11.2 Перегрузочное оборудование порта

Основным назначением портового перегрузочного оборудования является перемещение груза в пространстве, из одного положения в другое (из судна в вагон, в склад, на автотранспорт, из склада в склад, внутритрюмное, внутривагонное и внутрискладское перемещение и т.п.).

По принципу действия перегрузочное оборудование подразделяется на машины периодического, непрерывного и смешанного действия.

К машинам периодического действия относят краны, автоэлектропогрузчики, бульдозеры, вагоноопракидыватели, работа которых характеризуется циклом, состоящим из последовательных операций:

а) захват груза;

б) ход с грузом;

в) освобождение груза;

г) холостой ход к месту нового захвата.

Машины непрерывного действия перемещают груз непрерывным потоком по определенной трассе: конвейеры, элеваторы, пневматические и гидравлические перегружатели.

Сочетание машин, осуществляющих различные технологические операции по перегрузке груза, называют схемой механизации.

Перегрузочные машины, способные перегружать разнородные грузы по различным видам работ, называют универсальными: краны разнообразных конструкций. Машины, предназначенные для выполнения определенных операций, называют трюмными, вагонными, складскими.

Машины, предназначенные для однородных грузов, по какому – либо одному варианту работ называются специализированными. К ним относят: пневмо и гидроперегружатели, вагоноопракидыватели, конвейеры.

При значительных грузооборотах отдельных грузов, постоянном их направлении высокопроизводительные специализированные машины значительно эффективнее универсальных.

Количество видов и типоразмеров перегрузочных машин, перемещающихся в портах, чрезвычайно велико, что затрудняет их техническую эксплуатацию и рациональное использование. Обычно стремятся к тому, чтобы однотипные операции выполнялись одинаковыми машинами. При значительных грузооборотах оказывается целесообразной узкая специализация машин.

Более подробно рассмотрим типы перегрузочного оборудования на примере транспортного узла – морского порта.

Для перегрузочных работ в портах наиболее часто применяют портовые краны. Краном называют оборудованную реверсивными механизмами грузоподъемную машину циклического действия, служащую для подъема и перемещения груза в пределах обслуживаемой ею зоной. Краны имеют опорную (ходовую) часть, на которую опирается поворотная часть со стрелой и грузоподъемными устройствами. Краны имеют различную конструкцию, отдельные типы кранов могут иметь дополнительные части и устройства, кроме указанных выше или не иметь некоторых из них (например, стационарные краны не имеют ходовой части, мостовые не имеют стрелы и т.п.)

Краны могут быть передвижными, в т.ч. и плавучие, а также стационарными, область применения которых сравнительно невысока из – за малой и ограниченной зоны обслуживания.

По конструктивной форме различают краны: портальные, (рис. а), полупортальные (рис. б), башенные (рис. в), мостовые (рис. г), козловые (рис. д).

По способу опирания – катковые, пневмоколесные и гусеничные.

Мостовые и козловые краны в основном применяют на складах и на открытых складских площадках. Башенные краны в портах используют относительно редко (в основном в строительстве)

Основные параметры крана:

• грузоподъемность – масса, на подъем которой рассчитан кран. Большинство портальных кранов имеют грузоподъемность от 5 до 40 тонн и более, козловые 5 - 65 т, мостовые 5 – 32 т.

• вылет стрелы (R max и R min) рассчитывается по горизонтали от оси вращения крана до оси крюковой подвески (до 45 м).

• высота подъема крюка крана над оперной поверхностью или головкой подкранового рельса (до 30 м.).

• скорости рабочих движений – подъема/опускания груза 40-60 (м/мин.), изменения вылета стрелы, передвижения крана, поворота (частота вращения) об./мин 1-1,5.

• производительность – масса груза, перегруженность за единицу времени (час).

• давление на опоры – на колесо, тележку или ногу.

Важными характеристиками являются габаритные размеры крана: ширина колеи, база портала.

Портальные краны разделяют:

а) по типу портала (с полным порталом или полупорталом; с одно, двух или трехпутным порталом;

б) по типу грузозахватного устройства: крюковые, грейферные, магнитные, контейнерные;

в) по типу стрелы: с уравновешенной и неуравновешенной стреловой системой, т.е. с противовесом или без него;

г) по грузоподъемности: легкие (< 10 т), средние (10-50 т), тяжелые > 50 т, а также по другим признакам (тип опорно-поворотных устройств, тип грузовых лебедок, тип привода).

Для обработки тяжеловесов применяют уникальные портальные краны повышенной грузоподъемности. Например, кран английской фирмы «Беттерс» имеет грузоподъемность 102 т, вылет стрелы 49 м, высота подъема 67 м, кран японской фирмы «Харима» – грузоподъемность 300 т, вылет стрелы 8 м, высота подъема 117 м.

Полупортальный кран отличается от портального тем, что его тыловая ходовая тележка перемещается по повышенному подкрановому пути, опирающимся на стеновую конструкцию склада или специальные балки, уложенные по стойкам – колоннам.

Козловыми кранами обычно называют краны со сравнительно малым пролетом, при котором обе ноги могут быть выполнены жесткими (пространственными). Прикордонные козловые краны выполняют двух - консольными, тыловые – бесконсольными, одно, двух консольными. Длина и рабочий вылет прикордонной консоли определяется требованиями обслуживания судов, а тыловых складскими площадями.

Мостовые краны предназначаются для загрузки и разгрузки судов, вагонов, автомобилей, обслуживания судов. Выпускают эти краны в крановом и грейферном исполнении, также снабжаются электромагнитом. Имеют грузоподъемность до 50 т., пролеты до 34,5 м.

Ж/д краны имеют ходовую часть, выполненную из узлов подвижного состава ж/д, что позволяет перемещать их по ж/д путям. Опорная часть выполнена в виде катков. Используют главным образом на складских площадях. Использование в портах затруднено из – за необходимости прокладки ж/д путей.

Автомобильные краны – ходовая часть – шасси автомобилей, опорная часть – пневмоколеса.

Гусеничные краны на базе одноковшовых экскаваторов. Покрытия территории д.б. прочным от повреждения гусеницами.

Для перегрузки тяжеловесов в портах нередко используют плавучие краны. Они монтируются на понтонах и бывают как самоходные, так и несамоходные. Основная масса плавкранов имеет грузоподъемность 100-300 т., но встречаются плавкраны 1200-1600 т. наибольшую грузоподъемность имеет японский плавкран фирмы «Мусаси» 3000 т.

К стационарным кранам относятся настенные, на неподвижной колонне, на круговом рельсе.

Настенные краны обычно закрепляются на стенах обслуживаемых краном складов или цехов. Могут иметь различные характерные движения: поворот, изменяемый вылет стрелы и т.п.

Кран на неподвижной колонне состоит из колонны, заделанный в основание и подвешенной к ней форме (стреле крана). Краны этого типа не требуют заделки верхней опоры, поэтому могут быть установлены на любой площадке.

У кранов на круговом рельсе механизмы располагают на поворотной платформе, которая снабжена катками или колесами, опирающимися на круговой рельс.

Машины непрерывного действия.

К этому типу машин относят машины с тяговым органом или без него, обеспечивающие движения груза непрерывным потоком или равномерно распределенными порциями, конвейеры всех типов, элеваторы пневматические и гидравлические перегружатели.

Машины с тяговым органом можно разделить на три группы:

• конвейеры, перемещающие груз по горизонтали;

• конвейеры, перемещающие груз, как по горизонтали, так и по вертикали;

• элеваторы или нории (черпаковый подъемник), перемещающие груз по вертикали (черпаковый подъемник).

Конвейеры: ленточные и цепные.

На ленточных конвейерах груз перемещается с помощью непрерывной ленты, приводного и натяжного барабанов и поддерживается по длине рабочей и холостой ветвей роликовыми опорами.

Ленточные конвейеры: стационарные и передвижные. Ширина ленты – 700 мм, скорость перемещения 0,5–0,8 м/с передвижные короткие, их можно включить в любой ПК.

Стационарные служат для перегрузки между складами и причалами, в пределах склада и т.п. длина: сотни метров, ширина до 2 м, скорость перегрузки > 6 м/с.

Цепные конвейеры представляют собой непрерывные цепи, располагаемые попарно и на которых закрепляются скребки, пластины и другие захваты (для штучных грузов).

Элеваторы: ковшовые для перемещения сыпучих грузов и с захватами разные формы для штучных грузов. Скорость до 2 м/с.

Пневматические перегрузочные устройства широко используют в портах для перегрузки и транспортирования массовых навальных грузов (зерно, глинозем, апатиты, удобрения, технологическая щепа).

В пневматической установке частицы груза перемещаются во взвешенном состоянии под действием струи воздуха, движущиеся по трубопроводам с большой скоростью. Движение смеси воздуха и частиц груза происходит под влиянием разности давлений по концам трубопровода, создаваемые разряжением или нагнетанием воздуха.

Гидравлические перегрузочные устройства для перегрузки песка и других грузов, не боящихся влаги. В трюм судна вводят различные трубопровода и заборное сопло пульпопровода, который выводят на берег. Пульпа подается в специальный резервуар или открытую площадку, а вода удаляется через колодцы и дренажные устройства.

Специальное и вспомогательное перегрузочное оборудование.

Наряду с перегрузочными машинами общего назначения: кранами, погрузчиками, транспортерами, конвейерами, которые могут быть использованы для широкого круга задач в перегрузочном комплексе, в портах используют специальное перегрузочное и вспомогательное оборудование.

В комплекте механизированной разгрузки навалочных грузов используются вагоноопракидыватели. Вагоны закатываются на платформу и закрепляются на петли. Затем, в зависимости от конструкции платформа поворачивается либо относительно продольной, либо поперечной оси, либо роторной.

При загрузке навалочных грузов в трюм судна, особенно если это не специализированное судно, возникают затруднения с подачей груза в подпалубное пространство. Используются для этого метательные машины.

Часто они бывают лопастного типа (лопасти закреплены на вращающемся барабане). Груз через разгрузочный люк попадает на лопасти, увлекается ими и обрабатывается в трюм (в нужном месте). Производительность 250-350 т/час, дальности полета до 15 м, но такие машины не приспособлены для грузов, не допускающих дробления. Для распределения такого груза в трюмах судов используют специальные трюмные машины в виде передвижных (ленточных) конвейеров. Вылет конвейера 6-8 м, производительность 150-300 т/час.

Для механизации трюмных работ применяют шнековые машины (как в мясорубке) и одноковшовые трюмные погрузчики, малогабаритные бульдозеры.

Как правило, навалочные грузы перевозят большими партиями на балкерах, рудовозах и перегружают на специальных комплексах, оборудованных специализированными машинами и установками. К основным элементам таких комплексов относятся устройства для приема, транспортирования, хранения и погрузки.

При перевозке навалочных грузов (руды, угля) на складские площадки, кроме машин общего назначения, таких, как портальные грейферные краны, экскаваторы, бульдозеры, используют специализированное оборудование: штабелирующие устройства – стакеры и устройства для выгрузки груза из штабеля – реклаймеры.

Стаккер состоит из тележки с механизмом передвижения и двумя частями – загрузочным конвейером и поворотной направляющей. Производительность – 500-1500 т/час. Угол наклона 20 ⁰, высота до 15 м.

Реклаймер имеет обратную схему: роторное загрузочное устройство загрузочное устройство подает груз из штабеля на приемный конвейер.

В некоторых случаях конструкция, совмещая обе схемы и тогда это стаккер–реклаймер.

Для погрузки навалочных грузов на суда применяют конвейерные береговые перегружатели. Их консоли имеют выдвижную конструкцию.

Для перегрузки зерна – перегружатели пневматические.

Для перегрузки наливных грузов стендеры – направляющие трубчатые шланговые устройства.