Sadamatehnika valdkonnasmerekraanadmängivad olulist rolli kauba laadimise ja lossimisega tegelevate laevade põhivarustusena. Tuntud ka kui merekraanad või puurtornid, paigaldatakse need peamiselt laevadele erinevat tüüpi lasti käitlemiseks ja neid peetakse laevatootmistoimingute kõige olulisemaks tekimasinaks. Neil kraanadel on kompaktne konstruktsioon, atraktiivne välimus, ohutus, töökindlus, energiatõhusus, keskkonnasõbralikkus ja suurepärane manööverdusvõime. Nende poomid on saadaval erinevates vormides, sealhulgassirged poomid, teleskooppoomidjakokkupandavad poomid; ja nende jõuallika juhtimismeetodid on mitmekesised, näiteks käsitsi, elektrilised ja elektrohüdraulilised.
Merekraanad on spetsiaalsed seadmed, mis teostavad transporditoiminguid merekeskkonnas, täites olulisi ülesandeid, nagu lasti laevadevaheline ümberlaadimine, avamere varustamine ning veealuste töövahendite paigutamine ja päästmine. Spetsiaalne merekeskkond seab aga merekraanade juhtimisele märkimisväärseid väljakutseid. Ühelt poolt, sarnaselt maismaal asuvatele alaaktiveeritud kraanaseadmetele, peavad nad transpordi ajal kontrollima koorma kiikumist, et tagada positsioneerimistäpsus ja transpordi efektiivsus; teiselt poolt, kuna kraanad on kinnitatud liikuvatele platvormidele, näiteks laevadele, mõjutab platvormi liikumine tugevalt koorma liikumist ja paljudel juhtudel erineb koorma tõste- ja maandumispunktide liikumine sageli kraana enda liikumisest. Töö ajal nii kraanalaev kui ka vastuvõttev laev kõikuvad, kõiguvad ja kerkivad ookeanilainete tõttu, põhjustades koorma kiikumist. Tõstmise ja langetamise ajal võib laeva liikumine kergesti põhjustada tõstetud koorma uuesti tekiga kokkupõrke või langetatud, kuid konksu küljest veel lahti mitte võetud koorma uuesti õhku rippuma jäämise, ohustades tööohutust. Eriti laevadevahelise laskemoona tarnimise ajal võib selline liikumine kaasa tuua tõsisemaid tagajärgi. Seetõttu on merekraanade juhtimine pälvinud laialdast tähelepanu nii sõjaväe- kui ka tsiviilmeretehnika sektorites kogu maailmas ning selliste mittelineaarsete, tugevalt seotud alaaktiveeritud süsteemide juhtimise uurimine eriliste häiringute korral on suure teoreetilise väärtuse ja universaalse tähtsusega.
Merekraanade juhtimine keskendub peamiselt kahele aspektile: vertikaalne juhtimine kere liikumise mõju vähendamiseks ja külgmine kõikumise tõkestamine koorma kõikumise pärssimiseks. Vertikaalse juhtimise puhul on levinud meetod vastuvõtva laeva ühendamine kraana mehaanilise konstruktsiooni kaudu.kraanalaev, tajuvad nende suhtelist liikumist ja sünkroniseerivad tõstetrossi pikkuse muutuse vastuvõtva laeva tõsteliikumisega, kompenseerides seeläbi kahe laeva vahelist suhtelist liikumist ja viies koorma tõstmise ja transportimise lõpule. Sellel meetodil on aga kraana mehaanilisele konstruktsioonile erinõuded ja see seab tõstekaalule olulisi piiranguid.
Koostis ja töörežiimid
Komponentide poolest on puurtorn traditsiooniline lastikäitlusseade, mis koosneb puurtornist, lastipoomist (või lastimastist), taglasest ja vintsist (või lastivintsist) jne. Vaatamata arvukatele trossidele ja kohmakale käsitsemisele on seda oma lihtsa konstruktsiooni, hõlpsa valmistamise ja madala hinna tõttu laialdaselt kasutatud. Puurtorni abil on kauba peale- ja mahalaadimiseks kaks viisi: ühe poomiga ja kahe poomiga töötamine.
Ühe poomiga opereerimine kasutab kauba laadimiseks ja mahalaadimiseks ühte puurtorni. Pärast kauba tõstmist tõmmatakse tõstetrossist, et last koos puurtorniga päramootori või luugi poole kiikuda, seejärel last langetatakse ja puurtorn pööratakse tagasi algasendisse, korrates seda protsessi. Iga kord tuleb puurtorni tõstetrossiga kiikuda, mille tulemuseks on madal efektiivsus ja suur töömahukus. Kahe poomiga opereerimine kasutab kahte puurtorni, millest üks asub luugi kohal ja teine ulatub üle päramootori. Puurtornid on teatud tööasendis kinnitatud tõstetrossidega ja kahe puurtorni tõstetrossid on ühendatud sama konksu külge. Kahe tõstetrossi vastavalt sisse- ja väljatõmbamise teel saab lasti laevalt dokki maha laadida või dokilt laevale laadida. Kahe poomiga opereerimise laadimis- ja mahalaadimise efektiivsus on suurem kui ühe poomiga opereerimisel ja töömahukus on samuti madalam.
Hiljem ilmusid täiustatud puurtornid. Topelt-ülestõstetav puurtorn on ühe poomiga juhitava puurtorni täiustatud versioon, millel on ainult tõstetross ja kaks komplekti vasak- ja parempoolseid eraldatud ülaosatõsteid. Puurtorni juhitakse ühe tõstevintsi ja kahe ülaosatõstevintsi abil, mida on lihtne kasutada ning millel on kõrge laadimis- ja mahalaadimise efektiivsus. Abeli puurtorn on kahe poomiga juhitava puurtorni täiustatud versioon, millel on tõstevints, ülaosatõsted ja tugiköiega vintsid. See võimaldab vintside abil puurtorni kiiresti mis tahes asendisse paigutada ning lasti puurtorni tööraadiuses asuvates fikseeritud punktides tõsta ja langetada, mis on oluline samm lasti laadimise ja mahalaadimise täieliku automatiseerimise suunas.
Rakendused ja struktuurilised omadused
Merekraanadkasutatakse laialdaselt puistlastilaevudel, konteinerlaevadel, naftatankeritel, mitmeotstarbelistel laevadel jne. Näitekskaubakraanadpuistlastilaevadel ja konteinerlaevadel, naftatankerite voolikkraanadel jatekikraanadmitmeotstarbelistel laevadel. Võrreldes maismaal asuvate kraanadega paigaldatakse merekraanad ebastabiilsetele laevadele. Töötamise ajal laev kaldub ja kõikub ning töökeskkond on karm, meretuule ja merevee erosioonile vastu pidav; isegi mitte töötamise ajal peavad nad laeva navigeerimise ajal vastu pidama välistele jõududele, nagu tuul, lumi, lained, kõikumine, lainete tõus ja löök.
Neid on saadaval mitmesuguste konstruktsioonivormidega, sealhulgas pöördpoomi, liikuva poomi, trossiga tõstetava poomi, silindriga tõstetava poomi, teleskooppoomi, kokkupandava poomi, A-raami ja komposiittüübiga; ning on ka mitmesuguseid juhtimismeetodeid, sealhulgas elektrilised, elektrohüdraulilised, elektropneumaatilised, bensiini- (diisel-) mootoriga ja käsitsi juhitavad jne. Tüüpiline näide on elektrohüdrauliline merekraana, mida kasutatakse lasti laadimiseks ja lossimiseks puistlastilaevadel.
Merekraanade kandekonstruktsioonid, nagu aluspost, tornkere ja poom, on enamasti keevitatud konstruktsiooniosad, mis on valmistatud metallterasest plaatidest. Alusposti alumine osa on keevitatud laeva kere külge, et kanda kraana raskusjõudu, ja ülemine osa on varustatud pöördlaagriga; tornkere on tugikonstruktsioon, mille alumine osa on ühendatud pöördlaagriga ja hingedega poomi külge, ülemises osas liiguvad rihmarattaplokist terasest trossid, sisemust kasutatakse masinaruumina ja kabiin asub ees; poom on sõrestiktaoline konstruktsioon, mida kasutatakse raskete esemete toetamiseks.
Merekraanade täitmismehhanismide hulka kuuluvad tõstemehhanism, tõstemehhanism ja pöördmehhanism. Tõstemehhanism teostab tõstmist mootori abil, mis paneb trumli pöörlema läbi reduktori, tõmmates sisse ja vabastades terastrossi, et panna konks üles ja alla liikuma; tõstemehhanism paneb poomi alumise hingepunkti ümber üles ja alla pöörlema, et muuta nurka, kusjuures mootor paneb trumli pöörlema läbi reduktori, tõmmates sisse ja vabastades terastrossi, nii et konks saab erineva amplituudiga kalduda; pöördmehhanism paneb torni korpuse ja poomi pöörlema mootori abil, mis paneb hammasratta läbi reduktori haakuma pöördlaagri suure hammasrattaga. Kõigil kolmel mehhanismil on tavaliselt suletud pidurid, et tagada iga liikumise normaalne toimimine. Kolme mehhanismi kooskõlastatud töö abil saab koorma tõsta ja paigutada tööpiirkonnas vajalikku asendisse.
Sõidu- ja juhtimissüsteem koosneb erinevatest juhtkomponentidest elektrilises juhtkarbis, moodustades juhtimissüsteemi, mida juhitakse ja juhitakse kabiini istme mõlemal küljel asuval konsoolil asuvate nuppude ja käepidemete abil; hüdraulikasüsteem koosneb pumpadest, mootoritest, klapigruppidest, torujuhtmetest ja nende lisaseadmetest, mis juhivad ja käitavad mõningaid täitemehhanisme. Lisaks on merekraanad varustatud ka abiseadmetega, näiteks kanalite ja ventilatsiooniseadmetega.
Klassifikatsioon ja muud laadimis- ja mahalaadimismasinad
Merekraanade puurtorne saab jagada kerge- ja raskeveokiteks. Alla 10-tonnise tõstevõimega kraanad on kergeveokiteks ja üle 10-tonnise tõstevõimega kraanad on raskeveokiteks. Tõstevõime määratakse laeva otstarbe järgi. Üldiste kuivlastilaevade puhul on kergete puurtornide tõstevõime ühe poomiga töötamisel 3–5 tonni ja kahe poomiga töötamisel 1,5–3 tonni; 10 000-tonniste kuivlastilaevade puhul võib tõstevõime ühe poomiga töötamisel ulatuda 10 tonnini ja kahe poomiga töötamisel 5 tonnini. Kaasaegsed mitmeotstarbelised laevad peavad konteinereid laadima ja lossima, seega peab puurtorni tõstevõime olema vähemalt 20-jalase konteineri (20 tonni) tõstmiseks piisav. Raskeveokite puurtorne kasutatakse raskete ja suurte lastide, näiteks suurte masinate ja veduritega, laadimiseks ja lossimiseks. Üldiselt paigaldatakse kaubalaevadele 1–2 rasket puurtorni, mille kandevõime on enamasti 10–60 tonni, mõned 60–150 tonni ja mõned kuni 300 tonni. Üldise kuivlastilaeva iga lastiruum on varustatud kahe kerge puurtorniga ja hiiglasliku kuivlastilaeva iga lastiruum on sageli varustatud nelja puurtorniga.
TekikraanadOn paigaldatud laeva ülemisele tekile kompaktse konstruktsiooniga, mis võimaldab laeval kasutada rohkem tekipinda ja mõjutab vähe nähtavust sillalt. Neid on lihtne kasutada, neil on kõrge peale- ja mahalaadimise efektiivsus, nad on paindlikud ja vajavad enne kasutamist vähe ettevalmistust, mistõttu neid kasutatakse üha laialdasemalt. Levinud tüüpide hulka kuuluvad statsionaarsed pöördkraanad, mobiilsed pöördkraanad ja portaalkraanad, mille ülekandeviisid on elektriline ja elektrohüdrauliline ülekanne.
Fikseeritud pöördkraanadon kõige laialdasemalt kasutatavad kraanad, mis saavad töötada nii vasakul kui ka paremal küljel üksi või paarikaupa, tõstevõimega üldiselt 3–5 tonni. Mitmeotstarbelistel laevadel peab üks kraana tõstma 20-jalast konteinerit ja topeltkraana 40-jalast konteinerit (30 tonni), seega võib nende tõstevõime ulatuda 25–30 tonnini. Mobiilseid pöördkraanasid kasutatakse siis, kui lasti laadimine ja mahalaadimine nõuab suurt sildeava ja on soovitav, et kraanapoom ei oleks liiga pikk. Neid on kahte tüüpi: need liiguvad laeva pikisuunas ja risti. Portaalkraanasid kasutatakse laialdaselt täiskonteinerlaevadel ja praamilaevadel, tavaliselt neljajalgsed või C-tüüpi. Neil on pikendatav poom, tõstetala, liigutatav sild ja kabiin. Silla horisontaalne peatala on tekil virnastatud konteineritest kõrgemal ja on varustatud automaatse positsioneerimisseadmega, mis suudab konteinereid laadimise ajal täpselt konteinervõredesse paigutada või tekile virnastada. Pargaselaevadel on rohkem portaalkraanasid kui konteinerlaevadel ning nende tõstevõime on kuni mitu sada tonni.
Lisaks merekraanadele kuuluvad muude laadimis- ja mahalaadimismasinate hulka peamiselt elevaatorid, tõstukid ja konveierid. Elevaatorid liiguvad laeval vertikaalselt mööda juhtrööpaid ja neid kasutatakse kaupade tõstmiseks ja langetamiseks tekkide vahel. Näiteks kasutavad rull-laevad sageli lifte erinevate tekkide ühendamiseks kauba transportimiseks, sealhulgas käär- ja ketitüüpi lifte, mille pikkus on 9–18,5 meetrit ja laius 3–5 meetrit. Mõned praamilaevad kasutavad neid ka praamide laadimiseks ja mahalaadimiseks, kuid nende tõstevõime on palju suurem kui rull-laevadel. Tõstukid transpordivad kaupa pidevalt vertikaalselt või suure kaldega suunas ja konveierid transpordivad kaupa pidevalt horisontaalselt või väikese kaldega suunas. Neid kahte tüüpi masinaid kasutatakse enamasti iselaadivatel laevadel või laevadel, mille laadimine ja mahalaadimine toimub külgukse kaudu.
Oma mitmekesise struktuuri, rikkalike funktsioonide ja erinevate stsenaariumidega kohanemisvõimega on merekraanad muutunud laevade opereerimisel asendamatuks võtmeseadmeks. Laevatranspordi ja meretehnika arenguga jätkavad nad tõhususe ja intelligentsuse edendamist, aidates pidevalt kaasa tõhusale meretranspordile ja -operatsioonidele.
Postituse aeg: 08.08.2025
