Cum arată o macara? Tipuri de macarale de ridicare

Macaralele pot fi văzute pe orice șantier. Acolo își întind labele puternice. Mașinile mobile, cum ar fi macaraua prezentată aici, își pot extinde brațul telescopic alimentat hidraulic până la 130 de picioare și pot ridica cu ușurință 45 de tone de sarcini de construcție.

Prin îndepărtarea părții mobile a brațului din interior, o astfel de macara este făcută de dimensiunea unui camion obișnuit și pur și simplu merge mai departe acolo unde este nevoie. Mecanismul troliului controlează cablul coborât de pe braț. Sarcina este atașată la acest cablu folosind un cârlig. Când troliul începe să înfășoare cablul, sarcina crește. Un sistem multiplu de scripete și cablu între cârlig și braț reduce efortul necesar pe troliu pentru a ridica sarcina.

Pentru a echilibra o sarcină grea

Când macaralele ridică sarcini grele, se bazează pe grinzi în consolă sau pe stabilizatori pentru a preveni răsturnarea acestora. Fiecare astfel de fascicul acționează ca un punct de sprijin pentru o scară de pârghie. Cu ajutorul acestuia, sarcina ridicată este echilibrată de greutatea macaralei în sine. Picioarele extensibile ale grinzii de sprijin sunt realizate din otel, aluminiu sau nailon. Fiecare picior poate fi ridicat și coborât individual până când macaraua este în poziția dorită.

Coborârea și reducerea brațului

Doi cilindri hidraulici controlează mișcarea brațului. Un cilindru ridică și coboară brațul, în timp ce celălalt îl lungește și scurtează.

Cârlig, frânghie și bloc de macara de camion

Bloc cu carlig cu o capacitate de ridicare de 20 de tone

Bloc cu 7 căi

Privind macaraua. Calculatoarele de bord monitorizează funcționarea macaralei: greutatea încărcăturii, unghiul de ridicare și lungimea brațului, unghiul de înclinare al macaralei în sine și, în unele modele, chiar viteza vântului.

Diagrama momentului de sarcină al macaralei pentru camion

Diagrama de sus arată că cu cât brațul este întins mai mult pe orizontală, cu atât macaraua poate transporta mai puțină sarcină fără riscul de a se răsturna.

Echipamentul de ridicare este capabil de fapte reale de muncă - ridicarea unei sarcini la o înălțime de neimaginat, mutarea cu grijă a structurilor fragile... Și uneori, macaralele sunt chiar folosite în scopuri care nu le sunt în întregime familiare.

Este un echipament de ridicare care se află în apropiere atunci când trebuie să mutați obiecte grele, să instalați diverse structuri și să efectuați alte lucrări pe șantiere. Dar, uneori, macaralele sunt folosite în situații care nu le sunt în întregime familiare - la urma urmei, uneori nu numai materialele de construcție trebuie ridicate la o înălțime și mutate...

Vedeți selecția noastră de fotografii în care echipamentele de ridicare acționează ca salvatori.

Nu doar cămila dă plimbări turiștilor! Lasă-l să călătorească singur!

Și această macara salvează o mașină din apă

Dar machos-ii s-au dovedit a fi plini de resurse! Așa e, de ce ar trebui să stea liftul inactiv degeaba? Exact pentru pescuit!

Vremea este potrivită pentru pescuit! Și mereu avem timp să muncim...

Macaralele nu acționează întotdeauna ca salvatori. Uneori trebuie să le salvezi și tu...

Șasiul macaralei a zburat în peretele casei. Spectacolul nu este pentru cei slabi de inima...

Și această macara va merge peste tot. Mic, dar îndepărtat!

Va ridica o sută sau o mie de obiecte deodată la înălțimea obiectelor...

... Sau poate chiar un milion și cântărind până la zece tone

Și cine avea nevoie de atâtea jucării încât au fost nevoiți să comande o macara întreagă pentru a le transporta?

O astfel de macara va ridica un oraș întreg!

Aparent, scafandru chiar nu voia să coboare pe fundul mării...

Cea mai importantă caracteristică a unei macarale este capacitatea sa de ridicare - greutatea maximă pe care o poate ridica. Aceste mecanisme diferă atât prin design, cât și prin domeniul de aplicare.

Tipuri de macara

Există mai multe clasificări ale macaralelor.

In functie de posibilitatea de miscare, acestea sunt: mobile, stationare, ascendente, circulare. O macara mobilă se deplasează în zonă cu ajutorul unor dispozitive speciale, una staționară nu are element autopropulsat și este atașată la baza șantierului, o macara în ridicare cu ajutorul mecanismelor sale se poate ridica în sus și în jos. Datorită designului său, o macara circulară se mișcă într-o direcție circulară.

Pe baza designului lor, acestea pot fi împărțite în macarale cu braț, macarale pod, macarale cu cablu și stivuitoare. Macaralele cu braț sunt un braț sau un cărucior de care este suspendat un element de manipulare a sarcinii și se deplasează de-a lungul brațului. O macara rulantă are un pod cu un cărucior care se deplasează de-a lungul ei. Stivuitoarele sunt macarale cu o coloană verticală și un dispozitiv pentru stivuirea sarcinilor. Macaralele cu cabluri portante au cabluri fixate în suporturi în loc de pod

În funcție de tipul de acționare, se disting macaralele motorizate ardere internă, cu hidraulice, electrice si . Modelele cu motor cu ardere internă sunt alimentate de reteaua electrica motor, care este inclus în design. La robinetul cu acționare electrică Aparatul conține un motor electric cu curent continuu sau alternativ. O macara acţionată hidraulic are o eficienţă scăzută. Modelele cu acţionare manuală sunt folosite pentru lucrări mici.

În funcție de gradul de rotație, există modele rotative și nerotative. Primele au o săgeată specială, care se sprijină pe o coloană mobilă sau fixă, sau pe o placă turnantă. Astfel de dispozitive sunt instalate pe șine sau fără șine. Macaralele fixe au un design de tip span și nu sunt echipate cu o piesă care descrie un cerc complet

După metoda de instalare, există macarale reglabile, radiale, mobile și remorcate. Primul este instalat pe bază și poate fi mutat dintr-un loc în altul. Macaraua radială are capacitatea de a se deplasa în raport cu un suport staționar. Macaraua mobilă se mișcă liber în timpul funcționării. O macara remorcată are un mecanism de deplasare și deplasare într-o remorcă în spatele unui cârlig.

În funcție de tipul de mecanism de ridicare, există macarale cu cârlig, magnetice, cu știft, prindere, aterizare și macarale pentru puțuri. O macara cu cârlig este un dispozitiv de manipulare a sarcinii sub forma unui cârlig. Robinetul magnetic este echipat cu un electromagnet. O macara de apucare are un apucator (un dispozitiv pentru prinderea sarcinilor). Robinetul cu știfturi este echipat cu o prindere pentru îndepărtarea știfturilor din electrolizatoare. Macaraua de aterizare are o coloană cu fălci orizontale în partea de jos pentru prinderea pieselor de prelucrat în cuptor. Supapa de puț este proiectată pentru întreținerea cuptoarelor de puț.

Scopul macaralei

Macaralele sunt utilizate în principal în diverse întreprinderi. Aceasta este o tehnică absolut de neînlocuit și utilă. Cu ajutorul acestuia, încărcăturile grele sunt ridicate la înălțimi mari și mutate la locul potrivit. O macara este un echipament indispensabil pentru lucrările de finisare și acoperișuri. Este utilizat în mod activ în construcții pentru instalarea pereților de panouri și a fundațiilor de bloc.

În plus, macaralele sunt folosite în porturi și depozite pentru deplasarea mărfurilor. Nici o turnătorie atelier de masini nu se poate lipsi de o macara rulantă fixă.

Foarte des, proprietarii de case private folosesc o macara de casă. Acestea sunt mecanisme simple care fac față perfect sarcinilor atribuite. Aceste dispozitive au o capacitate mare de ridicare și o lungime a brațului de 8-9 m. Cea mai simplă astfel de macara constă din suporturi, un braț, un mecanism de ridicare și o contragreutate.

O macara este un mecanism funcțional necesar în multe locuri unde sunt manipulate sarcini și materiale grele. Acest dispozitiv facilitează foarte mult munca și economisește timp.

Sunt diverse tipuri macaralele, în consecință, sunt proiectate diferit.

Macarale cu portal. Trebuie remarcat faptul că astfel de macarale vin și în diferite tipuri și sunt adoptate denumiri speciale pentru ele:
KPM - macara de asamblare portal,
Cutie de viteze - macara portal,
Eficiență - macara portal de andocare.

Proiectarea macaralelor portal este un sistem de braț rotativ instalat pe un portal care se deplasează de-a lungul șinelor macaralei. Semiportalul pe care este instalată macaraua portal este proiectat pentru a permite trecerea diferitelor tipuri de transport. Macaralele cu portal sunt utilizate în principal în porturile maritime și fluviale, la fabricile de construcții navale și reparații navale și în docuri plutitoare, în timpul construcției structuri hidraulice. Astfel, spre deosebire de macaralele anterioare, macaralele portal au un domeniu de utilizare restrâns.
Încărcăturile sunt ridicate pe macaralele portal cu cârlige și prindere, iar pe macaralele de asamblare cu ajutorul cârligelor.
Pot exista de la una până la trei piste de rulare, respectiv, lățimea curbelor de rulare a macaralei este de 6, 10,5 și 15,3 m. Capacitatea de ridicare a macaralelor cu portal este diferită pentru reîncărcarea și instalarea macaralelor. Astfel, la macaralele de încărcare capacitatea de ridicare este de 5-40t, la macaralele de asamblare - până la 300t. Raza brațului ajunge la 40 m.

Macarale rulante utilizat pe scară largă în construcţii şi ateliere de producție. Astfel, macaralele rulante sunt utilizate în industrie, industria construcțiilor și depozite. De asemenea, macaralele rulante cu grape sunt utilizate pe scară largă în industria metalurgică.
În esență, macaralele rulante sunt un tip de macara. O macara rulantă este o structură cu un suport sau un pod suspendat. Pista macaralei este un element de susținere pentru părțile portante ale unui rulant rulant. Șinele pentru macaralele rulante sunt așezate fie pe pereții clădirii, fie pe suporturi situate în exteriorul clădirii. O grindă de susținere sau un pod se deplasează de-a lungul șinelor. Astfel, atunci când se folosește o macara rulantă, platforma principală nu este ocupată. Un cărucior de marfă cu un troliu care ridică sarcina se deplasează de-a lungul podului. Macara rulantă este echipată cu cârlige, un magnet sau o prindere. Această oportunitate extinde în mod semnificativ domeniul de aplicare a macaralelor rulante cu două grinzi. Macaralele cu o singură grindă sunt mult mai ușoare și mai manevrabile decât macaralele cu două grinzi. În plus, un cărucior cantilever poate fi montat pe podurile rulante cu o singură grilă.

Unul dintre cele mai comune tipuri de macara rulantă este macaraua cu grindă. Grinda macaralei constă din grinzi de capăt, o grinda de deschidere și un mecanism de ridicare. Grinzile de capăt și grinda de deschidere sunt atașate una de cealaltă, asigurând astfel mișcarea mecanismului de ridicare. Datorită mecanismului de ridicare, sarcina se poate deplasa în direcții orizontale și verticale. În acest caz, mecanismul de ridicare în sine se mișcă de-a lungul grinzii de deschidere. Macara rulantă este echipată cu un palan manual sau electric (mecanism de ridicare directă). Sub nicio formă nu trebuie folosită macaraua cu grindă pentru a muta diferite substanțe otrăvitoare și toxice sau pentru a muta oameni. Practic, macaraua cu grindă este folosită pentru operațiuni de încărcare și descărcare și pentru instalarea într-o producție sau depozit.
Cel mai bine este să folosiți o macara cu grindă fie sub un baldachin, fie în interior. Diferența de temperatură admisă este de la -200C la +400C. Macaralele cu grindă pot fi manuale sau electrice (puterea provine de la un motor electric conectat la rețea printr-un fir sau cablu) și susținute sau suspendate.
Grinzile de susținere a macaralei se deplasează în principal de-a lungul căilor de ghidare. Astfel de șine sunt fie un pătrat, fie o șină montată pe suporturi metalice sau din beton.
Macaraua suport include următoarele componente:

grindă span
grinzi de capăt (au roți de rulare)
şenile macaralei
mecanism de ridicare

Mecanismul de ridicare într-o macara rulantă manuală este realizat cu ajutorul palanelor cu lanț. În consecință, palanele electrice sunt utilizate pentru podurile rulante cu acționare electrică. Macara rulantă acţionată electric poate fi controlată fie de la panoul de comandă, fie de pe podea.
Grinzile de macarale suspendate se deplasează de-a lungul căilor aeriene, care sunt situate în clădirea însăși, sau în afara clădirii, de-a lungul pasajelor supraterane.
Grinzile macaralei suspendate constau din:

grindă de deschidere;
grindă de capăt rigidă
grindă de capăt mobilă
cărucioare de rulare care se deplasează de-a lungul ghidajelor de grinzi în I ale macaralei (grinzile sunt suspendate de ele)
mecanism de ridicare
telecomandă cu buton pentru controlul macaralei electrice

Dacă există o astfel de nevoie, atunci grinda de deschidere este întărită folosind o structură verticală.
Grinzile macaralei sunt disponibile în tipuri cu deschidere dublă și cu deschidere simplă. Utilizarea lor în producție depinde de zona de serviciu.
Avand aceeasi capacitate de ridicare, grinzile macaralei suspendate sunt mult mai usoare decat cele de sustinere. Un alt avantaj al grinzilor de macara suspendată este suprafata mare servicii decât cele ale celor de sprijin. Cu ajutorul grinzilor de macara suspendate, devine posibilă deservirea zonei din apropierea pereților.

Macarale cu consola.

Macarale tip portal. Un alt tip de macarale sunt macaralele tip portal. Structurile de susținere ale macaralelor tip portal se sprijină pe șina macaralei datorită grinzilor de susținere. Macaralele tip portal sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii. În special, acestea nu pot fi evitate la deservirea depozitelor, mărfurilor cu bucată, containerelor și mărfurilor de cherestea, pentru instalarea de structuri prefabricate industriale și civile, pentru deservirea centralelor hidroelectrice și instalații secționale în construcțiile navale. Macaralele tip portal sunt instalate în zone deschise.

Stivuitor macara aspect seamănă cu o macara cu grindă, dar designul stivuitorului are mai multe diferențe. Principalul lucru este că la construcția macaralei cu grinzi se folosește un palan, iar pe macaraua este utilizat un stivuitor cu furci. De fapt, încărcătorul are aproximativ același design, dar prin manevrabilitate și manevrabilitate, încărcătorul este departe de a fi un stivuitor. Stivuitorul poate călători chiar și într-un pasaj îngust și, în consecință, poate efectua lucrări care sunt inaccesibile unui încărcător.

Macarale cu șenile autopropulsate. Există un tip separat de macara care se mișcă pe un șasiu pe șenile - o macara cu șenile autopropulsată. Desigur, livrarea unei astfel de macarale este o sarcină destul de intensivă în muncă, dar o macara pe șenile merită din plin costul. Cu ajutorul acestuia, pot fi atinse înălțimi de ridicare mai mari, iar macaraua pe șenile are o capacitate mare de ridicare. Pentru a reduce costul transportului unei macarale pe șenile dintr-un loc în altul, principiul construcției modulare este utilizat pe scară largă. Această caracteristică permite nu numai să faciliteze dezmembrarea, ci și transportul mărfurilor. Macaralele pe șenile funcționează atât dintr-o unitate diesel-electrică, cât și dintr-o rețea electrică. Proiectarea macaralelor pe șenile include număr mare diverse echipamente, ceea ce crește productivitatea și puterea acestor macarale. Macaraua pe șenile este formată din: o piesă rulantă și rotativă, un troliu, un mecanism de rotație, un generator și o stație diesel-electrică, un suport de instalare, o cabină, o suspensie de marfă și o cușcă cu cârlig etc. Macaraua pe șenile se transportă cu ajutorul transport special.

Macarale cu consola. Următorul tip de macara este o macara cu braț. Macaralele cu braț sunt disponibile în două variante: macara cu braț montată pe perete și macara cu coloană.
1. O macara cu braț montată pe perete constă dintr-o ferme de perete de-a lungul căreia se deplasează un cărucior montat pe perete cu troliu pentru a ridica sarcina. Macaralele cu braț montate pe perete sunt utilizate în principal în ateliere pentru a reduce munca macaralelor rulante. Macaralele cu consolă montate pe perete sunt instalate permanent: se așează o coloană, iar pe baza acesteia este montată o consolă. Posibilitatea de utilizare a macaralelor cu braț depinde în mare măsură de specificul producției și a spațiilor, dar cu toate acestea, macaralele cu braț sunt utilizate în principal în încăperi mici.
2. Când se utilizează o macara cu coloană, se folosește o coloană staționară în locul unei ferme de perete. Macaralele cu coloane sunt folosite pentru deservirea diferitelor unități, motiv pentru care sunt utilizate în fabricile de construcție de mașini.

Macarale montate pe șine. La șantier (port de marfă etc.) sunt instalate șine speciale de-a lungul cărora se deplasează macaraua. Cele mai obișnuite macarale montate pe șină sunt cu braț de 15 m (un cârlig de încărcare pentru încărcături individuale este inclus în pachet), uneori un braț poate fi introdus pentru încă 5 m, iar designul este completat și cu prinderi, trolii și alte piese. Sunt produse diferite tipuri de macarale montate pe șină: cu și fără rotație a turnului, staționare, fixe și de sine stătătoare pe un cadru suport.

Din cele mai vechi timpuri, cele mai vechi civilizații, construind capodopere ale arhitecturii fără precedent chiar și la scară modernă, nu puteau folosi decât forța musculară pură, abilitățile organizatorice ale managerilor de construcții și mecanismele ingenioase pentru a ridica blocuri de construcție. Văzând talentele și capacitățile strămoșilor noștri, începi să experimentezi uimire și nu poți să crezi că o persoană ar fi putut crea asta fără intervenția forțelor din altă lume. Nu fără motiv există opinia că oamenii au construit multe monumente arhitecturale cu ajutorul inteligenței extraterestre.

Astăzi, chiar și cu disponibilitatea mașinilor de ridicat ultra-moderne, multe lucrari de constructii Nu putem repeta ceea ce au făcut strămoșii noștri.

Macaralele turn convenționale moderne utilizate în construcții au o capacitate de ridicare de până la 20-30 de tone. Cu toate acestea, o astfel de putere tehnologică le-ar fi părut complet insuficientă strămoșilor noștri. Majoritatea blocurilor de piatră folosite la construcția piramidelor egiptene cântăreau doar 2-3 tone fiecare. Orice macara modernă ar putea face față acestei sarcini. Dar nu toate pietrele aveau o greutate atât de mică. Unele blocuri au ajuns la o greutate de 50 de tone. Și în acele vremuri, strămoșii noștri nu aveau robinete, aveau doar puterea trupului, a spiritului și a gândirii.

De exemplu, în Templul lui Amun-Ra din Karnak (cel mai mare complex de temple din Egiptul Antic), blocuri de piatră cu o greutate de la 60 la 70 de tone se sprijină pe coloane de 23 de metri. Se pune întrebarea: cum pot oamenii să ajungă la o asemenea înălțime fără special ar putea fi instalate mecanisme de ridicare?

Sau să luăm, de exemplu, Columna lui Traian din Roma. Construită din 20 de blocuri de marmură de către arhitectul Apolodor din Damasc în secolul 113 î.Hr., coloana este goală în interior și are o scară în spirală de 185 de trepte care duce la vârf. Dimensiunile sale sunt uimitoare. Cu o înălțime de 38 m și un diametru de 4 m, greutatea sa este de aproximativ 40 de tone. Între timp, nu numai că au putut să-l livreze la locul de instalare, ci și să-l ridice la o astfel de înălțime fără a-l deteriora.

Pe coloanele Templului distrus al lui Jupiter din Baalbek sunt blocuri de piatră care cântăresc mai mult de 100 de tone și sunt ridicate la o înălțime de 19 metri.

Astăzi, pentru a ridica o încărcătură cu o greutate de 50 până la 100 de tone la o înălțime similară, am avea nevoie de cea mai puternică macara creată de om.

Cu siguranță ești deja uimit, dar nu aceasta a fost limita capacităților arhitecților din secolele trecute - au ridicat și greutăți mai mari.

În 520, regele ostrogot Teodoric a ordonat supușilor săi să construiască un mausoleu pe malul Mării Adriatice, unde după moartea sa a vrut să-și odihnească sufletul barbar. În singurul monument de arhitectură gotică care a supraviețuit până în zilele noastre, o cupolă de 10 metri tăiată din calcar din Istria este un singur bloc de piatră de 300 de tone.

Și a doua cea mai mare piramidă egipteană antică, Khafre, este formată din blocuri monolitice cu o greutate de peste 425 de tone.

Dar voi încerca să vă uimesc și mai mult spunându-vă cum unele dintre cele mai maiestuoase și uriașe statui din lume au apărut în necropola din Teba - coloșii din Memnon.

Aceste statui îl înfățișează pe faraonul Amenhotep al III-lea așezat, cel mai mare faraon al Egiptului Antic, în timpul căruia statul a obținut nu numai o prosperitate economică fără precedent, ci și crearea celor mai mari monumente culturale ale civilizației egiptene. Aceste statui au fost realizate din blocuri de gresie de cuarț, extrase din carierele din apropierea Cairoului modern. Au parcurs 670 km pe uscat până la locul de instalare. Și ținând cont de platformele de piatră pe care stau statuile, acestea ajung la 18 metri înălțime, iar fiecare greutate este de aproximativ 700 de tone ( Desigur, până astăzi nimeni nu le-a cântărit, pentru că acest lucru este imposibil. Această greutate este calculată matematic).

Este greu de imaginat că civilizațiile al căror progres tehnologic era la începutul ei nu puteau construi decât singure astfel de structuri arhitecturale grandioase. Este timpul să ne gândim la ajutorul zeilor sau la intervenția omuleților verzi. Dar tu și cu mine suntem oameni rezonabili. Oricât de mistice arată clădirile atât de uriașe din trecut, au fost făcute de oameni și este destul de interesant de înțeles cum au făcut-o.

Având în vedere că astăzi ar trebui să folosim cele mai puternice macarale moderne pentru a îndeplini sarcinile pe care le-au făcut strămoșii noștri, se pune întrebarea cum ar putea ridica atât de impresionante greutăți fără ajutorul unor mașini complexe? De fapt, mecanismele și dispozitivele au fost prezente la dispoziție. Dar, o diferență semnificativă între macaralele moderne și mecanismele din trecut este că mașinile noastre sunt alimentate cu energie și combustibil, în timp ce mașinile din trecut lucrau exclusiv cu puterea umană.

În principiu, nu există restricții de greutate pentru obiectele pe care oamenii le pot ridica. Doar că, cu cât greutatea este mai mare, cu atât este nevoie de mai mulți oameni. Nu există restricții privind înălțimea la care această greutate ar putea fi ridicată, dar în acest caz este imposibil să faci fără mecanisme și trucuri tehnice specifice. Principalul avantaj tehnologie modernă este doar viteza de ridicare a greutății. Dar, desigur, oamenii nu au folosit întotdeauna doar puterea umană atunci când ridicau greutăți.

Primul mecanism de ridicare a fost creat de om în urmă cu mai bine de 5.000 de ani. De fapt, ar putea fi exagerat să-l numim un mecanism ca atare. De fapt, acestea au fost trucuri tehnice, dar destul de reușite.

Pârghii și rampe

Primele mecanisme tehnice de ridicare și deplasare a sarcinilor la care oamenii au început să recurgă au fost pârghiile și rampele.

Rampa era un tip de plan înclinat de-a lungul căruia a devenit posibilă deplasarea chiar și a sarcinilor extrem de grele. La mutarea unui obiect de-a lungul unei rampe, cantitatea de forță necesară este redusă semnificativ, iar coeficientul de avantaj mecanic al planului înclinat este egal cu lungimea împărțită la înălțimea de ridicare a obiectului. Adică, cu cât suprafața este mai înclinată, cu atât este mai ușor să efectuați munca de ridicare a sarcinii.

Avantajul mecanic al pârghiei este că, datorită lungimii barei transversale (pârghiei), este necesară o forță mai mică pentru deplasarea obiectului.

Dar, în ciuda faptului că egiptenii folosirea rampelor și pârghiilor le-a oferit capacitatea de a ridica greutăți mari la înălțimi considerabile, cantitatea de muncă necesară pentru a efectua o astfel de muncă a rămas semnificativă. De exemplu, pentru a tracta un bloc de piatră cu o greutate de 2,5 tone, a fost necesar să se folosească puterea fizică a aproximativ 50 de oameni. Istoricii estimează că între 20.000 și 50.000 de oameni au fost implicați în construirea unei piramide.

Nașterea macaralei - scripete

Prima aparență de macarale apare în Grecia pe la sfârșitul secolului al VI-lea - începutul secolului al V-lea î.Hr. Grecii, dornici să creeze monumente și temple uriașe, inventează o modalitate de a ridica o încărcătură folosind o frânghie și un scripete, folosind principiul simplu că a trage în jos este întotdeauna mai ușor decât a ridica. Folosirea scripetelor duce în curând la faptul că grecii abandonează complet utilizarea rampelor și pârghiilor și se străduiesc în orice mod posibil să îmbunătăţi sistem de scripete.

În următoarele două secole, șantierele grecești au fost martorii unei scăderi accentuate a greutății materialelor utilizate în construcții. Invenția scripetelui i-a condus pe arhitecți la ideea că era mai practic să folosești multe pietre mici în timpul procesului de construcție. Spre deosebire de perioada arhaică, cu tendința sa către dimensiuni tot mai mari ale blocurilor de construcție, templele grecești din epoca clasică au început să graviteze invariabil spre utilizarea blocurilor de piatră cu o greutate care nu mai depășește 15-20 de tone. În plus, practica ridicării unor coloane mari monolitice a fost practic abandonată. Așadar, apariția scripetelui a dus la faptul că vechii constructori au încetat să mai creeze clădiri de dimensiuni atât de neînțelese.

Treptat, în jurul secolului al IV-lea î.Hr., avantajul mecanic al scripetelui a fost sporit prin combinarea mai multor scripete într-un bloc. De exemplu, atunci când se folosește un scripete triplu, o persoană poate ridica nu 50 kg, ci 150 kg, iar când folosește un bloc cu cinci scripete - 250 kg.

O altă îmbunătățire inventată de om pentru ridicarea sarcinilor a fost crearea troliului și a cabestanului. Ambele dispozitive au fost inventate în același timp cu scripetele. Și avantajul mecanic al acestora a fost creat de rotația circulară a frânghiei de-a lungul axei tamburului, ceea ce a condus la capacitatea de a ridica sarcini de 6 ori mai mari decât este capabilă o persoană. Singura diferență dintre troliu/cabren și scripete era că primul avea o axă orizontală, iar al doilea avea o axă verticală.

Combinația dintre scripete și troliu era deja un mecanism destul de impresionant în sine. Acolo unde înainte o persoană putea să suporte doar 50 kg, acest dispozitiv făcea posibilă ridicarea până la o tonă și jumătate.

Roata pasului

Roata de rulare, menționată pentru prima dată în cronici în 230 î.Hr., a avut un efect de ridicare și mai puternic. Până în a doua jumătate a secolului al XIX-lea a rămas un element important al macaralelor.

Această roată avea de obicei un diametru de 4 până la 5 metri și avea un avantaj mecanic mai bun în comparație cu un troliu sau un cabestan datorită razei mai mari a roții și a razei mici a axei. În plus, cu troliu și cabestan, puterea era generată doar de brațul și umărul uman, care în cazul roții de rulare a fost înlocuită cu forța generată de o persoană care merge sau de un animal de tracțiune. Banda de alergare a crescut astfel capacitățile umane de 14 ori și a permis unei persoane să ridice o greutate de 3,5 tone. Unele macarale portuare au fost apoi echipate cu două roți de rulare, în care s-au deplasat simultan 4 persoane, ceea ce a făcut posibilă ridicarea greutăților de până la 14 tone.

Dar desigur forță motrice, asemănător unei persoane, are și propria sa rezervă de „putere”. Pentru a ridica o încărcătură de 7 tone la o înălțime de 10 metri, doi bărbați au trebuit să meargă 140 de metri cu o viteză de 6 metri pe secundă. Este destul de dificil pentru o persoană să mențină o astfel de viteză mult timp. Forța de muncă trebuia schimbată constant, iar mecanismele s-au uzat rapid. Acest dispozitiv a fost eficient, dar scump și de scurtă durată.

Obelisc

Deși capacitatea portantă a roții de călcare este impresionantă, blocurile de piatră din care au fost construite clădirile în Roma antică, cântăreau atât de mult încât mecanismul roții de rulare nu le putea face față. Deci, cum au reușit strămoșii noștri să facă asta? Da, în principiu, în același mod în care facem față unor sarcini similare astăzi - prin combinarea mai multor mecanisme de ridicare.

Una dintre metodele folosite de arhitecții antici a fost construirea unui turn de ridicare uriaș alimentat de multe cabestane. În acest caz, capstanele au fost folosite atât cât a fost necesar pentru a ridica orice greutate. Desigur, un număr mare de oameni și animale de tracțiune au fost implicați în procesul de construcție. Dominic Fontana, un inginer care a trăit acum 1000 de ani și constructorul multor clădiri din Vatican, a vorbit în detaliu în cartea sa despre modul în care a avut loc un astfel de proces. El a povestit o poveste care s-a întâmplat în 1586.

Într-o zi, Papa Sixtus al V-lea a decis să scoată un obelisc imens de pe arena Circus Maximus din Roma.

La ordinul lui, acest obelisc urma să fie mutat din hipodrom în piața de lângă nou-construită Catedrală Sf. Petru.

Catedrala Sf. Petru se afla la numai 256 de metri de hipodrom, dar trebuie înțeles că înălțimea obeliscului a fost de „doar” 41 de metri, iar greutatea sa a fost fantastică - 350 de tone. La început, obeliscul, cu ajutorul unui turn uriaș construit, care funcționează cu trolii și cabestane, a fost așezat orizontal pe platforme. Procesul a implicat 907 bărbați puternici din punct de vedere fizic, 140 de cai de tracțiune, un turn de lemn de 27,3 metri operat de 40 de cabestane, iar întreaga întreprindere de mutare a obeliscului a durat mai mult de un an. Se transporta folosind platforme montate pe role. Dar construcția obeliscului a durat doar 13 ore și 52 de minute. Toate străzile care duceau spre piață au fost blocate de soldații romani, iar mulțimii de privitori i-a fost interzis să scoată chiar și cele mai mici sunete sub amenințarea cu moartea. Comenzile au fost date muncitorilor folosind tobe, clopote și steaguri de semnalizare. Procesul a fost efectuat cu atenție și precizie, dar la un moment dat a devenit clar că funiile care susțin obeliscul erau pe cale să se rupă. Toată lumea a înghețat, de frică să se miște, și deodată s-a auzit un strigăt din mulțime: „Toarnă apă pe frânghii!” Acest strigăt a venit de la un „lup de mare” experimentat - căpitanul navei pe nume Domenico Bresca. Cunoștințele sale despre afaceri maritime i-au spus o cale de ieșire din situație - atunci când frânghia se udă, se strânge și devine mai puternică. Datorită acestui sfat, obeliscul voluminos a fost instalat acolo unde era necesar, fără pierderi. Papa a mulțumit căpitanului cu resurse, iar obeliscul încă împodobește Piața Sf. Petru.

Mecanisme de ridicare în Evul Mediu

După căderea Imperiului Roman, mecanismele complexe de ridicare nu au fost folosite în Europa de mai bine de 800 de ani. Comparativ cu vremurile măreției romanilor, foarte puține informații au ajuns la noi despre progresul tehnic în domeniul mecanismelor de ridicare în acei ani. Unele informații pot fi culese doar din picturi ale unor mari artiști, ilustrații până la cărți și manuscrise.

Mai jos, un fragment din tabloul „Turnul Babel” de Pieter Bruegel c Tarshego (1563).

Din fericire, mai multe exemple de roată de rulare din acele vremuri au supraviețuit până în zilele noastre. Mecanisme mari de ridicare au fost necesare pentru construirea unor clădiri bisericești gotice foarte înalte și complexe din punct de vedere structural.

Cel mai probabil, ascensoarele au fost instalate inițial în interiorul clădirii, la sol. Cu ajutorul lor, catedralele au fost reconstruite și, la nevoie, reparate ulterior.

Și acesta este un alt mecanism de ridicare medieval - unul mare supapă rotativă, instalat deasupra catedralei din Köln, înaltă de 157 de metri, din Germania. Macaraua a fost construită în jurul anului 1400 și a fost demontată abia în 1842. Înălțimea macaralei a fost de 15,7 m, iar lungimea brațului acesteia a fost de 15,4 m. Astfel, dimensiunile acesteia au repetat practic dimensiunile macaralelor turn moderne.

Macarale portuare

Exemple excelente de gândire tehnică a inginerilor medievali au fost macaralele portuare staționare, propulsate de puterea unei roți de rulare. Astfel de macarale au apărut pentru prima dată în secolul al XIII-lea în Flandra (Olanda), după cum arată acest desen,

Germania și Anglia. Acestea erau structuri puternice, echipate nu cu una, ci cu două roți de mers cu un diametru de cel puțin 6,5 metri. O astfel de putere era necesară nu atât pentru ridicarea greutăților uriașe, cât pentru o viteză mai mare și pentru ridicarea sarcinilor la înălțimi semnificative. Portul a apreciat viteza de descărcare și încărcare a navelor. În construcții, timpul de lucru nu a fost atât de decisiv.

Benzile de alergare din port erau adesea acoperite cu un acoperiș din lemn pentru a proteja mecanicii și muncitorii de ploaie. Aceste structuri permanente aveau multe în comun cu morile de vânt, atât vizual, cât și tehnic, dar numărul lor în toată Europa era foarte limitat.

Cele mai puternice macarale portuare au fost construite în docurile Londrei în anii 1850. Au lucrat din două roți de mers cu o rază de până la 3 metri, iar în fiecare roată mergeau câte 3 până la 4 persoane.

Robinete rotative

Macaralele moderne pot roti brațul la 360 de grade, adică macaraua este capabilă să miște o sarcină nu numai de-a lungul axei verticale, ci și de-a lungul axei orizontale. Majoritatea macaralelor folosite în Evul Mediu erau capabile doar să miște sarcini pe verticală.

Prima macara capabilă de mișcare orizontală a fost descrisă în 1550 într-o carte a lui Georgius Agricola, un om de știință, inginer, filozof și istoric al Renașterii german. Totuși, aceasta a fost doar o idee. Dar primul prototip al unui astfel de mecanism a fost creat de arhitectul francez Claude Perrault abia în 1666. Macaraua lui avea un sistem complex de cabluri care se desfășoară folosind un tambur de frânghie.

În această macara, atât roata de mers, cât și brațul se puteau roti la 360 °, iar macaraua destul de mare în sine era capabilă să ridice o sarcină de până la 1 tonă cu o rază de viraj de 2,4 m.

Macarale de fier

Secolul al XIX-lea a fost un secol de evenimente importante în îmbunătățirea macaralelor, oferind omenirii trei inovații majore. Prima, și una dintre cele mai importante, a fost utilizarea fierului ca material pentru crearea unor mecanisme complexe de construcție și de ridicare. Înlocuind structurile din lemn, macaralele din fier au devenit mai puternice, mai fiabile și mai eficiente. Prima macara din fontă a fost construită în 1834 și la acea vreme era apogeul ingineriei. A doua invenție a fost crearea în același an a unui cablu de fier mai puternic, care a înlocuit frânghiile ușor rupte din fibre naturale. Și în cele din urmă, în 1851, odată cu apariția motorului cu abur, această îmbunătățire a afectat și producția de macarale.

Cablul a devenit curând utilizat pe scară largă în diverse domenii ale activității umane, dar celelalte două inovații au intrat în viață încet și fără tragere de inimă. Lemnul, uneori combinat cu fierul, a continuat să fie materialul principal pentru construcția multor macarale până la începutul secolului al XX-lea. Mai ales în zonele în care era mult lemn și era un material ieftin. Motor cu abur de asemenea, destul de mult timp a fost perceput ca un lucru ciudat și extrem de scump. Până în a doua jumătate a secolului al XX-lea, macaralele acţionate manual au rămas populare. Uneori era un spectacol grotesc: o macara uriașă din metal, care folosește cabluri puternice, de oțel și o persoană care operează acest colos fără ajutorul unui motor. Un exemplu unic al unei astfel de „tehnologii intermediare” a fost o macara portabil manuală pentru ridicarea cabinelor și a vagoanelor.

sau această macara (conservată în Olanda) pentru mutarea bărcilor de pe uscat pe apă.

Macaralele turn au început să apară pentru prima dată în Europa în prima jumătate a secolului al XX-lea. Multe străzi ale orașelor europene erau atât de înguste încât de multe ori era complet imposibil să aduci și să instalezi o macara standard, voluminoasă, care exista la acea vreme. Acesta este ceea ce a contribuit la ideea de a crea o macara suficient de înaltă, puternică, dar capabilă să nu ocupe mult spațiu pe stradă. Ca urmare, în Europa au apărut primii producători inovatori în crearea de macarale turn.

De exemplu, în 1908, Maschinenfabrik Julius Wolff & Co (Germania) a introdus prima serie de macarale turn concepute special pentru construcția în masă. Și în 1913 a primit medalia de aur „Pentru isprava tehnică pentru gloria patriei” la expoziția de mărfuri de la Leipzig. economie nationala. Dar aceste macarale turn din prima generație au fost în principal solicitate de constructorii naval, care le-au cumpărat și instalat în șantiere navale și docuri. Apoi, alți producători, precum Kaiser și Potain, au început să producă macarale turn. Ei, după ce au îmbunătățit designul macaralei, au reușit să o facă mai convenabilă pentru construcția în masă. Dar totuși, aceste macarale erau încă extrem de grele. Au fost greu de instalat și a durat mult timp pentru a fi demontate, iar ritmul de viață din ce în ce mai mare de după război a dictat viteza.

În 1949, Hans Liebherr a realizat că amprenta mică a macaralelor turn și instalarea rapidă a macaralelor turn vor rezolva problema ușurinței în utilizare a acestei tehnologii în construcții. El s-a angajat să construiască o macara turn pivotantă cu un braț orizontal atașat chiar de vârful unei structuri înalte. Macaraua lui putea ridica o sarcină de la sol și apoi, fără să o coboare, să o mute în orice locație. O altă caracteristică a fost că macaraua putea fi transportată la șantier într-o formă parțial dezasamblată, unde s-a asamblat singură. Primul exemplu de astfel de macara, modelul TZ-10, a fost prezentat de Liebherr la Târgul de la Frankfurt din Germania, în toamna anului 1949. La început, industria a acceptat cu precauție un design atât de ciudat pentru echipamentele de ridicare, dar în cele din urmă, după ce a apreciat toate avantajele, a intrat în producția de masă. O serie de macarale de construcții bazate pe conceptul TZ-10 au intrat curând pe piața construcțiilor.

Toată Europa postbelică a cunoscut o cerere incredibilă pentru echipamente moderne de construcții. Fascismul a distrus multe țări, orașele au rămas în ruine, iar societatea a cerut ca inginerii și constructorii să reconstruiască rapid tot ceea ce a distrus al Doilea Război Mondial.

Adevăratul boom a construcțiilor a avut loc în anii 40-50 și tocmai în acești ani producătorii utilaje de constructii a început să demonstreze nu numai abordări inovatoare ale creării sale, ci și imaginația de a combina echipamente cu diferite funcții într-un singur design. De exemplu, companie germană Reich Baumaschinen GmbH a creat o macara turn care a fost ridicată ca suprastructură peste o betoniere.

Anii 1950 au cunoscut o serie de inovații tehnice monumentale în proiectarea și dezvoltarea macaralelor turn. Mai întâi, câțiva producători au început să producă macarale turn care au brațe retractabile, telescopice. În al doilea rând, constructorii au început să prefere din ce în ce mai mult macaralele cu braț basculant structurilor cu braț cantilever, ceea ce a crescut semnificativ înălțimea de ridicare a sarcinilor.

Iar una dintre ideile inovatoare decisive a fost inventarea unui mecanism de ridicare, a cărui înălțime, în funcție de necesități, putea fi mărită prin elemente structurale cuplabile. Această soluție a făcut posibilă realizarea construcției prin instalarea unei macarale în puțurile lifturilor clădirii în construcție.

Din anii 1960, modelele de macarale au suferit deja îmbunătățiri minore, dar cu siguranță importante. Cum ar fi creșterea momentului de încărcare, sistemele de control și siguranță, creșterea vitezei de asamblare și dezasamblare a macaralei. În cele din urmă, astăzi avem o tehnologie care ne este familiară, puterea și capabilitățile cărora le putem admira.