Обеспечение интенсивных погрузочно-разгрузочных работ в портах потребовало применения большого количества разнообразных типов кранов. Перегрузочные работы по сыпучим грузам (уголь,руда) обслуживаются различного рода комбинированными кранами, снабженными грейферами.
Большое распространение получили перегрузочные мосты и портальные краны. Пролеты перегрузочных мостов достигают 60—80 м, а емкость грейфера поворотного крана 1,5—2,5 м2.
Перегрузочные мосты бывают двух типов.
Наряду с перегрузочными мостами применятся различного рода поворотные краны с грейферами. На рис. 5 дан портальный, а на рис. 6 по-лупортальный портовые краны. Эти краны являются передвижными с поворотным кругом, поставленным на фермах, выполненных в виде портала или полупортала, что дает возможность перекрывать один или несколько железнодорожных путей. Это последнее обстоятельство делает применение этих кранов особо удобным для обслуживания причальных фронтов.
При наличии складов вдоль линии работ лучше всего подходят полу-портальные краны (рис. 6), т. к. стена склада является очень удобной опорой для верхнего рельса, а со стороны берега они своей ногой двигаются по рельсовому пути у самого края набережной. Благодаря этому полезная площадь почти не сокращается. Кран работает между люками судов и площадкой склада, а иногда он передает грузы непосредственно с судов на железнодорожной платформы и наоборот.
У большинства немецких кранов вылет неизменный (рис. 5), у английских вылет меняется путем подъема стрелы (рис. 6). При подъеме стрелы в старых конструкциях груа также имел вертикальное перемещение, однако последние 10 лет в немецких и английских кранах применяется специальная конструкция ломающейся стрелы-укосины, при которой траектория движения крюка при подъеме укосины остается горизонтальной.
При работе над люками судов подвешивание крюка на подвижном блоке нежелательно, поэтому применяют крюк на канате с добавочным грузом. Для ускорения работы в этих кранах применяется свободное опускание груза путем размыкания электромагнитного тормоза ручным рычагом. Во избежание получения слишком больших скоростей при опускании груза в виду наличия большой высоты спуска груза механизм снабжается скоростным тормозом для спуска.
Поворот крана лучше всего осуществлять на катках со слегка выпуклой опорной поверхностью, работающих по смазанным рельсам, привод во вращение крана осуществляется вокруг зубчатого обода, неподвижно закрепленного на основной ферме портала (полупортала).
На поворотном кругу помещается кабина для крановожатого со всеми механизмами для управления краном. Передняя стенка кабины со стороны укосины застеклена с таким расчетом, чтобы крановожатый мог легко видеть поднимаемый груз. Подъем укосины-стрелы осуществляется либо канатными полиспастами либо жесткими передачами — винтом с гайкой или зубчатым сектором.
Расход энергии крана. грузоподъемностью 1—3 т можно принимать в среднем 80 kWh/т. Количество рабочих циклов крана составляет 25—40 в 1 мин. Питание крана током производится от троллейной проводки, расположенной обычно вдоль верхнего рельса.
На рис. 7 изображен кран с одной пловучей опорой, которая находится над водой и представляет собой поплавок. Надземный конец моста передвигается ходовыми колесами по рельсу. Величина поплавка рассчитана так, чтобы кран слегка опирался на опорную бетонную подушку в воде или посредством винтовых упоров на сваи.
Портальные и полупортальные краны должны быть рассчитаны на устойчивость с коэффициентом устойчивости не менее 1,5 при работе с грузом с учетом давления ветра в 40—50 кг/м2, а при порожнем крюке — в 200 кг/м2.
Так же как и козловые краны, эти краны должны быть снабжены противоугонным тормозом для предохранения крана от движения от действия ветра. Для перегрузки тяжелых грузов в портах устанавливаются тяжелые поворотные краны подъемной силой до 250 т. Как в портах, так и на судостроительных верфях необходимость осуществлять подъемы грузов на значительную высоту привела к созданию, типа легкого поворотного башенного крана (рис. 8). Подъемная сила кранов этого типа обычно бывает в предела 1,5—5 т при вылете 5—20 м; высота подъема 30—40 м.
Кран представляет собой разновидность поворотных кранов с неподвижной колонной. Горизонтальная ферма, несущая на себе грузовую тележку, механизмы и контргруз, вращается вокруг вертикальной оси. В целях уменьшения влияния опрокидывающего момента грузовую тележку делают возможно более легкой, а располагая механизмы в задней части горизонтальной фермы, избегают необходимости устраивать противовесы. Значительная высота подъема вызывает большие скорости подъема груза, которые доходят до 30—50 м/мин.
На рис. 9 изображен тяжелый портовый поворотный кран с поднимающейся укосиной подъемной силой 150 т. Наибольший вылет при грузе в 50 т составляет 27 м, а наименьший при грузе 180 т при совершенно поднятой укосине—8,5 м. Высшее положение крюка при наибольшем вылете — 28 м, а при наименьшем вылете — 43 м. Металлическая конструкция состоит из опорной и вращающейся ферм. Вертикальные усилия воспринимаются опорой, выполненной в виде пяты.
Обязательной принадлежностью современных портов и верфей являются пловучие краны. Эти краны применяются для оборудования больших пароходов, перегрузки товаров (тяжелых машин и их частей), подъема затонувших судов. Они используются также при постройке гаваней, облицовке молов и т. п.
Главное преимущество пловучих кранов состоит в том, что они дают возможность производить ремонтные работы на месте, без постановки судна в док. Развитие конструкций пловучих кранов происходило аналогично развитию неподвижных береговых кранов. Пловучие краны старых конструкций делались двуногими с паровым приводом и вынуждены были перемещаться с поднятым грузом.
Большинство кранов строится с поворачивающейся укосиной-стрелой. Подъемная сила таких пловучих кранов одинакова с крупными береговыми кранами и достигает 200—300 т.
На рис. 4 дан пловучий кран старой конструкции с двуногой. На рис. 1 изображен пловучий кран с изогнутой фермой, рис. 1. которая может перемещаться в вертикальной плоскости. Уравновешивание понтонов достигается в таких кранах заполнением специальных отсеков корпуса понтона водой.
Пловучие краны нередко снабжают самоходным механизмом, способным развить скорость хода до 12 км/ч. На рис. 2 изображен современный тип пловучего крана подъемной силой 250 т. Для подъема груза служат два крюка по 125 т каждый, которые с помощью траверсы можно соединить для подъема грузов до 250 т.
Наибольшая высота подъема крюка при полезном вылете 18 м для наибольшей нагрузки равна 55 м над уровнем воды. На конце укосины имеется вспомогательный крюк на 50 т при наибольшей высоте подъема крюка до 45 м и вылете 42 м.
На понтоне установлена четырехугольная решетчатая пирамида. На ней в виде колокола висит решётчатая ферма, опираясь на пяту, установленную в вершине пирамидальной стойки, а внизу помощью роликового кольца охватывает ноги этой пирамиды. В верхней части наружной фермы шарнирно укреплена укосина, которая уравновешивается противовесом и подъемным механизмом.
Ось вращения крана расположена относительно понтона так, что вылет получается одинаковым в три стороны. На противоположной стороне понтона помещен бетонный противовес, обеспечивающий необходимую устойчивость вдоль понтона. Опорное кольцо находится на высоте 2 м над палубой, вследствие чего на палубе имеется большое свободное пространство. Для снабжения крана электрической энергией на понтоне установлена пароэлектрическая установка. Этот пловучий кран передвигается на небольшие расстояния самостоятельно от отдельной паровой машины.
