Op het gebied van havenmachines,scheepskranenZe spelen een cruciale rol als kernuitrusting voor schepen die betrokken zijn bij het laden en lossen van vracht. Ook wel bekend als scheepskranen of hijskranen, worden ze voornamelijk op schepen geïnstalleerd om verschillende soorten vracht te hanteren en worden ze beschouwd als de belangrijkste dekmachines voor scheepsbouwactiviteiten. Deze kranen kenmerken zich door een compacte structuur, een aantrekkelijk uiterlijk, veiligheid, betrouwbaarheid, energie-efficiëntie, milieuvriendelijkheid en uitstekende manoeuvreerbaarheid. Hun gieken zijn er in verschillende vormen, waaronderrechte gieken, telescopische gieken, Enopklapbare giekenEn hun methoden voor het regelen van de stroomvoorziening zijn divers, zoals handmatig, elektrisch en elektrohydraulisch.
Scheepskranen zijn speciale machines die transportwerkzaamheden uitvoeren in de maritieme omgeving. Ze vervullen belangrijke taken zoals het overladen van lading tussen schepen, bevoorrading op zee en het plaatsen en ophalen van onderwaterapparatuur. De specifieke omstandigheden op zee brengen echter aanzienlijke uitdagingen met zich mee voor de besturing van scheepskranen. Enerzijds moeten ze, net als bij kraaninstallaties op land, de slingering van de last tijdens het transport beheersen om positioneringsnauwkeurigheid en transportefficiëntie te garanderen. Anderzijds, omdat kranen vast op bewegende platforms zoals schepen staan, heeft de beweging van het platform een grote invloed op de beweging van de last. In veel gevallen wijken de bewegingen van de hijs- en lospunten van de last af van die van de kraan zelf. Tijdens de werkzaamheden zullen zowel het kraanschip als het ontvangende schip stampen, rollen en deinen als gevolg van de golven, waardoor de last gaat slingeren. Tijdens het hijsen en laten zakken kan de beweging van het schip er gemakkelijk voor zorgen dat de gehesen last opnieuw tegen het dek botst, of dat de last die al is neergelaten maar nog niet van de haak is losgekoppeld, weer in de lucht blijft hangen, wat de operationele veiligheid in gevaar brengt. Vooral tijdens de munitieaanvoer tussen schepen kan een dergelijke gekoppelde beweging tot ernstige gevolgen leiden. Daarom heeft de besturing van scheepskranen wereldwijd veel aandacht gekregen van zowel militaire als civiele maritieme ingenieurs. Onderzoek naar de besturing van dergelijke niet-lineaire, sterk gekoppelde onderaangedreven systemen onder specifieke verstoringen is van grote theoretische waarde en universeel belang.
De besturing van scheepskranen richt zich hoofdzakelijk op twee aspecten: verticale besturing om de impact van rompbewegingen te verminderen en laterale anti-zwaai om het slingeren van de last te beperken. Voor verticale besturing is een veelgebruikte methode het verbinden van het ontvangende schip via de mechanische structuur van de kraan.kraanschipZe detecteren hun relatieve beweging en synchroniseren de verandering in de lengte van de hijskabel met de deining van het ontvangende schip, waardoor de relatieve beweging tussen de twee schepen wordt gecompenseerd en het hijsen en transporteren van de lading wordt voltooid. Deze methode stelt echter speciale eisen aan de mechanische constructie van de kraan en legt aanzienlijke beperkingen op aan het hijsgewicht.
Samenstelling en bedieningsmodi
Qua onderdelen is de derrick een traditioneel laad- en losapparaat, bestaande uit een derrick, een laadarm (of laadmast), tuigage en een lier (of laadlier), enzovoort. Ondanks de vele touwen en de omslachtige bediening wordt de derrick veel gebruikt vanwege de eenvoudige structuur, het gemakkelijke productieproces en de lage kosten. Er zijn twee manieren om vracht te laden en te lossen met behulp van de derrick: met één laadarm en met twee laadarmen.
Bij een enkelarmige hijsoperatie wordt één hijskraan gebruikt om de lading te laden en te lossen. Nadat de lading is gehesen, wordt de tuikabel aangetrokken om de lading met de hijskraan naar de buitenkant van het schip of het luik te laten zwenken. Vervolgens wordt de lading neergelaten en draait de hijskraan terug naar zijn oorspronkelijke positie, waarna dit proces zich herhaalt. Elke keer moet de hijskraan met de tuikabel worden gezwenkt, wat resulteert in een lage efficiëntie en een hoge arbeidsintensiteit. Bij een dubbelarmige hijsoperatie worden twee hijskranen gebruikt: één boven het luik en de andere uitgeschoven over de buitenkant van het schip. De hijskranen worden met tuikabels in een bepaalde werkpositie vastgezet en de hijskabels van beide hijskranen zijn met dezelfde haak verbonden. Door de twee hijskabels respectievelijk in te trekken en los te laten, kan de lading van het schip naar de kade worden gelost of van de kade op het schip worden geladen. De laad- en losefficiëntie van de dubbelarmige hijsoperatie is hoger dan die van de enkelarmige hijsoperatie en de arbeidsintensiteit is lager.
Verbeterde hijskranen verschenen later. De dubbele hijskraan is een verbetering ten opzichte van de kraan met enkele giek, met alleen een hijskabel en twee sets gescheiden bovendelen (links en rechts). De kraan wordt bediend door één hijslier en twee bovendelenlieren, wat de bediening vereenvoudigt en zorgt voor een hoge laad- en loscapaciteit. De Abel-kraan is een verbetering ten opzichte van de dubbele hijskraan, met een hijslier, bovendelenlieren en tuilieren. Met behulp van de lieren kan de kraan snel in elke gewenste positie worden geplaatst en kan de lading ook op vaste punten binnen de werkradius van de kraan worden gehesen en neergelaten. Dit is een belangrijke stap richting volledige automatisering van het laden en lossen van lading.
Toepassingen en structurele kenmerken
Scheepskranenworden veelvuldig gebruikt in bulkcarriers, containerschepen, olietankers, multifunctionele schepen, enz. Zoals bijvoorbeeld:vrachtkranenop bulkcarriers en containerschepen, slangkranen op olietankers, endekkranenOp multifunctionele schepen. In tegenstelling tot kranen op het land, worden scheepskranen geïnstalleerd op instabiele schepen. Tijdens het gebruik helt en schommelt het schip, en de werkomgeving is ruw, met erosie door zeewind en zeewater. Zelfs wanneer ze niet in gebruik zijn, moeten ze bestand zijn tegen externe krachten zoals wind, sneeuw, golven, schommelen, stampen en schokken tijdens de vaart van het schip.
Ze zijn er in verschillende constructievormen, waaronder zwenkkranen, verrijdbare kranen, kranen met staalkabelbediening, kranen met cilinderbediening, telescopische gieken, vouwgiekkranen, A-framekranen en composietkranen; en er zijn verschillende aandrijfmethoden, zoals elektrisch, elektrohydraulisch, elektropneumatisch, aangedreven door een benzine- (of diesel)motor en handmatig aangedreven, enz. Een typisch voorbeeld is de elektrohydraulische scheepskraan die wordt gebruikt voor het laden en lossen van lading op bulkcarriers.
De dragende constructies van scheepskranen, zoals de basiskolom, de torenromp en de giek, bestaan grotendeels uit gelaste constructieonderdelen van stalen platen. Het onderste deel van de basiskolom is aan de scheepsromp gelast om de zwaartekracht van de kraan op te vangen, en het bovenste deel is voorzien van een draailager. De torenromp is een ondersteunende constructie, waarvan het onderste deel is verbonden met het draailager en scharnierend aan de giek is bevestigd. Het bovenste deel is voorzien van katrollen waaraan stalen kabels zijn bevestigd. De binnenkant dient als machinekamer en de cabine bevindt zich aan de voorzijde. De giek is een vakwerkconstructie die wordt gebruikt om zware objecten te ondersteunen.
De bedieningsmechanismen van scheepskranen omvatten het hijsmechanisme, het giekverstelmechanisme en het zwenkmechanisme. Het hijsmechanisme zorgt voor het heffen door de trommel via een reductiekast te laten roteren, waarbij de staalkabel wordt ingetrokken en losgelaten om de haak omhoog en omlaag te bewegen. Het giekverstelmechanisme zorgt ervoor dat de giek rond het onderste scharnierpunt op en neer kan draaien om de hoek te veranderen. De trommel wordt via een reductiekast opnieuw door een motor aangedreven, waarbij de staalkabel wordt ingetrokken en losgelaten, waardoor de haak met verschillende amplitudes kan zwenken. Het zwenkmechanisme zorgt ervoor dat de toren en de giek roteren door de rondsel via een reductiekast in het grote tandwiel van het zwenklager te laten grijpen. De reductiekasten van deze drie mechanismen zijn alle voorzien van normaal gesloten remmen om een normale werking van elke beweging te garanderen. Door de gecoördineerde werking van de drie mechanismen kan de last binnen het werkbereik worden gehesen en op de gewenste positie worden geplaatst.
Het elektrische systeem voor de aandrijving en besturing bestaat uit diverse besturingscomponenten in de elektrische schakelkast, die samen een besturingssysteem vormen. Dit systeem wordt bediend en bestuurd via knoppen en hendels op de console aan weerszijden van de cabine. Het hydraulische systeem bestaat uit pompen, motoren, ventielgroepen, leidingen en bijbehorende accessoires voor de aansturing en aandrijving van diverse uitvoerende mechanismen. Daarnaast zijn scheepskranen ook uitgerust met hulpapparatuur zoals doorgangen en ventilatiesystemen.
Sorteer- en andere laad- en losmachines
De hijskranen van scheepskranen kunnen worden onderverdeeld in lichte en zware uitvoeringen. Hijskranen met een hefvermogen van minder dan 10 ton zijn licht, terwijl hijskranen met een hefvermogen van meer dan 10 ton zwaar zijn. Het hefvermogen wordt bepaald door het doel van het schip. Voor algemene droge lading schepen is het hefvermogen van lichte hijskranen bij enkelvoudige giekuitvoering 3-5 ton en bij dubbele giekuitvoering 1,5-3 ton; voor droge lading schepen van 10.000 ton kan het hefvermogen bij enkelvoudige giekuitvoering oplopen tot 10 ton en bij dubbele giekuitvoering tot 5 ton. Moderne multifunctionele schepen moeten containers laden en lossen, dus het hefvermogen van de hijskraan moet minimaal voldoende zijn om een 20-voets container (20 ton) te tillen. Zware hijskranen worden gebruikt voor het laden en lossen van zware en grote ladingen, zoals grote machines en locomotieven. Over het algemeen zijn er 1 à 2 zware hijskranen geïnstalleerd op vrachtschepen, met een hefvermogen van meestal 10 tot 60 ton, sommige 60 tot 150 ton en enkele tot wel 300 ton. Elk laadruim van een standaard drogeladingschip is uitgerust met twee lichte hijskranen, en elk laadruim van een gigantisch drogeladingschip heeft er vaak vier.
DekkranenZe worden op het bovendek van het schip geïnstalleerd en hebben een compacte constructie, waardoor het schip meer dekruimte kan benutten en het zicht vanaf de brug nauwelijks wordt belemmerd. Ze zijn eenvoudig te bedienen, hebben een hoge laad- en loscapaciteit, zijn flexibel en vereisen weinig voorbereiding voor gebruik, waardoor ze steeds vaker worden ingezet. Veelvoorkomende typen zijn vaste zwenkkranen, mobiele zwenkkranen en portaalkranen, met elektrische en elektrohydraulische aandrijving.
Vaste zwenkkranenKranen met één arm zijn het meest gangbaar. Ze kunnen aan de linker- en rechterkant afzonderlijk of in paren werken en hebben een hefvermogen van doorgaans 3 tot 5 ton. Op multifunctionele schepen moet een enkele kraan een 20-voets container tillen en een dubbele kraan een 40-voets container (30 ton), waardoor hun hefvermogen 25 tot 30 ton kan bedragen. Mobiele zwenkkranen worden gebruikt wanneer het laden en lossen van lading een grote overspanning vereist en de kraanarm niet te lang mag zijn. Er zijn twee typen: dwars en in de lengte van het schip bewegend. Portaalkranen worden veel gebruikt op containerschepen en binnenvaartschepen, meestal van het vierpotige of C-type. Ze hebben een uitschuifbare arm, een hijsbalk, een beweegbare brug en een cabine. De horizontale hoofdbalk van de brug bevindt zich hoger dan de op het dek gestapelde containers en is uitgerust met een automatisch positioneringssysteem dat de containers nauwkeurig in de containerrekken kan plaatsen of op het dek kan stapelen tijdens het laden. Op binnenvaartschepen bevinden zich meer portaalkranen dan op containerschepen, met een hefvermogen tot wel enkele honderden tonnen.
Naast scheepskranen omvat de laad- en losmachinerie voornamelijk liften, takels en transportbanden. Liften bewegen verticaal over geleiderails op het schip en worden gebruikt om goederen tussen dekken te heffen en te laten zakken. Roll-on/roll-off-schepen gebruiken bijvoorbeeld vaak liften om verschillende dekken met elkaar te verbinden voor het transport van goederen. Het gaat hierbij om schaarliften en kettingliften met een lengte van 9 tot 18,5 meter en een breedte van 3 tot 5 meter. Sommige binnenvaartschepen gebruiken ze ook voor het laden en lossen van binnenvaartschepen, maar hun hefvermogen is veel groter dan dat van roll-on/roll-off-schepen. Takels transporteren goederen continu in verticale of sterk hellende richting, terwijl transportbanden goederen continu in horizontale of licht hellende richting transporteren. Deze twee typen machines worden vooral gebruikt op zelflossende schepen of schepen die via een zijdeur worden geladen en gelost.
Met hun diverse structuren, rijke functionaliteiten en aanpassingsvermogen aan verschillende scenario's zijn scheepskranen onmisbare sleuteluitrusting geworden bij de scheepvaart. Met de ontwikkeling van scheepvaart en maritieme techniek zullen ze zich blijven verbeteren op het gebied van efficiëntie en intelligentie, en zo een continue bijdrage leveren aan efficiënt maritiem transport en operationele processen.
Geplaatst op: 8 augustus 2025
