Ниже собрана хронология подъемных кранов от греческого блока до электрического привода мостовой схемы: какие механизмы сменяли друг друга и какой груз каждый из них мог поднять. Расхождения между источниками в датах разобраны отдельно. Мобильные автокраны и башенные краны относятся к другим видам стреловых машин и развивались отдельно. Подъемники, которые движутся по вертикальным направляющим, считаются отдельной машиной и в хронологию не входят. Здесь прослеживается линия, которая привела к мостовой схеме.
История подъемных механизмов: Греция и Рим
Подъемные устройства для строительства появились в Греции в конце VI века до нашей эры. Об этом говорят пазы для захвата, вырезанные в каменных блоках храмов. Самое раннее однозначное письменное свидетельство о составном блоке оставил Аристотель в «Механических проблемах», он жил в IV веке до нашей эры. Составной блок делит нагрузку между ветвями каната, или троса, и снижает усилие на рабочем конце.
У римлян краны различались числом шкивов. С блоком на три шкива выигрыш в усилии составлял 3:1, и один рабочий на вороте мог поднять груз около 150 кг. Полиспаст из трех канатов по пять шкивов (выигрыш 15:1) при 4 рабочих на вороте брал около 3 тонн, а с топчаком (колесом, внутри которого идут люди) около 6 тонн при 2 рабочих. Сведения о римской технике дошли главным образом через труды Герона и Витрувия.
Однобалочные опорные мостовые краны
Весь раздел →
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 3,2 т пролет 22,5 м
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 3,2 т пролет 16,5 м
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 3,2 т пролет 13,5 м
Развитие подъемного крана в Средневековье
В Европу топчак вернулся в период высокого Средневековья. Самое раннее упоминание большого колеса (magna rota) во Франции относится примерно к 1225 году. Первые документированные портовые краны относятся к Утрехту (1244 год), Антверпену (1263), Брюгге (1288) и Гамбургу (1291). В портах использовались устройства с двойным топчаком, они поднимали от 2 до 3 тонн.
Поворотные краны известны уже в 1340 году, и поворот стрелы позволял переносить груз с причала на борт. Кельнский кран XIV века имел грузоподъемность 5 тонн и высоту 15 м. Этот кран служит точкой отсчета для расчетов в разделе о росте грузоподъемности. Простейшие машины, существовавшие до конца XVIII века, делали из дерева и приводили в движение вручную, поэтому предел задавали прочность дерева и число людей у колеса.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Паровой и гидравлический привод
Первый паровой подъемный кран создан в Великобритании в 1830 году. Уильям Армстронг спроектировал гидравлический кран, работающий от давления воды, в 1838 году, а в 1845 году предложил применить давление водопровода для крана на набережной Ньюкасла при погрузке угля. Завод в Элсвике для выпуска гидравлических машин основан в 1847 году.
Основные типы приводов подъемных механизмов различаются источником силы. У топчака сила определялась числом людей, у парового цилиндра давлением пара и размером цилиндра, у гидравлического привода давлением воды.
Мостовая схема: паровой и электрический привод
Мостовая схема отличается от стреловой тем, что мост на рельсах с тележкой обслуживает всю площадь пролета цеха, а стреловая машина работает в зоне вылета стрелы. Горизонтальное перемещение грузов по пролету складывается из хода тележки по мосту и хода моста вдоль цеха по крановому пути, вертикальный подъем выполняет таль или лебедка на тележке. Первый мостовой кран с паровым приводом установил в 1861 году Джон Рамсботтом в железнодорожных мастерских в Крю.
Мостовые краны
Весь раздел →
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 3,2 т пролет 10,5 м
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 3,2 т пролет 7,5 м
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 3,2 т пролет 4,5 м
В 1876 году Сэмпсон Мур спроектировал и поставил первый электрический мостовой кран, который поднимал орудия в Королевском арсенале в Вулидже. От парового привода Рамсботтома до электрического привода Мура прошло 15 лет. В 1887 году фирма Людвига Штукенхольца ввела электрические компоненты в мостовые конструкции. В 1910 году в Германии электрическая таль впервые стала серийным изделием.
Почему источники расходятся в датах электропривода
Источники называют разные даты. Английский справочник относит первый электрический мостовой кран к 1876 году. Русскоязычная энциклопедия сообщает, что электрический двигатель появился на подъемных машинах с 1880 по 1885 год почти одновременно в США и Германии, причем это были машины мостового типа с одним двигателем.
Таблица ниже сводит три события, даты которых не совпадают.
| Событие | Английский справочник | Русскоязычный справочник |
|---|---|---|
| Электрический привод мостовой схемы | 1876 год | с 1880 по 1885 год |
| Поворотный кран | 1340 год | 1330 год |
| Гидравлический привод | 1838 год проект, 1847 год выпуск | 1847 год |
Расхождения выглядят следствием разных критериев: единичная машина для арсенала и электрооборудование на конструкции другой фирмы датируются по-разному. При цитировании нужно называть событие и источник года. Те же оговорки относятся к датам первого поворотного крана и первого гидравлического привода.
Однобалочные опорные мостовые краны
Весь раздел →
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 1 т пролет 22,5 м
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 1 т пролет 16,5 м
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 1 т пролет 13,5 м
Рост грузоподъемности от 2 до 400 тонн
Таблица собирает значения из источников выше. Для современных машин справочник дает типичные пределы классов, данные конкретных моделей в нее не входят.
| Устройство | Период | Предельный груз |
|---|---|---|
| Римский полиспаст с воротом | Античность | около 3 т |
| Римский полиспаст с топчаком | Античность | около 6 т |
| Портовое устройство с двойным топчаком | Средневековье | от 2 до 3 т |
| Кран в Кельне | XIV век | 5 т |
| Однобалочный мостовой кран | Современный | типично до 15 т |
| Двухбалочный мостовой кран | Современный | до 400 т |
Мускульный привод держал предел в нескольких тоннах: римский полиспаст с топчаком брал около 6 т, кельнский кран XIV века 5 т. Однобалочные конструкции по сводке справочника типично рассчитаны на нагрузку до 15 т, это втрое больше, чем у кельнского крана (15 / 5 = 3). Верхняя граница двухбалочных конструкций, примерно 400 тонн, в 80 раз выше грузоподъемности кельнского крана (400 / 5 = 80) и приблизительно в 133 раза выше римского полиспаста с воротом на 3 т (400 / 3 = 133,3). Римские значения реконструированы по описаниям Герона и Витрувия и остаются оценками.
Вид современной мостовой схемы и нормы Казахстана
Однобалочные мостовые краны описывают ГОСТ 22045-89 для опорных кранов и ГОСТ 7890-93 для подвесных. Опорная конструкция катится по рельсам на подкрановых балках, подвесная движется по нижним полкам балок пути, закрепленного к фермам или перекрытию.
Однобалочные опорные мостовые краны
Весь раздел →
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 1 т пролет 10,5 м
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 1 т пролет 7,5 м
Кран мостовой однобалочный опорный однопролётный г/п 1 т пролет 4,5 м
Современные нормы подтверждают грузоподъемность испытанием. Правила обеспечения промышленной безопасности при эксплуатации грузоподъемных механизмов в Казахстане (Правила № 359) требуют статического испытания нагрузкой на 25 % выше грузоподъемности (п. 395). Мостовой кран испытывают так: тележку ставят в положение наибольшего прогиба, груз поднимают на высоту от 100 до 200 мм и выдерживают 10 минут, затем проверяют остаточную деформацию моста (п. 396).
Подбор однобалочного мостового крана, опорного или подвесного, начинается с пролета, высоты подъема, режима работы и номинального груза.
