Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen
Transporttechnologie



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.