Hysertoestel

'n Hystoestel is 'n werktuig waarmee 'n las met behulp van 'n tou of ketting vertikaal verplaas kan word. Ontwikkeling het meegebring dat horisontale verplasing ook moontlik is; die onderskeid word gemaak dat die ligter toestelle slegs vertikaal werk, soos byvoorbeeld katrolstelsels en takelwerk, terwyl swaarder toestelle soos loopkrane 'n las ook horisontaal kan laat beweeg. Hoewel die primêre doel van 'n hystoestel is om swaar of moeilik hanteerbare voorwerpe op te lig of rond te skuif, speel dit ʼn groot rol in die kontinue hantering van vragte by hawens en fabrieke en het dit 'n onmisbare skakel in vervoerdienste geword.

'n Eenvoudige hystoestel bestaan uit 'n katrol waaroor 'n tou loop. As 'n enkele katrol aan 'n vaste punt hang met 'n las van 1 N aan die punt van 'n tou oor die katrol, moet ʼn krag van 1 N op die ander punt van die tou uitgeoefen word om die las op te lig. Die meganiese voordeel van so 'n vaste katrol is 1, aangesien die las en die krag ewe groot is. 'n Vrye katrol waaroor 'n tou loop met die een punt aan 'n vaste punt, sodat die katrol aan die tou hang met 'n las aan die haak van die katrol, het 'n meganiese voordeel van 2.

Dit beteken dat slegs die helfte van die krag nou nodig sal wees om die las op te lig. 'n Katrolstelsel met drie vaste katrolle en drie vrye katrolle waaroor 'n enkele tou loop, het ʼn meganiese voordeel van 6, want in die stelsel is daar nou 3 vrye katrolle wat elk 'n meganiese voordeel van 2 het. Op die manier kan een persoon 'n krag van 100 N uitoefen en in staat wees om 'n las van 600 N op te lig. Die tou moet egter regstreeks gehanteer word, wat die opstelling lomp maak. Die punt van 'n tou wat oor ʼn katrol loop, kan om 'n wenas gedraai en opgerol word. 'n Wenas bestaan uit 'n trom wat op twee punte rus en met 'n slinger in die rondte gedraai kan word. Wenaste en katrolstelsels vorm die grondslag van die meeste hystoestelle.

Om die meganiese arbeid wat ʼn hystoestel kan verrig, ten volle te benut, word die wenaste met binnebrandenjins of elektromotore aangedryf. 'n Enjin of 'n motor kan die wenas direk aandryf, maar die wentelspoed is gewoonlik te hoog en 'n ratstelsel moet tussen die aandrywing en die wenas aangebring word om die spoed van die wenas te verminder. Die arbeid wat 'n wenas verrig, is 'n funksie van die wentelspoed en die krag wat uitgeoefen word. As die spoed van 'n wenas verminder word, volg dit dus dat die krag van die wenas verhoog word. In die praktyk beteken dit dat wenaste wat deur ratte aangedryf word, geweldig sterk is. Katrolstelsels en wenaste word so gemonteer dat hulle 'n geheel vorm wat wissel van ligte hystoestelle tot swaar hyskrane. Ligte konstruksies waaraan katrolle hang, soos die wat in werkwinkels aangetref word, kan voorwerpe vertikaal verplaas.

Om die voorwerpe horisontaal te verplaas, moet dit van die hystoestel waarmee dit opgelig is, verwyder en op ʼn stootwa geplaas word. Werkwinkels en pakkamers waar swaarder werk verrig word, het oorhoofse balke waaraan die katrolle hang wat met wiele op die balk loop. Dit vergemaklik die horisontale verplasing aangesien voorwerpe wat opgelig word en vry in die lug hang, makliker heen en weer getrek kan word. So 'n toestel met wiele wat op 'n balk loop, hoef nie net met die hand beweeg te word nie en word dikwels met 'n elektromotor aangedryf. 'n Gesofistikeerde weergawe hiervan bevat 'n elektromotor met ʼn wenas wat die katrolle vertikaallaat beweeg, asook 'n elektromotor wat die hele katrolstelsel horisontaal op die balk laat beweeg. Die hele stelsel word beheer deur knoppies op 'n beheerkassie wat in die hand gehou kan word.

Voertuie kan ook van hystoestelle voorsien word. 'n Eenvoudige stellasie met 'n wenas en 'n stel katrolle word byvoorbeeld gemonteer op 'n voertuig wat gebruik kan word om ander voertuie op te tel en weg te sleep. Waar voorwerpe op 'n vragmotor gelaai moet word deur die vragmotor se eie hystoestel te gebruik, is 'n katrolstelsel te lomp aangesien die voertuig van 'n hele konstruksie voorsien moet word waarmee vertikale en horisontale beweging op die bak moontlik gemaak kan word. Hiervoor is 'n eenvoudiger meganisme met hidrouliese pompe en staalarms veel meer geskik. ʼn Hidrouliese hyser het nie alleen minder bewegende dele nie, maar neem ook feitlik geen ruimte op die bak in beslag nie. 'n Hidrouliese hystoestel bestaan uit 'n vaste staal-kolom waaraan 'n arm met ʼn skarnier vasgeheg is. 'n Silinder met 'n stang wat in en uit die silinder kan beweeg, word aan die vaste kolom gemonteer en die stang aan die beweegbare arm.

Deur vloeistof in die silinder in te pomp, beweeg die stang, wat op sy beurt weer die arm laat beweeg. 'n Hidrouliese hystoestel is geweldig sterk en ʼn redelike klein hyser kan 'n swaar voorwerp optel. Voertuigonderstelle sonder die gewone bakwerk word dikwels met 'n staaltoring en 'n katrolstelsel toegerus en staan bekend as ʼn mobiele hyskraan. Die katrolstelsel kan voorwerpe vertikaal en horisontaal beweeg, terwyl die toring met die katrolstelsel in die rondte kan draai en die voertuig self vorentoe en agtertoe kan beweeg. Op die manier kan swaar voorwerpe uit moeilik bereikbare plekke verwyder en vervoer word. Mobiele krane word veral in groot aanlegte gebruik waar byvoorbeeld staal, kunsmis en brandstof vervaardig word. In hierdie aanlegte is hoë geboue en torings en diep gate waarin toerusting gehuisves word, soos pype, pompe en elektromotore wat dikwels verwyder en weer geïnstalleer moet word.

Om dit met die hand of met stilstaande hyskrane te hanteer, is nie altyd moontlik nie, en dit is hier waar mobiele krane van groot waarde is. In groot opslagplekke waar dromme, kratte en kartonne op mekaar gestapel word, word ʼn vurkhyser gebruik. Dit is 'n voertuig met twee plat arms wat voor uitsteek en maklik onder 'n voorwerp ingestoot kan word. Die twee arms lyk soos 'n vurk en word met 'n lang hidrouliese silinder vertikaal beweeg. Waar geboue in aanbou is, is toringkrane 'n bekende gesog. Dit toring langs geboue uit of staan soms bo-op 'n gebou. Die belangrikste dele van die kraan is die hystoring, die hysbalk en die teengewig. Die balk huisves 'n katrolstelsel waarmee voorwerpe vertikaal opgehys en ook horisontaal beweeg kan word. Die balk rus ook op ʼn meganisme wat dit in die rondte kan laat draai. Die toring is gewoonlik 10 m en hoër, en al word dit stewig geanker, kan so 'n lang regopstaande struktuur maklik topswaar raak indien dit verkeerd belas word en omkantel. Die balk, wat aan weerskante van die toring uitstaan, bevat die katrolstelsel aan die langste gedeelte en die teengewig aan die kort gedeelte.

Die ewewig van die toring word behou deur die las wat opgetel word, met die teengewig te balanseer. Aan weerskante van die toring is daar dus afwaartse kragte en die kragte, die sogenaamde stelsel van kragte, is in ewewig wanneer die regsom momente gelyk is aan die linksom momente. 'n Moment is gelyk aan die krag wat uitgeoefen word en die afstand tussen die krag en die toring. Dit beteken dat nie net die massa van die las en die van die teengewig in ag geneem moet word nie, maar ook die afstande wat dit onderskeidelik op 'n bepaalde oomblik van die toring af is. Daarom word die teengewig in ooreenstemming met die las wat opgelig word, heen en weer geskuif wanneer die las horisontaal beweeg. 'n Ander bepalende faktor is die massa van die balk self. Om vas te stel wat die maksimum-massa is wat die kraan sal kan oplig, moet die massa van die balk asook die van die teengewig in berekening gebring word.

Die loopkraan word so genoem omdat dit op twee spore loop. Afgesien daarvan dat die hyskraan voorwerpe vertikaal en horisontaal kan beweeg, word die hele kraan deur 'n elektromotor aangedryf op twee ewewydige spore wat dit in ʼn bepaalde rigting stuur. Loopkrane is groot en word gebruik om werklik swaar werk te verrig. Dit kan nie alleen swaar voorwerpe hanteer nie, maar ook ligte voorwerpe met groot afmetings. Voorbeelde van loopkrane is brug- en portaalkrane. Brugkrane word in fabrieke gebruik om swaar produkte in die aanlegte rond te beweeg sodat dit verder verwerk kan word. Die hyskraanoperateur sit in 'n kajuit wat saam met die oorhoofse brug beweeg. Brugkrane word met 'n verskeidenheid van meganismes toegerus waarmee voorwerpe van verskillende vorms en groottes gehanteer kan word. Vooraan die punte van die kabels wat oor die katrolle loop, word hake, grypers of elektromagnete aangebring.

Kabels word om eenvormige voorwerpe soos balke en plate aangebring sodat voorwerpe die haak van 'n kraan daaraan vasgeheg kan word. Los vragte soos erts word met grypers vasgevang, wat met behulp van kabels en stange oop- en toegemaak word. Staal word dikwels met kragtige elektromagnete opgetel en so na 'n bestemde plek verskuif. Portaalkrane word by hawens aangetref en hanteer nie noodwendig net swaar vragte nie maar ook ligter voorwerpe met groot afmetings. Dit word veral gebruik vir die hantering van behoueringsvragte. Die vermoë van 'n portaalkraan word in tonnemaat uitgedruk, wat nie net dui op die massa wat die kraan kan optel nie, maar ook op die tempo waarin dit die massa verplaas.

Die verplasing word in ton per uur uitgedruk en die maksimale benutting word in hawens nagestreef om vertragings te voorkom. Veeldoelige hyskrane is ook ʼn bekende gesig in hawens. Dit is hyskrane met die skuins, uitstaande torings, wat die kraanarms genoem word. Die lengte van die kraanarm asook die mate waarin die arm ten opsigte van 'n draaipunt op en af beweeg, bepaal die reikafstand, 'of die vlug, van die kraan. Dit is belangrik dat die vrag wat aan die kraanarm hang, nie vertikaal sal beweeg terwyl die arm op en af beweeg om 'n horisontale verplasing te bewerkstellig nie. Om dit te voorkom, word die kabel waaraan die las hang, ingetrek of uitgelaat tydens die beweging.

Die ewewig van die hyskraan is ook belangrik en 'n teengewig word aan die rug kant van die kraan aangebring. 'n Driehoek van kragte werk hier op die kraanarm in aangesien daar drie kragte ter sprake kom wanneer 'n las deur die hyskraan opgelig word, naamlik die trekkrag, die krag wat die arm uitoefen en die afwaartse krag van die las. Indien die grootte van die kragte voorgestel word deur reguit lyne wat 'n driehoek sal vorm as dit verbind word, is die stelsel in ewewig. Hierdie ewewig is noodsaaklik sodat oorbelasting van een van die dele van die kraan nie voorkom nie. Veeldoelige hyskrane kan bewegings in die rondte uitvoer en ook op 'n spoor beweeg om vragte tussen bepaalde punte te vervoer. Die operateur van hierdie krane sit in 'n kajuit wat deel vorm van die kraan. Die veeldoelige aksie van die hyskrane kom goed te pas by die laai en ontskeping van vrag.