P.J. van Dijk
Beveiligingssystemen tegen snaglasten in kranen
Literatuuropdracht/scriptie,
Rapport 2007.TEL.7204, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
Op het moment dat een kraan zijn last hijst, kan het gebeuren dat de lading
klem komt te zitten, wat men een snag situatie noemt. Een voorbeeld is een
zeecontainer die vast slaat in het ruim van een schip, door onregelmatigheden
van de geleidingen.
Tijdens een snag situatie, worden de hijsmotoren in zeer korte tijd van vol
vermogen naar stilstand afgeremd. Ten gevolge van massatraagheid treden er
krachten op die een factor 3 à 4 hoger zijn dan onder normale
hijscondities. Om schade aan de kraan te voorkomen moet deze daarom worden
voorzien van een anti-snag mechanisme.
Vanaf eind jaren 70 zijn er al diverse beveiligingsmechanismen uitgevonden
voor snag situaties. Zij zijn onder te verdelen in twee groepen: hydraulische
systemen en apparaten die gebruik maken van koppelbegrenzers.
Hydraulische systemen
De eerste beveiligingssystemen uit de jaren 80 analyseren continu de druk in
de cilinders van de kraanarm. Bij overschrijding van een vooraf ingestelde
limiet gaan er ventielen open naar een reservoir, zodat de druk niet verder
kan stijgen. De hydraulische motoren van de kraan worden in dit geval
gekoppeld aan een reservoir.
Met de komst van moderne containerkranen in de jaren 90 is de configuratie
van de hydraulische systemen wat veranderd. In dit geval lopen de hijskabels
over katrollen, die aan hydraulische cilinders zijn bevestigd. Onder normale
hijscondities doen deze cilinders niets; ze worden door ventielen enkel op
druk gehouden in een uitgaande configuratie.
In een snag situatie bereiken de krachten in de hijskabels echter een limiet
waarop de ventielen zich openen. Vervolgens gebeuren er twee dingen
tegelijkertijd. De hijsmotoren van de kraan worden uitgeschakeld en
hydraulische cilinders vangen de massatraagheid van het systeem op, door een
ingaande beweging te maken.
Nadien kan door afzonderlijke aansturing van de cilinders de container
dusdanig om zijn drie assen gedraaid worden, dat deze niet meer klem slaat.
Koppelbegrenzers
Halverwege de jaren 90 verschijnen de eerste anti-snag methoden op de markt
die gebruik maken van mechanische koppelbegrenzers. Dit apparaat fungeert in
normale situaties als koppeling. Echter wanneer het te leveren koppel bij
een snag situatie een bepaalde grens overschrijdt worden last en motor
gescheiden. Vervolgens kan met hulpmotoren de container om zijn drie assen
gedraaid worden om de snag situatie op te lossen.
Voordien speelden deze systemen geen rol bij de beveiliging van kranen,
aangezien conventionele uitvoeringen erg gevoelig waren voor slijtage en de
nodige onderhoudskosten opleverde.
Echter door de ontwikkeling van geavanceerde mechanische koppelbegrenzers zijn
slijtage en onderhoudsgevoeligheid sterk verminderd en hebben de koppelingen
een veel langere levensduur. Dit heeft er onder andere voor gezorgd dat
koppelbegrenzers steeds meer een serieuze vervanging van de hydraulische
systemen vormen. De meest recente uitvindingen berusten namelijk allemaal op
koppelbegrenzers.
Tevens reageren koppelbegrenzers sneller dan de hydraulische systemen, omdat
ze geheel uit mechanische onderdelen bestaan. Deze snelle reactietijd zorgt
ervoor dat de krachten in de kraanconstructie lager blijven.
Verder is het eenvoudiger om een koppelbegrenzer op een kraan te zetten dan een
hydraulisch systeem. Vooral wanneer het om een reeds bestaande kraan gaat.
Tenslotte zijn deze systemen erg compact en veroorzaken ze geen
milieuvervuiling. Dit in tegenstelling tot de grote hydraulische cilinders,
die door olielekken de nodige impact op het milieu hebben.
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
Gewijzigd: 2007.12.04;
logistics@3mE.tudelft.nl
, TU Delft
/ 3mE
/ TT
/ LT.