V oblasti přístavních strojů,námořní jeřábyhrají klíčovou roli jako základní vybavení lodí zapojených do nakládky a vykládky nákladu. Také známé jako námořní jeřáby nebo věže, jsou instalovány především na lodích pro manipulaci s různými druhy nákladu a jsou považovány za nejdůležitější palubní stroje pro lodní výrobní operace. Tyto jeřáby se vyznačují kompaktní konstrukcí, atraktivním vzhledem, bezpečností, spolehlivostí, energetickou účinností, šetrností k životnímu prostředí a vynikající manévrovatelností. Jejich výložníky se dodávají v různých tvarech, včetněrovné ramena, teleskopické výložníkyaskládací ramena; a jejich metody ovládání zdroje energie jsou rozmanité, například ruční, elektrické a elektrohydraulické.
Námořní jeřáby jsou speciální zařízení, která provádějí přepravní operace v mořském prostředí a plní důležité úkoly, jako je přeprava nákladu mezi loděmi, zásobování na moři a nasazení a vyprošťování podvodního operačního vybavení. Speciální prostředí námořních aplikací však představuje značné výzvy pro řízení námořních jeřábů. Na jedné straně, podobně jako pozemní jeřábová zařízení s nedostatečným pohonem, musí během přepravy ovládat kyv nákladu, aby byla zajištěna přesnost polohování a efektivita přepravy. Na druhé straně, protože jeřáby jsou upevněny na pohyblivých plošinách, jako jsou lodě, pohyb plošiny silně ovlivňuje pohyb nákladu a v mnoha případech se pohyb zvedacích a přistávacích bodů nákladu často liší od pohybu samotného jeřábu. Během provozu se jak jeřábová loď, tak i přijímací loď v důsledku oceánských vln naklánějí, kymácejí a zvedají, což způsobuje kyv nákladu. Během zvedání a spouštění může pohyb lodi snadno způsobit, že zvednutý náklad opět narazí na palubu, nebo že náklad, který byl spuštěn, ale ještě nebyl uvolněn z háku, opět visí ve vzduchu, což ohrožuje provozní bezpečnost. Zejména během zásobování municí mezi loděmi může takový spojený pohyb vést k vážnějším následkům. Řízení lodních jeřábů proto přitahuje širokou pozornost vojenského i civilního sektoru lodního inženýrství po celém světě a výzkum řízení takových nelineárních, silně propojených nedostatečně aktivovaných systémů za působení speciálních poruch má velkou teoretickou hodnotu a univerzální význam.
Řízení lodních jeřábů se zaměřuje především na dva aspekty: vertikální řízení pro snížení dopadu pohybu trupu a boční kymácení pro potlačení kývání břemene. Pro vertikální řízení je běžnou metodou propojení přijímající lodi prostřednictvím mechanické konstrukce jeřábu.jeřábová loď, snímají jejich relativní pohyb a synchronizují změnu délky zdvihacího lana s pohybem zdvižení přijímající lodi, čímž kompenzují relativní pohyb mezi oběma loděmi a dokončují zvedání a přepravu břemene. Tato metoda však má zvláštní požadavky na mechanickou konstrukci jeřábu a klade značná omezení na nosnost.
Složení a provozní režimy
Z hlediska komponentů je zvedací věž tradičním zařízením pro manipulaci s nákladem, které se skládá z zvedací věže, nákladového výložníku (nebo nákladního stožáru), lanoví a navijáku (nebo nákladního navijáku) atd. Přestože má mnoho lan a je těžkopádný na ovládání, je široce používán díky své jednoduché konstrukci, snadné výrobě a nízkým nákladům. Existují dva způsoby nakládání a vykládání nákladu pomocí zvedací věže: provoz s jedním výložníkem a provoz s dvěma výložníky.
Provoz s jedním výložníkem využívá k nakládání a vykládání nákladu jednu jeřábovou věž. Po zvednutí nákladu se zatáhne za kotevní lano, aby se náklad s jeřábovou věží vychýlil k vnějšímu motoru nebo k poklopu, poté se náklad spustí dolů a jeřábová věž se otočí zpět do původní polohy, čímž se tento proces opakuje. Pokaždé je třeba jeřábovou věží vychýlit pomocí kotevního lana, což má za následek nízkou účinnost a vysokou náročnost práce. Provoz s dvojitým výložníkem využívá dvě jeřábové věže, jednu umístěnou nad poklopem a druhou vysunutou nad vnější motor. Jeřábové věže jsou upevněny v určité pracovní poloze pomocí kotevních lan a zvedací lana obou jeřábů jsou připojena ke stejnému háku. Zatažením a uvolněním obou zvedacích lan lze náklad vyložit z lodi do doku nebo naložit z doku na loď. Účinnost nakládky a vykládky u provozu s dvojitým výložníkem je vyšší než u provozu s jedním výložníkem a náročnost práce je také nižší.
Později se objevila vylepšená zařízení pro zvedací věže. Zařízení pro dvojité zvedací věže je vylepšením oproti zařízení s jedním výložníkem, které má pouze zvedací lana a dvě sady oddělených zvedacích plošin vlevo a vpravo. Zvedací věž je ovládána jedním zvedacím navijákem a dvěma navijáky pro zdvihací plošiny, což se snadno ovládá a má vysokou účinnost nakládky a vykládky. Zařízení pro zvedací věž Abel je vylepšením oproti zařízení s dvojitým výložníkem, které je vybaveno zvedacím navijákem, zvedacími plošinami a lanovými navijáky. Pomocí navijáků dokáže věž rychle umístit do jakékoli polohy a také zvedat a spouštět náklad v pevných bodech v rámci pracovního poloměru věže, což je důležitý krok k plné automatizaci nakládky a vykládky nákladu.
Aplikace a strukturální charakteristiky
Námořní jeřábyse široce používají u lodí na přepravu sypkých materiálů, kontejnerových lodí, ropných tankerů, víceúčelových lodí atd., jako napříkladnákladní jeřábyna nákladních lodích na sypký náklad a kontejnerových lodích, hadicových jeřábech na ropných tankerech apalubní jeřábyna víceúčelových lodích. Ve srovnání s pozemními jeřáby jsou námořní jeřáby instalovány na nestabilních lodích. Během provozu se loď naklání a kymácí a pracovní prostředí je drsné, náchylné k erozi mořským větrem a mořskou vodou; i když nejsou v provozu, musí odolávat vnějším silám, jako je vítr, sníh, vlny, kymácení, zvedání a nárazy během plavby lodi.
Dodávají se v různých konstrukčních formách, včetně otočného typu s výložníkem, pojízdného typu, typu s vyklápěním pomocí ocelového lana, typu s válcovým vyklápěním, typu s teleskopickým výložníkem, typu skládacím výložníkem, typu s rámem ve tvaru A a kompozitního typu; a existují různé způsoby pohonu, včetně elektrického, elektrohydraulického, elektropneumatického, poháněného benzínovým (dieselovým) motorem, ručního pohonu atd. Typickým příkladem je elektrohydraulický lodní jeřáb používaný pro nakládku a vykládku nákladu na hromadné lodě.
Nosné konstrukce lodních jeřábů, jako je základní sloup, tělo věže a výložník, jsou většinou svařované konstrukční díly vyrobené z ocelových plechů. Spodní část základního sloupu je přivařena k trupu lodi, aby nesla zatížení jeřábu gravitací, a horní část je vybavena otočným ložiskem; tělo věže je nosná konstrukce, jejíž spodní část je spojena s otočným ložiskem a je kloubově upevněna k výložníku, v horní části se pohybují ocelová lana z kladkostroje, interiér slouží jako strojovna a kabina se nachází vpředu; výložník je příhradová konstrukce používaná k podepření těžkých předmětů.
Výkonné mechanismy lodních jeřábů zahrnují zdvihací mechanismus, vyklápěcí mechanismus a otočný mechanismus. Zvedací mechanismus realizuje zvedání pomocí motoru, který pohání buben, aby se otáčel přes reduktor, zatahoval a uvolňoval ocelové lano, čímž se hák pohybuje nahoru a dolů; vyklápěcí mechanismus umožňuje otáčení ramene nahoru a dolů kolem spodního bodu závěsu, čímž se mění úhel pomocí motoru, který pohání buben, aby se otáčel přes reduktor, zatahoval a uvolňoval ocelové lano, takže se hák může vyklápět v různých amplitudách; otočný mechanismus umožňuje otáčení tělesa věže a ramene pomocí motoru, který pohání pastorek, aby se přes reduktor dostal do záběru s velkým ozubeným kolem otočného ložiska. Reduktory těchto tří mechanismů jsou vybaveny normálně uzavřenými brzdami, které zajišťují normální provoz každého pohybu. Díky koordinovanému provozu všech tří mechanismů lze břemeno zvednout a umístit do požadované polohy v rámci pracovního rozsahu.
Elektrický systém pro řízení a ovládání se skládá z různých řídicích komponentů v elektrické rozvaděči, které tvoří řídicí systém, jenž je ovládán a řízen pomocí tlačítek a rukojetí na konzoli po obou stranách sedadla kabiny; hydraulický systém se skládá z čerpadel, motorů, ventilových skupin, potrubí a jejich příslušenství pro ovládání a pohon některých výkonných mechanismů. Kromě toho jsou lodní jeřáby vybaveny také pomocnými zařízeními, jako jsou průchody a ventilační zařízení.
Klasifikace a další nakládací a vykládací stroje
Jeřábová zařízení lodních jeřábů lze rozdělit na lehká a těžká. Ty s nosností menší než 10 tun jsou lehké a ty s nosností větší než 10 tun jsou těžké. Nosnost je určena účelem lodi. U běžných lodí pro suchý náklad je nosnost lehkých jeřábů v provozu s jedním výložníkem 3–5 tun a v provozu s dvěma výložníky 1,5–3 tuny; u lodí pro suchý náklad s nosností 10 000 tun může nosnost v provozu s jedním výložníkem dosáhnout 10 tun a v provozu s dvěma výložníky 5 tun. Moderní víceúčelové lodě potřebují nakládat a vykládat kontejnery, takže nosnost jeřábu musí být alespoň schopna zvednout 20stopý kontejner (20 tun). Těžké jeřáby se používají k nakládce a vykládce těžkého a objemného nákladu, jako jsou velké stroje a lokomotivy. Na nákladních lodích se obvykle instaluje 1–2 těžké zvedací věže s nosností většinou 10–60 tun, některé 60–150 tun a některé až 300 tun. Každý nákladní prostor běžné lodi pro suchý náklad je vybaven dvěma lehkými zvedacími věžemi a každý nákladní prostor obří lodi pro suchý náklad je často vybaven čtyřmi.
Palubní jeřábyJsou instalovány na horní palubě lodi, s kompaktní konstrukcí, která umožňuje lodi využít více palubní plochy a má malý vliv na výhled z můstku. Jsou snadno ovladatelné, mají vysokou účinnost nakládky a vykládky, jsou flexibilní a vyžadují jen malou přípravu před provozem, takže se stále častěji používají. Mezi běžné typy patří pevné otočné jeřáby, mobilní otočné jeřáby a portálové jeřáby s elektrickým a elektrohydraulickým převodem.
Pevné otočné jeřábyJsou nejpoužívanější a mohou pracovat na levé a pravé straně samostatně nebo ve dvojicích s nosností obvykle 3–5 tun. Na víceúčelových lodích musí jeden jeřáb zvednout 20stopý kontejner a dvojitý jeřáb musí zvednout 40stopý kontejner (30 tun), takže jejich nosnost může dosáhnout 25–30 tun. Mobilní otočné jeřáby se používají, když nakládka a vykládka nákladu vyžaduje velké rozpětí a je žádoucí, aby výložník jeřábu nebyl příliš dlouhý, a to ve dvou typech: s příčným a podélným pohybem podél lodi. Portálové jeřáby se široce používají u kontejnerových lodí a nákladních člunů, obvykle čtyřnohé nebo typu C. Mají výsuvný výložník, zvedací nosník, pohyblivý most a kabinu. Vodorovný hlavní nosník mostu je vyšší než kontejnery naskládané na palubě a je vybaven automatickým polohovacím zařízením, které dokáže kontejnery přesně umístit do roštů kontejnerů nebo je během nakládky stohovat na palubu. Na nákladních člunech je více portálových jeřábů než na kontejnerových lodích, s nosností až několik stovek tun.
Kromě lodních jeřábů zahrnují další nakládací a vykládací stroje především výtahy, kladkostroje a dopravníky. Výtahy se pohybují vertikálně na lodi po vodicích kolejnicích a používají se ke zvedání a spouštění zboží mezi palubami. Například lodě typu roll-on/roll-off často používají výtahy k propojení různých palub pro přepravu zboží, včetně nůžkových a řetězových, o délce 9–18,5 metrů a šířce 3–5 metrů. Některé přepravce nákladních člunů je také používají k nakládání a vykládání člunů, ale jejich nosnost je mnohem větší než u lodí typu roll-on/roll-off. Výtahy nepřetržitě přepravují zboží ve svislém nebo velmi šikmém směru a dopravníky nepřetržitě přepravují zboží ve vodorovném nebo mírně šikmém směru. Tyto dva typy strojů se většinou používají na lodích se samovykládkou nebo na lodích nakládaných a vykládaných bočními dveřmi.
Díky svým rozmanitým konstrukcím, bohatým funkcím a vlastnostem přizpůsobování se různým scénářům se lodní jeřáby staly nepostradatelným klíčovým vybavením v lodním provozu. S rozvojem lodní dopravy a námořního inženýrství se budou i nadále zlepšovat z hlediska efektivity a inteligence a neustále přispívat k efektivní námořní dopravě a provozu.
Čas zveřejnění: 8. srpna 2025
