-g97.png.

Iskoristivost viličara:zbornik-veleri-4-213-g98.png.

4. ODREĐIVANJE POTREBNE SNAGE ZA DIZANJE TERETA VILIČARA

Snaga predstavlja ostvareni rad u jedinici vremena te se kod pogonskog motora označava u kilovatima. Ako prosječan viličar ima 28 kW snage, postavlja se pitanje kako se troši snaga na dizanje tereta i ima li viličar potrebnu snagu. Svakako se aktivnost podizanja tereta nastavlja na prethodno poglavlje, gdje je teret potrebno podignuti na kamion na visinu 1,5 m, ako se u primjeru transportira teret dimenzija 1,2 m x 0,8 m x 1,04 m složen na paleti (shema 3), a gustoća tereta je 700 kg/m3. Također, ako se pretpostavi da je prosječna brzina dizanja 0,35 m/s, gubitak na mehaničkim elementima koeficijent od zbornik-veleri-4-213-g76.png, a gubitak zbog hidrostatskog prijenosa zbornik-veleri-4-213-g75.png, može se pristupiti izračunu vremena potrebne snage dizanja tereta.

Može se reći da je zadano: zbornik-veleri-4-213-g77.png.

Shema 3. Kinematika opterećenog viličara
zbornik-veleri-4-213-g85.png

Izvor: modificirano prema Beljo Lučić (2015)

Snaga označava izvršeni rad u jedinici vremena, a rad ovisi o pomaku sile, tako da se može računati sljedeće: zbornik-veleri-4-213-g78.png.

Sila težine tereta:zbornik-veleri-4-213-g79.png.

Ukupna masa tereta: m = 6867 N / 9,81 m/s2 = 700 kg.

Prema tome slijedi da je teoretska snaga potrebna za dizanje tereta:

zbornik-veleri-4-213-g81.png.

Izvršeni rad pri dizanju tereta: W = F ·h = 6,867 kN ·1,5 m = 10,3 kJ.

Ako se uzme u obzir gubitak na mehaničkim elementima koeficijent od zbornik-veleri-4-213-g76.png, a zbog hidrostatskog prijenosa zbornik-veleri-4-213-g75.png, slijedi da je potrebna snaga elektromotora:

zbornik-veleri-4-213-g84.png.

5. PRIMJER IZRAČUNA I USPOREDBE PRORAČUNA POTROŠNJE STRUJE I GORIVA VILIČARA

Problem izračunavanja potrošnje energenata ovisi o snazi motornog pogona; u primjeru se koristi viličar snage od 28 kW pri punom opterećenju. Pri računu troškova pogona elektromotorom može se koristiti izraz:

zbornik-veleri-4-213-g86.png, prema Priručniku II (2002).

Za praktični primjer može se pretpostaviti da viličar čija je snaga elektromotora 28 kWh radi 1 sat, te da iskoristivost njegove snage iznosi 0,6; iskoristivost samog elektromotora iznosi 0,88; a iskoristivost instalacije iznosi 0,9. Također, ako se pretpostavi da je tarifa niske struje 0,41 HRK/kWh (visoke 0,88 HRK/kWh), može se pristupit izračunu troškova.

zbornik-veleri-4-213-g87.png; (visoka tarifa = 8,696 HRK).

Cijena potrošnje energije elektromotorom:

Niska tarifa: zbornik-veleri-4-213-g88.png.

Visoka tarifa: zbornik-veleri-4-213-g89.png.

Kolika je potrošnja energije toplinskim motorom viličara koji radi 1 sat, ako mu je snaga 28 kW. Za potrebe primjera je uzeto: cijena dizela c = 9,28 HRK/l; snaga motora viličara 28 kW; broj radnih sati = 1 sat; potrošnja goriva 2,5 l/h; gustoća dizela ρ = 0,832 g/l, faktor iskoristivosti snage je 50 % za dizelske motore. Slijedi efektivna potrošnja goriva prema snazi:

zbornik-veleri-4-213-g90.png.

Troškovi pogona: zbornik-veleri-4-213-g91.png.

Ako se u dizel zamijeni benzinom (ρ = 0,755 g/l) čija je cijena 10,32 HRK/l slijedi efektivna potrošnja goriva prema snazi: zbornik-veleri-4-213-g92.png.

Troškovi pogona: zbornik-veleri-4-213-g93.png.

6. ZAKLJUČAK

U radu je prikazan proračun teoretskog vremena trajanja pojedinih aktivnosti viličara tijekom pretovara i odabir potrebnog broja viličara. Za zadani primjer pretovara tereta iz skladišta u kamion zadano je vrijeme od 0,6 sata, broj paleta od 30 komada. Izraz za proračun potrebnog broja viličara dao je rezultat od 3 potrebna viličara, s 13 ciklusa prijenosa za svaki u trajanju od 2,78 minuta. Osim toga, izračunata je i snaga potrebna za podizanje tereta koja za teret težine od 700 kg iznosi 4 kW.

Za proračun troškova energije prikazana je potrošnja za viličar snage 28 kW i maksimalne brzine kretanja od 18 km/h. Za vrijeme rada od 1 sat rezultirajući troškovi pogona iznose 11,48 HRK za struju, 14,72 HRK za dizel te 15,48 HRK za benzin. Potrošnja goriva za toplinski pogon odabrana je prema iskustvu autora od 2,5 l/h te će se u budućem istraživanju eksperimentalno utvrditi.

LITERATURA

1 

Beljo Lučić R., Čavlović, A. (2015) Zbirka zadataka iz predmeta Transport u DI; skripta. Zagreb: Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu.

2 

Bognolo, D., Kršulja, M. (2016) Prekrcajna sredstva, zbirka riješenih zadataka; skripta. Rijeka: Veleučilište u Rijeci.

3 

Proizvodno strojarstvo - Priručnik II. (2002), Organizacija proizvodnje - Priručnik IP4 - Zagreb, Školska knjiga.


This display is generated from NISO JATS XML with jats-html.xsl. The XSLT engine is libxslt.

[engleski]

Posjeta: 1.466 *