Verricello idraulico a cabestano per operazioni di ormeggio: analisi del compromesso tra forza di trazione e velocità di fune.

1. I verricelli a cabestano forniscono una forza di tenuta esponenzialeattraverso la meccanica dell'attrito, ottenendo una forza di trazione 3-5 volte superiore rispetto ai verricelli a tamburo di pari potenza del motore tramite l'equazione del cabestano di Eulero (T₂=T₁·e^(μ·θ))
2. La trazione della fune e la velocità della fune sono inversamente proporzionaliNei sistemi a potenza fissa, requisiti di trazione più elevati implicano velocità operative inferiori, rendendo il dimensionamento del motore la decisione critica in fase di specifica.
3. Il tipo di fune influisce notevolmente sulle prestazioni del verricello.- il filo d'acciaio richiede un coefficiente di attrito di circa 0,15 rispetto a quello dell'HMPE di circa 0,12, mentre il coefficiente di circa 0,25 del nylon consente configurazioni più leggere
4. I progetti a più velocità risolvono il problema del compromessoutilizzando pompe a cilindrata variabile o configurazioni a doppio motore per ottimizzare sia la modalità ad alta aspirazione che quella ad alta velocità.
5. Profili di ormeggio specifici per ciascuna imbarcazioneDeterminare le specifiche ottimali del verricello: le navi offshore necessitano di una forza di trazione di 15-25 t / 0-15 m/min, i rimorchiatori di 20-40 t / 0-12 m/min e le navi mercantili in genere di 10-20 t / 0-20 m/min

Avendo trascorso 15 anni a specificare attrezzature idrauliche di ormeggio per navi che vanno dalle chiatte costiere da 5.000 DWT alle VLCC da 300.000 DWT, ho imparato che il verricello a cabestano è probabilmente l'attrezzatura di ormeggio più fraintesa a bordo. La maggior parte degli operatori e persino molti ingegneri navali lo considerano semplicemente "quella cosa che tira la cima". Ma comprendere la relazione tra la forza di trazione e la velocità della cima, e come la meccanica dell'attrito renda i cabesta fondamentalmente diversi dai verricelli a tamburo, è la chiave per specificare l'attrezzatura giusta per le proprie operazioni.

In questo articolo, illustrerò i principi ingegneristici che rendono i verricelli la scelta predefinita per i moderni sistemi di ormeggio, analizzerò i calcoli matematici relativi alla forza di tenuta basata sull'attrito, spiegherò perché la scelta della cima è più importante di quanto si pensi e mostrerò come abbinare un verricello al tipo specifico di imbarcazione. Che si tratti di specificare nuove attrezzature o di ottimizzare le operazioni di ormeggio, questa guida fornirà le basi tecniche per prendere decisioni consapevoli.

1. Perché i verricelli a cabestano sono la scelta predefinita per le moderne operazioni di ormeggio

Quando ho iniziato a lavorare in questo settore, ho visto un responsabile della manutenzione navale insistere per un verricello a tamburo su un nuovo rimorchiatore portuale. L'imbarcazione doveva gestire occasionali rimorchi pesanti, oltre alle normali operazioni di ormeggio. Sei mesi dopo, tornarono chiedendo l'aggiunta di un verricello a cabestano. Il motivo è semplice: i cabestani eccellono nello specifico compito di tensionare e gestire le cime di ormeggio in un modo che i verricelli a tamburo semplicemente non possono eguagliare.

Il vantaggio fondamentale di un verricello a cabestano risiede nella sua capacità di generare un'elevata forza di tenuta senza la necessità di bloccare o fermare la fune. Quando una fune passa attorno al tamburo rotante del cabestano (quello che nel settore chiamiamo "puleggia"), l'attrito tra la fune e la superficie rotante crea una presa auto-tensionante. Più la fune cerca di slittare, più la presa si stringe. Questo effetto di "presa infinita" significa che un motore relativamente piccolo può generare forze di tenuta enormi, spesso da 3 a 5 volte superiori a quelle che un verricello a tamburo di pari potenza può produrre.

Vi faccio un esempio concreto tratto dai miei archivi. L'anno scorso abbiamo specificato un verricello idraulico IYPJ-15 per un rimorchiatore portuale di 45 metri. Il verricello di coperta preesistente dell'imbarcazione era un'unità a tamburo da 15 tonnellate con un motore da 55 kW. L'armatore desiderava una capacità di tiro pari o superiore per le operazioni di ormeggio. Passando a un verricello con un motore da 37 kW, abbiamo raggiunto una capacità di tiro di 18 tonnellate, riducendo al contempo il consumo energetico. La differenza fondamentale risiedeva nella meccanica basata sull'attrito rispetto al vantaggio meccanico diretto del tamburo.

Ma non si tratta solo di pura forza di trazione. I verricelli eccellono anche inservizio di linea- Il movimento continuo e controllato di una cima in tensione. Quando un'imbarcazione viene riposizionata o tenuta controcorrente, un verricello a tamburo può mantenere una tensione precisa della cima, svolgendola o riavvolgendola in modo controllato. Un verricello a tamburo, al contrario, richiede la costante attenzione dell'operatore per evitare che la cima si sposti o che provochi scosse all'imbarcazione a causa di una tensione irregolare.

Questa combinazione di elevata forza di tenuta e controllo preciso rende i verricelli la scelta predefinita per la maggior parte delle moderne applicazioni di ormeggio. Sono equipaggiamento standard su navi offshore, navi militari, rimorchiatori portuali e qualsiasi imbarcazione in cui le operazioni di ormeggio controllato siano parte integrante dell'attività operativa. Le linee guida dell'Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) contenute nella circolare MSC/Circ.860, insieme ai requisiti delle società di classificazione, riconoscono questo vantaggio fornendo indicazioni specifiche sulle specifiche dei verricelli, che differiscono dai requisiti dei verricelli a tamburo.

2. La meccanica dell'attrito alla base della trazione del verricello: perché più avvolgimenti cambiano tutto

Per capire perché i verricelli generano una forza di tenuta così impressionante, dobbiamo esaminare la fisica alla base della presa basata sull'attrito. È qui che entra in gioco ilequazione del cabestano di Eulerodiventa essenziale: è il fondamento matematico che regola la forza che un argano può generare in base all'attrito tra la fune e la superficie del tamburo.

L'equazione di Eulero è elegantemente semplice ma potentemente predittiva:

> T₂ = T₁ × e^(μ×θ)

Dove:

1. T₁ = la tensione sul lato carico (la forza che cerca di tirare la fune)
2. T₂ = la tensione sul lato di azionamento (la forza applicata dal motore)
3. μ = coefficiente di attrito tra la fune e la superficie del tamburo
4. θ = l'angolo di avvolgimento totale in radianti (non in gradi)
5. e = la costante del logaritmo naturale (~2,718)

Permettetemi di illustrare cosa significa in pratica. Anche un solo avvolgimento attorno al tamburo del verricello con un coefficiente di attrito di 0,15 (tipico per il filo d'acciaio su un verricello d'acciaio scanalato) crea una notevole forza di tenuta. Con un avvolgimento di 180 gradi (π radianti, ovvero circa 3,14), il rapporto di tenuta è e^(0,15×3,14) = e^0,471 = 1,60. Ciò significa che per ogni tonnellata di trazione esercitata dal motore del verricello, quest'ultimo può sostenere 1,6 tonnellate di carico della fune. Ma questo è solo un avvolgimento.

Ecco dove la cosa si fa interessante. Con tre avvolgimenti attorno al verricello (540 gradi, ovvero 3π radianti), il calcolo diventa e^(0,15×9,42) = e^1,413 = 4,11. Tre avvolgimenti forniscono una forza di tenuta oltre 4 volte superiore. Con cinque avvolgimenti (900 gradi, ovvero 5π radianti), si ottiene e^(0,15×15,7) = e^2,355 = 10,52, ovvero più di 10 volte la forza di tenuta dello stesso motore.

Questa relazione esponenziale spiega perché la progettazione dei verricelli si basa fondamentalmente sulla gestione degli angoli di avvolgimento. La maggior parte dei verricelli commerciali è progettata con una capacità di 3 o 5 avvolgimenti, una configurazione che consente agli operatori di aggiungere avvolgimenti per una maggiore forza di tenuta o di ridurli per una maggiore velocità della fune. Le "rotazioni a vuoto" che derivano da un numero eccessivo di avvolgimenti sotto carico elevato sono una modalità di guasto comune, motivo per cui una formazione adeguata sul conteggio degli avvolgimenti è essenziale.

Vi fornirò i coefficienti di attrito reali che ho misurato sul campo:

1. Fune in acciaio su verricello in acciaio scanalato: μ = da 0,12 a 0,18 (tipicamente 0,15)
2. Fune sintetica HMPE (Dyneema) su verricello in acciaio: μ = da 0,08 a 0,12 (tipicamente 0,10-0,12)
3. Fune in poliammide (nylon) su verricello in acciaio: μ = da 0,20 a 0,30 (tipicamente 0,25)
4. Cima in poliestere su verricello in acciaio: μ = da 0,15 a 0,22 (tipicamente 0,18)
5. Corda in fibra naturale (manila) su verricello in acciaio: μ = da 0,30 a 0,40 (aumenta con l'usura)

Questi dati hanno implicazioni pratiche. Quando si specificano i verricelli per operazioni con funi in HMPE, in genere è necessario tenere conto di una riduzione del 20-25% della forza di tenuta rispetto alle operazioni con funi in acciaio. Al contrario, le funi in nylon, pur avendo carichi di lavoro inferiori, offrono una migliore aderenza per attrito, consentendo a verricelli di dimensioni inferiori di raggiungere una forza di tenuta equivalente.

La semplicità matematica dell'equazione di Eulero è al tempo stesso il suo punto di forza e un elemento di cautela. L'equazione presuppone un attrito uniforme lungo l'avvolgimento, un angolo di avvolgimento costante e l'assenza di effetti dinamici. In realtà, il degrado della fune, la contaminazione della superficie (olio, grasso, sale) e i carichi dinamici possono alterare significativamente queste ipotesi. Raccomando sempre di specificare i verricelli con un margine di sicurezza di almeno il 20% rispetto ai requisiti calcolati, per tenere conto delle condizioni reali.

3. Forza di trazione vs. velocità di trazione: il compromesso fondamentale nel dimensionamento del motore del verricello

Tra le domande più frequenti che ricevo da armatori e cantieri navali c'è quella relativa al dimensionamento del motore: "Come possiamo ottenere contemporaneamente un'elevata forza di trazione e una buona velocità di recupero della cima?". La mia risposta sincera è che con un sistema idraulico a cilindrata fissa e a motore singolo, in genere non è possibile, non contemporaneamente. Questo è il compromesso fondamentale alla base della scelta del verricello, e comprenderlo è essenziale per effettuare la scelta dell'attrezzatura più adatta.

La fisica è semplice. La potenza di un sistema idraulico è il prodotto della pressione e della portata:

> Potenza = Pressione × Flusso

La potenza del motore è in genere fissa (ipotizzando una pompa e un motore a portata costante). Per ottenere un'elevata forza di trazione, è necessaria un'elevata pressione idraulica. Per ottenere un'elevata velocità di trazione, è necessaria un'elevata portata. Poiché la potenza è fissa, aumentare l'una comporta necessariamente una diminuzione dell'altra. È come cercare di spingere rapidamente un oggetto pesante: è necessaria più forza (pressione) o maggiore distanza percorsa (portata), ma i muscoli (potenza del motore) possono fare solo fino a un certo punto.

Permettetemi di illustrare con le specifiche effettive della nostra serie IYPJ. L'IYPJ-15 con un motore da 37 kW che funziona a una pressione di esercizio standard di 250 bar eroga circa 18 tonnellate di forza di trazione a una velocità di 0-3 m/min. Ma se si riduce il carico richiesto a 12 tonnellate, la velocità di trazione aumenta a circa 8-10 m/min. A 6 tonnellate, si possono raggiungere i 15-18 m/min. Questa relazione non lineare riflette il fatto che la velocità di trazione è influenzata anche dal diametro del tamburo del cabestano e dalla configurazione di avvolgimento.

Questo compromesso ha reali implicazioni operative. Si consideri una tipica operazione di ormeggio di una VLCC (Very Large Crude Carrier) presso un terminal petrolifero. La nave deve recuperare le cime di ormeggio a una velocità di circa 15-20 m/min durante l'avvicinamento e il posizionamento. Ma una volta che la cima è in tensione contro i verricelli, la stessa operazione potrebbe richiedere una forza di tenuta di oltre 20 tonnellate per mantenere la nave in posizione contro la corrente e l'azione delle onde. Questi sono requisiti incompatibili per un verricello a velocità singola.

La soluzione più comune tra gli operatori è il compromesso. Specificano verricelli dimensionati per il requisito più critico, in genere quello della forza di tenuta, e accettano velocità di fune inferiori durante le operazioni di tensionamento. In alternativa, alcuni operatori specificano velocità multiple per i verricelli, tramite sistemi meccanici o idraulici. Tratterò in dettaglio i progetti a velocità multiple più avanti in questo articolo, ma il punto chiave è che il compromesso è risolvibile attraverso la progettazione del sistema, non ignorandolo.

Per una specifica pratica, consiglio di determinare i requisiti di picco per entrambi i parametri e quindi decidere quale sia più critico per le vostre operazioni. I rimorchiatori portuali e le navi offshore in genere danno priorità a un'elevata forza di trazione (15-25 tonnellate) con una velocità di ormeggio moderata (0-15 m/min). Le navi mercantili che privilegiano una rapida gestione delle cime di ormeggio potrebbero accettare 10-15 tonnellate a 15-25 m/min. Non esiste una risposta universale: la specifica corretta dipende interamente dal vostro profilo operativo.

Un ultimo punto su questo compromesso, spesso trascurato: il diametro della fune è di fondamentale importanza. Una fune più grande implica un diametro di avvolgimento maggiore sul verricello, che a velocità di rotazione costante si traduce in una maggiore velocità della fune (poiché velocità = π × diametro × giri al minuto). Tuttavia, una fune più grande implica anche maggiori forze di attrito nell'avvolgimento, il che aumenta la forza di tenuta effettiva. Questa interazione significa che specificare le dimensioni previste della fune prima di selezionare un verricello è essenziale: non è possibile specificare con precisione un verricello senza sapere quale diametro di fune dovrà gestire.

4. Effetto del tipo di fune: perché il filo d'acciaio, l'HMPE e il nylon richiedono configurazioni di verricello diverse

Nella mia esperienza, il parametro più trascurato nella scelta di un verricello è la compatibilità con le cime. Non riesco a contare le volte in cui ho visto un verricello specificato per "operazioni di ormeggio" senza alcuna considerazione sui tipi di cime che sarebbero stati utilizzati. Il risultato è una prestazione scadente, un'usura accelerata o entrambe le cose. Permettetemi di spiegare perché la scelta delle cime è importante e come i diversi tipi di cime richiedano diverse configurazioni di verricello.

Come ho accennato nella sezione sull'attrito, i diversi materiali delle corde hanno coefficienti di attrito notevolmente diversi sulle superfici in acciaio. Ma l'attrito è solo l'inizio.flessibilità, resistenza all'abrasione, comportamento strisciante, Eforza di rotturaI diversi tipi di fune interagiscono tutti con il design del verricello in modi complessi.

fune in filo d'acciaioRimane la scelta tradizionale per gli ormeggi pesanti, e per una buona ragione. Offre il più alto rapporto tra resistenza alla rottura e diametro, un'eccellente resistenza all'abrasione, un minimo creep (allungamento sotto carico) e un comportamento di attrito prevedibile. Per le applicazioni con verricello, il cavo d'acciaio ha anche il vantaggio di essere facile da pulire e manutenere: una spazzola metallica e una lubrificazione occasionale possono ripristinare le prestazioni di attrito. La specifica tipica per gli ormeggi con cavo d'acciaio è una fune conforme alla norma ISO 17325 con una forza di rottura minima corrispondente alla massima trazione della cima del verricello, in genere con un fattore di sicurezza di 5:1 o superiore.

Lo svantaggio del filo d'acciaio è il peso e la movimentazione. Una fune in filo d'acciaio da 24 mm è pesante e richiede un'attenta manipolazione per evitare infortuni. Ancora più importante, il filo d'acciaio è soggetto a corrosione e richiede ispezioni periodiche per individuare eventuali rotture. Quando utilizzato sui verricelli, il filo d'acciaio richiede tamburi puliti e scanalati per prevenire danni al filo e garantire una distribuzione uniforme dell'avvolgimento. Abbiamo riscontrato un significativo degrado delle prestazioni quando il filo d'acciaio viene utilizzato su tamburi di verricello usurati o scanalati a causa della distribuzione non uniforme del carico.

HMPE (polietilene ad alto modulo)La fune, comunemente nota con il marchio Dyneema, ha rivoluzionato i sistemi di ormeggio sintetici negli ultimi anni. Offre circa 1/8 del peso del cavo d'acciaio a parità di resistenza, un'eccellente resistenza alla fatica e una buona resistenza all'abrasione. Per le applicazioni con verricello, i vantaggi dell'HMPE includono la facilità di manipolazione e la riduzione dei carichi sulle attrezzature di coperta.

La sfida con HMPE sui cabesta è il coefficiente di attrito inferiore e un fenomeno chiamatostrisciamentoA carico costante nel tempo, l'HMPE si allunga gradualmente (deformazione viscosa), il che può portare a una "perdita" di tensione nelle cime di ormeggio durante ormeggi prolungati. Il coefficiente di attrito inferiore (tipicamente μ = 0,10-0,12 rispetto allo 0,15 del filo d'acciaio) implica che i verricelli dimensionati per l'uso con HMPE spesso devono essere di una taglia più grande rispetto alle equivalenti applicazioni con filo d'acciaio per ottenere la stessa forza di tenuta. Alcuni operatori risolvono questo problema mediante avvolgimenti a "otto" o aggiungendo avvolgimenti aggiuntivi (ulteriori avvolgimenti sul lato di uscita) per aumentare l'angolo di avvolgimento effettivo.

Secondo le linee guida tecniche di DSM sulle funi in Dyneema, la configurazione raccomandata per l'uso con verricello include dispositivi di tensionamento per mantenere la tensione della fune e compensare l'allungamento elastico iniziale e lo scorrimento viscoso. In genere, raccomandiamo agli operatori che utilizzano funi in HMPE di aggiungere il 15-20% alla capacità di carico del verricello calcolata per tenere conto della ridotta resistenza all'attrito.

Nylon e poliestereLe corde hanno caratteristiche proprie. Il nylon offre un eccellente assorbimento di energia (fondamentale per i carichi di impigliamento e l'azione delle onde) e una buona presa sui verricelli, ma soffre di un significativo scorrimento viscoso e assorbimento d'acqua. Il poliestere offre una via di mezzo: migliore resistenza allo scorrimento viscoso rispetto al nylon, migliore resistenza ai raggi UV rispetto all'HMPE e buone proprietà di attrito, ma con un peso maggiore rispetto a entrambe le alternative.

Per una specifica pratica, consiglio il seguente approccio:

1. Determina il tipo di cima principale in base alle operazioni della nave
2. Utilizzare il coefficiente di attrito appropriato nei calcoli dell'equazione di Eulero.
3. Nella specifica è necessario tenere conto di eventuali tipi di fune secondarie.
4. Assicurarsi che la finitura superficiale del tamburo del verricello sia adeguata (liscia per il filo d'acciaio, scanalata per la fune sintetica).
5. Valutare se il verricello dovrà gestire diversi tipi di fune (comune nelle operazioni navali).

Ho constatato che un verricello ben progettato dovrebbe essere in grado di gestire almeno due diversi tipi di fune senza un significativo degrado delle prestazioni. Questa flessibilità è particolarmente preziosa per le navi che operano in porti diversi o con requisiti di noleggio variabili.

5. Progettazione del cabestano a velocità multiple: come i sistemi moderni ottimizzano entrambi i parametri

Quando ho iniziato a lavorare in questo settore, i verricelli erano essenzialmente dispositivi a velocità fissa. Si otteneva la potenza erogata dal motore e dal sistema idraulico, e basta. I moderni sistemi idraulici hanno completamente cambiato le cose, e il compromesso tra forza di trazione e velocità della fune che ho descritto nella Sezione 3 è ora risolvibile attraverso diversi approcci progettuali.

La configurazione a più velocità più comune utilizza unpompa idraulica a cilindrata variabileabbinato a un motore a cilindrata fissa. Variando la cilindrata della pompa (essenzialmente la quantità di fluido idraulico che sposta per giro), il sistema può variare la velocità del motore indipendentemente dalla sua coppia e, di conseguenza, indipendentemente dalla forza di trazione. A bassa cilindrata, la pompa sposta meno fluido per giro, consentendo velocità del motore più elevate e quindi velocità di trazione maggiori, ma con una coppia disponibile inferiore. Ad alta cilindrata, la pompa sposta più fluido, generando una coppia maggiore (e quindi una maggiore forza di trazione) ma a velocità inferiore.

Questo sistema è controllato tramite l'elettronica del sistema idraulico dell'imbarcazione e i moderni sistemi di controllo integrati consentono configurazioni di velocità/forza preimpostate per diverse modalità operative. Ho visto sistemi con 3, 5 e persino 7 impostazioni di velocità distinte, sebbene 3 sia la più comune per le operazioni di ormeggio.

La configurazione in genere si presenta così:

1. Bassa velocità (modalità tensionamento): Massima trazione della fune, velocità minima della fune - per la tensione finale e il mantenimento
2. Velocità media (modalità di lavoro)Bilanciamento tra trazione e velocità della cima - per operazioni di ormeggio generali
3. Alta velocità (modalità di corsa): Riduzione della trazione della cima, velocità massima della cima - per lo svolgimento delle cime durante l'avvicinamento

Ad esempio, la nostra configurazione multivelocità IYPJ-20 con motore da 55 kW eroga circa 25 tonnellate a 2-3 m/min a bassa velocità, 18 tonnellate a 8-10 m/min a velocità media e 10 tonnellate a 20-25 m/min ad alta velocità. Questa flessibilità consente a un'unica apparecchiatura di gestire l'intera gamma di operazioni di ormeggio senza compromessi.

Un secondo approccio utilizzaconfigurazioni a doppio motoredove due motori idraulici indipendenti azionano il tamburo del verricello. Un motore è dimensionato per operazioni ad alta coppia, mentre il secondo aggiunge capacità di velocità per la modalità di funzionamento. I motori possono essere azionati indipendentemente o contemporaneamente, fornendo tre distinte configurazioni operative senza la complessità delle pompe a cilindrata variabile.

Abbiamo installato diversi sistemi a doppio motore su navi di supporto offshore e il riscontro operativo è stato positivo. I comandanti riferiscono che la possibilità di passare dalla modalità ad alta trazione a quella ad alta velocità senza attese o compromessi ha migliorato significativamente la sicurezza e l'efficienza delle operazioni di ormeggio.

Un terzo approccio, meno comune, utilizza la trasmissione meccanica, essenzialmente un riduttore che fornisce diversi rapporti di trasmissione tra il motore e il tamburo del verricello. Sebbene più semplici delle soluzioni idrauliche, le trasmissioni meccaniche sono meno adatte alle elevate coppie di spunto richieste dal funzionamento del verricello e sono in gran parte cadute in disuso nelle applicazioni marine.

Bisogna inoltre considerare il fattore umano. I sistemi a velocità variabile richiedono una formazione specifica per l'operatore per essere utilizzati efficacemente. Ho visto casi in cui gli operatori non comprendevano il sistema o utilizzavano esclusivamente una sola modalità, vanificandone lo scopo. Quando si specificano cabesta a velocità variabile, consiglio sempre di includere il manuale di formazione e di funzionamento nella documentazione tecnica.

Per la maggior parte delle operazioni, ritengo che un semplice sistema a 2-3 velocità sia ottimale. Un maggior numero di impostazioni di velocità aggiunge complessità senza un corrispondente beneficio operativo, e il costo aggiuntivo di sistemi di controllo più sofisticati è spesso difficile da giustificare. La chiave è adattare i profili di velocità/forza alle specifiche esigenze operative, non ai valori massimi teorici.

6. Corrispondenza degli scenari di ormeggio: come specificare un verricello per il proprio tipo di imbarcazione

Dopo tutta questa teoria, passiamo alla pratica. Come si sceglie un verricello per la propria imbarcazione? La chiave è abbinare le capacità del verricello al profilo di ormeggio specifico, e questo inizia con la comprensione di ciò di cui l'imbarcazione ha effettivamente bisogno.

Permettetemi di illustrarvi le tipologie di imbarcazioni con cui ho lavorato più frequentemente e le specifiche che si sono rivelate più adatte.

navi offshoreLe navi di supporto alle piattaforme (PSV), le navi per la movimentazione di ancore e le navi per costruzioni offshore operano tipicamente in luoghi esposti con forte moto ondoso e correnti intense. Il loro profilo di ormeggio richiede un'elevata forza di tenuta per mantenere la posizione contro le forze ambientali, combinata con una velocità di cima moderata per le operazioni di posizionamento. Per una PSV tipica di 80 metri, raccomando una capacità di tiro del verricello di 15-25 tonnellate a una velocità di cima di 0-15 m/min. L'elevato requisito di tenuta è in genere il fattore dominante in queste specifiche e la capacità di funzionamento a velocità multiple è estremamente vantaggiosa.

Rimorchiatori portualipresentano un profilo diverso. Queste imbarcazioni devono gestire cime di ormeggio pesanti per l'assistenza alle imbarcazioni, spesso richiedendo la massima forza di trazione alla minima velocità. Ma hanno anche bisogno di una rapida gestione delle cime per le proprie operazioni di ormeggio. Per un rimorchiatore portuale di 35-45 metri, in genere consiglio una forza di trazione di 20-40 tonnellate a 0-12 m/min, con il requisito di forza di trazione più elevato che riflette i pesanti carichi di rimorchio che queste imbarcazioni gestiscono. Una capacità minima di 3 avvolgimenti è essenziale per queste applicazioni.

navi mercantiliLe navi mercantili, petroliere e portarinfuse hanno in genere le esigenze più semplici, principalmente per la gestione delle cime durante le operazioni di carico e scarico. Un verricello da 10-20 tonnellate con una velocità di fune di 0-20 m/min è sufficiente per la maggior parte delle esigenze, con una velocità di fune più elevata indicata per la necessità di gestire rapidamente più cime di ormeggio durante le operazioni portuali. Per le VLCC e le grandi petroliere, consiglio la parte superiore di questo intervallo a causa delle cime di ormeggio più pesanti necessarie.

navi della Marinahanno requisiti specifici che spesso includono la capacità di sopportare carichi d'urto e la ridondanza. Le specifiche militari (come la serie STANAG della NATO) spesso richiedono capacità minime e protocolli di prova specifici. Ho riscontrato che la maggior parte delle applicazioni navali rientra nell'intervallo 15-25 tonnellate a 0-15 m/min, ma con requisiti aggiuntivi per cicli rapidi e resistenza alla corrosione che influenzano la scelta dei materiali.

Ecco una pratica lista di controllo delle specifiche che utilizzo nel mio lavoro:

Lista di controllo delle specifiche

Infine, vorrei sottolineare un aspetto che avrei voluto comprendere prima nella mia carriera: il valore della consulenza. Ogni operazione navale è unica e le linee guida generali possono essere utili solo fino a un certo punto. La scheda tecnica di un ente di classificazione indica i requisiti minimi, ma non specifica cosa sia ottimale per la vostra operazione specifica. Consiglio vivamente di discutere le vostre esigenze con produttori di verricelli o ingegneri navali esperti che abbiano lavorato con imbarcazioni simili. Investire in specifiche adeguate ripaga con attrezzature che soddisfano effettivamente le vostre esigenze operative.

Domande frequenti

D: Un verricello a cabestano può sostituire completamente un verricello a tamburo?

A: No, i verricelli a tamburo e i verricelli a verricello svolgono funzioni primarie diverse. I verricelli a tamburo sono ideali per tendere e gestire le cime, mentre i verricelli a tamburo sono più adatti per immagazzinare le cime in eccesso e fornire punti di ancoraggio fissi. La maggior parte delle imbarcazioni da ormeggio professionali li possiede entrambi. Un verricello a tamburo può gestire la maggior parte delle operazioni di ormeggio, ma un verricello a tamburo è necessario per immagazzinare la cima in eccesso e fornire i collegamenti di estremità.

D: Quanti avvolgimenti devo usare sul mio verricello?

A: Utilizza il numero minimo di avvolgimenti per ottenere la forza di tenuta richiesta. Un maggior numero di avvolgimenti aumenta la forza di tenuta, ma aumenta anche il rischio di attorcigliamento della corda (in cui la corda si avvolge su se stessa) e rende più complessa la gestione della cima. Consiglio 3 avvolgimenti come punto di partenza standard, aggiungendone altri solo quando è necessaria una maggiore forza di tenuta.

D: In che modo il diametro della fune influisce sulle prestazioni del verricello?

A: Una fune di diametro maggiore aumenta il raggio di avvolgimento effettivo, il che, a parità di giri del motore, incrementa la velocità di fune. Tuttavia, una fune di diametro maggiore aumenta anche le forze di attrito e può richiedere un numero proporzionalmente maggiore di avvolgimenti per ottenere una forza di tenuta equivalente. Assicurati sempre che le specifiche del verricello corrispondano al diametro della fune di esercizio previsto.

D: Qual è la differenza tra un verricello e un argano?

A: Un verricello utilizza un meccanismo a catena per agganciare la catena dell'ancora, mentre un argano utilizza l'attrito per agganciare la cima. I verricelli sono progettati specificamente per la gestione delle ancore, mentre gli argani sono ottimizzati per le operazioni di ormeggio. Esistono anche unità combinate, ma in genere sono meno performanti rispetto alle attrezzature dedicate.

D: Con quale frequenza devo ispezionare il mio verricello?

A: Raccomando un'ispezione visiva prima di ogni operazione importante e un'ispezione dettagliata mensile. Prestare particolare attenzione alle condizioni della superficie del tamburo, all'integrità del sistema idraulico e alle condizioni dei cuscinetti. Per le imbarcazioni in servizio regolare, si raccomanda una revisione annuale da parte di tecnici qualificati.

Questo articolo è fornito da Yining Hydraulic, azienda leader nella produzione di attrezzature idrauliche per l'ormeggio. Per le specifiche tecniche dei nostri verricelli della serie IYPJ o dei verricelli della serie IYJ, visitare il sito web.ini-hydraulic.comoppure contatta il nostro team tecnico.

1. | Sito web aziendale*

Riferimenti e standard esterni

1. ISO 17325 — Navi e tecnologia marittima — Verricelli di ormeggio(rel="nofollow") — Norma internazionale per la progettazione, il collaudo e la verifica delle prestazioni dei verricelli di ormeggio.
2. PIANC — Linee guida per le attrezzature di ormeggio(rel="nofollow") — Linee guida dell'associazione di navigazione marittima per la selezione del verricello a cabestano e l'analisi dell'ormeggio.
3. Dati tecnici della corda in polietilene ad alto modulo (HMPE) DSM Dyneema.(rel="nofollow") — Riferimento per i coefficienti di attrito e le proprietà di allungamento delle funi in HMPE per la progettazione di verricelli.
4. WireCo WorldGroup — Manuale tecnico sulle funi in acciaio(rel="nofollow") — Riferimento di settore per la costruzione di funi in acciaio, il raggio di curvatura minimo e i requisiti relativi al diametro del tamburo del verricello.
5. ScienceDirect — Progettazione di sistemi di ormeggio per navi e strutture offshore(rel="nofollow") — Riferimento accademico che illustra la metodologia di calcolo della trazione della cima del verricello a cabestano per vari tipi di imbarcazioni.
6. ResearchGate — Meccanica dell'attrito nella progettazione di verricelli a cabestano(rel="nofollow") — Studio sottoposto a revisione paritaria sull'applicazione dell'equazione di Eulero al verricello di ormeggio moderno.
7. DNV — Regole per la classificazione delle navi(rel="nofollow") — Requisiti della società di classificazione per le attrezzature di ormeggio, inclusa la certificazione della forza di tenuta del verricello a cabestano.
8. Bureau Veritas — Norme per le attrezzature di ormeggio(rel="nofollow") — Requisiti dell'organismo di classificazione per la prova dei freni degli argani a cabestano e dei sistemi di movimentazione delle funi.
9. ISO 4565 — Imbarcazioni di piccole dimensioni — Salpa ancora(rel="nofollow") — Norma di riferimento per la progettazione di verricelli a cabestano utilizzati in applicazioni di ancoraggio e ormeggio.
10. ABS — Norme per la costruzione e la classificazione delle navi in ​​acciaio(rel="nofollow") — Requisiti di classificazione per la progettazione di verricelli e cabestani di ormeggio su navi classificate ABS.

Collegamenti interni

1. Argano idraulico serie IYPJ — Yining Hydraulic
2. Verricello idraulico IYJ — Yining Hydraulic
3. Verricello per ancora serie IYM - Yining idraulico
4. Prodotti per motori idraulici — Yining Hydraulic
5. Prodotti per riduttori epicicloidali — Yining Hydraulic