Колесный кран ( лат . magna rota ) — это деревянное подъемное и опускное устройство, приводимое в действие человеком . Оно в основном использовалось в римский период и в Средние века при строительстве замков и соборов . Часто тяжелый груз поднимается, когда человек внутри колесного крана идет. Канат , прикрепленный к шкиву, поворачивается на шпинделе вращением колеса, таким образом позволяя устройству поднимать или опускать прикрепленный поддон .
Римский кран Полиспаст , от древнегреческого πολύσπαστον (полуспастон, «составной блок»), когда им управляли четыре человека по обе стороны лебедки , мог поднять 3000 кг . В случае замены лебедки на ступенчатую передачу максимальная нагрузка даже удваивалась до 6000 кг при всего лишь половине команды, поскольку ступенчатая передача обладает гораздо большим механическим преимуществом из-за своего большего диаметра . Это означало, что по сравнению со строительством древнеегипетских пирамид , где для перемещения 2,5-тонного каменного блока вверх по пандусу требовалось около 50 человек (50 кг на человека), грузоподъемность римского Полиспастона оказалась в 60 раз эффективнее (3000 кг на человека). [1] Сохранились два рельефа римских ступенчатых кранов, особенно подробным является надгробие Хатерии конца первого века нашей эры . В разделе «Архитектура» содержится описание крана Полиспаст.
Для больших весов, до 100 тонн, римские инженеры установили деревянную подъемную башню, прямоугольную эстакаду , которая была сконструирована таким образом, что колонну можно было поднять вертикально в середине конструкции с помощью кабестанов, приводимых в движение человеческой и животной тягой , расположенных на земле вокруг башни. [2]
.jpg/1280px-Tretkran_(Bruegel).jpg)
В эпоху Высокого Средневековья кран с гусеничным ходом был вновь представлен в больших масштабах после того, как эта технология вышла из употребления в Западной Европе с упадком Западной Римской империи . [3] Самое раннее упоминание о гусеничном ходу ( magna rota ) вновь появляется в архивной литературе во Франции около 1225 года, [4] за которым последовало иллюстрированное изображение в рукописи , вероятно, также французского происхождения, датируемой 1240 годом. [5] В навигации самое раннее использование портовых кранов задокументировано для Утрехта в 1244 году, Антверпена в 1263 году, Брюгге в 1288 году и Гамбурга в 1291 году, [6] в то время как в Англии гусеничное ходовое колесо не было зафиксировано до 1331 года. [7]
В целом, вертикальная транспортировка могла быть выполнена более безопасно и недорого с помощью кранов, чем обычными методами. Типичными областями применения были гавани , шахты и, в частности, строительные площадки, где гусеничный кран играл ключевую роль в строительстве величественных готических соборов . Тем не менее, как архивные, так и изобразительные источники того времени предполагают, что недавно введенные машины, такие как гусеничные колеса или тачки, не полностью заменили более трудоемкие методы, такие как лестницы , корыта и ручные тачки. Скорее, старые и новые машины продолжали сосуществовать на средневековых строительных площадках [8] и в гаванях. [6]
Помимо гусеничных колес, средневековые изображения также показывают краны, приводимые в действие вручную брашпилями с радиальными спицами , кривошипами , а к 15 веку также брашпилями в форме корабельного штурвала . Известно, что для сглаживания неравномерности импульса и преодоления «мертвых зон» в процессе подъема маховики использовались еще в 1123 году. [9]
Точный процесс, посредством которого был повторно введен кран с педальным колесом, не зафиксирован, [4] хотя его возвращение на строительные площадки, несомненно, следует рассматривать в тесной связи с одновременным ростом готической архитектуры . Повторное появление крана с педальным колесом могло быть результатом технологического развития лебедки, из которой педальное колесо структурно и механически развилось. С другой стороны, средневековое педальное колесо может представлять собой преднамеренное переосмысление его римского аналога, взятого из «De architectura » Витрувия , который был доступен во многих монастырских библиотеках . Его повторное введение могло быть также вдохновлено наблюдением за трудосберегающими качествами водяного колеса , с которым ранние педальные колеса имели много структурных сходств. [7]
Средневековое педальное колесо представляло собой большое деревянное колесо, вращающееся вокруг центрального вала с дорожкой, достаточно широкой для двух рабочих, идущих рядом. В то время как более раннее колесо «компас-рука» имело спицы, непосредственно вбитые в центральный вал, более продвинутый тип «зажим-рука» имел рычаги, расположенные как хорды к ободу колеса, [10] давая возможность использовать более тонкий вал и, таким образом, обеспечивая большее механическое преимущество. [11]
Вопреки распространенному мнению, краны на средневековых строительных площадках не размещались ни на чрезвычайно легких лесах, использовавшихся в то время, ни на тонких стенах готических церквей, которые были неспособны выдерживать вес как подъемной машины, так и груза. Вместо этого краны размещались на начальных этапах строительства на земле, часто внутри здания. Когда был завершен новый этаж, и массивные стропильные балки крыши соединяли стены, кран разбирали и собирали заново на балках крыши, откуда его перемещали из пролета в пролет во время строительства сводов. [12] Таким образом, кран «рос» и «бродил» вместе со зданием, в результате чего сегодня все сохранившиеся строительные краны в Англии находятся в церковных башнях над сводом и под крышей, где они оставались после строительства здания для доставки материалов для ремонта наверх. [13]
Реже средневековые иллюстрации также показывают краны, установленные на внешней стороне стен, а стойка машины прикреплена к путлогам. [14]
В отличие от современных кранов, средневековые краны и подъемники, как и их аналоги в Греции и Риме [15] , были способны в первую очередь на вертикальный подъем и не использовались для перемещения грузов на значительное расстояние по горизонтали. [12] Соответственно, подъемные работы на рабочем месте были организованы иначе, чем сегодня. Например, в строительстве зданий предполагается, что кран поднимал каменные блоки либо снизу прямо на место, [12] либо с места напротив центра стены, откуда он мог доставлять блоки для двух бригад, работающих на каждом конце стены. [15] Кроме того, крановщик, который обычно отдавал приказы рабочим с беговым колесом снаружи крана, мог управлять движением в боковом направлении с помощью небольшой веревки, прикрепленной к грузу. [16] Поворотные краны, которые позволяли вращать груз и, таким образом, были особенно пригодны для работ в доках, появились еще в 1340 году. [17] В то время как блоки тесаного камня поднимались непосредственно с помощью строп, льюисовских или дьявольских зажимов (нем. Teufelskralle ), другие предметы раньше помещались в контейнеры, такие как поддоны , корзины , деревянные ящики или бочки . [18]
Примечательно, что средневековые краны редко имели храповые механизмы или тормоза , чтобы предотвратить движение груза назад. [19] Это любопытное отсутствие объясняется высокой силой трения, создаваемой средневековыми гусеничными колесами, которая обычно не позволяла колесу разгоняться без контроля. [16]
Согласно «современному уровню знаний», неизвестному в древности, стационарные портовые краны считаются новым достижением Средневековья. [6] Типичный портовый кран представлял собой поворотную конструкцию, оснащенную двойными гусеничными колесами. Эти краны размещались на причалах для погрузки и разгрузки грузов, где они заменяли или дополняли старые методы подъема, такие как качели , лебедки и реи . [6]
Можно выделить два различных типа портовых кранов с различным географическим распределением: в то время как портальные краны, которые вращались на центральной вертикальной оси, обычно встречались на фламандском и голландском побережье, немецкие морские и внутренние порты обычно имели башенные краны, в которых брашпиль и гусеничные колеса располагались в прочной башне, а вращались только стрела и крыша. [20] Портовые краны не были приняты в Средиземноморском регионе и высокоразвитых итальянских портах, где власти продолжали полагаться на более трудоемкий метод разгрузки товаров с помощью пандусов после Средневековья. [21]
В отличие от строительных кранов, где скорость работы определялась относительно медленным продвижением каменщиков, портовые краны обычно имели двойные ступенчатые колеса для ускорения погрузки. Два ступенчатых колеса, диаметр которых оценивается в 4 м или больше, были прикреплены к каждой стороне оси и вращались вместе. [6] Их грузоподъемность составляла 2–3 тонны, что, по-видимому, соответствовало обычному размеру морского груза. [6] Сегодня, согласно одному исследованию, пятнадцать портовых кранов с ступенчатыми колесами доиндустриальных времен все еще сохранились по всей Европе. [22] Некоторые портовые краны специализировались на установке мачт на недавно построенные парусные суда, например, в Данциге , Кельне и Бремене . [20] Помимо этих стационарных кранов, к XIV веку начали использоваться плавучие краны , которые можно было гибко развертывать по всему портовому бассейну. [20]
В Честерфилде , Дербишир, сохранился кран с гусеничным колесом , который находится в музее. Он датируется началом XIV века и находился наверху церковной башни до своего удаления в 1947 году. Он был реконструирован в музее для его открытия в 1994 году.
В Гилфорде , графство Суррей , Соединенное Королевство , сохранился кран с гусеничным колесом . Он датируется концом 17-го или началом 18-го века и раньше стоял на улице Фрайэри-стрит. Его переместили в 1970 году, последний раз его использовали около 1960 года для перевозки материалов для собора Гилфорда . Он является памятником старины и зданием, внесенным в список памятников архитектуры II степени . [23]
В Харвиче , Эссекс , Соединенное Королевство сохранился кран с гусеничным ходом . Он был построен в 1667 году и ранее стоял на военно-морской верфи. В 1932 году его перевезли в Харвич-Грин. Кран имеет два гусеничных колеса диаметром 16 футов (4,88 м) и шириной 3 фута 10 дюймов (1,17 м) на оси 13+Диаметр 1 ⁄ 2 дюйма (340 мм). Это единственный двухколесный кран с гусеничным колесом в Соединенном Королевстве. [24] Кран является памятником архитектуры II степени*. [25]
Реконструкцию ступенчатых кранов XIII века можно увидеть в действии на месте замка Геделон , Треньи , Франция . Он используется для подъема раствора, щебня, блоков тесаного камня и древесины. Целью замка Геделон является строительство крепости, используя только методы и материалы средневековой Франции XIII века. [26]
Крановые ворота ( польск . Brama Żuraw ) ( нем . Krantor ) в Гданьске были построены до 1366 года. Они были разрушены советскими войсками во время боев за город в начале 1945 года. Кирпичная конструкция сохранилась, деревянные части были восстановлены.
Реконструкция двухколесного крана с гусеничным ходом используется в Пражском Граде, Чешская Республика . [27]
Подъемный кран с гусеничным колесом использовался в фильме «Эван Всемогущий» , когда Эван пожаловался Богу, что ему нужен кран для строительства Ковчега в пригороде Вашингтона, округ Колумбия.
Медиа, связанные с кранами Treadwheel на Wikimedia Commons
