INSTALATIA DE INCARCARE / DESCARCARE

 

Pentru efectuarea operatiunilor de incarcare-descarcare a marfurilor, navele de transport sunt dotate cu o instalatie de manipulare a greutatilor, de constructie speciala, adaptata si proiectata in raport cu destinatia navei, numita instalatie de incarcare-descarcare. Aceste instalatii ofera navei posibilitatea manipularii marfurilor independent de instalatiile portuare, asigurandu-i astfel operativitate in orice port de escala.

1. Biga navala

Procesul de manipulare a marfurilor generale la incarcarea navei comporta o serie de operatii caracteristice necesare: formarea cotadei pe cheu sau in depozit, aducerea cotadei sub carligul de incarcare - transport pe orizontala -, prinderea in carligul de incarcare – sarcina -, ridicarea cotadei, transportul pe orizontala in carlig, de la cheu pana deasupra gurii de magazie, coborarea in magazie, desfacerea cotadei din carlig, stivuirea marfurilor pe locul destinat din magazie.

Din operatiile amintite, ridicarea cotadei, transportul pe orizontala in carlig pana deasupra gurii de magazie si coborarea in magazie se executa cu bigile navei. Bigile sunt dispuse la bord in imediata apropiere a hambarelor navei si pot lucra independent sau cuplate doua cate doua.

1.1. Descrierea bigii navale

 

Instalatia de ridicat – biga navala – se compune din 5 parti mari: coloana de incarcare, biga propriu-zisa, palancul de sarcina, mecanismele de manevra si vinciurile de marfa.

 

1.    Coloana de incarcare: arbore metalic, tubular, pe care se articuleaza una sau mai multe bigi ale instalatiei de incarcare. La navele mai vechi bigile se articulau chiar pe catargul navei. La navele moderne

suportul de bigi are, de regula, forma unui portal, format din doua coloane unite printr-un pod. (vezi figura)

2.    Biga propriu-zisa (boom, derrick): este un scondru (tub) metalic fixat la capatul inferior cu un pivot intr-un suport anume prevazut pe catargul suport sau pe coloana de bigi. Sistemul de articulatie al bigii la coloana trebuie sa permita manevrarea simultana a bigii atat in plan vertical cat si in plan orizontal. Capatul superior al bigii este mobil si este prevazut cu armaturi sub forma unor bratari cu urechi pentru balansina, brate si palancul de sarcina. (vezi figura)

 

Calitatile de lucru ale unei bigi sunt exprimate prin urmatoarele elemente:

-         lungimea bigii (tubul metalic)

-         diametrul bigii

-         SWL (safe working load) – inscrisa pe partea inferioara a bigii (exemplu: 3-5 tone)

-         bataia bigii sau raza de actiune, este distanta masurata in plan orizontal, de la punctul de articulatie al bigii pe coloana pana la verticala palancului de sarcina.

-         unghiul de inclinare al bigii, este unghiul masurat in plan vertical format de directia bigii cu planul orizontal

-         suprafata de deservire a bigii, reprezinta aria maxima ce poate fi acoperita de o biga in functiune.

Greementul (manevre curente) bigii este format dintr-o serie de manevre destinate sa asigure manevra bigii in plan vertical sau orizontal si totodata sa fixeze biga si sa o sustina in pozitie de lucru. Aceste manevre curente sunt:

-         balansina (topping lift) – tine capatul ridicat al bigii. Balansina poate fi fixa, dar de regula este mobila, construita dintr-un palanc cu macarale multiple. Ea este destinata sa biga in plan

vertical si sa o fixeze in pozitie de lucru la un unghi de inclinare stabilit. Capatul tragator al curentului palancului de balansina este dirijat de pasticile de ghidare si coboara de-a lungul coloanei pana la troliul balansinei. (vezi figura)

-         bratele bigii – numite gaiuri si contragaiuri (derricks guys), sunt manevre curente destinate orientarii bigii in plan orizontal si fixarii acesteia in pozitie de lucru. Fiecare biga poate fi manevrata de cate doua brate, un gai spre interiorul navei si un contragai spre exterior. La bigile grele, capatul inferior al gaiului prevazut cu un palanc de manevra, palanc de gai, care usureaza manevrarea bigii prin multiplicarea fortei. (vezi figura)

-         gai de distantare/american (midship guy) – face legatura intre capetele superioare ale bigilor. (vezi figura)

3.    Palancul de sarcina (cargo whip/hook) – este destinat manevrei greutatilor. Macaraua superioara a palancului de sarcina se prinde de armatura capatului superior al bigii. Capatul tragator al palancului de sarcina iese prin macaraua superioara sau prin cea inferioara, dupa modul de functionare al palancului, si este dirijat prin pasticile de ghidare la tamburul vinciului de marfa. Sub macaraua inferioara a palancului de sarcina se agata „prinde” carligul de sarcina sau ganciul bigii. Sarma ce participa se numeste sarma de incarcare. (vezi figura)

( Palanc = corp/doua placi laterale/lemn, rai(rola de tabla), zbir (sistem) de fixare).

(Macara = scripete complex)

4.    Mecanismele de manevra – sunt constituite din troliile balansinelor si vinciurilor de marfa, destinate a manevra curentii tragatori ai palancurilor balansinei, gaiurilor si palancului de sarcina. Troliile balansinelor sunt instalate la baza coloanelor de sustinere a bigilor si pot fi actionate independent sau de catre vinciurile de marfa prin intermediul unui cablu de transmisie. Sunt prevazute dispozitive cu clichet pentru evitarea desfasurarii cablului in cazul decuplarii vinciului sau deconectarea curentului electric. Pe tamburul troliului, capatul tragator al balansinei trebuie sa aiba infasurate minimum 3 spire de cablu in pozitie de lucru, la unghiul maxim de inclinare.

5.    Vinciurile de marfa – pot fi actionate cu abur, electric sau hidraulic si au rolul de a manevra palancul de sarcina prin intermediul capatului tragator infasurat pe tamburul vinciului. Vinciul de marfa are si tambur pentru parame la fiecare capat al axului pentru diferite manevre la bord, inclusiv pentru manevrarea navei. Vinciurile electrice au frana de mana sau de picior, folosite mai ales pentru reglarea vitezei de ridicare sau de coborare a greutatilor si pentru stopare. De asemenea, aceste vinciuri dispun de o frana automata pentru oprirea manevrei in cazul intreruperii curentului din cauza unei defectiuni.

Unele vinciuri de forta sunt prevazute cu doua sisteme de actionare, dintre care unul este destinat manevrei greutatilor mari, cu viteza mica.

La vinciurile cu actionare hidraulica se prevad dispozitive care sa excluda posibilitatea caderii incarcaturii sau deplasarii necontrolate a bigii la scaderea presiunii in instalatia hidraulica. De regula, manevra incarcaturii trebuie sa se faca exclusiv prin intermediul vinciului de marfa. Franele vinciului trebuie sa actioneze lin, fara socuri. Vinciurile actionate electric au frane tip inchis pe centru, cu functionare automata in caz de intrerupere a curentului de alimentare.

Pentru mecanismul de ridicare se asigura posibilitatea coborarii incarcaturii in cazul in care frana nu mai este alimentata la retea. Tamburele vinciurilor trebuie sa aiba o lungime care sa permita infasurarea capatului tragator intr-un singur strat. In nici un caz nu se admite infasurarea cablului pe mai mult de trei straturi, cu exceptia instalatiilor grele pentru manevre de greutati mari. Tamburele vinciurilor cu cablul infasurat pe un singur strat trebuie sa se aiba santuri elicoidale, gulerele tamburelor netede unde trebuie sa se instaleze, inalta, deasupra stratului superior al cablului cu cel putin de 2,5 ori diametrul cablului.

Echipamentul tip al bigii de incarcare

1 – catarg; 2 – biga incarcare; 3 – vinci ridicare; 4 – vinci balansina; 5 – pivot lagar balansina; 6 – lagar balansina; 7 – suport lagar; 8 – scripete balansina; 9 – cablu balansina; 10 – cheie tachelaj; 11 – furca calcai; 12 – calcai; 13 – lagar scripete deviere; 14 – inel reglare; 15 – lagar calcai; 16 – scripete deviere; 17 – armatura varf biga; 18 – scripete (bloc) superior ridicare; 19 –

ureche; 20 – cablu ridicare; 21 – scripete (bloc) inferior ridicare; 22 – carlig; 23 – ureche gai biga; 24 – capat gai; 25 – scripeti palanc gai; 26 – cablu gai; 27 – ureche gai parapet; 28 – cablu antrenare vinci balansina

1.2. Utilizarea bigii

 

Folosirea unei singure bigi (single boom):

-         biga se fixeaza la unghiul dorit cu ajutorul balansinei si in plan orizontal cu ajutorul gaiurilor si in exteriorul navei deasupra cheiului la incarcare;

-         dupa cotarea (prinderea) greutatii (cotadei de marfa) aceasta se ridica (vira) cu sarma de incarcare la o inaltime deasupra copastiei si se manevreaza biga in plan orizontal cu gaiurile (actionate manual sau cu vinciuri). Cand cotada a ajuns la verticala locului de incarcare se fixeaza gaiurile si se lasa (maina) sarma de incarcare;

-         avantaj: se poate folosi biga la swl maxim;

-         dezavantaj: folosire greoaie si timp marit de incarcare;

Folosirea a doua bigi cuplate sau bigi in telefon (union purchase):

-         prin folosirea unei bigi deasupra magaziei de operat si una scoasa inafara bordului asa incat sa poata prinde in carlig cotada de marfa (vezi figura);

-         bigile se fixeaza in pozitia respectiva, in borduri cu contragaiurilor si una de alta la capatul superior prin gaiul de distantare (americanul), sarmele de incarcare se cupleaza impreuna la un singur carlig printr-o piesa triunghiulara;

-         la incarcare: biga exterioara dupa prinderea cotadei, vireaza sarma de incarcare si ridica cotada, cand inaltimea este mai mare decat cea a bordului incepe virarea sarmei de la biga de magazie, cea exterioara filand la cerere, cand cotada a ajuns deasupra magaziei biga de magazie preia intreaga greutate si fileaza sarma de incarcare, cea exterioara filand la cerere;

-         la descarcare aceiasi operatiune, dar invers (vezi figura);

-         avantaj: functionare rapida;

-         dezavantaj: folosirea bigii la o capacitate mica de ridicare;

Echipamentul tip al bigii usoare

1 – catarg (coloana) biga; 2 – suport calcai biga; 3 – suport lagar balansina; 4 – biga usoara; 5 – ureche ridicare (balansina); 6 – ureche gai; 7 – furca calcai; 8 – pivot calcai; 9 – suport scripete deviere; 10 – armatura balansina; 11 – vinci ridicare (marfa);

12 – cablu ridicare (marfa); 13 – scripete deviere cablu; 14 – ghidaj cablu; 15 – scripete ridicare (marfa); 16 – rodanta; 17 – cheie tachelaj; 18 – vartej; 19 – carlig; 20 – lant blocare balansina; 21 – piesa triunghiulara; 22 – tambur balansina; 23 – capat balansina; 24 – cablu balansina; 25 – scripete balansina; 26 – scripete deviere balansina; 27 – palanuri gai; 28 – vinci gai; 29 – cablu gai; 30 – (bloc) inferior gai;

31 – scripete (bloc) superior gai; 32 – ochet scripete; 33 – capete gai; 34 – rodanta;

35 – ureche cheie.

Echipamentul tip al bigilor cuplate

1 – catarg portal; 2 – grinda transversala; 3 – biga deasupra magaziei; 4 – biga in afara bordului; 5 – calcai; 6 – armatura varf biga; 7 – vinciuri ridicare; 8 – cabluri ridicare;

9 – piesa triunghiulara; 10 – carlig; 11 – zbiruri; 12 – cabluri balansina; 13 – ureche lagar balansina; 14 – palanc gai interior; 15 – contragaiuri; 16 – palan gai exterior;

17 – capat gai superior; 18 – capat gai inferior; 19 – tachet gai exterior; 20 – urechiocheti ovali

Echipamentul tip al bigii grele cu doua balansine

1 – catarg portal; 2 – grinda transversala; 3 – lagar scripete deviere cablu ridicare;

4 – lagar balansina; 5 – lagar scripete de cablu balansina; 6 – postament calcai;

7 – biga grea; 8 – ureche balansina; 9 – ureche ridicare; 10 – furca calcai; 11 – ureche calcai; 12 – vinci ridicare; 13 – cablu ridicare; 14 – scripete deviere cablu ridicare;

15 – ureche lagar ridicare; 16 – rola incastrata; 17 – cheie tachelaj; 18 – scripete (bloc) superior palan ridicare; 19 – scripete (bloc) inferior palan ridicare; 20 – ochet;

21 – carlig; 22 – palan ridicare; 23 – vinciuri balansine; 24 – cabluri balansine;

25 – scripete deviere cablu balansina; 26 – ureche lagar balansine; 27 – scripete (bloc) inferior palan balansina; 28 – placa triunghiulara; 29 – vartej; 30 – ureche lagar gai;

31 – furca dubla; 32 – scripete (bloc) superior palan balansina-gai; 33 – palanc balansina-gai

2. Macarale de bord

 

2.1. Descrierea instalatiei

 

Cranicul, ca instalatie de manipulare a marfurilor la bord, a aparut din eforturile pentru a reduce durata de stationare a navei sub operatiuni in porturile de escala. Consolidarea macaralei pe pozitia de montaj, se face cu ajutorul unui pivot cilindric care pleaca de la nivelul puntii superioare pana la puntea imediat urmatoare, inferioara. Coloana, postamentul si pivotul asigura macaralei principala baza de rezistenta si stabilitate.

Partile componente ale macaralelor de bord sunt (vezi figura):

-         pivot cilindric, coloana, postament = piese de rezistenta;

-         bratul cranicului (flesa);

-         roata dintata plus un mecanism de rotire cu roata dintata care asigura rotirea cranicului in plan orizontal;

-         vinci de sarcina si vinci de balansina;

-         post de conducere

Coloana, care are rolul de suport, este prevazuta la partea superioara cu raiurile palancului de sarcina si de balansina. Atat balansina cat si palancul de sarcina sunt deservite de vinciuri proprii, instalate pe macara si care asigura efectuarea celor doua miscari, pe verticala si orizontala, ale bratului, liber sau cu cotada de marfa.

Cea de-a treia miscare, rotirea macaralei, se asigura prin mecanismul special de rotire, roata dintata, montata solidar pe postamentul fix si rezistent la rotatie, roata pinion alergatoare si motorul. Postul de conducere al macaralei trebuie sa asigure o buna vizibilitate.

In raport de tipul navei, caracteristicile si dimensiunile gurilor de magazie, exista mai multe variante de instalare la bord a cranicelor:

-         macarale de bord fixe, instalate in plan diametral;

-         macarale de bord fixe, instalate in borduri;

-         macarale de bord mobile in semn longitudinal;

-         macarale de bord mobile in sens transversal;

Echipamentul tip al macaralei de punte

1 – coloneta macara; 2 – constructie portanta macara; 3 – lagar coroana-pinioane; 4 – cabina operator; 5 – brat macara; 6 – lagar brat; 7 – hidrocilindru deschidere brat; 8 – cablu ridicare; 9 – rola incastrata brat; 10 – rola incastrata coloneta;

11 – ridicare; 12 – manson capat cablu; 13 – chei tachelaj; 14 – vartej;

15 – za terminala; 16 – carlig

Cranicele instalate in planul diametral al navei au greutate mai mica si cost mai redus. Au insa dezavantajul ca asigurarea bataii necesare pentru bord impune un brat lung. Instalarea macaralelor in borduri acopera in mai buna masura dezavantajul de mai sus, dar duce la marirea numarului cranicelor, cresterea

costurilor, reducerea suprafetei libere pentru marfuri pe punte, cat si a coeficientului de exploatare a instalatiei. De aceea sistemul se utilizeaza numai la navele mari de transport, la care prima varianta nu asigura bataia.

Sistemul cranicelor mobile in sens longitudinal prezinta mari avantaje, deoarece asigura o zona uniforma de operare de-a lungul navei si a carei latime este determinata de lungimea bratului macaralei.

Sistemul cranicelor mobile in sens transversal, instalate intre gurile de magazii, a permis reducerea lungimii acestora cat si scurtarea bratelor si micsorarea greutatii instalatiei. O asemenea macara poate opera la ambele magazii intre care se instaleaza.

Tipuri de cranice navale

2.2. Caracteristici de exploatare

Viteza de deplasare a cotadei de marfa cu o macara de bord este aproximativ de doua ori mai mare decat in cazul bigii, la capacitatea maxima de ridicare. Schimbarea unghiului de inclinare si a bataii se poate face cu o viteza de 20-30 metri/minut iar viteza de rotatie este de 1-1,5 rotatii/minut, depasind net posibilitatile tehnice ale bigilor.

Capacitatea de ridicare a macaralelor de bord se inscrie in limitele bigilor usoare, deci 1-10 tone forta. La macarale, coloana fiind mica, pozitia balansinei nu admite lungirea peste anumite limite a bratului si mai ales nu poate asigura rezistenta la solicitarile greutatilor mai mari (exemplu: capacitate de ridicare 3-5 tone, 3 tone la unghi minim fata de orizontala si 5 tone la unghi maxim fata de orizontala).

Suprafata de deservire a macaralei este zona circulara cu raza egala cu bratul cranicului.

In general, avantajele cranicelor fata de bigi sunt:

-         posibilitati superioare de interventie directa pe o suprafata mai mare si cu o precizie mai mare a manevrei;

-         productivitate mare, in special la cele cu capacitate mare de ridicare si in cazul gurilor de magazii de dimensiuni mari;

-         posibilitatea efectuarii simultane a miscarilor de coborare (ridicare), rotire si basculare;

-         camp de vedere larg in lipsa coloanei inalte si a manevrelor fixe si curente auxiliare;

-         posibilitatea de a lucra cu graiferul la operarea marfurilor in vrac;

Au insa dezavantaje importante, cum ar fi:

-         capacitate de ridicare limitata si redusa;

-         greutate mare in raport cu capacitatea de ridicare;

-         cost initial mare;

-         limita posibilitatilor de lucru la unghiuri de inclinare a navei de 5 – 8 grade;

-         sensibilitate mare a bratului;

-         necesita operator cu calificare;

2.3. Macarale si palancuri

 

La efectuarea oricaror lucrari cu parame – ridicare greutatilor, legarea navei, urcarea si coborarea barcilor, manevra velelor, manevra pavilioanelor,

etc – mai sunt necesare si o serie de dispozitive auxiliare pentru fixarea capetelor unor parame, pentru schimbarea directiei de actionare a unei parame, pentru multiplicarea fortei de tractiune.

Toate mecanismele si dispozitivele auxiliare folosite in marina pentru efectuarea unor lucrari cu parame intra in categoria macarale, palancuri si accesorii.

2.3.1. Macarale

Macaralele sunt mecanisme simple, de genul scripetilor. Se folosesc in marina pentru ridicarea unor greutati sau pentru schimbarea directiei de tractiune a unei parame.

Indiferent de materialul din care este construita o macara, este alcatuita din trei parti principale:

-         corpul macaralei

-         raiul

-         sbirul

Corpul macaralei este format din doua placi laterale ovale, numite fete si doua piese de lemn, numite tocuri, inchizand capatana sus si jos. Capatana astfel formata are in interior locasul pentru rai.

Raiul este o rola care se invarte liber in jurul unui ax (osie). Pe suprafata periferica a raiului este practicat un canal, numit santul raiului, care permite asezarea unei parame da anumita grosime si rularea ei fara alunecare.

Sbirul este o piesa de sustinere a macaralei. El poate fi metalic sau din parama vegetala, exterior sau interior si se termina cu o rodanta, un ochi, o cheie sau un carlig.

Macarale

 

A – de lemn dubla cu zbir interior metalic (sectiune): 1 – cheie; 2 – bulon; 3 – zbir interior;4 – capatana; 5 – rai; 6 – buza; 7 – osie; 8 – degetar; 9 – fata; 10 – cheita;

11 – splint; 12 – cap; 13 – tocuri; 14 – cui de arama; 15 – gat; 16 – perete; 17 – taietura; 18 – coada;

B – de lemn simplu cu zbir de canepa dublu: 1 – rodanta; 2 – legatura; 3 – zbir dublu;

C – metalica simpla: 1 – sarcina de incarcare; 2 – sarcina de lucru; 3 – cheie; 4 – fata;

5 – rai;

D – de biga;

E – cu tachet: 1 – zbir; 2 – tachet; 3 – foarfeca;

Constructia macaralelor

 

Macaralele se construiesc din lemn sau din metal. Cel mai bun lemn pentru confectionarea corpului macaralelor este lemnul de ulm. Raiul se prelucreaza din lemn foarte tare, tek sau gaiac si este prevazut la centru cu un orificiu prin care trece axul macaralei. Macaralele metalice se confectioneaza de regula din otel. Raiurile din otel sunt prevazute cu o bucsa de bronz.

Axul macaralei (osia), in jurul careia se roteste raiul, este confectionat din otel, atat la macaralele metalice cat si la cele din lemn. Axul are de regula, un capat ingropat pe una din fetele capatanii, iar celalalt capat prevazut cu un orificiu pentru fixarea unui cui spintecat. Sbirul macaralei poate fi confectionat din parama vegetala sau metalica care la randul sau poate fi interior sau exterior.

Clasificarea macaralelor

 

Macaralele se clasifica in primul rand dupa materialul de constructie, lemn sau metal. Cele doua tipuri isi gasesc o larga intrebuintare la bord. Macaralele metalice, fiind mai solide si mai durabile, sunt preferate in special pentru manevre de forta.

Dupa numarul de raiuri, macaralele pot fi: -simple

- duble

- triple

Macaralele se mai pot clasifica dupa grosimea raiului, dupa diametrul si dupa modul de suspensie, cu carlig, cheie, etc.

Dimensiunile unei macarale trebuie, mai bine zis, sunt determinate de grosimea curentului care trece prin ea:

-         lungimea fetei unei macarale trebuie sa fie de trei ori circumferinta curentului;

-         diametrul raiului unei macarale trebuie sa fie de doua ori circumferinta curentului.

Exemplu: pentru un curent din parama vegetala cu circumferinta de 75 mm este necesara o macara cu lungimea fetei de 225 mm si cu un rai cu diametrul de 150 mm.

Dupa forma capatani, macaralele se clasifica in: macarale palarie, macarale vioara, macarale cu sart simplu si dublu, pastici. Dintre toate acestea, cea mai importanta este pastica. Aceasta este o macara cu una din fete mobila, pentru a permite introducerea in rai a dublinului unei parame. Pasticile au intotdeauna un carlig cu tatana, ceea ce le permite sa se roteasca si a lua orice orientare, pentru a calauzi curentul pe directia dorita. Pasticile se folosesc intotdeauna cand este necesar a se schimba directia de tractiune, a unei parame aflate deja in actiune.

2.3.2.Palancuri

 

Palancurile sunt dispozitive alcatuite din una sau mai multe macarale cu cate un rai sau mai multe raiuri prin care trece o parama denumita curent si care sunt destinate pentru multiplicarea fortei sau modificarea directiei de actionare a acestora. Pentru a usura ridicarea greutatilor, se distribuie forta pe mai multi curenti.

Clasificarea palancurilor

 

Palancurile se pot clasifica dupa numarul si pozitia macaralelor fixe sau mobile, in urmatoarele principale categorii:

-         mandar simplu

-         macara alunecatoare

-         mandar dublu

-         palanc simplu

-         palanc dublu

-         caliorna

Mandarul simplu – format dintr-o singura macara fixa prin care aluneca un curent, folosit pentru schimbarea directiei de tractiune si pentru ridicarea obiectelor usoare.

Macara alunecatoare – formata dintr-o macara simpla care aluneca pe un curent. Este folosita de regula pentru dublarea fortei de tractiune a unei fungi.

Mandarul dublu – format din doua macarale, dintre care una fixa si una mobila si un curent care are un capat fix si celalalt tragator. Este folosit pentru ridicarea obiectelor (nu prea grele) si schimbarea directiei.

Palanc simplu – format din doua macarale, una simpla, alta dubla si un curent care are capatul fixat de macaraua simpla (inferioara).

Palanc dublu – format din doua macarale duble, una fixa si una mobila si un curent care are un capat fixat la macaraua superioara si celalalt capat este tragator. Este folosit pentru ridicarea greutatilor, efectuarea manevrelor curente, la instalatiile cu grui pentru ridicarea barcilor si scarilor, etc.

Caliorna – un palanc format din doua macarale triple (sau una tripla sau una dubla), din care una fixa si alta mobila. Curentul caliornei are un capat fixat la macaraua inferioara (daca ambele sunt triple) si al doilea capat este tragator. Folosit ca parti componente in instalatiile de ridicare ale navei (bigi, gruie, etc).

Palancurile mecanice – sau diferentiale, sunt dispozitive de ridicat care se folosesc la bord, in special in compartimentul masini, cand se executa lucrari la agregate si instalatii. Palancurile mecanice au calitatea ca nu se fixeaza atunci cand se lasa tragatorul liber, greutatea ramanand la inaltimea la care a fost ridicata. Ele sunt alcatuite din lanturi simple si macarale metalice cu roti dintate sau cu surub

fara sfarsit si clinchet cu arc. Fac economie de forta de tractiune si pot fi folosite in locuri foarte inguste, incaperi foarte putin spatioase.

Conditii de echilibru ale palancurilor

Macaralele fixe sunt cele care au sbirul sau carligul legat la punct fix. Ele contribuie la schimbarea directiei curentului fara sa modifice forta de tractiune.

O macara fixa este in echilibru atunci cand greutatea P, legata la un capat al curentului este egala cu forta F, aplicata la capatul tragator:

P = F

Cand sistemul este in miscare, curentul de o parte si de alta a macaralei are aceeasi viteza de deplasare:

VF = VP

Macaralele mobile sunt cele care au un capat al curentului (care trece prin raiul macaralei) fix, iar celalalt capat tragator. Macaraua se poate deplasa cu totul ridicand greutatea pe care o agata de carlig sau la sbir.

Astfel, macaraua mobila (si totodata cu ea greutatea P agatata de carlig) este sustinuta de doi curenti (capatul fix si capatul tragator), fiecare din ei suportand in mod egal greutatea P. deci, in pozitia de echilibru, forta aplicata pe capatul tragator F va fi egala cu jumatate din greutatea P. in schimb, viteza curentului va fi de doua ori mai mare decat viteza de ridicare a greutatii:

F ≈ P/2 VF = 2VP

In cazul palancurilor, macaraua mobila este sustinuta de „n” curenti care trec prin raiurile sale (macaraua dubla sau tripla). Fiecare curent participa in mod egal la sustinerea greutatii P. deci, fiecare va suporta o greutate egala cu P/n. Aceasta inseamna ca si capatul tragator va suporta o greutate. Deci conditia de echilibru a palancului este:

F = P/n

unde:F – forta cu care se actioneaza

P – greutatea agatata de carligul palancului

n – numarul de curenti ai macaralei mobile

Raportul dintre viteza curentului si viteza de ridicare a macaralei este:

VF = nVP

In concluzie, macaraua mobila a palancurilor determina un castig de forta, careia ii corespunde o pierdere de viteza.

Palancurile pot fi folosite si in serie, in acest caz, se foloseste capacitatea de multiplicare a doua macarale mobile, cu „m”, respectiv „n” brate (curenti) de sustinere. In acest caz, forta necesara pentru ridicarea greutatii P va fi:

F = P/mn

iar viteza de deplasare a curentului tragator va fi:

VF = mnVP

Calculul mandarelor si palancurilor

Ridicarea si manevrarea greutatilor la bord se executa cu respectarea normelor de protectie a muncii, pentru a evita orice accident posibil. In cazul folosirii palancurilor, paramele utilizate drept curenti, trebuie sa aiba dimensiuni corespunzatoare raiurilor. Pentru manevrarea greutatilor, trebuie sa cunoastem cu exactitate:

-         ce greutate poate ridica un anumit mandar, palanc sau caliorna

-         cu ce forta poate fi actionat

In calculul fortei necesare unui palanc, pentru actionarea lui, se ia in considerare rezistenta opusa paramei datorita frecarii si rigiditatii ei. Ea reprezinta de regula 10% din rezistenta total opusa de greutatea ce se manevreaza.

Valorile cautate se obtin folosind una din formulele:

- pentru cazul cand curentul tragator iese din macaraua fixa:

F = (1 + 0,1n)P / n

- pentru cazul cand curentul tragator iese din macaraua mobila:

F = (1 + 0,1n)P / n + 1

unde: F – forta necesara la capatul tragator

P – greutatea corpului

n – numarul raiurilor din palanc

Forta F reprezinta forta maxima la care trebuie sa reziste parama. Determinarea circumferintei curentului capabil sa reziste la forta calculata se ia din tabele.

Daca, avand palancul, cunoscand sarcina de siguranta a curentului F de circumferinta data se care greutatea maxima ce se poate ridica, folosim una din formulele:

P = n x F / 1 + 0,1n sau F = (n + 1)F / 1 + 0,1n

in functie de locul pe unde iese curentul tragator.

In activitatea practica, este necesar de retinut ca prin folosirea mandarelor si palancurilor de diferite tipuri, se obtin una din urmatoarele situatii de amplificare a fortei:

-         mandar simplu – schimba doar directia

-         mandar dublu – mareste de doua ori

-         palanc simplu – mareste de trei sau patru ori

-         palanc dublu – mareste de patru sau cinci ori

-         caliorna – mareste de cinci sau sase ori

Pentru calculul tensiunilor pe curentii palancurilor se foloseste una din formulele:

F = Q + nCf / m sau F = Q(1 + n/5….10) / m

unde:

F – forta de tractiune pe capatul tragator sau tensiunea pe fiecare curent al palancului

Cf – coeficient de frecare Cf = Q ( 1/5 ….. 1/10)

n – numarul total al raiurilor macaralelor palancului

m – numarul curentilor care leaga intre ele macaralele palancului

Pentru cabluri metalice se folosesc formulele:

Rr = 2C2 / 625 unde: Rr – rezistenta la rupere

C – circumferinta paramei in mm

RS = Rr / CS unde: RS – rezistenta de siguranta

CS – coeficient de siguranta

15.16. INSTALATIA DE INCARCARE CU BIGI. DESCRIERE . UTILIZARE

 

Instalatiile de incarcare au rolul de a realiza deplasarea pe verticala si orizontala a unor

marfuri pe traseul dintre magaziile navei si cheu direct sau invers .

Pentru a asigura deplasarea trirectangulara a carligului de sarcina instalatiile de incarcare

navale dispun de un sistem de ridicare(deplasarea pe verticala) si de alte doua sisteme , de

balansina(rotatie cu ax orizontal) si de gai (rotatie cu ax vertical) pentru realizarea deplasarii

in plan orizontal

O instalatie de ridicare cu biga simpla actionata prin palane manuale sau electromecanice are in compunerea sa urmatoarele elemente

1-biga 16-palan de gai

2-coloana 17- cheia de punte a balansinei

3-articulatie de balansina 18-pivotul bigii

4,7,9,15-chei de tachelaj 19-articulatie cu ax orizontal

5-rola de balansina 20,22-parama de sarcina

6-balansina 21-rola de deviere

8-bratara de palan 23-parama vinciului de balansina

10-rola de sarcina 24-palan de balansina

11-contragreutate 25-palan de sarcina

12-za vartej 26-tambur de balansina

13-carlig de sarcina 27-vinciul electromecanic al instalatiei

14-gai

O astfel de instalatie necesita 4 mecanisme de actionare:ridicare ,balansare si doua

miscari de gai in plan prizontal.Pentru marirea productivitatii instalatiei este nevoie de

mecanizarea deplasarii pe orizontala a sarcinii care se poate realiza prin actionare

electrohidraulica,folosirea a doua bigi in telefon.

Instalatii de ridicat cu biga cu 2 balansine

Prin folosirea la o singura biga a doua balansine legata la coloana prin intermediul unei

crucete dispare necesitatea actionarii de gai sistemul avand nevoie in total de 3 mecanisme :

unul de ridicare si doua balansine

Bigile se clasifica in :

1.bigi usoare avand capacitatea de ridicare sub 10 tf

2.bigi grele cu capacitatea de ridicare de 10 tf sau mai mult

Capatul superior al bigilor este prevazut cu armaturi sub forma unei bratari cu urechi pentru balansina,gaiuri si pentru palancul de sarcina

Capatul inferior al bigii este articulat pe catargul suport sau pe coloanele de bigi asigurandu-se miscarea in inaltime si pe orizontala

Bataia bigii este distanta masurata in planul orizontal de la punctul de articulatir al bigii la coloana pana la verticala palancului de sarcina.Este o marime variabila in functie de unghiul de inclinare 0 al bigii si de lungimea acesteia

Unghiul de inclinare al bigii este unghiul masurat in plan vertical format de directia bigii cu planul orizontal.la inclinari mari capacitatea de ridicare a bigii este maxima si scade pe masura micsorarii unghiului de inclinare si a cresterii bataii bigii.Pentru bigile usoare unghiul mediu de lucru se considera 30o iar pentru cele grele 25o asigurandu-se o bataie de 2,5 respectiv 4 m peste bord

Manevrele curente

1.Balansina- manevreaza biga in plan vertical

2.Gaiurile si contragaiurile destinate orientarii bigii in plan orizontal

3.Gaiul de distantare face legatura intre capetele superioare a doua bigi care opereaza cuplat

Palancul de sarcina serveste la manevrarea greutatilor

Mecanismele de manevra

1.Troliile balansinelor

2.Vinciurile de marfa

METODE DE UTILIZARE A BIGILOR NAVALE

1.Cu o singura biga cu mandar dublu este cea mai eficienta metoda de exploatare spre a manipula greutati mai mari decat capacitatea de ridicare a mandarului simplu respectand SWL. Se utilizeaza cand la o magazie se dispune de o singura biga sau cand nu se poate utiliza cea de-a doua biga

2.Cu doua bigi cu palancuri cuplate(in telefon) consta in deplasarea cotadei de marfa folosind simultan vinciurile si palancurile de sarcina ale celor doua bigi aflate la capatul unei guri de magazie in pozitie fixa atat ca inclinare cat si ca directie.Biga de magazie se fixeaza deasupra gurii de magazie si are rolul de a ridica sau cobori greutatea din si in magazie iar biga exterioara se fixeaza lateral deasupra cheului unde coboara sau de unde ridica greutatea

3.Cu doua bigi mobile cuplate care asigura o capacitate mai mare de ridicare decat in cazul unei singure bigi.In acest caz mandarul fiecareia dintre cele doua bigi se prinde la verticala,cu carligul de ridicare de capetele respective ale unei traverse de cuplare care serveste ca mijloc de echilibrare a eforturilor pe vinciul de marfa , greutatea de manevrat cotandu-se la mijlocul acestei traverse.Metoda este dificila impunand numeroase manevre riscante si de aceea este rar folosita.

4.Cu doua perechi de bigi fixe la gura de magazie reprezinta sistemul dublu al celui in telefon

in situatia in care aceeasi gura de magazie poate fi servita de 4 bigi.Sistemul are avantajul ca se poate pregati repede,poate manevra greutati mari si permite trecerea rapida la un alt sistem de lucru mai simplu

ARBORADA SI GREEMENTUL NAVELOR

Totalitatea constructiilor amplasate deasupra puntii principale si suprastructurilor, care servesc pentru instalarea diferitelor posturi de observare, montarea luminilor de semnalizare, fixarea antenelor radio si de radiolocatie, ridicarea pavilioanelor si luminilor de semnalizare vizuala, precum si pentru manevrarea greutatilor formeaza arborada si greementul.

Arborada

Arborada unei nave este alcatuita din totalitatea pieselor confectionate din lemn sau din metal si care la bordul navei poarta una din denumirile: catarge sau arbori, vergi, pic, ghiu, bompres.

ARBORADA

Catargul este un stâlp vertical asezat în planul diametral al navei si fixat în osatura de rezistenta a acesteia.

Numarul de catarge difera de la o nava la alta în functie de marimea si destinatia acesteia.

Navele mari au obligatoriu doua catarge pentru montarea luminilor de semnalizare pe timp de noapte.

Acestea poarta urmatoarele denumiri:

-catarg prova, care prin traditie mai este numit si trinchet, si

-catarg pupa, care poate fi denumit si arborele mare.

ARBORADA

Verga este o traversa orizontala, încrucisata pe catarg. Ea serveste pentru sustinerea saulelor pe care se ridica pavilioanele sau felinarele de semnalizare optica.

Picul este un baston (asemanator cu o jumatate de verga) asezat oblic spre pupa în partea superioara a catargului pupa.

Picul este prins cu un capat într-o articulatie la catarg si este sustinut la celalalt capat cu o balansina. El este un element de arborada prezent la toate navele care au cel putin un catarg pentru ca la pic se ridica pavilionul national al navei pe timpul navigatiei.

ARBORADA

Ghiul este o grinda orizontala, fixata cu un capat de partea de jos a catargului, iar celalalt capat este sustinut de o balansina (este un element de arborada specific navelor cu vele).

Bompresul este un arbore înclinat, fixat la prova navei (se întâlneste la navele cu vele).

Sub bompres, la iesirea acestuia din nava, exista de obicei o figura care se numeste galion.

GREEMENTUL

Greementul este reprezentat de ansamblul manevrelor fixe si curente de la bord.

Manevre fixe sunt denumite toate parâmele metalice sau vegetale fixate permanent cu un capat de arborada si cu celalalt capat de corpul navei.

Prin expresia manevre curente sunt denumite toate parâmele mobile, cu ajutorul carora se manevreaza vergile, velele, barcile si diferite greutati la bord.

GREEMENTUL

Principalele manevre fixe sunt:

- sarturile: sustin arborii (catargele) în plan transversal, în ambele borduri;

-straiurile: sustin arborii în planul longitudinal al navei spre prova;

-pataratinele: sustin vergile în borduri;

-balansinele: sustin vergile în borduri;

GREEMENTUL

Cele mai importante manevre curente sunt:

-fungile: folosite pentru ridicarea/coborârea vergilor sau velelor;

-bratele: fixate la capetele vergilor, folosesc la orientarea acestora;

-scotele: sunt parâme care întind colturile de vela spre pupa;

-murele: întind colturile de vela spre prova;

-curentii: denumirea generala a oricarei parâme care trece printr- un rai (o macara, un palanc);

VELATURA

•Vela principala (Randa) este vela dinapoia catargului principal care este atasata de catarg si de ghiu.

•Focul este orice vela aflata între straiul prova si catargul principal (numit si vela din prova). Focul poate avea marimi diferite.

•Focul Genovez.

•Focul de lucru

•Focul de furtuna.

Echipamente de incarcare-

descarcare

Echipamente de incarcare- descarcare

•Procesul de manipulare a marfurilor generale la încarcarea navei comporta o serie de operatii caracteristice necesare:

–formarea cotadei pe cheu sau în depozit,

–aducerea cotadei sub cârligul de încarcare, transport pe orizontala

–prinderea în cârligul de încarcare

–ridicarea cotadei,

–transportul pe orizontala în cârlig, de la cheu pâna deasupra gurii de magazie,

–coborârea în magazie,

–desfacerea cotadei din cârlig, stivuirea marfurilor pe locul destinat din magazie.

•Din operatiile amintite, ridicarea cotadei, transportul pe orizontala în cârlig pâna deasupra gurii de magazie si coborârea în magazie se executa cu diferite tipuri de macarale

Echipamente de incarcare- descarcare

Macaralele sunt clasificate în principal în functie de metoda lor de lucru:

•Biga navala

•Macarale cu brat

•Macarale fixe

1. Biga navala

Biga navala este un echipament compus dintr-un catarg articulat liber în partea de jos, sustinut la vârf de gaiuri sau brate, cu sau fara un brat de manevra.

Partile principale ale bigii navale

•Biga este un stâlp din lemn sau metal, pivotant sau articulat cu balamale la capatul inferior de un post fix, la o anumita înaltime pe catarg si cu partea superioara sustinuta de lanturi sau parâme la capatul de sus al catargului.

•Catargul reprezinta componenta dreapta a bigii.

•Gaiul este o parâma folosita pentru a fixa sau asigura catargul în pozitia dorita.

•Balansina este o parâma ce trece prin roti canelate situate între vârful catargului si capatul de sus al bigii pentru ridicarea si coborârea bigii.

•Cablul de ridicare pentru ridicarea si coborârea sarcinii este trecut peste scripeti în capatul de sus al bigii.

•Pivotarea înseamna rotirea

catargului si/ sau a bigii pentru deplasarile sarcinilor într-o directie orizontala în jurul axei de rotatie.

• Tragator (referitor la cabluri/ parâme înseamna un sistem de parâme în care parâma este trecuta în jurul unui tambur si peste scripeti.

• Vinciul este un dispozitiv mecanic folosit pentru a vira sau a fila o parâma

sau pentru a regla "tensiunea" unei parâme sau a unui cablu.

1. Biga navala

Calitatile de lucru ale bigii navale

-lungimea bigii (tubul metalic)

-diametrul bigii

-SWL (safe working load) – înscrisa pe partea inferioara a bigii (exemplu: 3-5 tone)

-bataia bigii sau raza de actiune, este distanta masurata în plan orizontal, de la punctul de articulatie al bigii pe coloana pâna la verticala palancului de sarcina.

-unghiul de înclinare al bigii, este unghiul masurat în plan vertical format de directia bigii cu planul orizontal

-suprafata de deservire a bigii, reprezinta aria maxima ce poate fi acoperita de o biga în functiune.

Diferite tipuri de bigi navale

2. Macarale cu brat de manevra

Macaralele cu brat au înlocuit biga navala pe multe nave moderne. Pozitionata între magazii, pe platforme care pot fi rotite cu 360o, macaralele de punte asigura promptitudine operationala necesitând un singur om pentru a fi operate.

Macarale cu brat de manevra

O macara obisnuita de marfuri are trei motoare separate care furnizeaza miscarile principale:

•Un motor de ridicare pentru ridicarea încarcaturii.

•Un motor de dirijare pentru ridicarea sau coborârea bratului.

•Un motor de rotire pentru rotirea macaralei.

Parti componente ale macaralei de bord

•pivot cilindric, coloana, postament = piese de rezistenta;

•bratul cranicului;

•roti canelate si parâme

•palanc de sarcina

•vinci de balansina

•cabina

•postament

Tipuri de macarale de bord

Macarale cu bratul cu cotBrate telescopiceBrate zburatoareUn carucior

3.Macaraua fixa

•Macaraua fixa ofera o baza pentru macaralele de la bordul unei nave, fiecare macara fixa este o constructie de otel formata dintr-o deschidere orizontala sprijinita pe doua perechi de picioare.

Parti componente ale macaralei fixe

Utilajul de manipulare a containerelor este format din una sau mai multe macarale de cheu suspendate (1), care se extind de la marginea cheului (2), traversând latimea unei nave (3).

3.Macaraua fixa

•Bratul rotativ (4) al macaralei de cheu este sustinut de suprastructura (5) macaralei, montata pe roti (6), care se deplaseaza pe sinele cheului.

•Brat fix orizontal (7)

•Cablurile tragatoare (9) trec peste rotile canelate dispuse la vârful (8) pentru a ridica extremitatea bratului rotativ în pozitie verticala de repaus.

•Articulatia bratului rotativ(10)

•Carucior mobil (11)

•Cabina suspendata (12)

Caruciorul mobil (11) de ridicare a containerului (13), montat pe sinele bratului pe sectiunile 4 si 7, poate traversa de la un capat la altul cu un container suspendat.

Macaraua fixa

•macaraua fixa poate fi utilizata ca macara de cheu (descrisa mai sus) sau macara fixa de punte

Tipuri de macara fixa

Macara fixa

Macara suspendata

Macara semi-fixa

Macara cantilever

Functiile macaralelor

•Sa ridice sarcina la o viteza corespunzatoare.

•Sa tina încarcatura pentru a nu cobori înapoi.

•Sa coboare sarcina sub control.

•Sa ruleze portiunea de parâma pe tambur fara a induce presiune.

•Sa furnizeze la pornire mai multa putere atunci când este supraîncarcata si în mod automat sa micsoreze forta atunci când sarcina este eliberata.

•Sa aiba performante bune la accelerare si încetinire.

Caracteristici de exploatare ale macaralei

•Viteza de deplasare a cotadei de marfa cu o macara de bord este aproximativ de doua ori mai mare decât în cazul bigii, la capacitatea maxima de ridicare.

•Capacitatea de ridicare a macaralelor de bord se înscrie în limitele bigilor usoare.

•Suprafata de deservire a macaralei este zona circulara cu raza egala cu bratul cranicului.

Avantajele cranicelor fata de bigi

-posibilitati superioare de interventie directa pe o suprafata mai mare si cu o precizie mai mare a manevrei;

-productivitate mare, în special la cele cu capacitate mare de ridicare si în cazul gurilor de magazii de dimensiuni mari;

-posibilitatea efectuarii simultane a miscarilor de coborâre (ridicare), rotire si basculare;

-câmp de vedere larg în lipsa coloanei înalte si a manevrelor fixe si curente auxiliare;

-posibilitatea de a lucra cu graiferul la operarea marfurilor în vrac;

Dezavantajele cranicelor

-greutate mare în raport cu capacitatea de ridicare;

-cost initial mare;

-limitarea posibilitatilor de lucru la unghiuri de înclinare a navei de 5 – 8 grade;

-sensibilitate mare a bratului;

-necesita operator cu calificare;

Carlige

A – simplu; B – Robinson; C – Pett; D – cu carabiniera; E – cu titina; F – de balenier;

G – de incarcare; H – de lant; I – de pluta de salvare; J – de pavilion; K – de rechini;

L – de remorca de distrugator; M – de remorca de remorcher; N – de scota;

O-R – de siguranta; S-S – de traversiera; T – de undita; T – de velar; U – dublu; V – foarfeca; Z – de paravan

I