Вира помалу: стройка

Вира помалу: стройка
    Пентаспастос Римский пентаспастос воображал собой А-образную древесную раму, которая удерживалась в наклонном состоянии над грузом посредством верёвок. Грузовой канат наматывался на горизонтальный вал, приводимый двумя вертикальными воротами. Канат проходил через таль с пятью блоками.

В средневековой Европе без паровых механизмов и всякого электричества было выстроено более 80 больших церквей и 500 кафедральных соборов высотой до 160 м, а к концу XIX века крановая механика достигла таковой степени совершенства, что разрешала управляться с 15-тонными товарными платформами одной рукой. В принципе, мускульные подъемные автомобили прошлого уступали современным электрическим и дизельным кранам лишь в одном — в скорости подъема. Но существенно побеждали в простоте.

Согласно данным археологов, первые подъемные краны показались в VI-V столетиях до н.э. в Греции, а первые блоки — главные элементы всех подъемных механизмов — в том месте же, но на целых 300 лет раньше. Одинарный блок не давал выигрыша в силе, но был значительно эргономичнее «безлюдной» веревки: тащить финиш вниз, применяя массу тела, значительно эргономичнее.

К IV веку до н.э. разработка достаточно заматерела, и римляне, экспортировавшие ее из Греции, додумались соединять в одном механизме по нескольку блоков. Триспастосы, наклонные А-образные древесные краны стройными блоками, увеличивали приложенное упрочнение в три раза, а пентоспастосы с пятиблочной талью — в пять раз. Протяженность веревки наряду с этим кроме этого возрастала в три раза либо впятеро, но упрочнение, направленное на ее разрыв, понижалось, соответственно, в три либо в пять раз.

Наклон опорной рамы разрешал выполнять маленькие горизонтальные перемещения груза.

Теоретически количество блоков в тали могло быть любым, но на практике с повышением площади контакта веревки и блоков трение в совокупности с примитивной смазкой росло в геометрической прогрессии и сводило выигрыш в силе к нулю либо кроме того минусу. Таль, складывающаяся из шести блоков, по логике, должна была увеличивать приложенное упрочнение шестикратно, но в действительности существенно проигрывала пентоспастосу из-за трения. В «стандартном» же пентоспастосе трение съедало порядка 20% выигрыша в силе.

Масштабное строительство библейского периода потребовало увеличения грузоподъемности, и римляне придумали уникальную обходную разработку: замечательные краны оснащались несколькими трех- либо пятиблочными талями, каждую из которых обслуживала отдельная бригада «бурлаков».

Приблизительно одновременно с этим инженеры Рима совершили великую технологическую революцию, придумав вертикальный кабестан и горизонтальный ворот.

Эти устройства еще больше увеличивали мощность подъемных механизмов за счет регулирования отношения длины рычага к радиусу вращающегося барабана. К примеру, применение ворота с трехметровыми рычагами-барабаном и вымбовками диаметром 1 м давало крану дополнительный шестикратный выигрыш в силе (и такой же проигрыш в длине веревки, соответственно, и в скорости подъема).

Четверо рабов, запряженных в триспастос, имели возможность манипулировать шеститонной поклажей, прилагая на рычаги упрочнение по 50 кгс и наматывая на ось по 30 м веревки на метр подъема. Да, медлительно. Но высокие трудозатраты в ту эру были простым делом.

Процветающий Рим не испытывал недочёта в рабочей силе и компенсировал медленные грузоподъемные операции ненормируемым рабочим днем.

Армейские кампании в Средиземноморье приносили цезарям огромное количество трофеев и рабов. В их числе были 500-тонные египетские стелы. Погрузка огромных монолитов на галеры и последующая установка на новом месте осуществлялась при помощи нескольких громоздких пентоспастосов.

Это было очень некомфортно, и приблизительно в 230 году до н.э. ворот эволюционировал в громадное шаговое колесо, ставшее базисным элементом всей мускульной подъемной техники впредь до середины XIX века.

Белка в колесе

Шаговое колесо быстро подняло производительность подъемных автомобилей. В случае если упрочнение на вымбовке ворота либо кабестана зависело от физических данных работников, то при с колесом, в которого имели возможность перемещаться до десятка человек, имел значение только их вес. Древесные шаговые колеса, упрочненные бронзовыми либо металлическими полосами, имели внутренний диаметр от 4 до шести метров и мультиплицировали упрочнение до 14 раз. Краны с ножным приводом вошли в историю техники как «римские».

Грузоподъемность простого пентоспастоса с одноместным колесом диаметром 4,5 м и осевым барабаном диаметром 0,3 м составляла от 3,5 до 5 т. Модификации с двумя соосными двухместными колесами справлялись с грузами весом от 14 до 20 т. Кроме того с учетом утрат на трение такие автомобили не уступали современным башенным кранам, да и скорость подъема у них была в полной мере сносной — шесть и более метров в 60 секунд.

Закат Рима стал причиной глубокому упадку Европы, и в течение восьми столетий подъемная техника не только не прогрессировала, но кроме того не употреблялась. Лишь в двенадцатом веке в летописях появляются первые упоминания о применении талей, а первые римские краны стали возвращаться в обиход только в XIII и XIV столетиях.

При постройке соборов употреблялись компактные одноместные римские краны, каковые устанавливались в строения на временных древесных перекрытиях. В то время, когда каменщики заканчивали очередной пояс кладки, перекрытия ставили выше, а кран разбирали и затаскивали наверх. В большинстве случаев на одном объекте трудились сходу пара таких автомобилей. По окончании работ их оставляли на антресолях для текущего росписи и ремонта купола.

Во многих средневековых соборах римские краны сохранились до наших дней, а в Кентерберийском соборе 40 лет назад уникальный 500-летний механизм с двухместным колесом диаметром 4,6 м употреблялся на протяжении реставрации.

С конца XV века римские краны стали оснащать механизмами поворота, заимствованными у ветряных мельниц, и неспешно заменять дерево железом. В гаванях двухколесные краны, приводимые в перемещение четырьмя-шестью работниками, ставили на замечательных портальных столбах, являвшихся фундаментом и осью вращения конструкции. Реже строились башенные предположения с подвижной стрелой и массивным каменным основанием.

Во второй половине 60-ых годов семнадцатого века французский механик Клод Перро изобрел механизм перемещения тали по стреле: металлические салазки с вращающимся шпинделем и двумя закрепленными на нем верёвками. Перемещение салазок производилось ручным кабестаном.

А вот стопорные устройства, предотвращающие падение грузов, начали использовать только в восемнадцатом веке, не смотря на то, что увечья крановых работников были простым делом. Тем более что большая часть из них были слепцами — зрячие люди довольно часто теряли в колесе ориентацию а также падали в обморок. Вращение римских колес стало для слепых чем-то наподобие цехового ремесла.

Всего же в портах средневековой Европы было выстроено около сотни громадных поворотных колесных кранов мощностью от 12 до 25 на данный момент, дюжина из которых сохранилась до наших дней.

Совершенство мускулов

В десятнадцатом веке вид грузоподъемных автомобилей изменился радикально. Во-первых, на смену дереву пришли металлы. В первой половине 30-ых годов XIX века была выстроена первая машина из чугуна с шестеренчатым редуктором, а чуть позднее показались мобильные краны на металлических колесах. В том же году был изобретен металлический трос, превосходивший по прочности верёвки из цепи и натуральных волокон.

И наконец, в первой половине 50-ых годов XIX века на краны начали устанавливать паровые машины, каковые быстро увеличили их скорость и грузоподъёмность подъема.

Но, стремительное распространение взяли лишь тросы. Древесина в сочетании со чугуном и сталью, и мускульный привод в подъемных механизмах употреблялись впредь до начала XX века. К примеру, в изданном в 1904 году в Британии управлении по эксплуатации кранов более половины страниц посвящено мускульной технике, а вторая добрая половина обрисовывает паровые, гидравлические и электрические автомобили.

Чья фабрика дольше: Верёвки

В XVIII и XIX столетиях самыми долгими строениями на планете были как раз канатные и веревочные мануфактуры (разработка потребовала постоянного сильного натяжения прядей по прямой линии). Внутренняя их протяженность составляла от 350 до 450 м, что было обусловлено стандартами того времени. К примеру, стандартная протяженность английского кабельтового каната обхватом в 50,8 см составляла 305 м. Якорные верёвки имели длину 120 морских саженей (218 м).

До 1867 года самым долгим в мире строением была французская королевская канатная мастерская La Corderie Royale. Во второй половине 60-ых годов XIX века в Австралии, всецело зависящей от морских перевозок, запустили огромную фабрику по кручению верёвок из крепчайшей в мире новозеландской пеньки. Протяженность ее корпуса составляла немыслимые и по сегодняшним меркам 760 м.

Привод

Первые триспастосы и пентаспастосы оснащались вертикальным воротом, протяженность рычагов которого ограничивалась людской ростом.

Изобретение шагового колеса многократно увеличило эффективность подъемных автомобилей и разрешило надеяться не на силу и физическую выносливость работников, а лишь на их вес.

Появление вертикального кабестана с горизонтальным воротом увеличило мощность подъемных механизмов за счет удлинения рычага.

Чугунные краны Фэйерберна: XIX век

В 1850-х годах 30-тонные римские краны в портах Америки и Европы были простым делом. Самыми действенными из них считались краны компании сэра Уильяма Фэйрберна. Фэйрберн, изобретатель из Манчестера, в первой половине 50-ых годов XIX века взял патент на первый в мире цельнометаллический кран с арочной стрелой прямоугольного сечения, составленной из клепаных чугунных секций, в которых по трем роликам проходила тяговая цепь.

Стрела, надземная высота которой составляла 9 м, а вылет — около десяти метров, была закреплена в массивной поворотной плите и уходила через нее в колодец фундамента еще на целых 5,5 м, где опиралась на чугунную пятку. все возможное упрочнение на рукоятке, требовавшееся для поворота стрелы с предельным грузом, повышенным на большую высоту, составляло всего 50 кг.

Для доков Вулвича в первой половине 50-ых годов девятнадцатого века Фэйрберн собирался создать особый высотный мегакран с грузоподъемностью 35 т и высотой подъема 36,6 м. Данной машиной должны были руководить всего два человека. По различным обстоятельствам проект не был реализован, но в последующие годы компания William FairbairnSons все-таки освоила выпуск 35-тонных автомобилей. Действительно, мускульный привод к тому времени уже ушел в прошлое, и краны Фэйрберна оснащались встроенными паровыми двигателями.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№112, февраль 2012).

Вира по малу…


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: