Inimtööstuse üks peamisi ülesandeid on raskusjõu vastu töötamine ja selliste struktuuride püstitamine nagu sillad ja ehitised, mis on piisavad, et vastu pidada nende ja nende inimeste massile avaldatavale gravitatsioonijõule kandma. Nende konstruktsioonide ehitamiseks peab olema vahend ja kraana on üks kõige tuntumaid masinaid raskete esemete täpseks tõstmiseks.
Pikkade domineerivate siluetite korral, kus ehitatakse mis tahes suurust, toimivad kraanad kangidena, mis on võimelised tõstma objekte kraana mootori ja kinnituspunkti kaugusel. Selleks kasutatakse a poomi käsi, mille pikkust ja nurka maapinnast saab muuta vastavalt käimasolevale ehitustööle (või ehituse mahavõtmisele).
Konkreetse kraanaseadme tõstevõime määramiseks võib vaja minna tõste arvutamise valemit. See hõlmab peamiselt põhigeomeetriat, kuid aitab ka natuke mõista füüsikat.
Kraana osad ja füüsika
Kraanat juhitakse liikuva ja pöörleva (kuid muidu ankurdatud) platvormi otsast, mida nimetatakse tugijalaks ja mis võib olla mitu meetrit lai. Poomivarras ulatub oma pikkuse jaoks etteantud nurga all (näiteks 30 kraadi) üles ja välja ning selle poomivarre otsas on seade, mis tõstab tõstetavat ja liigutatavat koormat.
Koormus (mass korrutatuna gravitatsiooniga g ehk 9,8 m / s2) tõstetakse (ideaaljuhul) vertikaalselt, nii et horisontaaljõud ei mängi (tuulised päevad mängivad kraanaoperaatoritele kaost). Selle asemel hoitakse kaablis pinget T (jõud pikkuse ühiku kohta), kui kraana ülespoole suunatud jõud (aparaadi ülaosas oleva rihmaratta abil ümber suunatud) tasakaalustab täpselt koorma raskuse. Kui mootor liigub T-st selle punkti kohal, liigub koormus ülespoole, tingimusel, et kaabel on jõule piisavalt tugev.
Kraana geomeetria
Ühelt küljelt vaadates moodustavad kraana poom, maapind ja vertikaalne kaabel täisnurga kolmnurga. Hüpotenuus on poomi õlg, kolmnurga pikk haru on kaugus r tugijala alusest hüpotenuusi koormuse ja lühikese käe suhtes on poomi "otsa" vertikaalne kõrgus h jahvatatud.
Efektiivne raadius r peab arvestama tugijala aluse ja on seega tõstevõime arvutamiseks veidi lühenenud; see tähendab, et see ei käivitu otse mootori juurest, kus asub selle tegelikult kolmnurga tipp.
Kraana tasakaalus
Tasakaalustatud tasapinnal pole liikuvaid osi. See tähendab, et väliste jõudude ja väliste pöördemomentide summa on null. Kuna koormus kipub tugitala aluses ümber oma telje pöörlema, peab see pöördemoment olema tasakaalus koos raskusjõu mõjuva otsese allapoole suunatud jõu tasakaalustamisega.
- Nagu märgitud, horisontaalsete jõudude summa peaks olema null.
Kraana tõstevõime arvutamine
Standard kraana võimsuse arvutamise valem on antud
(r) (hC) / 100,
kus r on raadius (kaugus maapinnast koormani) ja hC on tõstekõrgus ja võime. Kandevõime on omakorda konkreetne valitud poomi käe pikkuse ja nurga suhtes ning seda tuleb otsida tabelist nagu ressurssides.
Lõplik arvutus on tegelikult keskmine, kasutades hC väärtust, mis on maksimaalne iga valitud raadiuse jaoks. Keskmised punktid on minimaalne raadius, r ise, ja iga täpne raadius 5,0 meetri ühikute vahel. Seega võib täielik väärtuste komplekt välja näha nagu 1,9, 5,0, 10,0 ja 14,2 m ning keskmine oleks antud juhul nelja numbri keskmine.