بیل مکانیکی نمونه ای از ماشین آلاتی است که از آن در کارهای عمرانی و راه سازی استفاده می شود. این وسیله در ابتدا نمونه ای ساده بود که رفته رفته پیشرفت زیادی در ساخت آن صورت گرفت است.
این وسیله انواع مختلفی داشته که هر یک دارای ویژگی ها و عملکرد خاص خود هستند. در ادامه این مطلب از ساختمانچی به بیان جزئیات بیشتر در این زمینه می پردازیم. با ما همراه باشید.
تاریخچه بیل مکانیکی
در اوایل قرن 18 میلادی زمانی که ایالات متحده آمریکا در حال احداث راه ریلی و جاده سازی برای ایجاد ارتباط بین ایالت های مختلف به منظور جابجایی نیروی کار و مصالح و مواد معدنی بود، یک مهندس جوان آمریکایی دستگاهی را طراحی کرد که با استفاده از آن امکان خاک برداری، گودبرداری و حفر زمین در حجم بسیار بالایی فراهم شد. آن بیل مکانیکی با استفاده از نیروی بخار فعالیت می کرد و کمک بسیار بزرگی به فعالیت های مهندسی ارائه داد.
ویژگی های بیل مکانیکی
بیل های هیدرولیکی که بیشتر افراد آن را با نام بیل مکانیکی می شناسند، از قابلیت های زیادی برخوردار هستند. این وسیله از قسمت های مختلفی تشکیل می شود که از جمله می توان به کابت، کابین گردان، بازوی مفصلی، چرخ لاستیکی یا چرخ زنجیری اشاره کرد.
این ماشین به گونه ای تولید می شود که امکان نصب پیکور بر روی آن ها وجود دارد. هم چنین این امکان وجود دارد که با نصب پنوماتیک به جای باکت، سطوح سنگی و بتنی را در شرایط خاص و ویژه تخریب کرد.
یکی از نکات مهم در مورد این وسیله، انتخاب بیل مناسب و اندازه صحیح ماشین می باشد که به این منظور باید به نوع خاک، شرایط کارگاهی، زاویه گردش، زهکشی، دسترسی به محل کار، سطح کار و مدل حفاری توجه کرد.
انواع بیل مکانیکی
بیل مکانیکی کامیونی
یکی از ابتدایی ترین انواع این بیل ها، بیل هیدرولیکی کامیونی می باشد. ساختار این وسیله به گونه ای است که در آن یک کابین قرار دارد و بازوی آن از طریق فرمان به حرکت در می آید. در این مدل، کابین در پشت کامیونی که به صورت ثابت قرار داده شده است، نصب شده و قابلیت چرخش دارد.
بیل هیدرولیکی چرخ لاستیکی
در میان سایر مدل های بیل مکانیکی، این مدل از سرعت حرکت بیش تری نسبت به سایر مدل ها برخوردار می باشد. این ویژگی سبب می شود که از آن در عملیات ساختمان سازی و راهسازی استفاده شود.
با توجه به توصیه های فنی، توصیه شده است که از این مدل برای کشیدن و جا به جایی بار در فواصل طولانی استفاده نشود.
بیل مکانیکی چرخ زنجیری
این مدل نمونه ای از انواع بیل مکانیکی است که از آن برای گودبرداری حجیم و در جهت حفاری های بزرگ استفاده می شود. ساختار این مدل به گونه ای است که می تواند به راحتی در سطوح شیب دا، لغزنده و پر از شن و سنگ حرکت کند.
موتور این مدل از قدرت بالایی برخوردار می باشد. بیل هیدرولیکی چرخ زنجیری از سرعت پایینی برخوردار است و این سرعت در حدود 5.5 تا 7 کیلومتر در ساعت می باشد. امکان تعویض دنده در این وسیله حرکت آن در سطوح شیبدار و مرتفع و انتقال تجهیزات را آسان کرده است.
این مدل گرینه ای مناسب برای انتخاب و استفاده در عملیات خاکی می باشد. چرا که نه تنها به صرفه تر می باشد، بلکه از دیگر انواع بیل مکانیکی سریع تر عمل می کند.
سطح چرخ بیل های هیدرولیکی زنجیری پهن می باشد و همین امر سبب می شود در زمین های سست و با خاک نرم فشار کمی بر روی خاک وارد کنند. به همین خاطر برای اجرای پروژه در چنین مکان هایی بسیار مناسب می باشد.
بیل مکانیکی بکهولودر Backho loader
بکهولودرها نمونه ای دیگر از انواع بیل های مکانیکی هستند که ترکیب لودر و بیل مکانیکی می باشند. ساختار این مدل به گونه ای است که یک لودر در جلو و یک بیل در عقب آن تعبیه‌شده است.
از این وسیله برای انجام عملیات های سبک، برداشتن موانع، خاکبرداری های سبک و لوله گذاری کانال های کوچک و متوسط استفاده می شود. این مدل بیل هیدرولیکی انواع مختلفی دارد که از جمله می توان به بکهولودر ثابت، گردان و کشویی اشاره کرد.
بیل مکانیکی کششی
از این مدل برای حفاری، خاکبرداری پی و مکان هایی که فضای کار محدود می باشد، استفاده می شود. نوع بیل در این مدل به دو شکل بیل با جام پهن و جام با عرض کم می باشد.
برای حفاری های آسان و مکان هایی که سختی زیادی ندارد از جام پهن و برای مکان هایی با زمین های سخت از جام با عرض کم استفاده می شود. این مدل با نام های بیل هیدرولیکی با جام معکوس و کج بیل نیز شناخته می شوند.
بیل مکانیکی عنکبوتی
برای اولین بار بیل مکانیکی عنکبوتی به منظور استفاده در زمین های صخره ای تولید شد، اما برخلاف تصور، عملکرد آن در اجرای پروژه ها چندان موفق نبود.
این امر دلایل مختلفی دارد. برای مثال رانندگی با این نمونه بیل های مکانیکی سخت است و هم چنین هزینه تولید و نگهداری این مدل بیل بالا می باشد.
بیل مکانیکی با سیستم کابلی
در ساخت این مدل از یک اتاقک گردان بر روی چرخ و یک بیل استفاده شده است. بیل با سیستم کابلی در دو نوع مکانیکی و هیدرولیکی موجود است.
بیل مکانیکی شاول shovel
ساختار این مدل به لودرها شباهت زیادی دارد ولی در مقایسه با آن کارایی کمتری دارد. از جمله مزیت های استفاده از شاول ها نسبت به لودر می توان به عدم محدودیت در استفاده در ارتفاع اشاره کرد.
از شاول برای حفاری زمین های سخت و بارگیری کامیون استفاده می شود. شاول ها دارای دو مدل مختف هستند که شامل چرخ زنجیری و چرخ لاستیکی می باشد. بسیاری از شاول ها چرخ زنجیری هستند و از سرعت پایینی برخوردار می باشند.
بیل هیدرولیکی منقاری
Clamshell grab یا همان بیل مکانیکی منقاری مصارف مختلفی دارند که از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- انجام عملیات لایروبی
- اجرای حفاری های قائم
- حمل و انتقال بار به صورت قائم
- حمل و جا به جایی مصالحی همچون ماسه، شن، ذغال سنگ و…
به طور کلی این مدل بیل براساس سیستم هدایت، بر اساس شاسی و بر حسب جام به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند:
انواع بیل مکانیکی منقاری براساس سیستم هدایت
- کابلی
- هیدرولیکی
- تلاسکوپی
مدل های بیل مکانیکی منقاری براساس شاسی
- چرخ لاستیکی
- چرخ زنجیری
انواع بیل مکانیکی منقاری براساس جام
- چنگک کاکتوس
- چنگک مخصوص حفاری سنگین
- چنگک شن
- چنگک لجن
از نمونه های دندانه دار جام برای کندن مواد سخت و از نمونه های بدون دندانه برای حمل مواد و مصالح استفاده می شود.
انواع بیل مکانیکی بر اساس نوع حفاری
بیل های مکانیکی بر اساس نوع حفاری نیز انواع مختلفی دارند. یکی از انواع آن ها بیل جام جلو می باشد که برای حفاری های بالای سطح زمینی مورد استفاده قرار می گیرند.
از دیگر نمونه ها نیز می توان به کج بیل اشاره کرد که از آن ها برای حفاری در سطوح بالاتر و پایین تر از سطح اتکا استفاده می شود. هم چنین از دیگر موارد استفاده از آن می توان به حفاری گودال ها، زیرزمین بناها ،بارگیری ماشین آلات حمل و غیره اشاره کرد.
اجزای بیل مکانیکی
بیل مکانیکی دارای دو بخش اصلی می باشد:
- قسمت پایینی: چرخ لاستیکی یا زنجیر
- قسمت بالایی: کابین چرخشی و باکت_بازوی مفصلی
قسمت پایینی بیل مکانیکی که وظیفه جابجایی و حرکت بیل را بر عهده دارد به دو شکل ساخته می شود که هر کدام بر اساس قابلیت هایی که دارند در مکان های مختلف و شرایط ویژه استفاده می شوند.
برای قسمت پایینی بیل مکانیکی، یا از چرخ لاستیکی استفاده می شود که امکان حرکت روی سطح های صاف را دارد و یا چرخ زنجیر وظیفه جابجایی بیل را خواهد داشت که برای مکان هایی که خاک سست دارند و یا این که لازم است بیل در سطحی شیب دار عملکرد داشته باشد مورد استفاده قرار می گیرد.
قسمت بالایی این تجهیز مهندسی شامل بازوی مفصلی است که برای حرکت‌دادن آن سیلندرهایی تعبیه‌شده تا امکان حرکت بازو و باکت فراهم شود.
بوم جز دیگری از بازوی مفصلی است که امکان تغییر طول آن وجود دارد. بخش دیگر، قسمت بالایی بیل مکانیکی دارای کابین اپراتور، موتور و وزنه تعادلی است.
چرا از وزنه تعادلی استفاده می شود؟
بیل مکانیکی در هنگام اجرای عملیات حجم بزرگی از خاک را جابجا می کند و ممکن است این سنگینی بار به گونه ای باشد که تعادل این وسیله دچار مشکل کند.
هم چنین گاهی اوقات ممکن است که با توجه به نیاز عملیات و به درخواست مهندس پروژه بوم بازو مفصلی را تغییر می دهند و طول آن بیشتر می شود که در این صورت افزایش طول بوم بازو می تواند باعث ایجاد عدم تعادل در شرایط بیل شود.
زمانی از بیل های بوم بلند استفاده می شود که نیاز به خاک برداری و حفاری در عمق های زیاد وجود داشته باشد. پس برای ایجاد ثبات در این دستگاه سنگین وزن از وزنه های تعادلی استفاده می شود.
گاهی اوقات وزنه های تعادلی امکان جابجایی دارند و با توجه به شرایط روی سطح زمین قرار گرفته و مانند یک جک اجرای وظیفه کند. باید بدانیم که وزنه های تعادلی با توجه به قدرت و وزن بیل مکانیکی توسط کمپانی سازنده طراحی و ساخته می شود.
وزنه های تعادلی با توجه به نوع بیل متغیر هستند. در بعضی مدل های این تجهیز مهندسی وزنه تعادل امکان جابجایی دارد و می تواند روی سطح زمین قرار بگیرد و در مدل های دیگر ممکن است امکان حرکت وزنه وجود نداشته باشد.
هم چنین در بعضی مدل های بیل مکانیکی موتور خود وظیفه وزنه تعادلی را برعهده دارد؛ یعنی بیل مکانیکی وزنه تعادل جداگانه ای ندارد. بیل های مکانیکی غول پیکر احتیاج به وزنه تعادلی پیدا می کنند.
کاربردهای بیل مکانیکی
در این قسمت موارد استفاده از بیل های مکانیکی را معرفی می کنیم. در هنگام انتخاب بیل هیدرولیکی باید به پارامترهای مهم بیل توجه کرد و براساس نوع پروژه و عملیات، تجهیز مناسب را انتخاب کرد.
این فاکتورها عبارتند از: قدرت موتور، وزن دستگاه، فشار سیستم هیدرولیکی، ظرفیت باکت یا جام، ارتفاع کلی تجهیز و میزان عمق حفاری.
- گودبرداری و خاک برداری
- لای روبی رودخانه
- حفر گودال و کانال
- حمل مواد
- برش زمین یا اجسام
- تخریب
- معدن کاری
- مسطح سازی کف زمین
برندهای سازنده بیل های مکانیکی
- کترپیلار ایالات متحده آمریکا
- کوماتسو ژاپن
- جان دیر ایالات متحده آمریکا
- هیتاچی کانستراکشن ژاپن
- تجهیزات ولوو سوئد
- زوملاین جمهوری خلق چین
- بیل مکانیکی زوملاین
- ترکس ایالات متحده آمریکا
- لیبهر آلمان
- ایکس سی ام جی جمهوری خلق چین
- دوسان جمهوری کره
- جی سی بی بریتانیا
- سانی جمهوری خلق چین
- متسو فنلاند
- سی ان اچ ایتالیا
- تجهیزات سنگین هیوندای جمهوری کره
- بیل مکانیکی جان دیر
- ویرتگن آلمان
- تادانو ژاپن
- لیوگانگ جمهوری خلق چین
- کوبوتا ژاپن
- مانیتو فرانسه
- تجهیزات سنگین سامیتومو ژاپن
- پالفینگر اتریش
- تاکئوچی ژاپن
- بوئر آلمان
- فوروکاوا ژاپن
برندهای کترپیلار، کوماتسو، جان دیر و ایکس سی ام جی بیشترین میزان فروش را در بین برندهای دیگر در سطح جهانی داشته اند.
البته برندهای چینی در هر سال باکیفیت بالا در برابر قیمت پایین تر نسبت به دیگر برندها توانست در رتبه های بالاتری از نظر فروش قرار بگیرد و جای خود را در بازار فروش جهانی پیدا کند.
اکنون بین 10 رتبه برتر فروش تجهیزات سنگین، جمهوری خلق چین 3 نماینده (ایکس سی ام جی، سانی و زوملاین) دارد. از نظر ساخت و تولید بیل های مکانیکی قاره آسیا در رتبه نخست قرار دارد، یعنی بیش از 40 درصد این تجهیزات در کشورهای آسیایی به ویژه ژاپن، جمهوری خلق چین و جمهوری کره تولید می شود.
کلام پایانی
در این نوشته سعی کردیم که شما با یکی از پرکاربردترین تجهیزات سنگین مهندسی آشنا کنیم و اطلاعات لازم درباره انواع مدل ها، ویژگی ها و قابلیت های آن خدمت شما ارائه کنیم. امیدواریم از این مقاله استفاده کرده باشید. نظرات خود در این باره را با ما در میان بگذارید.
