Ричстакеры: универсалы для обработки контейнеров

С каждым днем мир становится меньше. Пусть это не доказано физиками и математиками, но современные технологии уменьшают расстояния. Если еще сто лет назад тысячу километров приходилось преодолевать неделями, то сейчас без проблем можно слетать в соседний город на пару часов, на деловые переговоры. Но договориться – это одно, а делать бизнес, особенно если он связан с грузоперевозками, – совсем другое. К счастью, прогресс и в этой области не стоит на месте: масса новых решений позволяет не только быстро перемещать тонны груза в пространстве, но, что тоже очень важно, оперативно сортировать и экономно складировать. Одним из таких устройств, сделавших «тихую революцию» на рынке контейнерных грузоперевозок, стали ричстакеры – гипертрофированные и мутировавшие телескопические погрузчики.

Если вспомнить историю или посмотреть старые черно-белые фотографии, то можно заметить, что изначально контейнеры в терминалах и портах обрабатывали козловыми, портовыми терминальными кранами, а также вилочными погрузчиками большой грузоподъемности.

Но эволюция подобных устройств не заставила себя долго ждать. Инженеры и конструкторы предлагали на выбор портальные краны, портальные и челночные контейнеровозы. Первые имели высокую грузоподъемность, а вторые могли похвастаться отменной маневренностью. Вплоть до середины 1990-х годов они являлись основным видом техники в портовых работах по обработке контейнеров, но в последнее время их начали вытеснять ричстакеры (reach stacker) – специализированные погрузчики, изначально приспособленные только для операций с контейнерами.

Почему?

Каждый год во всем мире продается как минимум несколько тысяч подобных машин, а общий парк насчитывает несколько десятков тысяч. Но «случайно» встретить ричстакер практически невозможно: на вторичном рынке их почти нет. Дело в том, что их изначально приобретают для определенных условий эксплуатации, в соответствии с долгосрочными бизнес-планами.

Появление ричстакеров в начале 1970-х годов было обусловлено сразу несколькими обстоятельствами. Для эксплуатации традиционных систем и оборудования грузовых площадок требовалось содержать дорогостоящую инфраструктуру, которая окупалась только при больших объемах перевалки грузов и была малопригодна для терминалов с низким грузооборотом. Крупнотоннажные мачтовые погрузчики, в том числе с вилочным захватом, по ряду требований также не всегда подходят для работы с контейнерами. В целом перечисленное выше подъемно-транспортное оборудование имело существенный недостаток: оно было рассчитано исключительно на работы в базовых портах на магистральных направлениях.

Имелись в работе этой техники и другие критичные параметры. Традиционно применяемая техника не могла разворачивать контейнер в процессе транспортировки или штабелирования (это требуется, например, чтобы поместить контейнер в закрытый склад или ангар ответственного хранения), ее сложно использовать в стесненных или не приспособленных условиях, а также при работе на интермодальных складах сразу с несколькими видами транспорта – железнодорожным, автомобильным и водным, как, впрочем, и в фидерных портах с небольшими объемами перевозок.

Доля таких мини-терминалов продолжает неизменно расти, поскольку увеличивается количество контейнерных перевозок. В настоящее время в ряде государств перевозится в контейнерах до 90% всех грузов (без учета трубопроводного транспорта). В портах этих стран востребован весь спектр терминальной техники. В зависимости от технологии обработки грузов и особенностей логистики ричстакерам отводят роль вспомогательного или основного транспорта.

Контейнерный бизнес сегодня – один из самых перспективных и быстрорастущих. Им заинтересовались крупные перевозчики, которые не могут позволить себе держать большие терминалы, но остро нуждаются в технике для обработки грузов. По всем параметрам применение ричстакера – это один из наиболее гибких способов обработки контейнеров, и в большинстве случаев ричстакер может заменить в порту вилочные погрузчики, портальные эстакадные краны, портальные и челночные контейнеровозы. Однако, несмотря на самые радужные перспективы и кажущуюся благоприятную конъюнктуру, ричстакеры остаются очень дорогим оборудованием, их производство пока никак нельзя назвать массовым, а большинство производителей, принимая заказ на изготовление машины, требуют от клиента аванс.

Как?

Ричстакер, по существу, представляет собой своеобразный кран. Конструкция грузоподъемной мачты у него не рамная, как у традиционного классического вилочного погрузчика, а представляет собой телескопическую стрелу, к которой крепится специальное устройство захвата контейнера – спредер. Такая конструкция в какой-то степени предопределила историю создания этой машины. К середине 1960-х годов машиностроительные предприятия уже выпускали гидравлические автокраны высокой грузоподъемности. В первом приближении можно было взять стандартный кран, расширить опорный контур за счет увеличения колеи и базы и просто подвесить на стреле спредер – грузоподъемный механизм для работы с контейнером.

На практике идеология конструирования ричстакера по ряду причин не позволила использовать уже существующие к тому времени кран или погрузчик с телескопической стрелой. Первое ограничение заключалось в том, что ричстакеру в отличие от автокрана не требуется постоянно использовать аутригеры (гидравлические выносные опоры), а габаритная ширина его ограничена лишь размерами грузовых ворот крытого ангара (как правило, 6 метров). Второе условие – ричстакер должен перевозить 40-футовый контейнер массой до 45 тонн и в случае необходимости разворачивать его спредером, меняя положение контейнера относительно продольной оси движения. В-третьих, для ричстакеров характерны стабильность грузоподъемных характеристик и способность удерживать контейнер на весу при движении. В-четвертых, ричстакер работает в портах на подготовленном твердом дорожном покрытии с минимальными уклонами, и это условие учитывается при расчете центра масс, рулевого механизма и привода.

По ряду ограничений строительный фронтальный погрузчик с телескопической стрелой также в полной мере нельзя использовать для работы с контейнерами. Тем не менее объединить функции фронтального погрузчика, автокрана и ричстакера возможно. Такая машина получила название «мультистакер», поскольку она способна работать не только с контейнерами, но и с тарно-штучными грузами. Вместо спредера у мультистакера могут использоваться другие типы быстросъемного рабочего оборудования: крюковая обойма, штанга для подъема кабельных барабанов, комбинированный грузоподъемный агрегат, крюк для бобин, грейфер, магнит, поддонные вилы, захват для транспортировки труб и сортимента.

Особенности

Конструкция почти всех современных ричстакеров сходная: двойные гидроцилиндры стрелы, двух- или трехсекционная телескопическая стрела с навешенным на нее поворотным спредером, электрогидравлическое управление, турбодизель с водяным охлаждением, гидромеханическая или гидростатическая трансмиссия, передний ведущий мост и задние управляемые колеса, поворот которых осуществляется гидроцилиндрами. По заказу кабину на некоторых моделях монтируют на подъемной раме или делают ее передвижной. От опрокидывания ричстакер, как и классический вилочный погрузчик, предохраняет противовес. У ричстакера их два – основной и дополнительный, и смонтированы они, как правило, в базе.

Рабочий орган ричстакера (автоматический захват для контейнеров) – это безветвевой спредер (то есть без гибкой подвески, как у кранов и транспортеров с порталом), смонтированный на грузоподъемной стреле и обычно оснащенный механизмом наклона рамы с четырьмя степенями свободы: наклон в продольной и поперечной плоскостях, осуществление поворота контейнера в плане или изменение расстояния между захватами на раздвижной раме. Последнее позволяет компенсировать нагрузки на захваты при смещении центра масс контейнера, а также выровнять зазоры между рядами контейнеров (этим компенсируется неточность подъезда ричстакера к контейнерному ряду).

Операция изменения расстояния между захватами осуществляется перемещением закрепленных на раздвижной раме поперечных балок с угловыми замками. Универсальные спредеры оснащены индивидуальным или централизованным электро- или гидроприводом поворотных замков – поворотных штырей, которые при посадке сверху в прорези четырех верхних угловых фитингов контейнера доворачиваются на угол 90 градусов, осуществляя тем самым его захват. Кроме этого, на спредере монтируют вспомогательные навесные рамы, предназначенные для работы с контейнерами определенного типоразмера. Поскольку на складах используют не только универсальные контейнеры, спредер может быть оснащен адаптером для обработки спецконтейнеров или автомобильных прицепов. Спредеры выпускают как сами производители ричстакеров, так и сторонние компании, например, голландская Stinis, шведские ELME и Bromma.

Основными характеристиками ричстакера являются грузоподъемность и этажность при работе с контейнерами. Практически все продуценты делают ричстакеры в варианте для работы с контейнерами высотой 2896 и 2591 миллиметр. При этом если ричстакер способен укладывать шесть ярусов контейнеров высотой 2591 миллиметр, то такая же этажность будет при работе с контейнерами высотой 2896 миллиметров.

По классам грузоподъемности ричстакеры разделяются на машины для обработки порожних и груженых контейнеров. Система контроля нагрузки, установленная на спредере, позволяет узнать массу контейнера, выводя показатель на сенсорный монитор в кабине оператора. В последнее время в ричстакеры встраивают совмещенные с радиомодемом системы глобального мониторинга на основе интернет-технологий, позволяющие владельцу груза и оператору базовой станции получать операционную, техническую и сервисную информацию. Помимо прочего такие системы позволяют отслеживать перемещение контейнеров и вести их учет в режиме реального времени.

Почему так?

Как уже было замечено, конструкция подавляющего большинства ричстакеров сходная. На широкой раме балочной конструкции из высокопрочной стали минимальное количество сварных швов и соединений, чем обеспечивается требуемая прочность на сопротивление кручению. Ходовая часть жестко крепится внизу рамы. Ведущий мост – передний. Поворот задних колес осуществляется гидроцилиндрами.

Трансмиссия либо гидромеханическая, либо гидростатическая; в последнем случае достигается плавное наращивание скорости и точное дистанцирование при подъезде к рядам контейнеров.

В качестве силового агрегата используют только турбодизели общепромышленного исполнения со сглаженными тяговыми характеристиками, наиболее полно соответствующими условиям эксплуатации, поскольку двигатель постоянно работает под нагрузкой.

На несущей раме крепится неподвижная двухопорная стойка, в верхней части которой закреплена стрела. Большая ширина заднего узла крепления со сферическими упорными подшипниками позволяет разнести стойки, тем самым улучшается задний обзор с места оператора и равномерно распределяются нагрузки на раму. Для лучшего обзора в ряде случаев применяют телевизионную систему или зум-контроллер приближения, который звуковым сигналом извещает о критичной дистанции до объекта.

По причине высоких нагрузок стрела выполнена двухсекционной с уложенными скользящими пластинами, не требующими смазки в течение всего срока эксплуатации. Подъем стрелы осуществляется двумя основными гидроцилиндрами, разнесенными по сторонам, или одним закрепленным по центру. Все гидроцилиндры снабжены блокирующими клапанами – это обеспечивает заданное положение стрелы при движении с грузом и исключает возможность расхода рабочей жидкости. Привод стрелы полностью гидрофицированный.

Погрузку контейнеров осуществляют спредером – навесным грузоподъемным активным механизмом для захвата контейнера посредством поворотных замков, которые фиксируются в угловых фитингах. Захват контейнера может осуществляться сверху и сбоку. Для управления приводом спредера внутри стрелы проложены электро- и гидромагистрали. За некоторыми исключениями спредеры имеют поворотную несущую часть, благодаря чему груз можно поворачивать в плане в стесненных местах. Грузозахватный механизм, смонтированный на поворотной раме, снабжен центрирующими лапами для перемещения контейнера влево-вправо относительно оси стрелы. Посредством тактильных датчиков и датчиков положения, установленных на центрирующих лапах или захватах на металлоконструкции основной захватной рамы, осуществляется контроль исполнительных механизмов спредера.

В истории генезиса ричстакеров среди специалистов принято выделять два больших этапа развития, различаемых системой управления:
электромеханической и гидравлической.

Ныне электромеханический привод использован в ричстакерах Fantuzzi, Ormig и частично в Kalmar. гидравлический привод с использованием поршневых насосов с переменным рабочим объемом, вместо классических, является наиболее прогрессивным. Его применение вкупе с системой управления CAN-bus, сменившей систему логического контроля PAL, упрощает работу, увеличивает ресурс техники, позволяет оптимизировать работу двигателя, узлов и агрегатов, снижает вероятность аварийных ситуаций.

Перспективы

Сейчас сложно давать долгосрочные прогнозы, но одно понятно: появление и распространение ричстакеров – процесс не случайный и во многом закономерный. Использование этой техники дает покупателю возможность ускорить обработку контейнеров на промежуточных складах и в терминалах с малой консолидацией грузов, снизить себестоимость обслуживания контейнеров и тем самым укрепить позиции отдельного порта, региона или даже страны в перевозке грузов.