Innen havnemaskineri,marine kranerspiller en avgjørende rolle som kjerneutstyr for skip som driver med lasting og lossing av last. De er også kjent som marinekraner eller borerigger, og installeres primært på skip for å håndtere ulike typer last, og regnes som det viktigste dekksmaskineriet for skipsproduksjon. Disse kranene har en kompakt struktur, et attraktivt utseende, sikkerhet, pålitelighet, energieffektivitet, miljøvennlighet og utmerket manøvrerbarhet. Bommene deres kommer i forskjellige former, inkludertrette bommer, teleskopiske bommer, ogsammenleggbare bommer; og metodene deres for strømkildekontroll er forskjellige, for eksempel manuell, elektrisk og elektrohydraulisk.
Marinekraner er spesialutstyr som utfører transportoperasjoner i det maritime miljøet, og påtar seg viktige oppgaver som lastoverføring mellom skip, offshoreforsyning og utplassering og berging av undervannsoperasjonsutstyr. Imidlertid byr det spesielle marine bruksmiljøet på betydelige utfordringer for kontrollen av marinekraner. På den ene siden, i likhet med landbasert underaktivert kranutstyr, må de kontrollere lastens svingning under transport for å sikre posisjoneringsnøyaktighet og transporteffektivitet. På den annen side, siden kraner er festet på bevegelige plattformer som skip, vil plattformens bevegelse sterkt påvirke lastens bevegelse, og i mange tilfeller er bevegelsen til lastens løfte- og landingspunkter ofte forskjellig fra selve kranens. Under drift vil både kranskipet og mottakerskipet vippe, rulle og heve seg på grunn av havbølger, noe som får lasten til å svinge. Under løfting og senking kan skipets bevegelse lett føre til at den løftede lasten kolliderer med dekket igjen, eller føre til at lasten som er senket, men ennå ikke løsnet fra kroken, henger i luften igjen, noe som truer driftssikkerheten. Spesielt under ammunisjonsforsyning mellom skip kan slik koblet bevegelse føre til mer alvorlige konsekvenser. Derfor har styringen av marinekraner fått bred oppmerksomhet fra militære og sivile maritime ingeniørsektorer over hele verden, og forskning på styringen av slike ikke-lineære, sterkt koblede underaktive systemer under spesielle forstyrrelser er av stor teoretisk verdi og universell betydning.
Kontrollen av marinekraner fokuserer hovedsakelig på to aspekter: vertikal kontroll for å redusere virkningen av skrogbevegelse og lateral anti-svingning for å undertrykke lastens svingning. For vertikal kontroll er en vanlig metode å koble mottakerskipet gjennom den mekaniske strukturen tilkranskip, registrere deres relative bevegelse og synkronisere endringen i lengden på løftetauet med hivbevegelsen til mottakerskipet, og dermed kompensere for den relative bevegelsen mellom de to skipene og fullføre løfting og transport av lasten. Denne metoden har imidlertid spesielle krav til kranens mekaniske struktur og pålegger betydelige begrensninger på løftevekten.
Komposisjons- og driftsmoduser
Når det gjelder komponenter, er borertårninnretningen et tradisjonelt lasthåndteringsutstyr, bestående av en borertårn, en lastebom (eller lastemast), rigg og en vinsj (eller lastevinsj), osv. Til tross for at den har mange tau og er tungvint å betjene, har den blitt mye brukt på grunn av sin enkle struktur, enkle produksjon og lave kostnader. Det er to måter å laste og losse last på ved hjelp av borertårninnretningen: enkeltbomdrift og dobbeltbomdrift.
Enkeltbomdrift bruker ett borertårn til å laste og losse last. Etter at lasten er løftet, trekkes det i bardunet for å få lasten til å svinge med borertårnet til påhengsmotoren eller luken, deretter senkes lasten, og borertårnet roteres tilbake til sin opprinnelige posisjon, og denne prosessen gjentas. Hver gang må borertårnet svinges med bardunet, noe som resulterer i lav effektivitet og høy arbeidsintensitet. Dobbeltbomdrift bruker to borertårn, ett plassert over luken og det andre forlenget over påhengsmotoren. Borertårnene er festet i en bestemt arbeidsposisjon med barduner, og heisetauene til de to borertårnene er koblet til samme krok. Ved å henholdsvis trekke tilbake og slippe de to heisetauene, kan last losses fra skipet til kaia eller lastes fra kaia til skipet. Laste- og losseeffektiviteten ved dobbeltbomdrift er høyere enn ved enkeltbomdrift, og arbeidsintensiteten er også lavere.
Forbedrede borertårnanordninger dukket opp senere. Dobbeltbomdrevet borertårnanordning er forbedret fra den enkeltbomdrevne borertårnanordningen, med kun heisetauet og to sett med venstre- og høyreseparerte løfteanordninger. Borertårnet styres av én løftevinsj og to løftevinsjer, som er enkle å betjene og har høy laste- og losseeffektivitet. Abel-borertårnanordningen er forbedret fra den dobbeltbomdrevne borertårnanordningen, med en løftevinsj, løfteanordninger og bardunvinsjer. Den kan raskt posisjonere borertårnet i enhver posisjon ved hjelp av vinsjene, og kan også løfte og senke last på faste punkter innenfor borertårnets arbeidsradius, noe som er et viktig skritt mot full automatisering av lasting og lossing.
Bruksområder og strukturelle egenskaper
Marinekranerer mye brukt i bulkskip, containerskip, oljetankskip, flerbruksskip osv. som for eksempellastekranerpå bulkskip og containerskip, slangekraner på oljetankskip, ogdekkskranerpå flerbruksskip. Sammenlignet med landbaserte kraner er marinekraner installert på ustabile skip. Under drift vil skipet krenge og svaie, og arbeidsmiljøet er tøft og utsatt for erosjon fra sjøvind og sjøvann. Selv når de ikke er i drift, må de tåle ytre krefter som vind, snø, bølger, svaiing, heving og støt under skipets navigasjon.
De finnes i ulike strukturelle former, inkludert svingbar utligger, bevegelig utligger, ståltau-luffing, sylinder-luffing, teleskopbom, sammenleggbar bom, A-ramme og kompositt; og det finnes ulike kjøremetoder, inkludert elektriske, elektrohydrauliske, elektropneumatiske, bensinmotordrevne (dieselmotordrevne) og manuelle, osv. Et typisk eksempel er den elektrohydrauliske marinekranen som brukes til lasting og lossing av last på bulkskip.
De bærende konstruksjonene til marinekraner, som basesøylen, tårnkroppen og jibben, er for det meste sveisede konstruksjonsdeler laget av metallstålplater. Den nedre delen av basesøylen er sveiset til skipets skrog for å bære kranens tyngdekraftbelastning, og den øvre delen er utstyrt med et svinglager; tårnkroppen er en støttekonstruksjon, med den nedre delen koblet til svinglageret og hengslet til jibben, den øvre delen har bevegelige ståltau i trinseblokker, interiøret brukes som maskinrom, og førerhuset er plassert foran; jibben er en fagverkslignende konstruksjon som brukes til å støtte tunge gjenstander.
De utøvende mekanismene til marinekraner inkluderer heisemekanismen, luffemekanismen og svingmekanismen. Heisemekanismen utfører løfting ved hjelp av motoren som driver trommelen til å rotere gjennom en reduksjonsgir, og trekker tilbake og slipper ståltauet for å bevege kroken opp og ned. Luffemekanismen får bommen til å rotere opp og ned rundt det nedre hengselpunktet for å endre vinkelen ved hjelp av motoren som driver trommelen til å rotere gjennom en reduksjonsgir, og trekker tilbake og slipper ståltauet, slik at kroken kan luffe med forskjellige amplituder. Svingmekanismen får tårnkroppen og bommen til å rotere ved hjelp av motoren som driver tannhjulet til å gripe inn i det store tannhjulet på svinglageret gjennom en reduksjonsgir. Reduksjonsgirene til disse tre mekanismene er alle utstyrt med normalt lukkede bremser for å sikre normal drift av hver bevegelse. Gjennom koordinert drift av de tre mekanismene kan lasten løftes og plasseres i ønsket posisjon innenfor arbeidsområdet.
Det elektriske systemet for kjøring og kontroll består av ulike kontrollkomponenter i den elektriske kontrollboksen for å danne et kontrollsystem, som betjenes og styres via knapper og håndtak på konsollen på begge sider av førersetet. Det hydrauliske systemet består av pumper, motorer, ventilgrupper, rørledninger og tilbehør for å kontrollere og drive noen utøvende mekanismer. I tillegg er marinekraner også utstyrt med tilleggsenheter som passasjer og ventilasjonsenheter.
Klassifisering og andre laste- og lossemaskiner
Bårninnretningene til marinekraner kan deles inn i lette og tunge typer. De med en løftekapasitet på mindre enn 10 tonn er lette, og de med en løftekapasitet på mer enn 10 tonn er tunge. Løftekapasiteten bestemmes av skipets formål. For generelle tørrlastskip er løftekapasiteten til lette borerigger i enkeltbomdrift 3–5 tonn, og i dobbeltbomdrift 1,5–3 tonn; for 10 000 tonns tørrlastskip kan løftekapasiteten i enkeltbomdrift nå 10 tonn, og i dobbeltbomdrift kan den nå 5 tonn. Moderne flerbruksskip må laste og losse containere, så løftekapasiteten til boreriggen må minst kunne løfte en 20 fots container (20 tonn). Tunge borerigger brukes til å laste og losse tung og stor last som store maskiner og lokomotiver. Vanligvis er det installert 1–2 kraftige borerigger på lasteskip, med en løftekapasitet på hovedsakelig 10–60 tonn, noen 60–150 tonn, og noen få opptil 300 tonn. Hvert lasterom på et generelt tørrlastskip er utstyrt med to lette borerigger, og hvert lasterom på et gigantisk tørrlastskip er ofte utstyrt med fire.
Dekkskranerer installert på skipets øvre dekk, med en kompakt struktur, slik at skipet kan utnytte mer dekksareal, og har liten innvirkning på sikten fra broen. De er enkle å betjene, har høy laste- og losseeffektivitet, er fleksible og krever lite forberedelse før drift, så de blir stadig mer utbredt. Vanlige typer inkluderer faste svingkraner, mobile svingkraner og portalkraner, med transmisjonsmoduser for elektrisk transmisjon og elektrohydraulisk transmisjon.
Faste svingkranerer de mest brukte, som kan operere på venstre og høyre side alene eller parvis, med en løftekapasitet på vanligvis 3–5 tonn. På flerbruksskip trenger en enkelt kran å løfte en 20-fots container, og en dobbelkran trenger å løfte en 40-fots container (30 tonn), slik at løftekapasiteten deres kan nå 25–30 tonn. Mobile svingkraner brukes når lasting og lossing krever et stort spenn og det er ønskelig at kranbommen ikke er for lang, med to typer: bevegelse på tvers og i lengderetningen langs skipet. Portalkraner er mye brukt i fullcontainerskip og lektertransportører, vanligvis av firbent eller C-type. De har en uttrekkbar bom, en løftebjelke, en bevegelig bro og en førerhus. Den horisontale hovedbjelken på broen er høyere enn containerne stablet på dekk, og er utstyrt med en automatisk posisjoneringsenhet, som nøyaktig kan plassere containerne i containergitteret eller stable dem på dekk under lasting. Det er flere portalkraner på lekterskip enn på containerskip, med en løftekapasitet på opptil flere hundre tonn.
I tillegg til marinekraner omfatter annet laste- og lossemaskineri hovedsakelig heiser, taljer og transportbånd. Heiser beveger seg vertikalt på skipet langs føringsskinner, som brukes til å løfte og senke varer mellom dekk. For eksempel bruker roll-on/roll-off-skip ofte heiser for å koble sammen forskjellige dekk for transport av varer, inkludert sakse- og kjettingheiser, med en lengde på 9–18,5 meter og en bredde på 3–5 meter. Noen lektertransportører bruker dem også til å laste og losse lektere, men løftekapasiteten deres er mye større enn på roll-on/roll-off-skip. Taljer transporterer varer kontinuerlig i vertikal eller stor skråning, og transportbånd transporterer varer kontinuerlig i horisontal eller liten skråning. Disse to maskintypene brukes mest på selvlossende skip eller skip som lastes og losses gjennom sidedør.
Med sine varierte strukturer, rike funksjoner og egenskaper for tilpasning til ulike scenarier, har marinekraner blitt uunnværlig nøkkelutstyr i skipsdrift. Med utviklingen av skipstransport og marinteknikk vil de fortsette å utvikle seg når det gjelder effektivitet og intelligens, og kontinuerlig bidra til effektiv marin transport og drift.
Publisert: 08.08.2025
