Uosto technikos srityje,jūriniai kranaiatlieka labai svarbų vaidmenį kaip pagrindinė įranga laivuose, atliekančiuose krovinių pakrovimo ir iškrovimo operacijas. Jie taip pat žinomi kaip jūriniai kranai arba bokštiniai kranai, jie daugiausia montuojami laivuose įvairių tipų kroviniams tvarkyti ir yra laikomi svarbiausiais denio įrenginiais laivų gamybos operacijose. Šie kranai pasižymi kompaktiška konstrukcija, patrauklia išvaizda, saugumu, patikimumu, energijos vartojimo efektyvumu, ekologiškumu ir puikiu manevringumu. Jų strėlės būna įvairių formų, įskaitanttiesios sijos, teleskopinės strėlėsirsulankstomos sijos; ir jų energijos šaltinių valdymo metodai yra įvairūs, pavyzdžiui, rankinis, elektrinis ir elektrohidraulinis.
Jūriniai kranai yra speciali įranga, atliekanti transportavimo operacijas jūrinėje aplinkoje, vykdydama tokias svarbias užduotis kaip krovinių perkėlimas tarp laivų, tiekimas jūroje, povandeninės įrangos dislokavimas ir iškėlimas. Tačiau speciali jūrinė taikymo aplinka kelia didelių iššūkių jūrinių kranų valdymui. Viena vertus, panašiai kaip ir sausumoje esanti nepakankamai valdoma kranų įranga, jie turi valdyti krovinio svyravimus transportavimo metu, kad būtų užtikrintas padėties nustatymo tikslumas ir transportavimo efektyvumas; kita vertus, kadangi kranai yra pritvirtinti prie judančių platformų, tokių kaip laivai, platformos judėjimas stipriai paveiks krovinio judėjimą, o daugeliu atvejų krovinio kėlimo ir nusileidimo taškų judėjimas dažnai skiriasi nuo paties krano judėjimo. Eksploatacijos metu tiek kraninis laivas, tiek priimantis laivas dėl vandenyno bangų svyruoja, siūbuoja ir kyla, todėl krovinys siūbuoja. Kėlimo ir nuleidimo metu laivo judėjimas gali lengvai sukelti pakelto krovinio susidūrimą su deniu arba nuleisto, bet dar nuo kablio neatkabinto krovinio vėl pakibimą ore, keliant grėsmę eksploatavimo saugumui. Ypač tiekiant amuniciją tarp laivų, toks sujungtas judėjimas gali sukelti rimtesnių pasekmių. Todėl jūrinių kranų valdymas sulaukė plataus karinio ir civilinio jūrų inžinerijos sektorių dėmesio visame pasaulyje, o tokių netiesinių, stipriai susietų nepakankamai aktyvintų sistemų valdymo tyrimai esant tam tikriems trikdžiams yra labai teoriškai vertingi ir universaliai svarbūs.
Jūrinių kranų valdymas daugiausia orientuotas į du aspektus: vertikalų valdymą, siekiant sumažinti korpuso judėjimo poveikį, ir šoninį siūbavimo slopinimą, siekiant slopinti krovinio siūbavimą. Vertikaliam valdymui įprastas metodas yra prijungti priimantį laivą per mechaninę korpuso konstrukciją.kranas laivas, pajusti jų santykinį judėjimą ir sinchronizuoti kėlimo lyno ilgio pokytį su priimančio laivo kėlimo judesiu, taip kompensuojant santykinį judėjimą tarp dviejų laivų ir užbaigiant krovinio kėlimą bei transportavimą. Tačiau šis metodas turi specialių reikalavimų krano mechaninei konstrukcijai ir nustato didelius kėlimo svorio apribojimus.
Sudėtis ir veikimo režimai
Kalbant apie komponentus, bokštinis kranas yra tradicinė krovinių tvarkymo įranga, susidedanti iš bokštinio krano, krovininio strėlės (arba krovininio stiebo), takelažo ir gervės (arba krovininio keltuvo) ir kt. Nepaisant daugybės lynų ir sudėtingumo valdyti, jis buvo plačiai naudojamas dėl paprastos konstrukcijos, lengvo gamybos ir mažos kainos. Yra du krovinių pakrovimo ir iškrovimo naudojant bokštinį kraną būdai: veikimas su viena strėle ir veikimas su dviem strėlėmis.
Vienos gijos režimu kroviniui pakrauti ir iškrauti naudojamas vienas bokštinis keltuvas. Pakėlus krovinį, patraukiama tvirtinimo virvė, kad krovinys kartu su bokštiniu keltuvu pasisuks į išorinį variklį arba liuką, tada krovinys nuleidžiamas, o bokštinis keltuvas grąžinamas į pradinę padėtį, šį procesą kartojant. Kiekvieną kartą bokštinį keltuvą reikia pasukti tvirtinimo virve, todėl efektyvumas mažas, o darbo sąnaudos didelės. Dviejų gijų režimu naudojami du bokštiniai keltuvai: vienas virš liuko, o kitas ištiestas virš išorinio variklio. Bokštiniai keltuvai tam tikroje darbinėje padėtyje pritvirtinami tvirtinimo virvėmis, o abiejų bokštinių keltuvų kėlimo virvės sujungtos su tuo pačiu kabliu. Atitinkamai įtraukiant ir atleidžiant du kėlimo virves, krovinį galima iškrauti iš laivo į doką arba pakrauti iš doko į laivą. Dviejų gijų režimo pakrovimo ir iškrovimo efektyvumas yra didesnis nei vienos gijos režimo, o darbo sąnaudos taip pat mažesnės.
Vėliau atsirado patobulinti bokštinio gręžinio įrenginiai. Dvigubo viršutinio kėlimo bokštinis įrenginys yra patobulintas, palyginti su vienos strėlės valdomu bokštiniu gręžinio įrenginiu, turintis tik kėlimo lyną ir du atskirus kairiojo bei dešiniojo viršutinių keltuvų komplektus. Tornis valdomas viena kėlimo gerve ir dviem viršutinio kėlimo gervėmis, kurias lengva valdyti ir kurios pasižymi dideliu pakrovimo bei iškrovimo efektyvumu. Abelio bokštinio gręžinio įrenginys yra patobulintas, palyginti su dvigubos strėlės valdomu bokštiniu gręžinio įrenginiu, turintis kėlimo gervę, viršutinius keltuvus ir lynines gerves. Gervių pagalba jis gali greitai pastatyti bokštinį gręžinį į bet kurią padėtį, taip pat gali pakelti ir nuleisti krovinį fiksuotuose taškuose bokštinio gręžinio veikimo spindulyje, o tai yra svarbus žingsnis link visiško krovinių pakrovimo ir iškrovimo automatizavimo.
Taikymas ir struktūrinės charakteristikos
Jūrų kranaiyra plačiai naudojami birių krovinių laivuose, konteinervežiuose, naftos tanklaiviuose, daugiafunkciuose laivuose ir kt., pavyzdžiui,krovininiai kranaiant birių krovinių laivų ir konteinervežių, naftos tanklaivių žarnų kranų irdenio kranaidaugiafunkciuose laivuose. Palyginti su sausumos kranais, jūriniai kranai įrengiami nestabiliuose laivuose. Eksploatacijos metu laivas pasvyra ir siūbuoja, o darbo aplinka yra atšiauri, veikiama jūros vėjo ir jūros vandens erozijos; net ir neeksploatuojant, jie turi atlaikyti išorines jėgas, tokias kaip vėjas, sniegas, bangos, siūbavimas, blaškymasis ir smūgiai laivo navigacijos metu.
Jie būna įvairių konstrukcinių formų, įskaitant strėlės pasukimo, važiuojamosios, vielinio lyno, cilindro, teleskopinės strėlės, sulankstomos strėlės, A formos rėmo ir kompozicinio tipo; taip pat yra įvairių pavaros būdų, įskaitant elektrinius, elektrohidraulinius, elektropneumatinius, benzininio (dyzelinio) variklio ir rankinius ir kt. Tipiškas pavyzdys yra elektrohidraulinis jūrinis kranas, naudojamas kroviniams pakrauti ir iškrauti iš biriųjų krovinių laivų.
Jūrinių kranų laikančiosios konstrukcijos, tokios kaip pagrindinė kolona, bokšto korpusas ir strėlė, dažniausiai yra suvirintos konstrukcinės dalys, pagamintos iš metalinių plieninių plokščių. Apatinė pagrindinės kolonos dalis yra privirinta prie laivo korpuso, kad išlaikytų krano gravitacijos apkrovą, o viršutinėje dalyje yra sumontuotas pasukamasis guolis; bokšto korpusas yra atraminė konstrukcija, kurios apatinė dalis sujungta su pasukamuoju guoliu ir vyriais pritvirtinta prie strėlės, viršutinėje dalyje juda skriemulių bloko plieniniai lynai, vidus naudojamas kaip mašinų skyrius, o kabina yra priekyje; strėlė yra santvaros tipo konstrukcija, naudojama sunkiems daiktams laikyti.
Jūrinių kranų vykdomieji mechanizmai apima kėlimo mechanizmą, pakėlimo mechanizmą ir pasukimo mechanizmą. Kėlimo mechanizmas įgyvendina kėlimą varikliu, kuris varo būgną per reduktorių, įtraukdamas ir atleisdamas plieninį lyną, kad kablys judėtų aukštyn ir žemyn; pakėlimo mechanizmas priverčia strėlę suktis aukštyn ir žemyn aplink apatinį vyrio tašką, kad variklis varo būgną per reduktorių, įtraukdamas ir atleisdamas plieninį lyną, kad kablys galėtų pakelti skirtingu amplitudės kampu; pasukimo mechanizmas priverčia bokšto korpusą ir strėlę suktis varikliu, kuris varo krumpliaratį, kad jie per reduktorių susijungtų su didele pasukamojo guolio pavara. Visų šių trijų mechanizmų reduktoriai turi normaliai uždarus stabdžius, kad būtų užtikrintas normalus kiekvieno judesio veikimas. Dėl suderinto trijų mechanizmų veikimo krovinį galima pakelti ir pastatyti reikiamoje padėtyje darbiniame diapazone.
Elektrinė vairavimo ir valdymo sistema sudaryta iš įvairių valdymo komponentų, esančių elektrinėje valdymo dėžutėje, sudarančią valdymo sistemą, kuri valdoma ir valdoma mygtukais ir rankenomis, esančiomis ant konsolės abiejose kabinos sėdynės pusėse; hidraulinę sistemą sudaro siurbliai, varikliai, vožtuvų grupės, vamzdynai ir jų priedai, skirti valdyti ir varyti kai kuriuos vykdomuosius mechanizmus. Be to, jūriniai kranai taip pat aprūpinti pagalbiniais įtaisais, tokiais kaip praėjimai ir vėdinimo įtaisai.
Klasifikavimas ir kita pakrovimo ir iškrovimo technika
Jūrinių kranų bokštinius kranus galima suskirstyti į lengvuosius ir sunkiuosius. Lengvieji kranai, kurių keliamoji galia mažesnė nei 10 tonų, yra lengvieji, o didesni nei 10 tonų – sunkiieji. Keliamoji galia priklauso nuo laivo paskirties. Bendrųjų sausakrūvių laivų lengvųjų bokštinių kranų keliamoji galia, kai jie veikia su viena gika, yra 3–5 tonos, o kai jie veikia su dviem giklėmis – 1,5–3 tonos; 10 000 tonų sausakrūvių laivų keliamoji galia, kai jie veikia su viena gika, gali siekti 10 tonų, o kai jie veikia su dviem giklėmis – 5 tonas. Šiuolaikiniai daugiafunkciai laivai turi pakrauti ir iškrauti konteinerius, todėl bokštinio krano keliamoji galia turi būti bent tokia, kad būtų galima pakelti 20 pėdų konteinerį (20 tonų). Sunkieji bokštiniai kranai naudojami sunkiems ir dideliems kroviniams, pavyzdžiui, didelėms mašinoms ir lokomotyvams, pakrauti ir iškrauti. Paprastai krovininiuose laivuose įrengiama 1–2 sunkiosios paskirties bokštai, kurių keliamoji galia dažniausiai siekia 10–60 tonų, kai kurių – 60–150 tonų, o kelių – iki 300 tonų. Kiekviename bendrosios paskirties sausakrūvių laivo krovinių skyriuje įrengta po du lengvuosius bokštus, o kiekviename didelio sausakrūvių laivo krovinių skyriuje dažnai būna keturi.
Denio kranaiĮrengiami viršutiniame laivo denyje, pasižymi kompaktiška konstrukcija, leidžiančia laivui išnaudoti daugiau denio ploto ir mažai veikiančia matomumą nuo tiltelio. Juos lengva valdyti, jie pasižymi dideliu pakrovimo ir iškrovimo efektyvumu, yra lankstūs ir nereikalauja daug paruošimo prieš eksploatavimą, todėl jie vis plačiau naudojami. Įprasti tipai yra stacionarūs pasukamieji kranai, mobilūs pasukamieji kranai ir portaliniai kranai, kurių perdavimo režimai yra elektrinė ir elektrohidraulinė.
Fiksuoto pasukimo kranaiyra plačiausiai naudojami, kurie gali veikti kairėje ir dešinėje pusėse atskirai arba poromis, o jų keliamoji galia paprastai siekia 3–5 tonas. Daugiafunkciuose laivuose vienas kranas turi pakelti 20 pėdų konteinerį, o dvigubas kranas – 40 pėdų konteinerį (30 tonų), todėl jų keliamoji galia gali siekti 25–30 tonų. Mobilieji pasukamieji kranai naudojami, kai krovinio pakrovimui ir iškrovimui reikalingas didelis tarpatramis ir pageidautina, kad krano strėlė nebūtų per ilga, jie būna dviejų tipų: judantys skersai ir išilgai laivo. Portaliniai kranai plačiai naudojami pilnų konteinerių laivuose ir baržų laivuose, dažniausiai keturkojiuose arba C tipo. Jie turi ištraukiamą strėlę, kėlimo siją, judantį tiltelį ir kabiną. Horizontali tiltelio pagrindinė sija yra aukštesnė už denyje sukrautus konteinerius ir yra aprūpinta automatiniu padėties nustatymo įtaisu, kuris pakrovimo metu gali tiksliai sudėti konteinerius į konteinerių groteles arba sukrauti juos denyje. Baržų laivuose yra daugiau portalinių kranų nei konteinervežiuose, kurių keliamoji galia siekia iki kelių šimtų tonų.
Be jūrinių kranų, kitos pakrovimo ir iškrovimo mašinos daugiausia apima elevatorius, keltuvus ir konvejerius. Elevatoriai laive juda vertikaliai kreipiančiosiomis bėgiais ir naudojami kroviniams kelti ir nuleisti tarp denių. Pavyzdžiui, riedamieji laivai dažnai naudoja keltuvus įvairiems deniams kroviniams gabenti sujungti, įskaitant žirklinius ir grandininius, kurių ilgis yra 9–18,5 metro, o plotis – 3–5 metrai. Kai kurie baržų vežėjai juos taip pat naudoja baržoms pakrauti ir iškrauti, tačiau jų keliamoji galia yra daug didesnė nei riedamųjų laivų. Keltuvai nuolat transportuoja prekes vertikalia arba didele nuolydžio kryptimi, o konvejeriai nuolat transportuoja prekes horizontalia arba maža nuolydžio kryptimi. Šių dviejų tipų mašinos dažniausiai naudojamos savaiminio išsikrovimo laivuose arba laivuose, kurie pakraunami ir iškraunami per šonines duris.
Dėl įvairių konstrukcijų, gausių funkcijų ir gebėjimo prisitaikyti prie skirtingų scenarijų, jūriniai kranai tapo nepakeičiama pagrindine laivų eksploatavimo įranga. Tobulėjant laivų transportui ir jūrų inžinerijai, jie ir toliau tobulės efektyvumo ir išmanumo požiūriu, nuolat prisidėdami prie efektyvaus jūrų transporto ir eksploatavimo.
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 8 d.
