Историческое развитие грузоподъемной техники

Грузоподъемные машины относятся к подъемно-транспортным машинам.

Подъемно-транспортная машина – это машина, с помощью которой производятся подъемно-транспортные операции в цехах заводов и на строительных объектах.

К грузоподъемным машинам относится большое число подъемных устройств и механизмов, различающихся конструкцией, областью применения, принципом действия и т. д. О чем более подробно рассмотрим ниже.

На данном этапе остановимся на истории развития грузоподъемной техники.

Современные высокопроизводительные грузоподъемные машины, работающие с большими скоростями и обладающие высокой несущей способностью, являются результатом постепенного развития этих машин в течение долгого времени.

История грузоподъемной техники, являясь частью истории подъемно-транспортной техники, фиксирует многочисленные примеры замечательных инженерно-технических сооружений прошлых времен, создание которых требовало немалых технических знаний на соответствующем уровне. Развитие ее уходит в отдаленное прошлое, когда люди, сталкиваясь с необходимостью возведения жилищ, строительных сооружений, организации поливного земледелия, применяли простейшие подъемные приспособления, приводимые в движение мускульной силой людей или животных. Об этом свидетельствуют памятники материальной культуры, данные современной этнографии.

В рукописях, написанных более 2000 лет до н. э., описываются вороты и рычажные подъемники воды из колодцев. Древние строители Египта более 3500 лет назад транспортировали на кораблях и перемещали по земле с помощью катков и рычагов каменные обелиски массой до 360 т. Они же в ХХII в. До и. э. построили пирамиду Хеопса высотой 147 м, использовав при этом 2,5 млн каменных блоков массой от 2 до 90 т. Применение воротов с конным приводом и полиспастов относится к II…I вв. до н. э. Первый стреловой поворотный кран с ручным приводом появился в Древнем Риме в I в. До н. э. [1, 2].

В ХI – ХII вв. н. э. в связи с развитием торговли, мореплавания и горно-металлургической промышленности началось быстрое развитие грузоподъемных машин и расширилась область их применения. Появились первые прототипы современных кранов, имевшие ручной привод и привод с помощью топчаковых колес. Описание почти всех основных деталей м элементов грузоподъемных машин встречаются в трудах Леонардо да Винчи, Георга Агриколы и других ученых средних веков. До начала ХIХ в. Средства грузоподъемной техники характеризовались применением дерева в качестве основного конструкционного материала, ручного или конного привода. Только наиболее ответственные детали (цепи, крюки, валы и т. д.) изготавливались из металла.

В 20-х годах ХIХ в. Был создан паровой двигатель, а в 1860 г. – первый кран с паровым двигателем. В 80-х годах того же века начали применяться краны с электрическим двигателем. Широкое промышленное применение электропривод получил благодаря работам русского ученого М.О. Доливо-Добровольского (1862 – 1919), который создал систему трехфазного тока и изобрел простой, надежный и дешевый асинхронный двигатель.

Большая заслуга в деле развития грузоподъемной техники принадлежит русским механикам. Еще в ХI в. Для подъема тяжестей при возведении Софийского собора в Новгороде строители пользовались сложными системами полиспастов. В ХIV – ХV вв. широко использовались различные системы вόротов и блоков. В 1677 г. На колокольню Московского кремля подняли Большой Успенский колокол массой 130 т. Подъем колокола производился при помощи деревянных рычагов, полиспаста и вόрота. Для облегчения подъема колокол был соединен цепями с противовесом.

В 1769 г. в Петербурге произведено перемещение на большое расстояние камня размером 15´9´7 м и массой более 1000 т, использованного скульптором Фальконе в качестве основания памятнику Петру Первому. Перемещение осуществлялось при помощи вόротов и полиспастов.

В 1832 г. перед Зимним дворцом в Петербурге была установлена Александровская колонна массой более 600 т. На ее установку было использовано 60 вόротов, каждый из которых приводился в движение 16 рабочими.

Долгое время в Росси никто не занимался изучением и обобщением опыта развития подъемно-транспортных машин. И только в 80-х годах ХIХ века проф. И.А. Вышнеградский (1831-1895) впервые создал курс подъемно-транспортных машин. В 1882 г. вышла работа проф. М.Н. Петрова, систематизирующая и обобщающая опыт механизированной перегрузки массовых грузов.

Вышнеградский Иван Алексеевич (1831/32 – 1895)– русский ученый и государственный деятель. Преподавал математику в военно-учебных заведениях; после защиты диссертации: «О движении системы материальных точек, определяемой полными дифференциальными уравнениями», получил степень магистра математических наук. Им был составлен учебник элементарной механики, первый у нас опыт строго научного изложения оснований механики с помощью исключительно начальной математики. Во время заграничной командировки он ознакомился с постановкой практической механики в Германии, Бельгии, Франции и Англии и специально изучил в Карлсруэ построение машин. По возвращении получил кафедру механики в технологическом институте. Сочинения Вышнеградского по механике переведены большей частью на иностранные языки; особенную известность получил его труд: «Механическая теория теплоты», выводы которого обратили на себя внимание Парижской Академии Наук («Comptes Rendus», 1876). Почетный член Петербургской Академии наук (1888). Один из основоположников теории автоматического регулирования, основатель научной школы по конструированию машин. В 1888-92 министр финансов.

Начало отечественного краностроения относится к 1900 г., когда впервые были построены краны на Брянском, Краматорском и Путиловском заводах. В 1913 г. годовой выпуск кранов на Брянском и Краматорском заводах составлял 70 шт.

С целью обобщения практического отечественного опыта конструирования и производства средств грузоподъемной техники в 1930 г. создается Всесоюзный научно-исследовательский институт подъемно-транспортного машиностроения (ВНИИПТМАШ), ставший организационным и научно-техническим центром в соответствующей отрасли промышленности. Его успешная работа в большой степени определялась трудами советских ученых: Л.Г. Кифера, И.И. Абрамовича, Н.Е. Емцова, А.О. Спиваковского, А.И. Дукельского, Н.Ф. Руденко, Д.Н. Тамарина, Б.С. Ковальского и др.

В настоящее время отечественное подъемно-транспортное машиностроение освоило выпуск практически всех видов грузоподъемного и транспортного оборудования. Так, создан ряд высокоэффективных, высокопроизводительных и экономичных грузоподъемных машин: мостовые краны общего назначения грузоподъемностью до 500 т; облегченные мостовые электрические краны грузоподъемностью до 50 т; мостовые подвесные двухбалочные краны грузоподъемностью до 100 т и пролетом до 100 м; краны-манипуляторы и краны со сменными автоматическими захватами; козловые краны общего назначения грузоподъемностью 12,5…20/5 т с пролетами до 32 м и увеличенными скоростями передвижения; краны-штабелеры для механизации и автоматизации складов тарно-штучных, листовых и длинномерных грузов грузоподъемностью до 12,5 т; башенные краны для строительства промышленных и гражданских зданий; стреловые самоходные краны грузоподъемностью от 4 до 250 т на автомобильном ходу, на спецшасси автомобильного типа, пневмоколесные и гусеничные. Выпускается 53 модели электроталей грузоподъемностью до 10 т. Созданы новые виды грузоподъемной техники — шарнирно-балансирные манипуляторы и промышленные роботы.

Отечественная промышленность освоила производство также уникальных специальных кранов грузоподъемностью до 1200 т, мощных плавучих кранов грузоподъемностью до 1600 т, специальных козловых строительно-монтажных кранов для монтажа оборудования тепловых и атомных электростанций и т.д. [3]. Существенно улучшены технико-экономические показатели этих машин за счет применения новых конструктивных решений, новых конструкционных материалов, профилей проката, технологических методов обработки деталей, сварки металлоконструкций и т. д.

Большое значение в решении проблемы создания мощной отрасли отечественного краностроения сыграла огромная работа, выполненная отечественными учеными в области подготовки научно-технических и инженерных кадров, научных исследований, внедрений и т. д. Наибольший вклад в эту работу внесли профессора Н.П. Александров, М.М. Гохберг, Б.С. Ковальский, Ф.К. Иванченко, М.С. Комаров, С.А. Казак, П.3. Петухов, Г.П. Ксюнин, А.В. Вершинский, Б.П. Румянцев.