بیل هیدرولیکی hydraulic excavator

بیل هیدرولیکی hydraulic excavator

بیل هیدرولیکی (Hydraulic Excavator) که در فارسی بیشتر بیل مکانیکی نامیده می‌شود از ماشین سنگین عمرانی و مهندسی می‌باشد که شامل بازوی مفصلی، باکت و کابین گردان در قسمت بالا و زنجیر و یا چرخ لاستیکی در زیر می‌باشد. این ماشین ارتقاء یافتهٔ بیل‌های بخار می‌باشد.
 از قابلیت‌های این ماشین می‌توان به نصب چکش که بسیار پرکاربرد می‌باشد اشاره کرد. نصب چکش برقی یا پنوماتیک بجای باکت این دستگاه، این امکان را فراهم می‌کند که سطوح و احجام سنگی یا بتونی را که بنا به دلایلی نمی‌توان با مواد منفجره تخریب کرد، به‌وسیله مجموعه این دو وسیله (بیل و چکش) تخریب نمود.
 لازم به ذکر است به دلیل حجم کم باکت و هزینه‌های بالای نگهداری، برای خاکهای نرم و با حجم زیاد لودر وسیله اقتصادی ‌تر و مناسب‌ تری است.

بیل مکانیکی عبارت از اتاقک گردانی است . بیل انتهایی عبارت است از تیر اصلی بیل ، میله جام ، جام و کابلهای فلزی مورد لزوم  که حرکات بیل را تامین میکنند همانند شکل مقابل عمل حفاری بوسیله فشار بیل و سپس بالا بردن آن با موادکنده شده انجام میگرد .میله جام به کمک دستگاه کنترل ماشین جام را بداخل زمین فشار میدهد یا آن را از منطقه حفاری بیرون می کشد . پس از انجام حفاری و پر شدن جام ، با استفاده از کابل بالا آورنده ، جام بلند می شود و سپس با حرکت افقی تیر اصلی جام به منطقه تخلیه منتقل شده و بار با آزاد کردن چفت در جام تخلیه میگردد.

 

موارد استفاده

• حفر کانال، گودال، زیرسازی 
• حمل مواد 
• برش توسط ادوات هیدرولیکی 
• تخریب 
• تسطیح زمین 
• معدنکاری 
• لایروبی رودخانه

 

تولیدکنندگان عمده
 از عمده‌ترین تولید‌کنندکان بیل‌های هیدرولیکی شرکت‌های کوماتسو، کاترپیلار،سومی تومو، دوو، لیبر، کوبلکو، هیتاچی و هیوندایی می‌باشند که در ایران کوماتسو و هیوندایی غالب بازار را در دست دارند.  

برای حفاری موثر، بیل مکانیکی باید یک سطح عمودی در مقابل داشته باشد . این سطح را جبهه حفاری مینامند. اگر حفاری در کنار یک تپه یا عوارض سطحی نظیر آن باشد، این جبهه بزودی ایجاد میشود. اما اگر حفاری قرار است در زیر سطح زمین صورت گیرد، بیل مکانیکی باید اول یک سطح شیبدار تا رسیدن به جبهه حفاری در زمین ایجاد نماید و سپس اقدام به حفاری  در جبهه حفاری نماید.پس از اینکه جبهه حفاری ایجاد شد ، عمل کندن جبهه به یکی از دو طریق زیر صورت میگیرد.

حمله از روبرو موثر ترین وضعیت را به بیل میدهد چون در این بیل قادر است بیشترین فشار را بر جبهه وارد نماید. در حفاری مواد سخت این روش حمله باید مورد توجه خاص قرار گیرد.

کامیونهای لازم  برای انتقال مواد حفاری مواد حفاری شده از هر دو طرف بیل میتواند اقدام به بارگیری نماید و بیل با گردش حداکثر 90 درجه قادر است کامیونها را بار کند (روش دیگر حفاری با بیل مکانیکی ) به بیل اجازه تغییر مکان سریع را پس از پیشروی جبهه حفاری میدهد ودر ضمن حرکت کامیونها را در منطقه تسهیل مینماید. این روش معمولا در مواردی مورد استفاده دارد که فضای لازم برای مانور ماشین آلات کم است .

برای برنامه ریزی کار با بیل مکانیکی، انتخاب اندازه صحیح ماشین وبیل اهمیت بسیار دارد ونوع خاک وشرایط کارگاه شرایط تعیین کنندهای هستنند. علاوه بر اینها عوامل دیگری باید مورد نظر قرار گیرد که بعضی از آنها عبارتنند از:

 زاویه گردش: برای حصول کارآیی ماکزیمم لازمست که زاویه گردش حداقل برای حفاری و بارزدن کامیونها در نظر گرفته شود. بنابراین محل بیل مکانیکی باید طوری انتخاب شود که این زاویه را مینیمم کند.

 زهکشی: اگر زهکشی، بخصوص پس از شروع حفاری وخاکبرداری مساله ای ایجاد کند، باید اقدامات لازم برای تصحیح وضعیت انجام گیرد.

 دسترسی به محل کار: مساله احداث جاده سرویسبه محل حفاری برای بیل وکامیونها حائز اهمیت فراوان است. گاهی اوقات باید قطعات مختلف ماشین را پیاده کرده و سپس ماشین را به محل کار حمل نمودو در محل اقدام به سوار کردن ماشین کرد. جادهای مربوط به تخلیه مواد حفاری ممکن است احتیاج به مرمت و یا ساختن داشته باشند.

 شرایط سطح کار:تا حد امکان باید سعی نمود که بیل در سطح افقی قرار گیرد. باید دقت شود سطح کار تا حد امکان دارای گودال یا سنگهای درشت نباشد.

 جبهه حفاری: بیل باید نزدیک جبهه واقع شود. این کار باعث افزایش راندمان کار خواهد شد .  

 اجزاء اصلی یک بیل مکانیکی با جام معکوس در شکل مشاهده می شود. انواع مکانیکی آن نیز موجود است. عمل کندن با کشیدن جام  بسمت ماشین انجام می شود. وقتی که جام پر شد، تیر اصلی بالا آورده شده و در جهت محل تخلیه گردش میکند. تخلیه با حرکت جام به سمت بالا و دور شدن از ماشین صورت میگیرد.

 در نوع مکانیکی این ماشینها، جام توسط یک کابل کششی بطرف ماشین کشیده می شود. یک کابل بالا برنده برای باز کردن زاویه تیر وامتداد دسته دسته جام و بالا بردن و پایین آوردن تیر اصلی بکار می رود. در نوع هیدرولیکی این حرکات با سیلندرهای هیدرولیکی تامین می شود.

جام در انتهای بازو مفصل شده و توسط یک سیلندر هیدرولیکی در این نقطه قادر به حرکاتی نظیر حرکات مچ دست می باشد حفارهای هیدرولیکی میتوانند دارای ملحقاتی مانند جام کلامشل، بیل عادی یا جام لودر باشند.

جامها در اندازه ها وعرضهای مختلف وجود دارند. معمولاً عرض جام در خندق کنی مهمتر از ظرفیت آن می باشد. چون این ماشین قدرت حفاری مثبت را همراه با کنترل موثر جام (بر خلاف دراگلاین) دارا می باشد، قادر به حفاری دقیق در مواد نیمه سخت و سخت میباشد . برتری آن نسبت به بیل مکانیکی عادی  حفاری در سطح پایین تر از سطح ماشین است .

با اینکه بیل مکانیکی و دراگلاین هر دوقادر به حفاری در سطوح پایین تر از سطوح اتاق فرمان هستند، از بعضی جهات مهم با هم تفاوت دارند. دراگلاین دارای میدان عمل وسیعتری است. ولی درعوض دقت و قدرت حفاری بیل معکوس را ندارد. بهمین جهت بیل معکوس مخصوصاً در مورد کندن خندق بسیار مفید میباشد.

چون خندقها با عمق وعرض معین کنده می شوند معمولاً بهترین شاخص میزان کار خندق کنی متر طول خندق کنده شده با ابعاد معین در واحد زمان می باشد. بنابراین عرض جام بیل معکوس باید به اندازه عرض خندق یا اندکی بیش از آن انتخاب شود. چون سیکل کار یک ماشین معین بستگی زیادی به اندازه جام ندارد، در صورت امکان وبا توجه به عرض خندق و ظرفیت ماشین باید از بزرگترین نوع جام استفاده نمود. بیل معکوس ، بخصوص نوع هیدرولیکی آن ، برای لوله گذاری هم مورد استفاده قرار میگیرد .

بعلت قابلیت کنترل جام ودقت زیاد کار این ماشین ، از بیل معکوس برای کندن خندق ، ریختن خاک برای پوشاندن کف ، قراردادن لوله در محل و خاکریزی بر روی آن استفاده می شود.ازاین ماشین برای کندن زیر زمین بناها وهمچنین برای اصلاح شیب خاکریز استفاده میکنند . 

در انتخاب یک بیل مکانیکی معکوس باید به چند نکته توجه کرد.

1- ماکزیمم عمق مورد نظر خاکبرداری

2- بزرگترین شعاع عمل مورد نیاز برای حفاری و تخلیه مواد

3- ماکزیمم ارتفاع تخلیه

4- ابعاد محوطه مورد نیاز برای عملکرد بیل معکوس با توجه به ابعاد اتاق وتیر اصلی .

در این مورد باید به ساختمانها و موانع موجود در اطراف منطقه حفاری توجه نمود .

بکهو لودر

این ماشین آلات درواقع لودرهای کوچکی هستند که درپشت خود یک بیل مکانیکی دارند وبرای کارهای سبک استفاده میشوند کلیه مشخصات عمومی آنها مانند لودرها وبیل های مکانیکی است به دلیل دوکاره بودن این ماشین دربسیاری ازپروژه ها ی کوچک ازاین وسیله استفاده میشود بخصوص اگرپروژه مربوط به کندن خندق باشد.

همانطورکه گفته شد درقسمت این ماشین یک بیل مکانیکی وجود دارد قدرت این بیل نیز بر اساس زاویه آن با زمین و شعاع عملکرد بازوها فرق میکند شرکتهای سازنده براساس نوع ماشین آلات نمودارهایی مبنی برقدرت بیل در حالات مختلف ارائه میدهند .

سایر مشخصات لودر

ظرفیت جام لودر به طریقی غیر از جام جرثقیل و دراگلاین تعیین می شود. ظرفیت اسمی جام در مورد لودر عملاً مساوی با حجم مواد حفاری کود شده (heaped volume) در جام لودر در نظر گرفتن استانداردهای مؤسسه Engineers (SAE) Society of Automotive است.

بار مجاز لودر در حین عملیات تحت استاندارد SAE بار مجاز لودر با چرخ لاستیکی در حین عملیات باید هیچگاه از ۵۰% بار استاتیک واژگونی در حالتی که در حال گردش کامل است تجاوز کند. این مقدار برای لودر با چرخ زنجیری ۳۵% بار استاتیک واژگونی می باشد. البته بار واژگونی را می توان با استفاده از سربار یا افزودن ملحقات به انتهای ماشین بالا برد و لذا مشاهده می شود که وزن ماشین هم علاوه بر قدرت بالا بردن بار در تعیین حجم جام مؤثر است