بیل مکانیکی

یک مدل بیل کاترپیلار
بیل مکانیکی از ماشین‌های سنگین عمرانی و مهندسی است که شامل بازوی مفصلی (دکل و استیک)، باکت و کابین گردان (فیرو) در قسمت بالا و زنجیر یا چرخ لاستیکی در زیر می‌باشد. این ماشین ارتقاء یافته بیل‌های بخار است.
از قابلیت‌های این ماشین می‌توان به نصب چکش (پیکور) که بسیار پرکاربرد است و نصب مته، سنگ جت، قیچی فلزبر، چنگک، گراپ و دیگر ادوات اشاره کرد. نصب چکش هیدرولیکی یا پنوماتیک به جای باکت این دستگاه، این امکان را فراهم می‌کند که سطوح و حجم‌ها سنگی یا بتونی را که بنا به دلایلی نمی‌توان با مواد منفجره یا کمپرسور تخریب کرد، به‌وسیله مجموعه این دو وسیله (بیل و چکش) تخریب نمود.
لازم است ذکر شود به دلیل حجم کم باکت و هزینه‌های بالای نگهداری، برای خاکهای نرم و با حجم زیاد لودر وسیله اقتصادی‌تر است، اما مورد اطمینان برای کارهای شهری نیست (به دلیل رانش ایجاد شده برای ساختمان‌های اطراف)، که این موضوع باعث برتری بیل مکانیکی می‌شود.
موارد استفاده
بیل با قطعات و اتصالات مرتبط با حفر سریع
بیل در حال تخریب یک ساختمان
حفر کانال، گودال، زیرسازی
حمل مواد
برش توسط ادوات هیدرولیکی
تخریب
گود برداری برای ساخت ساختمان
خاک برداری
تسطیح زمین
معدنکاری
لایروبی رودخانه
بیل مکانیکی جز ماشین آلات و تجهیزات سنگین است که دارای بازوی مفصلی، باکت و کابین چرخان (اتاقک) می‌شوند. محل کابین در بالای سر شاسی با چرخ لاستیکی یا چرخ زنجیری است.
انواع بیل مکانیکی از نظر چرخ
انواع بیل مکانیکی عبارتند از:
بیل مکانیکی چرخ زنجیری و بیل مکانیکی چرخ لاستیکی
که هر کدام متناسب با نوع محل کاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد مانند محیط‌های کوهستانی، شهری، بیابانی و …
انواع بیل مکانیکی
بیل‌های هیدرولیکی بر اساس شکل ظاهری و کاربردشان دارای انواع گوناگون می‌باشند که در ادامه به بررسی آن‌ها پرداخته شده‌است.
۱-بکهولودر(backhoe loader)
این ماشین ترکیبی از لودر و بیل مکانیکی می‌باشد.
به این ماشین بیل مکانیکی با جام معکوس نیز گفته می‌شود.
لازم است ذکر شود که خصوصیات این ماشین و موارد کاربردش قبلا در مقاله آشنایی با لودر و موارد کاربرد آن ذکر شده‌است.
لذا برای آشنایی با این ماشین و موارد کاربرد آن به این مقاله مراجعه نمایید.
۲-بیل مکانیکی با سیستم کابلی
این ماشین عبارت است از یک اطاقک گردان که بر روی چرخ‌ها سوار می‌باشد و در انتهای جلوی آن بیل متصل شده‌است.
این بیل در دو نوع مکانیکی و هیدرولیکی موجود می‌باشد.
۳- دراگ لاین یا بیل کششی
قسمت‌های تشکیل دهنده این بیل شامل موارد ذیل می‌باشد:
اطاقک فرمان
جرثقیل
جام بیل کششی
کابل‌های لازم جهت کنترل قسمت‌های گوناگون
این بیل قادر به انجام فعایت‌های گوناگون در سطوح بسیار بالاتر وبسیار پایین‌تر از سطح اتکاء خود می‌باشد.
همچنین در انواع متفاوت زمین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سایر موارد استفاده از این ماشین عبارت است از:
انجام حفاریهای پایین‌تر از سطح
کانال زنی
لوله گزاری
از مهمترین مزایای این ماشین زمان کوتاه سیکل کاری آن می‌باشد.
در بسیاری از موارد عرض جام از ظرفیت آن مهم‌تر است، گستردگی جام از نظر (عرض و عمق) بیشتر می‌باشد.
۴-بیل‌های جام جلو
کاربرد این بیلها عبارت است از:
حفاری زمین‌های سخت در سطح بالای ماشین
بارگیری کامیون
انتقال مصالح به قرضه عمودی
این ماشین در دو نوع چرخ لاستیکی و چرخ زنجیری موجود می‌باشد.
۵-چنگک (بیل منقاری)
کلامشل‌ها معمولا در فعالیت‌های زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:
انجام فعالیت‌های حفاری به صورت قائم در اعماق مختلف مانند دیوارهای حائل، گودال شمع‌ها، پرده‌های آب‌بند و …..
حمل و جابه جایی مواد کنده شده و نرم نظیر ماسه، شن، زغال سنگ، سنگ‌های شکسته و …..
انجام عملیات‌های لایروبی در کانال‌ها، موج شکن‌ها و ….
حمل بار و بلند کردن‌ها به صورت قائم از یک نقطه به نقطه دیگر نظیر تخلیه بار در داخل قیف و کیسون‌ها
در کلامشل‌ها باید به نکات زیر دقت شود:
توانایی نفوذ جام به وزن آن بستگی دارد
محاسبه بازدهی دقیق آن مشکل می‌باشد.
در صورت امکان باید از سبک‌ترین جام برای این بیل‌ها استفاده شود.
معادل انگلیسی چنگک یا بیل منقاری در زبان انگلیسی clamshell grab می‌باشد.
ساختمان کار بیل مکانیکی
قرار دادن جام در محل مواد خاکی
پر کردن جام به وسیله فشار دادن یا کشیدن جام داخل مواد خاکی
خارج کردن و بالا کشیدن جام از داخل مواد خاکی
تخلیه مواد کنده شده داخل کامیون و شروع مجدد کار
بیل مکانیکی چرخ لاستیکی
این نوع دستگاه مهندسی به‌طور گسترده در مهندسی جاده از جمله ساخت و ساز جاده، ساخت وساز مسکن وشهر سازی، تخمگذاری لوله و جاده و تعمیر پروژه استفاده می‌شود.
سرعت حرکت چرخ لاستیکی در مقایسه با چرخ زنجیری بیشتر است لذا ب ززرز ارهای کوچک که تعداد سفر زیاد بوده و سطح راه مورد استفاده محکم باشد مفیدتر هستند.
از نوع کامیونی ازانتر و از نوع زنجیری گرانتر می‌باشد
سرعت حرکت آن‌ها با توجه به قدرت موتورشان محدود بوده و در حدود ۱۰ تا ۱۲٫۵ کیلومتر در ساعت است. در انواع جدید آن‌ها نیز به ۴۰ کیلومتر در ساعت نیز می‌رسد.
بیل مکانیکی زنجیری
یک وسیله نقلیه طراحی شده برای حفاری و حرکت اجسام بزرگ است. به همین دلیل به‌طور گسترده در کار ساخت و ساز مانند حفر تراشه‌ها، سوراخ‌ها، ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بلند کردن و گرفتن اجسام، حرکت خاک، تخریب، لایروبی، برش دادن زمین و اجسام، خرد کردن و.. از دیگر مواری است که همواره به بیل مکانیکی زنجیری نیاز است.
شاسی چرخ زنجیری قابلیت تحرک بسیار خوبی در محل خاک برداری ایجاد میکندچراکه به دلیل سطح وسع چرخ‌ها فشار کمی بر روی خاک ایجاد می‌کند که امکان کار بر روی خاک‌های سست را فراهم می‌کند.
به سبب زیاد بودن سطح اتکای زنجیر با زمین به راحتی می‌تواند در زمین‌های سست استقرار یافته و کار انجام دهد به همین جهت برای کار در زمین‌های نرم که ظرفیت بارگذاری آن‌ها از ۰٫۴۳ تا ۰٫۸۲ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است ساخته می‌شود.
دنده‌هایی که روی زنجیر آن‌ها پیش‌بینی شده سطح زمین‌های سنگی را شیار داده و استقرار و ثبات ماشین را برای انجام عملیات سخت سنگبرداری ممکن می‌سازد.
در راهای موقت با شیب زیاد (حدودا۴۰درصد) نیز قادر به حرکت می‌باشند.
در مقایسه با انواع دیگر عملیات‌های خاکی با ثبات‌ترین و صلب‌ترین آنهاست.
سرعت حرکت آن‌ها کم و در حدود ۵ تا ۷/۵ کیلومتر در ساعت می‌باشد.
برای انتقال آن‌ها به کارگاه باید از تریلر استفاده نمود.
در غالب عملیات خاکی به صرفه‌تر و سریعتر از انواع دیگر است.
بیل مکانیکی کششی (دراگلاین)
بیل مکانیکی (دراگلاین) از یک اتاقک فرمان، جرثقیل، جام بیل کششی و کابل‌های لازم جهت کنترل قسمت‌های مختلف تشکیل شده‌است.
حفاری با دراگلاین در سطوح بالاتر از سطح اتکاء ماشین تا سطوح خیلی پایین‌تر از سطح اتکاء ماشین و زمین‌های نرم تا زمین‌های متوسط سخت امکان‌پذیر می‌باشد.
ازمهمترین موارد برتری دراگلاین نسبت به سایر ماشین آلات می‌توان به بازوی طویل آن برای حفاری و تخلیه اشاره کرد.
حفاری از طریق کشیدن جام بر روی مواد حفاری
انواع بیل مکانیکی از لحاظ حفاری
بیل جام جلو (front shovel) :
بیل جام جلو برای حفاری‌های بالای سطح زمین و بارگیری کامیون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیل‌های جام جلو برای حفاری سخت در بالای سطح ماشین می‌باشند؛ که قادر هستند فشار قابل توجهی به جام خود اعمال کنند، اما مصالحی که حفاری می‌شوند باید در حالت قرضه عمودی باشند. به عبارت دیگر به صورت عمودی به سطح زمین قرار بگیرند. بازو و جام حدودا یک سوم وزن کل ماشین را دارند. بنا براین با در نظر گرفتن وزن مصالح در جام، این ماشین‌ها به نحوی طراحی می‌شوندکه نعادل خود را حفظ کنند. معمولا این ماشین‌ها دارای چرخ زنجیری می‌باشند و سرعت آن‌ها بسیار کم است.
برنامه‌ریزی کار با بیل مکانیکی
برای کار با بیل مکانیکی انتخاب اندازه صحیح ماشین وبیل اهمیت زیادی دارد و نوع خاک و شرایط کارگاه موارد تعیین‌کننده‌ای هستند.
علاوه بر این موارد دیگری را باید در نظر گرفت که برخی از آن‌ها عبارتند از:
زاویه گردش
زهکشی
دسترسی به محل کار
شرایط سطح کار
جهبه حفاری
انتخاب جام بیل مکانیکی
جام بیل مکانیکی با توجه به شرایط کاری، اندازه و نوع مصالح جابه‌جا شونده، افزایش راندمان خاکبرداری و بارگیری به چهار مورد ذیل تقسیم‌بندی شده:
سنگین کار
استفاده عمومی
سبک کار
جابه جایی مواد
تولیدکنندگان عمده
آران ماشین توس
دلتاراه ماشین