1.2 Исторические этапы совершенствования погрузочно-разгрузочных работ на транспорте
История подъёмных устройств началась ещё с глубокой древности. Необходимость в поднятии тяжелых грузов возникла ещё на самом раннем этапе человечества. Память о древних подъёмниках оставили такие сооружения как пирамиды в Египте, различные постройки в древнем Риме, гидротехнические сооружения Китая. Строительство таких памяток производилось задолго до нашей эры, невозможно себе представить, как возводились такие массивные сооружения без применения подъёмников.
Предположительно самый первый грузоподъёмник состоял из рычагов, катков и наклонных плоскостей, применялся этот агрегат без использования промежуточных деталей типа цепей и канатов. Немногим позже начали использовать подъёмные устройства с применением промежуточных элементов - верёвок и гибких веток (Рисунок 1).
Рисунок 1 – Подъёмные устройства с применением промежуточных элементов - верёвок и гибких веток
Древнегреческое грузоподъёмное устройство называлось "журавль", в переводе на немецкий - "краних", что подтолкнуло русских дать грузоподъёмным устройствам название - "кран"(Рисунок 2). Применялся "журавль" в V веке до н.э.. С помощью этого подъёмника строили крепостные стены, широко использовали для театральной бутафории.
Рисунок 2 – Подъёмные устройства «журавель»
К I веку до н. э. в Древнем Риме последующее усовершенствование подъёмных механизмов привело к созданию поворотных подъёмных кранов. Конструкция такого крана ограничивалась креплением на прочных деревянных брусьях, способных поворачиваться на катках в разные стороны. Максимальная высота подъёма груза таким механизмом достигала 12 метров. Также римляне стали основателями самого первого лифта - клетёвого подъёмника.
Западная Европа.
В XI- XII вв. дальнейшее совершенствование техники переместилось на территорию Западной Европы, где происходило интенсивное развитие мореплавания, торговли и горно-металлургической промышленности, что способствовало строительству новых грузоподъёмных механизмов.
В XIV- XV вв. стала активно развиваться механика, что подстегнуло к совершенствованию конструкций грузоподъёмников (Рисунок 4). С появлением лебёдок и полиспастов появилась возможность поднимать грузы большего веса, с большей скоростью затрачивая на работу меньше усилий. Благодаря соединению ворота с полиспастом или блоком появилось множество разнообразных конструкций похожих на поворотные и переносные краны.
Рисунок 3 – Простейшее грузоподъемное устройство
В XIV-XV вв. европейцы начали создавать стреловые, поворотные и цепные краны на деревянной основе с конным приводом через топчаки. Такие краны были более похожи на современные, чем все ранее созданные устройства.
Самое активное развитие строительства кранов приходится на конец XVIII и начало XIX в., когда был изобретён паровой двигатель.
Все грузоподъёмные устройства, которые были изобретены до XIX в. были выполнены на деревянной основе. Стальными были лишь некоторые детали механизмов, такие как крюки, оси, храповики.
Первый мостовой кран был построен в Париже в первой четверти XIX столетия, выполнен он был всецело из дерева. Использовались деревянные и деревянно-металлические мостовые и козловые кран вплоть до конца XIX в.
Все подъёмные механизмы, созданные до появления парового двигателя, приводились в действие мускульной силой животных или человека. Водные и ветряные двигатели редко использовались для грузоподъёмных машин. Усиленное развитие промышленности и транспорта в начале ХХ века привело к массовому строительству кранов большой грузоподъёмности с машинным приводом.
В Англии в 1846-1847гг. был введен в эксплуатацию первый кран с гидравлическим приводом. Работа такого механизма заключалась в подаче воды под давлением в рабочие цилиндры. Широкое распространение гидравлического привода на подъёмниках началось только во второй половине XIX в.
Наряду с кранами в 1811 г. В России был построен первый прототип современного экскаватора, который был оснащён несколькими небольшими ковшами и работал при помощи парового двигателя. Наряду с созданием конструкций портальных и мостовых кранов в 80-х годах XIX в. произошло строительство первого железнодорожного кабельного парового крана. В 1872 году в Англии был построен первый стационарный подъёмный кран с паровым двигателем, но из-за несовершенства конструкции они не приобрели всеобщего распространения. В конце XIX в. начали совершенствоваться паросиловые установки и постепенно они полностью вытеснили гидравлические краны.
В 1880 году немецкие изобретатели построили первый подъёмник, где движущей силой было электричество. Двигатель такого подъёмника состоял из зубчатых колёс и червячной передачи, которые зацеплялись с зубьями неподвижной направляющей рейки. В то же время в Германии осуществлялось строительство электрического мостового крана. Особенностью такого крана являлся привод всех механизмов от одного электродвигателя. Чуть позже и американцы начали использовать первый электрический мостовой кран, который обладал отдельные электроприводы для подъёмного механизма, перемещения грузовой тележки и передвижения крана. В 1885 и 1891 годах электрический привод начали использовать на стационарных, полупортальных и козловых кранах. Использование двигателя внутреннего сгорания для передвижных кранов началось с 1895 года.
В начале ХХ века активно развивалось жилищно-промышленное строительство, поэтому потребность в кранах различного назначения сильно возросла. Первый башенный кран с подъёмной стрелой был создан в 1914 г., а немногим раньше были созданы свободно стоящие поворотные стационарные и передвижные башенные краны.