Кран, известен също като мостов кран или мостов кран, е вид машина, използвана за повдигане. Крановете обикновено са оборудвани с устройство за навиване (наричано също барабан за стоманено въже), телени въжета или вериги и снопове, които могат да се използват както за повдигане, така и за спускане на материали и за хоризонталното им преместване. Той използва една или повече прости машини като подемник, за да създаде механично предимство и по този начин да премести товари извън нормалните възможности на човек. Кранове обикновено се използват в транспортната индустрия за товарене и разтоварване на товари, в строителната индустрия за движение на материали и в производствената индустрия за сглобяване на тежко оборудване.
Първите строителни кранове са били изобретени от древните гърци и са били задвижвани от хора или товарни животни, като магарета. Тези кранове са използвани за изграждането на високи сгради. По-късно бяха разработени по-големи кранове, използващи човешки стъпкови колела, позволяващи повдигането на по-големи тежести. През средновековието са въведени пристанищни кранове за товарене и разтоварване на кораби и подпомагане на тяхното изграждане – някои са били вградени в каменни кули за допълнителна здравина и стабилност. Най-ранните кранове са били изработени от дърво, но чугунът и стоманата поеха превес с идването на индустриалната революция.
В продължение на много векове енергията се доставяше от физическото усилие на хора или животни, въпреки че подемниците във водните и вятърните мелници можеха да се задвижват от използваната естествена сила. Първата „механична“ мощност е осигурена от парни двигатели, като най-ранният парен кран е въведен през 18-ти или 19-ти век, като много от тях остават в употреба и до края на 20-ти век. Съвременните кранове обикновено използват двигатели с вътрешно горене или електрически двигатели и хидравлични системи, за да осигурят много по-голяма способност за повдигане, отколкото беше възможно преди, въпреки че ръчните кранове все още се използват, когато осигуряването на мощност би било неикономично.
Кранове съществуват в огромно разнообразие от форми – всяка пригодена за конкретна употреба. Размерите варират от най-малките стрелови кранове, използвани в работилници, до най-високите кулокранове, използвани за изграждане на високи сгради. От известно време мини кранове се използват и за изграждане на високи сгради, за да се улеснят конструкциите чрез достигане на тесни пространства. И накрая, можем да намерим по-големи плаващи кранове, които обикновено се използват за изграждане на нефтени платформи и спасяване на потънали кораби.
Има три основни съображения при проектирането на кранове. Първо, кранът трябва да може да повдигне тежестта на товара; второ, кранът не трябва да се преобръща; трето, кранът не трябва да се разкъсва.
Кранове илюстрират използването на една или повече прости машини за създаване на механично предимство:
•Лостът:
Кранът за балансиране съдържа хоризонтална греда, завъртяна около точка, наречена опорна точка. Принципът на лоста позволява тежък товар, прикрепен към по-късия край на гредата, да бъде повдигнат с по-малка сила, приложена в обратна посока към по-дългия край на гредата. Съотношението на теглото на товара към приложената сила е равно на съотношението на дължините на по-дългото рамо и по-късото рамо и се нарича механично предимство.
• Скрипецът:
Стреловият кран съдържа наклонена подпора, която поддържа фиксиран блок на макара. Кабелите се увиват многократно около неподвижния блок и около друг блок, прикрепен към товара. Когато свободният край на кабела се изтегли на ръка или от машина за навиване, системата от макари доставя сила към товара, която е равна на приложената сила, умножена по броя дължини на кабела, минаващ между двата блока. Това число е механичното предимство.
• Хидравличният цилиндър:
Това може да се използва директно за повдигане на товара или индиректно за преместване на стрелата или гредата, която носи друго повдигащо устройство.
Крановете, както всички машини, се подчиняват на принципа за запазване на енергията. Това означава, че енергията, доставена на товара, не може да надвишава енергията, вложена в машината. Например, ако система от макари умножи приложената сила по десет, тогава товарът се движи само една десета от приложената сила. Тъй като енергията е пропорционална на силата, умножена по разстоянието, изходната енергия се поддържа приблизително равна на входящата енергия (на практика малко по-малко, защото част от енергията се губи поради триене и други неефективности).
Същият принцип може да действа и обратно. В случай на някакъв проблем, комбинацията от голямо натоварване и голяма височина може да ускори малки обекти до огромна скорост. Такива снаряди могат да доведат до сериозни щети на близките структури и хора. Крановете също могат да попаднат във верижни реакции; разкъсването на един кран може на свой ред да доведе до повреда на близките кранове. Крановете трябва да се наблюдават внимателно.
