Грузовые устройства

Грузовые устройства предназначены для выполнения погрузочно-разгрузочных работ судовыми средствами.

В состав грузовых устройств на сухогрузных судах входят грузовые стрелы или краны, закрытия грузовых люков и средства внутритрюмной механизации. На судах типа «ро-ро» к грузовым устройствам относят погрузочные лифты, аппарели (внутренние и забортные — рампы); на лихтеровозах типа «ЛЭШ» — катучие козловые краны. На наливных судах роль грузовых устройств выполняют насосы и трубопроводы, с помощью которых погружают и выгружают жидкий груз. На судах, перевозящих сыпучие грузы, древесную щепу и т. п., в состав грузовых устройств входят ленточные транспортеры, пневмопогрузчики и другие специальные устройства.

Рис. 75. Грузовая стрела.

1 - стрела; 2 — мачта; 3 — башмак шпора; 4 — вертлюг шпора; 5 — обух топенанта;

6 — блок топенанта; 7 — топенант; 8 — обух нока; 9 — грузовой блок; 10 — противовес;

11 — вертлюг; 12 — гак; 13 — оттяжка; 14 — тали-оттяжки; 15 — грузовой шкентель; 16 — направляющий блок; 17 — конец к лебедке; 18 — грузовая лебедка; 19 — палубный обух топенанта; 20 — конец к канифас-блоку; 21 — треугольное звено

На пассажирских судах к числу грузовых устройств могут быть отнесены всевозможные лифты (для пассажиров, команды и багажа), а также устройства для погрузки на судно автомашин, багажа и провизии.

Грузовые стрелы бывают легкие, грузоподъемностью 1, 3, 5, реже 8—10 т, и тяжеловесные — грузоподъемностью более 10 т. Грузоподъемность тяжеловесных стрел может достигать 200—300 т, однако наиболее распространенными являются тяжеловесные стрелы на 40—60 т. Грузовые стрелы устанавливают на мачтах или грузовых колоннах.

Легкая грузовая стрела (рис. 75) состоит из длинного металлического (реже, деревянного) стержня трубчатой или ажурной конструкции, один конец которого — шпор — шарнирно связан с мачтой, грузовой колонной или самостоятельным фундаментом вблизи мачты, а второй конец — нок — поддерживается снастью, называемой топенантом. Благодаря шарниру стрела может поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Последнее достигается изменением длины топенанта, который выбирают или стравливают либо с помощью турачки грузовой лебедки, либо специальной топенантной лебедки. При отсутствии специальных лебедок топенант в нужном положении стопорят с помощью цепного стопора с треугольным звеном, который накидывают на рым или обух палубы.

Перемещение груза осуществляют с помощью стального троса шкентеля, который наматывают на барабан грузовой лебедки.

Грузовые лебедки бывают электрические, электрогидравлические и, реже, паровые. Тяговое усилие грузовых легких лебедок от 15 до 50 кН (от 1,5 до 5,0 тс), тяжеловесных — до 100 кН (10 тс).

Длина грузовой стрелы, а также длина шкентеля должна обеспечивать подъем и опускание груза из любой точки грузового трюма (в просвете люка), а также с расстояния не менее 2 м от борта судна на пирсе (это расстояние называют минимальным вылетом стрелы).

Вылет тяжеловесных стрел должен составлять не менее 4 м.

Рис. 76. Спаренная работа двух грузовых стрел.

1 — береговая стрела; 2 — шкентель береговой стрелы; 3 — люковая стрела; 4 — шкентель люковой стрелы; 5 - грузовой гак

Легкие грузовые стрелы могут работать поодиночке и спаренно. При выгрузке работа стрелы сводится к следующему: ее устанавливают над просветом люка под углом 25—30° и фиксируют в этом положении топенантом (угол наклона одиночной стрелы при перемещении груза не изменяется); застропленный в трюме груз поднимают на высоту, обеспечивающую свободный перенос его над фальшбортом, после чего стрелу с помощью оттяжек разворачивают за борт и, как только нок ее займет нужное положение над причалом (железнодорожной платформой, автомашиной и т. п.) опускают груз, стравливая грузовой шкентель с барабана грузовой лебедки. Продолжительность одного цикла работы стрелы довольно велика — 4—5 мин, а возможность подать груз в точно заданное место ограничена. Кроме того, разворачивать стрелу с грузом приходится либо вручную, либо с помощью лебедок неработающих стрел, что не всегда возможно. Поэтому на практике предпочитают спаренную работу двух стрел (рис. 76).

Рис. 77. Грузовая стрела с двойным топенантом (система Халлена).

1 — грузовой шкентель; 2,3 — топенанты; 4 — салинг; 5, 6 — топенантные лебедки;

7 — грузовая лебедка

В этом случае перемещение груза происходит вследствие согласованного изменения длины соединенных на одном грузовом гаке шкентелей двух грузовых стрел, из которых одна неподвижно закреплена над просветом грузового люка (люковая стрела), а другая вынесена за борт (береговая стрела). Несмотря на некоторое снижение грузоподъемности при спаренной работе грузовых стрел (около 40—60 % грузоподъемности одиночной стрелы), общая производительность такого грузового устройства увеличивается в 3—4 раза, так как рабочий цикл длится только 35—40 с. Однако и при спаренной работе сохраняется присущий одиночным стрелам недостаток — ограниченная возможность распределения груза. Этого недостатка лишены патентованные грузовые стрелы системы Халлена, Велле, Фарелла и др. с двумя топенантами, идущими от нока стрелы к двум разнесенным в обе стороны от ДП на широком салинге блокам и далее к топенантным лебедкам (рис. 77). При одновременном равномерном выбирании или стравливании обоих топенантов стрела поднимается или опускается.

При стравливании топенанта одного борта и одновременном выбирании другого стрела будет автоматически под действием груза или собственной тяжести разворачиваться на противоположный борт.

Рис. 78. Тяжеловесное грузовое устройство с перекидной стрелой грузоподъемностью до 300 т

1,2 — грузовые колонны; 3, 4 — вращающиеся головки; 5, 6 — топенант-тали

В отличие от легких тяжеловесные стрелы опираются своим шпором не на мачту, а на специальный фундамент, установленный около нее. У тяжеловесных стрел грузоподъемностью более 20 т применяют врезной шкив в районе нока, через который проводят ходовой конец грузового шкентеля, направленного через канифас-блок у салинга мачты к барабану грузовой лебедки. Работают тяжеловесные стрелы либо поодиночке (но с переменным вылетом), либо вместе с патентованными конструкциями с двойным топенантом. Тяжеловесную стрелу при одиночной работе обслуживают четыре лебедки (грузовой шкентель, топенант и две оттяжки), причем для этого зачастую используют те же грузовые лебедки, что и для легких стрел. Поэтому грузовой шкентель и топенант тяжеловесов работают через многошкивные тали (пяти-, шестикратные), называемые гинями.

Тяжеловесная грузовая стрела обычно работает на оба борта, обслуживая при этом только один грузовой трюм, над которым она установлена. Если нужно обслужить соседний трюм, то стрелу переставляют. Чтобы исключить эту трудоемкую и длительную операцию, применяют систему с перекидным тяжеловесом (грузовое устройство системы Штюлькен), состоящую из двух вертикальных или слегка наклоненных к ДП массивных грузовых колонн, каждая из которых оканчивается вверху вращающейся головкой с блоками для топенанта. Тяжеловесную стрелу устанавливают между этими колоннами и с помощью топенантов перекидывают на любой из смежных трюмов, между которыми находится грузовое устройство (рис. 78).

Грузовые краны являются более сложным и дорогостоящим грузоподъемным средством, чем стрелы; к тому же они менее надежны при работе в условиях волнения и крена, но зато позволяют быстрее проводить погрузочно-разгрузочные работы, так как могут поднимать и укладывать груз в любое место в просветах люка без дополнительного горизонтального перемещения.

Опыт показывает, что производительность кранов в среднем на 20 % превышает производительность стрел.

Судовой грузовой кран состоит из колонны со стрелой, обычно ажурной

конструкции, поворотной площадки с подъемно-поворотным механизмом и постом управления баллера, являющегося основой крана для закрепления его на корпусе судна (баллер иногда проходит сквозь верхнюю палубу до нижележащей палубы).

Для изменения длины топенанта, обеспечивающего перемещение стрелы в вертикальной плоскости, т. е. изменения вылета стрелы, используют специальную лебедку. Другая лебедка предназначена для обслуживания грузового шкентеля (подъем — опускание груза). Поворот площадки крана с мачтой и стрелой вокруг вертикальной оси — перемещение груза в горизонтальной плоскости — осуществляется механизмом поворота, который состоит из неподвижного зубчатого венца и находящейся с ним в зацеплении зубчатой шестерни, вращаемой от двигателя (он установлен на площадке крана). В зависимости от типа приводных механизмов различают электрические, гидравлические и электрогидравлические краны. Последние, благодаря исключительной маневренности, получили наибольшее распространение.

К недостаткам судовых грузовых кранов следует отнести большую массу, высокую стоимость, невозможность производить работы при углах крена свыше 5—8°, ограниченную грузоподъемность C—5, реже 7,5—8 т). Для увеличения грузоподъемности применяют сдвоенные грузовые краны — два отдельных крана грузоподъемностью по 5 т, стоящие на общей поворотной платформе (рис. 79, а). Каждый кран может работать как отдельно, так и совместно, поднимая в этом случае груз массой 10 т (при этом платформа поворачивается вместе с обоими кранами, поднявшими груз). Возможна работа двух кранов спаренно (рис. 79, б), при этом сокращается цикл грузовых операций, но масса поднимаемого груза ограничена до 3 т.

Рис. 79. Сдвоенный грузовой кран:

а — положение при одиночной работе; б — положение при работе «телефоном»

На судах, предназначенных для перевозки сыпучих грузов, иногда имеются разгрузочные ленточные транспортеры (рис. 80).

Существенно сокращает время погрузочно-разгрузочных работ механизированное устройство для закрытия грузовых люков, представляющее собой металлические шиты (по 2—8 шт. на один люк), которые открываются механизированным способом: или откатываются с помощью грузовых стрел, кранов, или раскрываются с помощью гидравлического привода. Это позволяет сократить время на открытие (или закрытие) грузового люка до 1—2 мин.

Широкое распространение получили механизированные створчатые люковые закрытия (рис. 7.35). Они состоят из двух створок (каждая из одной-двух, реже, трех секций), открываемых в нос и корму, иногда к бортам с помощью гидравлических приводов. Гидропривод в виде гидравлического цилиндра со штоком или силового шарнира приводит в движение крайнюю секцию у поперечного комингса. Открываясь, эта секция открывает и соседнюю, соединенную с ней на петлях; для открытия трехсекционной створки предусматривают дополнительный силовой шарнир или гидропривод между 2-й и 3-й секциями.

Закрытия этого типа позволяют открывать или закрывать грузовой люк всего за 20—25 с.

Рис. 80. Погрузочно-разгрузочное устройство с ленточными транспортерами для перевозки сыпучих грузов

Рис. 81. Конструктивные

элементы механизированного

откатывающегося люкового

закрытия:

а — крайний ролик; положение перед откаткой; б — крайний ролик; положение

перед задраиванием по-походному

(ролик поднят); в — конструкция водонепроницаемого соединения секций между собой; г — зажимы секций по походному: слева винтовой; справа —

клиновой

На контейнеровозах, имеющих большое раскрытие трюмов и, соответственно, люки больших размеров, применяют люковые закрытия понтонного типа. Эти люковые крышки выполнены в виде одной секции с размерами грузового люка. Понтонную крышку люка поднимают грузовым краном и укладывают на свободное место на палубе или пирсе. Для точной установки крышки на место по углам грузового люка делают специальные направляющие, фиксирующие ее в заданном положении.