סקירה כללית של שוברות סלע הידראוליות

1.1 סקירה כללית של שוברות סלע הידראוליות

מפרק סלעים הידראולי, הנקרא גם מפרק הידראולי או מכשיר הידראולי להשפעה, הוא מכונה הידראולית להשפעה וריטוט. באמצעות שמן הידראולי בלחץ גבוה כאמצעי העבודה, היא מ logt תנועת tłok מהירה הלוך ושוב בתוך גוף צילינדר דרך משוב בין מערכת בקרת שסתומים למערכת צילינדר-טלאק, ובכך ממירה אנרגיה הידראולית לאנרגיה מכנית של טלאק ומדחיקה את המברשת לבצע עבודה מחוץ למכונה.

התפקידי העיקריים של שובר סלע הידראולי הם: מכה ורעד. בשל מאפייני המכה והרעד בעלי ההספק הגבוה של שובר הסלע הידראולי, הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומי המתלורגיה, הכרייה, הרכבת הרכבות, הכבישים, הבנייה, הנדסת ערים והפיתוח הנדלני. ניתן להשתמש בו לביצוע חפירה, שבירת סלע, הרס ופעולות אחרות על סלע, בטון, כדים פלדה, צורבים, קרקע קפואה, קרח, מדרכות בטון, סיפי גשרים ומבנים. בנוסף, על ידי החלפת החצוץ, ניתן להשתמש בו גם בפעולות כבשנה, הסרת חלודה, דחיסה (טמפוס) והנחת עמודים.

תחומי יישום נפוצים של שוברי סלע הידראוליים הם:

(1) כרייה — חציבה באבן, כריית אבנים, חפירת מנהרות, שבירת מסננים (גריזלי), שבירת סלע משנית;

(2) תעשיית המתלורגיה — מכונות לפירוק כבשן, מכונות לניקוי כדים, מכונות לפירוק, מכונות לפתיחת פתחי זרימה (טאפ-הולים) לניקוי צורבים מהכדים ולפירוק ריפוד הכבשן;

(3) הנדסת ערים — שבירת משטח כבישים בבניית מים, גז וחשמל, שבירת יסודות קשיחים, חפירת תעלות, קידוח חורים;

(4) בנייה — הרס מבנים ישנים, שבירת בטון, דיקום הקרקע;

(5) כבישים ורכבות — פיצוץ לפתיחת כבישים, שבירת משטח כביש בטון, תיקון כבישים מהירים, הקבעת עמודי מעקה באמצעות מallet, הרס גשרי כביש.

ככלי הידראולי יעילות-גבוהה חדש, בהשוואה לכלי פועמים מסורתיים המונעים באוויר דחוס, מקשטים הידראוליים לסלע מציגים סדרה של יתרונות בלתי מתחרים, אשר מתבטאים בעיקר בנקודות הבאות:

— אנרגיית מכה גדולה. מקשן הידראולי לסלע ניתן להתאמה ולעיצוב בהתאם ללחץ השמן ולזרימתו שסופקים מכונת הנשיאה וכן לכוח הדחיפה. אנרגיית המכה היא בדרך כלל בין 300 ל-10,000 ג'ול; המקשן ההידראולי לסלע הגדול ביותר בעולם יכול לספק כרגע אנרגיית מכה בודדת של 30,000 ג'ול.

—— יעילות עבודה גבוהה. יעילות העבודה של שובר סלעים הידראולי היא בדרך כלל 60% עד 65%; באלה שביצועם מעולב יכול להגיע ל-70%, בעוד שיעילות העבודה של כלים פנאומטיים היא רק 20% עד 30%.

—— חיסכון באנרגיה. התווך העובד של שובר סלעים הידראולי הוא שמן הידראולי בע PRESURE גבוה שניתן לחזור עליו, ולו מצורף מאגר אנרגיה (אקומולטור); לעומת זאת, התווך העובד של כלי פנאומטי הוא אוויר דחוס, אשר לא רק צורך כמות גדולה של אנרגיה תרמית בתהליך הדחיסה, אלא גם מבזבז כמות גדולה של אנרגיה בתהליך הפליטה.

—— רעש נמוך. רמת הרעש הסטנדרטית של שובר סלעים הידראולי היא 95–98 דציבל; סוגי הרעש הנמוך הם 85–87 דציבל. כלים פנאומטיים, בשל צליל ההתפשטות הפיצוצית של הגז הדחוס בעת הפליטה, מייצרים רעש שמעל 100 דציבל באופן אחיד. בחברה המודרנית, שבה דרישות הגנת הסביבה הופכות מחמירות יותר ויותר, לשוברי הסלעים ההידראוליים יש ערך חשוב.

—— ביצועים טובים בבנייה ועלות תחזוקה נמוכות. מפרק סלעים הידראולי פועל יחד עם מכונת הנשיאה ומאפשר לבצע בקלות רבה פעולות בזוויות מרחביות שונות; המפרק סלעים הוא עטוף לחלוטין, תקופת חיים של הרכיבים ארוכה, התיקון פשוט ונוח, וסך עלות הפעלה כולל נמוך.

1.2 תקציר קצר על היסטורית הפיתוח של מפרקי סלעים הידראוליים

בתחילת המאה ה-20, חקרו אנשים באופן שיטתי את מערכות ההעברה הפנאומטית וההידראולית, ובחנו פעילויות של מכשירים הידראוליים מסוגלים להניע הספק גבוה ולשלוט בו. בשנת 1963, חברת קרופ הגרמנית הגישה את פטנט המכשיר ההידראולי הראשון בעולם לרטט; בשנת 1967 הציגה באקספוזיציה בהנובר את מפרק הסלע ההידראולי הראשון בעולם המורכב על רכב נושא, בעל ערך פרקטי – הדגם HM400. הוא שימש לראשונה בעבודות בנייה של יסודות, כגון שבירת משטחי כביש בטון, תיקון יסודות, חפירת תעלות באדמה קשה, ופירוק סלעים גדולים במ Quarries... חברת מונטבר française גם הגישה פטנט על מפרק הסלע ההידראולי הראשון ביד (סדרת BBH) בשנת 1964, ובעזרת עיצוב סדרת מפרקי הסלע ההידראוליים BRH בשנת 1969. בשל הפונקציונליות החזקה והתפוצה הרחבה האפשרית של מפרקי הסלע ההידראוליים, הם זכו לתשומת לב רבה מאוד באירופה, ביפן ובמדינות אחרות, וצמחו במהרה. חברות רבות השקיעו סכומים גדולים בפיתוח, בעיצוב ובבדיקות של ציוד הידראולי לרטט, ומפרקי סלע הידראוליים בגודלים, סוגי מבנים ופונקציות שונים החלו לצוץ בזה אחר זה. תחומי היישום התרחבו ללא הרף, הביצועים הטכנולוגיים השתפרו ללא הרף, והמוצרים עודכנו והוחלפו ברציפות. קרופ השיקה טכנולוגיית דämpning לרטט של מפרקי סלע הידראוליים בשנת 1985, שיפרה את מערכת הדämpning בשנת 1995, השיקה את טכנולוגיית הגנת ההתאבדות 'מרתון' בשנת 1998, והשקיעה את סדרות המוצרים 'ECO' ו-'מרתון' בשנת 2000. חברת מונטבר השיקה את סדרת BRV עם אנרגיה מתאימה אוטומטית בשנת 1987, ובהתאם לדרישות הולכות וגוברות של השוק, השיקה את סדרת מפרקי הסלע הקטנים BRP בשנת 1992. חברת Rammer, שהוקמה בפינלנד בשנת 1978, למרות ההיסטוריה הקצרה שלה, הפכה לכוח דומיננטי בתחום מפרקי הסלע ההידראוליים – כבר מההתחלה היא השיקה את מפרק הסלע S600, אז הגדול בעולם; ה-S2000 שהושק בשנת 1981 שקל 3 טונות; סדרת המוצרים משנת 1986 השתמשה בעקרון 'אנרגיה קבועה של מכה (CBE)'; סדרת City של מוצרים על-שקטים הושקה בשנת 1991; המערכת 'City Pro', שפותחה בשנת 1995, אפשרה למתנענים לבחור את ביצועי מפרק הסלע ההידראולי בהתאם לחומר שנפגע, וכן כללה מערכת דיכוי אבק באמצעות זרימת מים. קונאן היפנית ייבאה טכנולוגיה של קרופ בשנת 1973 לייצור מפרקי סלע הידראוליים MKB; לאחר מכן החלה חברות יפניות כמו פורוקאווה, טייסאקו וטוקו לפתח מפרקי סלע הידראוליים על בסיס מכשירי מכה פנאומטיים; NPK הוקמה בשנת 1985. חברת סווסאן, שהוקמה בשנת 1984, דחפה את הפיתוח המואץ של מפרקי הסלע ההידראוליים בקוריאה. חברת INDECO האיטלקית הוקמה בשנת 1976; בשנת 1986 היא הכריזה על פיתוח 'מפרק סלע הידראולי אינטליגנטי' המסוגל להתאים את תדירות המכה והאנרגיה לפי קשיחות הסלע...

כרגע קיימים מעל 30 יצרני שוברות סלע הידראוליות מובילים ברחבי העולם. לפי מקום המוצא שלהן, ניתן לסווגן ליצרניות אירופאיות, יפניות, קוריאניות וסיניות פנימיות, כאשר רק מספר קטן מהמותגים נמכר ברחבי העולם. לייצרניות האירופאיות של שוברות סלע הידראוליות יש את התכונה של שילוב ייצור, מותג ושירות תחת גוף אחד; לייצרניות הייצור יש יכולות מחקר ופיתוח טכנולוגיות חזקות, וכן רשתות שיווק משל ellas ויכולות שירות לקוחות. כל יצרנית שוברות סלע הידראוליות מדגישה את בניית המותג שלה, רמת הקונצентציה בתעשייה גבוהה, ובשנים האחרונות הושלמו שלושה מיזוגים וארגון מחדש עתידיים במערכת התעשייה, אשר יצרו את שלושת המותגים המובילים: Rammer (כולל Toyo), Atlas-Copco (כולל Krupp) ו-Montabert של Doosan. לייצרניות השוברות הסלע הידראוליות היפניות יש מאפיינים דומים לייצרניות האירופאיות — גם הן בדרך כלל מחזיקות ברשתות שיווק משל ellas ומספקות שירות ללקוחות במקביל. כל יצרנית שוברות סלע הידראוליות מדגישה את בניית המותג שלה, ורמת הקונצентציה בתעשייה יחסית גבוהה. רק שבע חברות לאומיות: Furukawa, NPK, Toku, Teisaku, MKB, Toyo (שהיא כבר נרכשה על ידי Rammer) ו-Okada. לייצרניות השוברות הסלע הידראוליות הקוריאניות יש את התכונה של הפרדת הייצור, המותג והשירות; חלוקת העבודה התעשייתית הכוללת היא יחסית מדויקת, עם מספר רב של מפעלי ייצור קטנות של חלקים; קיימים כמעט מאה סוכני הפצה של שוברות סלע הידראוליות, אך היצרניות בגודל משמעותי הן רק Soosan, Hanwoo, Daemo, MSB ומספר אחר. טבלה 1-1 מציגה סקירה של הפליטה השנתית של יצרניות שוברות סלע הידראוליות מובילות בעולם בשנת 2010.

טבלה 1-1 סקירת הפליטה השנתית של יצרני המפרצים ההידראוליים לסלעים המובילים בעולם בשנת 2010 (ללא סין)

המחקר של סין במע crushers הידראוליים החל לא מאוחר מדי. כבר באמצע שנות ה-70, מוסדות מחקר מדעיים ומוסדות להשכלה גבוהה פנימיים כבר נכנסו לתחום זה, כגון מכללת פלדה וברזל בבייג'ינג, מכללת כרייה צ'ונגנאן, מכון המחקר לכרייה בצ'נגשה, ומכון המחקר לכרייה בצ'נגשה. חוקרים סיניים ערכו מחקר מעמיק בטכנולוגיית רטט הידראולית והשיגו תוצאות רבות, אך בשל האיטיות הכללית בהתפתחות הטכנולוגיה ההידראולית הפנימית באותה תקופה ורמת הייצור הנמוכה יחסית, לא הושג פריצת דרך משמעותית בפיתוח מוצרים. לאחר שנות ה-80, חוקרים סיניים, תוך קיום מחקר עצמאי, גם ייבאו טכנולוגיה ופעלו בראשון בפיתוח מקדחות סלע הידראוליות ומחצבים הידראוליים עם מאפיינים ייחודיים בתחום הכרייה. חלק מהמפעלים הפנימיים להתקני אוויר דחוס ולמכונות בנייה גם הצטרפו לקו המחקר, כגון מפעל ההתקנים הדחוסים טונגחווה בגיילין, מפעל מכונות הבנייה בשאנغחאי, מפעל ההתקנים הדחוסים שןיאנג, וכדומה, וכולם ארגנו כוחות כדי לבצע מחקר ובדיקות על המוצרים; אך בשל טכנולוגיית הייצור ה lạcידה ואיכות המוצר הלא יציבה, התפתחות המפרצים ההידראוליים לסלע הייתה מוגבלת. בשנת 1988, חברת קרופ הגרמנית הגיעה לסין עם מוצרים כדי לארגן 'תערוכת מוצרים של מפרצי סלע הידראוליים', ומעל 200 אנשים ממוסדות המחקר המדעיים והחברות הפנימיות השתתפו בתערוכה; הפונקציונליות החזקה של המוצרים עוררה עניין רב בקרב המשתתפים, ומוצרי קרופ החלו להיכנס לסין. תוך ניצול ההזדמנות הזו, מכון המחקר למיכניקה הנדסית בטיאנג'ין והאוניברסיטה לטכנולוגיה בהרבין ערכו ניתוח ומחקר על מוצרי קרופ; מפעל החלקים ההידראוליים צ'נגג'י ומפעל מכונות הבנייה בשאנغחאי החלו בייצור ניסיוני של מוצרי עצמם.

באמצע שנות ה-90 של המאה ה-20, בעקבות ההתפתחות הכלכלית המהירה של סין, התהליך המואץ של עירון והשקעה מוגברת בתשתיות, דרגת המיכון בבנייה הנדסית המשיכה להשתפר. שוק השברנים ההידראוליים הסיניים נכנס לתקופת ההתפתחות הטובה ביותר בהיסטוריה שלו; מספר חברות זרות ידועות-שם החלו להיכנס לשוק הסיני אחת אחרי השנייה. גם החברות המקומיות עלו לאתגר התחרות, ולאחר יותר מעשור של מאמץ, נוצרו בהדרגה כמה מותגים מקומיים ידועים-שם, כגון אנחוי ג'ינגיאו (ג'ינגיאו), ינטאי איידה, ג'יאנגסו לייבוסייט וצ'נגג'י הידראולי.