Подъемный кран

Склады часто оборудованы подъемными кранами для перемещения товаров по складу. Подъемный кран – это механическое грузоподъемное устройство, оборудованное подъемником, проволочными тросами и шкивами, которое может использоваться для подъема и спуска товаров и перемещения их в горизонтальной плоскости. Кран использует один или несколько простых механизмов, чтобы создать передаточное отношение и таким образом перемещать грузы, передвижение которых находится вне обычных способностей человека. Подъемные краны также используются в транспортной промышленности для погрузки и разгрузки фрахта, в индустрии строительства для перемещения стройматериалов и блоков и в обрабатывающей промышленности для сборки тяжелого оборудования.

Механизмы крана, позволяющие создать передаточное отношение

Рычаг

Подъемный кран с противовесом содержит горизонтальную стрелу (рычаг), имеющую осевое крепление в месте, названном точкой опоры. Принцип рычага позволяет поднять тяжелый груз, приложенный к более короткому концу стрелы, с меньшей силой, приложенной в противоположном направлении к более длинному концу стрелы. Отношение веса груза к приложенной силе равно отношению длин более длинной стрелы к более короткой стреле, и называется передаточным отношением.

Шкив

Поворотный подъемный кран содержит наклоненную распорку (кливер), которая поддерживает установленный блок шкива. Кабели многократно обернуты вокруг фиксированного блока и вокруг другого блока, присоединенного к грузу. Когда свободный конец кабеля тянут вручную или намоточным устройством, система шкива передает силу грузу, которая является равной приложенной силе, умноженной на длину кабеля, проходящего между двумя блоками. Это число и является передаточным отношением.

Гидравлический цилиндр

Гидравлический цилиндр может использоваться непосредственно для того, чтобы поднять груз или косвенно переместить кливер или стрелу, которая несет другое грузоподъемное устройство.

Подъемные краны, подобно всем механизмам, повинуются принципу сохранения энергии. Это означает, что энергия, переданная грузу, не может превысить энергию, помещенную в механизм. Например, если система шкива умножает приложенную силу на десять, то груз перемещается только на одну десятую относительно приложенной силы. Так как энергия пропорциональна силе, умноженной на расстояние, выходная энергия грубо равна входной энергии (практически немного меньше, потому что часть энергии теряется при трении и других потерях).

Стабильность подъемного крана

Чтобы подъемный кран был устойчивым, сумма всех моментов в любой точке основы подъемного крана должна равняться нулю. Практически, величина груза, который может быть поднят ("номинальный груз"), является несколько меньшим, чем груз, который заставит подъемный кран упасть. По стандартам для мобильных подъемных кранов, ограниченный стабильностью номинальный груз для гусеничного подъемного крана составляет 75 % от критического груза(приводящего к падению). Ограниченный стабильностью номинальный груз для мобильного подъемного крана, поддерживаемого выносными опорами, составляет 85 % от критического груза.

Кран-штабельдер

Подъемный кран с автокаром часто используется на автоматизированном (управляемом компьютером) складе. Подъемный кран перемещается с помощью гусеницы по проходам склада. Вильчатый захват может быть поднят или опущен к любому уровню паллетных стоек склада. Изделие может в некоторых случаях быть размером с автомобиль. Подъемные краны-штабельдеры часто используются в больших складах-морозильниках изготовителей замороженного продовольствия. Такая автоматизация помогает избежать работы водителей автокара при очень низких температурах каждый день.