مهندسی عمران_سیدمحمدمهدی هاشمی

ماشین آلات ساختمانی و کاربرد آنها

تراکتورها و بولدوزرها
 تراکتور از مهمترین ماشین آلات راهسازی و ساختمان سازی است که دارای کاربردهای متعددی است. هدف اولیه تراکتور به جلو راندن و یا کشیدن اقسام بارها میباشد. بر روی تراکتور انواع لوازم مکانیکی را میتوان نصب کرد لوازمی از قبیل: بیل های مکانیکی، ریپرها، تیغه های بولدوزر، دکل های لوله گذار جانبی، کج بیل ها، نهرکن ها، و غیره. به علاوه از تراکتور استفاده های دیگری هم میکنند نظیرکشیدن اسکریپر واگن و غیره.

تراکتورها از موتورهای دیزل که معمولا توربوشارژ هستند نیرو می گیرند و درانواع استاندارد و دنده اتوماتیک موجود هستند، همچنین کنترل آنها به صورت کنترل هیدورلیک و دنده اتوماتیک است. تراکتورها بر دو نوع کلی چرخ زنجیری و چرخ لاستیکی می باشند.

کاربرد
بولدوزرها موارد استفاده فراوانی دارند که ازمیان می توان به موارد زیراشاره کرد:
1-تسطیح زمین و پاک سازی آن از بوته ها و کنده های درخت.
2-ایجاد راههای اولیه در کوهستانها و زمینهای سنگلاخی.
3-جابجا کردن توده خاک به صورت فشار دادن در حجم های زیاد.
4-کمک به هل دادن اسکریپرها.
5- پخش کردن خاک در خاکریزها.
6-پشته کردن خاک در کنار نهرهای ایجاد شده.
7- تسطیح و پاک سازی بقایای مانده از عملیات ساختمانی.
8-نگهداری راههای موقت خاکی.
9-پاک سازی گودالهای کف معادن.

انواع تراکتورها
الف – تراکتورهای چرخ زنجیری
تراکتورهای چرخ زنجیری انواع مختلفی دارند. این تراکتورها معمولا برحسب اندازه وزن و قدرت طبقه بندی می شوند بطوریکه در بسیاری از پروژه ها مقدار وزن تراکتور چرخ زنجیری مهم است زیرا مقدار حداکثر نیروی کششی که یک دستگاه تراکتور می تواند به وجود آورد بدون توجه به قدرت تولیدی موتور آن، به حاصل ضرب مقدار وزن در ضریب کشش سطح جاده ای که روی آن کارمی کنند محدود می باشد. وجود زنجیره ها باعث می شود که تراکتور بتواند در زمینهای با مقاومت فشاری کم و قدرت کششی مناسب فعالیت داشته باشد.

ب- تراکتور چرخ لاستیکی
تراکتور چرخ لاستیکی از این جهت ساخته شده که سرعت بیشتری درکشیدن و هل دادن اسکریپرها و کارهای نظیر آن داشته باشد. این نوع ماشین ها در انواع دو چرخ و چهارچرخ وجود دارند. نوع دو چرخ آن حتما باید با یک ماشین دیگر نظیر اسکریپر کار کند تا بتواند تعادل خود را حفظ کند. نوع چهارچرخ آن در دو نوع یک دیفرانسیل و دو دیفرانسیل موجود است. باین همه آسیب پذیری لاستیکهای این ماشینها در موقع کار در زمینهای دارای سنگهای تیز که باعث بریده شدن لاستیک میشود، استفاده از آن را در این نوع زمینها محدود می کند، البته زنجیرهای سیمی مخصوص جهت حفاظت لاستیکها وجود دارد که می توان برای ازدیاد اصطکاک لاستیکها با سطح زمین آنها را بکاربرد.

2-بیل های مکانیکی
بیل های مکانیکی از اولین ماشین آلات مدرن ساختمانی هستند که در عملیات خاکی بکاررفته اند. بیل های مکانیکی عمدتا" برای گود برداری درخاک و بارکردن آن با کامیون یا تریلی و یا تسمه نقاله ها بکارمی رود. انواع پرقدرت آن قادر به گودبرداری در تمام انواع خاکها بجز صخره سنگها بدون تخریب اولیه می باشند.

بیل های مکانیکی از سه قسمت اساسی تشکیل شده اند: 1-ارابه. 2-قسمت اتاقک گردان روی ارابه. 3-قسمت الحاقی جلوی ماشین.

ارابه یا شاسی: شاسی به دونوع تقسیم می شود: 1-شاسی چرخ زنجیری. 2- شاسی چرخ لاستیکی (کامیون).

شاسی چرخ زنجیری قابلیت تحرک بسیارخوبی در محل خاک برداری ایجاد می کند درضمن به دلیل سطح وسیع چرخها، فشار کمی بر روی خاک ایجاد میکند که امکان کار بر روی خاکهای سست را فراهم میکند. در مواردی که برحسب نوع خاک اصطکاک بیشتری مورد نیاز بوده و مسئله لغزندگی وجود داشته باشد، نقش زنجیر در ماشین اهمیت پیدا میکند؛ در عوض این گونه بیلها سرعت کمی دارند.

شاسی های چرخ لاستیکی دارای سرعت حرکتی بیشتری بوده و لذا برای کارهای کوچکی که تعداد سفر زیاد بوده و سطح راه مورد استفاده محکم باشد مفیدترند. این نوع شاسی خود بر دو نوع است: نوع خود متحرک که ازاتاقک فرمان میگرد و نوع دیگر که در قسمت عقب کامیون نصب میشود و آن را کامیونی می گویند.
سرعت نوع اول به 50 و سرعت نوع دوم به80 کیلومتر در ساعت میرسد.

انواع بیلهای مکانیکی
الف- بیل مکانیکی با جام معکوس
 به این بیل اسامی متعددی داده می شود از قبیل: کج بیل، بیل پشت خم و بیل کششی.
این بیلها در دو نوع مکانیکی و هیدرولیکی هستند و برای حفاری مناسبند.

ب- بیل مکانیکی با سیستم کابلی
 این بیل مکانیکی عبارت است از اطاقک گردانی که سوار بر چرخها بوده و در انتهای جلویی آن بیل متصل شده است. این بیل در دو نوع مکانیکی و هیدرولیکی می باشند.

ج- بیل کششی (دراگلاین)
بیل کششی )دراگلاین) از یک اطاقک فرمان، جرثقیل، جام بیل کششی و کابلهای لازم جهت کنترل قسمتهای مختلف تشکیل شده است. بیل کششی قادر است در سطوح خیلی بالاتر و خیلی پایین تر از سطح اتکاء خود کار کند و در انواع زمین ها مورد استفاده قرار می گیرد. بازوی طویل آن برای حفاری و تخلیه مواد کنده شده مفید بوده و زمان سیکل کار کوتاه از محاسن این ماشین می باشد.

د- جرثقیل
 جرثقیل تشکیل شده از اطاق فرمان و یک تیر بلند مشبک و قلب جرثقیل و معمولا برای بلند کردن اجسام سنگین و حرکت دادن آنها بکار می رود. با اتصال دستگاههای مختلف به انتهای تیر مشبک بلند جرثقیل می توان از  آن استفاده های دیگری نمود. جرثقیل ها هم بر دو نوع مکانیکی و هیدرولیکی می باشند که امروزه بیشتر هیدرولیکی می باشند.

اسکریپر
اسکریپر ماشینی است که عمل بارگیری و حمل و تخلیه مواد خاکی در مسافتهای متوسط و زیاد را به تنهایی انجام می دهد.
اسکریپرازسه قسمت اصلی تشکیل شده است: 1-قسمت بارگیر (جام ). 2-دیوار جلویی قسمت بارگیر و 3-دیواره عقب جام یا دیواره تخلیه قسمت جام که معمولا سرباز است دارای یک تیغه برنده قابل تعویض درقسمت پایین می باشد. این تیغه درحین بارگیری به داخل خاک نفوذ می کند و با برش خاک آنرا به داخل جام هدایت می کند. این قسمت قابل حرکت بوده و می تواند پایین و بالا برود. در اسکریپرهای دارای بالابر، قسمت بالابر جانشین دیواره جلویی جام می شود و دیواره عقب جام یا دیواره تخلیه قابلیت حرکت به عقب و جلو را دارد که با هل دادن خاک به تخلیه بار کمک می کند.

انواع اسکریپرها
اسکریپرها به دو دسته موتوردار و بدون موتور تقسیم می شوند. امروزه نوع بدون موتور کمترمورد استفاده قرارد می گیرد اغلب اسکریپرها تک محوره بوده و تعادل آن و وزن بار آن توسط تراکتور متصل به آن حمل می شود. تراکتورهایی که این اسکریپرها را می کشند ممکن است چرخ لاستیکی و چرخ زنجیری باشند. بعضی دیگر قسمتی از یک تراکتور اسکریپرها هستند بدین معنی که یک تراکتورتک محوره یک اسکریپر تک مجوره رامی کشد. اسکریپرهایی که دو محور دارند به وسیله تراکتورهای زنجیردار کشیده می شوند زیرا اینگونه تراکتورها نمی توانند بار قائم را تحمل کنند بنابراین نمی توانند اسکریپرها یک محوره را بشکند امروزه بندرت از اسکریپرها چرخ زنجیری استفاده میشود اسکریپرهایی که توسط تراکتور چرخ لاستیکی کشیده میشوند به انواع زیرتقسیم بندی می شوند:
1-تک موتوره دومحوره
2-سه محوری
3-دو دیفرانسیل
4-اسکریپرهای دو موتوره ( TANDEM-POWERED )
5-اسکریپرهای دارای بالابر (ELEVATING )
6-فشاری – کششی (PUSH – PULL )

اسکریپرهای تک موتوری دو محوری از یک تراکتور تک محوره استفاده می کنند و به دلیل مسئله تعادل این تراکتور بدون اسکریپر مربوطه قادربه حرکت نیست اسکریپرهای سه محوری توسط یک تراکتورکشیده میشوند ماشنیهای چند دیفرانسیلی دارای چرخهای گردنده در اسکریپر و در تراکتور هستند اسکریپرهای دو موتوره دارای موتورهایی جداگانه برای حرکت اسکریپر و چرخهای گردان آن می باشند. اسکریپرهای دارای بالابر دارای یک بالابر نردبانی در جلوی جام بوده و در عمل کندن و انتقال مواد کنده شده به داخل جام کمک می کند. در این نوع اسکریپرها به دلیل قدرتی که بالابر به اسکریپر می دهد به تراکتور کمکی جهت بارگیری احتیاجی نیست.

لودرها
بدون اغراق لودر کاربردی ترین ماشین در انجام کارهای ساختمانی و عمرانی است این ماشین که در اندازه های مختلف ساخته می شود، به دلیل عملکرد و انعطاف پذیری زیادی که دارد و نیز با تغییر جام می تواند بسیاری از کارها رانجام دهد.
لودر موارد استفاده بسیاری دارد که برخی ازآنها عبارتند از ایجاد خاکریزها، حفاری زیرزمین بناها، پرکردن خندقها، خاکریزی اطراف لوله های کارگذاشته شده در کانالها، بارکردن کامیونها حمل بتن به محل قالبها و بلند کردن و حمل مصالح ساختمانی.
به ماشین لودر میتوان انواع ملحقات را نصب کرد و کاربردهای دیگری نظیربرف روب، کانال کن، لوله بر لوله گذار، جرثقیل و لیفت تراک از آن گرفت.

انواع لودر

الف – لودر چرخ لاستیکی
این لودرها در اقسام کوچک تا خیلی بزرگ ساخته می شوند. چرخهای بزرگ لاستیکی به این نوع لودرها قدرت تحرک و سرعت فراوانی می بخشد. فشار وارده بر زمین توسط این لاستیکها کم بوده و می توان این فشار را با تغییر میزان باد لاستیکها تغییر داد. با این همه در زمنیهای دارای سنگهای تیز امکان آسیب این لاستیکها وجود دارد، در ضمن در زمینهای خیس و گل آلود نیز کار کردن با لودرچرخ لاستیکی مشکل است. البته زنجیرهای سیمی مخصوص جهت حفاظت لاستیکها وجود دارد که می توان برای ازدیاد اصطکاک لاستیکها با سطح زمین آنها را بکار برد. نوعی از لاستیکهای جدید ساخته شده اند که دارای عاجهای خیلی ضخیمی هستند و می توانند در مناطق سنگی کار کنند. این لودرها دردو نوع معمولی و کمرشکن موجود هستند.

نوع کمرشکن بیشتر در لودرهای بزرگ بکار برده می شود و دارای نوعی شاسی هستند که قسمت عقب لودر را به قسمت جلو توسط یک مفصل متصل می کنند. این حالت مفصلی قدرت مانور و شعاع گردش ماشین را نسبت به شاسی های ثابت (غیرمفصلی) زیاد می کند. در انواع مدرن این ماشین آلات از سیستمهای فرمان و کنترل هیدرولیکی و الکتریکی جهت راحتی و عملکرد بهتر راننده استفاده شده است. سیستم فرمان این ماشین ها به دو نوع است در لودرهای معمولی سیستم فرمان بوسیله فرمان و حرکت چرخها عمل می کند، اما در نوع کمرشکن سیستم فرمان به وسیله دو جک هیدرولیکی عمل می نماید.

ب – لودرهای چرخ زنجیری
لودرهای چرخ زنچیری مانند لودرهای چرخ لاستیکی عمل کی کنند، با این تفاوت که فشار کمی که بر زمین وارد می کنند باعث می شود که لودرهای با چرخ زنجیری بتوانند در زمینهایی کار کنند که لودرهای چرخ لاستیکی قابل استفاده نیستند. اصطکاک زیاد آنها با زمین باعث میشود که بتوانند نهایت استفاده را ازقدرت موتور در کندن زمین بنمایند و چون زنجیرداراند، هنگام کار در مناطق دارای سنگهای تیز خطر پاره شدن لاستیک وجود ندارد. لودرهای زنجیردار قادر به حرکت بر روی سطحهای با شیب جانبی 35% می باشند در صورتی که این رقم برای لودر چرخ لاستیکی 15% است. همچنین لودر چرخ زنجیری می تواند از شیب 60% بالا برود در حالی که این رقم برای لودر چرخ لاستیکی به حدود 30% محدود می شود. سرعت لودر چرخ زنجیری خیلی کمتر از لودر چرخ لاستیکی بوده به همین علت در مواردی که فاصله حمل مواد و بازگشت به محل بارگیری زیاد باشد، راندمان این ماشین نسبت به نوع چرخ لاستیکی آن پایین است.

ج- بکهو لودر
این ماشین آلات در واقع لودرهای کوچکی هستند که در پشت خود یک بیل مکانیکی دارند و برای کارهای سبک استفاده می شوند. کلیه مشخصات عمومی آنها مانند لودرها و بیل های مکانیکی است. به دلیل دو کاره بودن این ماشین در بسیاری از پروژه های کوچک از این وسیله استفاده می شود، بخصوص اگر پروژه مربوط به کندن خندق باشد.

همانطورکه گفته شد در قسمت این ماشین یک بیل مکانیکی وجود دارد قدرت این بیل نیز بر اساس زاویه آن بازمین و شعاع عملکرد بازوها فرق می کند. شرکتهای سازنده بر اساس نوع ماشین آلات نمودارهایی مبنی بر قدرت بیل در حالات مختلف ارائه می دهند.

کامیونها
اگرچه برای حمل و نقل مواد خاکی از وسایلی مانند اسکریپرها، تسمه نقاله و قطار استفاده می شود، ولی معمول ترین وسیله برای حمل و نقل مواد خاکی کامیون ها هستند. این ماشینهای حمل کننده بخاطر سرعت زیاد بر روی راههای هموار و همچنین ظرفیت زیاد، هزینه حمل و نقل مواد را نسبتا پایین می آورند. کامیونها دارای قابلیت انعطاف زیادی می باشند زیرا تعدادی از آنها را که دریک پروژه مورد استفاده قرارمی گیرند می توان زیاد یا کم نمود تا در ظرفیت مورد نیاز تعدیل بوجود آید. کامیونها به دو نوع معمولی (MING TRUCK ) و کمرشکن (ARTICULATED TRUCK ) تقسیم می شوند.

الف – کامیونهای معمولی
این کامیونها در دو نوع یکی مخصوص حرکت درجاده ها و دیگری مخصوص حرکت خارج از محدوده جاده (HIGHWAY &OFF HIGHWAY TRUCKS ) ساخته می شوند. کامیونهای خارج جاده ای می توانند در ابعاد بزرگتر و با ظرفیت چند صد تن ساخته شوند. هرکدام ازآنها انواع مختلف دارند اما نوع کمپرسی آن بیش از سایر انواع آن به کاربرده می شود. کامیونهای کمپرسی در مورد حمل مواد دارای انعطاف پذیری زیاد بوده و بخصوص نوع جاده رو آن با سهولت بسیار در پروژه های مختلف قادر به حرکت می باشند. انواع مختلفی از کامیون های کمپرسی وجود دارد، مثلا این کامیون ها در انواع دیزلی یا بنزینی، یک یا دو دیفرانسیلی و دو یا سه محوری به بازار عرضه می شوند.

ب- کامیون های کمرشکن
همانطور که از نام این نوع کامیونها مشخص است، از دو قسمت تشکیل شده اند: 1- قسمت موتور. 2- قسمت مخزن که توسط یک مفصل به هم متصل هستند. در واقع کامیونهای کمرشکن تریلرهای مخصوص حمل مواد خاکی هستند.