I meccanismi di funzionamento includono il meccanismo di sollevamento, il meccanismo di viaggio, il meccanismo di orzata e il meccanismo di rotazione; questi sono indicati collettivamente come i "quattro meccanismi principali" di una gru.
Il "meccanismo di sollevamento" è il meccanismo utilizzato per ottenere il sollevamento verticale dei materiali. È un componente indispensabile di qualsiasi gru e, di conseguenza, costituisce il meccanismo più critico e fondamentale della macchina.
Il 'meccanismo traslante' è il meccanismo che facilita il trasporto orizzontale dei materiali attraverso il movimento della gru stessa o del suo carrello. È classificato in tipi senza binari e montati su rotaia-; inoltre, in base alla modalità di guida, vengono classificati in semoventi e trainati.
Il "meccanismo di orzata" è un meccanismo di funzionamento esclusivo delle gru a bandiera. Funziona modificando la lunghezza e/o l'angolo di elevazione del braccio (braccio) per regolare il raggio di lavoro della gru.
Il "meccanismo di rotazione" consente al braccio di ruotare attorno all'asse verticale della gru, facilitando così il movimento dei materiali all'interno di un involucro spaziale circolare. Le gru raggiungono l'obiettivo di trasportare materiali attraverso il funzionamento indipendente di un singolo meccanismo o attraverso il funzionamento coordinato di più meccanismi.
Dispositivi di guida
I dispositivi di azionamento sono le unità-generatrici di energia utilizzate per azionare i meccanismi di funzionamento. I dispositivi di azionamento comuni includono azionamenti elettrici, azionamenti di motori a combustione interna e azionamenti manuali. L’elettricità è una fonte energetica pulita ed economica; di conseguenza, i sistemi di azionamento elettrici rappresentano il tipo di azionamento predominante per le gru moderne. Quasi tutte le gru, i montacarichi e gli ascensori montati su rotaia-e gli altri dispositivi di sollevamento che operano in un raggio ristretto-utilizzano azionamenti elettrici. Al contrario, le gru mobili in grado di viaggiare su lunghe distanze (come le gru per autocarri e le gru cingolate) utilizzano tipicamente motori a combustione interna. Gli azionamenti manuali sono adatti per apparecchiature di sollevamento piccole e leggere; servono anche come fonti di alimentazione ausiliaria o di riserva per determinati macchinari o come alimentazione temporanea durante le emergenze o gli incidenti.
Carico-Dispositivi per la movimentazione
I dispositivi di movimentazione del carico-sono i componenti che stabiliscono una connessione fisica tra il materiale e la gru-tramite sollevamento, presa, aspirazione, bloccaggio, supporto o altri mezzi-per facilitare il sollevamento e il trasporto del materiale. Il tipo specifico di dispositivo di movimentazione del carico-impiegato dipende dalla categoria, dalla forma fisica e dal volume del materiale da sollevare. Ad esempio, gli articoli confezionati o discreti utilizzano tipicamente ganci o anelli di sollevamento; i materiali sfusi (come cereali o minerali) utilizzano comunemente pinze o tramogge; e i materiali liquidi vengono gestiti utilizzando contenitori, serbatoi o recipienti simili. Esistono anche accessori di sollevamento specializzati progettati per materiali specifici-come travi di sollevamento monorotaia sopraelevate per la movimentazione di oggetti allungati, mandrini elettromagnetici per il sollevamento di materiali ferromagnetici, ganci rotanti utilizzati specificatamente nei settori metallurgici, nonché dispositivi di movimentazione di materiali-come scaricatori a coclea e scaricatori a ruote-a tazze e spanditori specializzati per container di spedizione. La scelta di un dispositivo appropriato per la movimentazione dei materiali-può ridurre significativamente lo sforzo fisico richiesto agli operatori e migliorare notevolmente l'efficienza operativa. Prevenire la caduta accidentale dei carichi-garantendo così sia la sicurezza del personale che l'integrità degli oggetti sollevati-costituisce il requisito di sicurezza fondamentale per tutti questi dispositivi-di movimentazione dei materiali.
Struttura in metallo
La struttura metallica di una gru è una struttura in acciaio costruita utilizzando profili metallici laminati (come acciaio angolare, acciaio per canali, travi a I-e tubi di acciaio) e piastre di acciaio come componenti principali. Questi componenti vengono uniti insieme-tipicamente tramite saldatura, rivettatura o bullonatura-secondo specifiche regole di progettazione strutturale per supportare sia il peso proprio della gru che il suo carico utile operativo. Il peso della struttura metallica rappresenta in genere circa dal 40% al 70% del peso totale della gru-una cifra che può arrivare fino al 90% nelle gru-per carichi pesanti-mentre il suo costo di produzione rappresenta oltre il 30% del costo di produzione totale della gru. In base alla loro costruzione, le strutture metalliche possono essere classificate a grandi linee in due tipi: strutture solide-a rete (fabbricate da piastre di acciaio, note anche come strutture a scatola-travi) e strutture reticolari (tipicamente fabbricate da profili laminati, comunemente presenti nei bracci tralicciati e nelle colonne tralicciate). Questi costituiscono gli elementi portanti fondamentali-della struttura metallica della gru. Questi elementi portanti primari-includono colonne (membri di carico assiale-), travi (membri flettenti) e bracci (membri soggetti a compressione e flessione combinate); varie combinazioni di questi elementi danno origine a gru con diverse capacità funzionali. Le caratteristiche operative della struttura metallica di una gru sono definite dalla complessa distribuzione delle sollecitazioni, dal notevole peso morto, dall'elevato consumo di materiale e dalla mobilità strutturale intrinseca.
Sistema di controllo
Il sistema di controllo utilizza sottosistemi elettrici e idraulici per governare il movimento dei singoli meccanismi della gru e della macchina nel suo complesso, facilitando così varie operazioni di sollevamento. Questo sistema di controllo e comando comprende una varietà di controller, interfacce di visualizzazione, componenti associati e circuiti elettrici, che fungono da interfaccia principale per l'interazione uomo-macchina. Di conseguenza, i principi e i requisiti dell’ergonomia della sicurezza sono incarnati in modo più tangibile all’interno di questo sistema. Lo stato operativo e l'integrità di questo sistema determinano direttamente la qualità, l'efficienza e la sicurezza dell'intera operazione di sollevamento.
Una distinzione fondamentale che distingue le gru dagli altri macchinari-di uso generale è la combinazione di un'enorme struttura metallica mobile e il funzionamento coordinato di più sottosistemi meccanici indipendenti. Caratteristiche come il funzionamento ciclico intermittente, i carichi di sollevamento variabili, i cicli di movimento incoerenti tra i diversi meccanismi, il caricamento asincrono dei componenti e le operazioni collaborative che coinvolgono più personale aggravano ulteriormente la complessità operativa delle gru. Questi fattori danno origine a numerosi rischi per la sicurezza, ampliano la portata del potenziale pericolo, creano molteplici punti-soggetti a incidenti e comportano il rischio di gravi conseguenze; di conseguenza, la sicurezza della gru è di fondamentale importanza.