Inden for havnemaskineri,marinekranerspiller en afgørende rolle som kerneudstyr for skibe, der er involveret i lastning og losning af last. De er også kendt som marinekraner eller boretårne, og de installeres primært på skibe for at håndtere forskellige typer last og betragtes som det vigtigste dæksmaskineri til skibsproduktion. Disse kraner har en kompakt struktur, et attraktivt udseende, sikkerhed, pålidelighed, energieffektivitet, miljøvenlighed og fremragende manøvredygtighed. Deres bomme findes i forskellige former, herunderlige bomme, teleskopbomme, ogfoldebomme; og deres styringsmetoder for strømkilder er forskellige, såsom manuelle, elektriske og elektrohydrauliske.
Marinekraner er specialudstyr, der udfører transportoperationer i havmiljøet, hvor de udfører vigtige opgaver såsom lastoverførsel mellem skibe, offshoreforsyning og udplacering og bjærgning af undervandsoperationsudstyr. Det særlige marine anvendelsesmiljø stiller dog betydelige udfordringer for styringen af marinekraner. På den ene side skal de, ligesom landbaseret underaktiveret kranudstyr, kontrollere lastens svingning under transport for at sikre positioneringsnøjagtighed og transporteffektivitet. På den anden side, da kraner er fastgjort på bevægelige platforme såsom skibe, vil platformens bevægelse i høj grad påvirke lastens bevægelse, og i mange tilfælde er bevægelsen af lastens løfte- og landingspunkter ofte forskellig fra selve kranens. Under drift vil både kranskibet og det modtagende skib vælte, rulle og hive på grund af havbølger, hvilket får lasten til at svinge. Under løft og sænkning kan skibets bevægelse let få den løftede last til at kollidere med dækket igen, eller få lasten, der er blevet sænket, men endnu ikke løsnet fra krogen, til at hænge i luften igen, hvilket truer driftssikkerheden. Især under ammunitionsforsyning mellem skibe kan en sådan koblet bevægelse føre til mere alvorlige konsekvenser. Derfor har styringen af marinekraner tiltrukket sig udbredt opmærksomhed fra militære og civile marineingeniørsektorer verden over, og forskning i styringen af sådanne ikke-lineære, stærkt koblede underaktiverede systemer under særlige forstyrrelser er af stor teoretisk værdi og universel betydning.
Styringen af marinekraner fokuserer primært på to aspekter: vertikal styring for at reducere påvirkningen af skrogbevægelser og lateral anti-svajning for at undertrykke lastudsving. Til vertikal styring er en almindelig metode at forbinde det modtagende skib gennem den mekaniske struktur afkranskib, registrere deres relative bevægelse og synkronisere ændringen i løftetovets længde med modtagerskibets hivbevægelse, hvorved den relative bevægelse mellem de to skibe kompenseres og lasten løftes og transporteres. Denne metode har dog særlige krav til kranens mekaniske struktur og pålægger betydelige begrænsninger på løftevægten.
Kompositions- og driftstilstande
Med hensyn til komponenter er boretårnsanordningen et traditionelt godshåndteringsudstyr, der består af en boretårn, en lastbom (eller lastmast), rigning og et spil (eller lastspil) osv. Selvom den har adskillige reb og er besværlig at betjene, har den været meget anvendt på grund af sin enkle struktur, nemme fremstilling og lave omkostninger. Der er to måder at læsse og losse last ved hjælp af boretårnsanordningen: enkeltbombetjening og dobbeltbombetjening.
Ved enkeltbomdrift anvendes én boring til at laste og losse last. Efter at lasten er løftet, trækkes der i bardunen for at få lasten til at svinge med boringet til påhængsmotoren eller lugen, hvorefter lasten sænkes, og boringet drejes tilbage til sin oprindelige position, idet denne proces gentages. Hver gang skal boringet svinges med bardunen, hvilket resulterer i lav effektivitet og høj arbejdsintensitet. Ved dobbeltbomdrift anvendes to boringetårne, den ene placeret over lugen og den anden forlænget over påhængsmotoren. Børingetårnene er fastgjort i en bestemt arbejdsposition med barduner, og hejsetovene på de to boringetårne er forbundet til den samme krog. Ved henholdsvis at trække de to hejsetove tilbage og slippe dem, kan last losses fra skibet til kajen eller læsses fra kajen på skibet. Lastnings- og losseeffektiviteten ved dobbeltbomdrift er højere end ved enkeltbomdrift, og arbejdsintensiteten er også lavere.
Senere kom forbedrede borertårnsanordninger. Dobbeltbommsløfteanordningen er forbedret fra den enkeltbombetjente borertårnsanordning, med kun hejsetovet og to sæt venstre- og højreseparerede topløftere. Borertårnet styres af et hejsespil og to topløftespil, som er nemme at betjene og har høj laste- og losningseffektivitet. Abel-borertårnet er forbedret fra den dobbeltbombetjente borertårnsanordning med et hejsespil, topløftere og bardunspil. Den kan hurtigt placere borertårnet i enhver position ved hjælp af spillene og kan også løfte og sænke last på faste punkter inden for borertårnets arbejdsradius, hvilket er et vigtigt skridt i retning af fuld automatisering af lastning og losning.
Anvendelser og strukturelle egenskaber
Marinekraneranvendes i vid udstrækning i bulkskibe, containerskibe, olietankskibe, multifunktionsskibe osv. Såsomlastkranerpå bulkskibe og containerskibe, slangekraner på olietankskibe ogdækkranerpå multifunktionsskibe. Sammenlignet med landbaserede kraner installeres marinekraner på ustabile skibe. Under drift vil skibet vippe og svaje, og arbejdsmiljøet er barskt og udsat for erosion fra havvind og havvand. Selv når de ikke er i drift, skal de modstå eksterne kræfter såsom vind, sne, bølger, svajning, hiv og stød under skibets navigation.
De findes i forskellige strukturelle former, herunder jib-drejekraner, bevægelige kraner, wire-luffingkraner, cylinder-luffingkraner, teleskopbomkraner, foldebomkraner, A-rammekraner og kompositkraner; og der findes forskellige køremetoder, herunder elektriske, elektrohydrauliske, elektropneumatiske, benzinmotordrevne (dieselmotordrevne) og manuelle osv. Et typisk eksempel er den elektrohydrauliske marinekran, der bruges til lastning og losning på bulkskibe.
De bærende strukturer på marinekraner, såsom bundsøjlen, tårnhuset og udliggeren, er for det meste svejsede strukturelle dele lavet af metalplader. Den nederste del af bundsøjlen er svejset til skibets skrog for at bære kranens tyngdekraftbelastning, og den øverste del er udstyret med et drejeleje; tårnhuset er en bærende struktur, hvor den nederste del er forbundet med drejelejet og hængslet til udliggeren, den øverste del har bevægelige stålwirer i form af en remskive, interiøret bruges som maskinrum, og førerhuset er placeret foran; udliggeren er en spærlignende struktur, der bruges til at understøtte tunge genstande.
De udøvende mekanismer for marinekraner omfatter hejsemekanismen, løftemekanismen og drejemekanismen. Hejsemekanismen udfører løft ved hjælp af motoren, der driver tromlen til at rotere gennem en reduktionsgear, trækker stålwiren tilbage og frigiver den for at få krogen til at bevæge sig op og ned; løftemekanismen får bommen til at rotere op og ned omkring det nederste hængselpunkt for at ændre vinklen ved hjælp af motoren, der driver tromlen til at rotere gennem en reduktionsgear, trækker stålwiren tilbage og frigiver den, så krogen kan løfte med forskellige amplituder; drejemekanismen får tårnhuset og bommen til at rotere ved hjælp af motoren, der driver tandhjulet til at gå i indgreb med det store tandhjul i drejelejet gennem en reduktionsgear. Reduktionsgearene i disse tre mekanismer er alle udstyret med normalt lukkede bremser for at sikre normal drift af hver bevægelse. Gennem den koordinerede drift af de tre mekanismer kan lasten løftes og placeres i den ønskede position inden for arbejdsområdet.
Det elektriske system til kørsel og styring består af forskellige styrekomponenter i den elektriske styreboks for at danne et styresystem, der betjenes og styres via knapper og håndtag på konsollen på begge sider af førersædet. Det hydrauliske system består af pumper, motorer, ventilgrupper, rørledninger og deres tilbehør til at styre og drive visse udøvende mekanismer. Derudover er marinekraner også udstyret med hjælpeanordninger såsom passager og ventilationsanordninger.
Klassificering og andre laste- og losningsmaskiner
Båreanordninger på marinekraner kan opdeles i lette og tunge typer. Dem med en løftekapacitet på mindre end 10 tons er lette, og dem med en løftekapacitet på mere end 10 tons er tunge. Løftekapaciteten bestemmes af skibets formål. For generelle tørlastskibe er løftekapaciteten for lette borebåre i enkeltbomdrift 3-5 tons, og i dobbeltbomdrift er den 1,5-3 tons; for 10.000 tons tørlastskibe kan løftekapaciteten i enkeltbomdrift nå 10 tons, og i dobbeltbomdrift kan den nå 5 tons. Moderne multifunktionsskibe skal laste og losse containere, så borebårets løftekapacitet skal mindst være i stand til at løfte en 20-fods container (20 tons). Tunge borebåre bruges til at laste og losse tung og stor last såsom store maskiner og lokomotiver. Generelt er der installeret 1-2 kraftige borerigge på fragtskibe med en løftekapacitet på primært 10-60 tons, nogle 60-150 tons og et par stykker op til 300 tons. Hvert lastrum på et almindeligt tørlastskib er udstyret med to lette borerigge, og hvert lastrum på et kæmpe tørlastskib er ofte udstyret med fire.
Dækkranerer installeret på skibets øverste dæk med en kompakt struktur, der giver skibet mulighed for at udnytte mere dæksareal og har lille indflydelse på udsynet fra broen. De er nemme at betjene, har høj laste- og losseeffektivitet, er fleksible og kræver minimal forberedelse før drift, så de anvendes i stigende grad. Almindelige typer omfatter faste drejekraner, mobile drejekraner og portalkraner med transmissionstilstande elektrisk transmission og elektrohydraulisk transmission.
Faste drejekranerer de mest anvendte, som kan operere på venstre og højre side alene eller parvis, med en løftekapacitet på generelt 3-5 tons. På multifunktionsskibe skal en enkelt kran løfte en 20-fods container, og en dobbeltkran skal løfte en 40-fods container (30 tons), så deres løftekapacitet kan nå 25-30 tons. Mobile drejekraner bruges, når lastning og losning kræver et stort spændvidde, og det er ønskeligt, at kranbommen ikke er for lang, med to typer: bevægelse på tværs og i længderetningen langs skibet. Portalkraner bruges i vid udstrækning i containerskibe og pramskibe, normalt af firbenet eller C-type. De har en udtrækkelig bom, en løftebjælke, en bevægelig bro og et førerhus. Broens vandrette hovedbjælke er højere end containere stablet på dækket og er udstyret med en automatisk positioneringsenhed, som præcist kan placere containerne i containergitteret eller stable dem på dækket under lastning. Der er flere portalkraner på pramskibe end på containerskibe, med en løftekapacitet på op til flere hundrede tons.
Ud over marinekraner omfatter andet laste- og lossemaskineri primært elevatorer, taljer og transportbånd. Elevatorer bevæger sig lodret på skibet langs føringsskinner og bruges til at løfte og sænke gods mellem dæk. For eksempel bruger roll-on/roll-off skibe ofte elevatorer til at forbinde forskellige dæk for at transportere gods, herunder sakse- og kæde-elevatorer, med en længde på 9-18,5 meter og en bredde på 3-5 meter. Nogle pramtransportører bruger dem også til at laste og losse pramme, men deres løftekapacitet er meget større end på roll-on/roll-off skibe. Taljer transporterer kontinuerligt gods i lodret eller stor hældning, og transportbånd transporterer kontinuerligt gods i vandret eller lille hældning. Disse to typer maskiner bruges mest på selvlossende skibe eller skibe, der lastes og losses gennem sidedøre.
Med deres forskelligartede strukturer, rige funktioner og tilpasningsevne til forskellige scenarier er marinekraner blevet uundværligt nøgleudstyr i skibsdrift. Med udviklingen af skibstransport og maritim teknik vil de fortsætte med at udvikle sig med hensyn til effektivitet og intelligens og løbende bidrage til effektiv maritim transport og drift.
Opslagstidspunkt: 8. august 2025
