Přehled hydraulických kamenolomů

1.1 Přehled hydraulických kamenolomů

Hydraulický kamenolom, také označovaný jako hydraulický drtič nebo hydraulické nárazové zařízení, je hydraulický nárazově-kmitavý stroj. Využívá vysoce tlakový hydraulický olej jako pracovní prostředek a dosahuje rychlého zpětně-předního pohybu pístu uvnitř válcového tělesa prostřednictvím zpětné vazby mezi řídicím ventilem a systémem válec–píst, čímž přeměňuje hydraulickou energii na mechanickou energii pístu a uvádí do činnosti dlahu pro práci na vnější straně.

Hlavními funkcemi hydraulického kamenolomu jsou: náraz a vibrace. Díky vysokovýkonovým nárazově-vibračním vlastnostem hydraulického kamenolomu se tento široce používá v metalurgii, těžebním průmyslu, železnici, silničním stavitelství, stavebnictví, komunálním inženýrství a nemovitostním rozvoji. Může provádět vykopávky, rozbíjení, demolice a další operace na kameni, betonu, ocelových kotlích, strusce, zamrzlé půdě, ledu, betonových silničních površích, mostních deskách a budovách. Kromě toho lze po výměně dlabáku použít také pro klepání, odstraňování rzi, utlápění a zatloukání pilot.

Běžné oblasti použití hydraulických kamenolomů jsou:

(1) Těžba — lomové práce, těžba kamene, ražení tunelů, rozbíjení mříží (grizzly bar), sekundární rozbíjení kamenů;

(2) Metalurgický průmysl — stroje na rozebírání pecí, stroje na odstraňování strusky z ocelových kotlů, stroje na rozebírání zařízení, stroje na otevírání vypouštěcích otvorů pro čištění strusky z ocelových kotlů a demolici vystýlky pecí;

(3) Komunální inženýrství — rozrušování silničního povrchu při vodních, plynových a elektrických stavbách, rozrušování tvrdého podkladu, vykopávání příkopů, vrtání děr;

(4) Stavebnictví — demolice starých budov, rozrušování betonu, zhutňování půdy;

(5) Silnice a železnice — praskání silnic, rozrušování betonového silničního povrchu, opravy dálnic, zatloukání sloupků ochranných zábradlí, demolice silničních mostů.

Jako nový vysoce účinný hydraulický nástroj mají hydraulické kladiva oproti tradičním pneumatickým nárazovým nástrojům řadu nepřekonatelných výhod, které se projevují zejména v následujících bodech:

— Velká nárazová energie. Hydraulické kladivo lze přizpůsobit a navrhnout podle tlaku a průtoku oleje poskytovaných nosným strojem, stejně jako podle tlačné síly. Nárazová energie činí obvykle 300 až 10 000 joulu; největší současné hydraulické kladivo na světě dokáže dodat jediný náraz o energii 30 000 joulu.

— Vysoká pracovní účinnost. Účinnost hydraulického kamenolomu obvykle dosahuje 60 až 65 %; u modelů s vynikajícími výkony lze dosáhnout až 70 %, zatímco účinnost pneumatických nástrojů činí pouze 20 až 30 %.

— Úspora energie. Pracovní prostředkem hydraulického kamenolomu je opakovaně použitelný vysokotlaký hydraulický olej, současně vybavený akumulátorem; pracovním prostředkem pneumatického nástroje je stlačený vzduch, který nejenže spotřebuje velké množství tepelné energie při stlačování, ale také v procesu výfuku ztrácí velké množství energie.

— Nízká hladina hluku. Standardní hydraulický kamenolom má hladinu hluku 95 až 98 dB; nízkohlučné typy dosahují 85 až 87 dB. Pneumatické nástroje mají kvůli zvuku explozivní expanze při vypouštění stlačeného plynu hladinu hluku pravidelně přesahující 100 dB. V dnešní společnosti, kde jsou požadavky na ochranu životního prostředí stále přísnější, mají hydraulické kamenolomy významnou hodnotu.

— Dobrá stavitelnost a nízké náklady na údržbu. Hydraulický kamenolom pracuje společně se strojem-nosičem a umožňuje velmi snadno provádět operace pod různými prostorovými úhly; kamenolom je zcela uzavřený, životnost jeho komponent je dlouhá, údržba je jednoduchá a pohodlná a celkové provozní náklady jsou nízké.

1.2 Stručná historie vývoje hydraulických kamenolomů

Na počátku 20. století lidé systematicky zkoumali pneumatický a hydraulický přenos energie a aktivně vyvíjeli hydraulická zařízení schopná přenášet vysoký výkon a umožňující řízení. V roce 1963 německá společnost Krupp podala patent na světově první hydraulické vibrační zařízení; v roce 1967 pak na Hannoverském veletrhu představila světově první užitkově využitelný hydraulický kamenolomný kladivo montované na nosné vozidlo, model HM400. První použití tohoto zařízení bylo v základových stavebních pracích, například při rozdrcování betonových silničních povrchů, opravách základů, vykopávání příkopů v tvrdé půdě nebo těžbě velkých bloků skalní hmoty… Francouzská společnost Montabert podala v roce 1964 patent na první ruční hydraulické kamenolomné kladivo řady BBH a v roce 1969 navrhla hydraulické kamenolomné kladivo řady BRH. Díky výkonné funkci a širokým aplikacním možnostem se hydraulická kamenolomná kladiva velmi rychle stala předmětem značného zájmu v Evropě, Japonsku a dalších zemích a jejich vývoj se probíhal velmi dynamicky. Mnoho firem vynaložilo značné investice do vývoje, návrhu a testování hydraulických vibračních zařízení, čímž postupně vznikly hydraulická kamenolomná kladiva různých rozměrů, typů a funkcí. Oblasti jejich použití se neustále rozšiřovaly, technické parametry se neustále zlepšovaly a produkty byly neustále aktualizovány a nahrazovány novými verzemi. Společnost Krupp zavedla v roce 1985 technologii tlumení vibrací pro hydraulická kamenolomná kladiva, v roce 1995 vylepšila systém tlumení vibrací, v roce 1998 uvedla na trh technologii ochrany proti opotřebení „Marathon“ a v roce 2000 spustila výrobu řad produktů „ECO“ a „Marathon“. Společnost Montabert v roce 1987 uvedla na trh řadu BRV s automatickou regulací energie a v roce 1992, v reakci na rostoucí tržní poptávku, uvedla malé kamenolomné kladiva řady BRP. Finská společnost Rammer, založená v roce 1978, i přes krátkou historii se stala dominantní silou v oblasti hydraulických kamenolomných kladiv – již od svého založení uvedla na trh kladivo S600, tehdy největší na světě; model S2000, uvedený v roce 1981, vážil 3 tuny; výrobky řady z roku 1986 využívaly princip „stálé energie úderu (CBE)“; v roce 1991 byla uvedena ultra-tichá řada City; systém „City Pro“, vyvinutý v roce 1995, umožnil operátorovi volit výkon hydraulického kamenolomného kladiva podle materiálu, který je právě zpracováván, a zároveň obsahoval systém potlačení prachu pomocí vodního proudu. Japonská společnost Konan zavedla v roce 1973 technologii Krupp pro výrobu hydraulických kamenolomných kladiv MKB; později japonské společnosti Furukawa, Teisaku a Toku začaly vyvíjet hydraulická kamenolomná kladiva na základě pneumatických nárazových zařízení; společnost NPK byla založena v roce 1985. Jižanskokorejská společnost Soosan, založená v roce 1984, podnítila rychlý rozvoj korejských hydraulických kamenolomných kladiv. Italská společnost INDECO byla založena v roce 1976; v roce 1986 uvedla na trh vývoj „inteligentního hydraulického kamenolomného kladiva“, které dokáže upravit frekvenci a energii úderu podle tvrdosti horniny…

V současné době existuje na celém světě více než 30 významných výrobců hydraulických krusiček hornin. Podle původu lze je rozdělit na evropské, japonské, korejské a domácí čínské značky, z nichž pouze několik značek je prodáváno po celém světě. Evropští výrobci hydraulických krusiček hornin se vyznačují tím, že spojují výrobu, značku a služby v jednom; výrobní podniky disponují silnými technickými výzkumnými a vývojovými kapacitami a zároveň mají vlastní marketingové sítě a schopnosti poskytovat zákaznický servis. Každý výrobce hydraulických krusiček hornin zdůrazňuje budování vlastní značky, průmyslová koncentrace je vysoká a v posledních letech byly dokončeny tři hlavní průmyslové fúze a restrukturalizace, čímž vznikly tři hlavní značky Rammer (včetně Toyo), Atlas Copco (včetně Krupp) a Montabert společnosti Doosan. Japonské výrobní podniky hydraulických krusiček hornin jsou podobné evropským výrobcům – obecně také mají vlastní marketingové sítě a zároveň poskytují zákazníkům servisní služby. Každý výrobce hydraulických krusiček hornin zdůrazňuje budování vlastní značky, průmyslová koncentrace je relativně vysoká. Celostátní působení mají pouze sedm společností: Furukawa, NPK, Toku, Teisaku, MKB, Toyo (již zakoupena společností Rammer) a Okada. Korejské výrobní podniky hydraulických krusiček hornin se vyznačují oddělením výroby, značky a služeb; celkové průmyslové dělení práce je relativně jemné, existuje mnoho malých podniků vyrábějících díly; blíží se stovce distributorů hydraulických krusiček hornin, avšak výrobci s významným rozsahem jsou pouze Soosan, Hanwoo, Daemo, MSB a několik dalších. Tabulka 1-1 poskytuje přehled ročního výstupu hlavních světových výrobců hydraulických krusiček hornin za rok 2010.

Tabulka 1-1 Roční přehled výstupu hlavních světových výrobců hydraulických krušiček hornin v roce 2010 (bez Číny)

Výzkum hydraulických drtičů v Číně začal již poměrně brzy. Již v polovině 70. let 20. století se do tohoto oboru zapojily domácí výzkumné ústavy a univerzity, například Pekingská hornická a hutní univerzita, Středozápadní hornická univerzita, Čchang-ša hornický výzkumný ústav a Čchang-ša hornický výzkumný ústav. Čínští výzkumní pracovníci provedli podrobný výzkum technologie hydraulických vibrací a dosáhli řady výzkumných výsledků; kvůli celkově pomalému rozvoji domácí hydraulické techniky v té době a relativně nízké úrovni výroby však nedošlo k žádnému zásadnímu průlomu ve vývoji produktů. Po roce 1980 čínští výzkumní pracovníci, kteří vedli nezávislý výzkum, zároveň převzali technologii zahraničních zdrojů a jako první vyvinuli v těžebním průmyslu hydraulické kamenolamy a hydraulické kamenolamy se specifickými vlastnostmi. Do výzkumného úsilí se rovněž zapojily některé domácí továrny na pneumatické nářadí a stavební stroje, například továrna na pneumatické nářadí Tonghua v provincii Jilin, Šanghajská továrna na stavební stroje a Šen-janská továrna na pneumatické nářadí, které všechny soustředily své síly na výzkum a zkoušení produktů; kvůli zastaralé výrobní technologii a nestabilní kvalitě výrobků však byl rozvoj hydraulických kamenolamů omezen. V roce 1988 německá společnost Krupp přivezla do Číny své produkty a uspořádala „Výstavu produktů hydraulických kamenolamů“, jejíž se zúčastnilo více než 200 zaměstnanců domácích výzkumných ústavů a podniků; výkonné funkce těchto produktů vyvolaly u účastníků velký zájem a produkty Krupp se začaly uvádět na čínský trh. Využívajíc tuto příležitost, Tchien-ťinský výzkumný ústav stavebních strojů a Technická univerzita v Che-er-pinu analyzovaly a zkoumaly produkty Krupp; továrna na hydraulické součásti v Čchang-či a Šanghajská továrna na stavební stroje zahájily zkušební výrobu vlastních produktů.

Ke středu 90. let 20. století, v důsledku rychlého hospodářského rozvoje Číny, rychlé urbanistické transformace a rostoucích investic do infrastruktury, se stupeň mechanizace ve stavebnictví neustále zvyšoval. Čínský trh s hydraulickými krusiči hornin vstoupil do nejlepšího období svého historického rozvoje; řada známých zahraničních podniků začala postupně vstupovat na čínský trh. Domácí podniky se také postavily výzvě konkurence, a po více než desetiletí úsilí se postupně utvořilo několik známých domácích značek, jako jsou Anhui Jingye (Jingye), Yantai Aide, Jiangsu Libosite a Changzhi Hydraulic.