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.

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.

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)

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)

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.

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.

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

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.

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;

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.

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 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:

V_F = V_P

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 V_F = 2V_P

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:

V_F = nV_P

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:

V_F = mnV_P

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

unde:

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

palancului

C_f - coeficient de frecare C_f = 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:

R_r = 2C² / 625

unde:

R_r - rezistenta la rupere

C - circumferinta paramei in mm

R_S = R_r / C_S

unde:

R_S - rezistenta de siguranta

C_S - coeficient de siguranta

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