Cần cẩu hay cần trục là một loại máy móc được sử dụng để nâng hạ và di chuyển các vật nặng, máy móc, vật liệu, hàng hóa với nhiều mục đích khác nhau. Dù với mục đích gì thì đây cũng là thiết bị được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp, từ xây dựng đến sản xuất, đóng tàu hay tải vật liệu.

Khác với các thiết bị xây dựng khác, cần cẩu không cần đến năng lượng hay máy móc để hoạt động. Người ta còn cho rằng cần cẩu là ông tổ của tất cả các thiết bị xây dựng. Tại sao lại như vậy? Cùng chúng tôi tìm hiểu về cần cẩu và lịch sử phát triển của nó qua bài viết này nhé!

Các thành phần cơ bản của cần cẩu

Có nhiều loại cần cẩu khác nhau, tuy nhiên các loại cần cẩu đều có các bộ phận chín sau:

  • Cần đỡ (Boom)
  • Cần nhấc (Jib)
  • Bánh răng (Rotex Gear)
  • Giá đỡ/ dầm đỡ (Outriggers)
  • Đối trọng (Counterweights)
  • Thép gia cường (Reinforced-steel cable)
  • Móc nâng (Hook)

Cần đỡ (Boom)

Cần đỡ là bộ phận dễ nhận biết nhất của cần cẩu, nó như là một cánh tay dài, được thiết kế cố định hoặc có thể là các ống lồng trượt vào nhau.

Cần đỡ (boom) như một cách tay dài giúp xác định tầm với của cần cẩu

Cần đỡ (boom) như một cách tay dài giúp xác định tầm với của cần cẩu

Chức năng chính của cần đỡ là nâng, di chuyển và định vị vật liệu. Chúng chịu phần lớn tải trọng và có nhiệm vụ xác định tầm với của cần cẩu.

Cần nhấc (Jib)

Cần nhấc là kết cấu dạng lưới được gắn vào phần cuối của cần cẩu. Việc sử dụng kết cấu dạng lưới giúp giảm trọng lượng mà nó tăng thêm cho mặt trước của cần cẩu.

Cần nhấc (jib) giữ vật liệu để tránh va vào cần đỡ

Cần nhấc (jib) giữ vật liệu để tránh va vào cần đỡ

Cần nhấc có chiều dài cố định và không thể kéo dài thêm hay thu lại. Chức năng chính của cần nhấc là giữ vật liệu để tránh bị va vào cần đỡ chính khi di chuyển. Có nghĩa là, không nhất thiết cần cẩu nào cũng cần phải có cần nhấc, mà nó có thể được bổ sung khi cần dùng đến.

Bánh răng (Rotex Gear)

Bánh răng quay là cơ cấu bên dưới ca bin của cần cẩu. Nó cho phép ca bin và cần chuyển động xoay trái phải dễ dàng, một chức năng rất đơn giản nhưng lại vô cùng quan trọng đối với cần cẩu.

Bánh răng (Rotex Gear) giúp cần cẩu xoay linh động các phía

Bánh răng (Rotex Gear) giúp cần cẩu xoay linh động các phía

Đối trọng (Counterweights)

Chức năng của bộ phận này chính là để chống lại trọng lượng ở phía trước của cần trục trong khi nâng vật liệu, tránh cho máy khỏi bị lật do chênh lệch trọng lượng. Nhìn chung thì nó giúp tăng thêm độ ổn định cho máy.

Nhiều cần trục có các đối trọng có thể điều chỉnh được để phù hợp với các yêu cầu cụ thể của tải trọng hoặc công việc.

Giá đỡ/ dầm đỡ (Outriggers)

Dầm đỡ là một trong những bộ phận quan trọng để duy trì sự an toàn của cần cẩu. Chức năng của dầm đỡ là hỗ trợ bổ sung, giúp phân phối trọng tải của cần cẩu lên một diện tích đủ lớn để duy trì sự ổn định, tránh tình trạng máy bị lật.

Dầm đỡ phân phối trọng lượng và ổn định cho máy

Dầm đỡ phân phối trọng lượng và ổn định cho máy

Theo quy định của Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khoẻ Nghề nghiệp OSHA của Mỹ (Occupational Safety and Health Administration), các dầm đỡ của cần trục phải được lắp ráp trên nền đất chắc chắn, thoát nước và đã được phân loại, đánh giá đạt tiêu chuẩn. Các bộ dầm đỡ hỗ trợ được sử dụng để kết nối cũng phải phù hợp với mặt đất, tuyệt đối không sử dụng trên nền đất không ổn định.

Thép gia cường (Reinforced-steel cable)

Để cần cẩu thực sự nâng và di chuyển được vật liệu, cần có một số loại dây để hỗ trợ thực hiện việc nâng. Và đó là các dây cáp làm từ thép gia cường. Dây thép này lần đầu tiên được sử dụng để khai thác mỏ vào những năm 1830, ngày nay nó đã được gia cố với khả năng chống ăn mòn cao, có thể hấp thụ bất kỳ chuyển động hay lực nào tác động lên nó, và khả năng đứt gãy hầu như rất thấp.

Dây thép gia cường

Dây thép gia cường

Móc nâng (Hook)

Bộ phận cuối cùng và cũng quan trọng không kém đó là móc treo dùng để gắn và giữ vật liệu. Móc nâng của cần trục thường được trang bị một chốt an toàn để ngăn vật liệu trượt ra khỏi móc khi vận chuyển.

Móc treo của cần cẩu thường được rèn bằng sắt rất chắc chắn

Móc treo của cần cẩu thường được rèn bằng sắt rất chắc chắn

Móc nâng thường làm bằng thép hoặc sắt rèn. Những chiếc móc nâng của cần cẩu hạng nặng thường được xử lý nhiệt và rèn để giúp móc nâng chắc hơn.

Lịch sử lâu đời của cần cẩu

Cần cẩu có nguồn gốc rất lâu đời, từ những năm 500 trước Công nguyên của người Hy Lạp cổ đại. Một số nhà nghiên cứu còn xác định niên đại của cần cẩu còn xa hơn mốc ở trên, khoảng 700 – 650 TCN. Dù là thời điểm nào, thì rõ ràng ý tưởng sử dụng máy để nâng, di chuyển và đặt vật liệu xây dựng đã xuất hiện từ rất sớm. Dù ngày đó là gì, rõ ràng là ý tưởng sử dụng máy để nâng, di chuyển và đặt vật liệu xây dựng đã xuất hiện sớm hơn bạn nghĩ.

Không giống như nhiều nền văn minh cổ đại khác sử dụng lao động chân tay hoặc đường dốc để di chuyển thiết bị, vật liệu, việc sử dụng cơ chế đơn giản hóa công việc chính là đặc trưng về tư duy của người Hy Lạp. Họ đã sử dụng một hệ thống ròng rọc đơn giản để chuyển đổi thành sức mạnh, làm tăng khả năng nâng hạ các vật nặng.

Một chiếc cần cẩu bằng gỗ thời Hy Lạp cổ đại

Một chiếc cần cẩu bằng gỗ thời Hy Lạp cổ đại

Đến thời trung cổ, cần trục đã được điều chỉnh để giúp bốc dỡ tàu tại các bến cảng cũng như hỗ trợ xây dựng. Thời điểm này, nhiều cần cẩu được xây dựng thành tháp đá hoặc các tháp gỗ lớn.

Giống như hầu hết các loại máy móc trong lịch sử, cần cẩu cũng không nằm ngoài sự ảnh hưởng của cuộc cách mạng công nghiệp. Sức mạnh cơ học thông qua động cơ hơi nước đã biến cần trục thành một cỗ máy nâng hạ thực thụ. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, việc sử dụng các cánh tay thủy lực, động cơ điện và động cơ độc lập bên trong đã mang lại cho cần cẩu sức nâng đáng gờm như ngày nay.

Một cần cẩu tháp tại bến cảng ở Gdansk vào thế kỷ 15
Một cần cẩu tháp tại bến cảng ở Gdansk vào thế kỷ 15

Các loại cần trục phổ biến trong ngành xây dựng

Cần cẩu di động

Đây là một trong những loại cần cẩu cơ bản trong xây dựng. Sử dụng cần đỡ bằng thép hoặc cần đỡ dạng ống lồng, loại cần cẩu này có thể di chuyển đến gần và xung quanh địa điểm cần thiết để thực hiện nhiệm vụ của mình. Cần cẩu di động thường được trang bị cho xe tải để tăng khả năng linh hoạt và độ vững chắc cho máy.

Cần cẩu di động

Cần cẩu di động

Tuy có độ bền thấp hơn so với cần cẩu tháp, nhưng cần trục di động vẫn đủ mạnh để di chuyển vật liệu và thiết bị trong xây dựng nói chung, hoặc sử dụng thực hiện nhiệm vụ trên các mái nhà.

Cần cẩu tháp

Đây là một dạng cần trục thăng bằng, được lắp vào mặt đất dùng để di chuyển và chở vật liệu nặng trong khoảng cách xa hơn. Cần cẩu tháp thường được sử dụng nhiều nhất khi xây dựng các tòa nhà cao tầng.

Cần cẩu tháp

Cần cẩu tháp

Đối với những cần cẩu tháp cao, móng bê tông của cần cẩu phải được xây dựng khoảng một tháng trước khi đưa cần cẩu lên. Điều này giúp cho nền móng có thời gian ổn định và đủ vững chắc để giữ cần trục.

Cần cẩu địa hình gồ ghề

Một loại cần cẩu cũng khá phổ biến đó là cần cẩu sử dụng trên các địa hình gồ ghề, hiểm trở. Có phần gầm giống như một chiếc xe tải hầm hố, cần cẩu địa hình gồ ghề được trang bị bốn bánh cao su khổng lồ để giúp mang cần trục đến bất cứ nơi nào. Vì đây là cần trục di động nên phần gầm xe có các chốt mở rộng theo chiều dọc và ngang tạo sự ổn định và hỗ trợ vận hành.

Cần trục địa hình gồ ghề

Cần trục địa hình gồ ghề

Điều thú vị về cần trục địa hình gồ ghề là chúng chỉ dùng một động cơ, nghĩa là động cơ để di chuyển máy cũng là động cơ để vận hành cần trục. Vì vậy mà các máy này thường khá gọn nhẹ.

Kết

Nếu bạn đang làm trong ngành xây dựng hoặc các ngành liên quan, chắc hẳn bạn phải đánh giá cao giá trị của chiếc cần cẩu khi mà chúng đã làm việc cùng con người trong hơn 2.500 năm để xây dựng rất nhiều công trình và thành phố, trong đó có cả những tòa nhà chọc trời nổi tiếng.

Hi vọng bạn đã có được những thông tin thú vị qua bài viết này.

—————————————————- 

THAM KHẢO

CRANES: EVERYTHING YOU NEED TO KNOW

HISTORY OF CRANES