Na področju pristaniških strojev,morski žerjaviigrajo ključno vlogo kot osnovna oprema za ladje, ki se ukvarjajo z nakladanjem in razkladanjem tovora. Znani tudi kot ladijski žerjavi ali derriki, so nameščeni predvsem na ladjah za ravnanje z različnimi vrstami tovora in veljajo za najpomembnejše krovne stroje za ladijsko proizvodnjo. Ti žerjavi imajo kompaktno strukturo, privlačen videz, varnost, zanesljivost, energetsko učinkovitost, so okolju prijazni in odlično okretnost. Njihove roke so na voljo v različnih oblikah, vključno zravne roke, teleskopske rokeinzložljive roke; in njihove metode krmiljenja vira energije so raznolike, kot so ročni, električni in elektrohidravlični.
Ladijska dvigala so posebna oprema, ki izvaja transportne operacije v morskem okolju in opravlja pomembne naloge, kot so pretovarjanje tovora med ladjami, oskrba na morju ter namestitev in dvigovanje podvodne opreme. Vendar pa posebno morsko okolje uporabe predstavlja znatne izzive za nadzor ladijskih dvigal. Po eni strani morajo, podobno kot kopenska oprema z nezadostnim delovanjem, nadzorovati nihanje bremena med prevozom, da zagotovijo natančnost pozicioniranja in učinkovitost prevoza; po drugi strani pa, ker so dvigala pritrjena na premične platforme, kot so ladje, gibanje platforme močno vpliva na gibanje bremena in v mnogih primerih se gibanje dvižnih in pristajalnih točk bremena pogosto razlikuje od gibanja samega dvigala. Med delovanjem se tako ladja z dvigalom kot sprejemna ladja zaradi oceanskih valov nagibata, zibata in dvigujeta, kar povzroči nihanje bremena. Med dvigovanjem in spuščanjem lahko gibanje ladje zlahka povzroči, da dvignjeni tovor ponovno trči v palubo ali pa tovor, ki je bil spuščen, vendar še ni odlepljen od kavlja, ponovno visi v zraku, kar ogroža varnost delovanja. Zlasti med oskrbo s strelivom med ladjami lahko takšno povezano gibanje povzroči resnejše posledice. Zato je krmiljenje ladijskih žerjavov pritegnilo široko pozornost vojaškega in civilnega sektorja ladijskega inženirstva po vsem svetu, raziskovanje krmiljenja takšnih nelinearnih, močno sklopljenih premalo aktiviranih sistemov pri posebnih motnjah pa ima veliko teoretično vrednost in univerzalni pomen.
Krmiljenje ladijskih žerjavov se osredotoča predvsem na dva vidika: vertikalni nadzor za zmanjšanje vpliva gibanja trupa in bočno preprečevanje nihanja za preprečevanje nihanja bremena. Za vertikalni nadzor je običajna metoda povezava sprejemne ladje prek mehanske strukturežerjavna ladja, zaznavajo njihovo relativno gibanje in sinhronizirajo spremembo dolžine dvižne vrvi z dvigom sprejemne ladje, s čimer kompenzirajo relativno gibanje med obema ladjama ter dokončajo dvigovanje in prevoz bremena. Vendar pa ima ta metoda posebne zahteve glede mehanske strukture žerjava in nalaga znatne omejitve glede dvižne teže.
Sestava in načini delovanja
Kar zadeva komponente, je dvižni stolp tradicionalna oprema za ravnanje s tovorom, ki jo sestavljajo dvižni stolp, tovorna roka (ali tovorni jambor), vrvje in vitlo (ali tovorni vitel) itd. Kljub številnim vrvem in nerodnemu upravljanju se pogosto uporablja zaradi preproste strukture, enostavne izdelave in nizkih stroškov. Z dvižnim stolpom lahko nakladate in razkladate tovor na dva načina: z eno roko in z dvema rokoma.
Pri delovanju z eno roko se za natovarjanje in raztovarjanje tovora uporablja en dvižni stolp. Po dvigu tovora se potegne vrv, da se tovor skupaj z dvižnim stolpom zaniha proti zunanjemu motorju ali loputi, nato se tovor spusti in dvižni stolp se zavrti nazaj v prvotni položaj, pri čemer se ta postopek ponavlja. Vsakič je treba dvižni stolp zanihati z vrvjo, kar ima za posledico nizko učinkovitost in visoko delovno intenzivnost. Pri delovanju z dvojno roko se uporabljata dva dvižna stolpa, eden nameščen nad loputo, drugi pa se razteza čez zunanji motor. Dvižni stolpa sta v določenem delovnem položaju pritrjena z vrvmi, dvižni vrvi obeh dvižnih stolpov pa sta povezani z istim kavljem. Z umikanjem in sproščanjem obeh dvižnih vrvi se lahko tovor raztovori z ladje na pomol ali naloži s doka na ladjo. Učinkovitost natovarjanja in raztovarjanja pri delovanju z dvojno roko je višja kot pri delovanju z eno roko, delovna intenzivnost pa je tudi nižja.
Izboljšane naprave za dvižne stolpe so se pojavile kasneje. Naprava za dvižni stolp z dvojnim dvigom je izboljšana od naprave za dvižni stolp z enim rokom, saj ima samo dvižno vrv in dva kompleta ločenih dvižnih stolpov, levo in desno. Dvižni stolp upravlja en dvižni vitel in dva vitla za dvigovanje, kar je enostavno za upravljanje in ima visoko učinkovitost nakladanja in razkladanja. Naprava za dvižni stolp Abel je izboljšana od naprave za dvižni stolp z dvojnim rokom, z dvižnim vitlom, dvižnimi stolpi in vitli z vrvjo. S pomočjo vitlov lahko dvižni stolp hitro namesti na katero koli mesto, poleg tega pa lahko dvigne in spusti tovor na fiksnih točkah znotraj delovnega radija dvižnega stolpa, kar je pomemben korak k popolni avtomatizaciji nakladanja in razkladanja tovora.
Uporaba in strukturne značilnosti
Morski žerjavise pogosto uporabljajo v ladjah za prevoz razsutega tovora, kontejnerskih ladjah, tankerjih za nafto, večnamenskih ladjah itd., kot so na primertovorni žerjavina ladjah za prevoz razsutega tovora in kontejnerskih ladjah, cevnih žerjavih na tankerjih za nafto inpalubni žerjavina večnamenskih ladjah. V primerjavi z žerjavi na kopnem so ladijski žerjavi nameščeni na nestabilnih ladjah. Med delovanjem se ladja nagiba in ziblje, delovno okolje pa je ostro, podvrženo eroziji zaradi morskega vetra in morske vode; tudi ko ne delujejo, morajo prenesti zunanje sile, kot so veter, sneg, valovi, zibanje, dvigovanje in udarci med navigacijo ladje.
Na voljo so v različnih konstrukcijskih oblikah, vključno z vrtljivim roko, potujočim, z jekleno vrvjo in dvigovanjem, z valjastim dvigalom, teleskopskim rokom, zložljivim rokom, A-okvirjem in kompozitnim tipom; obstajajo pa tudi različni načini pogona, vključno z električnim, elektrohidravličnim, elektropnevmatskim, bencinskim (dizelskim) motorjem, ročnim pogonom itd. Tipičen primer je elektrohidravlično ladijsko dvigalo, ki se uporablja za nakladanje in razkladanje tovora na ladjah za razsuti tovor.
Nosilne konstrukcije ladijskih žerjavov, kot so osnovni steber, telo stolpa in krak, so večinoma varjeni konstrukcijski deli iz kovinskih jeklenih plošč. Spodnji del osnovnega stebra je privarjen na trup ladje, da nosi gravitacijsko obremenitev žerjava, zgornji del pa je opremljen z vrtljivim ležajem; telo stolpa je nosilna konstrukcija, katere spodnji del je povezan z vrtljivim ležajem in je tečajno pritrjen na krak, zgornji del ima premikajoče se jeklene vrvi z jermenico, notranjost se uporablja kot strojnica, kabina pa se nahaja spredaj; krak je rešetkasta konstrukcija, ki se uporablja za podporo težkih predmetov.
Izvršni mehanizmi ladijskih žerjavov vključujejo dvižni mehanizem, mehanizem za dvigovanje in obračalni mehanizem. Dvižni mehanizem omogoča dvigovanje z motorjem, ki poganja boben, ki se vrti preko reduktorja, pri čemer se jeklena vrv uvlači in spušča, da se kavelj premika gor in dol; mehanizem za dvigovanje omogoča, da se krak vrti gor in dol okoli spodnje točke tečaja, da se spremeni kot z motorjem, ki poganja boben, ki se vrti preko reduktorja, pri čemer se jeklena vrv uvlači in spušča, tako da se kavelj lahko dviga z različnimi amplitudami; obračalni mehanizem omogoča, da se telo stolpa in krak vrtita z motorjem, ki poganja zobnik, da se preko reduktorja ujame z velikim zobnikom obračalne gredi. Reduktorji teh treh mehanizmov so opremljeni z normalno zaprtimi zavorami, ki zagotavljajo normalno delovanje vsakega gibanja. Z usklajenim delovanjem treh mehanizmov je mogoče breme dvigniti in namestiti na želeni položaj znotraj delovnega območja.
Električni sistem za vožnjo in krmiljenje je sestavljen iz različnih krmilnih komponent v električni krmilni omarici, ki tvorijo krmilni sistem, ki se upravlja in krmili z gumbi in ročaji na konzoli na obeh straneh sedeža kabine; hidravlični sistem je sestavljen iz črpalk, motorjev, ventilskih skupin, cevovodov in njihove dodatne opreme za krmiljenje in pogon nekaterih izvršilnih mehanizmov. Poleg tega so ladijski žerjavi opremljeni tudi s pomožnimi napravami, kot so prehodi in prezračevalne naprave.
Klasifikacija in drugi nakladalni in razkladalni stroji
Dvižne vrtalne naprave ladijskih žerjavov lahko razdelimo na lahke in težke. Tisti z nosilnostjo manj kot 10 ton so lahki, tisti z nosilnostjo več kot 10 ton pa težki. Nosilnost je odvisna od namena ladje. Za splošne ladje za prevoz suhega tovora je nosilnost lahkih dvižnih vrtalnih ... Na tovornih ladjah sta običajno nameščena 1-2 težka dvižna stolpa, z nosilnostjo večinoma 10-60 ton, nekaj 60-150 ton in nekaj do 300 ton. Vsak tovorni prostor ladje za prevoz suhega tovora je opremljen z dvema lahkama dvižnima stolpoma, vsak tovorni prostor velike ladje za prevoz suhega tovora pa je pogosto opremljen s štirimi.
Palubni žerjaviNameščeni so na zgornji palubi ladje, s kompaktno strukturo, ki ladji omogoča izkoriščanje večje površine palube in ima majhen vpliv na vidljivost z mostu. So enostavni za upravljanje, imajo visoko učinkovitost nakladanja in razkladanja, so prilagodljivi in zahtevajo malo priprave pred delovanjem, zato se vse pogosteje uporabljajo. Med pogoste vrste spadajo fiksni vrtljivi žerjavi, mobilni vrtljivi žerjavi in portalni žerjavi z električnim in elektrohidravličnim prenosom.
Fiksni vrtljivi žerjaviSo najpogosteje uporabljena, ki lahko delujejo na levi in desni strani samostojno ali v parih, z nosilnostjo običajno 3-5 ton. Na večnamenskih ladjah mora eno samo dvigalo dvigniti 20-metrski kontejner, dvojno dvigalo pa 40-metrski kontejner (30 ton), zato lahko njihova nosilnost doseže 25-30 ton. Mobilna vrtljiva dvigala se uporabljajo, kadar nakladanje in razkladanje tovora zahteva velik razpon in je zaželeno, da roka dvigala ni predolga, pri čemer sta na voljo dve vrsti: prečno in vzdolžno premikajoča se vzdolž ladje. Portalna dvigala se pogosto uporabljajo na polnih kontejnerskih ladjah in nosilcih barž, običajno štirinožnih ali tipa C. Imajo raztegljivo roko, dvižni nosilec, premični most in kabino. Vodoravni glavni nosilec mostu je višji od kontejnerjev, zloženih na palubi, in je opremljen z napravo za samodejno pozicioniranje, ki lahko natančno namesti kontejnerje v rešetke kontejnerjev ali jih med nakladanjem zloži na palubo. Na baržah je več portalnih žerjavov kot na kontejnerskih ladjah, z dvižno zmogljivostjo do nekaj sto ton.
Poleg ladijskih žerjavov drugi nakladalni in razkladalni stroji vključujejo predvsem dvigala, tovorne dvigala in transporterje. Dvigala se premikajo navpično po vodilih na ladji in se uporabljajo za dvigovanje in spuščanje blaga med palubami. Na primer, ladje tipa roll-on/roll-off pogosto uporabljajo dvigala za povezovanje različnih palub za prevoz blaga, vključno s škarjastimi in verižnimi, dolžine 9–18,5 metra in širine 3–5 metrov. Nekateri prevozniki barž jih uporabljajo tudi za natovarjanje in raztovarjanje barž, vendar je njihova dvižna zmogljivost veliko večja kot pri ladjah tipa roll-on/roll-off. Dvigala neprekinjeno prevažajo blago v navpični ali zelo nagnjeni smeri, transporterji pa neprekinjeno prevažajo blago v vodoravni ali zelo nagnjeni smeri. Ti dve vrsti strojev se večinoma uporabljata na ladjah, ki se samoraztovarjajo, ali na ladjah, ki se natovarjajo in raztovarjajo skozi stranska vrata.
Z raznolikimi strukturami, bogatimi funkcijami in značilnostmi prilagajanja različnim scenarijem so ladijski žerjavi postali nepogrešljiva ključna oprema pri ladijskih operacijah. Z razvojem ladijskega prometa in pomorskega inženirstva se bodo še naprej izboljševali v smislu učinkovitosti in inteligence ter nenehno prispevali k učinkovitemu pomorskemu prevozu in delovanju.
Čas objave: 8. avg. 2025
