W dziedzinie maszyn portowych,dźwigi morskieOdgrywają kluczową rolę jako podstawowy sprzęt na statkach zaangażowanych w operacje załadunku i rozładunku. Znane również jako żurawie morskie lub żurawie masztowe, są instalowane głównie na statkach do obsługi różnego rodzaju ładunków i są uważane za najważniejsze urządzenia pokładowe w operacjach produkcji statków. Żurawie te charakteryzują się zwartą konstrukcją, atrakcyjnym wyglądem, bezpieczeństwem, niezawodnością, energooszczędnością, przyjaznością dla środowiska i doskonałą manewrowością. Ich wysięgniki występują w różnych formach, w tym:proste wysięgniki, wysięgniki teleskopowe, Iskładane wysięgniki; a metody sterowania ich źródłem zasilania są różnorodne i obejmują sterowanie ręczne, elektryczne i elektrohydrauliczne.
Dźwigi morskie to specjalistyczne urządzenia, które wykonują operacje transportowe w środowisku morskim, realizując ważne zadania, takie jak przeładunek ładunków między statkami, dostawy na platformy wiertnicze oraz rozmieszczanie i podnoszenie sprzętu do operacji podwodnych. Jednak specyficzne zastosowania morskie stwarzają poważne wyzwania dla sterowania dźwigami morskimi. Z jednej strony, podobnie jak w przypadku dźwigów lądowych o niedostatecznym działaniu, muszą one kontrolować wahania ładunku podczas transportu, aby zapewnić dokładność pozycjonowania i wydajność transportu; z drugiej strony, ponieważ dźwigi są montowane na ruchomych platformach, takich jak statki, ruch platformy ma silny wpływ na ruch ładunku, a w wielu przypadkach ruch punktów podnoszenia i lądowania ładunku często różni się od ruchu samego dźwigu. Podczas pracy zarówno statek dźwigowy, jak i statek odbiorczy będą kołysać się, przechylać i unosić pod wpływem fal oceanicznych, powodując wahania ładunku. Podczas podnoszenia i opuszczania ruch statku może łatwo spowodować ponowne zderzenie podnoszonego ładunku z pokładem lub spowodować, że ładunek, który został opuszczony, ale jeszcze nie odczepiony od haka, ponownie zawiśnie w powietrzu, zagrażając bezpieczeństwu operacyjnemu. Zwłaszcza podczas transportu amunicji między statkami, takie sprzężone ruchy mogą prowadzić do poważniejszych konsekwencji. Dlatego sterowanie dźwigami morskimi przyciągnęło szerokie zainteresowanie ze strony wojskowych i cywilnych sektorów inżynierii morskiej na całym świecie, a badania nad sterowaniem takimi nieliniowymi, silnie sprzężonymi, niedostatecznie aktywowanymi układami w warunkach szczególnych zakłóceń mają ogromną wartość teoretyczną i uniwersalne znaczenie.
Sterowanie dźwigami morskimi koncentruje się głównie na dwóch aspektach: kontroli pionowej, która redukuje wpływ ruchu kadłuba, oraz na bocznym przeciwdziałaniu kołysaniu, które zapobiega kołysaniu się ładunku. W przypadku kontroli pionowej powszechną metodą jest połączenie statku odbiorczego za pomocą konstrukcji mechanicznej.statek dźwigowy, wyczuwają ich względny ruch i synchronizują zmianę długości liny nośnej z ruchem wahadłowym statku odbiorczego, kompensując w ten sposób względny ruch między dwoma statkami i kończąc podnoszenie i transport ładunku. Metoda ta wiąże się jednak ze szczególnymi wymaganiami dotyczącymi konstrukcji mechanicznej dźwigu i nakłada znaczne ograniczenia na udźwig.
Skład i tryby działania
Pod względem komponentów, żuraw wiertniczy to tradycyjny sprzęt do przeładunku, składający się z żurawia, masztu, olinowania i wciągarki (lub wyciągarki) itp. Pomimo licznych lin i uciążliwości w obsłudze, jest on szeroko stosowany ze względu na prostą konstrukcję, łatwość produkcji i niski koszt. Istnieją dwa tryby załadunku i rozładunku ładunku za pomocą żurawia wiertniczego: praca z pojedynczym wysięgnikiem i praca z podwójnym wysięgnikiem.
W przypadku operacji z pojedynczym wysięgnikiem do załadunku i rozładunku ładunku używa się jednego żurawia. Po podniesieniu ładunku, lina odciągowa jest naciągana, aby ładunek obrócił się wraz z żurawiem do strony burty lub włazu, następnie ładunek jest opuszczany, a żuraw obracany z powrotem do pozycji wyjściowej, powtarzając ten proces. Za każdym razem żuraw musi być obracany za pomocą liny odciągowej, co skutkuje niską wydajnością i wysoką pracochłonnością. W przypadku operacji z podwójnym wysięgnikiem używa się dwóch żurawi, jednego umieszczonego nad włazem, a drugiego wysuniętego nad stronę burty. Żurawie są zamocowane w określonej pozycji roboczej za pomocą lin odciągowych, a liny podnoszące obu żurawi są podłączone do tego samego haka. Poprzez odpowiednie zwijanie i zwalnianie dwóch lin podnoszących, ładunek może zostać rozładowany ze statku do doku lub załadowany z doku na statek. Wydajność załadunku i rozładunku operacji z podwójnym wysięgnikiem jest wyższa niż w przypadku operacji z pojedynczym wysięgnikiem, a pracochłonność również niższa.
Ulepszone urządzenia dźwigowe pojawiły się później. Urządzenie dźwigowe z podwójnym podnośnikiem toppingowym jest udoskonaloną wersją urządzenia dźwigowego z pojedynczym wysięgnikiem, z jedynie liną podnoszącą i dwoma zestawami oddzielnych podnośników toppingowych (lewy i prawy). Wysięgnik jest sterowany przez jedną wciągarkę i dwie wciągarki do podnoszenia toppingowego, co jest łatwe w obsłudze i zapewnia wysoką wydajność załadunku i rozładunku. Urządzenie dźwigowe Abel jest udoskonaloną wersją urządzenia dźwigowego z podwójnym wysięgnikiem, z wciągarką, podnośnikami toppingowymi i wciągarkami linowymi. Umożliwia ono szybkie ustawienie wysięgnika w dowolnym położeniu za pomocą wciągarek, a także podnoszenie i opuszczanie ładunku w ustalonych punktach w promieniu roboczym wysięgnika, co stanowi ważny krok w kierunku pełnej automatyzacji załadunku i rozładunku.
Zastosowania i cechy konstrukcyjne
Dźwigi morskiesą szeroko stosowane na masowcach, statkach kontenerowych, tankowcach, statkach wielofunkcyjnych itp. Takie jakdźwigi towarowena masowcach i statkach kontenerowych, dźwigach wężowych na tankowcach idźwigi pokładoweNa statkach wielofunkcyjnych. W porównaniu z dźwigami lądowymi, dźwigi morskie są instalowane na statkach o niestabilnej konstrukcji. Podczas pracy statek przechyla się i kołysze, a środowisko pracy jest trudne, narażone na erozję powodowaną przez wiatr morski i wodę morską; nawet gdy nie są używane, muszą być odporne na siły zewnętrzne, takie jak wiatr, śnieg, fale, kołysanie, falowanie i uderzenia podczas żeglugi.
Występują w różnych formach konstrukcyjnych, w tym z wysięgnikiem obrotowym, przesuwnym, linowym, cylindrycznym, teleskopowym, składanym, ramowym i kompozytowym. Istnieją różne sposoby napędu, w tym elektryczny, elektrohydrauliczny, elektropneumatyczny, silnikowy (diesel) i ręczny itp. Typowym przykładem jest elektrohydrauliczny dźwig morski, używany do załadunku i rozładunku towarów na masowcach.
Konstrukcje nośne dźwigów morskich, takie jak kolumna podstawy, korpus wieży i wysięgnik, to w większości spawane elementy konstrukcyjne wykonane z blach stalowych. Dolna część kolumny podstawy jest przyspawana do kadłuba statku, aby przenosić obciążenie grawitacyjne dźwigu, a górna część jest wyposażona w łożysko obrotowe. Korpus wieży jest konstrukcją wsporczą, której dolna część jest połączona z łożyskiem obrotowym i zamocowana przegubowo do wysięgnika. W górnej części znajduje się ruchomy blok linowy z linami stalowymi. Wnętrze służy jako maszynownia, a kabina znajduje się z przodu. Wysięgnik ma konstrukcję kratownicową, służącą do podtrzymywania ciężkich ładunków.
Mechanizmy wykonawcze dźwigów morskich obejmują mechanizm podnoszenia, mechanizm wychylenia i mechanizm obrotu. Mechanizm podnoszenia realizuje podnoszenie za pomocą silnika napędzającego bęben, który obraca się przez reduktor, wciągając i zwalniając linę stalową, aby haka poruszał się w górę i w dół; mechanizm wychylenia powoduje obrót wysięgnika w górę i w dół wokół dolnego punktu zawiasu, aby zmienić kąt przez silnik napędzający bęben, który obraca się przez reduktor, wciągając i zwalniając linę stalową, tak aby hak mógł wychylać się z różnymi amplitudami; mechanizm obrotu powoduje obrót korpusu wieży i wysięgnika za pomocą silnika napędzającego koło zębate, aby zazębiło się z dużym kołem zębatym łożyska obrotowego przez reduktor. Reduktory tych trzech mechanizmów są wyposażone w normalnie zamknięte hamulce, aby zapewnić prawidłowe działanie każdego ruchu. Dzięki skoordynowanemu działaniu trzech mechanizmów, ładunek może być podnoszony i umieszczany w wymaganej pozycji w zakresie roboczym.
Układ elektryczny do napędu i sterowania składa się z różnych elementów sterujących umieszczonych w skrzynce sterowniczej, tworząc system sterowania, który jest obsługiwany i sterowany za pomocą przycisków i uchwytów na konsoli po obu stronach fotela w kabinie; układ hydrauliczny składa się z pomp, silników, grup zaworów, rurociągów i ich akcesoriów, służących do sterowania i napędzania niektórych mechanizmów wykonawczych. Ponadto dźwigi morskie są również wyposażone w urządzenia pomocnicze, takie jak przejścia i urządzenia wentylacyjne.
Klasyfikacja i inne maszyny do załadunku i rozładunku
Urządzenia dźwigowe żurawi morskich można podzielić na lekkie i ciężkie. Te o udźwigu mniejszym niż 10 ton są lekkie, a te o udźwigu większym niż 10 ton są ciężkie. Udźwig jest określany przez przeznaczenie statku. W przypadku statków do przewozu ładunków suchych, udźwig lekkich dźwigów przy pracy z pojedynczym wysięgnikiem wynosi 3-5 ton, a przy pracy z podwójnym wysięgnikiem 1,5-3 ton; w przypadku statków do przewozu ładunków suchych o wysięgu 10 000 ton, udźwig przy pracy z pojedynczym wysięgnikiem może osiągnąć 10 ton, a przy pracy z podwójnym wysięgnikiem może osiągnąć 5 ton. Nowoczesne statki wielofunkcyjne muszą ładować i rozładowywać kontenery, więc udźwig dźwigu musi być co najmniej w stanie podnieść kontener 20-stopowy (20 ton). Wytrzymałe dźwigi służą do załadunku i rozładunku ciężkich i dużych ładunków, takich jak duże maszyny i lokomotywy. Zazwyczaj na statkach towarowych montuje się 1-2 dźwigi o dużej nośności, o udźwigu przeważnie 10-60 ton, niektóre 60-150 ton, a niektóre nawet do 300 ton. Każda ładownia statku do przewozu ładunków drobnicowych jest wyposażona w dwa dźwigi o małej nośności, a każda ładownia gigantycznego statku do przewozu ładunków drobnicowych jest często wyposażona w cztery.
Żurawie pokładoweSą one instalowane na górnym pokładzie statku i charakteryzują się kompaktową konstrukcją, pozwalającą na wykorzystanie większej powierzchni pokładu i minimalizującą wpływ na widoczność z mostka. Są łatwe w obsłudze, charakteryzują się wysoką wydajnością załadunku i rozładunku, są elastyczne i wymagają jedynie niewielkich przygotowań przed użyciem, dlatego są coraz szerzej stosowane. Do popularnych typów należą żurawie obrotowe stacjonarne, żurawie obrotowe mobilne i suwnice bramowe z napędem elektrycznym i elektrohydraulicznym.
Żurawie obrotowe stałeSą najczęściej używane, mogą pracować po lewej i prawej stronie samodzielnie lub parami, o udźwigu zazwyczaj 3-5 ton. Na statkach wielofunkcyjnych pojedynczy dźwig musi podnieść kontener 20-stopowy, a podwójny dźwig musi podnieść kontener 40-stopowy (30 ton), więc ich udźwig może osiągnąć 25-30 ton. Mobilne żurawie obrotowe są używane, gdy załadunek i rozładunek ładunku wymaga dużej rozpiętości i pożądane jest, aby wysięgnik dźwigu nie był zbyt długi. Istnieją dwa typy: poruszające się poprzecznie i wzdłużnie wzdłuż statku. Suwnice bramowe są szeroko stosowane na pełnokontenerowcach i barkach, zazwyczaj czteronożnych lub typu C. Mają one wysuwany wysięgnik, belkę podnoszącą, ruchomy pomost i kabinę. Pozioma belka główna pomostu jest wyższa niż kontenery ułożone na pokładzie i jest wyposażona w automatyczne urządzenie pozycjonujące, które może precyzyjnie umieszczać kontenery w kratownicach kontenerowych lub układać je na pokładzie podczas załadunku. Na barkach transportowych znajduje się więcej suwnic bramowych niż na statkach kontenerowych, a ich udźwig może sięgać kilkuset ton.
Oprócz dźwigów morskich, inne maszyny załadunkowe i rozładunkowe obejmują głównie windy, podnośniki i przenośniki. Windy poruszają się pionowo na statku wzdłuż szyn prowadzących, używanych do podnoszenia i opuszczania towarów między pokładami. Na przykład statki typu roll-on/roll-off często używają wind do łączenia różnych pokładów w celu transportu towarów, w tym podnośników nożycowych i łańcuchowych, o długości 9-18,5 metra i szerokości 3-5 metrów. Niektóre barkowce również używają ich do załadunku i rozładunku barek, ale ich udźwig jest znacznie większy niż na statkach typu roll-on/roll-off. Wciągniki stale transportują towary w kierunku pionowym lub pod dużym nachyleniem, a przenośniki stale transportują towary w kierunku poziomym lub pod małym nachyleniem. Te dwa typy maszyn są najczęściej używane na statkach samowyładowczych lub statkach ładowanych i rozładowywanych przez drzwi boczne.
Dzięki swojej zróżnicowanej konstrukcji, bogatej funkcjonalności i możliwości adaptacji do różnych scenariuszy, dźwigi morskie stały się niezbędnym, kluczowym elementem wyposażenia w operacjach morskich. Wraz z rozwojem transportu morskiego i inżynierii morskiej, będą one stale rozwijać się pod względem wydajności i inteligencji, stale przyczyniając się do efektywnego transportu i eksploatacji statków.
Czas publikacji: 08-08-2025
