Cẩu bờ cảng hay cẩu STS (Ship to shore) là gì?

Cần cẩu Ship-to-Shore (STS) là một thiết bị chuyên dụng cỡ lớn được sử dụng trong hoạt động cảng để bốc dỡ container, hàng hóa từ tàu lên bến cảng và ngược lại. Những cần cẩu này thường được tìm thấy tại các bến cảng container và đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả của các cảng.

Loại cẩu bờ STS này thường được bố trí để chạy trên đường ray, di chuyển dọc theo chiều dài của bến tàu để tiếp cận các vị trí khai thác hàng khác nhau. Với sự nâng cấp liên tục, hiện nay chúng có khả năng xử lý nhiều loại container khác nhau. Chúng có thể chụp từng container 45 feets, 40 feets, 20 feets hoặc chụp cả 2 container 20 feets cùng lúc…khiến cẩu STS không thể thiếu trong quá trình khai thác cảng.

Hệ thống khung chính của cẩu bờ – cẩu STS

Khung cẩu bờ – cẩu STS gồm 4 chân dẫn động trên 2 ray bố trí dọc cầu cảng. Điều đặc trưng của khung cẩu STS là phải đảm bảo được khả năng chịu tải lớn, phân bố tải liên tục thay đổi và không đồng đều khi cẩu khai thác hàng.

Điều này dẫn đến yêu cầu phải thiết kế, bố trí làm sao để cẩu có vừa đảm bảo được trọng tâm luôn nằm trong vùng an toàn khi cẩu vươn khung chụp hết tầm khi khai thác mà các chi tiết cơ khí phân bố trên khung cẩu vẫn phải vận hành hài hòa, hiệu quả và nhanh chóng.

Hệ thống dầm bờ, dầm biển của cẩu bờ – cẩu STS

Để cẩu có thể lấy hàng từ boong tàu đưa vào bờ và ngược lại thì không thể thiếu được hệ thống dầm bờ – dầm biển và phần dầm bờ là phần dầm nằm trong khu vực bờ và dầm biển là phẩn nằm ngoài khu vực bờ (khu vực biển).

Lý do cho việc tách thành 2 phần là để đảm bảo an toàn khi tàu tiếp cận cầu cảng, bằng cách phần dầm biển có thể được nâng lên, gấp gọn vào trong để tránh va chạm đáng tiếc với tàu.

Đồng thời có một lợi điểm nữa của việc gập dầm biển lên là để kéo dài tuổi thọ cho chính dầm biển, với tầm với từ bờ ra biển từ 40 đến 70 m việc không gập dầm biển lên sẽ duy trì moment rất lớn lên thân dầm về lâu về dài sẽ ảnh hưởng xấu đến kết cấu thép.

Hệ thống khung chữ A của cẩu bờ STS

Hệ thống khung chữ A là kết cấu thép nhằ  m phân bổ tải cho dầm biển, nó là phần nhô lên cao nhất của phần trụ chân chính với nhiều kết cấu thép vươn ra kết nối với dầm bờ và dầm biển, mô phỏng kết cấu chịu lực của cầu dây văng.

Hệ thống xe rùa

Nguyên lý làm việc của cần cẩu STS bao gồm sự kết hợp chặt chẽ giữa hệ thống cơ và điện. Cẩu bờ (STS) sẽ có một xe rùa có thể chạy dọc theo đường ray được bố trí trên dầm bờ và dầm biển, hệ thống xe rùa này dùng để di chuyển khung chụp vươn ra xa hoặc thu lại gần để chuyển container từ bờ ra tàu và ngược lại.

Hệ thống khung chụp

Khung chụp được kết nối với xe rùa, giúp khung chụp có thể di chuyển tự do dọc theo hệ thống dầm nhằm chuyển container từ tàu vào bờ và ngược lại, đồng thời khung chụp được kết nối tiếp với hệ tời để có thể nâng – hạ container.

Khung chụp hiện nay được thiết kế tương đối hiện đại nhằm tăng năng suất làm hàng nhưng phổ biến nhất là khả năng thu hạ khung để chụp được nhiều loại loại container khác nhau hơn và cơ cấu để chụp được 2 container 20ft cùng lúc, kèm đó là chân vịt để điều hướng khung chụp, và hệ thống xoay khung chụp, giúp chụp container trong trường hợp container hoặc tàu không song song với cầu cảng.

Hệ thống dây cáp của cẩu

Dây cáp này kết nối với khung chụp với tác dụng là nâng – hạ khung chụp, hoặc hỗ trợ khung chụp có thể xoay một góc nhất định, thường với max là 15 độ. Hệ thống dây cáp kết nối với 4 góc của khung chụp giúp phân bố tải trọng và tăng sự ổn định cho khung khi khai thác hàng

Cáp nguồn và hệ thống điện

Cẩu STS muốn hoạt động thì cần có năng lượng, năng lượng cẩu STS sử dụng là điện năng được cung cấp thông qua cáp nguồn kết nối với hệ thống điện 3 pha của Cảng hoặc sử dụng máy phát điện chạy bằng động cơ diesel đặt trên cẩu nhằm đảm bảo cẩu vẫn có thể vận hành khi có sự cố về điện ở Cảng xảy ra.

Thông thường nguồn cấp điện cho cẩu bờ – cẩu STS sử dụng điện trung thế từ 10kV đến 22kV cấp trực tiếp từ cầu cảng sau đó được biến thế để phục vụ vấn hành các trang thiết bị trên cẩu. Nguyên nhân cho việc sử dụng điện trung thế là để giảm kích thước dây cáp điện và đảm bảo an toàn khi vận hành.

Hệ thống cáp nguồn được đặt trong máng thép chạy dọc theo ray của cẩu STS, khi cẩu di chuyển sẽ có những cảm biến để bắt được độ căng – trùng của cáp và hướng di chuyển của cẩu để điều khiển động cơ cuốn tang cáp nhằm thu hoặc thả cáp nguồn, tránh cáp nguồn xổ tự do gây mất an toàn hoặc quá căng dẫn đến đứt.

Ngoài ra cẩu còn được trang bị nhiều loại cảm biển, camera… Để hỗ trợ người lái cẩu vận hành được dễ dàng, an toàn và chính xác khi làm hàng.