Ứng dụng vật liệu mới trong sản xuất cẩu STS

Cẩu STS sử dụng những vật liệu mới, tiên tiến nhẹ hơn, bền hơn, ít biến dạng và tăng khả năng chịu mài mòn. Điều này giúp giảm chi phí bảo trì bảo dưỡng thường xuyên và tăng năng suất khai thác của cẩu STS. Các loại vật liệu mới được ứng dụng bao gồm:

Hợp kim mới được sử dụng trong các chi tiết chịu lực trên cẩu bờ

Phụ tùng cần cẩu STS hiện đại ngày càng sử dụng nhiều hợp kim cường độ cao, như hợp kim thép tiên tiến, hợp kim từ đồng tăng khả năng chịu lực, chịu mài mòn và vật liệu gốc titan. Những hợp kim này mang lại:

• Tăng tỷ lệ chịu lực, chịu tải, nén, uốn trên khối lượng
• Tăng khả năng chịu mài mòn
• Khả năng chống mỏi vật liệu, chịu biến dạng tốt hơn

Ví dụ, các bộ phận của cần cẩu làm từ những hợp kim này có thể giảm đáng kể tổng trọng lượng của cần cẩu trong khi vẫn duy trì hoặc thậm chí tăng khả năng chịu tải. Điển hình như chi tiết dầm biển, dầm bờ, các vị trí chịu mài mòn trực tiếp như ắc, bạc… đang được thay thế bằng những mác thép mới nhẹ hơn nhưng vẫn giữ khả năng chịu tải đáng kể

Vật liệu Composite ứng dụng cho các chi tiết cần khả năng cách điện và nhẹ

Vật liệu composite, vật liệu gia cường dạng sợi như sợi carbon và sợi thủy tinh, đang được ứng dụng trong thiết kế các loại cẩu trong đó có cẩu STS. Lợi ích loại vật liệu này mang lại chủ yếu ở các mặt như:

• Giảm trọng lượng ở những chi tiết mà việc giảm khối lượng có thể cải thiện hiệu suất đáng kể cho cẩu như cabin vận hành, khung, vỏ cách điện,…
• Độ cứng, khả năng chịu nén, chịu mài mòn tương đối cao có thể dùng thay thế một số chi tiết nhất định
• Khả năng chống lại các yếu tố môi trường đã được chứng minh ở một số thị trường nước ngoài, nhưng trong thực tế điều kiện nóng ấm, mưa nhiều ở Việt Nam loại vật liệu này không thể hiện sự phù hợp ở những chi tiết chịu tài, chịu mài mòn trực tiếp.

Linh kiện, phụ tùng cho cẩu bờ, cẩu STS được thiết kế dạng Mô-đun

Xu hướng thiết kế theo dạng mô-đun cho cẩu STS mang lại nhiều ích lợi:

• Thay thế linh kiện dễ dàng và nhanh chóng hơn
• Giảm thời gian cẩu phải ngừng hoạt động trong quá trình bảo trì, bảo dưỡng cẩu STS
• Cải thiện quản lý hàng tồn kho
• Linh hoạt hơn trong việc nâng cấp các bộ phận cụ thể.

Linh kiện Thông minh được tích hợp nhiều hơn trên cẩu STS

Việc vận hành và bảo dưỡng cẩu STS đang được hưởng lợi rất nhiều nhờ cuộc cách mạng 4.0. Phụ tùng và cảm biến thông minh giá ngày càng rẻ giúp hiện đại hóa cẩu STS, hỗ trợ tốt việc vận hành và bảo dưỡng.

• Tạo ra khả năng giám sát tình trạng linh kiện, phụ tùng theo thời gian thực
• Giảm sai số trong bảo trì dự đoán cho cẩu STS
• Tăng cường an toàn thông qua phát hiện sớm các hỏng hóc tiềm ẩn

Một số ví dụ sinh động trong việc ứng dụng công nghệ này trên thế giới: puly thông minh tích hợp loadcell giúp giám sát tải trọng và độ rung; cảm biến và camera hỗ trợ thao tác khung chụp nhanh chóng, chính xác và gần như tự động.

Thiết kế hướng đến Tiết kiệm Năng lượng cho cẩu STS

Các giải pháp đổi mới nhằm tiết kiệm điện năng, nhiên liệu và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng đang được triển khai và áp dụng trên cẩu STS. Những cải tiến này không chỉ giúp giảm chi phí khai thác mà còn thu hút các hãng tàu từ châu Âu – những đơn vị đang phải tuân thủ các quy định của chính phủ về việc cắt giảm lượng khí thải trong hoạt động vận tải biển của họ. Một số công nghệ được ứng dụng hiện nay phục vụ mục đích này bao gồm:

– Hệ thống phanh tái tạo giúp thu hồi và tái sử dụng năng lượng hiệu quả hơn, có thể được thiết kế và tích hợp trong hệ thống nhà tời và trolley

– Động cơ điện và hệ thống truyền động hiệu suất cao

– Hệ thống thủy lực được tối ưu hóa để giảm tiêu thụ năng lượng

Tác động của công nghệ in 3D

Sản xuất bồi đắp (hay in 3D) đang mở ra những khả năng mới trong lĩnh vực phụ tùng cho cẩu STS, hứa hẹn một tương lai mới cho ngành cung ứng phụ tùng cẩu STS nói riêng và các thiết bị công nghiệp nói chung nhờ những đặc điểm nổi trội.

Đặc biệt trong công tác đảm bảo kỹ thuật cho cẩu STS, nhiều chi tiết và phụ tùng phải nhập từ nhiều nước khác nhau. Với công nghệ in 3D, công tác cung cấp vật tư có thể được giải quyết một phần nhờ những ưu điểm sau:

• In 3D giúp tạo mẫu nhanh để thử nghiệm các thiết kế mới liên quan đến cấu trúc, bố trí phụ tùng và các chi tiết trên cẩu STS.
• Có thể sản xuất theo yêu cầu các bộ phận phức tạp hoặc ít được sử dụng trên cẩu STS, giúp cắt giảm thời gian sản xuất và giao hàng.
• Có tiềm năng sản xuất tại chỗ một số linh kiện nhất định. Điều này đặc biệt hứa hẹn với những cảng ở xa các đơn vị sản xuất phụ tùng và nằm ở những nước có nền công nghiệp nặng, công nghiệp phụ trợ yếu.

Mặc dù công nghệ in 3D hiện tại chưa hoàn toàn phù hợp cho việc sản xuất các loại phụ tùng, chi tiết chịu lực và chi tiết chính, nhưng nó đang chứng minh giá trị to lớn trong việc sản xuất các phụ kiện, chi tiết nhỏ, khung đỡ tùy chỉnh và các bộ phận không quan trọng khác.

Có thể thấy lĩnh vực cẩu STS và phụ tùng đang trải qua một thời kỳ lột xác, từ vật liệu tiên tiến đến thiết kế thông minh, phổ thông hóa việc ứng dụng cảm biến giúp nâng cao hiệu quả và an toàn trong quá trình khai thác.

Khi ngành công nghiệp tiếp tục phát triển, chúng ta có thể kỳ vọng vào nhiều đổi mới và đột phá hơn nữa, nhằm tối ưu hóa vai trò quan trọng của cần cẩu STS trong thương mại toàn cầu. Bằng cách áp dụng những đổi mới này, các cảng có thể đảm bảo cần cẩu STS của họ luôn ở vị trí tiên phong về công nghệ, tối đa hóa năng suất, an toàn và tuổi thọ trong thế giới xử lý container đầy thách thức ngày nay.

tham khảo: Innovations in crane technology | Konecranes; Port automation marches on ‣ WorldCargo News