Koparka

Zasada działania koparki hydraulicznej.

Koparka hydrauliczna w akcji

Deska rozdzielcza i elementy sterujące 3,8-tonowej koparki

Koparki to ciężki sprzęt budowlany składający się z wysięgnika , czerpaka (lub drążka), łyżki i kabiny na obrotowej platformie zwanej „domem”. Dom stoi na podwoziu z gąsienicami lub kołami . Stanowią one naturalną kontynuację łopat parowych i często błędnie nazywane są łopatami mechanicznymi . ^{[ Potrzebne źródło ]} Wszystkie ruchy i funkcje koparki hydraulicznej są realizowane za pomocą płynu hydraulicznego , z cylindrami hydraulicznymi i silnikami hydraulicznymi . Ze względu na liniowe uruchamianie cylindrów hydraulicznych, ich sposób działania zasadniczo różni się od koparek linowych, które do wykonywania ruchów wykorzystują wciągarki i liny stalowe .

Terminologia

Koparka w Alicante , Hiszpania

Koparki są również nazywane koparkami, JCB (nazwa zastrzeżona, na przykładzie ogólnego znaku towarowego ), łopatami mechanicznymi lub koparkami 360 stopni (czasami w skrócie „360”). Koparki gąsienicowe są czasami nazywane „koparkami gąsienicowymi” przez analogię do koparko-ładowarki . W Wielkiej Brytanii i Irlandii koparki kołowe są czasami nazywane „gumowymi kaczkami”.

Stosowanie

Wyburzenie domu przez koparkę w Invermere w Kolumbii Brytyjskiej .

Koparki są wykorzystywane na wiele sposobów:

Kopanie rowów , dołów, fundamentów
Obsługa materiałów
Koszenie zarośli za pomocą pił hydraulicznych i osprzętu do kosiarek
Prace leśne
Ściółkowanie leśne
Rozbiórka za pomocą hydraulicznego chwytaka, noża i kruszarki
Górnictwo , zwłaszcza, choć nie tylko, odkrywkowe
Pogłębianie rzeki
Wykopy wodne w celu uzyskania dostępu do delikatnej infrastruktury podziemnej przy użyciu wody pod wysokim ciśnieniem
Wbijanie pali w połączeniu z kafarem
Szyby wiertnicze do fundamentów i robót strzałowych za pomocą świdra lub hydraulicznej przystawki wiertniczej
Odśnieżanie za pomocą pługa śnieżnego i dmuchawy śnieżnej
Recykling samolotów

Koparka linowa pod nazwą Northwest (obecnie Terex ) na terenie Pageant of Steam .
Koparka kołowa Liebherr 314.
Koparka Link-Belt do kopania rowów.
CAT 5230 w eksploatacji węgla kamiennego.
Koparka L&T Komatsu widziana w Indiach .
New Holland E215 w Hamburgu w Niemczech.
Koparka Caterpillar 350L w Louisville, Kentucky , USA, 2001. Zwróć uwagę na hydrauliczny kciuk .
Mniejsza koparka kopie w celu ułożenia kabla szerokopasmowego w centrum Ystad w 2021 roku.
Waterways Ireland Koparka gąsienicowa Daewoo Solar 150LC-V , używana do konserwacji kanałów .
Koparka gąsienicowa
Podwozie gąsienicowe

Konfiguracje

Nowoczesne koparki hydrauliczne są dostępne w wielu różnych rozmiarach. Mniejsze nazywane są mini lub kompaktowymi koparkami . Na przykład najmniejsza minikoparka firmy Caterpillar waży 2060 funtów (930 kg) i ma 13 KM ; ich największym modelem jest największa dostępna koparka (opracowana i produkowana przez Orenstein & Koppel, Niemcy, do przejęcia w 2011 roku przez firmę Caterpillar, o nazwie »RH400«), CAT 6090, która waży ponad 2 160 510 funtów (979 990 kg), ma 4500 KM i łyżkę o pojemności aż 52,0 m³.

Koparki hydrauliczne zwykle łączą moc silnika z (zwykle) trzema pompami hydraulicznymi , a nie z mechanicznymi układami napędowymi. Dwie główne pompy dostarczają olej pod wysokim ciśnieniem (do 5000 psi , 345 barów) do ramion , silnika obrotu, silników gąsienic i akcesoriów, podczas gdy trzecia jest pompą o niższym ciśnieniu (~700 psi , 48 barów) do pilotażowego sterowania zawory suwakowe ; ten trzeci obwód pozwala na zmniejszenie wysiłku fizycznego podczas obsługi elementów sterujących. Ogólnie rzecz biorąc, 3 pompy stosowane w koparkach składają się z 2 pomp tłokowych o zmiennym wydatku i pompy zębatej. Rozmieszczenie pomp w koparce zmienia się wraz z różnymi producentami stosującymi różne formaty.

Trzy główne sekcje koparki to podwozie , obudowa i ramię (wykorzystywany jest również wysięgnik). W skład podwozia wchodzą gąsienice, rama gąsienicowa oraz zwolnice, które posiadają silnik hydrauliczny i przekładnię zapewniającą napęd poszczególnych gąsienic. Podwozie może mieć również lemiesz podobny do spychacza. Dom zawiera kabinę operatora, przeciwwagę , silnik, zbiorniki paliwa i oleju hydraulicznego. Dom jest mocowany do podwozia za pomocą środkowego sworznia. Olej pod wysokim ciśnieniem jest dostarczany do silników hydraulicznych gąsienic za pośrednictwem hydraulicznego przegubu w osi sworznia, co pozwala maszynie obracać się o 360° bez przeszkód, a tym samym zapewnia ruch w lewo i w prawo. Ramię zapewnia ruchy w górę iw dół oraz bliżej i dalej (lub ruch kopania). Ramiona zazwyczaj składają się z wysięgnika, kija i wiadra z trzema przegubami między nimi a domem.

Wysięgnik jest przymocowany do domu i zapewnia ruch w górę iw dół. Może to być jedna z kilku różnych konfiguracji:

Najczęstsze są wysięgniki mono; te nie mają ruchu poza prostym ruchem w górę iw dół.
Niektóre inne mają wysięgnik przegubowy , który może również poruszać się w lewo iw prawo zgodnie z maszyną. ^{[ wymagane wyjaśnienie ]}
Inną opcją jest zawias u podstawy wysięgnika, który umożliwia jego hydrauliczny obrót do 180° niezależnie od budynku; jest to jednak ogólnie dostępne tylko dla koparek kompaktowych .
Wysięgniki o zmiennym kącie mają dodatkowy przegub na środku wysięgnika, który umożliwia zmianę krzywizny wysięgnika. Są one również nazywane wysięgnikami trójprzegubowymi (TAB) lub wysięgnikami trzyczęściowymi.

Do końca wysięgnika przymocowany jest drążek (lub ramię łyżki). Drążek zapewnia ruch kopania potrzebny do przeciągnięcia łyżki przez ziemię. Długość drążka jest opcjonalna w zależności od tego, czy wymagany jest zasięg (dłuższy drążek), czy siła odspajania (krótszy drążek). Najczęściej spotykane są kije mono, ale są też np. kije teleskopowe.

Na końcu kija zwykle znajduje się wiadro . Szeroka łyżka o dużej pojemności (do błota) z prostą krawędzią tnącą służy do czyszczenia i wyrównywania lub tam, gdzie wykopany materiał jest miękki, a zęby nie są wymagane. Łyżka ogólnego przeznaczenia (GP) jest na ogół mniejsza, mocniejsza i ma utwardzane ostrza boczne oraz zęby używane do przebijania się przez twardy grunt i skały. Wiadra mają wiele kształtów i rozmiarów do różnych zastosowań. Dostępnych jest również wiele innych osprzętów, które można przymocować do koparki w celu wiercenia, rozpruwania, kruszenia, cięcia, podnoszenia itp. Osprzęt można mocować za pomocą sworzni podobnych do innych części ramienia lub za pomocą różnych szybkozłączy . Koparki w Skandynawii często są wyposażone w obrotnicę , która umożliwia obracanie osprzętu o 360 stopni i przechylanie o +/- 45 stopni, w celu zwiększenia elastyczności i precyzji koparki.

Ilustracja elementów sterujących koparki hydraulicznej, kolor elementu sterującego pasuje do ruchomej części.

Przed latami 90. wszystkie koparki miały długą lub konwencjonalną przeciwwagę zwisającą z tyłu maszyny, aby zapewnić większą siłę kopania i udźwig. Stało się to uciążliwe podczas pracy w ciasnych miejscach. W 1993 roku Yanmar wprowadził na rynek pierwszą na świecie koparkę Zero Tail Swing, która pozwala przeciwwadze pozostać wewnątrz szerokości gąsienic podczas obrotu, dzięki czemu jest bezpieczniejsza i bardziej przyjazna dla użytkownika, gdy jest używana w ograniczonej przestrzeni. Ten typ maszyny jest obecnie szeroko stosowany na całym świecie.

Istnieją dwa główne typy konfiguracji „Sterowania”, zwykle stosowane w koparkach do sterowania wysięgnikiem i łyżką, z których oba rozdzielają cztery główne elementy sterujące kopaniem między dwa joysticki xy. Pozwala to wykwalifikowanemu operatorowi na jednoczesne sterowanie wszystkimi czterema funkcjami. Najpopularniejszą konfiguracją w USA jest kontroli SAE , podczas gdy w innych częściach świata konfiguracja kontroli ISO jest bardziej powszechna. Niektórzy producenci, tacy jak Takeuchi, mają przełączniki umożliwiające operatorowi wybór używanej konfiguracji sterowania.

Osprzęt do koparki

Możliwości koparek hydraulicznych rozszerzyły się daleko poza zadania kopania za pomocą łyżek . Wraz z pojawieniem się osprzętu napędzanego hydraulicznie, takiego jak młot , chwytak lub świder , koparka jest często używana do wielu innych zastosowań niż kopanie. Wiele koparek jest wyposażonych w szybkozłącze , które upraszcza montaż osprzętu, zwiększając wykorzystanie maszyny na placu budowy. Koparki są zwykle używane razem z ładowarkami i spychaczami . Większość koparek kołowych, kompaktowych i niektóre koparki średniej wielkości (od 11 do 18 ton) ma lemiesz do zasypywania (lub spycharkę). Jest to poziome ostrze podobne do spychacza przymocowane do podwozia i służy do wyrównywania i wpychania usuniętego materiału z powrotem do otworu.