Støtdemping for kraner

Q: Hvordan dimensjonerer man slaglengden til en støtdemper for kraner?

Start med et energioverslag: S ≥ m_eff v_rel² / (2 μ η W_ref (ψ_allow − 1)), der μ er den brukbare andelen av slaglengden og η er andelen kraft–slaglengdekurven fyller. Kontroller deretter den faktiske toppkraften med den innstilte kraft–slaglengdekurven og stivheten i kran, ståltau og løfteredskap.

En støtdemper for kraner monteres i lastlinjen under kroken og omgjør en plutselig belastning, som en pel som løper eller et rykk ved løft fra underlaget, til en kontrollert kraft over slaglengden. Slik virker den, slik dimensjoneres slaglengden, og dette viste den i en studie der en pel løp og pel og hammer hadde en samlet bevegelig masse på 1,500 t.

Av Tord Martinsen, daglig leder · oktober 2025 · oppdatert september 2026 · 9 min lesetid

POLARIS-støtdemper med tilkoblet bolt, sjakkel og slakke stropper for oppbremsing.

Kort fortalt

En støtdemper for kraner er en hydraulisk sylinder med gassfjær, montert i lastlinjen mellom krok og last. Når lasten får et rykk, faller eller løper, beveger sylinderen seg over slaglengden og holder kraften i lastlinjen nær et innstilt nivå i stedet for at den får en topp.
Energien den må ta opp, er den bevegelige lastens kinetiske energi. Kraften den kan bruke, er tillatt toppkraft minus statisk last. Slaglengden kobler de to størrelsene sammen.
En første overslagsberegning: Med 90 % brukbar slaglengde, en kraft–slaglengdefaktor på 0.5 og tillatt DAF på 1.3 trenger en last med inngrepshastighet 3.13 m/s omtrent 3.7 m slaglengde.
I en sammenlignende CONSTELLATION-studie der en pel løp med 5.0 m/s og pel og hammer hadde en samlet bevegelig masse på 1,500 t, holdt POLARIS DAF ved kroken på 1.43, mot 2.28 med en stiv forbindelse. Den brukte 4.98 m av slaglengden på 6.0 m.

Hivkompensatorer håndterer bølgenes gjentatte bevegelser. En støtdemper håndterer én hendelse: en pel som løper gjennom et mykt lag mens kranen holder hammeren, en last som rykkes fri fra dekket på et forsyningsfartøy når fartøyet beveger seg ned, eller en stropp som blir slakk og brått strammes. Uten støtdemper stoppes bevegelsen bare av strekk i ståltau og løfteredskap. Denne tøyningen er kort, og kraften blir derfor høy.

Hva en støtdemper gjør

Under et jevnt løft bærer støtdemperen den statiske lasten som en del av løfteredskapet. Når lasten får et rykk, faller eller løper, beveger enheten seg over slaglengden. Gassfjæren tar opp den første delen av hendelsen. Deretter åpner en ventil ved et innstilt trykk, slik at kraften i lastlinjen stiger mot et innstilt nivå og holder seg nær dette mens lasten bremses til ro. Hendelsens energi varmer opp oljen i stedet for å gi en krafttopp i kran, ståltau og løfteredskap.

Figur 1. Slik tar støtdemperen opp hendelsens energi. Kraften i lastlinjen stiger fra statisk last, bruker en del av slaglengden på å bygge seg opp og avtar når lasten bremses. Ved overslagsberegningens dimensjoneringspunkt stanser lasten ved enden av den brukbare slaglengden. Det ensfargede skraverte arealet over statisk last er energien som tas opp. Det prikkede rektangelet viser den største energien som kan tas opp over brukbar slaglengde ved tillatt toppkraft, og det skråskraverte arealet er det kurven ikke utnytter. Andelen som tas opp, er faktoren η i overslagsberegningen. Prinsippskisse.

Formen på kraft–slaglengdekurven avgjør hvor mye av slaglengden som utnyttes. En kurve som stiger raskt til tillatt toppkraft og holder seg der, utnytter slaglengden godt. En langsom stigning lar den første delen gå til spille. Denne andelen er faktoren η i overslagsberegningen nedenfor.

Dimensjonering av slaglengde

Hendelsen tilfører kinetisk energi: den effektive bevegelige massen $m_{\text{eff}}$ ved den relative hastigheten idet lasten fanges opp $v_{\text{rel}}$ . Den kan ofte lettere uttrykkes som en ekvivalent fallhøyde $h$ :

E_{\text{event}} = \tfrac{1}{2}\, m_{\text{eff}}\, v_{\text{rel}}^{2} = m_{\text{eff}}\, g\, h

Støtdemperen kan bruke kraften over statisk last, opp til tillatt toppkraft, over den brukbare slaglengden. Med $W_{\text{ref}}$ som den statiske lasten DAF beregnes i forhold til, $\psi_{\text{allow}}$ som tillatt DAF, $S$ som slaglengde, $\mu$ som brukbar andel av slaglengden og $\eta$ som andelen av rektangelet kraft–slaglengdekurven fyller frem til lasten stanser (figur 1), blir energien den kan ta opp:

E_{\text{available}} = \mu\, \eta\, S\, W_{\text{ref}} \left( \psi_{\text{allow}} – 1 \right)

Når de to energiene settes lik hverandre, får vi et første overslag for nødvendig slaglengde:

S \ge \frac{m_{\text{eff}}\, v_{\text{rel}}^{2}}{2\, \mu\, \eta\, W_{\text{ref}} \left( \psi_{\text{allow}} – 1 \right)}

Denne siden bruker $\mu = 0.9$ , for å gi margin mot endestoppene, og $\eta = 0.5$ gjennomgående, både i regneeksempelet og i figur 2. Virkelige kurver fyller omtrent halvparten av rektangelet: Kraften bruker en del av slaglengden på å bygge seg opp og avtar når lasten bremses. I studien av pelen som løper nedenfor fylte kurven omtrent 0.53 av rektangelet over de 4.98 m som ble brukt. Derfor ligger 0.5 nær og gir et konservativt overslag.

Regneeksempel

Hendelsen. En last fanges opp med samme hastighet som ved fritt fall fra $h = 0.50\ \text{m}$ : $v_{\text{rel}} = \sqrt{2 g h} \approx 3.13\ \text{m/s}$ .
Grensene. Tillatt DAF 1.3, effektiv masse lik referansemassen, $\mu = 0.9$ og $\eta = 0.5$ .
Slaglengden. Når massene er like, forenkles overslaget til
$S \ge \frac{h}{\mu\, \eta\, (\psi_{\text{allow}} – 1)}$
og dermed
$S \ge \frac{0.50}{0.9 \cdot 0.5 \cdot 0.3} \approx 3.70\ \text{m}$
En enhet med 4 m slaglengde oppfyller overslaget.

Overslaget kontrollerer bare energi. Den faktiske toppkraften bestemmes av den innstilte kraft–slaglengdekurven sammen med stivheten i kran, ståltau og løfteredskap. En transientanalyse bekrefter at kraften holder seg under tillatt DAF, med slaglengdemargin.

Figur 2. Høyeste hastighet ved oppfanging som hver slaglengde kan håndtere ved de ulike tillatte DAF-verdiene, med samme forutsetninger som regneeksempelet: 90 % brukbar slaglengde, η = 0.5 og effektiv masse lik referansemassen. Finn slaglengden din og les opp til tillatt DAF. Nødvendig slaglengde øker med kvadratet av hastigheten.

Kontrollert mot en pel som løper

I vår sammenlignende CONSTELLATION-studie CS-2026-005, løp en pel med hammer med 5.0 m/s. Pel og hammer hadde en samlet bevegelig masse på 1,500 t. Den samme modellen ble kjørt to ganger med ett parametersett: én gang med stiv forbindelse og én gang med en POLARIS på 2,000 t og 6.0 m slaglengde.

Resultat	Stiv forbindelse	Med POLARIS
Maksimal kraft i lastlinjen	37.7 MN	23.6 MN
DAF ved kroken, med 16,553 kN statisk last	2.28	1.43
Tilbakeslag med helt slakk line etter oppbremsing	2	0
Brukt slaglengde	–	4.98 m av 6.0 m

Overslaget stemmer godt. Den bevegelige massen på 1,500 t ved 5.0 m/s har energien

\tfrac{1}{2} \cdot 1{,}500\ \text{t} \cdot (5.0\ \text{m/s})^{2} = 18.75\ \text{MJ}

Med 16,553 kN statisk last ved kroken, DAF fra studien og $\mu\, \eta = 0.9 \cdot 0.5 = 0.45$ , kan hver meter slaglengde ta opp

0.45 \cdot 16.553\ \text{MN} \cdot 0.43 \approx 3.203\ \text{MJ/m}

og overslaget krever da $18.75 / 3.203 \approx 5.85\ \text{m}$ slaglengde. Enheten med 6.0 m oppfyller overslaget, og simuleringen brukte 4.98 m. Les studien av oppbremsing når pelen løper →

Støtdemper eller hivkompensator?

En enkeltstående hendelse tilsier støtdemper. Gjentatte bølgebevegelser eller behov for kontinuerlig strekkraft tilsier hivkompensering. Løft fra et forsyningsfartøy viser skillet. Rykket kommer én gang per løft når linen tar lasten idet fartøyet beveger seg ned. En støtdemper som POLARIS tar opp rykket. Et løft der lasten fortsatt er koblet til det bevegelige dekket, krever en hivkompensator. I grensetilfellene avgjør hvor ofte hendelsen gjentar seg, hvor raskt enheten må tilbakestilles, varmen fra gjentatte hendelser og tilgjengelig slaglengde.

To konstruksjonsprinsipper

Konvensjonelle støtdempere har gassfjæren i utvendige akkumulatorer og styrer strømningen med en innsnevring, som kan være justerbar. POLARIS, vår lette konstruksjon, har et lite gassvolum inne i én hydraulisk sylinder og styrer strømningen med ventiler utformet ved hjelp av CFD.

Egenskap	Med akkumulator	POLARIS
Virkemåte	Gassfjær i utvendige akkumulatorer, med hydraulisk struping	Lite innvendig gassvolum og CFD-utformede ventiler i én sylinder; ingen utvendige akkumulatorer eller nåleventiler
Justering	Strupingen kan være justerbar, men trenger ikke være det	Ventil og forhåndsinnstilling velges for den aktuelle hendelsen
Vekt og plassbehov	Utvendige akkumulatorer øker vekt og plassbehov på dekk	Færre deler gir lavere vekt og mindre størrelse ved sammenlignbar bruk
Klargjøring	Fylling av akkumulatorer og ventilinnstilling for hver konfigurasjon	Ingen fylling av utvendige akkumulatorer; forhåndsinnstilling for hver konfigurasjon
Leverandører	Flere leverandører	Patentert (norsk patent NO 349575); leveres bare av Norwegian Dynamics

Ofte stilte spørsmål

Hva gjør en støtdemper for kraner?

Den monteres i lastlinjen under kroken og omgjør en plutselig belastning til en kontrollert kraft over slaglengden. Når lasten får et rykk, faller eller løper, beveger enheten seg over slaglengden og holder kraften i lastlinjen nær et innstilt nivå mens lasten bremses til ro. Dermed unngår kran, ståltau og løfteredskap krafttoppen som en stiv forbindelse ville gitt.

Hvordan dimensjonerer man slaglengden til en støtdemper for kraner?

Start med et energioverslag: $S \ge m_{\text{eff}}\, v_{\text{rel}}^{2} / \left( 2 \mu \eta W_{\text{ref}} (\psi_{\text{allow}} – 1) \right)$ , der $\mu$ er den brukbare andelen av slaglengden og $\eta$ er andelen kraft–slaglengdekurven fyller. Kontroller deretter den faktiske toppkraften med den innstilte kraft–slaglengdekurven og stivheten i kran, ståltau og løfteredskap.

Trenger jeg en støtdemper eller en hivkompensator?

En støtdemper er for en enkeltstående hendelse: en pel som løper, et rykk når lasten løftes fra underlaget, eller en stropp som brått strammes. Hivkompensering er for gjentatte bølgebevegelser og kontinuerlig strekkraft. I grensetilfellene avgjør hvor ofte hendelsen gjentar seg, hvor raskt enheten må tilbakestilles, varmeutvikling og tilgjengelig slaglengde.

Kan en støtdemper ta opp rykket ved løft fra et forsyningsfartøy?

Ja. Når en last løftes fra dekket på et forsyningsfartøy og fartøyet beveger seg ned, kan linen brått strammes. En støtdemper i lastlinjen, som POLARIS, begrenser krafttoppen. For løft der lasten fortsatt er koblet til det bevegelige dekket, passer en hivkompensator bedre.

Hva viste POLARIS i studien av pelen som løp?

I vår sammenlignende CONSTELLATION-studie CS-2026-005, løp en pel med hammer med 5.0 m/s. Pel og hammer hadde en samlet bevegelig masse på 1,500 t. DAF ved kroken nådde 2.28 med stiv forbindelse og 1.43 med en POLARIS på 2,000 t. Maksimal kraft i lastlinjen falt fra 37.7 MN til 23.6 MN. Enheten brukte 4.98 m av slaglengden på 6.0 m, og det kom ingen tilbakeslag med helt slakk line etter oppbremsingen (mot to med stiv forbindelse).

Hvordan bidrar en støtdemper til å holde seg innenfor kranens kapasitet?

Ved å holde maksimal kraft i lastlinjen under grensen i kranens lastdiagram for løftet. En lavere verifisert toppkraft eller DAF kan bevare marginen i det aktuelle feltet i lastdiagrammet. Kontroller lastdefinisjon, radius og konfigurasjon i diagrammet, referanselasten og prosjektkravene.

Kilder og forutsetninger

Overslaget bygger på en energibalanse for den effektive bevegelige massen, med $\mu = 0.9$ og $\eta = 0.5$ gjennomgående. η omfatter bare kraften over statisk last frem til lasten stanser. Ved overslagets dimensjoneringspunkt tilsvarer det den brukbare slaglengden. Beregnet tilbake fra CS-2026-005 (1,500 t ved 5.0 m/s, 16,553 kN statisk last, DAF 1.43 og 4.98 m brukt) er den omtrent 0.53. Virkningsgraden for energiopptak på POLARIS-siden er et annet forholdstall (all kraft dividert med toppkraften), og er derfor høyere.
Resultatene for pelen som løper, kommer fra vår publiserte CONSTELLATION-studie CS-2026-005, en modellstudie og ikke en sertifisert prosjektanalyse.
Endelig dimensjonering kontrollerer den innstilte kraft–slaglengdekurven, stivhet og forspenning i kran, ståltau og løfteredskap, slaglengdemargin, hvor ofte hendelsen gjentar seg, tilbakestilling og varmeutvikling, miljøforhold og prosjekt- eller klassegrunnlag.

Skal du montere støtdemping under kroken?

Send oss:

bevegelig masse og den statiske lasten den henger i
hastigheten når lasten fanges opp, eller fallhøyden ved fritt fall eller distansen lasten løper
tillatt toppkraft eller DAF, og hvilken last den gjelder for
tilgjengelig slaglengde og byggehøyde
hvor ofte hendelsen skjer, og hvor

Vi sender deg en POLARIS-vurdering og opplysningene som trengs for å verifisere den.

Send oss løftet ditt →