En kran, også kjent som en brokran eller traverskran, er en type maskin som brukes til å løfte. Kraner er vanligvis utstyrt med en oppruller (også kalt en ståltau-trommel), ståltau eller kjetting og skiver, som kan brukes både til å løfte og senke materialer og for å flytte dem horisontalt. Den bruker en eller flere enkle maskiner som en talje for å skape mekaniske fordeler og dermed flytte laster utover normal evne til et menneske. Kraner brukes ofte i transportindustrien for lasting og lossing av gods, i byggeindustrien for bevegelse av materialer og i produksjonsindustrien for montering av tungt utstyr.
De første byggekranene ble oppfunnet av de gamle grekerne og ble drevet av mennesker eller lastdyr, som esler. Disse kranene ble brukt til bygging av høye bygninger. Større kraner ble senere utviklet, med bruk av menneskelige slitebanehjul, som tillot løfting av tyngre vekter. I høymiddelalderen ble havnekraner introdusert for å laste og losse skip og hjelpe til med konstruksjonen – noen ble bygget inn i steintårn for ekstra styrke og stabilitet. De tidligste kranene ble konstruert av tre, men støpejern og stål tok over når den industrielle revolusjonen kom.
I mange århundrer ble kraft tilført ved fysisk anstrengelse av mennesker eller dyr, selv om heiser i vannmøller og vindmøller kunne drives av den utnyttede naturlige kraften. Den første "mekaniske" kraften ble levert av dampmaskiner, den tidligste dampkranen ble introdusert på 1700- eller 1800-tallet, med mange fortsatt i bruk langt ut på slutten av 1900-tallet. Moderne kraner bruker vanligvis forbrenningsmotorer eller elektriske motorer og hydrauliske systemer for å gi en mye større løfteevne enn det som tidligere var mulig, selv om manuelle kraner fortsatt brukes der kraftforsyningen ville være uøkonomisk.
Kraner finnes i et enormt utvalg av former - hver skreddersydd for en bestemt bruk. Størrelsene varierer fra de minste svingkranene, brukt i verksteder, til de høyeste tårnkranene, som brukes til å bygge høye bygninger. En stund brukes minikraner også til å bygge høye bygninger, for å lette konstruksjoner ved å nå trange rom. Til slutt kan vi finne større flytekraner, vanligvis brukt til å bygge oljerigger og berge sunkne skip.
Det er tre hovedhensyn ved design av kraner. For det første må kranen kunne løfte vekten av lasten; for det andre må ikke kranen velte; for det tredje må ikke kranen sprekke.
Kraner illustrerer bruken av en eller flere enkle maskiner for å skape mekaniske fordeler:
•Spaken:
En balansekran inneholder en horisontal bjelke som dreies rundt et punkt som kalles støttepunktet. Prinsippet til spaken gjør at en tung last festet til den kortere enden av bjelken kan løftes av en mindre kraft påført i motsatt retning av den lengre enden av bjelken. Forholdet mellom lastens vekt og påført kraft er lik forholdet mellom lengdene på den lengre armen og den kortere armen, og kalles den mekaniske fordelen.
• Remskiven:
En svingkran inneholder en skråstilt stag som støtter en fast trinseblokk. Kabler vikles flere ganger rundt den faste blokken og rundt en annen blokk festet til lasten. Når den frie enden av kabelen trekkes for hånd eller av en viklingsmaskin, leverer trinsesystemet en kraft til lasten som er lik den påførte kraften multiplisert med antall kabellengder som går mellom de to blokkene. Dette tallet er den mekaniske fordelen.
• Den hydrauliske sylinderen:
Denne kan brukes direkte til å løfte lasten eller indirekte til å flytte jibben eller bjelken som bærer en annen løfteanordning.
Kraner, som alle maskiner, følger prinsippet om bevaring av energi. Dette betyr at energien som leveres til lasten ikke kan overstige energien som legges inn i maskinen. For eksempel, hvis et trinsesystem multipliserer den påførte kraften med ti, beveger lasten seg bare en tidel så langt som den påførte kraften. Siden energi er proporsjonal med kraft multiplisert med avstand, holdes utgangsenergien omtrent lik inngående energi (i praksis litt mindre, fordi noe energi går tapt på grunn av friksjon og andre ineffektiviteter).
Det samme prinsippet kan fungere i revers. Ved et eller annet problem kan kombinasjonen av tung belastning og stor høyde akselerere små gjenstander til en enorm hastighet. Slike prosjektiler kan resultere i alvorlig skade på nærliggende strukturer og mennesker. Traner kan også komme i kjedereaksjoner; brudd på en kran kan i sin tur ta ut kraner i nærheten. Kraner må overvåkes nøye.
