În domeniul utilajelor portuare,macarale marinejoacă un rol crucial ca echipament de bază pentru navele angajate în operațiuni de încărcare și descărcare a mărfurilor. Cunoscute și sub denumirea de macarale marine sau sonde, acestea sunt instalate în principal pe nave pentru a manipula diverse tipuri de mărfuri și sunt considerate cele mai importante utilaje de punte pentru operațiunile de producție navală. Aceste macarale se caracterizează prin structură compactă, aspect atractiv, siguranță, fiabilitate, eficiență energetică, respect față de mediu și manevrabilitate excelentă. Brațele lor sunt disponibile în diverse forme, inclusivbrațe drepte, brațe telescopiceșibrațe pliabileiar metodele lor de control al sursei de energie sunt diverse, cum ar fi manuale, electrice și electrohidraulice.
Macaralele marine sunt echipamente speciale care efectuează operațiuni de transport în mediul marin, îndeplinind sarcini importante precum transferul de marfă între nave, aprovizionarea în larg și desfășurarea și recuperarea echipamentelor de operare subacvatică. Cu toate acestea, mediul special de aplicare maritimă prezintă provocări semnificative pentru controlul macaralelor marine. Pe de o parte, similar echipamentelor de macara subacționate de pe uscat, acestea trebuie să controleze oscilația încărcăturii în timpul transportului pentru a asigura precizia poziționării și eficiența transportului; pe de altă parte, deoarece macaralele sunt fixate pe platforme mobile, cum ar fi navele, mișcarea platformei va afecta puternic mișcarea încărcăturii și, în multe cazuri, mișcarea punctelor de ridicare și aterizare a încărcăturii este adesea diferită de cea a macaralei în sine. În timpul funcționării, atât nava cu macara, cât și nava receptoare se vor înclina, rostogoli și ridica din cauza valurilor oceanice, provocând oscilația încărcăturii. În timpul ridicării și coborârii, mișcarea navei poate determina cu ușurință coliziunea din nou a încărcăturii ridicate cu puntea sau poate determina ca încărcătura care a fost coborâtă, dar încă nu s-a desprins de cârlig, să atârne din nou în aer, amenințând siguranța operațională. În special în timpul aprovizionării cu muniție între nave, o astfel de mișcare cuplată poate duce la consecințe mai grave. Prin urmare, controlul macaralelor marine a atras o atenție largă din partea sectoarelor ingineriei marine militare și civile din întreaga lume, iar cercetarea controlului unor astfel de sisteme neliniare, puternic cuplate, subacționate, sub perturbații speciale, are o mare valoare teoretică și o semnificație universală.
Controlul macaralelor marine se concentrează în principal pe două aspecte: controlul vertical pentru a reduce impactul mișcării corpului navei și anti-balansare laterală pentru a suprima oscilația sarcinii. Pentru controlul vertical, o metodă comună este conectarea navei receptoare prin structura mecanică a...navă cu macara, detectează mișcarea lor relativă și sincronizează modificarea lungimii frânghiei de ridicare cu mișcarea de ridicare a navei receptoare, compensând astfel mișcarea relativă dintre cele două nave și completând ridicarea și transportul încărcăturii. Cu toate acestea, această metodă are cerințe speciale pentru structura mecanică a macaralei și impune restricții semnificative asupra greutății de ridicare.
Compoziție și moduri de operare
În ceea ce privește componentele, turla de încărcare este un echipament tradițional de manipulare a mărfurilor, format dintr-o turlă de încărcare, un braț de marfă (sau catarg de marfă), tachelaj și un troliu (sau troliu de marfă) etc. În ciuda numeroaselor frânghii și a faptului că este greoi în operare, a fost utilizat pe scară largă datorită structurii sale simple, ușurinței de fabricație și costului redus. Există două moduri de încărcare și descărcare a mărfurilor folosind turla de încărcare: funcționarea cu un singur braț și funcționarea cu braț dublu.
Operarea cu un singur braț utilizează o singură tură de încărcare și descărcare a mărfii. După ridicarea mărfii, cablul de ancorare este tras pentru a face ca încărcătura să se balanseze odată cu turele spre exterior sau spre trapă, apoi marfa este coborâtă, iar turele este rotită înapoi în poziția inițială, repetând acest proces. De fiecare dată, turele trebuie să fie balansate cu cablul de ancorare, ceea ce duce la o eficiență scăzută și o intensitate ridicată a muncii. Operarea cu două turele utilizează două turele, una poziționată deasupra trapei, iar cealaltă extinsă peste exterior. Turele sunt fixate într-o anumită poziție de lucru cu cabluri de ancorare, iar cablurile de ridicare ale celor două turele sunt conectate la același cârlig. Prin retragerea și eliberarea respectivă a celor două cabluri de ridicare, marfa poate fi descărcată de pe navă la doc sau încărcată de pe doc pe navă. Eficiența de încărcare și descărcare a operațiunii cu două turele este mai mare decât cea a operațiunii cu un singur braț, iar intensitatea muncii este, de asemenea, mai mică.
Ulterior au apărut dispozitive îmbunătățite pentru turele de încărcare. Tura de încărcare cu dublă ridicare este îmbunătățită față de cea acționată cu un singur braț, având doar cablul de ridicare și două seturi de ascensoare separate pentru stânga și dreapta. Tura este controlată de un troliu de ridicare și două trolii de ridicare, fiind ușor de utilizat și având o eficiență ridicată de încărcare și descărcare. Dispozitivul Abel este îmbunătățit față de cea acționată cu dublu braț, având un troliu de ridicare, ascensoare și trolii cu cablu de ancorare. Acesta poate poziționa rapid turele în orice poziție cu ajutorul troliilor și poate, de asemenea, ridica și coborî marfa în puncte fixe în raza de lucru a turei, ceea ce reprezintă un pas important către automatizarea completă a încărcării și descărcării mărfurilor.
Aplicații și caracteristici structurale
Macarale marinesunt utilizate pe scară largă în vrachiere, nave container, petroliere, nave multifuncționale etc. Cum ar fimacarale de marfăpe vrachiere și nave container, macarale cu furtun pe petroliere șimacarale de puntepe nave multifuncționale. Comparativ cu macaralele terestre, macaralele marine sunt instalate pe nave instabile. În timpul funcționării, nava se va înclina și se va balansa, iar mediul de lucru este dur, supus eroziunii cauzate de vântul marin și apa de mare; chiar și atunci când nu sunt în funcțiune, acestea trebuie să reziste forțelor externe, cum ar fi vântul, zăpada, valurile, balansarea, mișcările și impactul în timpul navigației navei.
Acestea vin în diverse forme structurale, inclusiv tip cu braț pivotant, tip mobil, tip cu cablu metalic cu rabatabil, tip cu cilindru cu rabatabil, tip cu braț telescopic, tip cu braț pliabil, tip cadru în A și tip compozit; existând diverse metode de acționare, inclusiv electrice, electrohidraulice, electropneumatice, cu motor pe benzină (motorină) și manuale etc. Un exemplu tipic este macaraua marină electrohidraulică utilizată pentru încărcarea și descărcarea mărfurilor pe vrachiere.
Structurile portante ale macaralelor marine, cum ar fi coloana de bază, corpul turnului și brațul, sunt în mare parte piese structurale sudate, realizate din plăci de oțel metalic. Partea inferioară a coloanei de bază este sudată pe coca navei pentru a suporta sarcina gravitațională a macaralei, iar partea superioară este echipată cu un rulment de rotire; corpul turnului este o structură de susținere, cu partea inferioară conectată la rulmentul de rotire și articulată la braț, partea superioară are un bloc de scripeți care se mișcă cu cabluri de sârmă de oțel, interiorul este folosit ca sală a mașinilor, iar cabina este situată în față; brațul este o structură asemănătoare unei grinzi de susținere utilizată pentru a susține obiecte grele.
Mecanismele de execuție ale macaralelor marine includ mecanismul de ridicare, mecanismul de abatere și mecanismul de rotire. Mecanismul de ridicare realizează ridicarea prin intermediul motorului care acționează tamburul pentru a se roti printr-un reductor, retrăgând și eliberând cablul de oțel pentru a face cârligul să se miște în sus și în jos; mecanismul de abatere face ca brațul să se rotească în sus și în jos în jurul punctului de articulație inferior pentru a schimba unghiul prin intermediul motorului care acționează tamburul pentru a se roti printr-un reductor, retrăgând și eliberând cablul de oțel, astfel încât cârligul să se poată abate la diferite amplitudini; mecanismul de rotire face ca corpul turnului și brațul să se rotească prin intermediul motorului care acționează pinionul pentru a se angrena cu angrenajul mare al rulmentului de rotire printr-un reductor. Reductoarele acestor trei mecanisme sunt toate echipate cu frâne normal închise pentru a asigura funcționarea normală a fiecărei mișcări. Prin funcționarea coordonată a celor trei mecanisme, sarcina poate fi ridicată și plasată în poziția necesară în raza de lucru.
Sistemul electric de acționare și control este compus din diverse componente de control în cutia electrică de control pentru a forma un sistem de control, care este acționat și controlat prin butoane și mânere de pe consola de pe ambele părți ale scaunului cabinei; sistemul hidraulic este compus din pompe, motoare, grupuri de supape, conducte și accesoriile acestora pentru a controla și acționa unele mecanisme executive. În plus, macaralele marine sunt echipate și cu dispozitive auxiliare, cum ar fi pasaje și dispozitive de ventilație.
Clasificare și alte utilaje de încărcare și descărcare
Dispozitivele de ridicare ale macaralelor marine pot fi împărțite în tipuri ușoare și grele. Cele cu o capacitate de ridicare mai mică de 10 tone sunt ușoare, iar cele cu o capacitate de ridicare mai mare de 10 tone sunt grele. Capacitatea de ridicare este determinată de scopul navei. Pentru navele de marfă uscată generale, capacitatea de ridicare a turelor ușoare în operarea cu un singur braț este de 3-5 tone, iar în operarea cu braț dublu este de 1,5-3 tone; pentru navele de marfă uscată de 10.000 de tone, capacitatea de ridicare în operarea cu un singur braț poate ajunge la 10 tone, iar în operarea cu braț dublu poate ajunge la 5 tone. Navele multifuncționale moderne trebuie să încarce și să descarce containere, astfel încât capacitatea de ridicare a turei trebuie să fie capabilă să ridice cel puțin un container de 20 de picioare (20 de tone). Turele grele sunt utilizate pentru încărcarea și descărcarea mărfurilor grele și mari, cum ar fi utilaje mari și locomotive. În general, pe navele de marfă sunt instalate 1 - 2 sonde de încărcare grele, cu o capacitate de ridicare în mare parte de 10 - 60 de tone, unele de 60 - 150 de tone și câteva de până la 300 de tone. Fiecare cală de marfă a unei nave de marfă uscată generală este echipată cu două sonde de încărcare ușoare, iar fiecare cală de marfă a unei nave de marfă uscată gigantică este adesea echipată cu patru.
Macarale de puntesunt instalate pe puntea superioară a navei, cu o structură compactă, permițând navei să utilizeze o suprafață mai mare a punții și având un impact redus asupra vizibilității de pe punte. Sunt ușor de operat, au o eficiență ridicată de încărcare și descărcare, sunt flexibile și necesită puțină pregătire înainte de operare, așa că sunt utilizate din ce în ce mai mult pe scară largă. Printre tipurile comune se numără macaralele pivotante fixe, macaralele pivotante mobile și macaralele portal, cu moduri de transmisie electrică și electrohidraulică.
Macarale fixe pivotantesunt cele mai utilizate, putând opera pe partea stângă și dreaptă singure sau în perechi, cu o capacitate de ridicare în general de 3 - 5 tone. La navele multifuncționale, o singură macara trebuie să ridice un container de 20 de picioare, iar o macara dublă trebuie să ridice un container de 40 de picioare (30 de tone), astfel încât capacitatea lor de ridicare poate ajunge la 25 - 30 de tone. Macaralele mobile pivotante sunt utilizate atunci când încărcarea și descărcarea mărfii necesită o deschidere mare și se dorește ca brațul macaralei să nu fie prea lung, existând două tipuri: deplasabile transversal și longitudinal de-a lungul navei. Macaralele portal sunt utilizate pe scară largă la navele portacontainere și la transportoarele de barje, de obicei de tip patru picioare sau C. Acestea au un braț extensibil, o grindă de ridicare, o punte mobilă și o cabină. Grinda principală orizontală a podului este mai înaltă decât containerele stivuite pe punte și este echipată cu un dispozitiv de poziționare automată, care poate plasa cu precizie containerele în grilajele de containere sau le poate stivui pe punte în timpul încărcării. Există mai multe macarale portal pe transportatoarele de barje decât pe navele container, cu o capacitate de ridicare de până la câteva sute de tone.
Pe lângă macaralele marine, alte utilaje de încărcare și descărcare includ în principal elevatoare, palane și transportoare. Elevatoarele se deplasează vertical pe navă de-a lungul unor șine de ghidare, utilizate pentru ridicarea și coborârea mărfurilor între punți. De exemplu, navele roll-on/roll-off folosesc adesea elevatoare pentru a conecta diverse punți pentru transportul mărfurilor, inclusiv cele de tip foarfecă și de tip lanț, cu o lungime de 9 - 18,5 metri și o lățime de 3 - 5 metri. Unele nave de transport barje le folosesc și pentru încărcarea și descărcarea barjelor, dar capacitatea lor de ridicare este mult mai mare decât cea a navelor roll-on/roll-off. Palanele transportă continuu mărfuri pe direcție verticală sau înclinată mare, iar transportoarele transportă continuu mărfuri pe direcție orizontală sau în pantă mică. Aceste două tipuri de utilaje sunt utilizate în mare parte pe navele cu descărcare automată sau pe navele încărcate și descărcate prin uși laterale.
Cu structurile lor diverse, funcțiile bogate și caracteristicile de adaptare la diferite scenarii, macaralele marine au devenit echipamente cheie indispensabile în operațiunile navelor. Odată cu dezvoltarea transportului naval și a ingineriei maritime, acestea vor continua să avanseze în ceea ce privește eficiența și inteligența, contribuind continuu la transportul și operarea maritimă eficientă.
Data publicării: 08 august 2025
