Krani, einnig þekktur sem brúarkrani eða loftkrani, er tegund véla sem notuð er til að lyfta. Kranar eru almennt búnir vindara (einnig kölluð vírtromma), víra eða keðjur og skeifur, sem hægt er að nota bæði til að lyfta og lækka efni og færa þau lárétt. Það notar eina eða fleiri einfaldar vélar eins og lyftu til að skapa vélræna yfirburði og færa þannig álag umfram eðlilega getu manns. Kranar eru almennt notaðir í flutningaiðnaði til að hlaða og afferma vöru, í byggingariðnaði til að flytja efni og í framleiðsluiðnaði við samsetningu þungra tækja.
Fyrstu byggingarkranarnir voru fundnir upp af Grikkjum til forna og voru knúnir af mönnum eða burðardýrum eins og ösnum. Þessir kranar voru notaðir til að reisa háar byggingar. Stærri kranar voru síðar þróaðir, með notkun á hjólum manna, sem gerði kleift að lyfta þyngri lóðum. Á hámiðöldum voru hafnarkranar kynntir til að hlaða og losa skip og aðstoða við smíði þeirra - sumir voru byggðir í steinturna til að auka styrk og stöðugleika. Elstu kranarnir voru smíðaðir úr tré, en steypujárn og stál tóku við með tilkomu iðnbyltingarinnar.
Í margar aldir var kraftur veittur með líkamlegri áreynslu manna eða dýra, þó hægt væri að knýja lyftur í vatnsmyllum og vindmyllum af virkjaðri náttúruafli. Fyrsta „vélræna“ krafturinn var veittur með gufuvélum, elsti gufukraninn var kynntur á 18. eða 19. öld, en margir voru enn í notkun langt fram á seint á 20. öld. Nútímakranar nota venjulega brunahreyfla eða rafmótora og vökvakerfi til að veita mun meiri lyftigetu en áður var mögulegt, þó handvirkir kranar séu enn notaðir þar sem aflveiting væri óhagkvæm.
Kranar eru til í gríðarlegu úrvali af gerðum - hver og einn sérsniðinn að tiltekinni notkun. Stærðir eru allt frá minnstu stökkkranunum, notaðir inni á verkstæðum, til hæstu turnkrana, notaðir til að reisa háar byggingar. Um tíma eru smákranar einnig notaðir til að reisa háar byggingar, til að auðvelda framkvæmdir með því að ná í þröngt rými. Að lokum getum við fundið stærri fljótandi krana, venjulega notaða til að smíða olíuborpalla og bjarga sokknum skipum.
Það eru þrjú meginsjónarmið við hönnun krana. Í fyrsta lagi verður kraninn að geta lyft þyngd farmsins; í öðru lagi má kraninn ekki falla; í þriðja lagi má kraninn ekki rifna.
Kranar sýna notkun einnar eða fleiri einfaldra véla til að skapa vélræna kosti:
•The Lever:
Jafnvægiskrani inniheldur láréttan geisla sem er snúinn um punkt sem kallast burðarpunktur. Meginreglan um lyftistöng gerir kleift að lyfta þungu álagi sem er fest á styttri enda bjálkans með minni krafti sem beitt er í gagnstæða átt við lengri enda bjálkans. Hlutfall þyngdar álags og beitts krafts er jafnt hlutfalli lengdar lengri arms og styttri arms og er kallað vélræni kosturinn.
• Talan:
Kúlukrani inniheldur hallaða stífu sem styður fastan hjólkubb. Kaplar eru vafðir mörgum sinnum utan um fasta blokkina og í kringum annan blokk sem er festur við hleðsluna. Þegar lausi endinn á kapalnum er dreginn með höndunum eða með vindavél, skilar trissukerfinu krafti á álagið sem er jafnt og beittum krafti margfaldað með fjölda snúralengda sem liggja á milli blokkanna tveggja. Þetta númer er vélræni kosturinn.
• Vökvahólkurinn:
Þetta er hægt að nota beint til að lyfta byrðinni eða óbeint til að færa fokkinn eða bjálkann sem ber annan lyftibúnað.
Kranar, eins og allar vélar, hlýða meginreglunni um varðveislu orku. Þetta þýðir að orkan sem afhent er í hleðsluna getur ekki verið meiri en sú orka sem sett er í vélina. Til dæmis, ef hjólakerfi margfaldar álagðan kraft með tíu, þá færist álagið aðeins einn tíunda eins langt og beitt kraftinum. Þar sem orka er í réttu hlutfalli við kraft margfaldaðan með fjarlægð, er úttaksorkan haldið nokkurn veginn jöfnum inntaksorkunni (í reynd aðeins minni, vegna þess að einhver orka tapast vegna núnings og annarra óhagkvæmni).
Sama regla getur virkað öfugt. Ef um einhver vandamál er að ræða getur sambland af miklu álagi og mikilli hæð flýtt fyrir litlum hlutum á gríðarlegan hraða. Slík skotfæri geta valdið alvarlegum skemmdum á mannvirkjum og fólki í nágrenninu. Kranar geta líka lent í keðjuverkunum; rof á einum krana getur aftur tekið út nálæga krana. Það þarf að fylgjast vel með kranum.
