Gambaran Keseluruhan Penghancur Batu Hidraulik

1.1 Gambaran Umum Penghancur Batu Hidraulik

Penghancur batu hidraulik, juga dikenali sebagai penghancur hidraulik atau peranti impak hidraulik, merupakan sebuah jentera impak-getaran hidraulik. Dengan menggunakan minyak hidraulik tekanan tinggi sebagai medium kerja, jentera ini mencapai gerakan piston maju-mundur yang pantas di dalam badan silinder melalui suatu sistem umpan balik antara sistem kawalan injap dan sistem silinder-piston, seterusnya menukarkan tenaga hidraulik kepada tenaga mekanikal piston dan memacu pahat untuk melakukan kerja di luar.

Fungsi utama pemecah batu hidraulik adalah: hentaman dan getaran. Disebabkan oleh ciri-ciri hentaman-getaran berkuasa tinggi pemecah batu hidraulik, alat ini banyak digunakan dalam bidang metalurgi, perlombongan, kereta api, jalan raya, pembinaan, kejuruteraan awam, dan pembangunan hartanah. Ia boleh menjalankan operasi seperti penggalian, pemecahan, pembongkaran, dan lain-lain terhadap batu, konkrit, kelengkeng keluli, slag, tanah beku, ais, permukaan jalan konkrit, dek jambatan, dan bangunan. Selain itu, dengan menggantikan tatal, alat ini juga boleh digunakan untuk operasi seperti mengeling, menghilangkan karat, memadatkan, dan memacu tiang.

Bidang aplikasi biasa bagi pemecah batu hidraulik adalah:

(1) Perlombongan — pengambilan batu kuari, pengekstrakan batu, pemanduan terowong, pemecahan bar grizzly, dan pemecahan sekunder batu;

(2) Industri metalurgi — jentera pembongkaran relau, jentera pengelupasan kelengkeng, jentera pembongkaran, dan jentera pembukaan lubang salur untuk membersihkan slag kelengkeng keluli serta pembongkaran lapisan relau;

(3) Kejuruteraan perbandaran — memecahkan permukaan jalan dalam pembinaan air, gas, dan elektrik, memecahkan asas keras, menggali parit, dan mengebor lubang;

(4) Pembinaan bangunan — merobohkan bangunan lama, memecahkan konkrit, serta memadatkan tanah;

(5) Jalan raya dan rel kereta api — letupan untuk membuka jalan, memecahkan permukaan jalan raya berkonkrit, pembaikan lebuhraya, memacu tiang penghadang jalan, serta merobohkan jambatan jalan raya.

Sebagai alat hidraulik berprestasi tinggi yang baharu, dibandingkan dengan alat impak pneumatik tradisional, pemecah batu hidraulik mempunyai siri kelebihan yang tidak dapat ditandingi, terutamanya tercermin dalam aspek-aspek berikut:

—— Tenaga impak yang besar. Pemecah batu hidraulik boleh dipadankan dan direka mengikut tekanan minyak dan aliran yang dibekalkan oleh jentera pembawa serta daya tolakan. Tenaga impak biasanya berkisar antara 300 hingga 10,000 joule; pemecah batu hidraulik terbesar di dunia kini mampu menghasilkan tenaga impak tunggal sehingga 30,000 joule.

—— Kecekapan kerja yang tinggi. Kecekapan kerja penghancur batu hidraulik secara umum mencapai 60% hingga 65%; model dengan prestasi unggul boleh mencapai sehingga 70%, manakala kecekapan kerja alat pneumatik hanya 20% hingga 30%.

—— Penjimatan tenaga. Medium kerja penghancur batu hidraulik ialah minyak hidraulik tekanan tinggi yang boleh dikitar semula, serta dilengkapi dengan akumulator; manakala medium kerja alat pneumatik ialah udara termampat, yang tidak sahaja menghabiskan banyak tenaga haba dalam proses pemampatan, tetapi juga membuang banyak tenaga dalam proses pelupusan gas.

—— Bunyi yang rendah. Tahap bunyi piawai penghancur batu hidraulik ialah 95 hingga 98 dB; jenis bunyi rendah berada pada julat 85 hingga 87 dB. Alat pneumatik, disebabkan oleh bunyi letupan akibat pengembangan mendadak gas termampat semasa dibuang, menghasilkan tahap bunyi yang secara konsisten melebihi 100 dB. Dalam masyarakat hari ini di mana keperluan perlindungan alam sekitar semakin ketat, penghancur batu hidraulik mempunyai nilai penting.

—— Kebolehbinaan yang baik dan kos penyelenggaraan yang rendah. Pemecah batu hidraulik beroperasi bersama mesin pembawa dan dapat dengan mudah menjalankan operasi pada pelbagai sudut ruang; pemecah batu ini sepenuhnya tertutup, jangka hayat komponen adalah panjang, penyelenggaraan adalah mudah dan selesa, serta kos operasi keseluruhan adalah rendah.

1.2 Sejarah Ringkas Perkembangan Pemecah Batu Hidraulik

Pada awal abad ke-20, manusia mengkaji secara sistematik penghantaran pneumatik dan hidraulik, serta secara aktif meneroka peranti hidraulik yang mampu menghantar kuasa tinggi dan kawalan. Pada tahun 1963, syarikat Krupp Jerman memohon paten untuk peranti getaran hidraulik pertama di dunia; pada tahun 1967, syarikat itu mempamerkan di Pameran Hanover pemecah batu hidraulik berjenis pembawa pertama di dunia yang mempunyai nilai praktikal, iaitu HM400. Peranti ini kali pertama digunakan dalam kerja-kerja pembinaan asas, seperti menghancurkan permukaan jalan konkrit, membaiki asas, menggali parit di tanah keras, dan mengkuari blok batu besar… Syarikat Montabert Perancis juga memohon paten untuk pemecah batu hidraulik genggam pertama (siri BBH) pada tahun 1964 dan mereka cipta produk pemecah batu hidraulik siri BRH pada tahun 1969. Disebabkan fungsi yang berkuasa dan prospek aplikasi yang luas bagi pemecah batu hidraulik, peranti ini dengan cepat mendapat perhatian serius di Eropah, Jepun dan negara-negara lain, serta berkembang pesat. Banyak syarikat membuat pelaburan besar dalam pembangunan, rekabentuk dan ujian peralatan getaran hidraulik, sehingga pelbagai saiz, jenis dan fungsi pemecah batu hidraulik muncul satu demi satu. Kawasan aplikasi terus meluas, prestasi teknikal terus meningkat, dan produk terus dikemaskini dan digantikan. Krupp memperkenalkan teknologi redaman getaran pemecah batu hidraulik pada tahun 1985, memperbaiki sistem redaman getaran pada tahun 1995, melancarkan teknologi perlindungan haus 'Marathon' pada tahun 1998, serta melancarkan siri produk 'ECO' dan 'Marathon' pada tahun 2000. Syarikat Montabert melancarkan siri BRV dengan tenaga penyesuaian sendiri pada tahun 1987, dan sebagai tindak balas terhadap permintaan pasaran yang semakin meningkat, melancarkan pemecah batu siri BRP bersaiz kecil pada tahun 1992. Syarikat Rammer, yang diasaskan pada tahun 1978 di Finland, walaupun mempunyai sejarah yang singkat, menjadi kuasa dominan dalam bidang pemecah batu hidraulik—sejak permulaannya, syarikat ini melancarkan pemecah batu S600, iaitu yang terbesar di dunia pada masa itu; S2000 yang dilancarkan pada tahun 1981 berjisim 3 tan; siri produk tahun 1986 menggunakan prinsip 'Tenaga Pukulan Malar (CBE)'; produk ultra-senyap siri City dilancarkan pada tahun 1991; sistem 'City Pro' yang dibangunkan pada tahun 1995 membenarkan operator memilih prestasi pemecah batu hidraulik berdasarkan bahan yang dipukul, serta sistem penekanan debu jet air. Konan Jepun memperkenalkan teknologi Krupp pada tahun 1973 untuk menghasilkan pemecah batu hidraulik MKB; kemudian syarikat Jepun Furukawa, Teisaku dan Toku mula membangunkan pemecah batu hidraulik berdasarkan peranti hentaman pneumatik; NPK ditubuhkan pada tahun 1985. Syarikat Soosan, yang ditubuhkan pada tahun 1984, mendorong perkembangan pesat pemecah batu hidraulik Korea. Syarikat Itali INDECO ditubuhkan pada tahun 1976; pada tahun 1986, syarikat ini mengumumkan pembangunan 'pemecah batu hidraulik pintar' yang mampu menyesuaikan frekuensi dan tenaga hentaman berdasarkan kekerasan batu…

Kini terdapat lebih daripada 30 pengilang pemecah batu hidraulik utama di seluruh dunia. Berdasarkan asal-usulnya, pengilang-pengilang ini dapat diklasifikasikan kepada jenama Eropah, Jepun, Korea, dan tempatan China; di antara semua jenama tersebut, hanya beberapa sahaja yang dijual secara global. Pengilang pemecah batu hidraulik Eropah mempunyai ciri-ciri gabungan pengilangan, jenama, dan perkhidmatan dalam satu entiti; pengilang pengeluaran ini tidak sahaja memiliki keupayaan penyelidikan dan pembangunan (R&D) teknikal yang kukuh, malah juga mempunyai rangkaian pemasaran sendiri serta keupayaan perkhidmatan pelanggan. Setiap pengilang pemecah batu hidraulik menekankan pembinaan jenama sendiri, dengan tahap kepekatan industri yang tinggi; dalam beberapa tahun kebelakangan ini, tiga penggabungan dan penstrukturan semula industri utama telah diselesaikan, membentuk tiga jenama utama iaitu Rammer (termasuk Toyo), Atlas-Copco (termasuk Krupp), dan Montabert milik Doosan. Pengilang pemecah batu hidraulik Jepun mempunyai keserupaannya dengan pengilang pengeluaran Eropah — secara umumnya mereka juga memiliki rangkaian pemasaran sendiri dan menyediakan perkhidmatan kepada pelanggan secara serentak. Setiap pengilang pemecah batu hidraulik menekankan pembinaan jenama sendiri, dengan tahap kepekatan industri yang relatif tinggi. Hanya tujuh syarikat berikut yang beroperasi secara nasional: Furukawa, NPK, Toku, Teisaku, MKB, Toyo (yang kini telah diambil alih oleh Rammer), dan Okada. Pengilang pemecah batu hidraulik Korea mempunyai ciri-ciri pemisahan antara pengilangan, jenama, dan perkhidmatan; secara keseluruhan, pembahagian buruh industri adalah relatif halus, dengan banyak kilang pengeluaran komponen berskala kecil; terdapat hampir seratus pengedar pemecah batu hidraulik, tetapi hanya beberapa pengilang berskala besar seperti Soosan, Hanwoo, Daemo, dan MSB. Jadual 1-1 memberikan gambaran keseluruhan hasil tahunan pengilang pemecah batu hidraulik utama di seluruh dunia pada tahun 2010.

Jadual 1-1 Gambaran Keseluruhan Keluaran Tahunan Pengilang Pemecah Batu Hidraulik Utama Global pada Tahun 2010 (tidak termasuk China)

Penyelidikan China terhadap penghancur hidraulik bermula tidak lewat. Sejak pertengahan tahun 1970-an, institut penyelidikan saintifik tempatan dan universiti telah memasuki bidang ini, seperti Kolej Keluli dan Besi Beijing, Kolej Perlombongan Zhongnan, Institut Penyelidikan Perlombongan Changsha, dan Institut Penyelidikan Perlombongan Changsha. Penyelidik Cina menjalankan penyelidikan mendalam mengenai teknologi getaran hidraulik dan memperoleh banyak hasil penyelidikan; namun, disebabkan perkembangan teknologi hidraulik tempatan yang secara keseluruhan lambat pada masa itu serta tahap pembuatan yang relatif rendah, tiada kejayaan besar dalam pembangunan produk yang dicapai. Selepas tahun 1980-an, penyelidik Cina, selain menjalankan penyelidikan sendiri, juga memperkenalkan teknologi dan memulakan pembangunan jentera pengebor batu hidraulik serta penghancur batu hidraulik berwatak unik di bidang perlombongan. Sebilangan kilang alat udara bertekanan dan jentera pembinaan tempatan turut menyertai barisan penyelidikan ini, seperti Kilang Alat Udara Bertekanan Tonghua Jilin, Kilang Jentera Pembinaan Shanghai, dan Kilang Alat Udara Bertekanan Shenyang—semuanya mengerahkan tenaga untuk menjalankan penyelidikan dan ujian produk; namun, disebabkan teknologi pengeluaran yang ketinggalan zaman dan kualiti produk yang tidak stabil, pembangunan jentera penghancur batu hidraulik terhad kepada had tertentu. Pada tahun 1988, syarikat Krupp Jerman datang ke China dengan produknya untuk menganjurkan 'Pameran Produk Jentera Penghancur Batu Hidraulik', di mana lebih daripada 200 orang dari institut penyelidikan saintifik dan perusahaan tempatan menghadirinya; fungsi kuat produk tersebut menimbulkan minat besar di kalangan peserta, dan produk Krupp mula diperkenalkan ke pasaran China. Memanfaatkan peluang ini, Institut Penyelidikan Jentera Kejuruteraan Tianjin dan Universiti Teknologi Harbin menganalisis dan menyelidiki produk Krupp; manakala Kilang Komponen Hidraulik Changzhi dan Kilang Jentera Pembinaan Shanghai memulakan pengeluaran percubaan produk mereka sendiri.

Menjelang pertengahan tahun 1990-an, dengan pembangunan ekonomi China yang pesat, transformasi bandar yang cepat, dan peningkatan pelaburan infrastruktur, tahap mekanisasi dalam pembinaan kejuruteraan terus meningkat. Pasaran pemecah batu hidraulik China memasuki tempoh perkembangan terbaik dalam sejarah; sebilangan syarikat asing terkenal mula memasuki pasaran China satu demi satu. Syarikat tempatan juga bangkit untuk menghadapi persaingan, dan selepas lebih daripada satu dekad usaha, secara beransur-ansur membentuk beberapa jenama tempatan terkenal seperti Anhui Jingye (Jingye), Yantai Aide, Jiangsu Libosite, dan Changzhi Hydraulic.