Żurawie portowe: świetna historia o zaawansowanej technologii

Stocznia Bałtycka w Petersburgu, jedna z najstarszych rosyjskich stoczni, która do niedawna przeżywała niezbyt dobre czasy, jest dziś zajęta. Już teraz budowane są tutaj dwie siostry dla Arktyki, najnowszego i najpotężniejszego lodołamacza napędzanego energią jądrową na świecie. Nazwy przyszłych statków to Ural i Syberia.

Czego się nie nauczyłem w ZSRR?

Krok po kroku kadłuby lodołamaczy rozszerzają się dzięki nowo połączonym sekcjom, z których każdy ma imponujące wymiary i wagę. Takich prac nie można wykonać bez wysokowydajnych żurawi portalowych. Nazywa się je portalami nie dlatego, że pracują w porcie (jak niektórzy myślą), ale dlatego, że są zainstalowane na portalu - platformie na szeroko rozmieszczonych podporach, które toczą się po szynach. Szyny są układane wzdłuż boków lodołamaczy w budowie, a żurawie, przemieszczając się z miejsca na miejsce, dostarczają coraz więcej nowych części na plac budowy. W stoczni można zobaczyć całą historię suwnic w naszym kraju w ciągu ostatnich dziesięcioleci. Oto doświadczony dźwig radziecki, pracujący w fabryce Kirowa. Oto odświeżona maszyna - dźwig wyprodukowany w Finlandii. To już era wyginięcia produkcji krajowej: wtedy pomyśleliśmy, że najlepiej kupimy za granicą, a nasze stocznie i porty otrzymały produkty firm niemieckich i fińskich. A teraz nowym produktem ostatnich lat jest żuraw SMM-4500. Ta wyjątkowa pod wieloma względami maszyna została wykonana przez petersburską firmę SMM, która kiedyś wyrosła z firmy remontowej. Produkcja suwnic wróciła do Rosji.

Budowa lodołamacza nuklearnego odbywa się za pomocą gigantycznych suwnic bramowych, wśród których nowy rosyjski SMM-4500 o udźwigu 100 ton

„Żurawie tej klasy w ZSRR nie nauczyły się tego robić”, mówi Alexander Zhuravlev, główny projektant SMM, „więc nie możemy mówić o przywróceniu produkcji suwnic do Rosji, ale o jakościowo nowym kroku w tym obszarze. Maksymalna nośność naszego SMM-4500 wynosi 100 ton, zasięg strzałki to 60 m. Możesz liczyć palce światowych producentów, którzy mogą budować taki sprzęt - głównie Finów i Niemców. Ostatnio więcej Chin. ”

Prawie jak metro

Istotą tego nie są liczby jako takie, ale wymagania klienta. „SMM-4500 jest jedynym dźwigiem w naszym przedsiębiorstwie, który dzięki boomowi może dostarczać towary nie tylko na pobliską stronę budowanego statku, ale także na drugą stronę”, wyjaśnia Nikolai Drozdov, szef działu serwisu dźwigów portalowych. „Możemy powiedzieć, że jesteśmy w stanie zrealizować bieżące zamówienie właśnie dlatego, że mamy taką maszynę”.

Firma SMM produkuje zarówno dźwigi montażowe (głównie dla przemysłu stoczniowego), jak i przeładunkowe (do pracy w porcie). Schemat pokazuje, jak zaprojektowano SMM-4500, portalowy dźwig montażowy Stoczni Bałtyckiej.

Żuraw biegnie gdzieś tam, na poziomie oczu, tylko dolne części portalu podtrzymują. Maszyna zatrzymuje się, przenosi ładunek, daje sygnał i powoli toczy się w nowe położenie. Suwnica montażowa, w przeciwieństwie do dźwigu przeładunkowego, prędkość nie jest tak ważna. Każda z czterech podpór jest osadzona na ośmiu stalowych kołach, które odróżniają je od kolei obecnością drugiego kołnierza. Szyny są również specjalne, szersze i bardziej masywne. Osiem kół jest rozmieszczonych między czterema wózkami, które są połączone ze wspornikiem za pomocą przegubowego układu wyważania. „Z jakąkolwiek dokładnością utorowałeś trasę dźwigiem”, mówi Alexander Zhuravlev, „wszelkie nieprawidłowości pozostaną”. Jeśli mieszczą się w zakresie GOST, nie ma problemu, ale połączenie wózków na kółkach ze wspornikiem nie jest sztywne, ale poprzez system wyważania przegubowego umożliwiamy naszemu podwoziu naprawienie tych nieprawidłowości. Na przykład, aby zapobiec zawieszeniu się koła nad szyną, w której pozostałe koła będą odczuwać niezrównoważone obciążenie. ” Koła napędzane są silnikami elektrycznymi montowanymi bezpośrednio na wózkach. System zasilania SMM-4500 przypomina, co dziwne, ten używany w metrze. Jak wiadomo, elektryczny pociąg metra odbiera energię z szyny stykowej za pomocą kolektorów prądu zainstalowanych na wózkach kołowych. Tutaj, obok jednej z szyn, wykonano rów, ze względów bezpieczeństwa pokryty elastycznymi gumowymi zasłonami. Trzy rowki przewodzące prąd są umieszczone w wykopie. Za pomocą specjalnego odbieraka prądu dźwig odpycha żaluzję i usuwa trójfazowy prąd o napięciu 380 woltów za pomocą stopki kontaktowej.

Kroki płatków

Maszynownia, elektronika i automatyka, kabina operatora dźwigu - wszystko to znajduje się na wysokości 12–13 piętrowego budynku. Tam ścieżka jest wyłącznie pieszo. Najpierw, po stromych, podobnych do statku, drabinach, musisz wspiąć się na górną platformę portalu, a następnie wspiąć się po spiralnych schodach wewnątrz kolumny, na której stoi dźwig. Idąc po tych schodach, nie patrzysz w górę - przerażające jest zastanawianie się, ile jeszcze kroków jest do przodu. Kiedy zejdziesz na dół, wydaje się, że poniższe kroki zamieniają się w płatki obracającego się kwiatu. Złudzenie optyczne wiruje. Uff! Na górze w platformie maszynowni znajduje się duża okrągła hala, w której zainstalowane są mechanizmy obrotowe instalacji dźwigu. Powyżej podłogi znajdują się główna i pomocnicza wciągarka. Końce kabli znikają w szczelinach w suficie. Nad maszynownią, na zębatce, znajduje się zębatkowy mechanizm zębatkowy do zmiany przedłużenia wysięgnika.

Podobieństwo do ptaków - żurawia lub czapli - zapewnia przegubowy system wysięgnika do suwnic. Kolejny element jest przymocowany do głównej strzałki na zawiasie - nazywany jest „dziobem”, „wysięgnikiem”, a czasem „pniem”. Taki system został wynaleziony pod koniec lat 30. XX wieku w Niemczech. Kiedy główna strzałka zmienia zasięg (to znaczy unosi się lub opada), zawieszony od niej ładunek nieuchronnie zmienia swoją wysokość. W układzie przegubowym „bagażnik” wykonuje ruch kompensacyjny, utrzymując ładunek na określonej wysokości. W tym przypadku praca wciągarki nie jest wymagana, to znaczy nadmiar energii nie jest marnowany. A podczas instalacji i podczas przeładunku utrzymanie ładunku na tym samym poziomie jest ważnym czynnikiem bezpieczeństwa.

Kabina operatora dźwigu znajduje się na wysokości 12–13-piętrowego budynku, a droga do niej nie jest łatwa: najpierw wejdź po stromych schodach, a potem po wielu schodach spiralnymi schodami.

I wreszcie kabina, z której kontrolowane są wszystkie te maszyny. Natychmiast zwróć uwagę na oszklenie panoramiczne. Z kabiny roztacza się wspaniały widok na słynną fabrykę, budowane statki i całą wyspę Wasiliewską. Gdzieś w oddali unosi się jeszcze niedokończona wieża Centrum Lakhta. W miejscu pracy operatora dźwigu (a dokładniej operatora dźwigu - głównie kobiety sterują gigantycznymi dźwigami w Stoczni Baltic) znajduje się wygodny fotel, dwa joysticki po bokach i parametryczny wyświetlacz po przeciwnej stronie.

„Komfort i ergonomia kabiny to nasze priorytetowe zadania”, mówi Alexander Zhuravlev, „ponieważ są one bezpośrednio związane z bezpieczeństwem pracy. W dawnych czasach nie zwracali na to uwagi - w kabinach były niewygodne siedzenia, nad którymi ciężko było pracować godzinami, nie było klimatyzatorów. Dźwigi były następnie sterowane za pomocą układu przekaźnik-stycznik, a ruch sterownika wymagał znacznego wysiłku od operatora dźwigu. Teraz wszystko jest inne. Miejsce pracy jest wyposażone w wygodne ergonomiczne krzesło. Kontrola częstotliwości napędów elektrycznych pozwala operatorowi dźwigu za pomocą dwóch joysticków wykonywać płynne i precyzyjne ruchy. Aby zwiększyć bezpieczeństwo pracy, instalujemy specjalne czujniki, które zapobiegają np. Kolizjom strzał - i to czasami się zdarza, szczególnie podczas obsługi dźwigów przeciążeniowych w porcie. Z drugiej strony zawieszenie całego dźwigu za pomocą czujników również byłoby niewłaściwe: po prostu nie mogło działać z powodu stałej reasekuracji automatyki. Mimo to sterowanie maszyną nadal w dużej mierze leży w gestii osoby, a nie komputera. Chociaż pojawienie się bezzałogowych dźwigów jest prawdopodobnie kwestią najbliższej przyszłości. ”

Wirtualna otchłań

SMM-4500 nie jest już największym dźwigiem montażowym produkowanym w Rosji. Maszyna, zbudowana dla innej legendarnej stoczni - Sewerodvinsk SevMash, ma cechy, które prawdopodobnie nie są równe w Europie. Udźwig - 160 ton, wysięgnik - 80 m, wysokość podnoszenia - 75 m. „Liczby te nie mogą zaimponować niewtajemniczonemu”, wyjaśnia Alexander Zhuravlev, „ale za każdym metrem stoi trudne zadanie inżynieryjne, aby zwiększyć wysięgnik. Im dłuższe jest „ramię” dźwigu, tym trudniej go wyważyć. Potrzebna jest cięższa przeciwwaga, ale całkowitej masy maszyny nie można zwiększyć w nieskończoność. Nie zaoszczędzisz na zmniejszeniu ciężaru portalu: zapewnia on stabilność i nie musi być bardzo lekki. Głównym sposobem jest zmniejszenie masy systemu wysięgnika przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości. To praca z nowymi materiałami, gatunkami stali, technologiami spawalniczymi. ”

Obok nowego rosyjskiego suwnicy bramowej SMM-4500, która działa od 2014 r., Maszyny z ZSRR (po lewej) i Finlandii (po prawej) działają na budowie lodołamaczy atomowych.

W SMM żurawie są projektowane przy użyciu modelowania 3D. Model utworzony na komputerze jest testowany w środowiskach oprogramowania symulujących różne obciążenia. W przypadku zidentyfikowania uchybień model jest wysyłany do projektanta w celu weryfikacji, a następnie wraca do nowych testów wirtualnych. Może być wiele takich iteracji. Wirtualna rewolucja nie przeszła systemu szkolenia operatorów dźwigów i personelu serwisowego. „SMM” opracowuje symulator VR, który pozwala nie tylko w najbardziej realistycznym trybie opanować sterowanie dźwigiem, ale także rozpoznać każdy z jego węzłów, aby zrozumieć, jak działa. W okularach rzeczywistości wirtualnej i podnosząc joystick w dłonie, próbowałem - nie, nie pracować nad dźwigiem, ale po prostu podróżować nim. I tak skończyłem na dużej wysokości, obok balustrady ogrodzenia. Byłem przerażony: poręcz była wirtualna, a wysokość ... wysokość stracha na wróble. To było bardzo dziwne uczucie.

Artykuł „Lodołamacz i ptak z pniem” został opublikowany w czasopiśmie Popular Mechanics (nr 7 lipca 2017 r.).

Zalecane

Naukowcy udowodnili poprawność Nietzschego
2019
Jak zmieni się technologia w XXIII wieku: Anno 2205
2019
Nowa generacja SUV-a Tiger: pierwsze szczegóły
2019