Cần cẩu container cảng

Đặc điểm và khả năng chính

Quy mô lớn:Có thể cao hơn 100 mét (~400 ft), với cần dài đủ để chạm tới container xa nhất trên các tàu container lớn nhất thế giới (rộng 24+ container).

Sức mạnh to lớn:Được thiết kế để nâng tải trọng siêu nặng, thường lên tới 65 tấn dưới máy rải và nhiều hơn nữa đối với thang máy song song.

Tốc độ cao:Được thiết kế để đạt được tốc độ nhằm giảm thiểu thời gian quay vòng-của tàu (một chỉ số quan trọng của cảng). Tốc độ di chuyển của tời nâng, xe đẩy và giàn đều rất cao.

Kiểm soát chính xác:Bộ truyền động tinh vi và tự động hóa cho phép người vận hành đặt các thùng chứa trong phạm vi inch vào các thanh dẫn hướng chặt chẽ của tàu.

Độ bền:Được chế tạo để chịu được môi trường nước mặn khắc nghiệt, ăn mòn và hoạt động gần như liên tục với thời gian ngừng hoạt động tối thiểu.

Tăng cường tự động hóa:Thế hệ cần cẩu STS mới nhất hoàn toàn tự động, được vận hành từ xa và được tích hợp với hệ thống vận hành thiết bị đầu cuối (TOS) để tối ưu hóa chuyển động.

 

Các Loại Cẩu Container Cảng

Trong khi cần cẩu STS là biểu tượng nhất, một cảng hiện đại sử dụng dòng cần cẩu chuyên dụng:

Loại cần cẩu	Từ viết tắt	Chức năng chính	Đặc điểm chính
Vận chuyển-đến-Bờ biển	STS	Chuyển container giữa tàu và bờ.	Lớn nhất.Đường ray-gắn trên cầu cảng. Sức nâng rất cao (lên tới ~100 tấn), cần dài.
Cao su-Cổng mỏi	RTG	Xếp container tại bãi và xe tải xếp/dỡ hàng.	Điện thoại di động.Chạy bằng lốp cao su. Trải dài 6-8 hàng container + làn xe tải. Xếp chồng cao 4-5.
Đường ray-Cổng gắn	RMG	Xếp chồng container trong sân.	Đường dẫn cố định.Chạy trên đường ray cố định. Tiết kiệm năng lượng hơn-(thường là điện) và chính xác hơn RTG.
Xe chở hàng bằng dây xích	-	Di chuyển và xếp chồng container trong sân.	Tính di động cao.Có thể nhặt một container và lái đi với nó. Rất cơ động.
Cần cẩu cảng di động	MHC	Linh hoạt; xử lý container và hàng rời.	Linh hoạt.Xoay, ngồi trên lốp/đường ray. Thông lượng chậm hơn nhưng hữu ích cho các thiết bị đầu cuối đa năng.

 

Sức nâng 320 tấn
Khoảng cách (Chiều rộng) 3 - 12 mét (có thể điều chỉnh)
Chiều cao nâng 3 - 10 mét
Hạng công nhân A3-A5 (nhiệm vụ nhẹ đến trung bình)
Tốc độ nâng 0.5 - 8 m/phút (có thể thay đổi)
Loại dầm chính Dầm đơn/dầm đôi (loại hộp-)
Nguồn điện 220V/380V 3 pha hoặc bằng tay
Chế độ điều khiển Điều khiển mặt dây chuyền/điều khiển từ xa không dây
Loại Palăng Palăng xích điện/Palăng dây cáp
Dẫn động du lịch Đẩy tay hoặc cơ giới
Sơn chống ăn mòn-mạ kẽm nhúng nóng hoặc sơn hàng hải-
Khả năng chống gió Lên đến thang đo Beaufort 6 (để sử dụng ngoài trời)
Nhiệt độ hoạt động -20 độ đến +50 độ

 

Dưới đây là bảng phân tích chi tiết về các thành phần của mộtCần cẩu container cảng(Ship-to-Shore Crane), công ty hậu cần hàng hải khổng lồ.

Hiểu được các thành phần này sẽ tiết lộ điều kỳ diệu về mặt kỹ thuật đằng sau những chiếc máy này. Chúng ta có thể phân loại chúng thành nhiều hệ thống:

1. Hệ thống kết cấu (Khung & Hỗ trợ)

Đây là bộ xương khổng lồ hỗ trợ tất cả các thành phần khác và chịu được lực lớn.

Khung cổng thông tin:Toàn bộ cấu trúc chính nằm trên bến cảng. Nó bao gồm:

Chân biển (Chân ngoài):Phần chân phía nước kéo dài xuống lan can ở mép bến cảng.

Chân đất (Chân trong):Chân ở phía đất. Khoảng trống giữa hai chân cho phép xe tải, toa tàu và các thiết bị khác đi qua bên dưới.

Dầm chéo:Các bộ phận nằm ngang nối các chân ở trên và dưới, mang lại độ cứng tới hạn.

Boom (Nhóm tiếp cận):Dầm ngang dài vượt qua mặt nước để vượt qua tàu container. Nó thường có bản lề và có thể được nâng lên vị trí đỗ để tàu thuyền có thể cơ động và tránh vật cản.

A-Khung / Tháp cần trục:Cấu trúc cao, hình chữ A{0}}trên khung cổng. Nó chứa máy móc và dây thừng dùng để nâng và hạ cần cẩu.

 

Hệ thống di chuyển giàn (Cẩu):Bộ phận lắp ráp cho phép toàn bộ cần cẩu di chuyển dọc theo cầu cảng.

Máy bay du lịch:Cụm bánh xe khổng lồ được đặt ở chân mỗi chân.

Bánh xe đường sắt:Bánh xe thép hạng nặng-chạy trên đường ray chuyên dụng gắn vào cầu cảng.

Kẹp đường sắt:Kẹp thủy lực mạnh mẽ giúp khóa cần trục vào đường ray khi có gió lớn hoặc khi không sử dụng, ngăn ngừa chuyển động vô tình.

 

2. Hệ thống nâng và xe đẩy (Cơ bắp & Chuyển động)

Hệ thống này xử lý việc nâng và chuyển động ngang thực tế của container.

Khung xe đẩy:Cấu trúc mang máy nâng và chạy dọc theo đường ray trên cần cẩu và-tay đòn trên đất liền.

Động cơ truyền động xe đẩy:Động cơ điện cung cấp năng lượng cho các bánh xe di chuyển xe đẩy qua lại dọc theo dầm cầu trục.

Máy nâng:

Động cơ tời:Động cơ điện rất mạnh cung cấp mô-men xoắn để nâng và hạ các thùng chứa có tải.

Trống tời:Những thùng thép lớn được quấn dây tời xung quanh.

Rọc:Các ròng rọc lớn dẫn dây tời từ tang trống đến máy rải.

 

 

Máy rải (Spread Beam):Bộ gá nâng thông minh chính là “tay” của cần cẩu. Đó là một khung thép:

Khóa xoắn:Các chốt hoạt động bằng thủy lực hoặc điện gắn vào các góc đúc của thùng vận chuyển để khóa chặt vào thùng.

Điều chỉnh kích thước:Có thể điều chỉnh độ dài của nó bằng kính thiên văn để xử lý các kích cỡ thùng chứa khác nhau (20ft, 40ft, 45ft).

Cảm biến:Được trang bị cảm biến để phát hiện sự hiện diện, trọng lượng của container và liệu khóa xoắn có được khóa đúng cách hay không.

Cánh tay hướng dẫn:Các phễu giúp dẫn máy rải vào thùng chứa ngay cả trong điều kiện có gió hoặc có độ lệch nhẹ.

3. Hệ thống năng lượng và điều khiển (Thần kinh & não)

Hệ thống này cung cấp năng lượng và điều khiển các chức năng của cần cẩu.

Đầu vào nguồn / Hệ thống cuộn cáp:Cần cẩu STS thường được cấp nguồn bằng cáp-điện áp cao từ bờ biển.

Cuộn cáp:Một tang trống có động cơ lớn có nhiệm vụ nhả và rút dây cáp điện nặng khi cần cẩu di chuyển dọc theo bến cảng, giữ cho dây cáp gọn gàng và ngăn ngừa hư hỏng.

Cabin của người vận hành:Được gắn trên xe đẩy, nó mang lại cho người vận hành một tầm nhìn hoàn hảo từ trên cao xuống khoang tàu. Nó được trang bị:

Ghế điều khiển công thái họcvới cần điều khiển và bảng điều khiển để thao tác chính xác.

Điều hòa không khívà hệ thống treo để cách ly người vận hành khỏi tiếng ồn và chuyển động.

Máy ảnh & Màn hìnhcung cấp tầm nhìn về máy rải, ô chứa và các điểm mù.

 

 

Ổ đĩa & Bảng điều khiển:Điện tử tinh vi, bao gồm:

Ổ đĩa tần số thay đổi (VFD):Để tăng tốc, giảm tốc mượt mà và kiểm soát tốc độ chính xác của mọi chuyển động (tời nâng, xe đẩy, giàn).

Bộ điều khiển logic khả trình (PLC):"Bộ não" chạy các chuỗi logic điều khiển và tự động hóa của cần cẩu.

Trạm điều khiển từ xa (Tùy chọn hiện đại):Ở các cần cẩu mới hơn, người vận hành có thể điều khiển cần cẩu từ phòng-có máy lạnh trên thiết bị đầu cuối với nhiều nguồn cấp dữ liệu video, giảm mệt mỏi và cải thiện độ an toàn.

4. Hệ thống an toàn & phụ trợ (The Protection)

Các hệ thống quan trọng đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy 24/7.

Hệ thống chống lắc lư:Sử dụng PLC và phần mềm điều khiển để tự động tính toán và giảm chuyển động con lắc của thùng treo, cho phép định vị nhanh hơn và an toàn hơn.

Hệ thống tránh va chạm:Cảm biến và phần mềm ngăn chặn xe đẩy hoặc máy rải va chạm với chướng ngại vật trên tàu hoặc chính cần cẩu.

Máy đo gió & trạm thời tiết:Đo tốc độ gió. Hệ thống điều khiển của cần cẩu sẽ tự động giảm tốc độ hoặc ngừng hoạt động nếu tốc độ gió vượt quá giới hạn an toàn.

Hệ thống cân container:Thường được tích hợp vào hệ thống tời để đo trọng lượng của từng container khi nó được nâng lên.

Chiếu sáng:Đèn pha mạnh mẽ để hoạt động vào ban đêm.

Hệ thống chữa cháy:Đặc biệt là trong cabin của người vận hành và phòng điện.

PHÁT HIỆN

 

Kỹ thuật chính

 

Những lợi thế này là lý do tại sao cần cẩu STS là xương sống không thể tranh cãi của thương mại container toàn cầu, mang lại hiệu quả và quy mô chưa từng có.

1. Năng suất và tốc độ chưa từng có

Thông lượng cao:Được thiết kế cho các hoạt động có chu kỳ-cao{1}}cực cao, có khả năng di chuyển thùng chứa mỗi lần2-3 phút. Tốc độ này rất quan trọng để giảm thiểu thời gian quay vòng của tàu-trong cảng, đây là yếu tố chi phí chính đối với các hãng vận chuyển.

Hoạt động đồng thời:Kích thước lớn của chúng cho phép chúng làm việc trên nhiều hàng của tàu container lớn cùng một lúc, đẩy nhanh đáng kể quá trình xếp dỡ so với bất kỳ phương pháp nào khác.

2. Quy mô và phạm vi tiếp cận lớn

Khả năng phục vụ Megaships:Cần cẩu STS hiện đại là thiết bị duy nhất có khả năng xử lý các tàu container lớn nhất thế giới (24,000+ TEU). Chúng có cần cẩu đủ dài để vượt qua những con tàu đangrộng 24 container.

Khả năng nâng cao:Được thiết kế để nâng các thùng chứa cực nặng (thường lên tới 65 tấn dưới máy rải) và thậm chí thực hiện "nâng song song" với hai thùng chứa cùng một lúc ở một số cấu hình.

3. Độ chính xác và khả năng kiểm soát

Ổ đĩa nâng cao:Các hệ thống điều khiển tinh vi (như bộ truyền động AC tái tạo) cho phép chuyển động cực kỳ trơn tru và chính xác, cho phép người vận hành đặt các thùng chứa cách nhau vài inch vào các thanh dẫn hướng chặt chẽ của tàu.

Công nghệ chống lắc lư:Hệ thống tự động làm giảm chuyển động lắc của thùng chứa, cho phép di chuyển và định vị nhanh hơn mà không bị lắc lư nguy hiểm.

4. Độ bền và độ tin cậy

Được xây dựng để hoạt động 24/7:Được chế tạo từ thép có độ bền-cao để chịu được việc sử dụng liên tục trong môi trường nước mặn khắc nghiệt, ăn mòn của cảng. Chúng được thiết kế để có thời gian ngừng hoạt động tối thiểu.

Kháng thời tiết:Được thiết kế để vận hành an toàn trong điều kiện gió lớn và thời tiết bất lợi, với máy đo gió tự động làm chậm hoặc dừng hoạt động nếu vượt quá giới hạn.

5. Tăng cường tự động hóa và tích hợp

Hoạt động từ xa:Cần cẩu mới hơn có thể được vận hành từ phòng điều khiển trên nhà ga, cải thiện sự thoải mái và an toàn cho người vận hành.

Tích hợp dữ liệu:Tích hợp hoàn toàn với Hệ thống vận hành bến (TOS), tối ưu hóa vị trí của mọi container trên tàu và trong bãi để xếp hàng hiệu quả và dỡ hàng sau đó.

Trình tự tự động:Hệ thống của cần cẩu có thể nhận và thực hiện một chuỗi di chuyển đã được lên kế hoạch trước, giúp giảm đáng kể thời gian đưa ra quyết định và nâng cao hiệu quả.

6. An toàn

Tránh va chạm:Các cảm biến và phần mềm ngăn chặn máy rải va chạm với kết cấu tàu hoặc các thùng chứa khác.

Cân container:Cân tích hợp xác minh trọng lượng container trong quá trình nâng, đảm bảo trọng lượng nằm trong giới hạn an toàn và cung cấp dữ liệu quan trọng về độ ổn định của tàu.

Môi trường vận hành biệt lập:Cabin được thiết kế để bảo vệ người vận hành khỏi các yếu tố và tiếng ồn, giảm mệt mỏi.

 

Ứng dụng chính làbốc dỡ tàu container. Tuy nhiên, tuyên bố đơn giản này bao hàm một quy trình phức tạp, được dàn xếp trong một bến hàng hải.

1. Chu trình chính: Xử lý tàu

Dỡ (Xả):Ứng dụng dễ thấy nhất. Cần cẩu STS chọn các container nhập khẩu từ các thanh dẫn hướng trong hầm tàu ​​và đặt chúng lên các phương tiện vận tải đang chờ sẵn trên cầu cảng (xe tải đầu cuối hoặc Xe có dẫn hướng tự động - AGV).

Đang tải (Đang tải):Quá trình ngược lại. Cần cẩu gắp các container xuất khẩu từ các phương tiện vận tải và đặt chúng vào các vị trí chính xác trong hầm tàu ​​theo sơ đồ xếp hàng.

2. Khai thác liên phương thức

Chuyển trực tiếp sang đường sắt:Trong một số cách bố trí cảng nâng cao, cần cẩu STS có thể đặt các container trực tiếp lên các toa tàu đang chờ trên đường ray chạy dưới cổng của cần cẩu, đơn giản hóa quá trình chuyển sang vận chuyển trên đất liền.

3. Ngoài bến cảng: Các ứng dụng chuyên biệt

Mặc dù vai trò chính là vận chuyển-đến-bờ, nhưng công nghệ cốt lõi tương tự được áp dụng trong các cấu hình khác nhau:

Cần cẩu Portainer®:Một thương hiệu và loại cần cẩu STS cụ thể đã trở thành tên chung cho chúng.

Hậu-Panamax và Super Post-Cần cẩu Panamax:Thuật ngữ biểu thị kích thước của con tàu mà cần cẩu có thể xử lý (rộng hơn các âu thuyền kênh đào Panama cũ).

Cần trục gắn đường ray- (RMQC):Một tên kỹ thuật khác của cần cẩu STS, nhấn mạnh tính chất-gắn trên đường ray của chúng.

 

Quy trình sản xuất của mộtCần cẩu di động thuyền / biển 200 tấnbao gồm nhiều giai đoạn, từ thiết kế và kỹ thuật đến chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm. Dưới đây là bảng phân tích chi tiết về quy trình sản xuất điển hình:

---

1. Thiết kế & Kỹ thuật

Thiết kế ý tưởng:Các kỹ sư tạo ra các bản phác thảo ban đầu và mô hình 3D dựa trên khả năng chịu tải (200 tấn), tầm với, khả năng di chuyển và điều kiện môi trường (sử dụng hàng hải).

Phân tích kết cấu:Phân tích phần tử hữu hạn (FEA) đảm bảo cần trục có thể xử lý tải trọng động, lực gió và sóng.

Hệ thống thủy lực & điện:Thiết kế xi lanh thủy lực, tời và hệ thống điều khiển để vận hành nâng hạ êm ái.

Lựa chọn vật liệu:Thép cường độ-cao (ví dụ: ASTM A514) để chống ăn mòn trong môi trường biển.

Tuân thủ quy định:Đạt tiêu chuẩn nhưĐăng ký DNV-GL, ABS hoặc Lloyd'scho cần cẩu biển.

---

2. Mua sắm vật tư

Tấm & Dầm thép:Được cung cấp cho cần, khung gầm và khung kết cấu.

Linh kiện thủy lực:Máy bơm, xi lanh, ống mềm và van từ các nhà cung cấp được chứng nhận.

Hệ thống điện:Động cơ, cảm biến và bảng điều khiển (thường không thấm nước khi sử dụng trên biển).

Dây thừng & ròng rọc:Cáp thép cao cấp-để nâng.

---

3. Chế tạo

A. Chế tạo kết cấu

Cắt & Tạo hình:Cắt plasma/laser CNC cho các bộ phận chính xác.

Hàn:Hàn tự động và thủ công (Hàn hồ quang chìm cho phần dày).

Xây dựng bùng nổ:Thiết kế lưới hoặc kính thiên văn cho sức mạnh và tính di động.

Khung gầm & Chân đế:Được gia cố để ổn định trong quá trình nâng.

B. Lắp ráp thủy lực & cơ khí

Hệ thống thủy lực:Lắp đặt máy bơm, xi lanh và ống mềm.

Tời & Trống:Được lắp đặt cho các hoạt động nâng và hạ.

Cơ chế xoay:Cho phép xoay 360 độ (nếu có).

C. Hệ thống điện & điều khiển

Cabin điều khiển:Trạm vận hành chống nước với cần điều khiển/cảm biến.

Giám sát tải:Load cell và công tắc giới hạn để đảm bảo an toàn.

Nguồn điện:Động cơ diesel hoặc động cơ điện (loại dành cho hàng hải).

---

4. Lắp ráp & tích hợp

Cài đặt bùng nổ:Được gắn vào khung bằng các điểm xoay.

Đối trọng:Đã thêm để cân bằng (nếu cần).

Hệ thống dây điện và hệ thống nước cuối cùng:Kết nối hệ thống thủy lực và điện.

Sơn & Sơn:Sơn chống{0}}ăn mòn (sơn phủ epoxy hoặc kẽm).

---

5. Kiểm tra & Kiểm soát Chất lượng

Kiểm tra tải:Nâng 200 tấn (kiểm tra quá tải +25%, theo tiêu chuẩn).

Kiểm tra chức năng:Kiểm tra chuyển động thủy lực, xoay và ổn định.

Kiểm tra môi trường:Thử nghiệm phun muối cho độ bền hàng hải.

Kiểm tra an toàn:Hệ thống dừng khẩn cấp, báo động quá tải.

---

6. Giao hàng & Vận hành

Chuyên chở:Được tháo rời để vận chuyển hoặc giao dưới dạng thiết bị di động.

Lắp ráp tại chỗ-:Lắp ráp lại tại bến tàu hoặc xưởng đóng tàu.

Đào tạo người vận hành:Các giao thức xử lý và an toàn.

Quang cảnh hội thảo:

Công ty đã lắp đặt nền tảng quản lý thiết bị thông minh và lắp đặt 310 bộ (bộ) robot xử lý và hàn. Sau khi hoàn thành kế hoạch sẽ có hơn 500 bộ (bộ) và tỷ lệ kết nối thiết bị đạt 95%. 32 dây chuyền hàn đã được đưa vào sử dụng, 50 dây chuyền dự kiến ​​lắp đặt và tỷ lệ tự động hóa của toàn bộ dây chuyền sản phẩm đạt 85%.