Первые краны начали использовать в строительстве еще XIX веке, единственным возможным источни-ком энергии в то время был паровой двигатель. С 1908 по 1914 г. произошел качественный скачок от паровых машин к машинам с дизельными двигателями. Мощные краны в первые 40 лет XX столетия были тяжелыми и громоздкими, для их монтажа/демонтажа требовались вспомогательные механизмы, а транспортировка на новый объект занимала много времени и требовала дополнительной техники.
В общемировой практике краностроения самые большие изменения пришлись на последние 50 лет. Развивались многие типы кранов – башенные, самоходные, переставные, на колесном и гусеничном ходу, специальные. Появились краны-вездеходы, способные преодолевать расстояния по пересеченной местности на большой скорости и работать в самых сложных условиях.
На начало этого периода приходится создание немецкой фирмы Liebherr, крупнейшего производителя кранов и другого оборудования, позднее превратившейся в крупнейшую частную компанию широкого спектра деятельности, включая космическую. Пример Liebherr настолько показателен как с точки зрения развития самой фирмы, так и развития краностроения, что уместно привести несколько основных этапов ее деятельности.
Идея создания башенных кранов, способных быстро и легко монтироваться и транспортироваться, увенчалась успехом уже в первом варианте. Первые машины были собраны в семейном деревянном доме в Кирхдорфе на юге Германии. В дальнейшем фирма продолжала расширяться, ее деятельность приняла международный характер, далее постоянно происходят наращивание производственных мощностей и расширение дилерских сетей в разных странах мира. Успеху Liebherr способствовало постоянное совершенствование выпускаемой продукции.
Первый башенный кран фирмы Liebherr появился в 1949 г. и представлял собой механизм нового поколения, кран монтировался и демонтировался с использованием собственных ресурсов, а при необходимости транспортировки демонтаж кранов осуществлялся без привлечения других механизмов.
Первая серия башенно-стреловых кранов включала несколько моделей. Особые надежды Г. Либхерр возлагал на модель ТК 10 с максимальной грузоподъемностью 1000 кг, при максимальном вылете стрелы 16 м грузоподъемность составляла 650 кг, высота подъема крюка кранов -14м.
Однако строительные фирмы не сразу оценили достоинства новых кранов, хотя будущее показало, что принятая концепция самомонтирующихся кранов была правильной.В 1952 г. был выпущен кран Form 9, тогда впервые балочная стрела кранов была заменена на маневренную подъемную. Новые краны оборудовались приводными устройствами для работ с подъемной стрелой. Далее было освоено производство кранов с различными конструктивными решениями башен, включая телескопические, решетчатые и их комбинации.Год 1955 ознаменовался выпуском кранов новой прогрессивной конструкции моделей 14А и 25А. Краны с телескопической решетчатой башней были оснащены выносными опорами, убиравшимися при транспортировке кранов, тогда габаритная ширина составляла всего 2,5 м.В 1956 г. впервые был выпущен ползучий кран для высотного строительства 25Н, который мог переставляться с этажа на этаж по мере возведения здания.В 1958 г. производство кранов приняло массовый характер. Краны выпуска этого года модели 8А с подъемными стрелами стали лидерами продаж. За период 1955-1965 гг. было выпущено 3 694 единицы кранов этой модели. Краны модели ЗОА/35 занимали второе место по объему продаж: за 1962-1973 гг. было продано 2 807 единиц. Маневренность стрел этих кранов привела к появлению понятия разной грузоподъемности кранов в зависимости от вылета стрелы. Краны моделей 1958 г. выпускались вплоть до 1973 г. в модифицированных вариантах.Год 1958 стал также годом рождения новой серии НВ. Это были краны с верхней поворотной платформой, способной перемещаться вверх/вниз по башне кранов, а сама башня могла наращиваться дополнительными секциями.В 1960 г. впервые разработан кареточный самомонтирующийся кран с нижней поворотной платформой и грузовой кареткой модели 6К.В 1963 г. выпущена серия с верхней поворотной платформой и гидравлическими подъемными средствами.В 1964 г. среди башенно-стреловых кранов появился стреловой кран Form 500, обеспечивающий большой радиус работ и высокую грузоподъемность. Тогда же был представлен первый кран на гусеничном ходу с башней и стрелой 150R.В 1969 г. изготовлен ползучий кран модели 50НС с верхней поворотной платформой и грузовой кареткой. В последние два года новую серию пополнили модели 60НС, 90НС, 130НС, 180НС и 225НС.В 1975 г. появилась серия кранов с шарнирно сочлененной стрелой, первая модель – 180НС-К; в1977 г. запущена серия башенно-стреловых кранов НС-модели 80НС и 120НС; в 1980 г. был представлен быстромонтируемый кран 21 К.В 1981 г. разработан самый высокий свободно стоящий башенный кран 450С/750, способный к самостоятельному передвижению. Высота подъема его грузового крюка составила 122 м.В 1985 г. были представлены краны, специально разработанные для стесненных строительных площадок, – ЕС и МК, а модели серии НС-L – для сверхвысоких зданий.В 1987 г. изготовлен самый большой ползучий кран с верхней поворотной платформой 3150НС. Несмотря на большой рабочий радиус 80 м крановая грузоподъемность осталась очень высокой – 32 т.В 1988 г. была запущена в производство новая серия ЕС-Н кареточных кранов, первая модель 180 ЕСН/185, а в 1989 г. впервые появился кареточный кран с телескопической стрелой, которая состояла из двух секций – одной фиксированной и другой подвижной.
Таким образом, почти каждый год фирма обеспечивала рынок новыми разработками, многие из которых открывали новые этапы развития краностроения. К важнейшему этапу развития можно отнести появление механизмов для внутригородского строительства с ограниченными возможностями размещения больших машин. К крановм этого направления развития относятся модели выпуска конца 80-х годов, когда фирма усовершенствовала типовой ряд ЕС экономичных башенных кранов и в дополнение к серии ЕС-Н выпустила серию ЕС-В. Башенные краны новой серии оборудованы консольной складывающейся рукоятью стрелы, в результате конструктивный узел соединения башни и стрелы полностью переконструирован. В нем отсутствует оголовок башни, и не требуется расчалки стрелы. Важным достоинством кранов новой серии является их модульность относительно основных конструктивных элементов других кранов фирмы. Все узлы привода и элементы управления в крановх новой серии идентичны крановм серии ЕС-Н.
Постоянно совершенствовалась и популярная серия кранов К. К концу 80-х была выпущена модель 28 К, имеющая более высокие технические параметры по сравнению с базовой машиной. При вылете стрелы 30 м грузоподъемность кранов – 850 кг, при 26 м – 1,2 т. Максимальная грузоподъемность машины при 2-кратном полиспасте и высоте подъема груза 13,5 м и 22, 5 м составляет 2,5 т. Наибольшая высота подъема груза – 34,3 м, что достигается при установке стрелы кранов под углом 25° к горизонту, при этом грузовая каретка кранов с грузом способна перемещаться по стреле. Машина оборудована телескопической башней, имеющей сплошное замкнутое поперечное сечение, и грузовой стрелой сварной решетчатой конструкции из замкнутых профилей. Сплошная замкнутая конструкция башни при относительно небольших размерах поперечного сечения обеспечивает высокую жесткость, а при транспортировке позволяет укладывать на нее грузовую стрелу кранов, что обеспечивает соблюдение допустимого транспортного высотного габарита, в то время как другие модели того же класса, имеющие большое поперечное сечение башни, допускают транспортировку только при боковом расположении грузовой стрелы.
Башенный кран 28 К транспортируется на прицепе вместе с частью балласта как готовый к монтажу модуль. При этом остальную часть балласта массой 12 т можно одновременно перевозить на тягаче.
Установка кранов осуществляется при помощи встроенного специального монтажного кинематического механизма. Поворачиваясь вокруг транспортной оси, кран самостоятельно устанавливается на опорные плиты и железнодорожные рельсы. Кроме того, машина оборудована специальной системой для бокового центрирования кранов на рельсах, а также балластировочным устройством, позволяющим без дополнительной перегрузки в радиусе 5 м монтировать балластные блоки.
Грузовая стрела кранов полностью раскрывается в воздухе без укладки на землю. Модель 28К оборудована специальным автономным приводом, обеспечивающим раскрытие грузовой стрелы над существующими зданиями и сооружениями сразу после завершения подъема телескопической башни. Для лучшего обзора кабину машиниста, монтируемую на башне кранов, можно устанавливать на любой необходимой высоте, при этом ее перемещение производится при помощи подъемного механизма кранов.
Самая мощная модификация среди башенных кранов типового ряда К – модель 102 К, конструктивные особенности которой позволяют осуществлять ее быстрые транспортировку, монтаж и демонтаж.
Монтаж стрелы кранов, длина которой достигает 50 м, выполняется на весу. В тех случаях, когда на месте монтажа грузоподъемной машины имеется препятствие значительной высоты, стрела кранов может подниматься и разворачиваться над ним в диапазоне 360°.
В 90-е годы появился спрос на самомонтирующиеся и быстромонтирующиеся краны. Среди новых моделей, отвечающих данным требованиям, – новые машины традиционного типоразмерного ряда К – 34 К, 45 К и 71 К. Эти модели отличаются прежде всего повышенной компактностью и широким использованием электроники в управлении.
Модель 34 К в транспортном положении имеет самые малые габаритные размеры в своем классе машин. Ее размеры в готовности к буксировке составляют: длина 14,65 м; высота 3,6 м.
Модель 71 К полностью управляется электронными средствами, для обеспечения безопасной работы кранов используется электронная система ограничителя момента. Кран оснащен компьютерной системой диагностики, облегчающей сервис и быстрое обнаружение неполадок. Блок, где находятся электронные приборы, полностью изолирован и вентилируется. Грузоподъемность кранов составляет 1,1 т при максимальном рабочем радиусе 45 м, максимальная грузоподъемность-6 т. Все модели имеют бесступенчатый привод, в том числе и для систем балласта.
Краны нового поколения снабжены фирменной системой Litronic, которая обеспечивает повышение производительности за счет высвобождения резервной грузоподъемности. Нажатием кнопки на панели оператор может выбрать стандартную LM1 либо кривую момента нагрузки LM2, последняя высвобождает резервы грузоподъемности, и кран может работать с двумя различными кривыми нагрузки, каждая из которых выбирается в зависимости от условий работ. Используя эту систему, практически можно увеличить момент нагрузки на 20%.
Другая фирма Potain (Франция) выпускает несколько серий подъемных кранов GMR, Topkit, Maxi-Topkit, GTMR с грузовым моментом от 210 до 350 кН-м, в последней указанной серии выпускается быстромонтируемая модель GTMR 336 А грузоподъемностью при вылете стрелы 40 м и двойной запасовке канатов грузовой тележки -1000 кг. Машина после прибытия на строительную площадку на каком-либо транспортном средстве способна самомонтироваться в самые короткие сроки. После установки кранов в вертикальное положение с помощью специальной системы он осаживается в свою распорную поперечину. Далее при монтаже используется поворотная технология работ. Стрела кранов устанавливается в горизонтальное положение без укладки на землю, ее раскрытие на первом этапе выполняется на высоте 12 м, и при помощи внешнего и внутреннего приводов она может полностью или частично подниматься меньше времени для выполнения монтажных работ, имеют высокий грузовой момент и высоту подъема груза до 100 м.
Главным достижением фирмы в последние годы стало создание нового типоразмерного ряда самомонтирующихся кранов Igo. Две модели этого типоразмерного ряда впервые были показаны в 2000 г. на выставке строительной техники SAIE в Италии – 15 и 18 Igo. Максимальная грузоподъемность кранов 1,8 т, при полном вылете стрелы (22 м) грузоподъемность у первой модели составляет 700 кг и те же 700 кг у второй модели, но при вылете стрелы 24 м.
Высота подъема груза у обеих моделей 19 м, а задний радиус поворота 1,6 м. Стрелы сконструированы с учетом компактности в условиях транспортировки.
Краны разработаны специально для применения в городских условиях работ, для чего их шасси запроектировано регулируемым по ширине (3,6 х 3,6 м и 2,9 х 4,15 м), что позволяет размещать кран близко к строящемуся объекту.
Еще одна европейская фирма – итальянская Gru Comedil выпускает полный набор башенных кранов разной грузоподъемности и длинами стрел от 35 до 70 м. Главным достоинством кранов фирмы является их модульность, так что несмотря на разные конструкции четырех основных серий, все они имеют общие элементы. Серия GTS предназначена для городского строительства, серия МСА для объектов среднего объема, СТ- для крупных строек и CTL – для специальных условий работ.
У других фирм также достаточно достижений и новых рекордов по грузоподъемности и длинам стрел.Так, швейцарская фирма Man Wolfkran недавно объявила о создании башенного кранов модели 9025 FL, выпуск которой планируется в двух модификациях. Одна из них ориентирована на подъем тяжелых грузов и имеет соответствующую грузоподъемность – максимальный грузовой момент составляет 630 т-м, а вторая предназначена для работ, требующих большого вылета стрелы – до 90 м.
По сравнению с башенными крановми самоходные имеют целый ряд преимуществ, в том числе полное отсутствие подготовительных работ и затрат на перебазирование машин с участка на участок, высокие мобильность и маневренность, автономность в обслуживании, возможность одновременного использования для подъемной операции двух или нескольких кранов, а также их высокая проходимость. В настоящее время активно используется услуга аренды крана.