Техніка і технологія морського транспорту (порт). Конспект лекцій

50

затора або спалення вихлопних газів (для машин із приводом від ДВЗ) і тривалість роботи навантажувача без зміни або перезарядження батареї (для машин з електроприводом).

Найпоширені універсальні фронтальні вилочні навантажувачі (рис. 20). При в/п до 2 т їх в основному використовують у вагонах, автомашинах, контейнерах, на ролл-трейлерах, а також у твіндеках суден. Ці ж навантажувачі, але з більшою висотою підйому (з телескопічним вантажопідйомником) можуть успішно працювати в трюмах суден і на складах. Автонавантажувачі в/п від 2 до 10 т призначені для роботи в трюмах суден і на складах. Машини більшої в/п застосовують на складських роботах. Бічні, фронтально-бічні й портальні навантажувачі призначені для перевантаження деяких вантажів (контейнерів, лісу й сталевого прокату) на складах, їх використовують найчастіше на спеціальних комплексах.

Рис. 20. Вилочний навантажувач

Тилові контейнерні майданчики обслуговуються козловими перевантажувачами (рис. 12), вилочними навантажувачами великий в/п, портальними навантажувачами (рис. 21) і річстакерами (рис. 22).

Рис. 21. Портальний навантажувач

Навантажувачі із приводом від ДВЗ через більшу динамічність і швидкість робочих рухів, необмеженої тривалості безперервної роботи протягом всі-

51

єї зміни й навіть доби мають за інших рівних умов в 2 – 4 рази більшу продуктивність, ніж електронавантажувачі. Тому їх частіше, ніж електронавантажувачі, застосовують на портових перевантажувальних роботах, які характеризуються високою інтенсивністю, незважаючи на складність захисту навколишнього середовища від вихлопних газів. При в/п більше 1,5 т, як правило, застосовують навантажувачі із пневмошинами.

Рис. 22. Річстакер

На внутрішніх транспортних операціях, а також на суднових операціях при обробці ролкерів використовують різні універсальні й спеціальні автотранспортні засоби: автомашини бортові із двохосьовими й одноосьовими причепами й напівпричепами, автотягачі із трейлерами, спеціальні портові тягачі з контейнерними візками й напівпричепами, колісні трактори із причепами й трейлерами. До технологічної характеристики цих машин відносять тягове зусилля, габаритні розміри, масу й навантаження на осі, мінімальний радіус повороту, розміри вантажної платформи й оснащеність її засобами кріплення вантажу, тип зчіпного пристрою, здатність машини рухатися на робочих швидкостях переднім і заднім ходом, швидкість пересування й інших робочих рухів.

Деякі колісні трактори з ківшами й відвалами різного типу успішно використовують на суднових роботах з навалочними й насипними вантажами (для подачі вантажу в підпалубний простір або назад). Їхню характеристику становить: тип, призначення, маса машини й навантаження на осі, габаритні розміри, мінімальний радіус повороту, швидкості рухів, місткість і тип ківшу.

Гусеничні трактори, як правило, застосовують із прямим або зворотним відвалом як бульдозери на складських і суднових роботах з навалочними й деякими насипними вантажами. Їхня технологічна характеристика: тягове зусилля, габаритні розміри й маса.

При перевантаженні навалочних вантажів також використовуються ківшеві навантажувачі (рис. 23). За способом захвата вантажу вони є що зачерпують. Основний тип навантажувачів, що зачерпують, – одноківшеві навантажувачі з переднім (фронтальним) і заднім розвантаженням ківшу. Основний робочий орган – ківш.

Навантажувач із переднім розвантаженням (фронтальний навантажувач) може бути як на гусеничному, так і на пневмоколісному ходу. Такий наванта-

52

жувач після набору матеріалу в ківш і повороту його у вертикальній площині (для запобігання висипання) повинен від'їхати назад, а в деяких випадках і розгорнутися для того, щоб забезпечити розвантаження матеріалу в транспорт.

Рис. 23. Фронтальний ківшевий навантажувач

У навантажувача із заднім розвантаженням (перекидні навантажувачі або тракторні лопати) врізання (проникнення) ківшу в матеріал відбувається при русі вперед. Після підйому завантаженого ківшу, навантажувач рухається заднім ходом до місця розвантаження, де ківш відводиться назад і розвантажується. Навантажувач, не розвертаючись, переднім ходом вертається до штабеля матеріалу з опущеним уперед ківшем.

Навантажувачі з бічним розвантаженням (півповоротні навантажувачі) мають шарнирно-зчленену конструкцію рами. Передній міст із робочим устаткуванням закріплений на передній напіврамі, а двигун, кабіна й задній міст установлені на задній напіврамі. Час робочого циклу півповоротних навантажувачів на 30 – 40% менше, ніж у фронтальних, чому сприяє поворот платформи, що виключає необхідність маневрування всієї машини.

При виконанні ЗРР ківшеві й вилочні навантажувачі можуть оснащуватися різного виду змінним устаткуванням, призначеним для захвата й переміщення вантажу.

5.3Машини безперервної дії

5.3.1Основні типи машин безперервної дії

Для машин безперервної дії (МБД) характерна можливість безперервного переміщення різних вантажів.

Устаткування МБД можна розділити на дві частини: основне, безпосередньо виконуюче переміщення вантажу, і допоміжне – для виконання технологічних операцій зі завантаження й розвантаження транспортера.

МБД розділяють на дві великі групи: машини з тяговим органом і машини без тягового органа.

У першу групу входять машини, які здійснюють переміщення вантажів за допомогою руху гнучкого тягового органа (стрічки, ланцюга, каната й ін.), а в другу – машини у яких для переміщення вантажу використовуються обертальний, поступальний або зворотно-поступальний рух. До другої групи також відносяться машини, які переміщають вантажі у стані зависі в потоку води або повітря.

53

До машин з тяговим органом відносяться стрічкові, ланцюгові й канатні конвеєри, стрічкові й ланцюгові елеватори.

Стрічкові конвеєри є найпоширенішими МБД. У порівнянні з іншими видами МБД стрічкові конвеєри мають ряд переваг: простота конструкції; можливість переміщення вантажу на великі відстані (до декількох кілометрів); висока продуктивність за рахунок використання різних завантажувальних і розвантажувальних пристроїв. Основним недоліком стрічкових конвеєрів є досить високе механічне зношування транспортерної стрічки.

Вантаж, що транспортується, звичайно переміщається верхньою стороною стрічки й може надходити на неї або скидатися в одному або декількох місцях по довжині.

Стрічки використовуються в якості вантажонесучого елемента, здійснюючи одночасно й тяговий зв'язок між барабанами конвеєра. Стрічка повинна бути високоміцною, гнучкою в поздовжньому й поперечному напрямках, мати високу вологостійкість і зносостійкістю робочих поверхонь, не повинна розшаровуватися при багаторазових перегинах, повинна мати невелике пружне й залишкове подовження, малу гігроскопічність. Міцність стрічки залежить від її ширини, матеріалу виготовлення. Швидкість руху стрічки визначається виходячи із заданої продуктивності конвеєра.

Навалочні вантажі подають на конвеєр через завантажувальні воронки або лотки. Розвантаження вантажів найчастіше здійснюється через кінцевий барабан. Для розвантаження в будь-якій точці по трасі конвеєра використовуються плужкові скидачі. Плужкові скидачі бувають стаціонарними й пересувними, одно- й двосторонніми. Вони являють собою щити, які установлені під кутом 35 – 45 до напрямку руху стрічки.

У ланцюгового конвеєра тяговим органом є замкнутий ланцюг, до якого можуть бути прикріплені пластини (пластинчастий конвеєр), шкребки й ін. Ланцюгові конвеєри поділяються на дві групи: конвеєри, що переміщають вантаж на несучому органі (пластинчасті, лоткові й які тягнуть колоди) і конвеєри, що волочать вантаж (скребкові).

Вантажонесучім органом у пластинчастих конвеєрів є твердий металевий, дерев'яний, пластмасовий або гумовий настил, що складається з окремих пластин, закріплених на ланцюговому тяговому органі.

Скребковий конвеєр складається зі стаціонарного відкритого або закритого жолобу, уздовж якого рухається тяговий орган з укріпленими на ньому шкребками, які волочать вантаж що транспортується.

Елеватори призначені для вертикального або круто нахиленого (більше 60 ) переміщення вантажів спеціальними захватами (ківшами або гаками) закріпленими на гнучкому тяговому органі установки. Елеватори невеликої висоти називаються норіями.

За типом вантажонесучого органа елеватори класифікуються як: ківшові, колискові й з полицями. Всі частини елеватора які рухаються закриті металевим кожухом.

До машин без тягового органа відносяться гвинтові, інерційні, роликові конвеєри, метальні машини, гідравлічні й пневматичні перевантажувачі.

54

Гвинтові конвеєри застосовують для переміщення сипучих вантажів. Гвинт із суцільними витками застосовують у конвеєрах для переміщення сухих дрібнозернистих і порошкоподібних вантажів, а зі спіральними – для переміщення кускових і липких вантажів. Для вантажів які злежуються й легко спресовуються застосовують конвеєри з витками, виготовленими у вигляді окремих лопат.

Гвинтовими конвеєрами переміщають вантажі головним чином у горизонтальній площині й під невеликим кутом нахилу. Кут нахилу конвеєра при суцільних і спіральних витках допускають до 15 – 20°. Для переміщення сипучих вантажів у вертикальному напрямку використовують спеціальні швидкохідні гвинтові конвеєри.

Переваги гвинтових конвеєрів полягають у їхній компактності й герметичності. Недоліком є сильне зношування поверхонь гвинта та жолоба й підвищена витрата енергії в порівнянні з іншими типами конвеєрів. У процесі транспортування гвинтовим конвеєром вантаж кришиться й частково перемішується.

Гравітаційні конвеєри одержали найбільше поширення на ЗРР у вигляді роликових конвеєрів. Роликові конвеєри складаються з рами з укріпленими на нерухомих осях роликами, що вільно обертаються під дією сили ваги й переміщуваного вантажу.

Пневматичні установки безперервної дії призначені для переміщення насипних вантажів за допомогою повітря. Суміш насипного вантажу з повітрям (аерована суміш) переміщається по трубопроводах за рахунок різниці тиску на початку й наприкінці трубопроводу. Різниця тисків створюється за рахунок відсмоктування повітря із трубопроводу, тобто за рахунок створення в ньому вакууму. Такі установки називаються установками усмоктувальної дії. Різниця тисків може бути створена за рахунок напору (нагнітання) повітря. Тому ці установки ще називаються установками нагнітання (напірні). Також знайшли застосування комбіновані (усмоктувально-нагнітальні) установки.

В установках усмоктувального типу розрядження в системі створюється вакуумним насосом. В установках нагнітального типу компресор установлюється на початку траси й забезпечує нагнітання повітря в систему. Комбіновані пневмотранспорті установки звичайно складаються з ділянок усмоктувального й нагнітального принципу дії.

Різновидом пневматичного транспорту є аераційні жолоби. Принцип роботи аераційного жолобу полягає в тому, що повітря яке подається в нижню частину жолоба, проходить через пористу перегородку й насичується до вантажу, що починає «текти», як рідина.

Гідравлічна транспортна установка застосовується для переміщення однокомпонентної рідини (наприклад, нафтопродуктів) або насипних вантажів у стані зависі в потоку води.

Суміш вантажу який транспортується з водою називається гідросумішшю або пульпою. Вода, використовувана як несучий потік, відділяється від вантажу в місцях його розвантаження (складування) і скидається у водойму або вертається для повторного використання.

До переваг гідравлічного транспорту відносяться: висока продуктивність

55

і велика довжина транспортування без перевантаження по складній трасі з підйомами під будь-яким кутом і по вертикалі; відсутність механічного встаткування на трасі трубопроводу; нескладне технічне обслуговування; можливість суміщення транспортування з деякими технологічними процесами; можливість повної автоматизації.

Недоліками гідравлічного транспорту є: обмеження за родом й характеристикам переміщуваних вантажів, зокрема, за їх величини (крупнисті), що викликає необхідність дроблення вантажу; підвищене зношування трубопроводу й механічних частин які контактують з гідросумішшю при переміщенні абразивних вантажів; збільшені витрата енергії; необхідність у великій кількостях води; небезпека замерзання в зимових умовах.

Метальні машини призначені для переміщення сипучих вантажів на невеликі відстані за рахунок надання вантажу додаткової кінетичної енергії – киданню.

5.3.2 Перевантажувачі безперервної дії

Вищевказані МБД можуть використовуватися в портах як окремі елементи механізації ЗРР, так і як складові частини (елементи) більш складних машин

– перевантажувачів або цілих ВПК.

У складі спеціальних ВПК для навалочних і насипних вантажів використовують різні спеціальні ПТМ: причальні навантажувальні й розвантажувальні машини, конвеєри, штабелеутворювачі, штабелерозбирачі, елеватори, вагоноперекидачі й ін. Їхні технологічні можливості характеризуються типом, призначенням, продуктивністю, відстанню транспортування, розмірами зони обслуговування, технологічними особливостями роботи й габаритними розмірами. Ці машини мають досить високу продуктивність, у кілька разів або навіть у кілька десятків разів перевищуючу продуктивність машин циклічної дії.

Роторно-конвеєрний перевантажувач (рис. 24) дозволяє забезпечити інтенсивність розвантаження навалочних вантажів (руди, вугілля) 2000 – 3000 і більше т/год. Шляхи переміщення вантажу мають огородження з кожухів, що значно знижує утворення пилу й шумовий вплив. Конструкція перевантажувача дозволяє розвантажувати підпалубний простір без використання трюмних машин.

Насипний вантаж на судна завантажують причальними суднозавантажувальними машинами, як правило, конвеєрного типу з телескопічними вертикальними спускними трубами, а розвантажують береговими пневмоперевантажувачами великої потужності або суднорозвантажувальними машинами з вертикальними гвинтовими підйомниками або норіями, оснащеними на кінці спеціальними забірними пристроями.

Норійно-конвеєрний перевантажувач (рис. 25) – це черпаковий елеватор, що захоплює вантаж у трюмі за допомогою черпакового елеватора й подає його на конвеєрну лінію.

Шнеково-конвеєрний перевантажувач (рис. 26) обладнаний спеціальним шнеком і гвинтовим конвеєром, які забезпечують ефективний забір вантажу з високим коефіцієнтом заповнення (0,75 – 0,9) і подачу його на конвеєрну лінію.

56

Рис. 24. Роторно-конвеєрний перевантажувач

Рис. 25. Норійно-конвеєрний перевантажувач

Рис. 26. Шнеково-конвеєрний перевантажувач

57

На рис. 27 показаний суднозавантажувальний перевантажувач зі змінним вильотом і телескопічним транспортером 3, метальною машиною 4 для завантаження підпалубних просторів судна, механізмом підйому стріли 2 для забезпечення безпеки швартування судна й системи завантаження берегового транспортера 1.

Рис. 27. Суднозавантажувальна машина

На складах навалочних вантажів застосовується спеціальне устаткування у вигляді конвеєрних машин – стакерів для штабелювання (рис. 28, а) і роторно-конвеєрних машин – реклаймерів для забору (рис. 28, б) зі штабеля на конвеєрну лінію. Це встаткування має високу продуктивність, простотою конструкцією, надійністю в порівнянні з іншими машинами (елеваторами). Стріла стакера (15 – 25 м) може повертатися в горизонтальній площині на 270°, а у вертикальній на 30°. На складах може застосовуватися комбінована машина – стакер-реклаймер, який виконує ту ж роботу, що вище вказані машини – роздільно.

Крім того на складах навалочних вантажів використовуються крацеркрани. Крацер-кран (скребковий кран) являє собою несучу конструкцію того або іншого типу (залежно від типу крацер-крану), який має ходову частину із приводом пересування й установлений на ній консольно-скребковий конвеєр, що закріплений шарнірно до несучої конструкції й може змінювати кут нахилу до горизонталі за допомогою лебідки, установленої на несучій конструкції крана. Несуча конструкція може бути виконана у вигляді порталу, півпорталу, напольного візка, моста й ін. Підкранові колії для крацер-крану розташовуються на рівні підлоги складу або на естакаді залежно від його конструкції. Вантаж видається зі штабеля зверху до низу шарами при русі тягового ланцюга зі шкребками й самим краном уздовж складу.

Крацер-крани можуть обслуговувати штабеля сипучих вантажів шириною 20 – 60 м і висотою до 20 м.

58

Рис. 28. Обладнання для роботи на складах: а – стакер; б – реклаймер

На суднових і вагонних операціях з навалочними й насипними вантажами застосовують цілий ряд спеціальних машин: МВС використовують для розвантаження із критих вагонів хімічних вантажів насипом, ПТС – для подачі навалочних вантажів у підпалубний простір універсальних суховантажних суден, ПСГ – для зворотної операції при розвантаженні насипних і навалочних вантажів з підпалубного простору на просвіт люка й ін. Ці машини характеризуються типом, призначенням, продуктивністю, масою й габаритними розмірами, відстанню переміщення вантажу й деякими специфічними параметрами.

Машини вагонні самохідні (МВС) (англ. power feeds wagons machine) безперервної дії (рис. 29) спеціалізовані на розвантаженні насипних вантажів із критих і відкритих вагонів. Основним робочим органом їх є ківшової елеватор, що забирає вантаж у вагоні й піднімає його на висоту, необхідну для передачі на інші транспортні засоби. Для підвищення продуктивності машини обладнають органами, що підгортають і розпушують вантаж найчастіше горизонтальними або вертикальними шнеками.

Рис. 29. Схема МВС

Для розвантаження із залізничних платформ і піввагонів навалочних

59

вантажів (вугілля, торф, пісок й ін.) використовується ківшово-елеваторний розвантажувач на стаціонарному порталі (рис. 30).

Рис. 30. Ківшово-елеваторний розвантажувач піввагонів: 1 – ківшевий елеватор ; 2 – стрічковий конвеєр;

3 – відвальний конвеєр; 4 – пересувні плужкові скидачі

Ківшевий елеватор опускається на вантаж, заглиблюється до підлоги вагона й переміщається до протилежного кінця вагона, подає матеріал на конвеєр.

Для завантаження критих вагонів сипучим вантажем застосовували установки з металевими завантажувальними бункерами місткістю до 120 т. З верхнього конвеєра скидальний візок подає вантаж у бункер і далі вантаж по ринві попадає в критий вагон через верхній люк.

Бункером називається стаціонарна замкнута ємність, яка призначена для тимчасового зберігання або перевантаження сипучого вантажу з одного виду транспорту на іншій. Звичайно бункери завантажуються через відкритий верх, а розвантажуються через нижній випускний отвір.

Бункери застосовуються різної форми залежно від призначення й конкретних умов. За конструкції й способу установки бункери можуть бути надземні й підземні; установлені на власних опорах і на будівельних конструкціях; осередкові й щілинні.

Для регулювання видачі вантажу з бункерів у нижній їхній частині, на випускному отворі, установлюють затвори або живильники.

На спеціалізованих ВПК із великим вантажообігом для розвантаження вагонів застосовують високопродуктивні вагоноперекидачі (до 70 вагонів на годину).

Вагоноперекидачі (англ. rotor car dump stationary) – це машини, які дозволяють розвантажувати вагони поворотом у положення, при якому забезпечується висипання насипного вантажу.

Залежно від способу перекидання вагоноперекидачі розрізняють:

торцеві з поворотом вагона щодо поперечної осі на кут 50 і висипанням насипного вантажу через відкидну торцеву стінку вагона;

роторні з перекиданням вагона на кут 160 – 170 щодо поздовжньої осі,