Xu hướng thú vị và sáng tạo trong thiết kế máy xúc

Máy đào là trụ cột đáng tin cậy của ngành công nghiệp nặng và là một trong những máy móc đầu tiên được lựa chọn cho các trang trại và khu vườn nhỏ. Đào và di chuyển đất luôn là những nhiệm vụ khó khăn nhưng cần thiết của bất kỳ công trình xây dựng hoặc phá dỡ nào. Tuy nhiên, điều đó sắp thay đổi với các xu hướng công nghệ mới thú vị trong điều khiển điện tử và thiết kế cơ khí sắp cách mạng hóa ngành công nghiệp đào. Bài viết này xem xét các nâng cấp sáng tạo này và cách chúng sẽ cải thiện hoạt động của máy đào, giúp việc sử dụng chúng dễ dàng hơn, thông minh hơn và hiệu quả hơn.

Mục lục
Thị trường máy xúc đang phát triển
Xu hướng máy đào thông minh
Tổng quan về các xu hướng và phát triển sắp tới
Lời cuối

Thị trường máy xúc đang phát triển

Thị trường máy đào toàn cầu dự kiến ​​sẽ tăng trưởng CAGR 4.7% từ một giá trị toàn cầu của 44.12 tỷ đô la Mỹ trong 2018 tới 63.14 tỷ đô la Mỹ vào năm 2026. Tại Hoa Kỳ, thị trường xây dựng nhà ở lành mạnh dự kiến ​​sẽ tăng trưởng đáng kể so với hiện tại 9.62 tỷ USD vào năm 2018, trong khi ngành xây dựng châu Âu có khả năng tăng trưởng chậm hơn do các quy định về môi trường ngày càng tăng được áp dụng cho ngành xây dựng, cũng như bản thân các máy móc. Ngược lại, thị trường Châu Á - Thái Bình Dương dự kiến ​​sẽ chứng kiến ​​mức tăng trưởng cao hơn trong thị trường máy đào từ giá trị năm 2018 của nó 17.32 tỷ USD do đầu tư cơ sở hạ tầng ngày càng tăng trên khắp khu vực, đặc biệt là ở Ấn Độ và Trung Quốc.

Xu hướng máy đào thông minh

Thật khó để tưởng tượng rằng các nguyên lý cơ bản của máy đào thủy lực hiện đại hầu như không thay đổi kể từ những năm 1950. Các phiên bản mới sắp ra mắt trên thị trường vẫn sẽ trông giống nhau từ bên ngoài, nhưng đó là điểm tương đồng duy nhất. Có những xu hướng mới thú vị hướng tới ứng dụng công nghệ của các điều khiển điện tử và thiết kế cơ khí đang đổi mới cách thức hoạt động của máy đào. Trong số nhiều cải tiến là bán kính quay giảm, cabin và điều khiển được nâng cấp, cảm biến kỹ thuật số và máy ảnh, cải thiện hiệu suất động cơ và bảo trì dễ dàng hơn. Những phát triển này và nhiều hơn nữa được khám phá thêm tại đây.

Tổng quan về các xu hướng và phát triển sắp tới

Giảm và có thể cấu hình được độ vung đuôi

Một thay đổi vật lý đang tác động đến thiết kế của thế hệ máy đào mới là giảm độ vung đuôi. Vòng cung xoay xác định không gian cần thiết để máy đào hoạt động, do đó, vòng xoay nhỏ hơn mang lại sự linh hoạt hơn cho không gian hẹp hơn. Mặc dù vòng xoay không gian nhỏ là phổ biến với máy đào mini, nhiều nhà sản xuất hiện cung cấp vòng xoay đuôi chặt hơn trong Dòng máy 20-35 tấn. Vì độ xoay chặt hơn có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của tải trọng nặng hơn, một số máy đào mini cung cấp các tùy chọn có thể cấu hình từ độ xoay trong chiều dài đường ray đến 15cm hoặc 50cm nhô ra. Một số máy đào lớn hơn cung cấp chức năng hỗ trợ nâng để cảnh báo không nên nâng vật nặng vượt quá sức nâng quy định.

Thiết kế cabin được cải tiến

Một nâng cấp dễ thấy hơn nữa là ở bên trong cabin. Để tạo sự thoải mái và tiện lợi cho người vận hành, có cải tiến kiểm soát khí hậu, có ghế ngồi có thể điều chỉnh và sưởi ấm, và không gian để chân và đầu rộng rãi hơn trong cabin. Độ rung qua cabin và người lái được giảm bớt nhờ những cải tiến trong cấu trúc con lăn và thân xe. Thậm chí còn có hệ thống âm thanh nổi được cải tiến, một số có kết nối Bluetooth.

Hoạt động được cải thiện

Để dễ dàng vận hành, cải tiến nhiều hơn thiết kế cần điều khiển tiện dụng, và sử dụng vật liệu mềm mại, mang lại cảm giác cầm nắm thoải mái và hiệu quả hơn. Có nhiều tùy chọn linh hoạt hơn trực tiếp từ cần điều khiển với chức năng điều khiển thủy lực phụ trợ và chức năng thứ cấp bằng đầu ngón tay, do đó không cần phải di chuyển tay ra xa công tắc và có thể duy trì toàn bộ khả năng điều khiển thông qua chính cần điều khiển. Một số hệ thống cũng bổ sung thêm điều khiển bướm ga điện tử, giúp người vận hành chế độ kiểm soát tải có thể lựa chọn cho các tải hoạt động khác nhau, mang lại hiệu quả cao hơn và giảm năng lượng.

Màn hình kỹ thuật số, đèn LED và video mở rộng

Bộ điều khiển máy xúc mới đi kèm với màn hình LED để dễ đọc, thông tin rõ ràng được đọc ra và giám sát máy. Camera chất lượng cao, nhỏ và linh hoạt cung cấp nhiều góc nhìn xung quanh máy, từ phía trước, phía sau, cần trục và gầu xúc, do đó mang lại cho người vận hành mức độ kiểm soát cao cũng như sự an toàn. Màn hình kỹ thuật số có thể hiển thị nhiều góc nhìn camera, chuyển đổi ngôn ngữ và cấu hình màn hình cho các hồ sơ người vận hành được tùy chỉnh và một số màn hình cung cấp sử dụng màn hình cảm ứng và kết nối thiết bị bổ sung để sử dụng dễ dàng hơn.

Tích hợp công nghệ GNSS, GPS, tin học viễn thông và thu thập dữ liệu

Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) và công nghệ GPS đang trở nên tinh vi và chính xác hơn với khả năng không dây và internet tích hợp, do đó dữ liệu máy có thể được truyền đến các thiết bị cục bộ và từ xa một cách nhanh chóng và chính xác. Khi kết hợp với các cảm biến và camera mới nhất, cùng với các tính năng thu thập dữ liệu thông minh khác, người vận hành và quản lý dự án có thể thu thập các phân tích chi tiết về hiệu suất, hiệu quả và an toàn. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cho phép vận hành máy móc tự động hoặc từ xa, cải thiện độ chính xác và tăng cường an toàn, tránh va chạm và theo dõi đội tàu từ xa.

Tầm quan trọng của tin học viễn thông cùng với GPS, GNSS và internet Tích hợp cho phép vận hành máy đào chính xác bằng cách liên tục cung cấp vị trí và hướng của máy đào, đối chiếu thông tin với dữ liệu thiết kế, theo dõi tiến độ và phát tín hiệu báo động nếu tiến độ không đúng như mong đợi.

Điều khiển từ xa

Một số mô hình mới hiện nay đi kèm với hoạt động điều khiển từ xa cho phép vận hành ở khoảng cách an toàn trong môi trường làm việc nguy hiểm bằng cách điều khiển máy móc lớn hoặc nhỏ từ khoảng cách an toàn, giảm thiểu rủi ro an toàn và các thương tích có thể xảy ra khi tiếp cận máy móc.

Đây có thể là điều khiển máy theo đường ngắm thông qua bảng điều khiển cầm tay hoặc thậm chí là khoảng cách xa hơn vài km, chỉ giới hạn bởi khả năng sử dụng mạng không dây. Các tính năng an toàn và dừng khẩn cấp rất quan trọng, cũng như độ trễ lệnh tối thiểu.

Hệ thống hướng dẫn độ sâu và lập trình 'thiết lập và đi'

Các máy đào mới nhất bao gồm các cảm biến để theo dõi vị trí chính xác của cần, tay và răng gầu đào, cùng hệ thống kiểm tra độ sâu cho phép người vận hành lập trình độ sâu đào mong muốn và đào theo độ sâu được cài đặt trước.  Một số hệ thống này có độ chính xác trong vòng nửa inch, với dữ liệu được cung cấp trực tiếp đến bảng hiển thị của người vận hành, để liên tục theo dõi khoảng cách, độ dốc và độ sâu. Các hệ thống này giúp người vận hành cắt và lấp đầy theo thông số kỹ thuật chính xác và đạt được độ dốc mong muốn nhanh hơn, và không cắt quá mức. Các hệ thống này cũng cho phép tự động hóa một phần hoặc toàn bộ, với chuyển động cần, tay và gầu tự động để người vận hành chỉ cần thiết lập độ sâu và độ dốc bằng màn hình, sau đó kích hoạt đào một đòn bẩy để thực hiện đào chính xác và dễ dàng.

Lưỡi dao góc có thể điều chỉnh

Một cải tiến nữa là khả năng nghiêng lưỡi dao sang trái hoặc phải lên đến 25 độ, hoặc lên xuống đến 12 độ. Điều này cho phép người vận hành tìm vị trí tốt nhất để san lấp hoặc lấp đất nhanh hơn và cung cấp độ ổn định cao hơn khi đào trên mặt đất không bằng phẳng, đào rãnh và nâng. Tính năng lưỡi dao có thể điều chỉnh này có nghĩa là có thể tạo ra lực ép xuống nhất quán lên lưỡi dao ngay cả trên địa hình không bằng phẳng, với rất ít thao tác của người vận hành.

Bảo trì dễ dàng và có thể dự đoán trước

Một bước tiến quan trọng trong việc giảm thời gian chết máy và chi phí bảo trì là sử dụng giám sát từ xa để thu thập và phân tích dữ liệu máy đào và cung cấp bảo trì dự đoán cảnh báo. Một số nhà sản xuất đã lắp đặt hệ thống quản lý bảo trì máy tính (CMMS) để cho phép truy cập từ xa vào dữ liệu máy đào qua internet, sử dụng GPS và GNSS, để có được dữ liệu hiệu suất máy, vị trí và bảo trì theo thời gian thực. Các hệ thống này cung cấp phản hồi về tốc độ vận hành và hiệu quả công việc và cung cấp dữ liệu để bảo trì phòng ngừa.

Máy đào chạy bằng điện

Có lẽ một xu hướng đáng ngạc nhiên trong một ngành công nghiệp phụ thuộc nhiều vào dầu diesel như vậy là chuyển sang sử dụng máy đào chạy bằng điện thay vì máy đào chạy bằng dầu diesel truyền thống. Mối quan tâm về sinh thái đối với khí thải là một động lực lớn. Liên hợp quốc báo cáo rằng riêng ngành xây dựng chiếm khoảng 23% lượng khí thải carbon dioxide trên toàn cầu, với xung quanh 6% đến từ thiết bị sử dụng tại chỗ. Các hạn chế ngày càng tăng đối với khí thải, đặc biệt là ở Châu Âu, thúc đẩy nhu cầu về các giải pháp thay thế bằng điện, hướng tới các công trường xây dựng không phát thải. Năm 2019, Caterpillar đã ra mắt Máy xúc 26 tấn với pin 300Kw có thể hoạt động trong 5-7 giờ với một lần sạc qua đêm. Thị trường hiện có nhiều máy đào mini nhỏ hơn từ Kích thước 1 tấn với công suất 8Kw, lên đến Tầm hoạt động 6 tấn với công suất 43Kw, tất cả đều có thể chạy trong suốt ngày làm việc và sạc trong vòng chưa đầy 2 giờ. Các tùy chọn điện cung cấp lượng khí thải và tiếng ồn thấp hơn với chi phí nhiên liệu và bảo trì trọn đời thấp hơn đáng kể.

Lời cuối

Nhu cầu về máy đào tiếp tục tăng khi nhu cầu toàn cầu về nhà ở dân dụng tăng lên và cơ sở hạ tầng được cải thiện thúc đẩy ngành xây dựng. Công nghệ đã tiếp cận thị trường máy đào theo nhiều cách khi được áp dụng vào mọi khía cạnh của những cỗ máy này từ đầu. Máy đào đang trở nên thông minh hơn, hoạt động trở nên dễ dàng hơn, bảo trì có thể dự đoán được nhiều hơn và quản lý dữ liệu tổng thể trong và ngoài công việc chi tiết hơn và tức thời hơn. Với sự phát triển ngày càng tăng của các phiên bản điện, hiện nay cũng có các tùy chọn thân thiện với khí thải. Đây là thời điểm thú vị cho thị trường và có những tùy chọn hấp dẫn đang trở nên khả dụng.