V oblasti prístavných strojov,námorné žeriavyzohrávajú kľúčovú úlohu ako základné vybavenie pre lode zapojené do nakladania a vykladania nákladu. Tiež známe ako námorné žeriavy alebo zdvíhacie veže, sú primárne inštalované na lodiach na manipuláciu s rôznymi druhmi nákladu a považujú sa za najdôležitejšie palubné stroje pre lodné výrobné operácie. Tieto žeriavy sa vyznačujú kompaktnou konštrukciou, atraktívnym vzhľadom, bezpečnosťou, spoľahlivosťou, energetickou účinnosťou, šetrnosťou k životnému prostrediu a vynikajúcou manévrovateľnosťou. Ich ramená sa dodávajú v rôznych tvaroch, vrátanerovné ramená, teleskopické ramenáaskladacie ramená; a ich metódy ovládania zdroja energie sú rôzne, napríklad manuálne, elektrické a elektrohydraulické.
Námorné žeriavy sú špeciálne zariadenia, ktoré vykonávajú prepravné operácie v morskom prostredí a plní dôležité úlohy, ako je preprava nákladu medzi loďami, zásobovanie na mori a nasadenie a vyzdvihnutie podvodného prevádzkového vybavenia. Špeciálne prostredie námorných aplikácií však predstavuje značné výzvy pre riadenie námorných žeriavov. Na jednej strane, podobne ako pozemné žeriavové zariadenia s nedostatočným ovládaním, musia počas prepravy ovládať výkyv bremena, aby sa zabezpečila presnosť polohovania a efektívnosť prepravy; na druhej strane, keďže žeriavy sú upevnené na pohyblivých plošinách, ako sú lode, pohyb plošiny silne ovplyvňuje pohyb bremena a v mnohých prípadoch sa pohyb zdvíhacích a pristávacích bodov bremena často líši od pohybu samotného žeriavu. Počas prevádzky sa žeriavová loď aj prijímajúca loď v dôsledku morských vĺn nakláňajú, kývajú a dvíhajú, čo spôsobuje hojdanie bremena. Počas zdvíhania a spúšťania môže pohyb lode ľahko spôsobiť, že zdvíhaný náklad opäť narazí na palubu alebo že náklad, ktorý bol spustený, ale ešte nebol uvoľnený z háku, opäť visí vo vzduchu, čo ohrozuje bezpečnosť prevádzky. Najmä počas zásobovania muníciou medzi loďami môže takýto spojený pohyb viesť k vážnejším následkom. Preto riadenie námorných žeriavov pritiahlo širokú pozornosť vojenského aj civilného sektora námorného inžinierstva na celom svete a výskum riadenia takýchto nelineárnych, silne prepojených nedostatočne aktivovaných systémov pri špeciálnych poruchách má veľkú teoretickú hodnotu a univerzálny význam.
Riadenie námorných žeriavov sa zameriava najmä na dva aspekty: vertikálne riadenie na zníženie vplyvu pohybu trupu a bočné kývanie na potlačenie hojdania bremena. Pre vertikálne riadenie je bežnou metódou pripojenie prijímajúcej lode prostredníctvom mechanickej konštrukcie žeriavu.žeriavová loď, snímajú ich relatívny pohyb a synchronizujú zmenu dĺžky zdvíhacieho lana s pohybom zdvíhacej lode, čím kompenzujú relatívny pohyb medzi dvoma loďami a dokončujú zdvíhanie a prepravu bremena. Táto metóda však má špeciálne požiadavky na mechanickú konštrukciu žeriavu a ukladá značné obmedzenia na zdvíhaciu hmotnosť.
Zloženie a prevádzkové režimy
Z hľadiska komponentov je zdvíhacia veža tradičným zariadením na manipuláciu s nákladom, ktoré pozostáva z zdvíhacej veže, nákladného výložníka (alebo stožiara), takeláže a navijaka (alebo nákladného navijaka) atď. Napriek tomu, že má množstvo lán a je ťažkopádna na obsluhu, je široko používaná vďaka svojej jednoduchej konštrukcii, ľahkej výrobe a nízkym nákladom. Existujú dva spôsoby nakladania a vykladania nákladu pomocou zdvíhacej veže: prevádzka s jedným výložníkom a prevádzka s dvoma výložníkmi.
Pri prevádzke s jedným výložníkom sa na nakladanie a vykladanie nákladu používa jedna zdvíhacia veža. Po zdvihnutí nákladu sa zatiahne kotevné lano, aby sa náklad s vežou vychýlil k vonkajšiemu motoru alebo k poklopu, potom sa náklad spustí a veža sa otočí späť do pôvodnej polohy, čím sa tento proces opakuje. Zakaždým je potrebné vežu vychýliť pomocou kotevného lana, čo má za následok nízku účinnosť a vysokú náročnosť práce. Pri prevádzke s dvoma výložníkmi sa používajú dve zdvíhacie veže, jedna umiestnená nad poklopom a druhá predĺžená nad vonkajším motorom. Zdvíhacie veže sú upevnené v určitej pracovnej polohe pomocou kotevných lán a zdvíhacie laná oboch veží sú pripojené k rovnakému háku. Zatiahnutím a uvoľnením oboch zdvíhacích lán je možné náklad vyložiť z lode na dok alebo naložiť z doku na loď. Účinnosť nakladania a vykladania pri prevádzke s dvoma výložníkmi je vyššia ako pri prevádzke s jedným výložníkom a náročnosť práce je tiež nižšia.
Neskôr sa objavili vylepšené zdvíhacie zariadenia. Zdvíhacia veža s dvojitým navijakom je vylepšením oproti zdvíhacej veži s jedným výložníkom, ktorá má iba zdvíhacie lano a dve sady oddelených ľavých a pravých navijakov. Zdvíhacia veža je ovládaná jedným zdvíhacím navijakom a dvoma navijakmi, ktoré sa ľahko ovládajú a majú vysokú účinnosť nakladania a vykladania. Zdvíhacia veža Abel je vylepšením oproti zdvíhacej veži s dvojitým výložníkom, ktorá obsahuje zdvíhacie navijaky, navijaky a kotvové lanové navijaky. Pomocou navijakov dokáže rýchlo umiestniť vežu do ľubovoľnej polohy a tiež zdvíhať a spúšťať náklad v pevných bodoch v rámci pracovného polomeru veže, čo je dôležitý krok k úplnej automatizácii nakladania a vykladania nákladu.
Aplikácie a štrukturálne charakteristiky
Námorné žeriavysa široko používajú v nákladných lodiach na sypký náklad, kontajnerových lodiach, ropných tankeroch, viacúčelových lodiach atď., ako napríkladnákladné žeriavyna nákladných lodiach na hromadný náklad a kontajnerových lodiach, hadicových žeriavoch na ropných tankeroch apalubné žeriavyna viacúčelových lodiach. V porovnaní s pozemnými žeriavmi sú námorné žeriavy inštalované na nestabilných lodiach. Počas prevádzky sa loď nakláňa a kýva a pracovné prostredie je drsné, náchylné na eróziu spôsobenú morským vetrom a morskou vodou; aj keď nie sú v prevádzke, musia odolávať vonkajším silám, ako je vietor, sneh, vlny, kývanie, dvíhanie a nárazy počas plavby lode.
Dodávajú sa v rôznych konštrukčných prevedeniach, vrátane typu s otočným výložníkom, pojazdného typu, typu s vyklápaním pomocou oceľového lana, typu s vyklápaním pomocou valca, typu s teleskopickým výložníkom, typu s skladacím výložníkom, typu s rámom v tvare A a kompozitného typu; a existujú rôzne spôsoby pohonu vrátane elektrického, elektrohydraulického, elektropneumatického, poháňaného benzínovým (dieselovým) motorom a manuálneho pohonu atď. Typickým príkladom je elektrohydraulický lodný žeriav používaný na nakladanie a vykladanie nákladu na hromadných lodiach.
Nosné konštrukcie námorných žeriavov, ako napríklad základný stĺp, teleso veže a výložník, sú väčšinou zvárané konštrukčné diely vyrobené z kovových oceľových plechov. Spodná časť základného stĺpa je privarená k trupu lode, aby niesla gravitačné zaťaženie žeriavu, a horná časť je vybavená otočným ložiskom; teleso veže je nosná konštrukcia, ktorej spodná časť je spojená s otočným ložiskom a je kĺbovo spojená s výložníkom, horná časť má kladkostroje s pohyblivými oceľovými lanami, interiér slúži ako strojovňa a kabína sa nachádza vpredu; výložník je priehradová konštrukcia používaná na podopretie ťažkých predmetov.
Výkonné mechanizmy námorných žeriavov zahŕňajú zdvíhací mechanizmus, vyklápací mechanizmus a otočný mechanizmus. Zdvíhací mechanizmus realizuje zdvíhanie pomocou motora, ktorý poháňa bubon, aby sa otáčal cez reduktor, zasúva a uvoľňuje oceľové lano, aby sa hák pohyboval hore a dole; vyklápací mechanizmus umožňuje otáčanie ramena hore a dole okolo spodného bodu závesu, aby sa zmenil uhol pomocou motora, ktorý poháňa bubon, aby sa otáčal cez reduktor, zasúva a uvoľňuje oceľové lano, takže hák sa môže vyklápať v rôznych amplitúdach; otočný mechanizmus umožňuje otáčanie telesa veže a ramena pomocou motora, ktorý poháňa pastorok, aby sa cez reduktor dostal do záberu s veľkým ozubeným kolesom otočného ložiska. Reduktory týchto troch mechanizmov sú vybavené normálne zatvorenými brzdami, aby sa zabezpečila normálna prevádzka každého pohybu. Vďaka koordinovanej prevádzke týchto troch mechanizmov je možné bremeno zdvihnúť a umiestniť do požadovanej polohy v rámci pracovného rozsahu.
Elektrický systém pre riadenie a ovládanie sa skladá z rôznych ovládacích komponentov v elektrickej ovládacej skrinke, ktoré tvoria riadiaci systém, ktorý sa ovláda a ovláda pomocou tlačidiel a rukovätí na konzole na oboch stranách sedadla kabíny; hydraulický systém sa skladá z čerpadiel, motorov, ventilových skupín, potrubí a ich príslušenstva na ovládanie a pohon niektorých výkonných mechanizmov. Okrem toho sú námorné žeriavy vybavené aj pomocnými zariadeniami, ako sú priechody a vetracie zariadenia.
Klasifikácia a iné nakladacie a vykladacie stroje
Žeriavové zariadenia námorných žeriavov možno rozdeliť na ľahké a ťažké. Tie s nosnosťou menšou ako 10 ton sú ľahké a tie s nosnosťou väčšou ako 10 ton sú ťažké. Nosnosť je určená účelom lode. Pre všeobecné lode na prepravu suchého nákladu je nosnosť ľahkých žeriavových veží v režime s jedným výložníkom 3 – 5 ton a v režime s dvoma výložníkmi 1,5 – 3 tony; pre lode na prepravu suchého nákladu s hmotnosťou 10 000 ton môže nosnosť v režime s jedným výložníkom dosiahnuť 10 ton a v režime s dvoma výložníkmi môže dosiahnuť 5 ton. Moderné viacúčelové lode musia nakladať a vykladať kontajnery, takže nosnosť žeriavovej veže musí byť aspoň schopná zdvihnúť 20-stopový kontajner (20 ton). Ťažké žeriavové veže sa používajú na nakladanie a vykladanie ťažkého a veľkého nákladu, ako sú veľké stroje a lokomotívy. Na nákladných lodiach sa zvyčajne inštalujú 1 až 2 ťažké zdvíhacie veže s nosnosťou prevažne 10 – 60 ton, niektoré 60 – 150 ton a niektoré až 300 ton. Každý nákladný priestor všeobecnej lode na prepravu suchého nákladu je vybavený dvoma ľahkými zdvíhacími vežami a každý nákladný priestor obrovskej lode na prepravu suchého nákladu je často vybavený štyrmi.
Palubné žeriavySú inštalované na hornej palube lode, s kompaktnou konštrukciou, ktorá umožňuje lodi využiť väčšiu plochu paluby a má malý vplyv na viditeľnosť z mostíka. Sú ľahko ovládateľné, majú vysokú účinnosť nakladania a vykladania, sú flexibilné a vyžadujú si len malú prípravu pred prevádzkou, takže sa čoraz viac používajú. Medzi bežné typy patria pevné otočné žeriavy, mobilné otočné žeriavy a portálové žeriavy s elektrickým a elektrohydraulickým prevodom.
Pevné otočné žeriavyNajpoužívanejšie sú žeriavy typu „gandry“, ktoré môžu pracovať na ľavej a pravej strane samostatne alebo v pároch, s nosnosťou zvyčajne 3 – 5 ton. Na viacúčelových lodiach musí jeden žeriav zdvihnúť 20-stopový kontajner a dvojitý žeriav musí zdvihnúť 40-stopový kontajner (30 ton), takže ich nosnosť môže dosiahnuť 25 – 30 ton. Mobilné otočné žeriavy sa používajú, keď nakladanie a vykladanie nákladu vyžaduje veľké rozpätie a je žiaduce, aby výložník žeriavu nebol príliš dlhý, pričom existujú dva typy: priečne a pozdĺžne pohybujúce sa pozdĺž lode. Portálové žeriavy sa široko používajú na kontajnerových lodiach a nákladných člnoch, zvyčajne štvornohé alebo typu C. Majú výsuvný výložník, zdvíhací nosník, pohyblivý mostík a kabínu. Vodorovný hlavný nosník mostíka je vyšší ako kontajnery naskladané na palube a je vybavený automatickým polohovacím zariadením, ktoré dokáže presne umiestniť kontajnery do kontajnerových roštov alebo ich počas nakladania stohovať na palubu. Na nákladných člnoch je viac portálových žeriavov ako na kontajnerových lodiach s nosnosťou až niekoľko stoviek ton.
Okrem námorných žeriavov patria medzi ďalšie nakladacie a vykladacie stroje najmä výťahy, kladkostroje a dopravníky. Výťahy sa pohybujú vertikálne na lodi pozdĺž vodiacich koľajníc a používajú sa na zdvíhanie a spúšťanie tovaru medzi palubami. Napríklad lode typu „roll-on/roll-off“ často používajú výťahy na spojenie rôznych palúb na prepravu tovaru, vrátane nožnicových a reťazových, s dĺžkou 9 – 18,5 metra a šírkou 3 – 5 metrov. Niektoré nákladné vozidlá na nákladné člny ich tiež používajú na nakladanie a vykladanie člnov, ale ich nosnosť je oveľa väčšia ako u lodí typu „roll-on/roll-off“. Výťahy nepretržite prepravujú tovar vo vertikálnom alebo veľkom sklonenom smere a dopravníky nepretržite prepravujú tovar v horizontálnom alebo malom sklonenom smere. Tieto dva typy strojov sa väčšinou používajú na samovykladacích lodiach alebo lodiach nakladaných a vykladaných cez bočné dvere.
Vďaka svojim rozmanitým štruktúram, bohatým funkciám a vlastnostiam prispôsobenia sa rôznym scenárom sa námorné žeriavy stali nevyhnutným kľúčovým vybavením v lodnej prevádzke. S rozvojom lodnej dopravy a námorného inžinierstva sa budú naďalej zlepšovať z hľadiska efektívnosti a inteligencie a neustále prispievať k efektívnej námornej doprave a prevádzke.
Čas uverejnenia: 8. augusta 2025
