بیل مکانیکی و کاربردهای آن را بهتر بشناسید.

بیل مکانیکی چیست؟

به جز جارو بابکت ، بیل مکانیکی که در زبان لاتین از آن با کلمه excavator یاد می شود به نوعی از ماشین آلات سنگین راهسازی و عمرانی گفته می شود که متشکل از بازوی مفصلی ، دیپر ، باکت و کابینی گردان معروف به خانه در قسمت بالایی می باشد. و قسمت پایینی شامل چرخ لاستیکی یا چرخ زنجیری می باشد. این نوع از بیل های مکانیکی در واقع نسل پیشرفته تری از بیل های مکانیکی بخار هستند  که به آن بیل هیدرولیکی نیز گفته می شود چرا که عملکرد های آن بر مبنای سیستم هیدرولیکی است.

کاربرد بیل های مکانیکی هیدرولیکی چیست؟

بیل های مکانیکی به دلیل قدرتی که دارند ، کاربرد های بسیاری دارند که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• حفر کانال، گودال و زیرسازی
• حمل مواد ، خاک ، نخاله و زباله
• برش توسط انواع جلوبند های هیدرولیکی
• جنگل داری
• جنگل زدایی
• تخریب
• معدن کاری
• لایروبی رودخانه و جداول و معابر
• حفاری آبی که در آن با استفاده از آب با فشار بالا ، خاک را جابجا می کنند.
• برف روبی

بیل های مکانیکی چطور ساخته شدند؟

اولین بیل مکانیکی در سال 1836 توسط ویلیام اسمیت اوتیس (William Smith Otis) ساخته شد. ویلیام اسمیت اوتیس مخترع آمریکایی بیل بخار بود. اوتیس در 24 فوریه 1839 حق ثبت اختراع خود را دریافت کرد و به صورت چشمگیری سبب تسهیل عملیات خاک برداری و حفاری شد.

اما اولین بیل مکانیکی هیدرولیکی در سال 1882 توسط کمپانی آرمسترانگ ویتورث ( Sir W. G. Armstrong & Company) در انگلستان ساخته شد که یک شرکت تولید کننده بریتانیایی در سال های اولیه قرن بیستم بود و در زمینه ساخت اسلحه ، کشتی ، لوکوموتیو ، هواپیما و خودرو فعالیت داشت.

در آن زمان برای عملکرد هیدرولیکی بیل ، از آب استفاده می شد. بر خلاف بیل مکانیکی های امروزی که از مایع هیدرولیکی استفاده می کنند. درواقع بیل ها در آن زمان یک ماشین هیدرولیکی نبود، بلکه ماشین هیبریدی ای بود که در آن برای حرکت دادن باکت از کابل با سیلندر استفاده می شد.

ولی در نهایت اولین بیل مکانیکی تمام هیدرولیکی در سال 1897 توسط کمپانی کیلگور ماشین (Kilgore Machine) ساخته شد. این ماشین فقط چهار سیلندر بخار داشت و در آن از زنجیر یا کابلی استفاده نشده بود.

طراحی و شکل ظاهری

بیل های هیدرولیکی امروزه اندازه های متفاوتی دارند. به بیل های کوچک تر بیل های مینی یا کامپکت گفته میشود. برای مثال کوچک ترین بیل مینی متعلق به برند کاترپیلار است که وزنی حدود 930 کیلوگرم و قدرت 13 اسب بخار دارد. و بزرگ ترین مدل این کمپانی بزرگ ترین مدل از بیل های مکانیکی می باشد(CAT 6090) که وزنی بالغ بر 9799900 کیلوگرم و قدرت 4500 اسب بخار دارد. و باکت آن حجمی بالغ بر 52 متر مربع دارد.

سه بخش اصلی بیل مکانیکی شامل موارد زیر است:

• خانه :خانه شامل اتاق فرمان، وزنه تعادل ، موتور، سوخت و مخازن هیدرولیکی روغن می باشد. خانه توسط محور مرکزی به بخش زیرین متصل است. روغن با فشار زیاد از طریق مفصل گردانی در محور مرکزی به موتور هیدرولیکی چرخ ها می رسد و به ماشین امکان چرخش 360 درجه و همچنین حرکت به چپ و راست را می دهد.
• بخش زیرین : شامل چرخ ها و گیربکس(که شامل موتور هیدرولیکی و چرخدنده هایی میشود که عامل حرکت چرخ ها هستند). همچنین بخش زیرین می تواند مانند بولدوزر دارای تیغه (قطعه فولادی که به هدف جابجایی موانع و هل دادن اجسام جلوی دستگاه تعبیه می شود) باشد.
• بازو :بازوی مفصلی نیز امکان حرکات بالا و پایین، نزدیک و دور و یا حفاری را برای ماشین فراهم می سازد. بازوی مفصلی شامل بازو، استیک، باکت و سه مفصلی که قطعاتش را به هم و به خانه متصل می کند می شود. بازو که به خانه متصل می شود امکان حرکات بالا و پایین را به دستگاه می دهد.

انواع بازو ها در بیل های مکانیکی

بازو ها به شکل های متنوعی می باشد:

• رایج ترین نوع بازوها مونو هستند که فقط حرکت مستقیم به بالا و پایین دارند.
• نوع دیگر بازوی مفصلی ای می باشد که توان چرخش هیدرولیکی تا 180 درجه به طور مستقل از خانه را دارد البته این نوع عموما در مینی بیل ها در دسترس می باشد.
• بازوهای زاویه متغیر ، مفصلی اضافه در بخش میانی بازو دارند که باعث پیچش بازو می شود. به این بازو ها بازوهای سه تکه نیز می گویند.

استیک چیست؟ و چه نقشی در حرکت بازوی بیل های مکانیکی دارد؟

در قسمت انتهایی بازو قطعه ای وجود دارد که به آن استیک یا بازوی حفاری گفته می شود که باکت به آن متصل است. طول استیک نیز با توجه به این که دسترسی به نقاط دور تر(استیک بلند تر) یا قدرت(استیک کوتاه تر) نیاز است متغیر است.

جلوبند ها

توانمندی بیل های مکانیکی فراتر از صرفا حفر کردن یا استفاده از باکت هاست. با ظهور و استفاده از جلوبند هایی همچون چکش (پیکور)، مته، سنگ جت، قیچی فلزبر، چنگک، گراپ و دیگر ادوات بیل های مکانیکی در زمینه های بسیار دیگری به جز حفاری کاربردی هستند.

معمولا در کنار بیل های مکانیکی از ماشین های دیگری چون لودر ها و بولدوزر ها نیز استفاده می شود و در پشت اکثر بیل های چرخ لاستیکی، کامپکت و بیل هایی با اندازه متوسط(حدود11تا18تن) تیغه پشتی(dozer blade) تعبیه می شود. این تیغه افقی برای برگرداندن مواد حفر شده به گودال ها مورد استفاده است.

باکت چیست؟ 

با استفاده از جلوبند ، یک بیل مکانیکی قادر خواهد بود که از پس کارهای خاصی بر بیاید. بیل های مکانیکی معمولا از جلوبند باکت استفاده می کنند و باکت معمولا بر سر استیک متصل می شود. باکت ها اندازه و اشکال متنوع برای کاربرد های مختلف دارند برای مثال باکت های بزرگ و عریض با لبه صاف و تیز معمولا برای تمیزکاری یا حفر مواد نرم مورد استفاده هستند یا باکت های GP(general purpose) عموما کوچک تر و قوی تر بوده و دندانه و تیغه کناری قدرتمندی دارند و برای گذر از سنگ ها زمین سخت مورد استفاده اند. به غیر از باکت ابزار های دیگری نیز وجود دارند که می توان آنها را برای سوراخ کردن، خرد کردن، بریدن، بلند کردن و… به بیل مکانیکی متصل کرد.

عملکرد وزنه تعادل در بیل های مکانیکی

پیش از دهه ۱۹۹۰ میلادی همه بیل های مکانیکی وزنه تعادل بلندی داشتند که از پشت ماشین آویزان می شد تا قدرت حفاری و ظرفیت حمل افزایش یابد. وزنه تعادل باعث می شود که اگر وزن مواد داخل باکت زیاد باشد ، تعادل ماشین بهم نخورد و ماشین واژگون نشود و یا در اصطلاح کله نکند.

ولی این امر در مناطق محدود و بسته تر باعث ایجاد مشکل می شد. در سال 1993 میلادی(1372 شمسی) کمپانی یانمار ژاپن از اولین بیل مکانیکی بدون دم جهان که وزنه تعادل آن داخل ماشین قرار داشت، رو نمایی کرد. این بیل مکانیکی از امنیت بیشتری برخوردار بود و استفاده از آن در فضای بسته آسان تر. به طوری که امروزه در سراسر جهان از این نوع بیل مکانیکی استفاده می شود.

انواع بیل های مکانیکی

• بکهو لودر (بیل بکهو) : یا همان بیل بکهو ترکیبی از لودر و بیل مکانیکی است و یکی از رایج ترین و پرکاربردترین ماشین های راهسازی مخصوصا در ایران است.

• بیل با سیستم کابلی : این ماشین شامل یک کابین است که قابلیت چرخش در مرکز را دارد و این کابین بر روی چرخ سوار است و در انتها ، ماشین از طریق کابل به یک بیل متصل است.

• بیل کششی یا دراگ لاین :قسمت‌های تشکیل دهنده این بیل شامل موارد ذیل می‌باشد:
  • اطاقک فرمان
  • جرثقیل
  • جام بیل کششی
  • کابل‌های لازم جهت کنترل قسمت‌های گوناگون

  این بیل قادر به انجام فعالیت‌های گوناگون در سطوح بسیار بالاتر و بسیار پایین‌تر از سطح اتکاء خود می‌باشد.

  همچنین در انواع متفاوت زمین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

  سایر موارد استفاده از این ماشین عبارت است از:

  • انجام حفاریهای پایین‌تر از سطح
  • کانال زنی
  • لوله گذاری

  از مهم‌ترین مزایای این ماشین زمان کوتاه سیکل کاری آن می‌باشد.

  در بسیاری از موارد عرض جام از ظرفیت آن مهم‌تر است، گستردگی جام از نظر (عرض و عمق) بیشتر می‌باشد.

• بیل‌ جام جلو (شاول) : این ماشین در دو نوع زیر موجود است:

• • بیل چرخ لاستیکی
  • بیل چرخ زنجیری

بیل جام جلو برای حفاری‌های بالای سطح زمین و بارگیری کامیون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع بیل ها برای حفاری سخت در بالای سطح ماشین می‌باشند؛ که قادر هستند فشار قابل توجهی به جام خود اعمال کنند، اما مصالحی که حفاری می‌شوند باید به صورت عمودی به سطح زمین قرار بگیرند. بازو و جام حدوداً یک سوم وزن کل ماشین را دارند؛ بنابراین با در نظر گرفتن وزن مصالح در جام، این ماشین‌ها به نحوی طراحی می‌شوند که تعادل خود را حفظ کنند. معمولاً این ماشین‌ها دارای چرخ زنجیری می‌باشند و سرعت آن‌ها بسیار کم است.

• بیل منقاری یا چنگک : از این بیل مکانیکی در موارد زیر استفاده می شود:
  • انجام فعالیت‌های حفاری به صورت قائم در اعماق مختلف مانند دیوارهای حائل، گودال شمع‌ها، پرده‌های آب‌بند و …..
  • حمل و جابه جایی مواد کنده شده و نرم نظیر ماسه، شن، زغال‌سنگ، سنگ‌های شکسته و …..
  • انجام عملیات‌های لایروبی در کانال‌ها، موج شکن‌ها و ….
  • حمل بار و بلند کردن‌ها به صورت قائم از یک نقطه به نقطه دیگر نظیر تخلیه بار در داخل قیف و کیسون‌ها

• بیل عنکبوتی یا قدم زن : بیل مکانیکی قدم زن یا بیل مکانیکی عنکبوتی نوع خاصی از بیل مکانیکی همه منظوره است. مانند بیل مکانیکی معمولی ، از یک بوم ، بازو ، باکت و کابین بر روی یک اتاقک چرخشی که به آن خانه نیز گفته می شود ، تشکیل شده است. عملکرد چرخ های این بیل به گونه ای است که آن را قادر میسازد به راحتی در هر محیطی حرکت کند.

• بیل کامپکت یا همان مینی بیل مکانیکی : یک بیل مکانیکی یا در واقع یک مینی بیل جمع و جور و کوچک چرخ دار با وزن عملیاتی نسبتا کم تر از بیل های مکانیکی دیگر است. از تولید کنندگان بزرگ این مینی بیل ها می توان به برند بابکت آمریکایی و برند ولوو اشاره کرد. در زیر تصویر یکی از این بیل ها را که متعلق به برند بابکت است مشاهده میکنید.

به پیچ ما در اینستاگرام بپیوندید…