Prehľad hydraulických kameňolomov

1.1 Prehľad hydraulických kameňolomných zariadení

Hydraulické kameňolomné zariadenie, nazývané tiež hydraulický drvič alebo hydraulické nárazové zariadenie, je hydraulické nárazovo-kmitavé zariadenie. Používa vysokotlakový hydraulický olej ako pracovné prostredie a dosahuje rýchly pohyb piesta tam a späť vo vnútri valcového telesa prostredníctvom spätnej väzby medzi systémom riadenia ventilov a systémom valec–piest, čím sa hydraulická energia premieňa na mechanickú energiu piesta a poháňa kladivo na vykonávanie práce zvonka.

Hlavné funkcie hydraulického kameňolomného zariadenia sú: náraz a vibrácie. Vzhľadom na vysokovýkonné nárazovo-vibráciu charakteristiky hydraulického kameňolomného zariadenia sa široko používa v metalurgii, baníctve, železniciach, cestách, stavebníctve, komunálnom inžinierstve a nehnuteľnostnej výstavbe. Môže vykonávať vykopávky, rozrušovanie, demolácie a iné operácie na kameni, betóne, oceľových lyžiach, šlaku, zamrznutej pôde, ľade, betónových vozovkách, mostných doskách a budovách. Okrem toho, po výmene dláta, sa môže používať aj na rivetovanie, odstraňovanie hrdzy, utĺpanie a zatláčanie pilotov.

Bežné oblasti použitia hydraulických kameňolomných zariadení sú:

(1) Baníctvo – ťažba kamenných lomov, získavanie kameňa, raženie tunelov, rozrušovanie mriežok (grizzly bar), sekundárne rozrušovanie kameňa;

(2) Metalurgický priemysel – stroje na demontáž pecí, stroje na odstraňovanie šlaku z lyží, demontážne stroje, stroje na otváranie vypúšťacích otvorov na čistenie šlaku z oceľových lyží a na demoláciu výsteliek pecí;

(3) Komunálne inžinierstvo — rozrušovanie vozovky pri vodnom, plynovom a elektrickom stavebníctve, rozrušovanie tvrdého podkladu, vykopávanie výkopov, vŕtanie otvorov;

(4) Stavebníctvo budov — demolícia starých budov, rozrušovanie betónu, zhutňovanie pôdy;

(5) Cesty a železnice — razenie ciest výbušninami, rozrušovanie betónovej vozovky, opravy diaľníc, zatláčanie pilierov ochranných zábradlí, demolícia ciest a mostov.

Ako nový vysokovýkonný hydraulický nástroj majú hydraulické kladivá oproti tradičným pneumatickým nárazovým nástrojom rad neprekonateľných výhod, ktoré sa prejavujú najmä v nasledujúcich bodoch:

— Veľká nárazová energia. Hydraulické kladivá sa môžu prispôsobiť a navrhnúť podľa tlaku a prietoku oleja poskytovaného nosným strojom, ako aj podľa tlačnej sily. Nárazová energia je zvyčajne 300 až 10 000 joulov; najväčšie hydraulické kladivá na svete dokážu v súčasnosti dosiahnuť jednotlivú nárazovú energiu až 30 000 joulov.

— Vysoká pracovná účinnosť. Účinnosť hydraulického kameňolomného zariadenia sa všeobecne pohybuje v rozmedzí 60 % až 65 %; u modelov s vynikajúcimi výkonmi môže dosiahnuť až 70 %, zatiaľ čo účinnosť pneumatických nástrojov je len 20 % až 30 %.

— Úspora energie. Pracovným prostredím hydraulického kameňolomného zariadenia je recyklovateľný vysokotlakový hydraulický olej, pričom je vybavené aj akumulátorom; pracovným prostredím pneumatického nástroja je stlačený vzduch, ktorý nielenže spotrebuje veľké množstvo tepelnej energie počas kompresie, ale tiež výrazne stratí energiu pri výfukovom procese.

— Nízka hlučnosť. Štandardné hydraulické kameňolomné zariadenia majú hlučnosť 95 až 98 dB; nízkohlučné typy dosahujú 85 až 87 dB. Pneumatické nástroje, kvôli zvuku explozívneho rozširovania stlačeného plynu pri výfuku, majú hlučnosť rovnomerne vyššiu ako 100 dB. V dnešnej spoločnosti, kde sa stále prísnejšie uplatňujú požiadavky na ochranu životného prostredia, majú hydraulické kameňolomné zariadenia významnú hodnotu.

—— Dobrá stavebná realizovateľnosť a nízke náklady na údržbu. Hydraulický kameňolom pracuje spoločne s nosným strojom a umožňuje veľmi ľahko vykonávať operácie pod rôznymi priestorovými uhlami; kameňolom je úplne uzavretý, životnosť komponentov je dlhá, údržba je jednoduchá a pohodlná a celkové prevádzkové náklady sú nízke.

1.2 Krátky prehľad vývoja hydraulických kameňolomov

Na začiatku 20. storočia ľudia systematicky študovali pneumatické a hydraulické prenosové systémy a aktívne skúmali hydraulické zariadenia schopné prenášať vysoký výkon a riadenie. V roku 1963 nemecká spoločnosť Krupp podala patent na svetové prvé hydraulické vibračné zariadenie; v roku 1967 predstavila na výstave v Hannoveri svetový prvý prakticky využiteľný hydraulický kameňolomný kladivo namontované na nosiči, model HM400. Prvýkrát sa použilo pri základových stavebných prácach, napríklad pri drvení betónových vozoviek, opravách základov, vykopávaní výkopov v tvrdej pôde alebo ťažbe veľkých kameňových blokov... Francúzska spoločnosť Montabert podala v roku 1964 patent na prvý ručný hydraulický kameňolomný kladivo (série BBH) a v roku 1969 navrhla hydraulické kameňolomné kladivá série BRH. Vzhľadom na výkonnú funkciu a široké možnosti využitia hydraulických kameňolomných kladív boli tieto zariadenia v Európe, Japonsku a iných krajinách rýchlo veľmi vážne vnímané a rýchlo sa rozvíjali. Mnoho spoločností investovalo veľké sumy do vývoja, návrhu a testovania hydraulických vibračných zariadení, čo viedlo k postupnému vzniku hydraulických kameňolomných kladív rôznych veľkostí, typov a funkcií. Oblasti ich využitia sa neustále rozširovali, technický výkon sa neustále zlepšoval a produkty sa neustále aktualizovali a nahradzovali. Spoločnosť Krupp uviedla vibračnú technológiu tlmenia pre hydraulické kameňolomné kladivá v roku 1985, v roku 1995 vylepšila systém tlmenia vibrácií, v roku 1998 uvedla na trh technológiu ochrany proti opotrebovaniu „Marathon“ a v roku 2000 spustila produkty sérií „ECO“ a „Marathon“. Spoločnosť Montabert uvedla v roku 1987 sériu BRV s automatickou reguláciou energie a v roku 1992, v reakcii na rastúcu trhovú poptávku, uviedla na trh malé kameňolomné kladivá série BRP. Rammer spoločnosť, založená v roku 1978 vo Fínsku; napriek krátkej histórii sa stala dominantnou silou na poli hydraulických kamenolomných kladív – od samého začiatku uviedla na trh kladivo S600, ktoré bolo vtedy najväčším kladivom na svete; kladivo S2000, uvedené na trh v roku 1981, vážilo 3 tony; výrobková séria z roku 1986 využívala princíp „konštantnej energie úderu (CBE)“; ultra-tiché výrobky série City boli predstavené v roku 1991; systém „City Pro“, vyvinutý v roku 1995, umožňoval operátorom vyberať výkon hydraulického kamenolomného kladiva podľa materiálu, do ktorého sa úder vykonáva, a zároveň obsahoval systém potláčania prachu pomocou vodného prúdu. KONAN japonská spoločnosť, ktorá v roku 1973 zaviedla technológiu firmy Krupp na výrobu hydraulických kamenolomných kladív MKB; neskôr japonské spoločnosti Furukawa, Teisaku a Toku začali vyvíjať hydraulické kamenolomné kladivá na základe pneumatických nárazových zariadení; spoločnosť NPK bola založená v roku 1985. SOOSAN spoločnosť založená v roku 1984, ktorá podporovala rýchly rozvoj kórejských hydraulických kameňových drtičov. Talianska spoločnosť INDECO bola založená v roku 1976; v roku 1986 uvedla na trh vývoj „inteligentného hydraulického kameňového drtiča“, ktorý dokáže prispôsobiť frekvenciu úderov a energiu podľa tvrdosti kameňa …

V súčasnosti je na celom svete viac ako 30 významných výrobcov hydraulických kladiv na kameň. Podľa pôvodu sa dajú rozdeliť na európske, japonské, kórejské a domáce čínske značky, z ktorých len niekoľko značiek sa predáva po celom svete. Európski výrobcovia hydraulických kladiv na kameň sa vyznačujú integráciou výroby, značky a služieb do jedného celku; výrobní výrobcovia disponujú nielen silnými technickými kapacitami v oblasti výskumu a vývoja, ale majú tiež vlastné marketingové siete a schopnosti poskytovať zákaznícky servis. Každý výrobca hydraulických kladiv na kameň zdôrazňuje budovanie vlastnej značky, pričom koncentrácia odvetvia je vysoká. V posledných rokoch boli dokončené tri veľké odvetvové zlúčenia a reorganizácie, čím vznikli tri hlavné značky: Rammer (vrátane Toyo), Atlas Copco (vrátane Krupp) a Montabert spoločnosti Doosan. Japonskí výrobcovia hydraulických kladiv na kameň sú podobní európskym výrobným výrobcom – všeobecne majú tiež vlastné marketingové siete a súčasne poskytujú zákazníkom servisné služby. Každý výrobca hydraulických kladiv na kameň zdôrazňuje budovanie vlastnej značky, pričom koncentrácia odvetvia je relatívne vysoká. Celozemecké pokrytie majú len sedem spoločností: Furukawa, NPK, Toku, Teisaku, MKB, Toyo (ktorá už bola nadobudnutá spoločnosťou Rammer) a Okada. Kórejskí výrobcovia hydraulických kladiv na kameň sa vyznačujú oddelením výroby, značky a servisu; celkové odvetvové rozdelenie práce je relatívne jemné, s mnohými malými závodmi na výrobu súčiastok; existuje takmer sto distributórskych spoločností pre hydraulické kladivá na kameň, avšak výrobcovia s významným rozsahom sú len Soosan, Hanwoo, Daemo, MSB a niekoľko ďalších. Tabuľka 1-1 poskytuje prehľad ročnej výroby hlavných globálnych výrobcov hydraulických kladiv na kameň v roku 2010.

Tabuľka 1-1 Ročný prehľad výstupu hlavných svetových výrobcov hydraulických kladiv v roku 2010 (bez Číny)

Výskum hydraulických drvičov v Číne začal pomerne skoro. Už v polovici 70. rokov 20. storočia sa do tohto odboru zapojili domáce vedeckovýskumné inštitúty a univerzity, napríklad Pekingská škola ocele a železa, Stredozápadná banská škola, Čchang-ša banský výskumný inštitút a Čchang-ša banský výskumný inštitút. Čínski výskumníci uskutočnili hlboký výskum technológie hydraulického vibrovania a dosiahli množstvo výskumných výsledkov; avšak vzhľadom na celkový pomalý rozvoj domácej hydrauliky v tom čase a relatívne nízku úroveň výroby sa vývoji produktov nepodaril žiadny zásadný prielom. Po roku 1980 čínski výskumníci, ktorí vykonávali aj samostatný výskum, zároveň preberali technológiu z cudziny a ako prví vyvinuli v baníckom odvetví hydraulické kameňolamy a hydraulické kameňolamné vŕtačky so špecifickými vlastnosťami. Do výskumnej činnosti sa tiež zapojili niektoré domáce továrne na pneumatické nástroje a stavebné stroje, napríklad pneumatická továreň Tonghua v Jilinu, šanghajská továreň na stavebné stroje, Šen-janská továreň na pneumatické nástroje atď., ktoré všetky organizovali výskumné a skúšobné činnosti týkajúce sa týchto produktov; avšak kvôli zaostalej výrobnej technológii a nestabilnej kvalite výrobkov bol rozvoj hydraulických kameňolamov obmedzený. V roku 1988 nemecká spoločnosť Krupp prišla do Číny s výrobkami na usporiadanie „Výstavy hydraulických kameňolamov“; na výstave sa zúčastnilo viac ako 200 zástupcov domácich vedeckovýskumných inštitútov a podnikov; výkonné funkcie výrobkov vyvolali u účastníkov veľký záujem a výrobky firmy Krupp sa začali uvádzať na čínsky trh. Využívajúc túto príležitosť, Inštitút strojárskych technológií v Tchien-ťinu a Technologická univerzita v Ch’-er-pin-e analyzovali a výskumne preštudovali výrobky firmy Krupp; Hydraulická továreň na súčiastky v Čchang-či a Šanghajská továreň na stavebné stroje začali pokusnú výrobu vlastných výrobkov.

Do polovice 90. rokov 20. storočia, v dôsledku rýchleho hospodárskeho rozvoja Číny, rýchlej urbanistickej transformácie a zvyšujúcich sa investícií do infraštruktúry, sa stupeň mechanizácie v stavebníctve neustále zvyšoval. Čínsky trh s hydraulickými kameňolomnými nástrojmi vstúpil do najlepšieho obdobia svojho historického rozvoja; niekoľko známych zahraničných podnikov začalo postupne vstupovať na čínsky trh. Domáce podniky tiež vystúpili v snahe konkurovať a po viac ako desaťročnom úsilí sa postupne vyprofilovalo niekoľko známych domácich značiek, napríklad Anhui Jingye (Jingye), Yantai Aide, Jiangsu Libosite a Changzhi Hydraulic.