در زمینه ماشین آلات بندری،جرثقیلهای دریاییبه عنوان تجهیزات اصلی کشتیهایی که در عملیات بارگیری و تخلیه بار مشغول هستند، نقش حیاتی ایفا میکنند. این جرثقیلها که به جرثقیلهای دریایی یا دریک نیز معروف هستند، در درجه اول برای جابجایی انواع مختلف بار روی کشتیها نصب میشوند و به عنوان مهمترین ماشینآلات عرشه برای عملیات تولید کشتی در نظر گرفته میشوند. این جرثقیلها دارای ساختار جمع و جور، ظاهری جذاب، ایمنی، قابلیت اطمینان، بهرهوری انرژی، سازگاری با محیط زیست و مانورپذیری عالی هستند. بازوهای آنها در اشکال مختلفی از جملهبومهای مستقیم, بومهای تلسکوپی، وبومهای تاشوو روشهای کنترل منبع تغذیه آنها متنوع است، مانند دستی، برقی و الکتروهیدرولیک.
جرثقیلهای دریایی تجهیزات ویژهای هستند که عملیات حمل و نقل را در محیط دریایی انجام میدهند و وظایف مهمی مانند انتقال بار بین کشتیها، تأمین دریایی و استقرار و بازیابی تجهیزات عملیاتی زیر آب را بر عهده دارند. با این حال، محیط ویژه کاربرد دریایی چالشهای قابل توجهی را برای کنترل جرثقیلهای دریایی ایجاد میکند. از یک سو، مشابه تجهیزات جرثقیل زیرآبی مستقر در خشکی، آنها باید نوسان بار را در حین حمل و نقل کنترل کنند تا دقت موقعیتیابی و کارایی حمل و نقل تضمین شود. از سوی دیگر، از آنجایی که جرثقیلها بر روی سکوهای متحرک مانند کشتیها ثابت هستند، حرکت سکو به شدت بر حرکت بار تأثیر میگذارد و در بسیاری از موارد، حرکت نقاط بلند کردن و فرود بار اغلب با حرکت خود جرثقیل متفاوت است. در حین عملیات، هم کشتی جرثقیلدار و هم کشتی گیرنده به دلیل امواج اقیانوس تکان میخورند، میغلتند و بالا میروند و باعث نوسان بار میشوند. در حین بلند کردن و پایین آوردن، حرکت کشتی میتواند به راحتی باعث شود بار بلند شده دوباره با عرشه برخورد کند یا باعث شود باری که پایین آورده شده اما هنوز از قلاب جدا نشده است، دوباره در هوا معلق بماند و ایمنی عملیاتی را تهدید کند. به خصوص در طول تأمین مهمات بین کشتیها، چنین حرکت جفتشدهای ممکن است منجر به عواقب جدیتری شود. بنابراین، کنترل جرثقیلهای دریایی توجه گستردهای را از بخشهای مهندسی دریایی نظامی و غیرنظامی در سراسر جهان به خود جلب کرده است و تحقیق در مورد کنترل چنین سیستمهای غیرخطی و به شدت جفتشدهی کمتحرک تحت اختلالات خاص از ارزش نظری و اهمیت جهانی بالایی برخوردار است.
کنترل جرثقیلهای دریایی عمدتاً بر دو جنبه تمرکز دارد: کنترل عمودی برای کاهش تأثیر حرکت بدنه و ضد نوسان جانبی برای جلوگیری از نوسان بار. برای کنترل عمودی، یک روش رایج اتصال کشتی گیرنده از طریق ساختار مکانیکیکشتی جرثقیل دار، حرکت نسبی آنها را حس کند و تغییر طول طناب بالابر را با حرکت بالابری کشتی گیرنده هماهنگ کند و از این طریق حرکت نسبی بین دو کشتی را جبران کرده و عمل بلند کردن و حمل بار را تکمیل کند. با این حال، این روش الزامات خاصی برای ساختار مکانیکی جرثقیل دارد و محدودیتهای قابل توجهی را بر وزن بالابر اعمال میکند.
ترکیب و حالتهای عملیاتی
از نظر اجزا، دستگاه جرثقیل یک وسیله سنتی جابجایی بار است که شامل یک جرثقیل، یک بوم بار (یا دکل بار)، دکل مهاری و یک وینچ (یا وینچ بار) و غیره میشود. با وجود داشتن طنابهای متعدد و دست و پا گیر بودن، به دلیل ساختار ساده، سهولت ساخت و هزینه کم، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. دو حالت بارگیری و تخلیه بار با استفاده از دستگاه جرثقیل وجود دارد: عملکرد تک بوم و عملکرد دو بوم.
در عملیات تکدم از یک جرثقیل برای بارگیری و تخلیه بار استفاده میشود. پس از بلند کردن بار، طناب مهار کشیده میشود تا بار به همراه جرثقیل به سمت بیرون یا دریچه نوسان کند، سپس بار پایین آورده میشود و جرثقیل به موقعیت اولیه خود چرخانده میشود و این فرآیند تکرار میشود. هر بار، جرثقیل باید با طناب مهار تاب داده شود که منجر به راندمان پایین و شدت کار بالا میشود. در عملیات دودم از دو جرثقیل استفاده میشود که یکی بالای دریچه و دیگری روی عرشه قرار گرفته است. جرثقیلها در یک موقعیت کاری خاص با طنابهای مهار ثابت شدهاند و طنابهای بالابر دو جرثقیل به یک قلاب متصل هستند. با جمع کردن و رها کردن دو طناب بالابر به ترتیب، میتوان بار را از کشتی به اسکله تخلیه کرد یا از اسکله به کشتی بارگیری کرد. راندمان بارگیری و تخلیه در عملیات دودم بیشتر از عملیات تکدم است و شدت کار نیز کمتر است.
دستگاههای بالابر بالابر دوطرفه بعداً پدیدار شدند. دستگاه بالابر بالابر دوطرفه، نسبت به دستگاه بالابر تکدمه بهبود یافته است و تنها دارای طناب بالابر و دو مجموعه بالابر بالابر چپ و راست جدا از هم است. این دستگاه توسط یک وینچ بالابر و دو وینچ بالابر بالابر کنترل میشود که کار با آن آسان است و راندمان بارگیری و تخلیه بالایی دارد. دستگاه بالابر Abel نسبت به دستگاه بالابر دودمه بهبود یافته است و دارای یک وینچ بالابر، بالابرهای بالابر و وینچهای طنابی است. این دستگاه میتواند با کمک وینچها، بالابرها را به سرعت در هر موقعیتی قرار دهد و همچنین میتواند بار را در نقاط ثابت در شعاع کاری بالابر بلند و پایین بیاورد، که گامی مهم در جهت اتوماسیون کامل بارگیری و تخلیه بار است.
کاربردها و ویژگیهای ساختاری
جرثقیلهای دریاییبه طور گسترده در کشتیهای فلهبر، کشتیهای کانتینری، تانکرهای نفت، کشتیهای چند منظوره و غیره استفاده میشوند. مانندجرثقیلهای باریروی کشتیهای فلهبر و کانتینربر، جرثقیلهای شلنگی روی تانکرهای نفت، وجرثقیلهای عرشهایروی کشتیهای چند منظوره. در مقایسه با جرثقیلهای زمینی، جرثقیلهای دریایی روی کشتیهای ناپایدار نصب میشوند. در طول عملیات، کشتی کج و تاب میخورد و محیط کار خشن است و در معرض فرسایش توسط باد دریا و آب دریا قرار دارد. حتی زمانی که در حال عملیات نیستند، باید در طول ناوبری کشتی در برابر نیروهای خارجی مانند باد، برف، امواج، تاب خوردن، بالا و پایین رفتن و ضربه مقاومت کنند.
آنها در اشکال ساختاری مختلفی از جمله نوع بازویی، نوع متحرک، نوع سیمی لافینگ، نوع سیلندری لافینگ، نوع تلسکوپی، نوع تاشو، نوع A-frame و نوع کامپوزیتی وجود دارند و روشهای رانندگی مختلفی از جمله الکتریکی، الکتروهیدرولیک، الکتروپنوماتیک، موتور بنزینی (دیزلی) و دستی و غیره برای آنها وجود دارد. یک نمونه بارز، جرثقیل دریایی الکتروهیدرولیک است که برای بارگیری و تخلیه بار در کشتیهای فلهبر استفاده میشود.
سازههای باربر جرثقیلهای دریایی، مانند ستون پایه، بدنه برج و بازوی جرثقیل، عمدتاً قطعات سازهای جوش داده شدهای هستند که از صفحات فلزی فولادی ساخته شدهاند. قسمت پایینی ستون پایه برای تحمل بار ثقلی جرثقیل به بدنه کشتی جوش داده شده است و قسمت بالایی آن مجهز به یاتاقان چرخشی است. بدنه برج یک سازه نگهدارنده است که قسمت پایینی آن به یاتاقان چرخشی متصل شده و به بازوی جرثقیل لولا شده است. قسمت بالایی دارای طنابهای سیمی فولادی بلوک قرقرهای متحرک است. فضای داخلی به عنوان اتاق ماشین استفاده میشود و کابین در جلو قرار دارد. بازوی جرثقیل یک سازه خرپا مانند است که برای تحمل اجسام سنگین استفاده میشود.
مکانیزمهای اجرایی جرثقیلهای دریایی شامل مکانیزم بالابر، مکانیزم بالابر و مکانیزم چرخش چرخشی است. مکانیزم بالابر با چرخاندن درام از طریق یک کاهنده، جمع کردن و رها کردن طناب سیمی فولادی برای بالا و پایین بردن قلاب، عمل بالابری را انجام میدهد. مکانیزم چرخش چرخشی باعث میشود که بازوی متحرک (جیب) به بالا و پایین در اطراف نقطه لولای پایینی بچرخد تا زاویه توسط موتوری که درام را میچرخاند تا از طریق یک کاهنده بچرخد، جمع کردن و رها کردن طناب سیمی فولادی، تغییر کند، به طوری که قلاب بتواند در دامنههای مختلف بچرخد. مکانیزم چرخش چرخشی باعث میشود که بدنه برج و بازوی متحرک توسط موتوری که پینیون را به حرکت در میآورد تا با چرخ دنده بزرگ یاتاقان چرخشی از طریق یک کاهنده درگیر شود، بچرخند. کاهندههای این سه مکانیزم همگی به ترمزهای بسته معمولی مجهز شدهاند تا عملکرد عادی هر حرکت تضمین شود. از طریق عملکرد هماهنگ سه مکانیزم، میتوان بار را بلند کرد و در موقعیت مورد نیاز در محدوده کاری قرار داد.
سیستم الکتریکی برای رانندگی و کنترل از اجزای کنترلی مختلفی در جعبه کنترل الکتریکی تشکیل شده است تا یک سیستم کنترل را تشکیل دهد که از طریق دکمهها و دستههای روی کنسول در دو طرف صندلی کابین، کنترل و راهاندازی میشود. سیستم هیدرولیک از پمپها، موتورها، گروههای شیر، خطوط لوله و لوازم جانبی آنها برای کنترل و راهاندازی برخی از مکانیسمهای اجرایی تشکیل شده است. علاوه بر این، جرثقیلهای دریایی به دستگاههای کمکی مانند گذرگاهها و دستگاههای تهویه نیز مجهز هستند.
طبقهبندی و سایر ماشینآلات بارگیری و تخلیه
دستگاههای جرثقیل دریایی را میتوان به انواع سبک و سنگین تقسیم کرد. آنهایی که ظرفیت بالابری کمتر از 10 تن دارند، سبک و آنهایی که ظرفیت بالابری بیش از 10 تن دارند، سنگین هستند. ظرفیت بالابری با توجه به کاربرد کشتی تعیین میشود. برای کشتیهای باری خشک عمومی، ظرفیت بالابری جرثقیلهای سبک در حالت تک بوم 3 تا 5 تن و در حالت دو بوم 1.5 تا 3 تن است. برای کشتیهای باری خشک 10000 تنی، ظرفیت بالابری در حالت تک بوم میتواند به 10 تن و در حالت دو بوم میتواند به 5 تن برسد. کشتیهای چند منظوره مدرن نیاز به بارگیری و تخلیه کانتینر دارند، بنابراین ظرفیت بالابری جرثقیل باید حداقل قادر به بلند کردن یک کانتینر 20 فوتی (20 تن) باشد. جرثقیلهای سنگین برای بارگیری و تخلیه بارهای سنگین و بزرگ مانند ماشینآلات بزرگ و لوکوموتیوها استفاده میشوند. عموماً، ۱ تا ۲ دکل سنگین روی کشتیهای باری نصب میشود که ظرفیت بالابری آنها عمدتاً ۱۰ تا ۶۰ تن، برخی ۶۰ تا ۱۵۰ تن و برخی تا ۳۰۰ تن است. هر انبار بار یک کشتی باری خشک عمومی به دو دکل سبک و هر انبار بار یک کشتی باری خشک غولپیکر اغلب به چهار دکل مجهز است.
جرثقیلهای عرشهایروی عرشه بالایی کشتی نصب میشوند و ساختاری جمع و جور دارند که به کشتی اجازه میدهد از فضای بیشتری از عرشه استفاده کند و تأثیر کمی بر دید از پل فرماندهی دارند. کار با آنها آسان است، راندمان بارگیری و تخلیه بالایی دارند، انعطافپذیر هستند و قبل از کار به آمادهسازی کمی نیاز دارند، بنابراین به طور فزایندهای مورد استفاده قرار میگیرند. انواع رایج آنها شامل جرثقیلهای ثابت چرخشی، جرثقیلهای متحرک چرخشی و جرثقیلهای دروازهای با حالتهای انتقال قدرت الکتریکی و الکتروهیدرولیکی است.
جرثقیلهای ثابت گردانپرکاربردترین آنها هستند که میتوانند به تنهایی یا به صورت جفت در سمت چپ و راست کار کنند و ظرفیت بالابری آنها عموماً 3 تا 5 تن است. در کشتیهای چند منظوره، یک جرثقیل تکی باید یک کانتینر 20 فوتی و یک جرثقیل دوتایی باید یک کانتینر 40 فوتی (30 تنی) را بلند کند، بنابراین ظرفیت بالابری آنها میتواند به 25 تا 30 تن برسد. جرثقیلهای چرخشی متحرک زمانی استفاده میشوند که بارگیری و تخلیه بار نیاز به دهانه بزرگی داشته باشد و مطلوب باشد که بوم جرثقیل خیلی بلند نباشد، که دو نوع دارند: حرکت عرضی و طولی در امتداد کشتی. جرثقیلهای دروازهای به طور گسترده در کشتیهای کانتینری کامل و کشتیهای حمل بار بارج، معمولاً از نوع چهار پا یا نوع C، استفاده میشوند. آنها دارای یک بوم قابل افزایش، یک تیر بالابر، یک پل متحرک و یک کابین هستند. تیر اصلی افقی پل بالاتر از کانتینرهای چیده شده روی عرشه است و مجهز به یک دستگاه موقعیتیابی خودکار است که میتواند کانتینرها را به طور دقیق در شبکههای کانتینری قرار دهد یا آنها را در حین بارگیری روی عرشه بچیند. تعداد جرثقیلهای دروازهای روی کشتیهای باربری بیشتر از کشتیهای کانتینری است و ظرفیت بالابری آنها تا چند صد تن میرسد.
علاوه بر جرثقیلهای دریایی، سایر ماشینآلات بارگیری و تخلیه عمدتاً شامل آسانسورها، بالابرها و نوار نقالهها میشوند. آسانسورها به صورت عمودی روی کشتی در امتداد ریلهای راهنما حرکت میکنند و برای بلند کردن و پایین آوردن کالا بین عرشهها استفاده میشوند. به عنوان مثال، کشتیهای رول-آن/رول-آف اغلب از آسانسورها برای اتصال عرشههای مختلف برای حمل کالا، از جمله نوع قیچی و نوع زنجیری، با طول 9 تا 18.5 متر و عرض 3 تا 5 متر استفاده میکنند. برخی از کشتیهای باری نیز از آنها برای بارگیری و تخلیه بارجها استفاده میکنند، اما ظرفیت بالابری آنها بسیار بیشتر از کشتیهای رول-آن/رول-آف است. بالابرها به طور مداوم کالاها را در جهت عمودی یا شیب زیاد حمل میکنند و نوار نقالهها به طور مداوم کالاها را در جهت افقی یا شیب کم حمل میکنند. این دو نوع ماشینآلات بیشتر در کشتیهای خود تخلیه یا کشتیهایی که از طریق درب جانبی بارگیری و تخلیه میشوند، استفاده میشوند.
جرثقیلهای دریایی با ساختارهای متنوع، عملکردهای غنی و ویژگیهای سازگاری با سناریوهای مختلف، به تجهیزات کلیدی ضروری در عملیات کشتی تبدیل شدهاند. با توسعه حمل و نقل کشتی و مهندسی دریایی، آنها از نظر کارایی و هوشمندی به پیشرفت خود ادامه خواهند داد و به طور مداوم به حمل و نقل و عملیات دریایی کارآمد کمک خواهند کرد.
زمان ارسال: ۸ آگوست ۲۰۲۵
