Kraana

Kraana on masin, mida kasutatakse raskete materjalide liigutamiseks vertikaalselt ja/või horisontaalselt. Kraana on varustatud nööride, trosside või kettidega, mis liiguvad mööda trossirattaid. Jõuülekande abil saab kraanaga tõsta suuri raskusi, mille liigutamine ületab inimese võimeid.

Hüdrauliline kraana

Kraanasid kasutatakse tavaliselt ehituses, transpordis ja tootmises.

Esimesed teadaolevad kraanad pärinevad Vana-Kreekast, kus tõstemehhanismina kasutati inimesi või loomi. Peamiselt kasutati kraanasid kõrgete hoonete ehitamisel. Keskajal hakati kasutama sadamakraanasid, mida kasutati laevade ehitamisel ja laevadele lasti tõstmiseks (lossimiseks). Peamiselt ehitati kraanasid puidust, kuid tööstusrevolutsiooni järel hakati kasutama rauast ja terasest konstruktsioone.

Mitu sajandit kasutati kraanade jõuajamina peamiselt inimeste ja loomade füüsilist tööd, kuid ka tuule- ja vesiveskeid. Esimene mehaaniline jõuajam leiutati 18.–19. sajandi vahel. Selles kasutati aurumootoreid, mida kasutati veel ka 20. sajandil. Tänapäeval töötavad kraanad peamiselt sisepõlemis- või elektrimootoriga ning kasutavad hüdraulilisi süsteeme, mis võimaldavad tõsta veel suuremaid raskusi kui varem.

Kraanasid on väga palju eri tüüpe ja igal tüübil on spetsiifilisi kasutusotstarbeid. Väiksemaid kraanasid kasutatakse töökodades, suuremaid tornkraanasid pilvelõhkujate ehitamisel. Ujuvkraanasid saab kasutada naftapuurtornide ehitamisel või uppunud laevade päästmisel.

Nimetus

Eesti sõna "kraana" pärineb vene sõnast kran ('tõstemasin'), mille allikaks on omakorda kas hollandi kraan ('kraana') või saksa Kran ('kraana') (samast saksa tüvest tuleneb ka eesti sõna "kraan"). Inglise sõna crane ('kraana; kurg') allikas on prantsuse grue, mis omakorda tuleneb vanakreeka sõnast γέρανος. Kraana ja kure kohta kasutatakse sama sõna, kuna tüüpiline kraana meenutab kujult pika kaelaga lindu.

Mehaanilised printsiibid

Tornkraana

Tornkraana Liebherr-710 HC-L 32/64 Litronic

Kraanade projekteerimisel on kolm olulist tegurit: kraanad peavad suutma tõsta ettenähtud raskusi, kraana ei tohi minna ümber, kraana ei tohi puruneda.

Oluline on tagada kraana stabiilsus. Selleks, et vältida ümber kukkumist, peab momentide suhe kraana alusel olema nulli lähedal. Praktikas välditakse ümber kukkumist nii, et maksimaalne lubatud tõstevõime on väiksem, kui kraana tegelik tõstevõime.

Näiteks, USA standardi järgi on stabiilsuse tagamiseks liikuvate kraanade lubatud tõstevõime 75% murdepunktist. 85% saavutatakse juhul, kui kasutatakse tugijalgasid. Kraanade projekteerimise ohutusnõuded on sätestatud American Society of Mechanical Engineersi väljaandeis.

Laevakraanade ja naftapuuraukude kraanade standardid on veelgi rangemad, sest siis peab arvestama ka dünaamilise koormusega, mis tuleneb aluse liikumisest.

Statsionaarsete kraanade puhul peab arvestama momentidega, mida põhjustavad nool, mast ning raskus kraana alusele. Pinged kraana alusele peavad olema väiksemad kui materjali voolavuspiir. Vastasel juhul kraana konstruktsioon deformeerub ning kukub kokku.

Kraanaliigid

Kraanade liigid on järgmised:

• liikuvad kraanad, kuhu kuuluvad ujuvkraana, roomikkraana, autokraana, teleskoopkraana, lendav kraana ehk helikopterkraana, raudteekraana;
• statsionaarsed kraanad, mis on maa külge kindlalt fikseeritud kraanad, näiteks tornkraana, teleskoopkraana, konsoolkraana, sadamakraana;
• kergteisaldatavad kraanad.

Tornkraana

Tornkraanad on tänapäeval ühed moodsamad ja ehitusel enam kasutatud kraanad, sest neil on väga hea tõstevõime ja kõrguse kombinatsiooni. Tavaliselt on nad kinnitatud betoonalusele või mõnel juhul ka hoone külge (pilvelõhkujate ehitamisel). Aluse külge kinnitatakse mast, mille külge omakorda kinnitatakse pöördeüksus. Masti otsas on ka pikem nool, lühem nool ning juhikabiin.

Pikema noole küljes on raskuste tõstmiseks tõstekonks. Lühema noole otsas on aga vasturaskus, et vältida kraana ümber kukkumist. Vasturaskuseks on tavaliselt betoonplokid. Juhikabiin asub tavaliselt kahe konksu vahel masti tipus, kuid mõnel kraanal on ka kaugjuhtimissüsteem, mis võimaldab kraanat juhtida maapinnalt. Juhikabiin on tavaliselt pöördeüksuse küljes, kuid selle saab paigaldada ka näiteks masti poole peale või noole külge. Tõstekonksu saab juhtida kabiinist ning mehhanism töötab elektrimootori ja trosside koostöös.

Lasti sujuvamaks liigutamiseks teeb kraanajuht koostööd maapinnal oleva töömehega, kes annab raadio teel juhiseid ja suunab lasti tõstmist.

Tornkraana kabiin

Detailid

Tornkraanasid kasutatakse ehituses laialdaselt ja neid on väga erinevaid, kuid peamiselt koosnevad nad järgmistest osadest:

• mast/torn – sõrestikkonstruktsioon, mis ühendatakse kraana paigaldamisel; mõnd tüüpi kraanadel saab torni kõrgust muuta;
• pöördeplatvorm – asub torni tipus ning võimaldab kraanal pöörata;
• teeninduskabiin – enamikul kraanadest on kabiin pöördeplatvormi kohal; kabiinis on juhtimissüsteem koos näidikutega (kaal, tuulekiirus jms);
• nool – ulatub horisontaalselt kraanast väljapoole, mõnd tüüpi kraanadel saab noolt liigutada ka vertikaalselt; mööda noolt liigub lastivanker koos tõstekonksuga;
• vastunool – hoiab vasturaskusi, tõstuki mootorit ja elektroonikat;
• tõstekonks – konksu abil ühendatakse last kraanaga; tavaliselt riputatakse konks noole otsa trossidega;
• raskused – suured betoonist vasturaskused, mis on vastunoole otsas ja tasakaalustavad kraanat lasti tõstmisel.