Macara plutitoare Cernomoreți cu o capacitate de ridicare de 100 t. Macarale plutitoare (macarale plutitoare)
În 1964, Lengiprotransmost a dezvoltat un proiect pentru o macara plutitoare PRK-100 cu o capacitate de ridicare de 100 T destinate operațiunilor de asamblare și manipulare la construcția de poduri și la șantierele din apropierea corpurilor de apă.
Macaraua este pliabilă, greutatea maximă a unui element individual nu depășește 7 T... Macaraua poate fi transportată la șantier atât pe cale ferată, cât și pe cale rutieră, deoarece toate elementele macaralei se potrivesc cu ușurință în dimensiunile căii ferate și rutiere.
Macaraua este montată pe un ponton de 24 de pontoane de tip KS, pregătit în prealabil la șantier. Montarea părții superioare a macaralei pe pontonul finit durează 12 - 15 zile în prezența a 10 macarale de asamblare (auto sau plutitoare). Demontarea macaralei se efectuează în 10 - 12 zile.
Macaraua PRK-100 este echipată cu două cârlige: cea principală cu o capacitate de ridicare de 100 t și o capacitate de ridicare auxiliară de 30 T... Cu o sarcină pe cârlig de până la 30 T partea superioară a macaralei poate fi rotită cu 90 ° în ambele sensuri. Întoarcerea se efectuează folosind un troliu instalat pe ponton. Cu o sarcină de peste 30 kg T macaraua se rotește odată cu pontonul. În acest caz, dispozitivele de blocare sunt instalate sub balamalele de susținere ale brațului și în partea din spate a platanului rotativ. Manevrele macaralei pe apă sunt asigurate de patru trolii de papillonaj echipate cu mașini de așezat frânghii, precum și de toate echipamentele necesare lucrărilor de papillonaj.
Toate troliurile macaralei, inclusiv 3 încărcături și 1 braț, funcționează de la propria centrală electrică AD-75T / 400 cu o capacitate de 75 kWh instalat pe pontonul macaralei. Controlul acționării electrice este concentrat în cabina operatorului de macara.
Macaraua PRK-100 diferă de macaralele flotante universale existente, cu greutate redusă, asamblare, tiraj redus. Costul său de fabricație este de 6 ori mai mic decât cel al macaralelor universale; este deservit de 4 persoane în loc de 10.
Un prototip de macara PRK-100, fabricat de uzina de reparații mecanice Uglich, a trecut toate testele și este operat de Bridge Construction Crew No. 11 din Leningrad pe râu. Neva funcționează de 1,5 ani. Comitetul de acceptare al Ministerului Transporturilor și Construcțiilor din URSS l-a recomandat pentru producția în serie.
| Schema structurală a macaralei PRK-100 |
Caracteristicile tehnice ale macaralei PRK-100
| Cea mai mare capacitate de încărcare, TC: | |
| pe cârligul principal | 100 |
| pe cârligul auxiliar | 30 |
| Acoperire utilă a brațului (din partea pontonului), m: | |
| cu o sarcină de 100 T: cel mai mic | 3 |
| . cu o sarcină de 100 T: cel mai mare | 10 |
| . cu o sarcină de 30 T: cel mai mic | 5 |
| . cu o sarcină de 30 T: cel mai mare | 22 |
| Înălțimea de ridicare a cârligului de la suprafața apei, la atingerea 10 m, m | 30 |
| Viteza de ridicare (pe cârligul principal / auxiliar), m / min | 1,7 / 3 |
| Viteza de rotire a macaralei cu sarcină 30 T pe cârlig, rpm | 0,11 |
| Viteza de mișcare a macaralei cu trolii papillon, rpm | 5 |
| Tiraj (în timpul funcționării macaralei), m | 1,6 |
| Greutatea suprastructurii (fără ponton), T | 215 |
GANZ- una dintre cele mai vechi mărci de macarale plutitoare din lume, este reprezentat de o gamă completă, care, în funcție de scopul macaralelor plutitoare, poate fi clasificată ca:
Transport de macarale plutitoare
Capacitate de transport de la 5 la 60 de tone. Full-rotative, cu un braț drept sau articulat cu un tip rigid. Remorcat sau autopropulsat. Execuție complet autonomă sau cu ceas de schimb. Pentru manipularea volumelor mari de toate tipurile de mărfuri vrac / vrac. Datorită combinației de flotabilitate crescută, stabilitate și gălăgie a structurii macaralei plutitoare în ansamblu, cu o viteză mare de performanță a tuturor operațiunilor de bază, se obține o capacitate ridicată de manipulare: de la 300 la 2000 tone / oră. Pot avea râu și mare, precum și clasa de performanță pe gheață. La macaralele plutitoare de peste 5 tone se folosește un dispozitiv de prindere cu 4 frânghii. Acestea sunt folosite ca dragă de fund cu posibilitatea echipării cu un transportor cu bandă pentru descărcarea solului excavat. Capacitatea de a lucra într-un mod cu cârlig, în care crește capacitatea de ridicare, dar viteza operațiunilor este redusă.
Macarale cu cârlig de încărcare plutitoare
Capacitate de transport de la 5 la 200 de tone. Full-rotative, cu un braț drept sau articulat cu un tip rigid. Remorcat sau autopropulsat. Execuție complet autonomă sau cu ceas de schimb. Pentru manipularea pieselor și a încărcăturilor grele. Cu alte similitudini în ceea ce privește caracteristicile, de la macaralele plutitoare de prindere a încărcăturii, acestea se disting prin prezența vitezei reduse pentru efectuarea operațiunilor de bază necesare unei lucrări mai precise. Pot avea cursuri de râu și mare, precum și clasa de performanță pe gheață.
Instalare și construcție macarale plutitoare
Capacitate de transport de la 16 la 300 de tone. Pivotant, cu braț drept sau articulat cu o linie rigidă. Remorcat sau autopropulsat. Execuție complet autonomă sau cu ceas de schimb. Acestea sunt utilizate în construcții navale, grele, electrice, inginerie de transport, construcție de poduri și structuri hidraulice, precum și lucrări la dezvoltarea raftului maritim. Se distinge prin funcționare la viteze reduse: 1-12 metri / minut. Pot avea râu și mare, precum și clasa de performanță pe gheață.
Montarea și salvarea macaralelor plutitoare
Capacitate de transport de la 200 la 500 de tone și mai mult. Cu sistem drept, înclinat cu braț fix. Remorcat sau autopropulsat. Execuție complet autonomă sau cu ceas de schimb. În conformitate cu scopul, acestea pot fi echipate cu o varietate de echipamente auxiliare. Acestea sunt utilizate în construcții navale, grele, electrice, inginerie de transport, construcția de poduri și structuri hidraulice, lucrări la dezvoltarea raftului maritim și operațiuni de salvare subacvatică. Mod de operare de mare viteză: 0,1-5 metri / minut. Pot avea cursuri de râu și mare, precum și clasa de performanță pe gheață. Este posibil să echipați brațul cu un portbagaj pentru a lucra cu sarcini mai mici decât capacitatea de ridicare nominală în cazurile în care este necesară o acoperire foarte lungă a brațului.
Macara plutitoare- echipamente extrem de versatile și fiabile. Sunt utilizate pentru încărcarea și descărcarea navelor, lucrările de dragare de fund, construcția de poduri și alte structuri de apă.
Macara plutitoare practic indispensabil în port pentru munca multifuncțională, datorită căreia costul relativ ridicat se plătește într-un timp scurt.
- Macara plutitoare cu o capacitate de ridicare de 16 t
- Macara plutitoare cu o capacitate de ridicare de 32 t (Al Furat)
- Macara plutitoare cu o capacitate de ridicare de 32 t (Hafez)
- Macara plutitoare cu o capacitate de ridicare de 100 t (El Mansour)
Macara plutitoare este o macara de ridicare a încărcăturii instalată permanent pe o navă specială, atât autopropulsată, cât și non-propulsată, și proiectată pentru a efectua operațiuni de ridicare și manipulare.
2.1.1. Informații generale
Spre deosebire de alte tipuri de macarale, macaralele plutitoare au spații de locuit pentru echipaj (echipaj permanent), ateliere de reparații și amenajări, cantine, echipamente suplimentare pentru nave, mecanisme de punte și propriile centrale electrice care permit macaralei să funcționeze autonom departe de țărm. Mecanismele macaralelor plutitoare sunt de obicei diesel-electrice. De asemenea, este posibil să furnizați energie electrică de la țărm. Elicele sau elicele cu palete sunt utilizate ca elice. Acestea din urmă nu necesită un dispozitiv de direcție și pot deplasa macaraua înainte, înapoi, lateral (întârziere) sau se pot roti în poziție.
În funcție de căile navigabile, macaralele plutitoare sunt subordonate Registrului maritim rus de transport maritim sau Registrului fluvial rus.
În conformitate cu cerințele registrului maritim, macaralele plutitoare trebuie să fie echipate cu toate dispozitivele necesare pentru nave, adică trebuie să aibă aripi (grinzi din lemn care ies în afară de-a lungul părții exterioare a bordului liber al navei în mod continuu sau în părți, protejând învelișul lateral împotriva impactului împotriva altor nave și structuri), turle (mecanisme ale navei sub formă de gulere verticale pentru ridicarea și eliberarea ancorelor , ridicarea greutăților, tragerea liniilor de ancorare și altele), borne (borne împerecheate cu o placă comună pe puntea navei, destinate să asigure corzile pe ele), ancore și trolii de ancorare, precum și alarme luminoase și sonore, comunicații radio , pompe de deshidratare și echipamente de salvare. În timpul funcționării, o macara plutitoare trebuie să aibă o sursă de apă proaspătă, alimente, combustibil și lubrifianți conform standardelor pentru timpul de navigație autonomă. Principalele cerințe pentru pontoanele macaralelor plutitoare sunt rezistența structurală, flotabilitatea și stabilitatea.
În cazul transportului pe căi navigabile interioare, înălțimea totală a macaralei în stivuire trebuie să fie conformă cu GOST 5534 și să fie alocată ținând seama de dimensiunile podului și de posibilitatea de trecere pe liniile electrice aeriene.
După scop, macaralele pot fi clasificate după cum urmează:
Macarale de transfer(scop general), destinat operațiilor de reîncărcare în masă (descrierea lor este prezentată în lucrări). Conform GOST 5534, capacitatea de ridicare a macaralelor plutitoare de reîncărcare este de 5, 16 și 25 de tone, capacitatea maximă este de 30 ... 36 m, minima este de 9 ... 11 m, înălțimea de ridicare a cârligului deasupra nivelul apei este de 18,5 ... 25 m, adâncimea de coborâre este sub nivelul apei (de exemplu, în cala vasului) - nu mai puțin de 11 ... 20 m (în funcție de capacitatea de încărcare), viteza de ridicare 1,17 ... 1,0 m / s (70 ... 45 m / min), rata de schimbare a plecării 0,75 ... 1,0 m / s (45 ... 60 m / min), frecvența de rotație 0,02 ... 0,03 s - 1 (1,2 ... 1,75 rpm). Acestea sunt astfel de macarale precum, de exemplu - "Ganz", fabricate în Ungaria (Fig. 2.1.), Macarale domestice (Fig. 2.2).
Macarale speciale(grele) - pentru manipularea greutăților grele, construcții, asamblări, construcții navale și operațiuni de salvare.
Macaralele plutitoare concepute pentru lucrări de instalare sunt utilizate în construcția de structuri hidraulice, pentru lucrări la șantierele navale și la repararea navelor.
Macaraua companiei germane „Demag” cu o capacitate de ridicare de 350 de tone a fost folosită în timpul reconstrucției podurilor din Leningrad, în timpul instalării
Macarale portic de 80 de tone, la mutarea macaralelor portic dintr-o zonă portuară în alta etc.
Macara PTO le plantează. SM Kirov cu o capacitate de încărcare de 250 de tone a fost fabricat pentru instalarea platformelor petroliere în Marea Caspică.
Macaralele „Cernomoreți” cu o capacitate de ridicare de 100 de tone și „Bogatyr” cu o capacitate de ridicare de 300 de tone (Fig. 2.3) au primit Premiul de Stat al URSS.
Orez. 2.2. Macarale de reîncărcare plutitoare cu o capacitate de ridicare de 5 tone ( A) și 16 tone ( b): 1 - apucați la cea mai mare sensibilizare; 2 - trunchi; 3 - săgeată într-un mod de mers; 4 - accent; 5 - săgeată într-un mod de lucru; 6 - ponton; 7 - apucați la cea mai mică sensibilizare; 8 - o cabină; 9 - suport rotativ; 10 - coloană; 11 - un dispozitiv de echilibrare combinat cu un mecanism de schimbare a plecării; 12 - contragreutate
Orez. 2.3. Macara plutitoare "Bogatyr" cu o capacitate de ridicare de 300 de tone (uzina din Sevastopol numită după S. Ordzhonikidze): 1 - ponton; 2 - explozie într-un mod de mers; 3 - suspendarea ascensorului auxiliar; 4 - suspendarea ascensorului principal; 5 - săgeată
Macaraua Vityaz (Fig. 2.4) cu o capacitate de ridicare de 1.600 tone este utilizată atunci când se lucrează cu sarcini grele, de exemplu, atunci când se instalează pe suporturile montate pe structurile de mal ale unui pod peste râu. Pe lângă palanul principal, această macara are un palan auxiliar cu o capacitate de ridicare de 200 de tone. Extinderea palanului principal este de 12 m, cea auxiliară este de 28,5 m. Există macarale plutitoare cu capacitate de ridicare mai mare.
Macaralele speciale pentru manipularea greutăților grele în porturi, lucrări de instalare și construcție în construcția navelor, repararea navelor și construcția centralelor hidroelectrice, operațiuni de salvare, au părți superioare rotative. Capacitate de transport - de la 60 (macara "Astrakhan") la 500 de tone, de exemplu: "Chernomorets" - 100 tone, "Sevastopoltsa" - 140 tone (Fig. 2.5), "Bogatyr" - 300 tone, "Bogatyr-M" - 500 de tone ... În fig. 2.6 se prezintă macaralele "Bogatyr" cu diverse modificări ale brațelor și diagrame corespunzătoare ale capacității de ridicare, variabile în domeniu.
Macaralele specializate pentru operațiuni de ridicare și salvare a navelor și instalarea de structuri grele de dimensiuni mari, de regulă, nu sunt rotative.
Orez. 2.5. Macara plutitoare "Sevastopolets" cu o capacitate de ridicare de 140 de tone (uzina Sevastopol numită după S. Ordzhonikidze): 1 - ponton; 2 - boom într-un mod de mers; 3 - săgeată într-un mod de lucru
|
Orez. 2.6. Macarale plutitoare: A- „Bogatyr”; b- "Bogatyr-3" cu un braț suplimentar; v- "Bogatyr-6" cu un braț suplimentar extins; Î- capacitatea de transport admisă la plecare R; H- înălțimea de ridicare
Exemple de astfel de macarale sunt: „Volgar” - 1400 tone; „Vityaz” - 1600 tone (Fig. 2.4), ridicarea unei încărcături cu o greutate de 1600 tone se realizează cu ajutorul unui troliu de trei palanuri, Magnus (Magnus, Germania) cu o capacitate de transport de la 200 la 1600 tone (Fig. 2.7), Balder (Balder, Olanda) cu o capacitate de încărcare de la 2000 la 3000 de tone (Fig. 2.8).
Zăcământ petrolier. Navele cu macara pentru aprovizionarea câmpurilor petroliere offshore și construcția instalațiilor de producție a petrolului și gazului pe raft au de obicei vârfuri rotative, acoperire și ridicare semnificative și sunt capabile să întrețină platforme de foraj fixe. Astfel de macarale includ, de exemplu, Yakub Kazimov - cu o capacitate de ridicare de 25 de tone (Fig. 2.9), Kerr-ogly - cu o capacitate de ridicare de 250 de tone. În legătură cu dezvoltarea platformei continentale, există o tendință spre creșterea parametrilor acestui grup de macarale (capacitate de ridicare - până la 2000 ... 2500 tone și mai mult).
Orez. 2.7. Macara plutitoare "Magnus" cu capacitate de ridicare de 800 tone (HDW, Germania): 1 - ponton; 2 - explozie într-un mod de mers; 3 - troliu de punte; 4 - troliu înclinabil; 5 - bretele; 6 - săgeată; 7 - brâu; 8 - suspendarea ascensorului principal; 9 - suspendarea ascensorului auxiliar
Orez. 2.8. Macara plutitoare "Balder" cu o capacitate de ridicare de 3000 tone ("Gusto", Olanda - ( A) și un grafic al modificărilor capacității de încărcare admisibile Î de la plecare R (b)):
1 - ponton; 2 - platan; 3 - săgeată; Eu ... IV - umerașe cu cârlig
Orez. 2.9. Nava-macara "Yakub Kazimov": 1 - ponton; 2 - explozie într-un mod de mers; 3 - bloc fulie egalizator; 4 - o cabină; 5 - cadrul piesei rotative
În funcție de navigabilitate, macaralele pot fi clasificate după cum urmează:
1) port (pentru efectuarea transbordării în porturi și porturi, rezervoare închise și zone de coastă (de coastă) și fluviale, la șantierele de construcții navale și de reparații navale);
2) navigabil (pentru muncă în larg, cu posibilitatea unor tranziții independente lungi).
Industria națională de construcție a macaralelor se caracterizează prin dorința de a crea macarale universale și macarale străine - foarte specializate.
2.1.2. Construcția de macarale plutitoare
Macaralele plutitoare constau dintr-o parte superioară (macara reală) și un ponton (un vas special sau macara).
Structura superioară a unei macarale plutitoare, a unui vas de macara etc.- un dispozitiv de ridicare instalat pe o punte deschisă, conceput pentru a transporta un dispozitiv de ridicare și mărfuri.
Pontoane La fel ca corpurile navelor, acestea constau din elemente transversale (rame și grinzi de punte) și longitudinale (chila și chiliile), învelite cu tablă de oțel.
Cadru - traversă curbată a corpului navei, oferind rezistență și stabilitate laterale și inferioare.
Grinzi- un fascicul transversal care leagă ramurile dreapta și stânga ale cadrului. Puntea este așezată pe grinzi.
Chilă- legătură longitudinală, instalată în planul diametral al navei în partea de jos, care se întinde pe toată lungimea sa. Chila vaselor mari și mijlocii (verticală internă) este o foaie instalată în planul diametral dintre puntea fundului dublu și a pielii de jos. Pentru a reduce înclinarea, instalați cheile laterale normale pe pielea exterioară a vasului. Lungimea chilei laterale este de până la 2/3 din lungimea navei.
Carlingă- legătură longitudinală pe nave fără fund dublu, instalată de-a lungul fundului și conectând părțile inferioare ale cadrelor pentru funcționarea lor comună.
Pontoanele au forma unui paralelipiped cu colțuri rotunjite sau au linii de navă. Pontoanele cu colțuri dreptunghiulare au fundul plat și o tăietură în partea din pupă (sau arc) (Fig. 2.10). Uneori macaraua este montată pe două pontoane (macara cu catamaran). În aceste cazuri, fiecare ponton are o chilă și o formă mai mult sau mai puțin pronunțate, asemănătoare cu forma corpurilor navei convenționale. Pontoanele de macarale plutitoare sunt uneori făcute de scufundat, adică asigura pereții etanși longitudinali și transversali. Pentru a crește stabilitatea macaralei plutitoare, adică capacitatea de a reveni dintr-o poziție deviată într-o poziție echilibrată după îndepărtarea sarcinii, este necesar să se micșoreze centrul de greutate, dacă este posibil. Pentru aceasta, ar trebui evitate suprastructurile ridicate, iar spațiile de locuit pentru echipajul macaralei și depozitele ar trebui să fie amplasate în interiorul pontonului. Doar timoneria (cabina de comandă a navei), bucătăria (bucătăria navei) și sala de mese sunt scoase pe punte. În interiorul pontonului, de-a lungul laturilor sale, există rezervoare (cisterne) pentru motorină și apă proaspătă.
Macaralele plutitoare pot fi autopropulsate și non-autopropulsate. Dacă macaraua este destinată să deservească mai multe porturi sau să parcurgă distanțe mari, aceasta trebuie să fie autopropulsată. În acest caz, sunt utilizate pontoane cu linii de navă. Macaralele navigabile au pontoane cu conturul navei, o serie de macarale grele utilizează pontoane cu catamaran (Ker-oglu cu o capacitate de ridicare de 250 de tone; o macara din Vyartsilya, Finlanda, cu o capacitate de ridicare de 1600 de tone etc.).
Prin construcția suprastructurii macaralele plutitoare pot fi clasificate în macarale fără rotire, rotative complete și combinate.
Fix(catarg, portic, cu săgeți oscilante (înclinate)). Macaralele cu catarg (cu catarguri fixe) au o structură simplă și costuri reduse. Mișcarea orizontală a sarcinii se efectuează atunci când pontonul se deplasează, astfel încât performanța acestor macarale este foarte scăzută.
Orez. 2.10. Schema de ponton cu macara plutitoare
Pentru manipularea greutăților grele, macaralele plutitoare cu brațe basculante sunt mai potrivite. Cu o acoperire variabilă, performanța lor este mai mare decât cea a mastilor. Aceste macarale au o structură simplă, costuri reduse și o capacitate ridicată mare. Brațul macaralei este format din două picioare, care converg spre vârf într-un unghi acut și are o fixare a balamalei în prova arcului. Brațul este ridicat de o tijă rigidă (cilindru hidraulic, suport dințat sau dispozitiv cu șurub) sau prin intermediul unui mecanism de ridicare cu lanț (de exemplu, pe o macara Vityaz). Săgeata în poziția de transport este fixată pe un suport special (Fig. 2.3). Pentru a efectua această operație, se utilizează un braț și un troliu auxiliar.
Macaraua portantă plutitoare este o macara portică convențională montată pe un ponton. Puntea macaralei este situată de-a lungul axei longitudinale a pontonului, iar singurul său consolă se extinde dincolo de contururile pontonului pe o distanță numită uneori portiunea exterioară. Extinderea exterioară este de obicei de 7 ... 10 m. Capacitatea de ridicare a macaralelor portante plutitoare ajunge la 500 de tone. Cu toate acestea, datorită conținutului ridicat de metal, macaralele portante plutitoare nu sunt produse în țara noastră.
Complet rotativ Macaralele (universale) sunt disponibile cu platan rotativ sau coloană. Macaralele rotative cu braț înclinabil sunt acum utilizate pe scară largă. Sunt cei mai productivi. Săgețile lor nu numai că se înclină, ci se rotesc în jurul unei axe verticale. Capacitatea de ridicare a macaralelor rotative variază foarte mult și poate ajunge la sute de tone.
Macaralele cu rotire completă includ macaraua Bogatyr cu o capacitate de ridicare de 300 de tone și o rază de acțiune externă de 10,4 m cu o înălțime de ridicare a cârligului principal (cârlig) deasupra nivelului mării de 40 m, precum și transportul și asamblarea maritimă Ilya Muromets navă. Acesta din urmă are o capacitate de ridicare de 2 × 300 de tone la o rază de acțiune externă de 31 m. Înălțimea unei nave cu macara cu braț ridicat este de 110 m. Aceste macarale sunt capabile să navigheze pe mare într-o furtună de 6 ... 7 puncte și un vânt de 9 puncte. Rezistența navigării este de 20 de zile. Viteza macaralei Bogatyr este de 6 noduri, iar a navei de macara Ilya Muromets este de 9 noduri. Ambele nave sunt echipate cu un set de mecanisme și dispozitive care asigură un nivel ridicat de mecanizare a proceselor principale și auxiliare. În poziția de transport, săgețile ambelor nave descrise sunt așezate pe suporturi speciale și fixate.
Combinat... Acestea includ, de exemplu, macarale portante plutitoare, pe podul cărora se mișcă o macara rotativă.
Tipul predominant al dispozitivului de braț al macaralelor plutitoare este un braț drept cu un dispozitiv de ridicare cu lanț egalizator; mai rar se folosesc dispozitive cu braț articulat, cu toate acestea, utilizarea lor este plină de dificultăți în așezarea în mod marș.
Pentru a exclude răsturnarea săgeților drepte ale macaralelor maritime în timpul valurilor, sub influența forțelor de inerție și a vântului, precum și atunci când sarcina se rupe și cade, săgețile sunt echipate cu dispozitive de siguranță sub formă de opritoare de limită sau sisteme speciale de echilibrare. Pe macaralele Magnus, brațul cu sarcina este ținut în poziție de o bretelă rigidă.
Odată cu dezvoltarea proiectelor de braț, s-a făcut o tranziție de la brațele din rețea și non-unghiulare la brațele cu pereți solizi (în formă de cutie, mai rar - tubulare) în grindă sau în formă de cablu. Pe macaralele din ultimii ani de producție, brațele în formă de cutie de foi sunt mai des utilizate. Cu toate acestea, sunt cunoscute brațele de rețea ale unor macarale străine cu o capacitate de ridicare foarte mare (macara "Balder", vezi Fig. 2.8). La modernizarea macaralelor, brațele de bază sunt adesea extinse cu brațe suplimentare cu cablu (vezi Fig. 2.6), ceea ce mărește semnificativ înălțimea maximă de ridicare și ridicare, asigurând în același timp o unificare largă cu modelul de bază.
Principalele tipuri de rulmenți rotativi ai macaralelor plutitoare sunt coloanele rotative și non-rotative, inelele rotative cu mai multe role, inelele rotative sub forma unui rulment cu role cu două rânduri. Există o tendință spre utilizarea inelelor rotative sub formă de rulmenți cu role pe macarale cu o capacitate de ridicare de până la 500 de tone. La macaralele mai grele, sunt utilizate încă inele rotative cu mai multe role, se lucrează la crearea rulmenților cu role segmentare pentru astfel de macarale.
Mecanismele de ridicare utilizate la macaralele plutitoare sunt trolii de prindere cu tamburi independenți și comutatoare diferențiale. Conform GOST 5534, este prevăzută o viteză redusă de aterizare a apucăturii pe sarcină, care este de 20 ... 30% din viteza principală. Este posibilă înlocuirea mânerului cu o suspensie cu cârlig.
Mecanismele de oscilație (una sau două) au adesea cutii de viteze elicoidale cu cuplaje de cuplu cu limită multiplu și o transmisie deschisă sau acționare cu știft.
Mecanismul de depășire este bazat pe sector, cu instalarea de sectoare pe brațul contraponderal sau hidraulic cu un cilindru hidraulic conectat la platformă și o tijă conectată la brațul contraponderal. Macarale cunoscute cu mecanism cu șurub pentru schimbarea plecării. Proiectele mecanismelor pentru schimbarea accesului sunt prezentate în secțiunea 1 „Macarale portal”.
Macaralele de reîncărcare plutitoare în porturile fluviale și maritime sunt utilizate foarte intens. Pentru mecanismele de ridicare, valorile PV ajung la 75 ... 80%, mecanismele de oscilație - 75%, mecanismele pentru schimbarea surplusului - 50%, numărul de porniri pe oră - 600.
2.1.3. Caracteristici de calcul
Geometria pontonului. La proiectarea și calcularea pontonului este luat în considerare în trei planuri reciproc perpendiculare (vezi Fig. 2.10). Planul principal este planul orizontal tangent la fundul pontonului. Unul dintre planurile verticale, așa-numitul plan diametral, rulează de-a lungul pontonului și îl împarte în părți egale. Linia de intersecție a planurilor principale și diametrice este luată ca axă X... Un alt plan vertical este tras prin mijlocul lungimii pontonului și se numește cadrul midship sau planul midship. Linia de intersecție a planurilor principale și medii este luată ca axă Da, și linia de intersecție a secțiunii medii și a planurilor diametrale - pentru axă Z.
Un plan paralel cu planul de secțiune intermediară și care trece prin axa de rotație a macaralei cu braț se numește plan medial. Liniile de intersecție ale suprafeței corpului ponton cu planuri paralele cu planul secțiunii medii se numesc cadre (acesta este și numele elementelor transversale ale vasului care formează cadrul corpului său). Liniile de intersecție ale suprafeței corpului pontonului cu planuri paralele cu planul principal se numesc linii de apă. Traseul suprafeței apei de pe corpul pontonului are același nume.
Deoarece pontonul, care se află pe apă, poate fi înclinat, linia de plutire rezultată este numită eficientă. Planul liniei de plutire care funcționează, care nu este paralel cu planurile liniilor de plutire rămase, împarte pontonul în două părți: de suprafață și sub apă. Linia de plutire corespunzătoare poziției pe apă a macaralei fără sarcină, echilibrată în așa fel încât planul său principal să fie paralel cu suprafața apei, se numește linia de plutire principală.
Înclinarea navei spre prova sau pupa se numește trim, iar înclinarea navei la tribord sau la port se numește rulou. Injecţie ψ (a se vedea Fig. 2.10) între linia de plutire principală și cea principală în planul central se numește unghiul de tăiere și unghiul θ între aceleași linii în planul navei medii - unghiul de rulare. Când se diferențiază de arc și când se înclină spre braț, unghiurile ψ și θ sunt considerate pozitive.
Lungime L pontonul este de obicei măsurat de-a lungul liniei de plutire principale, lățimea estimată B ponton - în cel mai lat punct al pontonului de-a lungul liniei de plutire și înălțimea de proiectare H lateral - de la planul principal la linia laterală a punții (vezi Fig. 2.10). Distanța de la planul principal la linia de plutire curentă se numește pescaj. T ponton, care are semnificații diferite la arcul pontonului T H iar la pupa T K... Diferența de valori T H - T K numit trim. Diferența dintre înălțime și pescaj H - T numită înălțime f bord liber. Dacă forma pontonului nu este un paralelipiped, adică are contururi netede, apoi pentru calcule se întocmește așa-numitul desen teoretic, care determină forma exterioară a corpului (mai multe secțiuni de-a lungul cadrelor). Cu pontoanele dreptunghiulare, nu este nevoie să întocmim un astfel de desen.
Volum V partea subacvatică a pontonului se numește deplasare volumetrică. Centrul de greutate al acestui volum se numește centrul de mărime și este notat cu CV. Masa de apă în volum V numită deplasare în masă D.
Stabilitatea macaralelor plutitoare. Stabilitatea este capacitatea navei de a reveni la poziția de echilibru după încetarea forțelor care provoacă înclinarea acesteia.
Caracteristicile calculării stabilității macaralelor plutitoare sunt reduse în mare măsură la luarea în considerare a influenței rolelor și a tăieturilor. O macara fără sarcină trebuie tăiată la pupă și cu o sarcină - la prova. Dacă brațul este situat în planul medial fără sarcină, macaraua trebuie înclinată spre contragreutate, iar sarcina spre sarcină. Schimbarea plecării datorită rulării sau tăierii poate fi de câțiva metri. Accesul este considerat accesul pe care macaraua îl are atunci când pontonul este în poziție orizontală.
Pentru o macara cu sarcină, partea rotativă a unei macarale de contragreutate creează un moment care echilibrează parțial momentul de sarcină și se numește contrabalansare (vezi Fig. 2.10): M У = G K y K, Unde G K- greutatea suprastructurii; y K- distanța de la axa de rotație a macaralei la centrul de greutate al suprastructurii (inclusiv contragreutățile).
Pentru macaralele cu contragreutăți mobile, momentul de contrabalansare este definit ca suma momentelor din greutățile suprastructurii și contragreutățile.
Moment de încărcare M Г = GR,Unde G - greutatea sarcinii cârligului; R- extinderea boom-ului. Raportul dintre momentul de echilibrare și momentul de încărcare se numește coeficient de echilibrare φ = M U / M G.
Pentru a determina momentele de toc și tăiere, luați în considerare Fig. 2.11, care arată pontonul și brațul în plan. Greutatea părții rotative a macaralei cu încărcătură G K atașat la distanță eîn afara axei O 1 rotația brațului. Acțiune în greutate G K pe umăr e poate fi înlocuit cu forță verticală G K la punct O 1și momentul G K eîn planul brațului. Greutatea pontonului cu balast G 0 atașat la punct O 2... În plus, un moment vertical dintr-o sarcină de vânt acționează asupra macaralei, care are componente în raport cu axele corespunzătoare M BXși M BY... Apoi, momentul de înclinare este determinat de dependența formei M K = M X = G K e cos φ + M BX, și momentul de tundere M D = M Y = G K e păcat φ + M în Y.
Pentru a determina momentul de restaurare, luați în considerare Fig. 2.12, care prezintă o secțiune transversală a pontonului de-a lungul planului navei medii în pozițiile înainte și după aplicarea momentului de înclinare. Centrul de greutate al macaralei cu un ponton este marcat CT... Macaraua, care este în repaus, este acționată de forțe verticale care au un rezultat Nși flotabilitate D = Vρg, Unde V- volumul deplasat; ρ - densitatea apei; g- accelerarea gravitației. Conform legii lui Arhimede, D = N.
Într-o stare de echilibru de forțe Nși D acționează de-a lungul unei verticale, trecând prin centrul de greutate și centrul de mărime și numit axa plutitoare. În acest caz, unghiul de rulare poate avea o anumită valoare. θ (vezi figura 2.10).
Orez. 2.11. Schema de determinare a momentelor de toc și tăiere
Orez. 2.12. Diagrama poziției pontonului către ( A) si dupa ( b) aplicarea momentului de înclinare
Să presupunem că un moment static de înclinare este aplicat macaralei M K cauzată, de exemplu, de greutatea sarcinii G la capătul brațului macaralei. În acest caz, centrul de mărime se deplasează. Schimbarea forțelor Dși Gîn comparație cu starea de echilibru, acesta poate fi neglijat, deoarece greutatea sarcinii este semnificativ mai mică decât greutatea macaralei. Atunci puterea D robinetul înclinat va fi atașat la punctul respectiv CV(fig. 2.12, b). În acest caz, va exista un moment de refacere a forțelor Dși N = D pe umăr l θ moment de călcat M K, adică , unde este înălțimea metacentrică transversală, adică distanta de la metacentru la centrul de greutate.
Un punct se numește metacenter. F traversând axa de înot cu linia de acțiune a forței D, iar raza metacentrică este distanța față de metacentru F până la centrul de mărime.
Când se diferențiază printr-un unghi ψ
momentul de restaurare este egal cu momentul de tundere M D, adică 
, unde este înălțimea longitudinală metacentrică; A- distanța dintre centrele de greutate și magnitudine. Produsele sunt numite coeficienți de stabilitate statică.
Să definim razele metacentrice și. Din teoria navei se știe următoarele:
1) la unghiuri mici de rulare θ și tăiați ψ poziția metacentrică F neschimbat, iar centrul de mărime se deplasează de-a lungul unui arc al unui cerc circumscris în jurul metacentrului;
2) raza metacentrică R = J / V, Unde J- momentul de inerție al zonei delimitate de linia de plutire în raport cu axa corespunzătoare în jurul căreia se înclină macaraua.
Pentru o macara în repaus, zona delimitată de linia de plutire este BL.
Pentru un ponton dreptunghiular (excluzând contururile și teșiturile), momentele de inerție cu privire la axele principale J X = L B 3/12; J Y = B L 3/12, și volumul deplasat de apă V = B L T... În acest caz, razele metacentrice; 
.
Astfel, unghiurile de rulare și decupare, în funcție de momentele de înclinare și decupare, sunt determinate din expresii
; 
.
|
Orez. 2.13. Diagramele de stabilitate ale unei macarale plutitoare: A- static M VK(q); b - dinamic A B(q)
Pentru macaralele rotative cu braț, aceste unghiuri sunt variabile atât în raza de acțiune, cât și în rotație.
Momentele de restaurare în timpul rulării și diferențialului sunt determinate de formule de formă:
; (2.1)
Pentru unghiurile de rulare mai mari de 15 °, formula (2.1) nu este aplicabilă, iar momentul de restaurare M VKîn funcție de unghi θ se modifică conform schemei de stabilitate statică (Fig. 2.13). Cu o creștere treptată a momentului de înclinare la o valoare egală cu valoarea maximă a momentului de refacere M VK max pe diagramă, unghiul de rulare ajunge θ M iar macaraua va fi instabilă întrucât orice aplecare accidentală spre partea laterală a rolei va face ca aceasta să se răstoarne. Aplicarea momentelor de călcat M θ ³ M VK max nu este valid. Punct LA(diagrama apus) caracterizează unghiul limitat de rulare θ NS depășind care M VK< 0 iar macaraua se răstoarnă. Diagrama de stabilitate statică este inclusă în documentația obligatorie pentru macara; construcția sa după desenul pontonului sau după formule aproximative este dată în lucrare.
Cu o bruscă (sau într-un timp mai mic decât jumătatea perioadei de oscilații naturale) aplicarea unui moment dinamic la pontonul neînclinat M D(vezi fig.2.13, A), care rămâne constantă în viitor, în perioada inițială a rulării M D> M VK iar nava va călca cu accelerare, acumulând energie cinetică. Ajungând la colțul rolei statice q(punct V), barca va călca mai mult până la unghiul dinamic al băncii q D, când stocul de energie cinetică este consumat pentru a depăși forța de refacere a cuplului și a forțelor de rezistență (punctul CU corespunzând egalității zonelor OAVși CBE). La q D 10 £ ... 15 O(fig. 2.13, A) s-ar putea lua în considerare q D = 2q(ținând cont de rezistența la apă q D= 2 Xq, Unde X- coeficient de atenuare ( X " 0,7); în prezența unui unghi inițial al băncii ± q 0 unghiul de rulare dinamic q D = ± q 0+ 2q. Răsturnarea momentului dinamic M D. OPRși unghiul de basculare q D. OPR determinată de găsirea unei linii drepte AE tăierea zonelor egale pe diagrama de stabilitate statică OAVși BME(fig. 2.13, b).
Diagrama de stabilitate dinamică (a se vedea figura 2.13) este un grafic al dependenței de lucru a cuplului de restaurare A B= D din unghiul de rulare ( l q- umărul momentului de refacere în timpul rulării (vezi fig. 2.12); este curba integrală în raport cu diagrama de stabilitate statică; magnitudine d B = A B / D= numit umărul stabilității dinamice. Moment de lucru cu toc A K = M D q D = D d K, Unde d K = A K / D D = M D q D / D– lucrare specifică momentului de călcat. Programa A K (q D) există o linie dreaptă DE, trecând prin puncte Oși F cu coordonate (1 rad, M D); Punct R intersecții (a se vedea fig. 2.13, A) sau atingere (vezi fig.2.13, b) diagrame de stabilitate dinamică cu o linie dreaptă DE determină unghiul rulării dinamice q D (A) sau rotiți unghiul cu rola dinamică q D. OPR (b).
Rularea dinamică (sau tăierea) are loc atunci când încărcătura este ridicată într-un tir sau când sarcina se rupe. În fig. 2.14 arată poziția oglinzii de apă în raport cu pontonul pentru o macara fără sarcină (poziția de echilibru 1 la unghi de banc q 0) și cu o sarcină în timpul rulării statice (poziția 2 la unghi de banc q). Pentru funcționarea normală a macaralei, este de dorit să existe egalitatea valorilor absolute ale unghiurilor de rulare pentru macaraua încărcată și goală. Dacă sarcina se rupe, macaraua va oscila în raport cu poziția de echilibru 1 cu amplitudine Δ q(vezi fig.2.14), ajungând în poziție 3 la unghiul rulării dinamice q DIN = q 0+ Δ q... Valorile acestora din urmă sunt obținute mai precise dacă se ia în considerare rezistența la apă, conform formulei
q DIN= q 0+ (0,5 - 0,7) Δ q.
Orez. 2.14. Schema ponton pentru determinarea rulării dinamice
Determinarea momentului de răsturnare și a unghiului de rulare dinamică în stare de lucru atunci când sarcina se rupe conform diagramei de stabilitate dinamică, precum și verificarea stabilității macaralei în timpul tranziției, transportului, inoperant; determinarea momentului de răsturnare în starea de depozitare și momentul maxim de refacere în starea de repaus sunt discutate în detaliu în lucrare.
Încărcări asupra mecanismului de rotație și modificări de sensibilizare.În fig. 2.15, A arătat transversal (în plan Da) și longitudinal (în plan X) secțiunea pontonului după rulare într-un unghi qși tăiați după unghi ψ .
Greutatea G K partea de rotire a macaralei cu sarcină are componente S Yși S X acționând în planul de rotație și determinat de dependențele formei S Y = G K păcat qși S X = G K păcat ψ .
Pentru o macara plutitoare, momentul suplimentar cauzat de călcâie și tăiere și care acționează asupra mecanismului de rotație (Fig. 2.11) este determinat de formula
Această expresie poate fi explorată la maximum M φ... În special, dacă componenta momentului de tundere М ψ = G К a - G 0 b = 0(ponton echilibrat), apoi maxim M φ se realizează la φ = 45 o.
Forțe S Xși S Y au componente care acționează în planul oscilației brațului și perpendiculare pe acesta. Componentele care acționează perpendicular pe planul de oscilație a brațului creează un moment care încarcă mecanismul de rotație, a cărui expresie este obținută mai sus. Forța totală T forțele constitutive S Xși S Yîn planul oscilant al brațului este determinat de o expresie a formei T = S X păcat φ + S Y cos φ = G К ( păcat q păcat φ – păcat ψ cos φ).
Această forță acționează în planul de oscilație al brațului și este direcționată de-a lungul pontonului. În fig. 2.15, b descompunerea greutății arătată G K pe putere R perpendicular pe planul principal al pontonului și luat în considerare în calculele mecanismului de schimbare a plecării și a forței T care este paralel cu axa longitudinală a pontonului și creează o sarcină suplimentară cauzată de rulare și tăiere. Astfel, în centrul de greutate al fiecărui nod al părții rotative a macaralei (braț, portbagaj etc.), greutatea G i apare puterea T i cauzată de rulare și tăiere. Moment suplimentar Mîncărcarea mecanismului de modificare a plecării este determinată de formulă .
Sarcini de la forțele de inerție, care acționează asupra macaralei în timpul rulării transversale și longitudinale a vasului, sunt prezentate în detaliu în lucrări.
Insufundabilitate- capacitatea navei de a menține flotabilitatea și stabilitatea minime necesare după inundarea unuia sau mai multor compartimente ale corpului navei. Calculul nesimțirii este prezentat în detaliu în lucrare.
