il primo escavatore

I primi escavatori idraulici
Utilizzando quattro cilindri del vapore e nessun cavo o catena, il design ha eliminato shock e danni ai cilindri quando si lavora ad alta velocità.

La fotografia in questo annuncio mostra chiaramente il cilindro del vapore che ha sollevato e abbassato il bilanciere. Il secondo cilindro, che alimentava la funzione folla, è appena visibile all'interno del braccio tra il cilindro di sollevamento e la punta del braccio.
La consapevolezza che la forza idraulica applicata rendeva più efficiente la potenza di scavo in una macchina da scavo arrivò per la prima volta ai costruttori di attrezzature nel 1880.

Il primo escavatore che utilizzava la tecnologia idraulica fu costruito nel 1882 da Sir WG Armstrong & Company in Inghilterra, dove fu utilizzato nella costruzione delle banchine dello scafo. A differenza degli odierni escavatori che utilizzano fluido idraulico, per le funzioni idrauliche è stata utilizzata acqua. Inoltre, non era una vera macchina idraulica, ma un ibrido che utilizzava cavi per azionare la benna ma con un cilindro idraulico che azionava una serie di pulegge moltiplicatrici. L'idea non ebbe successo, né su questa né su questa macchina né su una macchina dal design un po 'simile costruita dal non correlato Frank F. Armstrong per la Penn Iron Mining Company negli Stati Uniti nel 1914.

Il primo escavatore completamente idraulico, che utilizzava solo quattro cilindri a vapore ad azione diretta e senza cavi o catene, fu l'escavatore ad azione diretta costruito dalla Kilgore Machine Company nel 1897.

Kilgore ha pubblicizzato numerosi vantaggi rispetto al design rispetto alle pale convenzionali a cavo o catena. È stato costruito quasi interamente in acciaio, rendendolo robusto. Tutti i movimenti, compresa ciascuna estremità della corsa di ciascun cilindro, sono stati ammortizzati, eliminando urti o danni quando si lavora a piena corsa ad alta velocità.
L'uso di bombole di vapore per tutte le funzioni della benna ha offerto all'aeromotrice una gamma di movimenti diversa da quella di qualsiasi altra pala. A differenza della maggior parte delle altre pale, potrebbe ammassarsi in orizzontale e potrebbe manipolare massi e altre ostruzioni più facilmente di altre pale.

Tutti i suoi movimenti avevano lo stesso potere; il secchio potrebbe essere ritirato dalla banca sotto carico, invece di doverlo sollevare verso l'alto per cancellare il taglio. Se la pala deragliava, la piena applicazione del potere attraverso tutti i movimenti della benna poteva essere dispiegata per riportarla sui binari. Il merlo acquaiolo potrebbe essere agitato con forza con i cilindri per rimuovere il materiale inceppato al suo interno.
Con l'eliminazione di catene, cavi, pulegge, tamburi, frizioni a frizione, ingranaggi e motori di sollevamento, il suo design è stato molto semplice con poche parti funzionanti. La semplicità estesa al suo funzionamento. I quattro cilindri erano controllati da due leve e il movimento della mano dell'ingegnere su ciascuna leva veniva duplicato esattamente e istantaneamente sul secchio.

Predicando gli escavatori a rotazione completa che sarebbero emersi nel 20 ° secolo, la stazione dell'ingegnere sulla pala di Kilgore oscillava con il mestolo, anziché essere sul telaio principale rigido come su altre pale della ferrovia. Piuttosto che una fune o una leva, è stato usato un pedale per scaricare il secchio.


Kilgore ha anche commercializzato l'economia operativa della pala. I cilindri richiedevano meno vapore, quindi meno carburante e acqua, rispetto ad altre pale perché c'erano meno macchinari da alimentare. L'ingegnere gestiva tutte le funzioni della macchina, dove una pala convenzionale richiedeva a un secondo membro dell'equipaggio di azionare il mestolo mentre l'ingegnere gestiva tutto il resto.

Kilgore è noto per aver prodotto due pale ferroviarie, con capacità di carico di 1-1 / 4 e 2-1 / 2 iarde, con il design ad azione diretta. Hanno anche costruito pale per ruote di trazione ad azione diretta 1-1 / 4 yard; Ditchers a vapore per scavare canali di drenaggio per bonifica e irrigazione; e draghe dipper. Per quanto avanzati fossero i suoi concetti, gli escavatori ad azione diretta di Kilgore riscossero un successo molto limitato.

William Otis: Nonno dell'escavatore idraulico
di Dr McCaslin | 24 maggio 2018 | Escavatori , storia |
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Sai chi ha inventato la macchina che ha posto le basi per i nostri moderni escavatori idraulici? Sapevi che la storia dell'escavatore risale al 1835? Conosci la connessione tra escavatori e ascensori? Se uno qualsiasi di questi suoni ti sembra interessante, apprezzerai questo post di Shop Talk Blog su William Otis, nonno del moderno escavatore idraulico

Chi era William Otis?

Il nonno dell'escavatore idraulico era senza dubbio l'uomo che ha inventato la prima pala a vapore al mondo. Questa innovazione ingegneristica fu sviluppata dall'inventore americano William Otis nel 1830. I suoi sviluppi nel movimento terra sono spesso messi in ombra dalle realizzazioni di suo cugino, che ha sviluppato l'ascensore Otis. William , un nativo di Pelham, Massachusetts, aveva solo 22 anni quando sviluppò la pala a vapore (aka, pala di potenza).

Pala a vapore

L'obiettivo della pala di potenza Otis era di compiere lo stesso lavoro di un gruppo di uomini con pale, ma più veloce e molto più efficiente. Ha scelto di sfruttare il potere del vapore e di usarlo per il movimento terra, ancora un'idea molto nuova ai suoi tempi. Con l'aiuto di un ingegnere di nome Charles French, è stato in grado di dare vita al suo design.

La pala elettrica includeva un secchio dentato che conteneva circa 1 iarda cubica (o 0,76 m 3 ) insieme a un braccio oscillante con un braccio dipper. Il braccio dell'asta era fissato a un albero fisso. Il secchio era attaccato all'estremità del braccio del bilanciere ed era sollevato / abbassato usando un paranco a catena a doppio tamburo. Per far oscillare il braccio da un lato all'altro, gli uomini a terra tiravano su corde pesanti. C'era anche un uomo a terra per attivare il meccanismo di immersione del secchio.

Infine, questa pala a vapore semovente aveva un motore a vapore e una caldaia verticale situata nella parte posteriore della macchina. Era simile alla pala a vapore mostrata di seguito


L'industria di riferimento di William era la costruzione di ferrovie , che in quel momento stava esplodendo. Originariamente lo sviluppò per l'uso da parte della società di ingegneria con cui stava lavorando, Carmichael & Fairbanks, in modo che potessero completare i loro contratti di costruzione della ferrovia - in particolare, la ferrovia di Boston e Albany - in modo tempestivo e ricevere bonus se finivano presto .

Escavatore per gru a vapore

Successivamente sviluppò l'escavatore a gru a vapore su rotaia, brevettato nel 1839. Questo escavatore a vapore divenne il primo escavatore a tazze al mondo. Secondo la Mining Foundation of the Southwest ,

“La sua macchina è stata la prima a utilizzare il principio di un escavatore a benna oscillante dal centro e dotato di una spinta di potenza per regolare lo spessore radiale del taglio. La prima pala a vapore poteva spostare 380 cu metri di terra al giorno, con una pala di capacità di 1,1 cu metri e un braccio di legno rotante a 180 gradi. "

Tifoide e manodopera a basso costo

Purtroppo, William Otis ha ceduto alla febbre tifoide quando aveva solo 26 anni. La sua macchina non ottenne immediatamente popolarità diffusa perché il lavoro degli immigrati era ancora più economico di quanto non fosse il suo progetto, ma le sue pale trovarono impiego sia nella costruzione di ferrovie che in miniere a cielo aperto. I suoi disegni furono successivamente realizzati sotto il nome di Otis-Chapman dopo che la sua vedova si risposò. I suoi progetti sono stati utilizzati in molti importanti progetti di movimento terra dell'epoca, incluso il Canale di Panama .

steam-shovel-2.jpg Impatto di William Otis e delle sue pale a vapore

Ancora più importante, i suoi progetti hanno posto le basi per i potenti escavatori idraulici e le enormi pale idrauliche che abbiamo oggi. La creatività e l'abilità di William Otis hanno reso possibile la costruzione di dighe, canali e ponti in tutto il mondo, per non parlare dei suoi incalcolabili contributi all'industria mineraria.

Il primo escavatore manuale è stato disponibile per oltre 130 anni di storia, periodo in cui un escavatore rotante a vapore ha funzionato con escavatore rotante a motore elettrico e a combustione interna, tecnologia di integrazione meccanico-elettrica-idraulica del processo di sviluppo automatico dell'escavatore idraulico. I primi escavatori idraulici dal Giappone hanno inventato un successo. Applicazione della tecnologia idraulica nel 1940 del 20 ° secolo su un trattore dotato di escavatore idraulico per il sollevamento di escavatore a cucchiaia rovescia, nei primi anni 1950 del 20 ° secolo e nel medio termine hanno sviluppato un escavatore idraulico rotante trainato e un escavatore idraulico cingolato. Il prototipo iniziale dell'escavatore idraulico è l'uso della tecnologia della pressione idraulica per aeromobili e macchine utensili, applicabile a varie condizioni operative dell'escavatore idraulico in cui mancano componenti, la qualità di produzione non è stabile, un kit non è completo. Nel 1960 del 20 ° secolo, gli escavatori idraulici nelle fasi di promozione e sviluppo, stabiliscono che gli escavatori si espandono rapidamente e la produzione è aumentata vertiginosamente. 1968-1970, l'83% della produzione totale rappresentata da escavatori è stata più vicina al 100%.

Escavatore, chiamato anche macchinario di estrazione mineraria (macchinari per lo scavo), scavare scavando sopra o sotto la superficie del materiale e caricando in un veicolo di trasporto o scaricando nei magazzini per macchine movimento terra. Il materiale minerario era principalmente suolo, carbone, sabbia e dopo un terreno sciolto e rocce. Dallo sviluppo di macchinari per l'edilizia negli ultimi anni, lo sviluppo relativamente veloce di escavatori, la costruzione di escavatori uno dei più importanti modelli di macchine edili nella sua selezione, è tanto più importante.
Le strutture comuni dell'escavatore comprendono potenza, equipaggiamento, meccanismo di rotazione, controllo, trasmissione e marcia e attrezzature ausiliarie.

Dal punto di vista estetico, il dispositivo di lavoro dell'escavatore, la torretta superiore, il meccanismo di spostamento è composto da tre parti.

CARICATORI RUOTE
Nel 1954, la storia di successo della pala gommata dell'azienda fu iniziata con una delle prime pale gommate al mondo con staffa di attacco, la H-10. Era una macchina sterzante a ruota posteriore basata su un trattore rovesciato, alimentato da un motore diesel a tre cilindri con una potenza di 35 CV e un cambio meccanico a cinque velocità.

Il successo creato da questa pala gommata e dai suoi successori ha spianato la strada a intensi sforzi per sviluppare ulteriormente la gamma di macchine edili.

Pale caricatrici più grandi con sterzo articolato, un nuovo tipo di sistema di bracci di sollevamento e cabine confortevoli con elevata sicurezza furono introdotte dai primi anni '70.

L'origine dei nostri moderni mostri d'acciaio risale al Medioevo. Gli umani hanno sempre cercato di usare la tecnologia per spostare la terra per raggiungere i tesori in profondità sotto la superficie. Oro, argento e soprattutto minerale, per la produzione di strumenti e armi
erano le materie prime più importanti per poter condurre una vita migliore. Il carbone è stato aggiunto successivamente nell'industrializzazione. Una pietra miliare sempre più importante all'inizio del nostro secolo. Questi tesori della terra sono nascosti sotto uno strato che l'esperto chiama spreco.
Il sovraccarico deve essere rimosso per ottenere la materia prima effettiva. Al giorno d'oggi, ogni essere umano sulla terra consuma dai 50 ai 70 kg di materia prima ogni giorno. Per arrivare a questo , 20 miliardi di metri cubi di sovraccarico devono essere caricati, estratti e livellati ogni anno . Ecco cosa fanno gli escavatori mostruosi per noi. Giorno dopo giorno



Intorno all'anno 1850 - La nascita dell'escavatore
La ferrovia fu inventata e i primi grandi impianti commerciali e industriali sorsero come funghi. La richiesta di carbone bruno è aumentata enormemente e con essa i metodi per un'estrazione più efficace . Il motore a vapore è stato utilizzato come prima unità motrice per un "escavatore". Il primo escavatore a pale fu costruito in America con una benna da 1,1 cbm. Un dispositivo che viaggia su binari che potrebbe solo ruotare leggermente verso destra e verso sinistra. All'inizio, le catene sono state successivamente utilizzate per spostare il braccio dell'escavatore. Ha sostituito da 50 a 80 lavoratori a seconda dell'incarico. Il primo escavatore girevole a 360 ° venne dall'Inghilterra intorno al 1890. Questo escavatore pesava 10 tonnellate.


Intorno al 1900 - i primi giganti
I primi grandi escavatori furono utilizzati nelle miniere di carbone a cielo aperto. Con l'aumento delle necessità di carbone, la domanda di macchine più potenti è cresciuta. Nel 1907 fu utilizzato un escavatore a pale da 1,9 cbm in Kentucky per rimuovere il sovraccarico. Il problema principale con gli escavatori sempre più pesanti era il movimento dell'attrezzatura. Fino a quel momento, la maggior parte degli escavatori erano su rotaie perché erano troppo pesanti per le ruote e affondavano nel terreno soffice. Tuttavia, la costruzione delle ferrovie è stata una faccenda noiosa e dispendiosa in termini di tempo. Quindi stai cercando una soluzione migliore. Intorno al 1912, l'azienda Caterpillar testò con successo la prima pista cingolata per escavatori fino a 60 t. Questa forma di trasporto molto più veloce si diffuse rapidamente tra gli escavatori. Tuttavia, le macchine più pesanti affondavano ancora nei pavimenti morbidi. Solo un anno dopo, un giovane ingegnere ha introdotto un metodo completamente diverso per spostare grandi escavatori. L'escavatore ambulante. Questo escavatore ha una grande piastra di base su cui poggia la macchina durante il processo di scavo. Se la macchina deve essere spostata, un'unità mobile, come una scarpa gigante , ruota eccentricamente su entrambi i lati e spinge il colosso in avanti. Il vantaggio principale di questa forma di trasporto piuttosto strana è che l'escavatore può essere utilizzato anche in luoghi con terreno soffice.


Intorno al 1925 - L'azionamento elettrico

Il motore a vapore ha lasciato il posto al motore elettrico. I vantaggi risiedono nel design più compatto, nella minore usura e, soprattutto, nel funzionamento più semplice dell'azionamento. Se erano necessari almeno 3 lavoratori per alimentare i motori a vapore, ora era necessario tirare solo un cavo di alimentazione quando l'escavatore doveva cambiare posizione. L'escavatore a cucchiaia rovescia più grande del mondo pesava 930 t, una Marion 5480-E. Con un contenuto di benna di 9,5 cbm, era un vero escavatore di mostri. Poiché il rapporto tra strato di copertura B era raunkohleschicht sempre maggiore (aveva fino a 30 metri di altezza, vengono rimossi gli strati di terra per spostare la lignite), l'operatore miniera cercato ancora maggiori escavatori. Già nel 1929 un escavatore americano Marion stabilì il record mondiale per il più grande escavatore. Il Marion 5600. Questo gigante pesava 1.600 t, aveva un contenuto di benna di 15 cbm e una portata di quasi 40 metri. Ha ottenuto la sua potenza di oltre 2.500 CV da 30 motori elettrici. Ma è stato costruito solo una volta. A quel tempo si riteneva impossibile un ulteriore aumento del design . Tuttavia, ciò che seguì negli anni '60 oscurò tutto ciò che era esistito prima.




Intorno all'anno 1940 - il tempo dei progettisti

in quel momento, anche se l'escavatore ma non crescere in dimensioni (cioè in peso operativo) nei contenuti del secchio. Gli ingegneri hanno capito che non potevano aumentare il peso di un escavatore a piacimento, presentava molti svantaggi. Il carrello spesso non ha resistito ai pesi pesanti a lungo termine. La massa che doveva essere frenata ogni volta che veniva ruotata la sovrastruttura metteva così tanta tensione sui cuscinetti della macchina che dopo alcuni anni di enorme usura , tempi di inattività o addirittura "fuori" completa delle macchine. Aumentare il contenuto della pala era l'obiettivo dell'attività più importante in quel momento. Ricordiamo: il Marion 5600 pesava 1600 tonnellate e aveva una capacità di benna di 15 cbm. Nel 1935, un escavatore Buyrus-Erie pesava solo 1200 tonnellate ricevere una capacità secchio di 23 metri cubi di terreno e ad altezze di fino a caricare 50 metri. Questo aumento del contenuto della benna è stato possibile da un lato attraverso l'uso di materiali più rigidi e più duri, e dall'altro attraverso anni di esperienza.



Intorno al 1950 - i mostri continuano a crescere

In questo decennio, il modo più economico per estrarre la lignite è arrivato per primo. I salari sono aumentati nei paesi occidentali e sono stati fatti sforzi per ridurre i costi riducendo il personale . Gli escavatori mostruosi sono cresciuti di nuovo. Nel 1956 Marion introdusse il suo "Alpinista" (Il minatore). Le otto piste cingolate del gigante dovevano trasportare quasi 2500 tonnellate. Il contenuto del bucket era di 46 cbm. Un ascensore all'interno dell'escavatore ha portato i meccanici e gli operatori dell'escavatore al piano di sopra. Un problema completamente diverso e tuttavia correlato di quel tempo era la rimozione del suolo. C'erano enormi escavatori, ma gli autocarri con cassone ribaltabile non potevano resistere al rapido gigantismo. Con un carico utile di circa 170 tonnellate, l'Eucnic era il più grande autocarro con cassone ribaltabile nel 1959 - e ancora troppo piccolo.


Intorno al 1960 - The Monster Among The Monster Excavators
Alcuni volarono sulla luna e altri costruirono la terna più grande di sempre. Tutto sembrava possibile in questo decennio, eppure le persone hanno riconosciuto i propri limiti. Nel 1965 il più grande terne di tutti i tempi ha visto il mondo. Il capitano, il mostro tra i mostri. Acciaio da 12.650 t, contenuto di benna da 250 t, 32 motori elettrici con una potenza totale di 29500 HP. Solo in base a queste cifre è difficilmente davvero stimare le dimensioni, in modo da un ingegnere, una volta fatta la seguente dichiarazione sorprendente: "Abbiamo avuto così costruire il braccio dell'escavatore, come se una grande costruisce il ponte in acciaio , con la quale si potrebbe anche la pesca." Il gigante ha dragato fino a 3,5 milioni di metri cubi di sovraccarico al mese e ha utilizzato tutta l'energia di una piccola città. L'escavatore è ancora il più grande escavatore escavatore a cucchiaia rovescia di tutti i tempi, perché nei decenni successivi, le dimensioni dell'escavatore sono diminuite a causa della diminuzione della domanda di carbone ... ma presto una rivoluzione dovrebbe cambiare la costruzione dell'escavatore .


Intorno al 1970 - La rivoluzione

Fino ad ora, la maggior parte dei movimenti del braccio dell'escavatore erano controllati da funi che correvano sui rulli fino alla trasmissione. Un meccanismo di movimento maturo, potente, ma anche complesso. La parola magica per gli escavatori più piccoli era l'idraulica. Il motore aziona una pompa, che spinge l' olio nelle tubazioni tramite valvole di controllo , al termine delle quali è presente un cilindro in cui uno stelo si estende e si ritrae. Questo tipo di movimento non era più nuovo in quel momento, in parte risale al 1920 circa, ma non era possibile utilizzarlo economicamente, cioè in modo rapido, affidabile ed efficiente, rispetto al sofisticato metodo della corda. Soprattutto, gli escavatori più grandi hanno anche richiesto una maggiore pressione per applicare la potenza del motore e sono stati raggiunti i limiti di quel tempo. Tubi o valvole si rompevano spesso se la pressione diventava troppo elevata o la velocità del movimento era di gran lunga inferiore a quella della fune. Uno dei primi grandi escavatori idraulici ( un O & K RH 60) pesava solo 110 tonnellate e aveva un secchio da 7 cm. Ma quello sviluppato via e così è stata la fine del decennio già la seconda generazione di escavatori idraulici , con un peso di circa 400 tonnellate di aspettare.


Intorno al 1980 - Il nuovo sistema prevale

La grande era della trasmissione via cavo termina. Gli escavatori a cavo di tutti i tipi sono ancora in costruzione fino ad oggi, ma il gran numero di escavatori odierni sono dotati di motorizzazioni idrauliche. In particolare, la costruzione di escavatori tedeschi è stata in grado di utilizzare al meglio il nuovo sistema, quindi non sorprende che la maggior parte dei produttori di escavatori di quei tempi provenisse dalla Germania. Il contenuto del bucket sale per la prima volta a oltre 20 cm. Nel 1980 l'RH 300 di O&K è stato per lungo tempo il più grande escavatore del suo genere. Con un peso di 514 te un contenuto di benna di circa 20 cm , rappresentava la cima dei grandi escavatori idraulici, ma il grande successo del modello non si concretizzò. Un altro produttore tedesco con i più grandi escavatori interni ebbe più successo nel 1986 . Demag ha presentato l'H485. Con una capacità della benna di 475 te 23 cm , non fu più grande, ma ebbe molto più successo: in poco meno di 10 anni, 25 pezzi erano già stati venduti in tutto il mondo.



Intorno al 1990 - l'arrivo dell'elettronica

Gli escavatori stanno diventando sempre più maturi. Non ci sono quasi punti deboli e sono stati fatti tentativi per dare più peso al concetto ambientale. Il consumo di carburante ha dovuto essere ridotto soprattutto per i dispositivi di grandi dimensioni. Per questo motivo, l'elettronica si diffuse inesorabilmente nelle sale macchine. All'inizio non sempre i benvenuti, specialmente dai conducenti di escavatori più anziani, spesso hanno sentito solo cose negative sull'arrivo dell'elettronica. Le argomentazioni degli oppositori dell'elettronica erano inclini al fallimento e difficili da comprendere. Ma tutto era inutile, l' escavatore controllato da computer era in anticipo.
Quando si è trattato di dimensioni, la dimensione delle cose è stata raggiunta nel 1997. Ancora una volta era un escavatore O&K, che è ancora il più grande escavatore idraulico di sempre, un RH 400 con un peso di 800 tonnellate e una benna di oltre 40 cm. Il gigante produce 3500 CV e dispone di 8 pompe che mantengono in movimento 13.000 litri di olio. Ricordiamo di nuovo Nel 1929 il Marion 5600 aveva un peso operativo di 1.600 tonnellate e un contenuto di benna di soli 15 cbm. 6 anni dopo, l' escavatore Buyrus-Erie pesava solo 1200 t a 23 cbm . Nel 1997 abbiamo raggiunto una capacità benna di 42 cbm, con solo 840 t. Un rapporto tra peso operativo e contenuto della benna che diventa sempre più piccolo. Non da ultimo grazie all'elettronica.


Vorremmo ringraziare l'autore Heinz-Herbert Cohrs per le immagini fino a questo punto.
Le immagini provengono dal suo libro Faszination Baumaschinen - Giants in Earthworks and Opencast Mining.



Scriviamo circa l'anno 2000
Il futuro degli escavatori mostro parte di esso
non sappiamo oggi ciò che l'uomo fa di domani, ma una cosa è certa: s o fino a quando
l'uomo colto della nostra terra, in modo da tempo ci
darà escavatori e sotto di voi sarà sempre uno che
ti rende bloccato: l'escavatore mostruoso.

http://technique-tp.leforum.eu/t1240-Historique-des-pelles-hydrauliques.htm


http://technique-tp.leforum.eu/t1240-Historique-des-pelles-hydrauliques.htm?start=15


1948, Carlo et Mario Bruneri




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