◎ 魏克嫻，袁育芬，葉 堅

（鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450053）

1 模數(shù)的數(shù)系選擇

優(yōu)先數(shù)系是由公比分別為10的5、10、20、40、80次方根，且項值中含有10的整數(shù)冪的理論等比數(shù)列導(dǎo)出的一組近似等比的數(shù)列。

優(yōu)先數(shù)：優(yōu)先數(shù)由公比分別為10的5、10、20、40、80次方根，且項值中含有10的整數(shù)冪的理論等比數(shù)列導(dǎo)出的一組近似等比的數(shù)列。

各數(shù)列分別用符號R5、R10、R20、R40、R80表示，稱為R5系數(shù)、R10系數(shù)、R20系數(shù)、R40系數(shù)和R80系數(shù)。

基本系列表和補充系列R80表中列出的1-10這個范圍與其一致，這個優(yōu)先數(shù)系可向兩個方向無限延伸，表中值乘以10的正整數(shù)冪或負整數(shù)冪后即可得其他十進制項值。

優(yōu)先數(shù)系中任一個項值均稱為優(yōu)先數(shù)。

優(yōu)先數(shù)系是國際上統(tǒng)一的數(shù)值分級制度。目前我國的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 321-2005，國際標(biāo)準(zhǔn)為ISO3、ISO17、ISO497。

優(yōu)先數(shù)系有很多優(yōu)點，工程技術(shù)上的各種參數(shù)指標(biāo)，特別是需要分檔分級的參數(shù)指標(biāo)，采用優(yōu)先數(shù)系可以防止數(shù)值傳播紊亂。

優(yōu)先數(shù)系不僅適用于標(biāo)準(zhǔn)的制訂，而且適用于標(biāo)準(zhǔn)制訂以前的規(guī)劃、設(shè)計階段，從而把產(chǎn)品品種的發(fā)展，從一開始就引導(dǎo)到合理的標(biāo)準(zhǔn)化的軌道上。

優(yōu)先數(shù)系由一些十進制等比數(shù)列構(gòu)成，數(shù)列的簡號為Rr。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 321-2005 《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》的定義。優(yōu)先數(shù)是符合R5、R10、R20、R40和R80系列的圓整值。

2 應(yīng)用優(yōu)先數(shù)系的要點和原則

（1）在確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時，如果沒有特殊原因而必須選用其他數(shù)值的話，只要能滿足技術(shù)經(jīng)濟上的要求，就應(yīng)當(dāng)力求選用優(yōu)先數(shù)，并且按照R5、R10、R20和R40的順序，優(yōu)先用公比較大的基本系列；當(dāng)一個產(chǎn)品的所有特性參數(shù)不可能都采用優(yōu)先數(shù)，也應(yīng)使一個或幾個主要參數(shù)采用優(yōu)先數(shù)；即使單個參數(shù)值，也應(yīng)按上述順序選用優(yōu)先數(shù)。這樣做既可在產(chǎn)品發(fā)展時插入中間值仍保持或逐步發(fā)展成為有規(guī)律的系列，又便于與其他相關(guān)產(chǎn)品協(xié)調(diào)配套。

（2）當(dāng)基本系列的公比不能滿足分級要求時，可選用派生系列。選用時應(yīng)優(yōu)先采用公比較大和延伸項中含有項值1的派生系列。移位系列只宜用于因變量參數(shù)的系列。

（3）當(dāng)參數(shù)系列的延伸范圍很大，從制造和使用的經(jīng)濟性考慮，在不同的參數(shù)區(qū)間，需要采用公比不同的系列時，可分段選用最適宜的基本系列或派生系列，以構(gòu)成復(fù)合系列。

（4）按優(yōu)先數(shù)常用值分級的參數(shù)系列，公比是不均等的。在特殊情況下，為了獲得公比精確相等的系列，可采用計算值。

（5）如無特殊原因，應(yīng)盡量避免使用化整值。因為化整值的選用帶有任意性，不易取得協(xié)調(diào)統(tǒng)一，而且由于誤差較大帶來一些缺點。如系列中含有化整值，就使以后向較小公比的系列轉(zhuǎn)換變得較為困難，化整值系列公比的均勻性差，化整值的相對誤差經(jīng)乘除運算后往往進一步增大[1]。

3 優(yōu)先數(shù)系選用案例

3.1 減速機速比

減速機速比數(shù)是按照優(yōu)選數(shù)系選定的。減速機速比數(shù)列，AB系列伺服行星減速器分，AB 40、60、90、115、140、180、220、280同軸式機座型號；速比，1～1 000有20多個比速可選擇，分一、二、三級減速傳動；精度，一級傳動精度在2～4弧分，二級傳動精度在4～5弧分，三級傳動精度6～7弧分，有1 000多種[2]。

根據(jù)數(shù)系中的減速比和速比計算方法，可以算出輸入輸出軸速。減速比的計算方法有以下幾種：①定義計算方法：減速比=輸入轉(zhuǎn)速/輸出轉(zhuǎn)速。②通用計算方法：減速比=使用扭矩/輸入扭矩。③齒輪系計算方法：減速比=從動齒輪齒數(shù)/主動齒輪齒數(shù)（如果是多級齒輪減速機，那么將所有相嚙合的一對齒輪組的從動輪齒數(shù)÷主動輪齒數(shù)，然后將得到的結(jié)果相乘即可。④皮帶、鏈條及摩擦輪減速比計算方法：減速比=從動輪直徑/主動輪直徑。

ZDH型減速機型號—單級：80、100、125、160、200、250、280、315、355、400、450、500、560。

兩級：112、125、140、160、180、200、224、250、280、315、355、400、450、500、560、630、710。

三級：160、180、200、224、250、280、315、355、400、450、500、560、630、710。

3.2 電機功率

根據(jù)電機功率計算公式可以反算電機的其他參數(shù)或配備該電機的設(shè)備的其他系數(shù)。

電機功率計算公式可以參考下式：

式（1）中，P為功率，kW；F為牽引力，kN；v為速度，m/min；η為傳動機械的效率，一般0.8左右[3]。

4 接發(fā)系統(tǒng)及設(shè)備產(chǎn)能模數(shù)數(shù)系選擇

接發(fā)設(shè)備產(chǎn)能模數(shù)的選擇考慮以下因素：①產(chǎn)能模數(shù)不能太多。②產(chǎn)能模數(shù)便于企業(yè)選用。③便于計算統(tǒng)計，選10的整倍數(shù)，沒有完整的采用R5或R10或R20的數(shù)列。④考慮糧庫的現(xiàn)狀，大部分糧庫的移動式接發(fā)設(shè)備使用50 t/h，所以保留50 t/h的產(chǎn)能模數(shù)，其余均為100 t/h以上。⑤糧食流量大，散糧接發(fā)系統(tǒng)有大規(guī)模發(fā)展的趨勢。考慮到設(shè)備和系統(tǒng)的發(fā)展空間，按照100的整數(shù)倍增加。產(chǎn)能大于1 000 t/h時，按200的整數(shù)倍增加，目前單機最大產(chǎn)量為2 000 t/h，而系統(tǒng)最大產(chǎn)能為4 000 t/h。則需要2條2 000 t/h結(jié)合的作業(yè)線來完成。以后，根據(jù)糧食物流的發(fā)展，逐步拓展模數(shù)系列[4]。

5 我國糧食物流發(fā)展現(xiàn)狀

2014年我國糧食年物流量約3.65億t，其中跨省區(qū)糧食年物流量約1.7億t，其中小麥約4 085萬t，稻谷約4 030萬t，玉米約5 450萬t，大豆及其他約2 300萬t。糧食主要流向是：東北的玉米、稻谷（大米）和大豆流向華東、華南和華北地區(qū)；黃淮海的小麥流向東北、華北、華東、華南和西南地區(qū)；長江中下游的稻谷（大米）流向華東、華南地區(qū)。東北地區(qū)年流出糧食約5 040萬t，黃淮海地區(qū)流出小麥約4 775萬t，長江中下游地區(qū)流出稻谷約2 480萬t，東南沿海地區(qū)（滬、蘇、浙、閩、粵、桂）糧食流入量約5 040萬t，京津地區(qū)糧食流入量約900萬t[5]。東北地區(qū)成為中國最大的糧食流出地區(qū)，東南沿海成為最大的糧食流入地區(qū)，形成北糧南運的流通格局。

近年來，我國糧食的倉儲、運輸、裝卸、包裝條件不斷改善，糧食流通體制改革不斷深化，糧食購銷市場化和經(jīng)營主體多元化格局初步形成，國有糧食企業(yè)改革積極穩(wěn)妥推進，大型糧食企業(yè)開始實施其全國性物流資源的戰(zhàn)略部署，糧食產(chǎn)銷銜接進一步發(fā)展，糧食宏觀調(diào)控取得明顯成效，糧食現(xiàn)代物流體系建設(shè)正逐步推進。

糧食倉儲、運輸、裝卸、包裝條件不斷改善。2003年，利用世界銀行貸款和國內(nèi)配套資金在東北地區(qū)、長江沿線和西南地區(qū)建設(shè)的糧食收納庫、中轉(zhuǎn)庫、港口庫和散糧運輸系統(tǒng)基本建成并投入運營。1998—2003年，國家利用國債資金建設(shè)的1 114個、總倉容為5 260萬t的國家糧食儲備庫投產(chǎn)使用，糧食倉儲條件大為改善，技術(shù)裝備水平明顯提高，但只有約11%是適合糧食散裝散卸的立筒倉、淺圓倉，其中有相應(yīng)的散糧接收發(fā)放設(shè)施，其余89%是平房倉。關(guān)內(nèi)主產(chǎn)區(qū)交通樞紐站和南方部分主銷區(qū)，散糧中轉(zhuǎn)庫容不足[6]。散糧中轉(zhuǎn)設(shè)施布局區(qū)域不平衡。

5.1 接發(fā)設(shè)備配備現(xiàn)狀

2014年統(tǒng)計結(jié)果顯示，全國共有專用散糧接收設(shè)施能力9.3萬t/h，專用散糧發(fā)放設(shè)施能力10.1萬t/h。其中，東北占20.5%，華北占28.8%，東南占13.2%，中南占5.4%，西南11.4%，西北0.8%。平均每個糧庫擁有各類移動式輸送設(shè)備3.8臺套。在3.1萬個糧庫中，淺圓倉、立筒倉、磚圓倉等具有一定機械化散裝化作業(yè)系統(tǒng)的倉型比例達到了10.6%[7]。

各類糧庫的接發(fā)系統(tǒng)與庫內(nèi)倉型有較大關(guān)系。以立筒倉、淺圓倉為主的糧庫，接發(fā)系統(tǒng)機械化程度高，也比較復(fù)雜。以平房倉為主的糧庫，多以移動設(shè)備組成接發(fā)系統(tǒng)，其中具有較高工作效率要求的，其接發(fā)系統(tǒng)與以立筒倉、淺圓倉為主的糧庫的類似。為此，以下按照平房倉類、淺圓倉立筒倉類兩種情況進行分析研究。

5.1.1 平房倉配有移動式接發(fā)設(shè)備

由于平房倉的占地面積較大，裝糧高度低，因而大多采用移動式的進出糧設(shè)備。以往平房倉的進、出倉基本上采用移動式皮帶機和人工相結(jié)合的形式，工人勞動強度大，作業(yè)環(huán)境惡劣。

目前，大部分糧庫具有通用性、實用性強、技術(shù)先進、方便靈活、可調(diào)性強等優(yōu)點，能滿足散糧的進出倉各種作業(yè)要求的設(shè)備。在作業(yè)過程中能轉(zhuǎn)向、傾斜、旋轉(zhuǎn)、升高、伸長、設(shè)備能移動，可在糧庫所有的倉房中使用，能在不同跨度、不同高度、不同運距的糧庫中進行糧食輸送作業(yè)。平房倉散糧儲存的配套設(shè)備主要采用以下幾種：移動式轉(zhuǎn)向皮帶輸送機、補倉機、移動式膠帶輸送機、扒谷機、移動式吸糧機等。

5.1.2 淺圓倉、立筒倉配有固定式設(shè)備

通過世行糧食流通項目、機械化骨干糧庫、國家和地方糧食儲備庫等幾次大規(guī)模糧庫建設(shè)，已在全國各地建成投產(chǎn)了一批倉容大、機械化程度高、中轉(zhuǎn)速度快的中轉(zhuǎn)與儲備糧庫，使我國的糧食流通水平有了很大提高，并明顯加強了國家的宏觀調(diào)控和穩(wěn)定糧食市場作用。接發(fā)系統(tǒng)作業(yè)效率高。

淺圓倉、立筒倉具有單倉容量大、單位儲糧占地面積小、密閉性能好、機械化程度高的特點。其接發(fā)系統(tǒng)中配備的設(shè)備有：①輸送設(shè)備包括氣墊式膠帶輸送機、斗式提升機、埋刮板輸送機、單托輥皮帶機、多點卸料皮帶機等。②清理設(shè)備：依據(jù)淺圓倉的儲糧規(guī)范要求配置的清理設(shè)備包括振動篩、網(wǎng)帶篩等。③其他設(shè)備：與散糧汽車、散糧火車、散糧船配套的裝卸設(shè)備。

5.2 周轉(zhuǎn)率與接發(fā)設(shè)備產(chǎn)能模數(shù)的相關(guān)性

一般糧庫有年周轉(zhuǎn)量的要求，內(nèi)陸庫年周轉(zhuǎn)4～6次。糧庫常年各月份均衡地進行糧食周轉(zhuǎn)。這類糧庫，可按照每月的工作日數(shù)，每日的工作班數(shù)，每班的工作時數(shù)，適當(dāng)考慮不均衡性，機械作業(yè)效率系數(shù)，計算其平均小時產(chǎn)能作為系統(tǒng)的產(chǎn)能模數(shù)。一般按照此決定接發(fā)設(shè)備產(chǎn)能。

儲備庫每年的中轉(zhuǎn)量即為其輪換量，集中在4個月內(nèi)完成，不能按中轉(zhuǎn)量在全年12個月的平均量計算其接發(fā)產(chǎn)能模數(shù)，應(yīng)按其在4個月內(nèi)完成輪換，計算其產(chǎn)能模數(shù)。

平房倉為主的糧庫采用移動設(shè)備?？紤]到移動設(shè)備的輕便，設(shè)備單機產(chǎn)能為50 t/h或者100 t/h。糧庫接發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)能要求很大時，則采用多線實現(xiàn)接發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)能。

6 散糧裝卸時間與接發(fā)系統(tǒng)及設(shè)備產(chǎn)能模數(shù)的相關(guān)性

6.1 散糧火車裝卸時間與接發(fā)系統(tǒng)及設(shè)備產(chǎn)能模數(shù)的相關(guān)性

6.1.1 火車發(fā)放形式與調(diào)度原則

正常情況下，火車發(fā)放一般視為均勻流，但在實際的運營中，其發(fā)放又影響堆場（中轉(zhuǎn)倉）存量，總的原則是僅當(dāng)堆場（中轉(zhuǎn)倉）存量大于車的載重量時，才允許火車發(fā)放；以接發(fā)糧食為主的港口，當(dāng)堆場（中轉(zhuǎn)倉）存量與來船載重量之和大于設(shè)計堆場（中轉(zhuǎn)倉）容量時，采取加開火車車輛的方式發(fā)放。

在火車散糧發(fā)放設(shè)施的設(shè)計中，必須獲得火車裝車站的散糧發(fā)放能力、火車裝車工位的數(shù)量和發(fā)放輸送線的能力3種數(shù)據(jù)。設(shè)計計算上述數(shù)據(jù)時沒有公式可用，只能根據(jù)糧食的年火車發(fā)放量和項目點的條件靠經(jīng)驗估計確定。依據(jù)對散糧裝火車作業(yè)過程的觀察和測定，導(dǎo)出了與散糧年發(fā)放量、裝車速度等因素相關(guān)的火車發(fā)放散糧設(shè)施的設(shè)計計算公式。

6.1.2 火車卸車時間限制

按照鐵路部門的要求，4 h之內(nèi)進出庫，實際時間為12 h，有些地方24 h。

6.1.3 接發(fā)火車車輛數(shù)

①發(fā)放火車車輛數(shù)，整列為50輛，半列為25輛。②有的每天均衡發(fā)放車輛。有的每隔一段時間發(fā)一次。③以每次發(fā)車數(shù)和要求裝車時間計算發(fā)放系統(tǒng)產(chǎn)能。④火車接收系統(tǒng)產(chǎn)能計算考慮的因素，與發(fā)放系統(tǒng)相同。

6.2 散糧船舶裝卸時間與接發(fā)系統(tǒng)及設(shè)備產(chǎn)能模數(shù)的相關(guān)性

一般海輪裝糧3萬～5萬t，停港時間為5 d；內(nèi)河3 000～5 000 t，停港時間為2～3 d。

根據(jù)糧船的裝載量和靠港的糧食裝卸時間要求計算接發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)能。計算時要考慮作業(yè)前后的準(zhǔn)備時間、換倉移船時間、設(shè)備工作效率、清倉產(chǎn)能影響、天氣影響等因素。

6.3 散糧汽車裝卸時間與接發(fā)系統(tǒng)及設(shè)備產(chǎn)能模數(shù)的相關(guān)性

我國是農(nóng)業(yè)大國，糧食年產(chǎn)量為5億t，在目前1.7億t的糧食流通量中，公路運輸量占30%，以中短途為主，主要是省內(nèi)運輸以及跨省運輸前的糧食集并，運距基本上在50～200 km。糧食物流實現(xiàn)“散裝”化，將使我國散糧專用車在產(chǎn)量、品種及技術(shù)水平方面有較大提高。

一般首先根據(jù)汽車接收或發(fā)放量要求，適當(dāng)考慮接收發(fā)放的不均衡性、天氣、作業(yè)前準(zhǔn)備、作業(yè)后收尾、作業(yè)設(shè)備效率等因素，先計算系統(tǒng)產(chǎn)能模數(shù)，再根據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)能模數(shù)，使用汽車車型載量，計算單條作業(yè)線產(chǎn)能模數(shù)，根據(jù)作業(yè)線產(chǎn)能模數(shù)，選定設(shè)備產(chǎn)能模數(shù)[8]。

6.4 決定產(chǎn)能模數(shù)的主要因素

產(chǎn)能模數(shù)要統(tǒng)籌考慮火車、汽車、船等接發(fā)要求。在計算接發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)能模數(shù)時，系統(tǒng)產(chǎn)能模數(shù)應(yīng)能滿足糧庫節(jié)點全年中轉(zhuǎn)量要求。計算中要考慮滿足全年中接發(fā)高峰期的產(chǎn)能要求?；疖囇b糧、輪船裝糧，從經(jīng)濟性和行業(yè)要求考慮，都有裝卸時間的相關(guān)要求。接發(fā)系統(tǒng)既要滿足全年中轉(zhuǎn)量要求，也要滿足車船裝卸時間要求。計算公式中用多個系數(shù)體現(xiàn)相關(guān)影響因素。系統(tǒng)產(chǎn)能模數(shù)選定后，再考慮作業(yè)和靈活性，便于檢修和設(shè)備故障應(yīng)對策略，選擇單作業(yè)線或系統(tǒng)作業(yè)線產(chǎn)能，再根據(jù)作業(yè)線產(chǎn)能，選擇設(shè)備的產(chǎn)能模數(shù)。