Судовые грузовые стреловые приборы. Судовые краны. Лекция №2

1. Лекція №2 “ Суднові вантажні стрілові прилади .“

План проведення лекції :
1.Що входе в грузові пристрої .
2.Що представляють собою стріли.
3.Які сили діють на одиночну стрілу.

2.

ГРУЗОВЫЕ СТРЕЛОВЫЕ УСТРОЙСТВА
В состав грузового стрелового устройства входят:
1.стрела
2.грузовая лебедка
3.топенантная лебедка (или вьюшка)
4. две лебедки оттяжек (при малой грузоподъемности такие
лебедки могут отсутствовать, а тали оттяжек выбираются
вручную).
Удержание и перемещение груза такое устройство
осуществляет системой тросов и блоков, закрепленных на
стреле и вне ее (на палубах, мачтах, лебедках, бортах).
1. Грузовые стрелы
Легкие грузовые стрелы (по ГОСТ 25002-81) имеют
номинальную грузоподъемность: 1; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8;
10; 12,5; 16; 20; (22); 25т.
Грузоподъемность тяжеловесных стрел: 32; (35);40; 50;
63; 80; 100; 125; 160; 200; 250 и 320 т.

3.

Стрела представляет собой:
1. стержень (чаще всего трубчатого сечения) ;
2. нижний конец которого (шпор стрелы) шарнирно закреплен
в неподвижной опоре ;
3. верхний конец (нок стрелы) снабжен обухами ;
4. к которым присоединяются: топенант ;
5. оттяжки ;
6. грузовой блок.
Топенант — это трос, удерживающий стрелу под заданным
углом наклона.
Оттяжки — соединяют нок стрелы с бортами судна и
обеспечивают ее поворот от борта к борту.
Через грузовой блок проведен грузовой шкентель — трос,
один конец которого закреплен на барабане грузовой лебедки,
а другой к захвату груза (см. рис. 3.1).
При одиночной работе стрелы используется 3 рабочих
движения:
1. Подъем (опускание) груза;
2. Перенос груза при повороте стрелы
3. Перенос груза при изменении угла наклона стрелы.

4.

При такой работе возможно полностью использовать грузоподъемность
стрелы, а также опустить груз в любой район просвета люка.
Основной недостаток такой работы — раскачивание груза при его
переносе и длительность цикла.
Работа спаренными стрелами возможна при установке двух стрел рядом
(см. рис. 3.2).
Нок одной стрелы ("трюмной") устанавливается над люком трюма, а нок
другой ("забортной") за бортом судна (над причалом или пришвартованным к
судну плавсредством ).
Оба шкентеля присоединяются к одному гаку, который при выбирании
двух шкентелей будет поднимать груз, при травлении двух
шкентелей будет опускать груз, а при выбирании одного и травлении другого
груз будет перемещаться за борт или в сторону трюма.
Достоинство спаренной работы — незначительное раскачивание ,
груза, что позволяет вести грузовые работы в море, а также меньшая (чем
при работе одиночной стрелой) продолжительность цикла.
Недостаток — невозможность полного использования грузоподъем ности и низкая распределительная способность т.к. для изменения района
опускания груза в трюм требуется перерыв в работе и перестановка
"трюмной" стрелы.

5.

Рис. 3.1. Схема оснастки для одиночной
работы стрелы: а) общий вид; б) опора
стрелы; в) двукратный полиспаст; 1 —
мачта; 2, 14 — блоки; 3,16 — топенант; 4,
5 — обухи; 6 — грузовой блок; 7 — цепь; 8
— гак; 9,11 оттяжки; 10,12 — тали;
13 — шкентель; 15 — стрела;
17 — башмак;18 - вертлюг;
19 — штырь; 20 — шпор

6.

Рис. 3.2. Схема оснастки для
спаренной работы стрел: 1 — гак;
2, 4 — шкентели; 3 — топрик; 5, 6
— стрелы; 7, 10 — оттяжки; 8, 9 —
грузовые лебедки; 11 — груз .

7.

При подвешенном на двух шкентелях грузе, натяжение шкентелей силе
веса груза будет при их расположении под (углом больше 120 градусов)
натяжение шкентеля превысит силу сила веса груза . При этом
значительно возрастет сила оттяжек .
В целях безопасности , при спаренной работе грузоподъемность стрел
используется на 50 – 60 процентов.
На нок одиночной стрелы действуют ( см. рис.3.4) :
1. Сила веса груза - F г
2. Сила натяжения шкентеля Fш= Fr / i
3. Сила натяжения топенанта Fτ.
Пренебрегая весом стрелы, сила , сжимающая стрелу будет:
F сж = F г + F ш + Fτ.
Из условия равновесия нока стрелы получим
F сж= ( Fτ · Lс ) / Нτ + F ш ,
где Lс - длина стрелы ;
Нτ —высота топенантного блока над шпором стрелы.
Сила натяжения топенанта
Fτ. = ( Fτ · Lс · соs αс ) / Нτ · соs (β -- αс),
где αс - угол наклона стрелы ;
β — угол между стрелой и топенантом .
Для легких стрел величина отношения Lс / Нτ = 1 + 2,5 , а min αс = 15°.

8.

Минимальный запас устойчивости стальных стрел – 4,5.
При спаренной работе, схема сил становится пространственной, к
действующим на нок стрелы силам добавляются силы натяжения оттяжек,
а вместо силы веса груза действует сила натяжения шкентеля.
Общим недостатком стреловых грузовых устройств является
значительная трудоемкость их перевода из походного в рабочее (или из
рабочего в походное) состояние.
Стрелы тяжеловесные грузоподъемностью до 200 т входят в состав
грузового оборудования универсальных судов. Стрелы более высокой
грузоподъемности (до 600 т) устанавливаются на специализированных
судах для транспортировки тяжеловесов.
Минимальный угол наклона тяжеловесной стрелы min αс = 25°.
Правилами Регистра требуется маркировка стрел ( примеры) :
SWL1,5 т –грузоподъемность 1,5 т при наклоне стрелы к горизонту не
менее 15°.
SWL 5т 30 –грузоподъемность 5 т при наклоне стрелы к горизонту не
менее 30°.

9.

Рис 3.3. Схемы сил натяжений шкентелей при
спаренной работе стрел

10.

Рис. 3.4. Силовая диаграмма при одиночной работе стрелы

11. Лекція №2 “ Суднові крани“

План проведення лекції :
1.Які бувають крани ..
2.Що таке поворотні крани..
3.Що таке мачтовіі і бвшені крани.
4. Що таке складиваючі крани?
5. Що таке передвижні крани?
6. Що таке козлові крани?

12.

КРАНЫ
| Краном называют машину цикличного действия, предназначенную для
подъема и перемещения в пространстве груза, удерживаемого
грузозахватным органом.
Различают краны :
стационарные (закрепленные на судовом фундаменте) :
передвижные.
По виду привода судовые краны могут быть:
электрическими (КО):
гидравлическими (КГ):
электро - гидравлическими (КЭГ).
На некоторых мощных козловых кранах контейнеровозов применяют
дизель-электрический или дизель - электрогидравлический привод.
Конструкции судовых кранов весьма разнообразны.
Применяются краны :
1.поворотные палубные с переменным вылетом стрелы,
2. Портальные :
3. Мостовые
4. Козловые,
5. Мачтовые,
6. Башенные и др.

13.

Краны поворотные палубные с переменным вылетом стрелы ( рис. 4.1)
широко используются на судах.
Кран установлен на колонне 8. Платформа 7 присоединена к колонне
посредством опорно-поворотного устройства, позволяющего ей вра щаться
относительно вертикальной оси. К платформе шарнирно присо -единена
стрела 2, на ноке которой расположены блоки шкентеля и топе -нанта. Гак 1
подвешен к подвижному блоку полиспаста.
На платформе установлен корпус крана 5. На нем размещены механизмы
подъема груза и изменения вылета 4, а внутри корпуса механизм поворота
крана 6.
Кабина оператора 3 расположена на корпусе крана.
Важным параметром стрелового крана является вылет — расстояние по
горизонтали от оси вращения поворотной части до вертикальной оси
грузозахватного органа при установке крана на горизонтальной площадке.
При изменении вылета (путем изменения угла наклона стрелы), груз
приближается (или удаляется) к (от) оси вращения крана.
Из кабины оператору не виден груз, который опущен в трюм или за борт.
Для предупреждения касания груза о пайол или причал и последующих
ударов, при изменении вылета, груз должен перемещаться горизонтально
(допускается отклонение 3,5 % от диапазона вылета).Для этого шкентель
крана имеет , так называемый, уравнительный полиспаст . ( рис.4.2)

14.

Мачтовый кран ( 4.9 ) отличается тем, что блоки топенанта и шкентеля
вместо корпуса закрепляются на мачте или надстройке. В этом случае кран
становится неполноповоротным. Сдвоенный мачтовый КЭГ показан на рис.
4.9. Центральная колонна 2, несущая блоки 1, вращается вместе с общей
платформой 6. Механизмы подъема груза 4 и изменения вылета 5
размещены на стреле 3. Каждый из кранов может поворачиваться на угол
200°. Грузоподъемность кранов до 2x50 т при вылете до 26 м.
Башенный кран ( 4.10 ) состоит из вертикальной башни и шарнирно
закрепленной к ее верхней части стрелы. В горизонтальном (рабочем)
положении стрела удерживается топенантом, а в походном состоянии
опускается ноком на палубу.
Стрела в горизонтальной плоскости поворачивается оттяжками, присоеди ненными к салингу башни.
Стрела имеет коробчатое сечение с узкой щелью посредине нижней стенки.
Внутри стрелы на 4-х колесной тележке установлены два блока шкентеля. С
этих блоков шкентель проходит в щель нижней стенки образуя двукратный
полиспаст.
Перемещение тележки вдоль стрелы производится посредством тягового
каната, оба конца которого присоединены к тележке и сбегают в разные
стороны с барабана лебедки изменения вылета.
При движении тележки, блок двукратного полиспаста перекатывается по
шкентелю. При этом гак перемещается горизонтально. Все механизмы крана
(подъема груза, изменения наклона стрелы, поворота стрелы, изменения
вылета) установлены внутри башни на уровне палубы.

15.

Складывающийся кран ( 4.11 ) отличается конструкцией стрелы, который
состоит из частей соединенных шарнирами (подобно суставами пальца).
Концевая (ноковая) часть стрелы может удлиняться благодаря
выдвигающейся (телескопической) конструкции. Привод всех частей —
гидроцилиндрами.
Такой кран может поднимать и опускать груз захватом, закрепленным на ноке
стрелы (без шкентеля). У некоторых кранов нок стрелы может опускаться
ниже опорной поверхности крана на несколько метров. Это позволяет на
небольшом судне, стрелой без шкентеля, перемещать груз с палубы в трюм
(и обратно).
При этом груз жестко соединен с корпусом судна (не болтается при качке),
что делает возможным проведение грузовых работ в открытом море.
В состоянии "по походному" кран имеет малые габариты. Например, кран
марки 200 (см. табл. 4.2) имеет в состоянии "по походному" габариты
2476x968x2304 мм.
Технические характеристики "Морских кранов" фирмы Хиаб (Швеция) даны в
табл. 4.2.
Кран, показанный на рис. 4.11, состоит из основания 9, в котором размещен
механизм поворота, вертикальной вращающейся стойки 7, к верхней части
которой шарнирно прикреплена первая часть стрелы 4. К первой части шарнирно прикреплена вторая часть стрелы 2.Наклон первой части стрелы
относительно стойки и второй части относительно первой изменяются в
широких пределах двумя гидроцилиндрами 5 и 6.

16.

Вторая часть стрелы - пустотелый шестигранник, в котором
телескопически размещаются еще три (у некоторых моделей четыре)
выдвигающейся части, из которых две ( или три) выдвигаются
гидроцилиндром 3, а одна вручную .
Механизмы подъема груза 1 размещается на стреле ( у некоторых моделей)
на стойке и имеет поршневой гидродвигатель, планетарный редуктор и
дисковый тормоз.
Механизм поворота состоит из двух зубчатых реек, зацепляющихся с
зубчатым колесом прикрепленными к стойке. На концах каждой рейки
закреплены поршни гидроцилиндров простого действия. Рабочее давление
жидкости гидропривода 20 МПа .
Складывающиеся краны применяются на небольших судах специального
назначения ( рыболовных, гидрографических, пожарных и т.д.).,а также для
вспомогательных работ на крупнотоннажных судах .

17.

Краны передвижные
Эти краны отличаются возможностью передвигаться относительно
корпуса судна в рабочем положении (т. е. с грузом).
Передвижение происходит на колесах по рельсам, закрепленным на
палубе (или на комингсе люка, или на переборках).
На морских судах, для исключения скольжения колес крана,
параллельно рельсам укладываются зубчатые рейки, с которыми
зацепляются шестерни механизма передвижения .
Портальный кран ( 4.12 ) — стреловой поворотный установленный на
портале, который передвигается по рельсам, уложенным на палубе.
Мостовой кран ( 4.13 – 4.16) состоит из моста, опирающегося на
рельсовый путь и перемещающейся по мосту тележки с расположенным
на ней механизмом подъема груза. Мостовые краны, обслуживающие
машинное отделение судна отличаются тем, что рядом с рельсами, по
которым перемещаются мост и тележка, уложены зубчатые рейки. В
зацеплении с ними находятся зубчатые колеса, сидящие на одном валу с
приводными катками. Такое устройство исключает скольжение крана и
тележки по рельсам при проведении работ в открытом море.

18.

Козловой кран (4.17) — кран мостового типа, мост
которого опирается на рельсы при помощи двух опорных
стоек. Грузозахватный орган такого крана подвешен к
грузовой тележке или к поворотной стреле на грузовой
тележке, перемещающейся по мосту.
Козловые краны контейнеровозов, ведущих грузовые
операции накатом, не имеют вылета за борт. На судах,
принимающих груз через борт, вылет крана, не имеющего
стрелы, создается поворотными или выдвигающимися
консолями, по которым выкатывается тележка .

19.

Аппарель - сходня , соединяющая палубу судна с причалом и
предназначенная для погрузки или выгрузки колесной техники или
грузов на самоходных колесных погрузчиках .(рис.5.1, 5.2,5.3)
Рампа –.(рис.5.1, 5.2,5.3) сходня для перемещения колесной техники
между палубами .
По подвижности относительно корпуса судна рампы могут быть :
1. Подвижные ( механизироваными).
2. Неподвижными .
Механизированые рампы снабжаются :
1. Электрическими
2. Гидравлическими
3. Электрогидравлическим приводами .
По расположения относительно корпуса рампы выполняются:
1. Носовыми ;
2. Кормовыми ;
3. Бортовыми ;
4. Внутреними ( т.е. расположеными внутри корпуса для проезда с
палубы на палубу, платформу или на крышки люков трюмов ).

20.

Пневматические транспортирующие устройства — пневможелобы и
аэролифты применяются на судах, перевозящих порошковые грузы (цемент,
мука, глинозем и др.).
Такие грузы в смеси с воздухом приобретают текучесть.
Пневможелоб представляет собой горизонтальную трубу прямо- угольного
сечения, разделенную переборкой из пористого материа- ла на верхнюю и
нижнюю полости. На переборке тонким слоем на- ходится груз (порошок), а
под переборку подается воздух, низкого давления. Проникая сквозь поры
переборки воздух насыщает (аэри- рует), лежащий на ней порошок, сообщая
ему текучесть. Полость трубы над грузом имеет отверстия для выхода
воздуха, закрытый матерчатыми фильтрами.
При уклоне 1:50 аэрированный груз течет по желобу как жидкость.
На некоторых судах, перевозящих порошковые грузы, пайол трюми делается с
уклоном и оборудуется пневможелобами. Груз стекает в приемные колодцы и
оттуда поднимается элеватором или аэролифтом.
Аэролифт — вертикальная труба, по которой поднимается аэрированный
порошковый груз.

21.

Подъемник ( ) – машина прерывного действия для подъема груза или людей
в кабине, клети или на платформе, движущейся по известным вертикальным
или наклонным направляющим .
Лифт ( 5.4 – 5.5) - подъемники с вертикальными направляющими в
огражденной со всех сторон шахте и с противовесом, масса которого равна
массе кабины плюс половина масса груза .
Судовые баржи ( 5.6 – 5.8)– правилами Регистра определяются как
несамоходные грузовые суда, которые эксплуатируются без экипажа и
приспособлены для транспортировки или толкания в пределах установленного
ограниченного района плавания .
По терминологии Европейской экономической комиссии судовая баржа
названа плавучим контейнером, который должен рассматриваться наряду с
толкаемыми баржами и может применяться только в гаванях и на внутренних
водных путях .
Подъемная платформа - дополнительная площадь для колесной техники,
имеющей малую высоту, размещение которой на грузовой палубе не
обеспечивает использование кубтруры трюма. Обычно подъемная
платформа применяется для размещения легковых автомобилей на судах
типа Ро – ро.

22.

Подъемная платформа выполняется в виде стальной рамы, покрытой
сеткой, листовой сталью или нескользящей фанерой . Рама подвешена к
подпалубному набору на тросах или цепях .
Ленточный конвейер –( рис.5.9) состоит из приводного барабана 1 и
бесконечной ленты, которая опирается на ролики 4 натягивается натяжным
барабаном 6 . Ось натяжного барабана находится под постоянным
воздействием натяжного устройства 7 ( например, гидроцилиндра). Верхний
барабан 3 называют концевым барабаном. С него, силой инерции , груз
сбрасывается в приемпоступает ный бункер 2 . Груз на ленту поступает из
загрузочного бункера 5 ( или из трюма).Отклоняющие барабаны 10 создают
необходимый угол обхвата приводного барабана, а ролики 8 поддержи вают холостую ветвь ленты .Щетка 11 очищает поверхность ленты, от
прилипшего груза . Вместо щетки применяются (в зависимости от груза)
скребки, водяная струя или другие очистные устройства .Сварная ферма 9
служит опорой всех других деталей конвейера . В специальной литературе
она называется – став .
На судах получил распространение сдвоенный, ( двуленточный) конвейер
(С - подъемник), который используется для подъема насыпных грузов из
трюма на палубу (рис.5.11 )

23.

Транспортируемый груз подается на нижний загрузочный участок
конвейера и , зажатый между сдвоенными лентами, поднимается в
верхний бункер .