Грузоподъёмный кран — общее название для подкласса грузоподъёмных машин, предназначенных для пространственного перемещения грузов, временное зацепление которых осуществляется с применением различных грузозахватных приспособлений: крюковых подвесок, грузозахватных органов специального конструктивного исполнения.

История создания и развития

Простейшие подъёмные краны, как и большинство грузоподъёмных машин, до конца XVIII века изготовлялись из дерева и имели ручной привод.

В XI-XII веках, с развитием торговли и мореплавания, стали появляться первые варианты современных кранов. Они обладали ручным приводом, либо приводом от топчаковых колёс. Конструкции кранов вначале выполнялись из дерева, а крюки и оси делали из сталиАлександров М. П.: Грузоподъемные краны — Учебник для вузов по специальности "Подъемно-транспортные машины и оборудование: " / М. П. Александров, Л. Н. Колобов, Н. А. Лобов и др. — М.: Машиностроение, 1986—400 с, ил..

Подобный кран, сохранившийся до наших дней, был спроектирован и изготовлен в 1330 году. Он обладал возможностью поворота и приводился в движение от топчаковых колёс. В XIV веке при возведении собора в Кёльне использовался подъёмный кран с приводом от 2 топчаковых колёс. Этот кран имел грузоподъёмность 5 т и высоту 15 мРуденко Н. Ф.: Грузоподъемные машины — М: Машгиз, 1957 — 375с.

К началу XIX века ответственные, быстро изнашивающиеся детали (оси, колёса, захваты) стали делать металлическими. В 20-х гг. XIX века появились первые цельнометаллические подъёмные краны сначала с ручным, а в 1830 годах — с механическим приводом.

Первый паровой подъёмный кран создан в Великобритании в 1830 году, гидравлический — там же в 1847. Двигатель внутреннего сгорания был использован в подъёмном кране в 1895, а электрический двигатель в 1880—1885 почти одновременно в США и Германии. Это были мостовые краны с одномоторным приводом. В 1890 созданы подъёмные краны с многомоторным индивидуальным приводом в США и Германии.

Первый прототип современных башенных кранов появился в 1913 году: кран, созданный Юлиусом Вольфом, обладал поворотной платформой, расположенной в верхней части башни. Ещё через 15 лет появляется первый башенный кран с балочной стрелой, а в 1952 году — с подъёмнойТ. Калистратова: Башенные краны — Журнал «Адреса Петербурга № 24/36», 2006.

Дореволюционная Россия Ещё в 1793 году «машинный ученик» Борзой Ф., работавший на железоделательном заводе в Петровске, создал прообраз стрелового поворотного кранаМоргачев В. Л.: Подъёмно-транспортные машины — М.: Машиностроение, 1964, — 343 с.: ил. Изготовление грузоподъёмных кранов в России началось на основанном в 1840-х годах Костромском машиностроительном заводе. На протяжении долгого времени производство осуществлялось только этим заводом и только по единичным заказамА. В. Евневич — Грузоподъёмные и транспортирующие машины на заводах строительных материалов — Учебник для техникумов, 4-е изд, М.: «Машиностроение», 1968.

В 1860-х годах при возведении крепостных укреплений Кронштадта появились первые российские монтажные плавучие краныП. З. Петухов, Г. П. Ксюнин, Л. Г. Серлин — Специальные краны — М: Машиностроение, 1985, 248с.. Первые краны современного типа стали производиться в стране начиная с 1898 года по 1900 год (Путиловский, Брянский, Краматорский, Николаевский, Невский машиностроительный и др. заводы). Сначала появились мостовые краны общего назначения, а затем железнодорожные краны. В 1913 году выпуск подъёмных кранов на двух заводах — Брянском и Старокраматорском составлял 70 единиц в годМ. П. Александров, Л. Н. Колобов, Н. А. Лобов и др.: — Грузоподъёмные машины: Учебник для вузов по специальности «Подъёмно-транспортные машины». — М: Машиностроение, 1986 — 400 с., ил..

После революции После Октябрьской революции 1917 в РСФСР, а затем в СССР краностроение стало развиваться быстрыми темпами и превратилось в крупную отрасль тяжёлого машиностроения со специализированными заводами (Ленинградский завод ПТО им. С. М. Кирова, Уральский завод тяжёлого машиностроения им. Серго Оржоникидзе, Новокраматорский машиностроительный завод им. В. И. Ленина, Харьковский завод подъёмно-транспортного оборудования им. Ленина, Одесский завод им. Январского восстания), называемую подъёмно-транспортным машиностроениемФиделев А. С.: — Подъёмно-транспортные машины, 2-е изд, К.: Издат. Объединение «Вища Школа», 1976, 220с., УДК 69.057.7:629.

В ту пору появились новые и реконструированы старые производственные площадки, а также были созданы крупные отраслевые научно-исследовательские институты, такие как: Всесоюзный научно-исследовательский институт подъёмно-транспортного машиностроения (сокр. ВНИИПТМаш) — в структуре Минтяжмаша СССР. Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения (сокр. ВНИИстройдормаш) — в структуре Минстройдормаша СССР.

Кроме того, в разработке кранов и подъёмной техники принимали непосредственное участие такие организации как проектный институт «Промстальконструкция» и многие другие.

В 1934 году был создан первый советский автокран. Тогда же появились первые советские краны на шасси трактора, гусеничные, а также мачтово-стреловые краны. Через три года в стране были созданы первые башенныеИпатов П. П.: Монтажные подъемно-транспортные механизмы и такелажные работы — М, 1945Ипатов П. П., Финкель А.Ф: Монтажные подъемно-транспортные механизмы и такелажные работы — М: Стройиздат, 2-е изд., 1975, а с 1947 года стали изготавливаться пневмоколёсные краны.

За 35 лет, в период с 1940 года по 1975 год, количество грузоподъёмных кранов в стране возросло в 138 раз. К 1975 году общее количество подъёмных кранов на территории Советского Союза составляло более 100 тысяч единицСтроительные краны, Справочное пособие. Издание второе, переработанное и дополненное. Барч И. З. и др. — К.: «Будивельник», 1974. 336стр., из которых порядка 70 % — самоходные краны стрелового типа (из них автокраны — 80 %).

Ежегодный выпуск только кранов мостового типа в 1980-е годы составлял от 6 до 7 тысяч единиц. Производство стреловых кранов в те годы составляло: башенных — от 3 до 4 тысяч единицЖурнал «Спецтехника» № 3-2005 — Башенные краны, а автомобильных — почти 20 тысяч штук.

Терминология В «Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов», принятые Госгортехнадзором СССР, был приведён следующий термин, рекомендованный Конференцией технических надзоров стран-членов СЭВ:

Грузоподъёмный кран — машина, предназначенная для подъёма и перемещения груза, подвешенного с помощью грузового крюка или другого грузозахватного органаП. Н. Ушаков, М. Г. Бродский — Спр-к: Краны и лифты Промышленных предприятий, М: Металлургия, 1974, 352 с., илл..

Рабочий цикл Рабочий цикл крана состоит из трёх этапов: захват груза; рабочий ход (перемещение груза, разгрузка); холостой ход (возврат грузоподъёмного механизма в исходное положение). Рабочий и холостой ход на диаграммах движения имеют также три характерных участка: разгон, установившееся движение и торможение. Причём, очень важное значение имеют участки разгона и торможения, так как именно в эти моменты и возникают динамические нагрузки.

Работа с краном осуществляется в присутствии специалиста, ответственного за безопасное производство работ грузоподъёмными сооружениями: оператором, осуществляющим непосредственное управление краном, и стропальщиком, осуществляющим сцепку-расцепку крюка крана с грузом и/или грузозахватным приспособлением. При отсутствии прямой видимости между крановщиком и стропальщиком, передача команд крановщику осуществляется по рации. Ранее команды передавались через сигнальщика или группу сигнальщиков.

Конструкция

Конструкция подъёмного крана включает в себя: металлоконструкцию, составляющую основу крана. По сути, всё, что мы видим в кране, относится к металлоконструкции — пролёты, опоры, стрелы и т. д. Металлоконструкции бывают коробчатого (на большинстве автокранов и мостовых кранов) и решётчатого сечения (в основном башенныe кpaны). В зависимости от этого меняются условия эксплуатации и надзора, способ производства и расчёты при проектировании. у каждого из этих видов имеются как плюсы, так и минусы. Применение конкретного типа выбирается согласно техническим, технологическим и другим требованиям. Следует отметить, что в принципе эти два вида взаимозаменяемы, но следует оценивать и адекватность их применения к условиям эксплуатации и задачам. механизм подъёма груза, состоящий из гибкого подъёмного органа (стального каната или цепи), грузозахватного устройства (крюк, петля, грейфер и т. д.) и грузовой лебёдки. Для обеспечения безопасности в работе грузоподъёмный механизм оснащается различными ограничителями (грузоподъёмности, грузового момента, хода грузозахватного органа); грузозахватный орган, может быть не автоматического действия (крюк, петля) или автоматического действия (электромагнит, пневматический присос, спредер и др.).

Также подъёмный кран может быть оснащён механизмами передвижения грузовой тележки, изменения вылета стрелы, вращения несущего элемента вокруг опоры, и т. д. Краны-штабелёры оснащаются механизмом вращения колонны.

Все основные типы кранов (кроме консольных) снабжаются ограничителями грузоподъёмности или грузового момента, которые также могут иметь регистратор параметров для сбора информации о поднимаемых грузах.

Классификация

Для начала следует отметить, что приведённая классификация не может отражать полноценно все существующие виды кранов, так как многие находятся на границах представленных пунктов, или же сочетают их.Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов (ПБ 10-382-00, 2005 — 236c. ISBN 5-93586-418-5)

Конструкция Грузоподъёмные краны по конструкции можно разделить на следующие основные типы: Краны стрелового типа Грузозахватный орган подвешен к стреле или тележке, перемещающейся по стреле. К ним относятся башенные, портальные, полупортальные, стреловые краны и др. Краны мостового типа Несущая конструкция имеет вид моста с передвигающейся по ней тележкой или электроталью. К ним относятся мостовые, козловые, полукозловые, консольные краны, мостовые перегружатели, краны-штабелёры и др. Краны кабельного типа Грузозахватный орган, подвешен к грузовой тележке, перемещающейся по несущим канатам, закреплённым в опорах.

Возможность перемещения

Кран стационарный неподвижно закреплён на основании, не имеет возможности перемещения. Кран радиальный имеет возможность перемещения по кольцевому пути относительно стационарной опоры. Радиальные краны используются на складах круглой или секторной формы. Кран переставной закреплён на основании и имеет возможность перемещения при помощи грузоподъёмных машин или вручную. Кран самоподъёмный используется при строительстве. Устанавливается на конструкциях строящегося здания. По мере возведения сооружения кран поднимается вверх при помощи специальных механизмов. Кран быстромонтируемый башенный кран, монтируемый на объекте с помощью собственных механизмов, без верхолазных работ и с оперативным временем монтажа не более 30 мин. Кран передвижной имеет возможность передвижения. Виды передвижных кранов: Самоходный кран (имеет возможность передвижения во время работы и транспортировки груза за счёт подвода электроэнергии с помощью следующих систем: троллейный шинопровод, контактный рельс, подвесные кабельные системы, кабельный барабан с пружинным или моторным приводом, система бесконтактной передачи энергии); Прицепной кран (перемещается буксиром с помощью прицепа).

Тип привода Ручной привод используются при перемещении грузов на небольшие расстояния и при низких темпах работы. Электрический привод в кранах с электроприводом используются главным образом электрические двигатели переменного тока, при необходимости регулирования скоростей используются частотные преобразователи или электродвигатели постоянного тока. Для работы в пожароопасном и взрывоопасном помещении используется электрические двигатели в пожаробезопасном и взрывобезопасном исполнении.