A daru, más néven híddaru vagy felső daru, az emelésre használt géptípus. A daruk általában csévélővel (más néven drótkötéldob) vannak felszerelve, drótkötelekkel vagy láncokkal és tárcsákkal, amelyek egyaránt használhatók anyagok emelésére és süllyesztésére, valamint vízszintes mozgatására. Egy vagy több egyszerű gépet, például emelőt használ, hogy mechanikai előnyt teremtsen, és ezáltal a terheket az ember normál képességein felül mozgassa. A darukat általában a szállítóiparban használják áruk be- és kirakodására, az építőiparban anyagok mozgatására és a feldolgozóiparban nehéz berendezések összeszerelésére.
Az első építődarukat az ókori görögök találták fel, és emberek vagy teherhordók, például szamarak hajtották őket. Ezeket a darukat magas épületek építésére használták. Később nagyobb darukat fejlesztettek ki, emberi futófelületű kerekek felhasználásával, lehetővé téve a nagyobb súlyok emelését. A középkorban a kikötői darukat vezették be a hajók be- és kirakodására, valamint az építkezés segítésére – egyeseket kőtornyokba építettek a nagyobb szilárdság és stabilitás érdekében. A legkorábbi daruk fából készültek, de az ipari forradalom eljövetelével az öntöttvas és az acél átvette a hatalmat.
Évszázadokon át az energiát emberek vagy állatok fizikai erőfeszítése biztosította, bár a vízimalmok és a szélmalmok emelőit a felhasznált természeti erő is meg tudta hajtani. Az első „mechanikai” erőt gőzgépek adták, a legkorábbi gőzdarut a 18. vagy 19. században vezették be, és sok még a 20. század végén is használatban maradt. A modern daruk általában belső égésű motorokat vagy villanymotorokat és hidraulikus rendszereket használnak, hogy a korábban lehetségesnél jóval nagyobb emelőképességet biztosítsanak, bár a kézi darukat továbbra is alkalmazzák ott, ahol az energiaellátás gazdaságtalan lenne.
A daruk rendkívül sokféle formában léteznek – mindegyik egy adott felhasználási területre van szabva. A méretek a legkisebb, műhelyekben használt orsódaruktól a legmagasabb toronydarukig terjednek, amelyeket magas épületek építésére használnak. Egy ideig a minidarukat magas épületek építésére is használják, hogy a szűk terek elérésével megkönnyítsék a kivitelezést. Végül találhatunk nagyobb úszódarukat, amelyeket általában olajfúrótornyok építésére és elsüllyedt hajók mentésére használnak.
A daruk tervezésénél három fő szempont van. Először is, a darunak fel kell tudnia emelni a rakomány súlyát; másodszor, a daru nem borulhat fel; harmadszor, a daru nem szakadhat el.
A daruk egy vagy több egyszerű gép használatát szemléltetik a mechanikai előnyök megteremtésére:
•A kar:
Az egyensúlyi daru vízszintes gerendát tartalmaz, amely a támaszpontnak nevezett pont körül forog. A kar elve lehetővé teszi, hogy a gerenda rövidebb végéhez kötött nehéz teher a gerenda hosszabbik végével ellentétes irányban kifejtett kisebb erővel felemelhető legyen. A terhelés súlyának és az alkalmazott erőnek az aránya megegyezik a hosszabb és a rövidebb kar hosszának arányával, és ezt mechanikai előnynek nevezzük.
• A csiga:
A daru ferde rugóstagot tartalmaz, amely egy rögzített szíjtárcsa blokkot támaszt meg. A kábeleket többször körbetekerik a rögzített blokk köré, és egy másik, a terheléshez csatlakoztatott blokkot. Amikor a kábel szabad végét kézzel vagy tekercselőgéppel húzzák, a tárcsarendszer olyan erőt ad a terhelésre, amely egyenlő a kifejtett erő szorzatával a két blokk között áthaladó kábelhosszak számával. Ez a szám a mechanikai előny.
• A hidraulikus henger:
Ez használható közvetlenül a teher felemelésére, vagy közvetetten a másik emelőeszközt hordozó orr vagy gerenda mozgatására.
A daruk, mint minden gép, betartják az energiatakarékosság elvét. Ez azt jelenti, hogy a rakományhoz szállított energia nem haladhatja meg a gépbe bevitt energiát. Például, ha egy szíjtárcsarendszer az alkalmazott erőt tízzel szorozza meg, akkor a terhelés csak egy tizede mozdul el a kifejtett erőig. Mivel az energia arányos az erővel és a távolság szorzatával, a kimenő energia nagyjából egyenlő marad a bemeneti energiával (a gyakorlatban valamivel kevesebb, mert egy kis energia elveszik a súrlódás és más hatástalanságok miatt).
Ugyanez az elv fordítva is működhet. Probléma esetén a nagy terhelés és a nagy magasság kombinációja óriási sebességre gyorsíthatja a kis tárgyakat. Az ilyen lövedékek súlyos károkat okozhatnak a közeli szerkezetekben és emberekben. A daruk is láncreakcióba kerülhetnek; az egyik daru elszakadása viszont a közeli darukat is kitörheti. A darukra gondosan figyelni kell.
