Кран Фэрберна — это тип крана «улучшенной конструкции», запатентованный в 1850 году сэром Уильямом Фэрберном . Существует множество версий с ручным приводом по всему миру, а один сохранившийся паровой экземпляр находится в доках Бристоля , Англия.
Инновация крана заключалась в использовании изогнутой стрелы , сделанной из заклепанных кованых железных пластин, чтобы сформировать квадратную балку коробчатого сечения . Эта изогнутая стрела могла проникать глубже в трюм судна, не касаясь глубоких планширей вдоль причала. [1]
Проектирование прочной изогнутой стрелы потребовало от Фейрберна продвинутого теоретического понимания механики коробчатой балки. Силы натяжения переносились внешней, выпуклой поверхностью балки, которая была сделана из задних пластин, склепанных вместе цепной заклепкой. Внутренняя поверхность несла сжимающую нагрузку. Чтобы избежать смятия пластины, она была сделана в виде ячеистой структуры: внутренняя пластина и стенки образовывали три прямоугольные ячейки, фактически коробчатые балки сами по себе. Характер коробчатой балки заключается в сопротивлении скручиванию при кручении, поэтому составная поверхность, построенная из них, также хорошо противостоит смятию. [1]
Первые из этих кранов были построены партией из шести для Адмиралтейства в Кейхэме и Девонпорте . Они были ручными и могли поднимать 12 тонн на высоту 30 футов (9,1 м) и радиус 32 фута (9,8 м). [1] Размер стрел крана определялся кораблями того периода, а их грузоподъемность — способностью людей поднимать груз. Эксперименты в Кейхэме с грузами до 20 тонн показали, что конструкция стрелы надежна, и что стрела, по крайней мере, способна поднимать грузы весом до 60 тонн. [1]
Позже в Кишеме был построен «колоссальный» кран грузоподъемностью 60 тонн с ячеистой пластиной, укрепленной четырьмя ячейками. [1] Этот кран приводился в действие четырьмя мужчинами, которые приводили в движение зубчатую передачу 632 раза, что, должно быть, было тяжелой и медленной работой на полной мощности. Поскольку грузоподъемность крана была столь очевидно ограничена его движущей силой, а не прочностью, они были очевидным кандидатом на паровую энергию — как это было позже повторно применено к 60-тонному крану в Кишеме. Было даже предложение о кране высотой 120 футов (36,6 м) для замены мачтовых ножниц в Вулвиче . Однако более типичный размер для большинства этих более поздних кранов мог бы быть в состоянии поднять 35 тонн на радиусе 35 футов (10,7 м). Они приводились в действие автономными паровыми двигателями , причем как котел, так и двигатель были установлены на борту крана.
Компания William Fairbairn & Sons из Манчестера построила несколько таких кранов, а также продала лицензию на их конструкцию другим производителям. После истечения срока действия патента в 1875 году другие компании, в частности Cowans Sheldon & Co из Карлайла, построили множество других вплоть до 1910 года, часто приводимых в действие паром, гидрогидравликой или электричеством. [2] Они были особенно популярны на военно-морских верфях для установки орудий линкоров; в Гонконге была батарея из четырех.
Единственный сохранившийся паровой кран Fairbairn находится в Бристоле, на набережной в Wapping Wharf в Floating Harbour . Он находится на попечении музея M Shed , расположенного на соседней Prince's Wharf . [3] [4]
В 1870-х годах доки Бристоля переживали период расширения и модернизации в условиях растущей конкуренции со стороны других портов. Железные суда становились больше, грузы тяжелее, и уже были сделаны инвестиции в строительство железнодорожной линии вдоль причала гавани. Однако грузоподъемность кранов была ограничена — ни один из 17 кранов гавани не мог поднять более 3 тонн.
Соответственно, был заказан более мощный паровой кран , способный поднимать 35 тонн и загружать его непосредственно на железнодорожный вагон. Он был заказан у местных производителей Stothert & Pitt в 1875 году, хотя и по образцу Fairbairn. Что касается более поздних кранов Fairbairn, то первоначальная ячеистая пластина была изменена на конструкцию из одной плоской пластины, усиленной заклепанными ребрами T-образного сечения, а не на первоначальную ячеистую структуру. [1] В августе 1878 года кран был завершен и испытан, стоимость оборудования и фундамента из каменной кладки составила 3600 фунтов стерлингов.
Стрела имеет радиус (вылет) 35 футов (11 м) и высоту 40 футов (12 м). Кран весит 120 тонн. Вертикальный котел внутри кабины работает при давлении 100 фунтов на квадратный дюйм и питает две двухцилиндровые паровые машины: одну для поворота (поворота) крана, большую для намотки подъемной цепи. Намоточные барабаны могут приводиться в движение их зубчатой передачей на четырех различных скоростях. Коробчатая балка стрелы простирается под землей в колодце на 25 футов (7,6 м). Подшипник скольжения у основания колодца несет вес крана, а роликовые подшипники под кабиной противостоят опрокидывающим нагрузкам. Вода для котла подается насосом, который изначально забирал воду прямо из дока и также использовался для осушения колодца. На табличке производителя котла написано « Marshall Sons & Co. Ltd. , Engineers, Gainsboro , England, No.92766»; Это четвертый котел, обслуживающий кран, он был установлен в 1953 году.
Кабина крана также железная, с окнами с небольшими стеклами. Эти оконные рамы украшены маленькими розами, отлитыми в соединениях стеклянных планок. Где-то около 1900 года верхние заводные барабаны и шестерни были заключены в еще один ящик на крыше. [5]
Несмотря на механическую работоспособность, кран не имел большого коммерческого успеха. В 1890 году он использовался только 16 дней в году, принося прибыль всего в 11 шиллингов 6 пенсов. [5] К этому времени суда увеличились в размерах, и стрела уже не могла дотягиваться достаточно далеко, чтобы снимать двигатели или котлы для ремонтных работ. Рассматривалась даже возможность поднять кран на каменную башню, как и меньший кран в Кэнонс-Марш напротив, чтобы увеличить высоту подъема.
В 1892 году в доках появились гидравлические машины , в том числе краны. Они использовали мощный центральный источник питания и могли перемещать грузы быстрее. В 1906 году появились и электрические краны. Паровой кран требовался все реже и реже; целый год с апреля 1905 года по апрель 1906 года кран простаивал. [5] С 1903 по 1909 год он совершил в общей сложности 143 подъема. [5] Однако он оставался полезным для тяжелых грузов.
Во время Второй мировой войны грузоподъемность крана проявилась в полной мере. На Принсес-Уорф базировалась флотилия десантных судов, и более 1000 новых десантных судов были доставлены по дорогам для адаптации к использованию на Дальнем Востоке. Кран использовался для разгрузки грузовиков и спуска судов на воду после завершения строительства, в общей сложности более 2000 подъемов за три года.
Кран по-прежнему находится в рабочем состоянии и регулярно очищается от пара.
С постепенным закрытием городских доков в 1973 году кран был передан в Бристольский городской музей . В 1972 году он был включен в список II* [4] и также является запланированным памятником [6] как последний сохранившийся паровой кран Fairbairn. С 1988 года он был восстановлен до рабочего состояния как часть Бристольского промышленного музея . Кран работает в особые музейные дни, такие как банковские праздники и Фестиваль гавани .
Один из экземпляров с ручным приводом сохранился в Севилье , Испания.
.jpg/1280px-Marina_at_Wellington_Dock_(geograph_2656562).jpg)
Другой кран Fairbairn сохранился в Дувре , на набережной дока Веллингтона. [7] Теперь он является запланированным памятником . [8] Это ручной кран 1868 года, построенный компанией Fairbairn Engineering Company из Манчестера. [9] При первоначальной установке он был рассчитан на 50 тонн и управлялся четырьмя мужчинами. Артиллерийское управление Королевского флота использовало его для обработки пушек. В последующие годы его грузоподъемность была снижена до 20 тонн, и он использовался для подъема яхт с того места, что сейчас является пристанью для яхт Дувра. В 2014 году кран был «любовно отреставрирован» [10] и перекрашен, с выступающей вертикальной стальной опорой под стрелой. [11]
котел Фэрберна.
