Cẩu gầu ngoạm – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và hiệu suất khai thác hàng rời

Cẩu chân đế gầu ngoạm

Cẩu gầu ngoạm cho khai thác cảng biển là giải pháp tối ưu cho việc bốc dỡ vật liệu rời, đối mặt với thách thức về hiệu suất thấp và chi phí vận hành cao khi sử dụng các giải pháp thông thường hoặc thiết bị lạc hậu. VINALIFT tự hào là chuyên gia hàng đầu, cung cấp các loại cẩu gầu ngoạm chất lượng cao, đảm bảo hiệu suất khai thác vượt trội và tiết kiệm chi phí vận hành.

Cẩu Gầu Ngoạm Là Gì? Phân Loại và Cấu Tạo Chi Tiết

Cẩu gầu ngoạm, hay còn gọi là cẩu chân đế mang gầu ngoạm, cần trục gầu ngoạm, là một loại thiết bị nâng hạ chuyên dụng được thiết kế để bốc dỡ các loại vật liệu rời như cát, đá, than, quặng, ngũ cốc, dăm gỗ, và phế liệu tại các cảng biển. Với khả năng hoạt động linh hoạt và hiệu suất cao, cẩu gầu ngoạm đóng vai trò then chốt trong các ngành công nghiệp nặng, cảng biển, nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng và nhà máy nhiệt điện.

Định Nghĩa và Nguyên Lý Hoạt Động của Gầu Ngoạm

Cẩu gầu ngoạm là sự kết hợp giữa một cơ cấu nâng (cầu trục, cổng trục, cần trục chân đế, cẩu chân đế) và một bộ phận kẹp gọi là gầu ngoạm. Gầu ngoạm hoạt động dựa trên nguyên lý cơ khí thủy lực hoặc điện thủy lực, sử dụng các hàm kẹp để đóng/mở và giữ chặt vật liệu.

Cẩu gầu ngoạm thiết bị nâng hạ chuyên dụng
Cẩu gầu ngoạm thiết bị nâng hạ chuyên dụng
  • Cấu tạo cơ bản: Một hệ thống cẩu gầu ngoạm bao gồm cần cẩu (boom), hệ thống tời nâng hạ, hệ thống di chuyển (nếu có), buồng điều khiển và đặc biệt là gầu ngoạm.
  • Nguyên lý làm việc: Khi gầu hạ xuống vị trí cần bốc dỡ, các hàm gầu sẽ mở ra. Sau đó, hệ thống xi lanh thủy lực hoặc tời sẽ kéo các hàm gầu đóng lại, kẹp chặt vật liệu. Gầu chứa vật liệu sẽ được nâng lên và di chuyển đến vị trí xả. Quá trình này diễn ra liên tục, đảm bảo năng suất cao.

Dữ liệu đo đạc thực tế tại xưởng chế tạo và lắp đặt của VINALIFT cho thấy, một chu kỳ nâng hạ của cẩu gầu ngoạm trung bình mất từ 45 đến 90 giây tùy thuộc vào tải trọng và quãng đường di chuyển, cho phép bốc dỡ hàng trăm tấn vật liệu mỗi giờ.

Các Loại Gầu Ngoạm Phổ Biến và Ứng Dụng Chuyên Biệt

Việc lựa chọn loại gầu ngoạm phù hợp là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác và tuổi thọ thiết bị. Có nhiều loại gầu ngoạm khác nhau, được phân loại chủ yếu dựa trên cấu tạo và loại vật liệu mà chúng xử lý:

Cẩu gầu ngoạm đang bốc dỡ than tại một cảng biển lớn
Cẩu gầu ngoạm đang bốc dỡ than tại một cảng biển lớn
  • Gầu ngoạm hai dây (Two-rope grab): Đây là loại phổ biến nhất, sử dụng hai bộ cáp: một để nâng/hạ và một để đóng/mở gầu. Thích hợp cho các loại cẩu có nhiều tời. Đây là loại gầu ngoạm cơ khí
  • Gầu ngoạm bốn dây (Four-rope grab): Tương tự loại hai dây nhưng có thêm hai cáp nữa để tăng độ ổn định và khả năng kẹp chặt, thường dùng cho tải trọng lớn và vật liệu khó bốc dỡ. Đây là loại gầu ngoạm cơ khí
  • Gầu ngoạm thủy lực (Hydraulic grab): Sử dụng xi lanh thủy lực để đóng/mở gầu, mang lại lực kẹp mạnh mẽ và độ chính xác cao. Thường được trang bị trên các loại cẩu chân đế gầu ngoạm hoặc máy xúc có gắn gầu ngoạm. 
  • Gầu ngoạm điện thủy lực (Electro-hydraulic grab): Kết hợp ưu điểm của cả hệ thống điện và thủy lực, cho phép điều khiển linh hoạt và hiệu quả năng lượng. Rất phổ biến trên cẩu Liebherr CBG 300, cẩu Liebherr CBG 360, cẩu chân đế LLC, Cẩu GTSU và các loại cẩu cảng hiện đại khác.
  • Gầu ngoạm cánh sen (Orange peel grab): Với nhiều hàm kẹp hình cánh sen, loại này lý tưởng để bốc dỡ phế liệu kim loại, đá vụn, và các vật liệu có hình dạng không đều.
  • Gầu ngoạm vuông (Box-type grab): Thiết kế dạng hộp, thường dùng cho than, cát, sỏi, và các vật liệu có tính chất tương tự.

Theo tiêu chuẩn thiết kế cầu trục FEM/ISO và QCVN hiện hành, việc lựa chọn gầu ngoạm phải dựa trên tỉ trọng vật liệu (kg/m³), kích thước hạt, và môi trường làm việc. Ví dụ, than đá có tỉ trọng khoảng 800 – 900kg/m³, yêu cầu gầu có thể tích lớn để đạt hiệu suất cao. Trong khi đó, quặng sắt có tỉ trọng lên đến 3000-4000 kg/m³ sẽ cần gầu có thể tích nhỏ hơn nhưng kết cấu chắc chắn hơn để đảm bảo tải trọng cho phép của cần trục gầu ngoạm.

Một nguyên tắc vàng trong tính toán tải trọng làm việc an toàn là chỉ sử dụng tối đa 80% tải trọng danh định do nhà sản xuất công bố để kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Ứng Dụng Của Cẩu Gầu Ngoạm Trong Công Nghiệp và Khai Thác

Ứng Dụng Của Cẩu Gầu Ngoạm Trong Công Nghiệp
Ứng Dụng Của Cẩu Gầu Ngoạm Trong Công Nghiệp

Cẩu gầu ngoạm là xương sống của nhiều hoạt động công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực vận chuyển và khai thác vật liệu rời. Khả năng bốc dỡ nhanh chóng, hiệu quả đã giúp loại thiết bị này trở thành lựa chọn hàng đầu cho các doanh nghiệp tìm kiếm giải pháp nâng hạ tối ưu.

Ứng Dụng Trong Cảng Biển và Logistics

Tại các cảng biển lớn, cẩu gầu ngoạm là thiết bị không thể thiếu để bốc dỡ hàng hóa rời từ tàu xuống bãi hoặc ngược lại.

  • Bốc dỡ than, quặng: Các loại cẩu chân đế gầu ngoạm với tải trọng lên đến 50 tấn và tầm với 40-50m có thể bốc dỡ hàng ngàn tấn than hoặc quặng mỗi giờ, rút ngắn đáng kể thời gian neo đậu tàu. Ví dụ, một cẩu Liebherr CBG 310 có công suất bốc dỡ than trung bình 750-800 tấn/giờ.
  • Vật liệu xây dựng: Cát, sỏi, xi măng rời được bốc dỡ hiệu quả bởi cẩu gầu ngoạm, đảm bảo nguồn cung liên tục cho các công trình xây dựng.
  • Nông sản và thức ăn chăn nuôi: Các loại ngũ cốc, bột mì, hạt đậu cũng được vận chuyển bằng gầu ngoạm chuyên dụng, đảm bảo vệ sinh và hạn chế thất thoát.

Theo báo cáo của Cục Hàng hải Việt Nam năm 2023, lượng hàng rời thông qua các cảng biển tăng trưởng 12% so với năm trước, cho thấy nhu cầu về cẩu gầu ngoạm và các thiết bị bốc dỡ chuyên dụng ngày càng cao.

Ứng Dụng Trong Nhà Máy Sản Xuất và Khai Thác

Không chỉ ở cảng, cẩu gầu ngoạm còn là công cụ đắc lực trong các nhà máy và khu khai thác.

  • Nhà máy nhiệt điện: Dùng để bốc dỡ và vận chuyển than từ bãi chứa vào lò đốt. Công suất khai thác than cẩu chân đế tại các nhà máy nhiệt điện lớn có thể đạt 500-1500 tấn/giờ, đảm bảo hoạt động liên tục của nhà máy.
  • Nhà máy xi măng: Bốc dỡ clinker, đá vôi và các nguyên liệu khác.
  • Nhà máy thép và tái chế phế liệu: Gầu ngoạm cánh sen đặc biệt hiệu quả trong việc xử lý phế liệu kim loại, nâng cao năng suất tái chế.
  • Khai thác mỏ: Một số loại cẩu gầu ngoạm cỡ lớn được sử dụng trực tiếp tại mỏ để bốc dỡ quặng, đất đá, tối ưu hóa quy trình khai thác.

Các doanh nghiệp có quy trình sản xuất liên tục như vậy cần một đơn vị cung cấp, lắp đặt có quy trình rõ ràng, tư vấn minh bạch, cam kết tiến độ và hỗ trợ kỹ thuật lâu dài. VINALIFT luôn đặt yếu tố an toàn và hiệu suất lên hàng đầu trong mỗi dự án.

Hiệu Suất Khai Thác và Tối Ưu Hóa Chi Phí Vận Hành Cẩu Gầu Ngoạm

Hiệu suất khai thác của cẩu gầu ngoạm không chỉ đo bằng lượng vật liệu bốc dỡ được trong một giờ mà còn bao gồm các yếu tố như chi phí vận hành, bảo trì, và tuổi thọ thiết bị. Việc tối ưu hóa các yếu tố này giúp doanh nghiệp đạt được lợi nhuận cao nhất từ khoản đầu tư của mình.

Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Hiệu Suất Khai Thác

Tối Ưu Hóa Chi Phí Vận Hành Cẩu Gầu Ngoạm
Tối Ưu Hóa Chi Phí Vận Hành Cẩu Gầu Ngoạm

Để đánh giá đúng hiệu suất của cẩu gầu ngoạm, cần xem xét các thông số kỹ thuật và điều kiện vận hành:

  • Tải trọng định mức và thể tích gầu: Một gầu ngoạm có thể tích 10m³ có thể bốc dỡ 8-10 tấn than mỗi chu kỳ. Nếu gầu chỉ được sử dụng với 60% thể tích, hiệu suất sẽ giảm đáng kể. VINALIFT khuyến nghị lựa chọn gầu có thể tích phù hợp với tỉ trọng vật liệu và tải trọng làm việc an toàn của cẩu.
  • Tốc độ nâng hạ và di chuyển: Các loại cẩu hiện đại như cẩu Liebherr CBG 360 có tốc độ nâng hạ lên đến 120 m/phút và tốc độ di chuyển ngang 150 m/phút, giúp giảm thời gian chu kỳ làm việc. Với động cơ mạnh mẽ từ 250kw đến 500kW, chúng đảm bảo hoạt động liên tục.
  • Chu kỳ làm việc (Duty Cycle): Tùy thuộc vào thiết kế (ví dụ: FEM A5/M5 cho tải trung bình, A7/M7 cho tải nặng), chu kỳ làm việc ảnh hưởng đến khả năng hoạt động liên tục và tuổi thọ của động cơ, hộp số, và các bộ phận cơ khí.
  • Kỹ năng người vận hành: Một người vận hành có kinh nghiệm có thể tối ưu hóa từng chu kỳ bốc dỡ, giảm thời gian chết và tăng năng suất lên đến 15-20%.
  • Điều kiện môi trường: Gió, mưa, bụi bẩn có thể ảnh hưởng đến tốc độ và an toàn vận hành. Thiết bị của VINALIFT được chế tạo từ thép kết cấu chuẩn SS400/Q345B, có khả năng chống ăn mòn và chịu lực tốt trong môi trường khắc nghiệt.

Dữ liệu đo đạc thực tế tại xưởng chế tạo và lắp đặt của VINALIFT cho thấy, một cẩu chân đế gầu ngoạm 20 tấn có thể đạt năng suất bốc dỡ 300 – 400 tấn/giờ đối với cát, sỏi, và 200 – 300 tấn/giờ đối với than, quặng với điều kiện vận hành tối ưu.

Phân Tích Chi Phí Tổng Thể (TCO) và Chiến Lược Bảo Trì

Để tránh nỗi lo đầu tư phải hệ thống kém chất lượng, nhanh xuống cấp, dễ hỏng, dừng máy gây gián đoạn sản xuất, doanh nghiệp cần tính toán TCO một cách toàn diện.

  • Chi phí đầu tư ban đầu: Bao gồm giá mua thiết bị, chi phí vận chuyển, lắp đặt và kiểm định an toàn.
  • Chi phí vận hành: Chủ yếu là điện năng tiêu thụ (hoặc nhiên liệu đối với cẩu diesel), chi phí nhân công vận hành. Một cẩu gầu ngoạm hiện đại có thể thay thế 10-15 lao động bốc xếp thủ công, giảm chi phí nhân công và hạn chế rủi ro tai nạn lao động đáng kể. Với động cơ 300kW, chi phí điện năng tiêu thụ khoảng 810.000 VNĐ/giờ (với giá điện công nghiệp 2.700 VNĐ/kWh), nhưng năng suất mang lại là không thể so sánh.
  • Chi phí bảo trì và thay thế phụ tùng: Gầu ngoạm là bộ phận chịu mài mòn cao nhất. Các bộ phận như răng gầu, lưỡi cắt, chốt gầu cần được kiểm tra và thay thế định kỳ. Chi phí này có thể chiếm 2-3% TCO hàng năm. VINALIFT cam kết cung cấp phụ tùng chính hãng và dịch vụ bảo trì chuyên nghiệp.
  • Chi phí dừng máy: Dừng máy đột ngột do hỏng hóc có thể gây thiệt hại lớn về sản xuất. Các hệ thống điều khiển PLC và cảm biến quá tải 110% trên thiết bị VINALIFT giúp giảm thiểu rủi ro này.

VINALIFT luôn tư vấn khách hàng về cách tính toán chi phí tổng thể (TCO) bao gồm chi phí đầu tư ban đầu, bảo trì, thay thế thiết bị so với vận hành thủ công hoặc thiết bị cũ. Chúng tôi cung cấp các gói bảo dưỡng định kỳ, kiểm tra an toàn theo quy chuẩn quốc gia QCVN 07:2016/BGTVT và tiêu chuẩn quốc tế ISO 9927-1, giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị lên đến 15-20 năm.

Các Tiêu Chuẩn An Toàn và Quy Định Pháp Lý Cho Cẩu Gầu Ngoạm

Quy Định Pháp Lý Cho Cẩu Gầu Ngoạm
Quy Định Pháp Lý Cho Cẩu Gầu Ngoạm

An toàn là yếu tố tối quan trọng trong vận hành thiết bị nâng hạ. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định pháp lý không chỉ bảo vệ người lao động mà còn đảm bảo hoạt động sản xuất không bị gián đoạn.

Tiêu Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Tế và Việt Nam

Mọi thiết bị cẩu gầu ngoạm do VINALIFT cung cấp đều tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt:

  • Tiêu chuẩn FEM (Federation Européenne de la Manutention): Tiêu chuẩn châu Âu về thiết bị nâng hạ, quy định chi tiết về nhóm làm việc (duty group) của cầu trục (M1 đến M8), đảm bảo thiết bị được thiết kế phù hợp với cường độ làm việc.
  • Tiêu chuẩn ISO (International Organization for Standardization): Đặc biệt là ISO 4301 về phân loại cầu trục, ISO 9927 về kiểm tra và bảo dưỡng, và ISO 12480 về an toàn khi vận hành.
  • Quy chuẩn Quốc gia QCVN 07:2016/BLĐTBXH: Quy định về an toàn lao động đối với thiết bị nâng. VINALIFT cam kết các sản phẩm đều có đầy đủ giấy tờ kiểm định và chứng nhận hợp quy.
  • Tiêu chuẩn OSHA (Occupational Safety and Health Administration): Mặc dù là tiêu chuẩn của Mỹ, nhưng các nguyên tắc an toàn của OSHA (ví dụ về khoảng cách an toàn, tải trọng giới hạn) được nhiều quốc gia tham khảo.

Để đảm bảo an toàn tối đa, VINALIFT trang bị cho các cẩu gầu ngoạm hệ thống chống rơi an toàn, cảm biến quá tải 110%, dừng khẩn cấp (Emergency Stop), và các công tắc giới hạn hành trình điện, cơ.

Quy Trình Kiểm Định và Bảo Trì Định Kỳ

Bảo dưỡng cẩu gầu ngoạm
Bảo trì định kì cẩu gầu ngoạm

Việc tuân thủ quy trình kiểm định và bảo trì định kỳ là yếu tố sống còn để duy trì hiệu suất và an toàn cho cẩu gầu ngoạm.

  • Kiểm định ban đầu: Sau khi lắp đặt, cẩu gầu ngoạm phải được kiểm định bởi cơ quan có thẩm quyền theo quy định của QCVN 07:2016/BLĐTBXH. Bao gồm kiểm tra kết cấu, hệ thống điện, thủy lực, cơ cấu an toàn và thử tải tĩnh (125% tải định mức) và thử tải động (110% tải định mức).
  • Kiểm định định kỳ: Thực hiện 12-36 tháng một lần tùy thuộc vào loại thiết bị và cường độ sử dụng.
  • Bảo trì hàng ngày/hàng tuần: Kiểm tra dây cáp, puly, hệ thống phanh, mức dầu thủy lực, các điểm bôi trơn.
  • Bảo trì định kỳ hàng tháng/hàng quý/hàng năm: Kiểm tra sâu hơn về động cơ, hộp số, kết cấu thép, hệ thống điện điều khiển (PLC, biến tần). VINALIFT cung cấp dịch vụ bảo trì trọn gói với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, đảm bảo thiết bị của bạn luôn trong tình trạng tốt nhất.

Việc bảo trì đúng cách có thể giảm 30% chi phí sửa chữa đột xuất và tăng 20% tuổi thọ thiết bị, giúp doanh nghiệp tránh được các rủi ro về pháp lý và an toàn lao động.

Lựa Chọn Giải Pháp Cẩu Gầu Ngoạm Từ VINALIFT

Với vai trò là chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo thiết bị nâng và kết cấu thép phi tiêu chuẩn, VINALIFT cam kết cung cấp các giải pháp cẩu gầu ngoạm tối ưu, đáp ứng mọi yêu cầu khắt khe nhất của khách hàng. Chúng tôi hiểu rõ những “nỗi đau” của doanh nghiệp từ việc lựa chọn sai thiết bị đến chi phí vận hành thiếu minh bạch.

Vì Sao Chọn Cẩu Gầu Ngoạm Của VINALIFT?

VINALIFT không chỉ cung cấp sản phẩm mà còn là đối tác chiến lược, đồng hành cùng doanh nghiệp trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất.

  • Dữ liệu kỹ thuật chính xác và minh bạch: Mọi thông số về tải trọng định mức, tốc độ nâng, tiêu chuẩn ISO/EN, PLC đều được giải thích rõ ràng, đi kèm với dữ liệu đo đạc thực tế tại xưởng chế tạo và lắp đặt của VINALIFT.
  • Thiết kế và chế tạo theo yêu cầu phi tiêu chuẩn: Chúng tôi có khả năng thiết kế và chế tạo các loại cẩu gầu ngoạm phù hợp với điều kiện mặt bằng, loại vật liệu và cường độ làm việc đặc thù của từng dự án.
  • Tối ưu hóa TCO: VINALIFT tư vấn giải pháp giúp doanh nghiệp nắm rõ cách tính toán tổng chi phí sở hữu, từ đầu tư ban đầu đến bảo trì và vận hành dài hạn, đảm bảo quyết định đầu tư hiệu quả nhất.
  • Cam kết chất lượng và an toàn: Sử dụng vật liệu chất lượng cao (thép SS400/Q345B), động cơ từ các thương hiệu uy tín (SEW, ABM, Schneider), cùng hệ thống an toàn đa lớp (chống quá tải, chống rơi, dừng khẩn cấp).
  • Hỗ trợ kỹ thuật 24/7: Đội ngũ kỹ sư chuyên môn cao luôn sẵn sàng hỗ trợ khách hàng từ tư vấn ban đầu, lắp đặt, huấn luyện vận hành đến bảo trì, bảo dưỡng và xử lý sự cố.

Một hệ thống cẩu gầu ngoạm được VINALIFT thiết kế đúng tải trọng, tốc độ nâng phù hợp và tuân thủ tiêu chuẩn an toàn FEM/ISO sẽ giúp doanh nghiệp giảm  chi phí nhân công bốc dỡ, tăng năng suất bốc dỡ hàng hóa lên gấp 2-3 lần so với phương pháp khác, đồng thời giảm thiểu rủi ro tai nạn lao động đến mức thấp nhất.

Giải Pháp Nâng Hạ Toàn Diện – Nền Tảng Cho Sự Phát Triển Bền Vững

Việc lựa chọn đầu tư hoặc thuê thiết bị nâng dựa trên thông số kỹ thuật minh bạch từ một đơn vị có năng lực thiết kế, chế tạo, lắp đặt như VINALIFT là quyết định đầu tư chính xác và bền vững cho hoạt động sản xuất. Hệ thống thiết bị nâng như cẩu gầu ngoạm, cầu trục, hay cổng trục nếu được thiết kế đúng tải trọng, tốc độ nâng phù hợp và tuân thủ tiêu chuẩn an toàn FEM/ISO sẽ giúp doanh nghiệp giảm chi phí nhân công, tăng năng suất bốc dỡ hàng hóa lên gấp nhiều lần so với phương pháp thủ công, đồng thời củng cố uy tín và vị thế của bạn trên thị trường.

Để nhận tư vấn kỹ thuật chi tiết và báo giá chính xác cho nhu cầu của bạn, hãy gọi ngay Hotline: 0393416686. Các chuyên gia của VINALIFT luôn sẵn sàng hỗ trợ!

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

📞 Hotline: 039.341.6686

📧 Email: info@vinalift.vn  / minhhieu@vinalift.vn

Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết, nếu cảm thấy hữu ích hãy share và theo dõi hoạt động sắp tới của chúng tôi trên FACEBOOK hoặc LINKEDIN  YOUTUBE, TIKTOK.