A kikötői gépek területén,tengeri darukkulcsfontosságú szerepet játszanak a rakomány be- és kirakodásában részt vevő hajók alapvető berendezéseiként. Tengeri darukként vagy fúrótoronyként is ismertek, elsősorban hajókra telepítik őket különféle rakományok kezelésére, és a hajógyártási műveletek legfontosabb fedélzeti gépeinek tekintik őket. Ezek a daruk kompakt szerkezettel, vonzó megjelenéssel, biztonsággal, megbízhatósággal, energiahatékonysággal, környezetbarátsággal és kiváló manőverezhetőséggel rendelkeznek. Gémjeik különböző formákban kaphatók, beleértve a következőket:egyenes gémek, teleszkópos gémek, ésösszecsukható gémek; és az energiaforrás-vezérlési módszereik változatosak, például kézi, elektromos és elektrohidraulikus.
A tengeri daruk speciális berendezések, amelyek szállítási műveleteket végeznek a tengeri környezetben, olyan fontos feladatokat ellátva, mint a rakomány hajók közötti átrakodása, a tengeri ellátás, valamint a víz alatti üzemeltetési berendezések telepítése és kiemelése. A speciális tengeri alkalmazási környezet azonban jelentős kihívást jelent a tengeri daruk irányítása szempontjából. Egyrészt, a szárazföldi, alulműködtetett daruberendezésekhez hasonlóan, a szállítás során szabályozniuk kell a rakomány lengését a pozicionálási pontosság és a szállítási hatékonyság biztosítása érdekében; másrészt, mivel a daruk mozgó platformokon, például hajókon vannak rögzítve, a platform mozgása erősen befolyásolja a rakomány mozgását, és sok esetben a rakomány emelési és leszállási pontjainak mozgása gyakran eltér magától a darutól. Működés közben mind a daruhajó, mind a fogadó hajó bólogat, dől és emelkedik az óceán hullámai miatt, ami a rakomány lengését okozza. Emelés és süllyesztés közben a hajó mozgása könnyen okozhatja, hogy a felemelt rakomány ismét ütközik a fedélzettel, vagy hogy a leengedett, de a horogról még le nem választott rakomány ismét a levegőben lóg, veszélyeztetve az üzembiztonságot. Különösen a hajók közötti lőszerellátás során az ilyen kapcsolt mozgás súlyosabb következményekkel járhat. Ezért a tengeri daruk vezérlése széles körű figyelmet keltett a katonai és a polgári tengerészeti mérnöki szektorban világszerte, és az ilyen nemlineáris, erősen csatolt alulaktuált rendszerek speciális zavarok alatti vezérlésének kutatása nagy elméleti értékkel és egyetemes jelentőséggel bír.
A tengeri daruk vezérlése főként két szempontra összpontosít: a függőleges vezérlésre a hajótest mozgásának hatásának csökkentésére és az oldalirányú kilengés-gátlásra a rakomány lengésének elnyomására. A függőleges vezérléshez egy gyakori módszer a fogadó hajó csatlakoztatása a hajó mechanikai szerkezetén keresztül.daruhajó, érzékelik azok relatív mozgását, és szinkronizálják az emelőkötél hosszának változását a fogadó hajó emelési mozgásával, ezáltal kompenzálva a két hajó közötti relatív mozgást, és befejezve a rakomány emelését és szállítását. Ez a módszer azonban különleges követelményeket támaszt a daru mechanikai szerkezetével szemben, és jelentős korlátozásokat szab az emelősúlyra.
Összetétel és működési módok
Alkatrészeit tekintve a fúrótorony egy hagyományos rakománykezelő berendezés, amely egy fúrótoronyból, egy teherárbocból (vagy árbocból), kötélzetből és egy csörlőből (vagy tehercsörlőből) stb. áll. Annak ellenére, hogy számos kötéllel rendelkezik és nehézkes a kezelése, széles körben elterjedt egyszerű szerkezete, könnyű gyárthatósága és alacsony költsége miatt. A fúrótorony segítségével kétféleképpen lehet rakományt be- és kirakodni: egygémes és kétgémes működéssel.
Az egygémes működés egyetlen fúrótornyot használ a rakomány be- és kirakodásához. A rakomány felemelése után a feszítőkötelet meghúzzák, hogy a rakomány a fúrótornyommal együtt a külső motorhoz vagy a nyíláshoz kilengjen, majd a rakományt leengedik, és a fúrótornyot visszaforgatják eredeti helyzetébe, ezt a folyamatot megismételve. Minden alkalommal a fúrótornyot a feszítőkötéllel kell lengetni, ami alacsony hatékonyságot és magas munkaigényt eredményez. A duplagémes működés két fúrótornyot használ, az egyik a nyílás felett, a másik a külső motor fölé nyúlik. A fúrótornyokat feszítőkötelekkel rögzítik egy bizonyos munkahelyzetben, és a két fúrótorony emelőkötelei ugyanahhoz a horoghoz vannak csatlakoztatva. A két emelőkötél visszahúzásával és elengedésével a rakomány kirakodható a hajóból a dokkba, vagy a dokkból a hajóra rakható. A duplagémes működés be- és kirakodási hatékonysága magasabb, mint az egygémes működésé, és a munkaigény is alacsonyabb.
Később jelentek meg a továbbfejlesztett fúrótorony-eszközök. A dupla gémes emelőtorony-eszköz az egygémes működtetésű fúrótorony-eszköz továbbfejlesztése, csak emelőkötéllel és két, bal és jobb oldali, különálló felső emelővel. A fúrótornyot egy emelőcsörlő és két felső emelőcsörlő vezérli, amely könnyen kezelhető, és nagy a be- és kirakodási hatékonysága. Az Abel fúrótorony-eszköz a dupla gémes működtetésű fúrótorony-eszköz továbbfejlesztése, emelőcsörlővel, felső emelőkkel és feszítőkötél-csörlőkkel. A csörlők segítségével gyorsan képes a fúrótorony bármilyen pozícióba pozicionálni, és a fúrótorony munkasugarán belüli rögzített pontokon is képes emelni és süllyeszteni a rakományt, ami fontos lépés a rakomány be- és kirakodásának teljes automatizálása felé.
Alkalmazások és szerkezeti jellemzők
Tengeri darukszéles körben használják ömlesztettáru-szállító hajókban, konténerszállító hajókban, olajszállító tartályhajókban, többcélú hajókban stb., példáulteherdarukömlesztettáru-szállító hajókon és konténerszállító hajókon, olajszállító tartálykocsik tömlődaruiban, ésfedélzeti daruktöbbcélú hajókon. A szárazföldi darukkal összehasonlítva a tengeri darukat instabil hajókra szerelik fel. Üzem közben a hajó megdől és ringatózhat, a munkakörnyezet pedig zord, kitéve a tengeri szél és a tengervíz eróziójának; még üzemen kívül is ellen kell állniuk a hajó navigációja során fellépő külső erőknek, például szélnek, hónak, hullámoknak, ringatózódásnak, hánykolódásnak és ütéseknek.
Különböző szerkezeti formákban kaphatók, beleértve a forgógémes, mozgó, drótköteles, hengeres, teleszkópos, összecsukható, A-keretes és kompozit gémeket; és különféle hajtási módok léteznek, beleértve az elektromos, elektrohidraulikus, elektropneumatikus, benzinmotoros (dízel) és kézi hajtású stb. Tipikus példa erre az elektrohidraulikus tengeri daru, amelyet rakomány be- és kirakodására használnak ömlesztettáru-szállító hajókon.
A tengeri daruk teherhordó szerkezetei, mint például az alaposzlop, a toronytest és a gém, többnyire hegesztett szerkezeti elemek, fém acéllemezekből készülnek. Az alaposzlop alsó része a hajótesthez van hegesztve, hogy viselje a daru gravitációs terhelését, a felső része pedig forgócsapággyal van felszerelve; a toronytest egy tartószerkezet, amelynek alsó része a forgócsapágyhoz és a gémhez van csuklósan rögzítve, a felső részén acél drótkötelek mozognak, a belső teret gépházként használják, a fülke pedig elöl található; a gém egy rácsszerű szerkezet, amelyet nehéz tárgyak megtartására használnak.
A tengeri daruk végrehajtó mechanizmusai közé tartozik az emelőmechanizmus, a billenőmechanizmus és a forgómechanizmus. Az emelőmechanizmus az emelést a dobot egy reduktoron keresztül forgató motor hajtja, majd visszahúzza és elengedi az acél drótkötelet, így a horog fel-le mozog; a billenőmechanizmus a gémkarot az alsó csuklópont körül fel-le forgatja, ezáltal megváltoztatva a szöget, miközben a dobot egy reduktoron keresztül forgatja, majd visszahúzza és elengedi az acél drótkötelet, így a horog különböző amplitúdójú billenéseket hajt; a forgómechanizmus a fogaskereket hajtó motorral forgatja a toronytestet és a gémkarot, hogy azok egy reduktoron keresztül illeszkedjenek a forgócsapágy nagy fogaskerekéhez. Mindhárom mechanizmus reduktora alapállapotban zárt fékekkel van felszerelve, hogy biztosítsa az egyes mozgások normál működését. A három mechanizmus összehangolt működésének köszönhetően a teher felemelhető és a kívánt helyzetbe helyezhető a munkatartományon belül.
A vezetéshez és vezérléshez használt elektromos rendszer a vezérlődobozban található különféle vezérlőelemekből áll, így egy vezérlőrendszert alkot, amelyet a vezetőfülke ülésének mindkét oldalán található konzolon található gombokkal és fogantyúkkal lehet működtetni és vezérelni; a hidraulikus rendszer szivattyúkból, motorokból, szelepcsoportokból, csővezetékekből és azok tartozékaiból áll, amelyek bizonyos végrehajtó mechanizmusokat vezérelnek és működtetnek. Ezenkívül a tengeri daruk kiegészítő eszközökkel, például átjárókkal és szellőzőberendezésekkel is fel vannak szerelve.
Osztályozás és egyéb rakodó- és kirakodó gépek
A tengeri daruk fúrótorony-szerkezetei könnyű és nehéz teherbírású típusokra oszthatók. A 10 tonnánál kisebb teherbírásúak könnyű teherbírásúak, a 10 tonnánál nagyobb teherbírásúak pedig nehéz teherbírásúak. A teherbírást a hajó rendeltetése határozza meg. Általános szárazáru-szállító hajók esetében a könnyű teherbírású fúrótornyok teherbírása egygémes üzemben 3-5 tonna, kétgémes üzemben pedig 1,5-3 tonna; 10 000 tonnás szárazáru-szállító hajók esetében az teherbírás egygémes üzemben elérheti a 10 tonnát, kétgémes üzemben pedig az 5 tonnát. A modern többcélú hajóknak konténereket kell be- és kirakodniuk, ezért a fúrótorony teherbírásának legalább egy 20 lábas konténer (20 tonna) felemelésére kell képesnek lennie. A nagy teherbírású fúrótornyokat nehéz és nagyméretű rakományok, például nagy gépek és mozdonyok be- és kirakodására használják. Általában 1-2 nagy teherbírású fúrótornyot szerelnek fel teherhajókra, amelyek teherbírása többnyire 10-60 tonna, némelyik 60-150 tonna, néhány pedig akár 300 tonna is lehet. Egy általános szárazáru-szállító hajó minden rakterében két könnyű teherbírású fúrótorony található, míg egy óriás szárazáru-szállító hajó minden rakterében gyakran néggyel.
Fedélzeti darukA hajó felső fedélzetére vannak telepítve, kompakt szerkezettel, amely lehetővé teszi a hajó számára a fedélzet nagyobb területének kihasználását, és kevéssé befolyásolja a hídról való kilátást. Könnyen kezelhetők, nagy a be- és kirakodási hatékonyságuk, rugalmasak, és üzemeltetés előtt kevés előkészítést igényelnek, így egyre szélesebb körben használják őket. Gyakori típusok a fix forgódaruk, a mobil forgódaruk és a portáldaruk, elektromos és elektrohidraulikus átviteli módokkal.
Fix forgódobos daruka legszélesebb körben használtak, amelyek önállóan vagy párosával is képesek bal és jobb oldalon működni, általában 3-5 tonna teherbírással. Többcélú hajókon egyetlen daruval egy 20 lábas konténert, egy dupla daruval pedig egy 40 lábas konténert (30 tonna) kell felemelni, így teherbírásuk elérheti a 25-30 tonnát. A mobil forgódarukat akkor használják, ha a rakomány be- és kirakodásához nagy fesztávolság szükséges, és kívánatos, hogy a darugém ne legyen túl hosszú, két típusuk van: keresztirányban és hosszirányban mozognak a hajó mentén. A bakdarukat széles körben használják teljes konténerszállító hajókon és uszályszállító hajókon, általában négylábú vagy C típusúak. Kihúzható gémjük, emelőgerendájuk, mozgatható hídjuk és fülkéjük van. A híd vízszintes főgerendája magasabban van, mint a fedélzeten egymásra rakott konténerek, és automatikus pozicionáló berendezéssel van felszerelve, amely pontosan képes elhelyezni a konténereket a konténerrácsokban, vagy egymásra rakni őket a fedélzeten rakodás közben. Több bakdaru található uszályszállító hajókon, mint konténerszállító hajókon, amelyek teherbírása akár több száz tonna is lehet.
A tengeri daruk mellett más be- és kirakodó gépek is főként felvonókat, emelőket és szállítószalagokat tartalmaznak. A felvonók függőlegesen mozognak a hajón vezetősínek mentén, és az áruk fedélzetek közötti emelésére és leengedésére szolgálnak. Például a roll-on/roll-off hajók gyakran használnak felvonókat a különböző fedélzetek összekapcsolására az áruk szállításához, beleértve az ollós és láncos típusúakat is, amelyek hossza 9-18,5 méter, szélessége pedig 3-5 méter. Egyes uszályszállító hajók is használják őket uszályok be- és kirakodására, de teherbírásuk sokkal nagyobb, mint a roll-on/roll-off hajóké. Az emelők folyamatosan szállítják az árut függőleges vagy nagy lejtős irányban, a szállítószalagok pedig folyamatosan szállítják az árut vízszintes vagy kis lejtős irányban. Ezt a két géptípust többnyire önkirakodó hajókon vagy oldalsó ajtón keresztül be- és kirakodó hajókon használják.
Sokféle szerkezetükkel, gazdag funkcióikkal és a különböző forgatókönyvekhez való alkalmazkodóképességükkel a tengeri daruk nélkülözhetetlen kulcsfontosságú felszereléssé váltak a hajózási műveletekben. A hajózási szállítás és a tengerészeti mérnöki fejlődéssel hatékonyságuk és intelligenciájuk továbbra is fejlődni fog, folyamatosan hozzájárulva a hatékony tengeri szállításhoz és üzemeltetéshez.
Közzététel ideje: 2025. augusztus 8.
