رافعة حاويات الميناء

الخصائص والقدرات الرئيسية

مقياس هائل:يمكن أن يزيد ارتفاعه عن 100 متر (~400 قدم)، مع طفرة طويلة بما يكفي للوصول إلى أبعد حاوية على أكبر سفن الحاويات في العالم (عرض 24+ حاوية).

قوة هائلة:تم تصميمه لرفع الأحمال الثقيلة جدًا-، والتي غالبًا ما يصل وزنها إلى 65 طنًا تحت الموزعة، وأكثر من ذلك للمصاعد الترادفية.

سرعة عالية:تم تصميمها لتحقيق السرعة لتقليل مدة دوران السفينة-في الوقت المناسب (مقياس المنفذ الرئيسي). إن سرعات سير الرفع والعربة والجسر كلها عالية جدًا.

التحكم الدقيق:تسمح محركات الأقراص والأتمتة المتطورة للمشغلين بوضع الحاويات في حدود بوصات في أدلة الخلايا الضيقة للسفينة.

متانة:تم تصميمه ليتحمل بيئات المياه المالحة القاسية والمسببة للتآكل، ويعمل بشكل مستمر تقريبًا بأقل وقت توقف عن العمل.

زيادة الأتمتة:أحدث جيل من رافعات STS مؤتمتة بالكامل، ويتم تشغيلها عن بعد، ومتكاملة مع أنظمة التشغيل الطرفية (TOS) لتحسين الحركة.

 

أنواع رافعات حاويات الميناء

في حين أن الرافعة STS هي الأكثر شهرة، إلا أن الميناء الحديث يستخدم عائلة من الرافعات المتخصصة:

نوع الرافعة	اختصار	الوظيفة الأساسية	الخصائص الرئيسية
اشحن-إلى-الشاطئ	اس تي اس	نقل الحاويات بين السفينة والشاطئ.	الأكبر.السكك الحديدية-المثبتة على الرصيف. قدرة رفع عالية جدًا (تصل إلى ~100 طن)، ذراع طويل.
مطاط-قنطرة متحركة	آر تي جي	تكديس الحاويات في الفناء وتحميل/تفريغ الشاحنات.	متحرك.يعمل على الإطارات المطاطية. يمتد من 6 إلى 8 صفوف حاويات + ممر للشاحنات. ارتفاع الأكوام 4-5.
السكك الحديدية-قنطرة جسرية مُثبتة	آر إم جي	كومة الحاويات في الفناء.	مسار ثابت.يعمل على القضبان الثابتة. أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة-(كهربائية غالبًا) ودقيقة من المولدات الكهروحرارية النظائرية.
الناقل سترادل	-	نقل وتكديس الحاويات في الفناء.	متنقل للغاية.يمكنه التقاط حاوية والقيادة بها بعيدًا. مناورة للغاية.
رافعة الميناء المتنقلة	MHC	متنوع القدرات؛ يتعامل مع الحاويات وbreakbulk.	مرن.يدور، ويجلس على الإطارات/القضبان. إنتاجية أبطأ ولكنها مفيدة للمحطات الطرفية متعددة الأغراض-.

 

قدرة الرفع 320 طن
الامتداد (العرض) 3 - 12 متر (قابل للتعديل)
ارتفاع الرفع 3 - 10 متر
فئة العمل A3-A5 (الخدمة الخفيفة إلى المتوسطة)
سرعة الرفع 0.5 - 8 م/دقيقة (متغيرة)
نوع الشعاع الرئيسي: عارضة مفردة/مزدوجة (نوع الصندوق -)
مصدر الطاقة 220 فولت/380 فولت 3 مراحل أو يدوي
وضع التحكم: التحكم في القلادة/جهاز التحكم عن بعد اللاسلكي
رافعة نوع الرافعة الكهربائية / رافعة حبل الأسلاك
محرك السفر دفع يدوي أو بمحرك
الحماية من التآكل: طلاء مجلفن بالغمس الساخن أو طلاء بحري-.
مقاومة الرياح حتى مقياس بوفورت 6 (للاستخدام الخارجي)
درجة حرارة التشغيل -20 درجة إلى +50 درجة

 

فيما يلي تفصيل تفصيلي لمكونات أرافعة حاويات الميناء(الشحن-إلى-Shore STS Crane)، عملاق الخدمات اللوجستية البحرية.

إن فهم هذه المكونات يكشف عن الأعجوبة الهندسية وراء هذه الآلات. ويمكننا تصنيفها إلى عدة أنظمة:

1. النظام الهيكلي (الإطار والدعم)

هذا هو الهيكل العظمي الضخم الذي يدعم جميع المكونات الأخرى ويقاوم القوى الهائلة.

إطار البوابة:الهيكل الرئيسي بأكمله الذي يمتد على الرصيف. ويشمل:

ساق البحر (الساق الخارجية):الساق الموجودة على جانب الماء والتي تمتد إلى السكة على حافة الرصيف.

الساق الأرضية (الساق الداخلية):الساق على جهة الأرض. تسمح المسافة بين الساقين للشاحنات وعربات السكك الحديدية وغيرها من المعدات بالمرور تحتها.

الحزم المتقاطعة:أعضاء أفقية تربط الأرجل في الأعلى والأسفل، مما يوفر صلابة حرجة.

بوم (ذراع التوعية):العارضة الأفقية الطويلة التي تمتد فوق الماء لتصل عبر سفينة الحاويات. غالبًا ما تكون مفصلية ويمكن رفعها إلى وضع الوقوف للسماح للسفن بالمناورة وتجنب العوائق.

أ-الإطار / برج الرافعة:الهيكل الطويل على شكل -A أعلى إطار البوابة. يضم الآلات والحبال المستخدمة لرفع وخفض ذراع الرافعة.

 

نظام السفر العملاقة (الرافعة):التجميع الذي يسمح للرافعة بأكملها بالتحرك على طول الرصيف.

عربات السفر:توجد مجموعات عجلات ضخمة في قاعدة كل ساق.

عجلات السكك الحديدية:العجلات الفولاذية-الثقيلة التي تعمل على القضبان المخصصة المدمجة في الرصيف.

المشابك السكك الحديدية:مشابك هيدروليكية قوية تثبت الرافعة على القضبان أثناء الرياح العاتية أو عند عدم الاستخدام، مما يمنع الحركة العرضية.

 

2. نظام الرفع والعربة (العضلات والحركة)

يتعامل هذا النظام مع الرفع الفعلي والحركة الأفقية للحاوية.

إطار العربة:الهيكل الذي يحمل آلة الرفع ويمتد على طول القضبان الموجودة على ذراع الرافعة والذراع الجانبي الأرضي-.

محركات محرك العربة:محركات كهربائية تعمل على تشغيل العجلات لتحريك العربة ذهابًا وإيابًا على طول عوارض الرافعة.

آلات الرفع:

محركات الرفع:محركات كهربائية قوية للغاية توفر عزم الدوران لرفع وخفض الحاويات المحملة.

براميل الرافعة:براميل فولاذية كبيرة تُلف حولها حبال الرفع.

الحزم:بكرات كبيرة توجه حبال الرفع من البراميل إلى الموزعة.

 

 

الموزعة (شعاع الانتشار):ملحق الرفع الذكي الذي يمثل "يد" الرافعة. إنه إطار فولاذي:

أقفال ملتوية:دبابيس تعمل هيدروليكيًا أو كهربائيًا والتي تدخل في المسبوكات الزاوية لحاوية الشحن لتثبيتها بشكل آمن.

تعديل الحجم:يمكن تعديل طوله تلسكوبيًا للتعامل مع أحجام الحاويات المختلفة (20 قدمًا، 40 قدمًا، 45 قدمًا).

أجهزة الاستشعار:مجهزة بأجهزة استشعار للكشف عن وجود الحاوية، والوزن، وما إذا كانت الأقفال الملتوية مقفلة بشكل صحيح.

أذرع التوجيه:مسارات تحويل تساعد في توجيه الموزع إلى الحاوية حتى في ظروف الرياح أو مع اختلال طفيف في المحاذاة.

3. نظام الطاقة والتحكم (الأعصاب والدماغ)

يوفر هذا النظام الطاقة ويتحكم في وظائف الرافعة.

مدخلات الطاقة / نظام بكرة الكابل:يتم تشغيل رافعات STS عادةً بواسطة كابل{0}عالي الجهد من الشاطئ.

بكرة الكابل:أسطوانة كبيرة مزودة بمحرك تعمل على دفع كابل الطاقة الثقيل وسحبه أثناء تحرك الرافعة على طول الرصيف، مما يبقيه مرتبًا ويمنع الضرر.

مقصورة المشغل:ويتم تثبيته على العربة، مما يوفر للمشغل رؤية شاملة-من الأعلى إلى عنبر السفينة. وهي مجهزة ب:

كراسي التحكم المريحةمع عصا التحكم ولوحات التحكم للتلاعب الدقيق.

تكييفوالتعليق لعزل المشغل عن الضوضاء والحركة.

الكاميرات والشاشاتتوفير وجهات النظر من الموزعة، وخلية الحاوية، والبقع العمياء.

 

 

محركات ولوحات التحكم:الإلكترونيات المتطورة، بما في ذلك:

محركات التردد المتغير (VFD):من أجل التسارع والتباطؤ السلس والتحكم الدقيق في السرعة لجميع الحركات (الرافعة، العربة، العملاقة).

وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC):"العقل" الذي يدير منطق التحكم في الرافعة وتسلسلات التشغيل الآلي.

محطة التحكم عن بعد (الخيار الحديث):في الرافعات الأحدث، يمكن للمشغل التحكم فيها من غرفة -مكيفة الهواء في المحطة من خلال عمليات تغذية فيديو متعددة، مما يقلل من التعب ويحسن السلامة.

4. أنظمة السلامة والأنظمة المساعدة (الحماية)

أنظمة مهمة تضمن التشغيل الآمن والموثوق على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

نظام مكافحة-التأثير:يستخدم برنامج PLC ومحرك الأقراص لحساب وتخفيف حركة البندول للحاوية المعلقة تلقائيًا، مما يسمح بتحديد موضع أسرع وأكثر أمانًا.

أنظمة تجنب الاصطدام:أجهزة استشعار وبرمجيات لمنع العربة أو الموزعة من الاصطدام بالعوائق الموجودة على السفينة أو الرافعة نفسها.

مقياس شدة الريح ومحطة الطقس:يقيس سرعة الرياح. سيقوم نظام التحكم في الرافعة بإبطاء العمليات أو إيقافها تلقائيًا إذا تجاوزت سرعة الرياح الحدود الآمنة.

نظام وزن الحاويات:غالبًا ما يتم دمجها في نظام الرفع لقياس وزن كل حاوية أثناء رفعها.

إضاءة:أضواء كاشفة قوية للعمل في الليل.

نظام إخماد الحرائق:خاصة في مقصورة المشغل وغرف الكهرباء.

رسم

 

التقنية الرئيسية

 

هذه المزايا هي السبب في أن رافعات STS هي العمود الفقري بلا منازع للتجارة العالمية بالحاويات، حيث توفر كفاءة وحجم لا مثيل لهما.

1. إنتاجية وسرعة لا مثيل لهما

إنتاجية عالية:تم تصميمه لعمليات الدورة-عالية جدًا-، وقادر على نقل الحاوية في كل مرة2-3 دقائق. تعد هذه السرعة أمرًا بالغ الأهمية لتقليل مدة دوران السفينة-في الميناء، وهو عامل تكلفة رئيسي لخطوط الشحن.

العمليات المتزامنة:حجمها الكبير يسمح لها بالعمل عبر صفوف متعددة من سفينة حاويات ضخمة في وقت واحد، مما يؤدي إلى تسريع عملية التحميل والتفريغ بشكل كبير مقارنة بأي طريقة أخرى.

2. النطاق الهائل والوصول

القدرة على خدمة السفن العملاقة:رافعات STS الحديثة هي المعدات الوحيدة القادرة على التعامل مع أكبر سفن الحاويات في العالم (24،000+ حاوية مكافئة). لديهم أذرع طويلة بما يكفي للوصول عبر السفن الموجودة24 حاوية واسعة.

قدرة رفع عالية:تم تصميمها لرفع الحاويات الثقيلة للغاية (غالبًا ما يصل إلى 65 طنًا تحت الموزعة) وحتى إجراء "الرفع الترادفي" بحاويتين في وقت واحد في بعض التكوينات.

3. الدقة والتحكم

محركات الأقراص المتقدمة:تسمح أنظمة التحكم المتطورة (مثل محركات التيار المتردد المتجددة) بحركة سلسة ودقيقة بشكل لا يصدق، مما يتيح للمشغلين وضع الحاويات على بعد بوصات في أدلة الخلايا الضيقة للسفينة.

تقنية مكافحة-Sway:تعمل الأنظمة الآلية على إخماد تأرجح البندول للحاوية، مما يسمح بالتحرك وتحديد الموقع بشكل أسرع دون تأرجح محفوف بالمخاطر.

4. المتانة والموثوقية

مصمم للعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع:مصنوع من الفولاذ عالي المقاومة-لمقاومة الاستخدام المستمر في بيئة المياه المالحة القاسية والمسببة للتآكل في الميناء. وهي مصممة للحد الأدنى من التوقف.

مقاومة الطقس:تم تصميمه للعمل بأمان في ظل الرياح العاتية والظروف الجوية السيئة، حيث تعمل أجهزة قياس شدة الريح تلقائيًا على إبطاء العمليات أو إيقافها في حالة تجاوز الحدود.

5. زيادة الأتمتة والتكامل

التشغيل عن بعد:يمكن تشغيل الرافعات الأحدث من غرفة التحكم في المحطة، مما يحسن راحة المشغل وسلامته.

تكامل البيانات:متكامل تمامًا مع نظام تشغيل المحطة (TOS)، مما يعمل على تحسين وضع كل حاوية على السفينة وفي الفناء من أجل التخزين الفعال والتفريغ اللاحق.

التسلسل الآلي:يستطيع نظام الرافعة تلقي وتنفيذ{{0}تسلسل حركات مخطط مسبقًا، مما يقلل بشكل كبير من وقت اتخاذ القرار ويحسن الكفاءة.

6. السلامة

تجنب الاصطدام:تعمل أجهزة الاستشعار والبرمجيات على منع الموزع من الاصطدام بهيكل السفينة أو الحاويات الأخرى.

وزن الحاوية:تتحقق الموازين المتكاملة من وزن الحاوية أثناء الرفع، مما يضمن أنها ضمن الحدود الآمنة وتوفر البيانات المهمة لاستقرار السفينة.

بيئة المشغل المعزولة:تم تصميم الكابينة لحماية المشغل من العناصر والضوضاء، مما يقلل من التعب.

 

التطبيق الأساسي هوتحميل وتفريغ سفن الحاويات. ومع ذلك، فإن هذا البيان البسيط يشمل عملية معقدة ومنسقة داخل محطة بحرية.

1. الدورة الأولية: التعامل مع السفن

التفريغ (التفريغ):التطبيق الأكثر وضوحا. تقوم رافعة STS باختيار حاويات الاستيراد من أدلة الخلايا الموجودة في عنبر السفينة ووضعها على مركبات النقل المنتظرة على الرصيف (شاحنات المحطة أو المركبات الموجهة الآلية - AGVs).

التحميل (التحميل):العملية العكسية. تقوم الرافعة بالتقاط حاويات التصدير من مركبات النقل ووضعها في مواقع محددة في عنبر السفينة وفقًا لخطة التستيف.

2. العمليات متعددة الوسائط

النقل المباشر إلى السكك الحديدية:في بعض تخطيطات الموانئ المتقدمة، يمكن لرافعة STS وضع الحاويات مباشرةً على عربات السكك الحديدية المنتظرة على المسارات التي تعمل أسفل بوابة الرافعة، مما يؤدي إلى تبسيط عملية النقل إلى وسائل النقل البرية-.

3. ما وراء الرصيف: التطبيقات المتخصصة

على الرغم من أن الدور الأساسي هو الشحن-إلى-الشاطئ، إلا أنه يتم تطبيق نفس التقنية الأساسية في تكوينات مختلفة:

رافعات بورتينر®:علامة تجارية محددة ونوع رافعة STS التي أصبحت اسمًا عامًا لها.

نشر-رافعات باناماكس وسوبر بوست-رافعات باناماكس:مصطلحات تدل على حجم السفينة التي يمكن للرافعة التعامل معها (أوسع من أقفال قناة بنما القديمة).

رافعات الرصيف المثبتة على السكك الحديدية (RMQC):اسم فني آخر لرافعات STS، يبرز طبيعتها المثبتة على السكك الحديدية.

 

عملية الإنتاج أرافعة متنقلة للقارب/البحرية سعة 200 طنيتضمن عدة مراحل، من التصميم والهندسة إلى التصنيع والتجميع والاختبار. فيما يلي تفصيل تفصيلي لعملية الإنتاج النموذجية:

---

1. التصميم والهندسة

التصميم المفاهيمي:يقوم المهندسون بإنشاء رسومات أولية ونماذج ثلاثية الأبعاد بناءً على سعة الحمولة (200 طن)، والوصول، والتنقل، والظروف البيئية (الاستخدام البحري).

التحليل الهيكلي:يضمن تحليل العناصر المحدودة (FEA) قدرة الرافعة على التعامل مع الأحمال الديناميكية وقوى الرياح والأمواج.

الأنظمة الهيدروليكية والكهربائية:تصميم الأسطوانات الهيدروليكية والروافع وأنظمة التحكم لعمليات الرفع بسلاسة.

اختيار المواد:فولاذ -عالي القوة (مثل ASTM A514) لمقاومة التآكل في البيئات البحرية.

الامتثال التنظيمي:يلبي معايير مثلDNV-GL، أو ABS، أو Lloyd's Registerللرافعات البحرية.

---

2. شراء المواد

ألواح وعوارض فولاذية:مصدر لذراع الرافعة والهيكل والإطار الهيكلي.

المكونات الهيدروليكية:المضخات والأسطوانات والخراطيم والصمامات من الموردين المعتمدين.

الأنظمة الكهربائية:المحركات وأجهزة الاستشعار ولوحات التحكم (غالبًا ما تكون مقاومة للماء للاستخدام البحري).

الحبال والحزم السلكية:كابلات فولاذية عالية الجودة- للرفع.

---

3. التصنيع

أ. التصنيع الهيكلي

القطع والتشكيل:القطع بالبلازما/الليزر باستخدام الحاسب الآلي للأجزاء الدقيقة.

اللحام:اللحام الآلي واليدوي (اللحام بالقوس المغمور للمقاطع السميكة).

البناء بوم:تصميم شبكي أو تلسكوبي للقوة والتنقل.

الهيكل والركائز:معزز لتحقيق الثبات أثناء المصاعد.

ب. التجميع الهيدروليكي والميكانيكي

النظام الهيدروليكي:تركيب المضخات والأسطوانات والخراطيم.

الروافع والطبول:شنت لعمليات الرفع والخفض.

آلية الدوران:يسمح بتدوير 360 درجة (إن أمكن).

ج. الأنظمة الكهربائية وأنظمة التحكم

كابينة التحكم:محطة مشغل مقاومة للماء مزودة بعصا تحكم/أجهزة استشعار.

مراقبة الحمل:تحميل الخلايا ومفاتيح الحد للسلامة.

مزود الطاقة:محرك ديزل أو محرك كهربائي (الدرجة البحرية-).

---

4. التجميع والتكامل

تركيب بوم:مثبتة على الهيكل بنقاط محورية.

أثقال الموازنة:تمت إضافته للرصيد (إذا لزم الأمر).

الأسلاك النهائية والسباكة:ربط الأنظمة الهيدروليكية والكهربائية.

الطلاء والطلاء:طلاء مضاد للتآكل-(طلاء إيبوكسي أو زنك).

---

5. الاختبار ومراقبة الجودة

اختبار الحمل:رفع 200 طن (اختبار الحمولة الزائدة +25%، وفقًا للمعايير).

الاختبارات الوظيفية:فحص الحركات الهيدروليكية والدوران والاستقرار.

الاختبارات البيئية:اختبارات رش الملح للمتانة البحرية.

فحوصات السلامة:أنظمة التوقف في حالات الطوارئ، وأجهزة إنذار الزائد.

---

6. التسليم والتكليف

ينقل:يتم تفكيكها للشحن أو تسليمها كوحدة متنقلة.

في-تجميع الموقع:يتم إعادة تجميعها في الرصيف أو حوض بناء السفن.

تدريب المشغلين:بروتوكولات المناولة والسلامة.

عرض ورشة العمل:

قامت الشركة بتركيب منصة ذكية لإدارة المعدات، وقامت بتركيب 310 مجموعة (مجموعات) من روبوتات المناولة واللحام. بعد اكتمال الخطة، سيكون هناك أكثر من 500 مجموعة (مجموعة)، وسيصل معدل شبكات المعدات إلى 95%.. 32 تم وضع خطوط اللحام قيد الاستخدام، ومن المخطط تركيب 50 منها، وقد وصل معدل الأتمتة لخط الإنتاج بأكمله إلى 85%.