Спредеры для контейнеров

Спредеры (автоматически управляемые захваты) с гибкой подвеской к грузоподъемному механизму получили широкое распространение в зарубежной и, в последние годы, в отечественной практике на контейнерных перегружателях, козловых кранах, а также на портальных кранах общего назначения, которые широко используются на перегрузке контейнеров.

Известны различные конструкции спредеров, но для всех них общим и характерным является наличие рамы с вмонтированными в углах поворотными штыковыми замками, осуществляющими захват и транспортирование контейнера за верхние угловые фитинги. Отличаются спредеры приводом поворота всех четырех штыковых замков, а также управлением привода, что характерно для спредеров, применяемых на кранах общего назначения.

Исходя из этого спредеры могут быть подразделены на три группы:
с механическим или пневматическим приводом поворота штыковых замков и ручным управлением;
с электрогидравлическим приводом поворота штыковых замков и централизованным управлением из кабины крановщика;
с механическим приводом поворота штыковых замков и централизованным управлением от механизма, расположенного непосредственно на спредере.

Первая группа спредеров представляет собой раму с рычажной или канатной системой трансмиссии привода поворота штыковых замков с цепным или рычажным (с помощью штанги) централизованным управлением, выведенным наружу с двух сторон рамы. Такие спредеры не получили широкого распространения, несмотря на простоту их конструктивного исполнения, в связи с необходимостью использования стропальщиков, особенно при многоярусном штабелировании.

Известны относящиеся к этой группе спредеры, имеющие пневматический привод поворота штыковых замков, например изготавливаемые фирмой «Valmet» для контейнеров 1С. Рама этих спредеров оборудуется баллонами сжатого воздуха, зарядка которых обеспечивает до 400 подъемов. Для управления поворотом замков при застропке и отстропке вентиль выведен наружу. У спредера имеются блокировка и сигнализация, обеспечивающие безопасность производства перегрузочных работ.

Вторая группа спредеров представляет собой сложные агрегаты, имеющие несколько механизмов (поворота штыковых замков, направляющих, изменения точки подвески и длины рамы), что обусловливается использованием их на полноповоротных кранах общего назначения. Масса спредеров 3—5 т. При перегрузке контейнеров кранами с шарнирной стреловой системой, учитывая точечную подвеску к крюку, происходит их раскачивание и разворот. Если раскачивание может быть уменьшено регулировкой торможения и навыком крановщика, то для разворота необходимы либо стропальщики, либо специальный механизм на спредере. Иногда встречаются контейнеры с несимметричным положением центра тяжести погруженного в нем груза. Это устраняется специальным механизмом изменения длины канатов подвески к крану, который выполняется с автоматическим или ручным управлением.

Для использования спредеров на кранах с точечной подвеской в отечественных морских портах были закуплены спредеры у фирмы «Munck» (Норвегия) для перегрузки контейнеров 1С (рис. 96). Конструкция спредера состоит из несущей рамы Х-образной формы. По углам рамы установлены четыре штыковых поворотных замка. На каждой из продольных сторон рамы установлены по две, а на торцовой — по одной направляющей лапе для наводки спредера при захвате контейнера. Для навески на крюк крана спредер имеет четыре каната и подвеску. С целью выравнивания спредера при захвате контейнера со смещенным центром тяжести канаты пропущены через блоки и закреплены к каретке, которая перемещается гидроцилиндром. Четыре ролика по углам рамы предназначены для облегчения перемещения спредера в ячейках контейнеровоза. На раме установлены гидросистема привода всех механизмов и шкаф с электрооборудованием. Привод к электродвигателю системы осуществляется с помощью кабеля от крана. Управление всеми механизмами спредера дистанционное из кабины крана. Спредер имеет автоматику управления и блокировки, которые не производят:
поворот штыковых замков до правильной установки спредера на контейнер;
подъем контейнера, если штыковые замки закрыты неполностью;
 подъем контейнера, если он имеет наклон более 2°.

Рис. 96. Спредер электрогидравлический:
1 — подвеска: 2 — канат подвески; 3 — блок; 4 — штыковой замок; 5 — направляющая лапа; 6 — рама; 7 — каретка; 8— гидроцилиндр; 9 — гидросистема; 10— ролик; 11— ящик с электрооборудованием

Лучшим решением для эффективного использования электрогидравлических спредеров на полноповоротных кранах является конструкция стреловой системы (рис. 97) на одной из моделей крана фирмы «Kone».

Рис. 97. Стреловая система полноповоротного крана

По основному конструктивному исполнению кран относится к типу кранов с шарнирно сочлененной стрелой. Для перегрузки контейнеров к хоботу и опорной стреле сделаны шарнирные штанги, которые сопряжены с блоками подъемных канатов. В результате спредер подвешен на четырех точках, которые выбраны таким образом, чтобы траектория точек подвески имела горизонтальное движение при повороте крана, что обеспечивает горизонтальное перемещение контейнера. Подвод подъемных канатов к точкам подвески спредера под углом обеспечивает успокоение от раскачивания контейнера. При перепасовке на работу в грейферном режиме подъемные канаты пропускаются по одной линии только через блоки хобота,
причем такое изменение может производиться из кабины управления самим крановщиком. Питание к спредеру подводится кабелем, пропущенным через конец хобота стрелы. Поддержание кабеля в натянутом состоянии в процессе эксплуатации осуществляется приводным кабельным барабаном, помещенным на стреле. Натяжение кабеля регулируется крановщиком, что предотвращает запутывание с подъемными канатами, особенно при изменении ветровых нагрузок. В кабине крана имеются два пульта с контроллерами для управления всеми движениями крана и спредера.

Электрогидравлический спредер к крану со специальной стреловой системой (рис. 98) представляет собой телескопическую раму, на концах которой имеются поперечные балки с приводными штыковыми замками. Изменение длины рамы позволяет перегружать контейнеры 1С, 1В и 1А при скорости раздвижения 0,07 м/с. Рама может наклоняться на угол ±6° со скоростью 8 с, что обеспечивает возможность установки контейнера на наклонную плоскость, а также поворота его вокруг вертикальной оси на 360° за 1 мин. Точка подвески может быть смещена вдоль оси рамы в пределах 300 мм за 12 с с помощью автоматического устройства, которое срабатывает до подъема, чем обеспечивается горизонтальное перемещение неравномерно загруженного контейнера. Имеются подъемные приводные направляющие по две на продольных сторонах рамы и по одной — на поперечных.

Рис. 98. Электрогидравлический спредер к полноповоротному крану со специальной стреловой системой

Грузоподъемность крана при работе спредером 25 т, грейфером — 16 т, крюком — 40 т, вылет стрелы 24 м. Скорость подъема при работе спредером и грейфером 50 м/мин, крюком при грузоподъемности крана 40 т—19 м/мин, 10 т — 50 м/мин. Скорость передвижения крана 30 м/мин, поворота — 1 об/мин. Наибольшее статическое давление колеса при максимальной нагрузке 30 тс. Производительность крана до 30 контейнеров в час при цикле 2 мин. При грейферном режиме работы его производительность 400 т/ч.

Третья группа спредеров получила распространение в последние годы в зарубежной и, особенно, в отечественной практике морских портов. Первым известным спредером такого типа была конструкция фирмы «Lewis Strand» (Норвегия). Конструктивно спредер выполнен в виде прямоугольной рамы (рис. 99), в углах которой смонтированы поворотные штыковые замки. С помощью рычажной системы осуществляется поворот всех четырех замков одновременно. Привод рычажной системы осуществлен от размещенного в центре рамы автомата, представляющего собой механизм с зубчатым зацеплением. Ведущее зубчатое колесо механизма вращается от приводного рычага, свободный конец которого соединен цепью или тросом с крюком крана. Храповой механизм автомата предотвращает вращение зубчатой передачи при опускании крюка крана. Механизм автомата срабатывает при подъеме крюка и повороте приводного рычага. Спредер снабжен поворотными (установочное положение) направляющими, расположенными на двух смежных сторонах рамы.

Рис. 99. Спредер с механическим приводом поворота штыковых замков

Аналогичная конструкция разработана и применяется в Ленинградском морском порту. Отличается спредер этого типа от фирменного направляющими, а также отдельными элементами механизма автомата.

Другой вариант конструкции выполнен в спредере, разработанном Ильичевским морским портом (рис. 100). Спредер состоит из следующих узлов:
четырех штыковых замков, установленных в специальных стаканах на углах несущей рамы и поворачивающихся на 90° при помощи шкивов, приводимых в действие от канатов трансмиссии;
канатной трансмиссии, передающей вращение от деталей привода автомата к штыковым замкам;
автомата (централизованного механизма привода), предназначенного для преобразования поступательного движения крюка крана во вращательное деталей привода, соединенного с канатной подвеской спредера штоком;
четырех канатов подвески спредера к крюку крана и цепи управления автоматом;
четырех направляющих устройств для наводки спредера на контейнер при застропке в виде свободно подвижных в вертикальном направлении кронштейнов, установленных в корпусе, приваренном к раме, по одному на поперечных и двух на диагональных балках несущей рамы.

Рис. 100. Спредер с механическим приводом поворота штыковых замков:
1 — цепь управления автоматом; 2 —автомат; 3 — канат подвески; 4 — направляющие; 5 —штыковые замки; 6 —несущая рама

Техническая характеристика спредера модели ЗКИ-1С
Грузоподъемность, т ..........20,32
Расстояние между осями штыковых замков, мм:
в продольном направлении..............5853±3
в поперечном направлении..............2259±1,5
по диагонали .................6274±3
Высота (от опорной поверхности несущей рамы до оси крюка крана), мм......................4500
Масса, кг.............1525

Такая конструкция спредера позволяет использовать его на любом крюковом кране соответствующей грузоподъемности без дополнительного оборудования. А свободно подвижные направляющие устройства, в зависимости от условий перегрузки контейнеров, могут устанавливаться в рабочее и нерабочее положения предварительно до начала работы за очень короткое время.