تعتبر آلات الحفر الدعامة الأساسية للصناعات الثقيلة وواحدة من أولى الآلات المفضلة للمزارع الصغيرة والحدائق. لطالما كان الحفر وتحريك التربة من المهام الشاقة ، ولكنها ضرورية ، لأي بناء أو هدم. ومع ذلك ، فإن هذا على وشك التغيير مع الاتجاهات التكنولوجية الجديدة والمثيرة في الضوابط الإلكترونية والتصميم الميكانيكي الذي على وشك إحداث ثورة في صناعة الحفر. تبحث هذه المقالة في هذه الترقيات المبتكرة وكيف ستعمل على تحسين تشغيل الحفار ، مما يجعل استخدامها أسهل وأكثر ذكاءً وفعالية.
جدول المحتويات
سوق الحفارات المتنامي
الاتجاه نحو الحفارات الذكية
نظرة عامة على الاتجاهات والتطورات القادمة
الأفكار النهائية
سوق الحفارات المتنامي
من المتوقع أن ينمو سوق الحفارات العالمي بمقدار نمو سنوي مركب بلغ٪ 4.7 من قيمة عالمية 44.12 مليار دولار أمريكي في شنومك ل 63.14 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2026. في الولايات المتحدة ، يتوقع سوق البناء السكني الصحي نموًا كبيرًا عن الحالي مليار دولار أمريكي في عام 2018 ، بينما من المرجح أن ينمو البناء الأوروبي بشكل أقل قوة بسبب زيادة اللوائح البيئية المفروضة على صناعة البناء ، وكذلك الآلات نفسها. على النقيض من ذلك ، من المتوقع أن يشهد سوق آسيا والمحيط الهادئ نموًا أعلى في سوق الحفارات من قيمته لعام 2018 البالغة مليار دولار أمريكي بسبب زيادة استثمارات البنية التحتية في جميع أنحاء المنطقة وخاصة في الهند والصين.
الاتجاه نحو الحفارات الذكية
من الصعب أن نتخيل أن أساسيات الحفارات الهيدروليكية الحديثة لم تتغير تقريبًا منذ الخمسينيات. ستظل الإصدارات الجديدة القادمة في السوق تبدو كما هي من الخارج، ولكن هذا هو المكان الذي ينتهي فيه التشابه. هناك اتجاهات جديدة مثيرة نحو التطبيق التكنولوجي لعناصر التحكم الإلكترونية والتصميم الميكانيكي التي تعمل على ابتكار طرق عمل الحفارات. ومن بين التحسينات العديدة، تقليل نصف قطر التأرجح، وترقية الكابينة وأدوات التحكم، أجهزة استشعار وكاميرات رقميةوتحسين كفاءة المحرك وسهولة الصيانة. يتم استكشاف هذه التطورات وأكثر من ذلك هنا.
نظرة عامة على الاتجاهات والتطورات القادمة
أرجوحة ذيل مخفضة وقابلة للتكوين
أحد التغييرات المادية التي تؤثر على تصميم الجيل الجديد من الحفارات هو أ انخفاض أرجوحة الذيل. يحدد قوس التأرجح المساحة المطلوبة لتشغيل الحفار ، لذا فإن التأرجح الأصغر يوفر مزيدًا من المرونة للمساحات الضيقة. على الرغم من أن دوران الفضاء الصغير أمر شائع مع الحفارات الصغيرة ، إلا أن العديد من الشركات المصنعة تقدم الآن تأرجحًا أكثر إحكامًا للذيل في مجموعة من 20-35 طن من الآلات. نظرًا لأن التأرجح الأكثر إحكامًا يمكن أن يؤثر على ثبات الأحمال الثقيلة ، فإن بعض الحفارات الصغيرة توفر خيارات قابلة للتكوين من التأرجح ضمن طول المسار إلى 15 سم أو 50 سم. تقدم بعض الحفارات الأكبر حجمًا وظيفة مساعدة الرفع للتحذير من محاولة تحميل يتجاوز قدرة الرفع المحددة.
تصميم محسّن للكابينة
هناك ترقية أخرى أكثر وضوحًا في داخل الكابينة. من أجل راحة المشغل وراحته ، تم تحسينه التحكم في المناخ ، مع مقاعد قابلة للتعديل ومدفأة ، ومساحة أكبر للرأس والساقين في الكابينة. يتم تقليل الاهتزاز من خلال الكابينة والسائق من خلال الابتكارات في بكرة الجنزير وهيكل الجسم. بل إن هناك أنظمة استريو مُحسَّنة ، بعضها مزود باتصال بلوتوث.
عملية محسنة
لسهولة التشغيل ، تحسينات في المزيد تصميم جويستيك مريح، واستخدام مواد ناعمة الملمس ، مما يوفر قبضة أكثر راحة وفعالية. تتوفر خيارات أكثر مرونة مباشرة من عصا التحكم مع التحكم بأطراف الأصابع في المكونات الهيدروليكية الإضافية والوظائف الثانوية ، لذلك ليست هناك حاجة لتحريك اليدين بعيدًا عن المفاتيح ويمكن الحفاظ على التحكم الكامل من خلال عصا التحكم نفسها. تضيف بعض الأنظمة أيضًا أدوات تحكم إلكترونية في الخانق ، والتي تمنح المشغل اختيار أوضاع التحكم في الحمل لأحمال تشغيلية مختلفة ، مما يعطي كفاءة أعلى ويقلل من الطاقة.
شاشات رقمية ، LED ، وفيديو ممتد
تأتي أدوات التحكم في الحفار الجديدة مزودة بشاشات LED لقراءة معلومات واضحة سهلة القراءة ومراقبة الماكينة. توفر الكاميرات عالية الجودة والصغيرة والمرنة مناظر متعددة حول الماكينة ، من الأمام والخلف وذراع الرافعة والجرافة ، لذا امنح المشغل درجة عالية من التحكم بالإضافة إلى السلامة. يمكن أن تعرض الشاشات الرقمية طرق عرض متعددة للكاميرا ، وتبديل اللغات وتكوين الشاشة لملفات تعريف المشغل المخصصة ، وبعض الشاشات تقدم استخدام شاشة اللمس واتصال جهاز إضافي لسهولة الاستخدام.
تكامل GNSS و GPS و telematics وتكنولوجيا جمع البيانات
أنظمة الأقمار الصناعية للملاحة العالمية (GNSS) أصبحت تقنيات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أكثر تعقيدًا ودقة مع إمكانات الاتصال اللاسلكي والإنترنت المتكاملة ، بحيث يمكن توصيل بيانات الجهاز إلى الأجهزة المحلية والبعيدة بسرعة وبدقة. عند دمجها مع أحدث أجهزة الاستشعار والكاميرات ، جنبًا إلى جنب مع ميزات التقاط البيانات الذكية الأخرى ، يمكن للمشغلين ومديري المشاريع جمع تحليلات مفصلة حول الأداء والكفاءة والسلامة. الأخيرة أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) تمكين التشغيل المستقل أو عن بُعد للآلات ، وتحسين الدقة وزيادة السلامة ، وتجنب الاصطدام ، وتتبع الأسطول عن بُعد.
أهمية تقنيات المعلومات مع GPS و GNSS والإنترنت يسمح التكامل بتشغيل الحفار بدقة من خلال توفير موضع واتجاه الحفار باستمرار ، وجمع المعلومات مقابل بيانات التصميم ، ومراقبة التقدم وإنذار الإنذار إذا كان التقدم خارج المسار الصحيح.
جهاز التحكم
يأتي عدد من الموديلات الجديدة الآن مع عملية التحكم عن بعد والتي تتيح التشغيل على مسافة آمنة في بيئات العمل الخطرة من خلال التحكم في الآلات الكبيرة أو الصغيرة من مسافة آمنة، والحد من مخاطر السلامة والإصابات المحتملة من الوصول إلى الآلات.
قد تكون هذه التحكم في الماكينة في خط الرؤية من خلال وحدة تحكم محمولة ، أو حتى مسافات أطول تصل إلى عدة كيلومترات ، مقيدة فقط بتوافر الشبكة اللاسلكية. تعتبر ميزات السلامة والإيقاف في حالات الطوارئ مهمة ، مثل الحد الأدنى من تأخير الأوامر.
أنظمة توجيه العمق وبرمجة "الإعداد والانطلاق"
تشتمل أحدث الحفارات على مستشعرات لمراقبة الموضع الدقيق لذراع الحفار ، وذراع وأسنان الجرافة ، وأنظمة فحص العمق التي تسمح للمشغل ببرمجة عمق الحفر المطلوب والحفر مقابل ذلك الإعداد المسبق. تتمتع بعض هذه الأنظمة بدقة تصل إلى نصف بوصة، مع البيانات المقدمة مباشرة إلى لوحة عرض المشغل ، لرصد المسافة والدرجة والعمق بشكل مستمر. تساعد هذه الأنظمة المشغلين على القطع والتعبئة وفقًا للمواصفات الدقيقة والوصول إلى الدرجة المطلوبة بشكل أسرع ودون الحاجة إلى القطع الزائد. تتيح هذه الأنظمة أيضًا أتمتة جزئية أو كاملة ، من خلال حركات ذراع الرافعة والذراع والجرافة الآلية بحيث يتعين على المشغل فقط ضبط العمق والانحدار باستخدام الشاشة ، ثم تنشيط الحفر بذراع واحد لتقديم عمليات حفر دقيقة وبدون مجهود.
شفرات زاوية قابلة للتعديل
هناك ابتكار آخر وهو القدرة على تحريك الشفرات إلى اليسار أو اليمين حتى 25 درجة ، أو لأعلى ولأسفل حتى 12 درجة. يتيح ذلك للمشغل العثور على أفضل وضع للتسوية أو الردم بشكل أسرع ، ويوفر مزيدًا من الثبات عند الحفر على الأرض غير المستوية ، وحفر الخنادق والرفع. تعني ميزة الشفرة القابلة للضبط هذه أنه يمكن ممارسة قوة سفلية ثابتة على الشفرات حتى على الأراضي غير المستوية ، مع القليل جدًا من مدخلات المشغل.
صيانة تنبؤية وأسهل
يتمثل أحد التطورات المهمة في تقليل وقت تعطل الماكينة وتكلفة الصيانة في استخدام المراقبة عن بُعد لجمع بيانات الحفار وتحليلها وتقديمها الصيانة الوقائية تنبيهات. تم تثبيت أنظمة إدارة الصيانة المحوسبة (CMMSs) من قبل العديد من الشركات المصنعة للسماح بالوصول عن بعد إلى بيانات الحفار عبر الإنترنت ، باستخدام GPS و GNSS ، للحصول على أداء الماكينة في الوقت الفعلي ، وبيانات الموقع والصيانة. توفر هذه الأنظمة ملاحظات حول معدل التشغيل وكفاءة العمل وتوفر بيانات للصيانة الوقائية.
حفارات تعمل بالطاقة الكهربائية
ربما كان الاتجاه المدهش في مثل هذه الصناعة التي تعتمد على الديزل الثقيل هو التحرك نحو الحفارات التي تعمل بالكهرباء ، بدلاً من الحفارات التقليدية التي تعمل بالديزل. المخاوف البيئية بشأن الانبعاثات هي دفعة رئيسية. ذكرت الأمم المتحدة أن صناعة البناء وحدها تمثل ما يقرب من 23٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على مستوى العالم، مع حوالي 6٪ من المعدات المستخدمة في الموقع. أدت القيود المتزايدة على الانبعاثات ، خاصة في أوروبا ، إلى الحاجة إلى بدائل كهربائية ، للتطلع إلى مواقع بناء خالية من الانبعاثات. في عام 2019 ، أطلقت Caterpillar ملف حفار 26 طنًا ببطارية 300Kw يمكن أن تستمر لمدة 5-7 ساعات مع إعادة الشحن بين عشية وضحاها. يحتوي السوق الآن على العديد من الحفارات الصغيرة من حجم 1 طن بقوة 8Kw، حتى نطاق 6 طن بقوة 43Kw، والتي يمكن تشغيلها طوال يوم العمل وشحنها في أقل من ساعتين. توفر الخيارات الكهربائية انبعاثات أقل وخفضًا للضوضاء مع استهلاك وقود وتكاليف صيانة أقل بشكل ملحوظ.
الأفكار النهائية
يستمر الطلب على الحفارات في النمو حيث أن الطلب العالمي على المساكن السكنية المتزايدة والبنية التحتية المحسنة تعزز صناعة البناء. وصلت التكنولوجيا إلى سوق الحفارات بعدة طرق حيث يتم تطبيقها على كل جانب من جوانب هذه الآلات من الألف إلى الياء. أصبحت الحفارات أكثر ذكاءً ، وأصبحت العملية أسهل ، وأصبحت الصيانة أكثر توقعًا ، كما أصبحت إدارة البيانات الشاملة داخل وخارج العمل أكثر تفصيلاً وفورية. مع النمو المتزايد للإصدارات الكهربائية ، هناك الآن خيارات صديقة للانبعاثات متاحة أيضًا. هذه أوقات مثيرة للسوق وهناك خيارات رائعة متاحة الآن.
