Hidraulikus kőtörők áttekintése

1.1 Hidraulikus kőtörők áttekintése

A hidraulikus kőtörőt, amelyet hidraulikus zúzónak vagy hidraulikus ütőeszköznek is neveznek, hidraulikus ütésrezgés-gépként sorolják be. A munkaközegként használt nagynyomású hidraulikus olaj segítségével gyors, előre-hátra irányuló dugattyúmozgást ér el egy hengerpalást belsejében a szelepvezérlő rendszer és a henger-dugattyú rendszer közötti visszacsatolás révén, így a hidraulikus energiát mechanikai energiává alakítja át a dugattyúban, és meghajtja a kifogót a külső munkavégzéshez.

Egy hidraulikus kőtörő fő funkciói az ütés és a rezgés. A hidraulikus kőtörő nagy teljesítményű ütés-rezgés jellemzői miatt széles körben alkalmazzák a fémmiparban, bányászatban, vasúti építésben, útépítésben, építőiparban, közműépítésben és ingatlanfejlesztésben. Kő, beton, acélkazánok, salak, fagyott talaj, jég, beton útfelületek, hídlemezek és épületek földmunkájára, törésére, lebontására és egyéb munkáira alkalmas. Ezen felül a kifogó cseréjével rivetelésre, rozsdamentesítésre, tömörítésre és cölöpbeverésre is használható.

A hidraulikus kőtörők gyakori alkalmazási területei:

(1) Bányászat – kőbányászat, kőkivétel, alagútépítés, rácsrúd-törés, másodlagos kőtörés;

(2) Fémmipar – kemence-bontógépek, acélkazán-salakeltávolító gépek, szétszerelő gépek, acélkazán-salak eltávolítására és kemence-bélés lebontására szolgáló csapnyílás-felnyitó gépek;

(3) Közösségi mérnöki munkák — útfelület felszakítása víz-, gáz- és elektromos építkezéseknél, kemény alapozás felszakítása, árokásás, lyukfúrás;

(4) Építőipari munkák — régi épületek lebontása, beton felszakítása, talaj tömörítése;

(5) Út- és vasúti építés — útburkolat robbantása, beton útfelület felszakítása, autópálya-javítás, védőkorlátok beverése, út-híd lebontása.

Az új, nagy hatékonyságú hidraulikus eszközöként a hagyományos légnyomásos ütőeszközökhöz képest a hidraulikus kőtörők számos, más eszközzel nem egyeztethető előnnyel rendelkeznek, amelyek főként az alábbiakban nyilvánulnak meg:

— Nagy ütőenergia. A hidraulikus kőtörőt a hordozógép által biztosított olajnyomás és folyadékáramlás, valamint a tolóerő alapján lehet illeszteni és tervezni. Az ütőenergia általában 300–10 000 joule; a világ jelenleg legnagyobb hidraulikus kőtörője egyetlen ütésnél akár 30 000 joule energiát is képes leadni.

— Magas munkahatékonyság. A hidraulikus kőtörők munkahatékonysága általában 60–65 %; a kiváló teljesítményű modellek esetében elérheti a 70 %-ot, míg a nehezített levegővel működő szerszámok munkahatékonysága csupán 20–30 %.

— Energiahatékonyság. A hidraulikus kőtörő munkaközege újrahasznosítható, nagynyomású hidraulikus olaj, amely mellett akkumulátor is rendelkezésre áll; a nehezített levegővel működő szerszámok munkaközege a sűrített levegő, amely nemcsak a sűrítés során jelentős hőenergiát fogyaszt, hanem a kifúvás folyamata során is nagy mennyiségű energiát disszipál.

— Alacsony zajszint. A szabványos hidraulikus kőtörők zajszintje 95–98 dB; a halk típusoknál ez 85–87 dB. A nehezített levegővel működő szerszámoknál a sűrített gáz kifúvásakor keletkező robbanásszerű tágulási hang miatt a zajszint egyenletesen meghaladja a 100 dB-t. A mai társadalomban, ahol az ökológiai követelmények egyre szigorúbbak, a hidraulikus kőtörők fontos értéket képviselnek.

— Jó építhetőség és alacsony karbantartási költségek. A hidraulikus kőtörő a hordozógéppel együtt működik, és nagyon könnyen elvégezheti a műveleteket különböző térbeli szögekben; a kőtörő teljesen be van zárva, az alkatrészek élettartama hosszú, a karbantartás egyszerű és kényelmes, és az összesített üzemeltetési költségek alacsonyak.

1.2 A hidraulikus kőtörők fejlesztésének rövid története

A 20. század elején az emberek rendszeresen tanulmányozták a pneumatikus és hidraulikus átvitelt, aktívan kutatva olyan hidraulikus berendezéseket, amelyek képesek nagy teljesítmény átvitelére és vezérlésre. 1963-ban a német Krupp vállalat benyújtotta a világ első hidraulikus rezgéskeltő eszközére vonatkozó szabadalmi igényt; 1967-ben a hannoveri kiállításon mutatták be a világ első gyakorlati értékű, járműre szerelhető hidraulikus kőtörőjét, az HM400-at. Először alapozási munkáknál használták, például beton útfelületek tördelésére, alapok javítására, kemény talajban árokásásra, nagy kőtömbök bányászatára stb. A francia Montabert vállalat 1964-ben szabadalmaztatta a világ első kézi hidraulikus kőtörőjét (BBH sorozat), majd 1969-ben tervezte meg a BRH sorozatú hidraulikus kőtörő terméket. Mivel a hidraulikus kőtörők erőteljes funkcióval és széles alkalmazási lehetőségekkel bírnak, Európában, Japánban és más országokban gyorsan komoly figyelmet kaptak, és gyorsan fejlődtek. Számos cég nagy összegeket fektetett a hidraulikus rezgéskeltő berendezések fejlesztésébe, tervezésébe és tesztelésébe, és egyre több különböző méretű, típusú és funkciójú hidraulikus kőtörő jelent meg. Az alkalmazási területek folyamatosan bővültek, a technikai teljesítmény folyamatosan javult, és a termékek folyamatosan frissültek és helyettesítették egymást. A Krupp 1985-ben indította el a hidraulikus kőtörők rezgés-csillapítási technológiáját, 1995-ben továbbfejlesztette a rezgés-csillapító rendszert, 1998-ban mutatta be a 'Marathon' kopásvédelmi technológiát, és 2000-ben indította el az 'ECO' és a 'Marathon' sorozatú termékeket. A Montabert vállalat 1987-ben indította el az önállóan energiát szabályozó BRV sorozatot, majd a növekvő piaci keresletre válaszul 1992-ben mutatta be a kisebb méretű BRP sorozatú kőtörőket. Rammer a vállalat 1978-ban alakult Finnországban; bár rövid története van, a hidraulikus kőtörők területén az indulástól kezdve domináns erővé vált – már a kezdetekben bemutatta az S600-as kőtörőt, amely akkoriban a világ legnagyobbja volt; az 1981-ben bemutatott S2000 típus 3 tonna súlyú volt; az 1986-os sorozat termékei a 'Állandó ütőenergia (CBE)' elvet alkalmazták; a City sorozat ultra-csendes termékeit 1991-ben vezették be; a 1995-ben fejlesztett 'City Pro' rendszer lehetővé tette az üzemeltetők számára, hogy a kőtörő hidraulikus teljesítményét a megütött anyag típusa szerint válasszák ki, valamint egy vízsugáros porcsapdázó rendszert is tartalmazott. KONAN japánból 1973-ban vezették be a Krupp-technológiát az MKB hidraulikus kőtörők gyártásához; ezt követően a japán Furukawa, Teisaku és Toku vállalatok a nehezített levegős ütőberendezéseken alapuló hidraulikus kőtörők fejlesztésébe kezdtek; az NPK-t 1985-ben alapították. SOOSAN a 1984-ben alapított vállalat gyors fejlődést eredményezett a koreai hidraulikus kőtörők területén. Az olasz INDECO vállalat 1976-ban jött létre; 1986-ban bemutatta az „intelligens hidraulikus kőtörő” fejlesztését, amely az ütésfrekvenciát és az energiát a kő keménységének megfelelően tudja szabályozni …

Jelenleg világszerte több mint 30 nagyobb hidraulikus kőtörő gyártó cég működik. Származásuk szerint európai, japán, dél-koreai és kínai belső piaci márkákra oszthatók, amelyek közül csupán néhány márka érhető el világszerte. Az európai hidraulikus kőtörő gyártók jellemzője, hogy gyártás, márkakezelés és szervizszolgáltatás egy kézben van; a gyártó cégek nemcsak erős technikai kutatás-fejlesztési (R&D) képességgel rendelkeznek, hanem saját értékesítési hálózattal és ügyfélszolgálati képességgel is rendelkeznek. Minden hidraulikus kőtörő gyártó cég kiemeli saját márkája építését, az iparág koncentrációja magas, és az elmúlt években három fő iparági egyesülés és újraszervezés valósult meg, amelyek eredményeként kialakultak a Rammer (ideértve a Toyo-t is), az Atlas Copco (ideértve a Krupp-ot is) és a Doosan Montabert nevű három vezető márkával. A japán hidraulikus kőtörő gyártók hasonlóak az európai gyártókhoz: általában szintén rendelkeznek saját értékesítési hálózattal, és egyidejűleg szervizszolgáltatást nyújtanak ügyfeleiknek. Minden hidraulikus kőtörő gyártó cég kiemeli saját márkája építését, az iparág koncentrációja viszonylag magas. Csak a Furukawa, az NPK, a Toku, a Teisaku, az MKB, a Toyo (amelyet már felvásárolt a Rammer) és az Okada hét cég működik országos szinten. A dél-koreai hidraulikus kőtörő gyártók jellemzője, hogy a gyártás, a márkakezelés és a szervizszolgáltatás elkülönül egymástól; az iparág általános munkamegosztása viszonylag finom, számos kis méretű alkatrészgyártó üzem működik; közel száz hidraulikus kőtörő forgalmazó cég van, de csak a Soosan, a Hanwoo, a Daemo, az MSB és néhány más cég rendelkezik jelentős méretű gyártási kapacitással. Az 1–1. táblázat áttekintést nyújt a főbb világpiaci hidraulikus kőtörő gyártó cégek 2010-es évi éves termeléséről.

1. táblázat – A főbb globális hidraulikus kőtörő gyártók éves termelésének áttekintése 2010-ben (Kína kivételével)

Kína hidraulikus törőgépek kutatása nem későn kezdődött. Már az 1970-es évek közepén belső tudományos kutatóintézetek és egyetemek is beléptek ezen a területen, például a pekingi Vas- és Acélkutató Főiskola, a Zhongnan Bányászati Főiskola, a csangsa-i Bányászati Kutatóintézet és a csangsa-i Bányászati Kutatóintézet. Kínai kutatók mélyreható kutatásokat folytattak a hidraulikus rezgés-technológiával kapcsolatban, és számos kutatási eredményt értek el; azonban az akkori időszakban a hazai hidraulikus technológia általános fejlődése lassú volt, és a gyártási színvonal viszonylag alacsony, ezért a termékfejlesztésben nem sikerült lényeges áttörést elérni. A 80-as évek után a kínai kutatók nemcsak önálló kutatásokat folytattak, hanem technológiát is importáltak, és vezető szerepet vállaltak a bányászati területen saját jellegzetességekkel rendelkező hidraulikus kőfúrók és hidraulikus kőtörők fejlesztésében. Néhány hazai nevelőszerszám-gyár és építőgép-gyár is csatlakozott a kutatási munkához, például a jilini Tonghua Nevelőszerszám-gyár, a sanghaji Építőgép-gyár, a senjangi Nevelőszerszám-gyár stb., mindegyik erőforrásokat szervezett a termék-kutatás és -tesztelés végrehajtására; azonban a hátramaradt gyártástechnológia és az instabil termékminőség miatt a hidraulikus kőtörők fejlesztése korlátozott maradt. 1988-ban a német Krupp cég termékekkel érkezett Kínába, és 'Hidraulikus kőtörő termékkiállítást' rendezett, amelyen több mint 200 személy vett részt hazai kutatóintézetekből és vállalatokból; a termékek hatékony funkciója nagy érdeklődést váltott ki a résztvevők körében, és a Krupp termékek elkezdték megjelenni Kínában. Ezt a lehetőséget kihasználva a tiencsini Mérnöki Gépek Kutatóintézete és a harbin-i Műszaki Egyetem elemzést és kutatást folytatott a Krupp termékekről; a csangcsói Hidraulikus Alkatrészgyár és a sanghaji Építőgép-gyár saját termékek kísérleti gyártásába kezdett.

Az 1990-es évek közepére Kína gyors gazdasági fejlődése, gyors városi átalakulása és növekvő infrastruktúrára fordított beruházások következtében az építőmérnöki munkák gépesítettsége folyamatosan javult. A kínai hidraulikus kőtörő piac történelmi mértékben a legjobb fejlődési időszakát élte meg; számos ismert külföldi vállalat egymás után lépett be a kínai piacra. A hazai vállalatok is felkészültek a versenyre, és több mint egy évtizednyi erőfeszítés után fokozatosan kialakult néhány ismert hazai márkája, például az Anhui Jingye (Jingye), a Jantaj Aide, a Jiangsu Libosite és a Csangcsí Hidraulikus.