روندهای هیجان انگیز و نوآورانه در طراحی بیل مکانیکی

ماشین‌های حفاری پایه قابل اعتماد صنایع سنگین و یکی از اولین ماشین‌های انتخابی برای مزارع کوچک و باغ‌ها هستند. حفاری و جابجایی زمین همیشه از کارهای سخت، اما ضروری برای هر ساخت و ساز یا تخریب بوده است. با این حال، با روندهای جدید و هیجان انگیز فناوری در کنترل های الکترونیکی و طراحی مکانیکی که در شرف ایجاد انقلابی در صنعت حفاری هستند، این در حال تغییر است. این مقاله به این ارتقاهای نوآورانه و چگونگی بهبود عملکرد بیل مکانیکی می‌پردازد و استفاده از آنها را آسان‌تر، هوشمندانه‌تر و کارآمدتر می‌کند.

فهرست مندرجات
بازار رو به رشد بیل مکانیکی
گرایش به بیل مکانیکی هوشمند
مروری بر روندها و تحولات آینده
افکار نهایی

بازار رو به رشد بیل مکانیکی

پیش بینی می شود که بازار جهانی بیل مکانیکی رشد کند CAGR 4.7٪ از یک ارزش جهانی 44.12 میلیارد دلار آمریکا در 2018 به 63.14 میلیارد دلار آمریکا تا سال 2026. در ایالات متحده، پروژه های بازار ساخت و ساز مسکونی سالم رشد قابل توجهی نسبت به فعلی خود دارد. 9.62 میلیارد دلار آمریکا در سال 2018، در حالی که ساخت و ساز اروپا به دلیل افزایش مقررات زیست محیطی که بر صنعت ساخت و ساز و همچنین خود ماشین آلات تحمیل شده است، احتمالاً رشد کمتری خواهد داشت. در مقابل، انتظار می‌رود بازار آسیا و اقیانوسیه رشد بیشتری در بازار بیل مکانیکی نسبت به ارزش سال 2018 داشته باشد. 17.32 میلیارد دلار آمریکا به دلیل افزایش سرمایه گذاری های زیرساختی در سراسر منطقه به ویژه در هند و چین.

گرایش به بیل مکانیکی هوشمند

تصور اینکه اصول بیل مکانیکی های هیدرولیک مدرن تقریباً از دهه 1950 تغییر نکرده است، دشوار است. نسخه‌های جدیدی که به بازار می‌آیند همچنان از بیرون تقریباً یکسان به نظر می‌رسند، اما این همان جایی است که شباهت به پایان می‌رسد. گرایش‌های جدید هیجان‌انگیزی نسبت به کاربرد فن‌آوری کنترل‌های الکترونیکی و طراحی مکانیکی وجود دارد که روش‌های کار بیل مکانیکی را نوآوری می‌کند. در میان بسیاری از پیشرفت‌ها می‌توان به کاهش شعاع چرخش، کابین و کنترل‌های ارتقا یافته اشاره کرد. سنسورها و دوربین های دیجیتال، راندمان موتور بهبود یافته و تعمیر و نگهداری آسان تر است. این تحولات و موارد دیگر در اینجا بیشتر مورد بررسی قرار می گیرد.

مروری بر روندها و تحولات آینده

چرخش دم کاهش یافته و قابل تنظیم

یکی از تغییرات فیزیکی که طراحی نسل جدید بیل مکانیکی را تحت تاثیر قرار می دهد کاهش نوسان دم. قوس چرخشی فضای مورد نیاز برای کار بیل مکانیکی را تعیین می کند، بنابراین یک نوسان کوچکتر انعطاف پذیری بیشتری را برای فضاهای باریک تر می دهد. اگرچه چرخش فضای کوچک در مینی بیل مکانیکی معمول است، بسیاری از تولید کنندگان اکنون چرخش دم محکم تری را در این دستگاه ارائه می کنند. محدوده 20-35 تن از ماشین آلات. از آنجایی که تاب محکم‌تر می‌تواند بر پایداری بارهای سنگین‌تر تأثیر بگذارد، برخی از مینی بیل‌های مکانیکی گزینه‌های قابل تنظیم از چرخش را ارائه می‌کنند. در طول مسیر تا 15 سانتی متر یا 50 سانتی متر برآمدگی. برخی از بیل مکانیکی های بزرگتر الف عملکرد کمک بالابر برای هشدار در مورد تلاش برای باری بیش از ظرفیت بالابری مشخص شده.

طراحی کابین بهبود یافته

یکی دیگر از ارتقاء قابل مشاهده تر در داخل کابین است. برای راحتی و راحتی اپراتور بهبود یافته است سیستم تهویه مطبوع، با صندلی های قابل تنظیم و گرم کن، و به طور کلی فضای سر و پا بیشتر در کابین. لرزش از طریق کابین و راننده با نوآوری در ساخت غلتک مسیر و بدنه کاهش می یابد. حتی سیستم های استریو بهبود یافته ای وجود دارد که برخی از آنها دارای اتصال بلوتوث هستند.

عملکرد بهبود یافته

برای سهولت کار، بهبود در موارد بیشتر طراحی ارگونومیک جوی استیکو استفاده از مواد نرم لمسی، گرفتن راحت تر و کارآمدتر را ارائه می دهد. گزینه‌های انعطاف‌پذیرتر مستقیماً از جوی استیک با کنترل سرانگشتی هیدرولیک کمکی و عملکردهای ثانویه در دسترس هستند، بنابراین نیازی به جابجایی دست‌ها به سوی سوئیچ‌ها نیست و می‌توان کنترل کامل را از طریق خود جوی استیک حفظ کرد. برخی از سیستم ها کنترل های الکترونیکی دریچه گاز را نیز اضافه می کنند که به اپراتور می دهد حالت های کنترل بار قابل انتخاب برای بارهای عملیاتی مختلف، بازدهی بالاتر و کاهش انرژی را به همراه دارد.

نمایشگرهای دیجیتال، ال ای دی و ویدیوی توسعه یافته

کنترل‌های جدید بیل مکانیکی با نمایشگرهای LED برای خواندن اطلاعات واضح و خوانایی آسان و نظارت بر ماشین ارائه می‌شوند. دوربین‌های با کیفیت بالا، کوچک و منعطف، نماهای متعددی را در اطراف دستگاه، از جلو، عقب، بوم و سطل ارائه می‌دهند، بنابراین درجه بالایی از کنترل و همچنین ایمنی را به اپراتور می‌دهند. نمایشگرهای دیجیتال می‌توانند چندین نمای دوربین را نشان دهند، زبان‌ها و پیکربندی صفحه نمایش را برای پروفایل‌های اپراتور مناسب تغییر دهند، و برخی از نمایشگرها ارائه می‌دهند. استفاده از صفحه نمایش لمسی و اتصال دستگاه اضافی برای استفاده آسان تر.

یکپارچه سازی GNSS، GPS، تله ماتیک و فناوری جمع آوری داده ها

سیستم های ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) و فناوری‌های GPS با قابلیت‌های یکپارچه بی‌سیم و اینترنت پیچیده‌تر و دقیق‌تر می‌شوند، بنابراین داده‌های ماشین را می‌توان به سرعت و با دقت به دستگاه‌های محلی و راه دور منتقل کرد. هنگامی که با جدیدترین سنسورها و دوربین ها، همراه با سایر ویژگی های ضبط داده های هوشمند ترکیب می شود، اپراتورها و مدیران پروژه می توانند تجزیه و تحلیل های دقیقی را در مورد عملکرد، کارایی و ایمنی جمع آوری کنند. جدیدترین سیستم های موقعیت یاب جهانی (GPS) امکان عملکرد خودکار یا از راه دور ماشین آلات، بهبود دقت و افزایش ایمنی، جلوگیری از برخورد و ردیابی ناوگان از راه دور.

اهمیت تله ماتیک همراه با GPS، GNSS و اینترنت یکپارچه سازی با ارائه مداوم موقعیت و جهت بیل مکانیکی، جمع آوری اطلاعات در برابر داده های طراحی، نظارت بر پیشرفت و به صدا درآوردن آلارم در صورت خارج شدن از مسیر، امکان عملکرد دقیق بیل مکانیکی را فراهم می کند.

کنترل از راه دور

تعدادی از مدل های جدید در حال حاضر با عملیات کنترل از راه دور که امکان عملیات با فاصله ایمن در محیط های کاری خطرناک را فراهم می کند کنترل ماشین های بزرگ یا کوچک از فاصله ایمن، کاهش خطرات ایمنی و صدمات احتمالی ناشی از دسترسی به ماشین آلات.

اینها ممکن است کنترل خط دید ماشین از طریق یک کنسول قابل حمل یا حتی مسافت های طولانی تر از چندین کیلومتر باشد که فقط با در دسترس بودن شبکه بی سیم محدود می شود. ویژگی های ایمنی و توقف اضطراری و همچنین حداقل تاخیر فرمان مهم هستند.

سیستم‌های هدایت عمق و برنامه‌نویسی «Set and Go».

جدیدترین بیل مکانیکی ها شامل سنسورهایی برای نظارت بر موقعیت دقیق بوم، دندانه های بازو و سطل بیل مکانیکی و سیستم های بررسی عمق هستند که به اپراتور اجازه می دهد تا عمق حفاری مورد نظر را برنامه ریزی کند و بر اساس آن از پیش تنظیم شده حفاری کند.  برخی از این سیستم ها دقتی در حدود نیم اینچ دارند، با داده هایی که مستقیماً به صفحه نمایش اپراتور ارائه می شود تا به طور مداوم فاصله، درجه و عمق را کنترل کند. این سیستم ها به اپراتورها کمک می کند تا مشخصات دقیق را برش داده و پر کنند و سریعتر و بدون برش بیش از حد به درجه دلخواه برسند. این سیستم‌ها همچنین امکان اتوماسیون جزئی یا کامل را با حرکات بوم، بازو و سطل خودکار فراهم می‌کنند، به طوری که اپراتور فقط باید عمق و شیب را با مانیتور تنظیم کند و سپس حفاری تک اهرمی را فعال کند تا حفاری دقیق و بدون دردسر انجام دهد.

تیغه های زاویه قابل تنظیم

یک نوآوری دیگر امکان زاویه دادن تیغه ها به چپ یا راست تا 25 درجه یا بالا و پایین تا 12 درجه است. این به اپراتور اجازه می دهد تا بهترین موقعیت را برای درجه بندی یا پر کردن سریعتر پیدا کند و هنگام حفاری روی زمین ناهموار، سنگربرداری و بلند کردن، ثبات بیشتری ایجاد کند. این ویژگی تیغه قابل تنظیم به این معنی است که می توان نیروی رو به پایین ثابتی را روی تیغه ها حتی در زمین های ناهموار، با ورودی بسیار کمی اپراتور اعمال کرد.

پیش بینی و نگهداری آسان تر

یک تحول مهم در کاهش زمان خرابی دستگاه و هزینه تعمیر و نگهداری، استفاده از نظارت از راه دور برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده های بیل مکانیکی و ارائه آن است. تعمیرات قابل پیش بینی هشدارها سیستم‌های مدیریت تعمیر و نگهداری کامپیوتری (CMMS) توسط چندین سازنده نصب شده‌اند تا امکان دسترسی از راه دور به داده‌های بیل مکانیکی از طریق اینترنت، با استفاده از GPS و GNSS را فراهم کنند تا عملکرد، موقعیت و داده‌های تعمیر و نگهداری در زمان واقعی به دست آید. این سیستم ها بازخوردی را در مورد سرعت عملیات و کارایی کار ارائه می دهند و داده هایی را برای نگهداری پیشگیرانه ارائه می دهند.

بیل مکانیکی برقی

شاید یک روند شگفت‌انگیز در چنین صنعت سنگین متکی به گازوئیل، حرکت به سمت بیل‌های الکتریکی است که به جای بیل‌های سنتی دیزلی کار می‌کنند. نگرانی های زیست محیطی در مورد انتشار گازهای گلخانه ای یک فشار عمده است. سازمان ملل متحد گزارش داد که صنعت ساخت و ساز به تنهایی در حدود 23 درصد از انتشار دی اکسید کربن در سطح جهان، با اطراف 6% ناشی از تجهیزات مورد استفاده در سایت است. افزایش محدودیت‌ها در انتشار گازهای گلخانه‌ای، به‌ویژه در اروپا، نیاز به جایگزین‌های الکتریکی را برای ایجاد سایت‌های ساخت‌وساز با آلایندگی صفر افزایش می‌دهد. در سال 2019، کاترپیلار یک بیل مکانیکی 26 تنی با باتری 300 کیلووات که می تواند 5-7 ساعت کار کند با شارژ یک شبه اکنون بازار مینی بیل های کوچکتر زیادی دارد سایز 1 تن با توان 8 کیلووات، تا برد 6 تن با توان 43 کیلووات، که همه می توانند در طول یک روز کاری کار کنند و در کمتر از 2 ساعت شارژ شوند. آپشن های برقی با کاهش قابل توجهی در طول عمر سوخت و هزینه های تعمیر و نگهداری، انتشار گازهای گلخانه ای و کاهش صدا را کاهش می دهند.

افکار نهایی

تقاضا برای بیل مکانیکی همچنان به رشد خود ادامه می دهد زیرا تقاضای جهانی برای افزایش مسکن مسکونی و بهبود زیرساخت ها صنعت ساخت و ساز را تقویت می کند. فناوری به طرق مختلف به بازار بیل مکانیکی رسیده است که در هر جنبه ای از این ماشین ها از پایه اعمال می شود. بیل مکانیکی هوشمندتر می‌شود، عملیات آسان‌تر می‌شود، تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌تر می‌شود، و مدیریت کلی داده‌ها در داخل و خارج از کار دقیق‌تر و فوری‌تر است. با رشد فزاینده نسخه های الکتریکی، اکنون گزینه های سازگار با آلایندگی نیز در دسترس هستند. این زمان‌ها برای بازار هیجان‌انگیز است و گزینه‌های جذابی در دسترس هستند.