Jest to tak zwana „maszyna złożona”, czyli składająca się kilku prostych urządzeń. Najważniejsze są dwie z nich – koło pasowe czyli wciągnik i dźwignia czyli wysięgnik. Zasadniczo to pierwsze ułatwia podnoszenie ciężkich przedmiotów przy użyciu mniejszej siły, podczas gdy dźwignia ułatwia ich przenoszenie, gdy są zawieszone w powietrzu.

Aby podnieść ciężar, do liny należy przyłożyć taką samą siłę, tworząc napięcie równe ciężarowi. Dodając koło pasowe, można jednocześnie zastosować wiele „napięć”. Przy dwóch kołach pasowych naprężenie jest zmniejszone o połowę, co oznacza, że potrzeba tylko połowy siły do podniesienia przedmiotu. Im więcej kół pasowych jest dodawanych, tym mniej siły potrzeba do tego zadania.

Wczesne dźwigi były zwykle nieruchome, a ramię maszyny używało stałego kąta do podnoszenia ciężaru. Obecnie mogą pracować pod kątem od kilku, do prawie 90 stopni. Jednak im mniejszy kąt, tym mniejszy ciężar może unieść, zanim cała konstrukcja się przewróci. Żeby tę tendencję ograniczyć i w ogóle umożliwić uniesienie jakiegokolwiek przedmiotu, wszystkie mają przeciwwagi, które pomagają zapobiegać przewróceniu się.

Już około 1500 r. p.n.e. starożytni mieszkańcy Mezopotamii używali systemów bloczków do podnoszenia i transportu ciężkich ładunków. Większość proto-dźwigów w tym czasie była napędzana ręcznie lub wodą. W VI wieku p.n.e. Grecy opracowali najwcześniejszą formę tego, co dzisiaj znamy jako żurawie. Używali ich do budowy wielkich posągów, transportu materiałów i wznoszenia największych budynków.

Znani ze swoich umiejętności inżynieryjnych Rzymianie bardzo udoskonalili ten wynalazek. Dzięki zastosowaniu kół bieżnych, potrafiły podnosić ciężary ważące nawet sześć ton. Do ich obsługi wystarczało dwóch ludzi. Choć wraz z upadkiem imperium ta technologia wyszła na kilkaset lat z użycia, odkrytą ją ponownie w XIII wieku i oparte na tych rozwiązaniach dźwigi były podstawą dla wielkich prac budowlanych aż do rewolucji przemysłowej XIX wieku.

W 1838 roku angielski przedsiębiorca i wynalazca William Armstrong zbudował pierwszy dźwig hydrauliczny, wykorzystujący wodę do zwiększania ciśnienia i udźwigu. Opisane przez niego zasady fizyczne wykorzystywane są do dziś, choć w bardziej wydajny sposób i z użyciem lepszych materiałów.

Niektóre dźwigi są zaprojektowane do pojedynczej, specjalistycznej, ale bardzo powtarzalnej pracy. Na przykład dźwigi portowe zazwyczaj mają stały osprzęt, który podnosi tylko kontenery ze statków. Inne, takie jak wieże, mogą być montowane w różnych konfiguracjach, aby tworzyć budynki o różnych wysokościach. Inne mogą być zaprojektowane do ogólnego użytku w wielu różnych miejscach, na wiele różnych sposobów.

Najczęściej spotykane dźwigi to modele wieżowe. Mimo, że na pierwszy rzut oka wszystkie wyglądają podobnie, to obracają się na dwa różne sposoby. Niektóre korzystają z mechanizmu przekładniowego zamontowanego na szczycie wieży, podczas gdy główna część jest mocno zakotwiczona w ziemi i nie porusza się. Są to dźwigi górnoobrotowe, zazwyczaj używane do większych, wyższych projektów, gdzie mogą pozostać na miejscu przez dłuższy czas. Żurawie dolnoobrotowe obracają natomiast cały wysięgnik i wieżę wokół swojej podstawy.

Wszystkie one są jednak nieruchome, w przeciwieństwie do żurawi mobilnych, zamontowanych na ruchomej platformie lub ciężarówce. Te zazwyczaj mają wysuwany wysięgnik i przeciwwagi, które pozwalają im z łatwością podnosić i przenosić ciężkie przedmioty.

Suwnica, choć droższa od innych typów, może przenosić ładunki na całym obszarze budowy dzięki stałemu położeniu na torze lub suficie. Oferuje również najbardziej kontrolowany i wygodny ruch w przypadku cięższych ładunków.

Jako złożona maszyna, każdy dźwig składa się z wielu elementów. Podstawa zapewnia konieczne podparcie, równowagę i stabilność podczas pracy. Maszt, to wysoka konstrukcja, która podtrzymuje wysięgnik i nadaje dźwigowi potrzebną wysokość. Składa się z kilku połączonych ze sobą sekcji, zwykle wykonanych ze stali lub aluminium.

Wysięgnik to teleskopowe ramię dźwigu, które rozciąga się na zewnątrz i jest przymocowane do górnej części masztu, co pozwala na zwiększenie zasięgu i elastyczności. To właśnie ten element umożliwia precyzyjne podnoszenie i przenoszenie ciężkich ładunków. Składa się z kilku sekcji połączonych ze sobą serią osi. Do jego końca przymocowany jest wciągnik, który służy do podnoszenia materiałów. Ten składa się z bębna, haka, liny i silnika. Do tego dochodzi przeciwwaga, czyli ciężar przymocowany do tylnej części dźwigu. Zwykle wykonana jest z betonu lub stali.

Kabina dźwigu zawiera wszystkie elementy sterujące potrzebne do obsługi, takie jak joysticki lub dźwignie, które podnoszą, opuszczają i przechylają ramię, a także pokrętła prędkości do sterowania wciągarką. Zazwyczaj zawiera również system monitorowania, który zapewnia informacje o działaniu dźwigu i jego udźwigu.

Żeby sprawdzić w praktyce jak działają współczesne rozwiązania, wzięliśmy do testów mobilny dźwig hydrauliczny Maxilift ML.270.2 na podwoziu Renault Master.

Francuski dostawczak od lat jest najczęściej używanym pojazdem do tworzenia rozmaitych specjalistycznych zabudów. Tym razem sprawdzamy wariant HDS, czyli Hydrauliczny Dźwig Samochodowy. Ten konkretny, oprócz żurawia ma dodatkowo aluminiową zabudowę skrzyniową. Całość przeróbek to działo specjalistów z zajmującej się takimi konstrukcjami firmy Gruau.

Nie zmieniono w żaden sposób sześcioosobowej kabiny. Zresztą nie ma takiej potrzeby. Master to bardzo komfortowy pojazd, w którym ergonomia jest absolutnie wzorcowa. Co prawda wnętrze wygląda dość smutno – jest całe zdobione z ciemnych tworzyw, ale w pojeździe roboczym niczego innego nie można się spodziewać. Tu nie ma miejsca na podążanie za modą. Ma być przede wszystkim funkcjonalnie. Taki samochód pełni często rolę mobilnego biura. Dlatego znajdziemy tu wysuwany stolik, na którym można postawić laptopa lub papiery, ładowarkę indukcyjną i sporo schowków na wszelkie potrzebne narzędzia pracy.

Pod maską znajduje się silnik diesla o pojemności 2,3 litra i mocy 165 KM. Do 100 km/h przyspiesza w 14,8 sekundy, zaś jego prędkość maksymalna to 158 km/h. Nie są to więc w żadnym razie sportowe osiągi, ale wystarczają do przemieszczanie się również na trasie. Dzięki dobrej elastyczności, podróżowanie autostradą nie jest dla tego pojazdu ciężkim zadaniem.

Spalanie oscyluje w granicach 11 litrów ropy w ruchu miejskim. To zwyczajny wynik w tak dużym i ciężkim pojeździe. Na trasie można zaś zejść do wyników poniżej 10 litrów, co przekłada się na zasięg powyżej 1000 km na jednym tankowaniu 105 lirowego zbiornika paliwa.

Zabudowę stworzono na podwoziu typu L3, czyli prawie z dostępnych w tym modelu. Oznacza to nieco ponad 6,2 metra długości. Nawet przy tak długim pojeździe średnica zawracania 15,7 metra jest dość wysoka wartością. Manewrowanie Masterem wymaga więc odrobiny przyzwyczajenia. Z drugiej jednak strony oznacza to, że tył nie ma tendencji do zachodzenia na sąsiedni pas przy zakręcaniu.

Zamontowany tuż za kabiną składany dźwig, to wersja elektrohydrauliczna z dwoma wysięgnikami. Ma udźwig 1,5 tonomerta. Posiada dwa wysuwy hydrauliczne i jeden ręczny. Samo ramię ma 1,2m o udźwigu 2150kg. Jeżeli wysunie się pierwszy wysuw 2,2 m., udźwig wynosi 1180kg. Drugi wysuw ma 3,2 m i udźwig 810 kg, zaś ostatni ręczny daje 4,2 m. i 600 kg udźwigu.

Całością steruje się za pomocą drążków, umieszczonych w specjalnej skrzynce na boku pojazdu. Sama obsługa całego systemu jest bardzo prosta i jej nauczenie się zajmuje dosłownie kilka minut. Nie oznacza to jednak, że jest się już profesjonalnym operatorem dźwigu. Wręcz przeciwnie. Najtrudniejsza nie jest samo wysuwanie czy obracanie konstrukcją, ale odpowiednie jej zabezpieczenie. Człowiek, który nie wie co robi, bardzo łatwo może tu nawet stracić życie.

Dla zapewnienia bezpiecznej pracy przyda się wiedza z zakresu gleboznawstwa. Trzeba bowiem dobrze ocenić stabilność podłoża, żeby odpowiednio rozłożyć podpory. W razie w okolicach rowów, zboczy i wykopów potrzebna umiejętność obliczania w pamięci zadań geometrycznych, by zachować właściwy odstęp. Oczywiście i tu należy ocenić sypkość gleby.

Największym jednak zagrożeniem może być prąd. Jak można przeczytać w instrukcji: „Żuraw może ulegać naładowaniu elektrostatycznemu. Dochodzi do tego zwłaszcza wtedy, gdy żuraw ustawiony jest na nóżkach z tworzywa sztucznego lub jeżeli między nóżką a podłożem ułożona została płyta z materiału izolacyjnego (np. drewna). Na ciężarze mogą zbierać się ładunki elektrostatyczne, nawet jeżeli żuraw jest uziemiony. Dochodzi do tego zwłaszcza wtedy, gdy stosowane są krążki linowe z tworzywa lub zawiesia z materiału izolacyjnego.”

Żeby uniknąć porażenia trzeba zachować odpowiednią odległość od wszystkiego, co może nawet potencjalnie przewodzić prąd. Dotyczy to zwłaszcza przewodów napowietrznych, które nie zostały odłączone od zasilania, ale także urządzeń nadawczych dużej mocy – jak rozgłośnie radiowe. Do tego dochodzi cała skomplikowana procedura uziemienia żurawia. Zdecydowanie po przeczytaniu samej tylko instrukcji bezpieczeństwa nabiera się zdecydowanie większego szacunku dla operatorów tych maszyn.