Техніка і технологія морського транспорту (порт). Конспект лекцій

40

До допоміжних засобів механізації ЗРР (рис. 6) відносяться бункери, силоси, підвищені колії, пристрої для зачищення вагонів, маневрові пристрої, контейнери, ВЗП, засоби пакетування й тара.

5.2Машини циклічної дії

5.2.1Загальні поняття й характеристики кранів

Основним перевантажувальним устаткуванням портів зараз є різного типу крани (портальні, козлові, мостові, гусеничні, автомобільні, мобільні на пневмоходу, плавучі й ін.). Всі крани при відповідному виконанні механізму підйому можуть перевантажувати всі сухі вантажі.

Кран призначений для підйому й переміщення вантажів при проведенні будівельних, монтажних, ремонтних, ЗРР й інших робіт. Кран являємо собою вантажопідйомну машину циклічної дії. Цикл роботи крана складається із трьох етапів:

захват вантажу;робочий хід (переміщення вантажу, розвантаження);

холостий хід (повернення вантажопідйомного механізму у вихідне положення).

Конструкція крана має в своєму складі: несучий елемент;

вантажопідйомний пристрій, що складається із гнучкого органа який піднімає (сталевого каната або ланцюга) і вантажної лебідки. Для забезпечення безпеки в роботі вантажопідйомний механізм оснащується різними обмежниками (в/п, вантажного моменту, ходу ВЗО й ін.);

ВЗО, що може бути неавтоматичної дії (гак) або автоматичної дії (електромагніт, пневматичний присос й ін.).

Також кран може бути оснащений механізмами пересування вантажного візка, зміни вильоту стріли, обертання несучого елемента навколо опори й ін. Пересувні крани оснащені механізмом пересування. Деякі крани оснащені автоматичними вагами для визначення маси вантажу, що піднімається.

В/п – максимальна маса вантажу, на підйом і переміщення якого кран розрахований у заданих умовах експлуатації. У величину в/п включається маса знімних ВЗП і тари, використовуваних для переміщення вантажу. В/п може бути постійною й змінною. Крани портальні, козлові й мостові, а також вилочні навантажувачі мають постійну в/п. Більшість стрілових кранів і навантажувачів зі стрілою мають змінну в/п. У цих машин крім номінальної в/п на даному вильоті є узагальнений параметр – вантажний момент, який допускається.

Кран стрілового типу – кран, у якого ВЗО підвішений до стріли або візка, що переміщається по стрілі. Кран поворотний – кран, що має можливість обертання (у плані) поворотної частини разом з вантажем відносно опорної частини крана. Стрілові системи поворотних кранів призначаються для зміни положення вантажу щодо осі обертання крана – вильоту.

Вильотом стріли називається відстань по горизонталі від осі обертання крана до вертикальної лінії, що проходить через точку підвісу вантажу. Крани, у яких ця відстань постійна, називають кранами з постійним вильотом стріли, а

41

в яких вона змінюється – зі змінним вильотом.

Стрілові системи підрозділяються на дві групи: стрілові системи з горизонтальним переміщенням вантажу й без горизонтального переміщенням вантажу при зміні вильоту стріли.

Стрілові системи без горизонтального переміщенням вантажу застосовуються в основному в мобільних кранах: автомобільних, пневмоколісних, гусеничних, залізничних.

Проліт – відстань по горизонталі між осями рейок кранової колії для кранів мостового типу. Виліт і проліт – це параметри, які характеризують величину зони, що обслуговується краном.

Колія – відстань по горизонталі між осями рейок або коліс ходової частини крана стрілового типу.

База – відстань між осями опор (ходових візків) крана, обмірювана уздовж колії.

Висота підйому – відстань від рівня стоянки крана до ВЗО, що перебуває у верхнім положенні.

Глибина опускання – відстань по вертикалі від рівня стоянки крана до ВЗО, що перебуває в нижнім робочому положенні.

5.2.2 Основні типи портових кранів

Основною несучою конструкцією портального крана (рис. 7) є портал (П-образний стояк (опора)), що опирається на ходові візки, які пересуваються по підкранових рейках. Між «ногами» порталу є вільний простір для пропуску залізничного або автомобільного транспорту. У деяких випадках портали заміняються Г-образними півпорталами. У цих випадках крани іменуються півпортальними.

Рис. 7. Кран портальний

42

Портальні крани – це універсальні перевантажувальні машини, які можна використовувати для здійснення робіт на причалах, складах, автомобільних і залізничних вантажних фронтах (ЗВФ).

Основна характеристика кранів – в/п. Параметри портальних кранів щодо розмірів: колія порталу, габарит порталу уздовж рейок, максимальний виліт стріли, висота підйому вантажу над головкою рейки й опускання нижче її. Швидкісні параметри – швидкості рухів: підйому й опускання, повороту, зміни вильоту стріли, пересування. Всі рухи портальних кранів, крім пересування порталу, є робочими, тобто можуть виконуватися протягом кожного циклу переміщення вантажу. Пересування порталу є установочним рухом і повинне здійснюватися тільки при переході з одного місця роботи на інше. Важливою характеристикою портальних кранів є здатність механізму підйому працювати в грейферному режимі двома канатами або двома парами канатів. Вона визначає можливість використання крана для перевантаження навалочних і насипних вантажів грейфером, а також застосування різних керованих захоплюючих пристроїв для вантажів, привід яких здійснюється при роботі механізму підйому в грейферному режимі.

Достоїнствами портальних кранів є: їхня універсальність з видів вантажів й місць роботи, значна гнучкість у взаємодії між собою й з іншими машинами на складській площадці, яка представляє спільну зону обслуговування. Остання якість дозволяє успішно підмінювати портальні крани в період ремонту без утворення «мертвих зон», а також дає можливість передавати вантаж безпосередньо від одного крана іншому в різних комбінаціях і концентрувати, при необхідності, на невеликій ділянці робіт відразу декілька кранів.

Недоліки портальних кранів: більша висота підвісу вантажу, відсутність (як правило) просторового запасування канатів і складність стабілізації положення вантажу при повороті крана, що в комплексі утрудняє автоматизацію керування краном, викликає значне розгойдування й обертання вантажу навколо вертикальної осі підвісу, досить ускладнює застосування автоматичних і керованих захватів для генеральних вантажів. Крім того, портальні крани в порівнянні з козловими й мостовими більше складні по конструкції, мають більшу масу, енергоємність і вартість у будівлі й обслуговуванні.

Крани мостового типу – це крани, у яких ВЗО підвішений до вантажного візка, що переміщається по мосту. До них відносяться мостові й козлові крани.

Козлові й мостові крани в морських портах звичайно обслуговують склади прямокутної форми, ЗВФ і автомобільні вантажні фронти. На причалах їх використовують рідше. Основна характеристика – в/п. Розмірні параметри – колія (проліт (просвіт) моста), виліт консолей, габаритний розмір уздовж рейок, висота підйому вантажу. Швидкісні параметри – швидкості рухів: підйому й опускання, переміщення візка, пересування. Всі рухи є робочими.

Мостові крани складаються із двох основних вузлів: моста, що пересувається уздовж складу і вантажного візка (рис. 8) або стрілового крана (рис. 9), що пересуваються по мосту. Основною відмінністю від козлових кранів є нерухомі опори.

43

Найбільше поширення одержали двобалкові мостові крани.

За способом опори на кранову колію розрізняють мостові крани опорного й підвісного типів. До мостових кранів опорного типу відносять крани, що опираються ходовими колесами на кранову рейку, яка розташована на підкранових будівельних конструкціях (естакадах) (рис. 8).

Мостові крани підвісного типу ходовими колесами опираються на нижні полки двотаврових балок, підвішених до перекриттів покритого складу.

Кран козловий – кран, у якого міст опирається на кранову колію за допомогою двох опорних стояків.

Козловий кран (рис. 10) – вантажопідйомна машина пролітного типу з пересувним мостом (пролітною будовою) на високих опорах (козлах), кожна з яких через ходові колеса або колісні візки опирається на наземну кранову рейку.

Міст має одну або дві консолі, які виходять за опори, що збільшує зону, яка обслуговується краном. Міст виконують одноабо двобалковим. По рейках, покладеним на двобалковому мосту, переміщається візок, аналогічно візку мостового крана. Якщо міст виконаний однобалковим, підйом, опускання й переміщення вантажу уздовж моста здійснює електроталь, яка установлена на монорейці. Механізми пересування крана розміщені на кожній опорі.

Залежно від профілю майданчика який обслуговується, ходові візки опор можуть бути розташовані на однакових або різних рівнях. У деяких випадках один з ходових візків може бути встановлена на рівні пролітної будови. Такі крани називають півкозловими.

44

Рис. 10. Однобалковий козловий кран

Крани козлові набули широкого застосування на різних виробництвах, у першу чергу на відкритих складах, залізничних контейнерних майданчиках й ін. Використовуються вони переважно на відкритих площадках, хоча легкі козлові крани на вільному ходу можуть працювати й усередині приміщення.

Козлові й мостові крани в порівнянні з портальними мають меншу висоту підвісу вантажу, у них відсутній рух повороту крана, для них легше вирішувати питання просторового запасування канатів. Внаслідок цього значно менше розгойдування вантажу, краще стабілізація його положення, простіше автоматизація керування й використання автоматичних і керованих захватів. Ці крани більше прості, ніж портальні, за конструкції, мають меншу масу, енергоємність і вартість у будівництві й експлуатації. Основний недолік козлових кранів – менша гнучкість у порівнянні з портальними у взаємодії між собою й з іншими машинами на складських і оперативних площадках. Саме із цієї причини на причалах козлові крани використовують рідко, в основному для перевантаження однорідних навалочних і лісових вантажів. Мостові крани призначені, як правило, для обслуговування критих приміщень.

Кранові перевантажувачі використовують в портах у досить великій кількості. Вони являють собою спеціальні ПТМ для перевантаження певних вантажів на спеціальних технологічних комплексах. Причальні контейнерні перевантажувачі (рис. 11) встановлюють на причалах морських і річкових портів для завантаження й розвантаження суден контейнеровозів.

Основні характеристики, крім типу й призначення – в/п, розмірні параметри й швидкості робочих і установочних рухів. У таких машин рух повороту взагалі відсутній, або він є установочним рухом. На відміну від інших кранів перевантажувачі мають значно більшу продуктивність і відносно легко піддаються автоматизації керування. Перевантажувачі призначені для роботи автоматичними й керованими з кабіни вантажозахватними механізмами.

45

Рис. 11. Контейнерний перевантажувач

Причальні перевантажувачі мають піднімальну консоль із боку причалу у води, що дозволяє безпечно проводити швартовні операції із суднами.

У тиловій частині можуть використовуватися козлові крани на пневмоходу (рис. 12). Наявність пневмоколісної опори підвищує мобільність і дозволяє використовувати їх на різних ділянках порту – як на складах, так і при обробці автомобільного й залізничного транспорту.

Рис. 12. Пневмоколісний козловий кран

Плавучі крани в портах призначені для здійснення робіт на суднах і прикордонной території причалів. До їхньої характеристики відносять в/п, виліт стріли за борт понтона, висоту підйому вантажу над рівнем води й опускання нижче цього рівня, розміри понтона в плані, осідання з вантажем, питоме навантаження на палубу понтона, наявність або відсутність руху повороту стріли, здатність змінювати виліт стріли з піднятим вантажем, кількість піднімальних гаків і можливість їхнього паралельного використання, наявність або відсутність спеціальних механізмів для розвороту вантажу навколо вертикальної осі. До швидкісних параметрів (крім швидкості підйому вантажу, зміни вильоту стріли, повороту стріли) відносять ще швидкість ходу (якщо кран самохідний).

Плавучі крани встановлюється на самохідний або несамохідний понтон. Понтон побудований і експлуатується відповідно до правил морського Регістра

46

судноплавства.

За конструкцією плавучі крани бувають:

неповоротні, у тому числі щоглові крани (з нерухомими щоглами), козлові й крани з стрілою яка гойдається (нахиляється).

поворотні, які також називаються універсальними, у тому числі крани з поворотною платформою або колоною.

комбіновані, до яких відносяться плавучі мостові крани, по мосту яких пересувається поворотний кран.

5.2.3 Стрілові самохідні крани

Стрілові самохідні крани поділяються залежно від конструкції ходової частини на автомобільні, пневмоколісні, на спеціальному шасі автомобільного типу й гусеничні.

Стрілові самохідні крани можуть здійснювати наступні робочі операції: підйом і опускання вантажу; зміну кута нахилу стріли при зміні вильоту; поворот стріли в плані на 360°; висування телескопічної стріли з вантажем; пересування крана з вантажем. Окремі операції можуть бути суміщені (наприклад, підйом вантажу або стріли з поворотом стріли в плані). Використання телескопічних стріл дозволяє збільшувати зону обслуговування крана з одного місця стоянки, а також поліпшує умови переміщення крана в транспортному положенні, так як при складанні стріли зменшуються габарити крана й динамічні навантаження від поштовхів через нерівність шляхів.

Всі рухи крана можна використовувати як робочі, крім зміни вильоту стріли, який деякі крани не можуть виконувати з піднятим вантажем. Якщо маса вантажу, що піднімається, наближається до номінального в/п крана й потрібне використання аутригерів (висувних опор), пересування крана не можливо використовувати як робочий рух.

Аутригери знижують навантаження на пневмоколеса, збільшують опорну базу й стійкість крана. При роботі без висувних опор в/п крана різко знижується й становить 20 – 30 % від номінальної.

На кранах установлюють стрілове й башто-стрілове встаткування. Основними видами стрілового встаткування є невисувна (жорстка) і висувна ґратчасті стріли, телескопічна стріла з однієї або декількома висувними секціями для зміни їхньої довжини. Довжину висувних стріл можна змінювати тільки в неробочому стані крана, телескопічних – при діючому робочому навантаженні. Найбільша в/п відповідає найменшому вильоту стріли. Зі збільшенням вильоту в/п зменшується. Залежність в/п і висоти підйому вантажу від вильоту стріли називається вантажною характеристикою крана й зображується графічно у вигляді кривих, які даються в паспортах кранів.

Гусеничні, пневмоколісні й автомобільні крани в портах доцільно використовувати для обслуговування тилових складів і вантажних фронтів, розташованих поза зоною дії рейкових кранів і не потребуючих високої інтенсивності здійснення робіт. При цьому гусеничні крани більше пристосовані для роботи на площадках із ґрунтовим покриттям. Основна характеристика – в/п. Розмірні параметри – виліт стріли, габаритні розміри в плані й найменший радіус по-

47

вороту ходової частини. Якщо крани мають висувні опори (аутригери), то окремо враховують розміри з аутригерами в робочому положенні.

До автомобільних кранів відносяться стрілові крани на шасі стандартних вантажних автомобілів. Крани обладнуються секційними ґратчастими (рис. 13) або двох-, трисекційними телескопічними стрілами (рис. 14).

Рис. 13. Автомобільний стріловий кран

Рис. 14. Автомобільний кран з телескопічною стрілою

До пневмоколісних кранів відносять машини з ходовим пристроєм у вигляді спеціального пневматичного шасі з жорсткою підвіскою коліс до ходової рами, що розширює можливості роботи кранів без висувних опор і пересування з вантажем на гаку (рис. 15).

Рис. 15. Пневмоколісний кран

У групі пневмоколісних кранів виділена група з особливою конструкцією ходового пристрою – пневмоколісне шасі з укороченою базою – короткобазові крани (рис. 16) володіють завдяки обом привідним і керованим мостам високою маневреністю й прохідністю.

Пневмоколісні крани на спеціальному шасі – самохідні машини на багатоосьовому спеціальному шасі (рис. 17). Багатоосьове шасі (від двох до семи осей) із привідними й керованими осями, забезпечує підвищену прохідність, маневреність, транспортну швидкість – до 60 км/год. Число осей шасі визначається в/п крана.

Найбільше поширення на монтажних площадках одержали гусеничні

48

крани (рис. 18) які володіють всіма перевагами гусеничного руху. Гусеничні крани практично не вимагають підготовки спеціальної основи для роботи, тому що мають найменший питомий тиск на ґрунт у порівнянні з іншими стріловими кранами й мають високу маневреність, що дозволяє їм працювати в природних умовах. Перебазування їх на великі відстані відбувається за допомогою ваговозів.

Рис. 16. Короткобазовий кран

Рис. 17. Кран на спецшасі автомобільного типа

Рис. 18. Схема гусеничного крана в транспортному положенні

В останні роки одержали поширення мобільні гідравлічні перевантажувачі (рис. 19). За принципом роботи й переміщення стріли вони нагадують екскаватори.

У морських і річкових портах гідравлічні перевантажувачі здійснюють перевалку всіх видів навалочних вантажів, круглого лісу й металобрухту як у тилу, так і на причалах, обробляючи річкові й морські судна. Застосовуючи вантажні гаки, траверси й спеціальні ВЗП вони також здатні обробляти генеральні вантажі.

Перевантажувачі можуть мати наступні види ходових частин: пневмохід; пневмохід зі збільшеною базою; гусениці; посилені гусениці; фіксацію на 4-х опорах; портал на гусеницях; портал на рейках.

Перевантажувачі можуть обладнуватися дволанковою або одноланковою системою підйому кабіни, що дозволяє збільшити площу огляду. Вони можуть

49

бути оснащені дизельним або електричним двигуном і стрілами різних форм і довжини.

Рис. 19. Гідравлічний перевантажувач

У порівнянні з рейковими гусеничні, автомобільні й пневмоколісні крани мають, як правило, значно меншу продуктивність, для них необхідні широкі, густо розташовані проїзди на території, яка обслуговується, що істотно погіршує корисне використання площі складів і вантажних фронтів.

5.2.4 Засоби напольного транспорту

Із засобів напольного транспорту найпоширеніші в портах універсальні авто- і електронавантажувачі, які відносять до машин малої механізації.

Навантажувачі класифікують:

за призначенням – для сипучих матеріалів і поштучних вантажів; за режимом роботи – безперервної й циклічного (періодичного) дії; за типом робочого органа – одноківшеві, багатоківшеві й вилочні;

за ходовим встаткуванням– на гусеничному або пневмоколісному ходу. Їх також випускають на базі автомобілів, тракторів і тягачів.

Автонавантажувачі (фронтальні, бічні, фронтально-бічні, портальні й спеціальні) широко використовують у портах на суднових, складських, вагонних, автотранспортних і внутрішньоконтейнерних операціях з генеральними, лісовими й особливими вантажами.

До їхньої характеристики відносять: тип, рід приводу (вид двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) або електропривод з живленням від акумуляторної батареї), тип коліс (вантажошини або пневмошини), в/п, максимальна висота підйому вантажу, будівельна висота й габаритні розміри машини в плані, висота підйому без збільшення будівельної висоти машини (величина вільного підйому), відстань від передньої спинки вил до центра ваги вантажу при номінальної в/п і відстань від осі передніх коліс до передньої спинки вил (або максимальний вантажний момент), мінімальний радіус повороту, маса машини в порожньому стані й з вантажем, максимальне навантаження на осі, швидкості всіх рухів, тиск у гідравлічній системі, кількість секцій у розподільнику для підключення ВЗО, конструкція місць кріплення захватних органів, наявність нейтралі-