En kran, også kendt som en brokran eller traverskran, er en type maskine, der bruges til at løfte. Kraner er generelt udstyret med en opruller (også kaldet en ståltromle), ståltove eller kæder og skiver, der kan bruges både til at løfte og sænke materialer og til at flytte dem vandret. Den bruger en eller flere simple maskiner som en hejs til at skabe mekaniske fordele og dermed flytte belastninger ud over et menneskes normale evne. Kraner er almindeligt anvendt i transportindustrien til lastning og losning af gods, i byggeindustrien til flytning af materialer og i fremstillingsindustrien til montering af tungt udstyr.
De første byggekraner blev opfundet af de gamle grækere og blev drevet af mænd eller lastdyr, såsom æsler. Disse kraner blev brugt til opførelse af høje bygninger. Større kraner blev senere udviklet med brug af menneskelige slidbanehjul, hvilket tillod løft af tungere vægte. I højmiddelalderen blev havnekraner introduceret til at laste og losse skibe og hjælpe med deres konstruktion – nogle blev bygget ind i stentårne for ekstra styrke og stabilitet. De tidligste kraner blev konstrueret af træ, men støbejern og stål tog over med den industrielle revolutions komme.
I mange århundreder blev strømmen leveret ved fysisk anstrengelse af mennesker eller dyr, selvom hejser i vandmøller og vindmøller kunne drives af den udnyttede naturlige kraft. Den første "mekaniske" kraft blev leveret af dampmaskiner, den tidligste dampkran blev introduceret i det 18. eller 19. århundrede, hvor mange forblev i brug langt ind i slutningen af det 20. århundrede. Moderne kraner bruger normalt forbrændingsmotorer eller elektriske motorer og hydrauliske systemer for at give en meget større løfteevne, end det tidligere var muligt, selvom manuelle kraner stadig bruges, hvor det ville være uøkonomisk at levere strøm.
Kraner findes i en enorm variation af former - hver skræddersyet til en bestemt anvendelse. Størrelser spænder fra de mindste svingkraner, der bruges i værksteder, til de højeste tårnkraner, der bruges til at bygge høje bygninger. I et stykke tid bruges minikraner også til at bygge høje bygninger, for at lette konstruktioner ved at nå trange rum. Endelig kan vi finde større flydende kraner, der generelt bruges til at bygge olieplatforme og bjærge sunkne skibe.
Der er tre vigtige overvejelser i design af kraner. For det første skal kranen være i stand til at løfte vægten af lasten; for det andet må kranen ikke vælte; for det tredje må kranen ikke briste.
Kraner illustrerer brugen af en eller flere simple maskiner til at skabe mekaniske fordele:
•Håndtaget:
En balancekran indeholder en vandret stråle, der drejes om et punkt kaldet omdrejningspunktet. Princippet i håndtaget tillader, at en tung belastning, der er fastgjort til den kortere ende af bjælken, løftes af en mindre kraft, der påføres i den modsatte retning af den længere ende af bjælken. Forholdet mellem lastens vægt og den påførte kraft er lig med forholdet mellem længderne af den længere arm og den kortere arm, og kaldes den mekaniske fordel.
• Remskiven:
En svingkran indeholder en vippet stiver, der understøtter en fast remskiveblok. Kabler vikles flere gange rundt om den faste blok og rundt om en anden blok fastgjort til lasten. Når den frie ende af kablet trækkes med hånden eller af en viklemaskine, leverer remskivesystemet en kraft til belastningen, der er lig med den påførte kraft ganget med antallet af kabellængder, der passerer mellem de to blokke. Dette tal er den mekaniske fordel.
• Hydraulisk cylinder:
Dette kan bruges direkte til at løfte lasten eller indirekte til at flytte udliggeren eller bjælken, der bærer en anden løfteanordning.
Kraner, som alle maskiner, adlyder princippet om energibevarelse. Det betyder, at den energi, der leveres til lasten, ikke kan overstige den energi, der lægges ind i maskinen. For eksempel, hvis et remskivesystem multiplicerer den påførte kraft med ti, så bevæger belastningen sig kun en tiendedel så langt som den påførte kraft. Da energi er proportional med kraft ganget med afstand, holdes udgangsenergien nogenlunde lig med inputenergien (i praksis lidt mindre, fordi noget energi går tabt på grund af friktion og andre ineffektiviteter).
Det samme princip kan fungere omvendt. I tilfælde af et eller andet problem kan kombinationen af tung belastning og stor højde accelerere små genstande til en enorm hastighed. Sådanne projektiler kan resultere i alvorlige skader på nærliggende strukturer og mennesker. Traner kan også komme i kædereaktioner; brud på en kran kan til gengæld tage kraner i nærheden. Kraner skal overvåges nøje.
