انواع لودر و ساير حفار ها
مقدمه:
انواع مختلف ماشين آلات حفاري كه در كارهاي ساختماني به كار مي رود همچنين انواع ماشين آلات جهت بار كردن كاميون ها وجود دارند. يكي از ماشين هاي باركن كه به طور وسيع به كار مي رود در شكل ۱-۲ نشان داده شده است. اين ماشين لودر با بيل باركن چرخدار ناميده مي شود بيل باركن هايي كه بر روي زنجير حركت مي كنند نيز وجود دارد. (شکل ۱-۲)

شناسايي:
لودر عبارتست از تراكتوري كه در قسمت جلوي آن جامي كه به طور هيدروليكي قابل كنترل است نصب شده است. لودر را در دو نوع مي سازند چرخ لاستيكي و چرخ زنجيري.
ولي امروزه عموماً لودر ها از نوع چرخ لاستيكي مي باشد كه داراي سرعت مانور پذيري بيشتري مي باشند. از نظر سوخت نيز لودرها در دو دسته گازوئيلي و بنزيني طبقه بندي مي شوند.
مكانيزم حركت جام لودر هيدروليكي بوده و شامل تلمبه موتوردار مخزن روغن و سيستم كنترل مي باشد. ظرفيت لودر ها بين ۷۶/۰ متر مكعب الي ۴ متر مكعب بسته به كوچكي و بزرگي جام و قدرت آن تغيير مي كند. در جداول ۵ و ۶ مشخصات لودرهاي مختلف و در شكل ۲-۲ وضع ظاهري لودر نشان داده شده است.

(شکل ۲-۲)
بسياري از اين ماشين ها به خصوص نوع زنجيردار آن خيلي شبيه به تراكتور مي باشد عوامل مؤثر در سرعت و قدرت قابل استفاده در مورد لودر و تراكتور مشترك هستند. اين عوامل نظير اصطكاك غلطشي و مقاومت شيب و … است. بنابر اين در اين فصل فرض مي كنيم كه لودر در زمين سخت و مسطح فعاليت مي كند و در اين حالت مي توان از عوامل مذكور چشم پوشي كرد.
موارد استعمال:
به طور كلي لودر ها قادرند كارهاي مختلفي را كه در چهار دسته زير خلاصه مي شوند انجام دهند:
۱ بارگيري ماشين آلات حمل مواد خاكي:
با لودر مي توان مواد خاكي نظير شن ، خاك معمولي ، سنگ شكسته ، پس مانده كارخانجات و واحدهاي صنعتي و غيره را داخل كاميون و تريلي ريخته و آنها را پر كرد.
۲ بلند كردن بار و انتقال آن:
در كارهاي ساختماني با لودر مي توان مصالح بنائي از قبيل آجر ، بلوك بتني ، پيش ساخته شده و غيره را در محوطه كارگاه حمل و جابجا نمود.
۳ خاكبرداري:
در كارهاي خاكبرداري ساختمان ها بخصوص گودبرداري زيرزمين بنا ها بسيار سودمند تشخيص داده شده است زيرا كندن و جابجا نمودن خاك و انباشته و بارگيري كردن آن با لودر سريع تر از كار با ساير ماشين آلات صورت مي گيرد.
۴ تميز كردن قشر سطحي زمين كارگاه:
در زمين هايي كه جنس آن زياد سخت نبوده و تا حدودي نرم باشد از لودر جهت كندن و تميز كردن محل كار استفاده مي كنند. بايد توجه داشت كه با مجهز كردن لودر و تعويض جام آن مي توان كارهاي مختلفي كه بيل مكانيكي ، بولدوزر ، و تا حدودي اسكريپر انجام مي دهد اجرا نمود.
به علاوه در تخريب آسفالت خيابان ها جهت تجديد بناي آن مي توان از لودر هاي با جام و دندانه دار استفاده نمود. در مواقعي كه ضخامت آسفالت زياد باشد بهتر است لودر را با خراشنده اي (Ripers) كه به پشت آن بسته مي شود كامل نمود بدين ترتيب هم مي تواند زمين را بكند و هم بارگيري نمايد.
در جدول شماره ۷ نيز حجم عمليات ساعتي بر حسب ظرفيت هاي مختلف لودر چرخ زنجيري و كاميون براي مواردي كه خاكبرداري نظير شكل ۳-۲ انجام گيرد ارائه شده است.
جدول ۷- حجم خاكبرداري (خاك كنده شده) در يك ساعت بر حسب متر مكعب
ظرفيت جام لودر (متر مكعب) ظرفيت ماشين آلات حمل خاك كاميون (متر مكعب)
۳ ۵/۴ ۶ ۵/۷
۷۵/۰-۵۷/۰ ۶۹ ۷۱ — —
۱۵/۱-۷۵/۰ ۹۹ ۱۰۳ ۵/۱۰۶ —
۹۰/۱-۱۵/۱ — ۱۵۷ ۱۶۷ ۵/۱۶۷

(شکل ۳-۲)
ظرفيت جام:
ظرفيت جام لودر به طريق غير از جام جرثقيل و دراگلاين تعيين مي شود ظرفيت اسمي جام در مورد لودر عملاً مساوي با حجم مواد حفاري گود شده (heaped volume) در جام لودر با در نظر گرفتن استانداردهاي مؤسسه Society of Automotive Enginears است.
اين حجم بر حسب يارد مكعب (متر مكعب)‌ است. Lcy بيان مي شود و براي تبديل آن به حجم مواد در محل دو نوع تصحيح بايد در ظرفيت جام به عمل آورد. عامل اول توسط ضريب راندمان جام كه براي تبديل ظرفيت اسمي جام به متوسط مواد سست موجود در هر محموله جام بيان مي شود.
ضريب دوم براي تبديل حجم مواد سست به حجم مواد در محل حفاري (BCY) بكار مي رود. مقادير پيشنهادي براي ضريب راندمان جام در جدول ۸ به نظر مي رسد. جام لودر در حجم هاي مختلف عرضه مي شود. حجم جام از كمتر از يك يارد تا بيش از ۲۰ يارد مكعب تغيير مي كند.
جدول ۸ : ضرائب راندمان جام براي لودر ها
نوع مواد ضريب راندمان (%)
زمين طبيعي ۱۱۰-۱۰۰
دانه بندي مخلوط ۱۰۰-۹۵
دانه بندي يكنواخت:
تا يك هشتم اينچ
يك هشتم تا سه چهارم اينچ
بالاي سه چهارم اينچ
۱۰۰-۹۵
۹۵-۹۰
۹۰-۸۵
خاك با قلوه سنگ و ريشه گياهان ۱۰۰-۸۰
مواد به هم چسبيده ۹۵-۸۵
سنگ خرد شده:
خوب خرد شده
متوسط
بد خرد شده
۸۵-۸۰
۸۰-۷۰
۷۰-۶۰

ولي جام هايي كه بيش از ساير جام ها مورد استفاده قرار مي گيرد داراي حجم بين ۲ تا ۵ يارد مكعب مي باشد. دو نوع جام وجود دارد. يك نوع جام يكپارچه و ديگري چند پارچه. جام چند پارچه انعطاف پذيري بيشتري نسبت به جام يكپارچه دارد چون مي توان آن را مانند كلامشل مورد استفاده قرار داد. علاوه بيل بار كن الحاقات زيادي به انتهاي ماشين لودر مي توان متصل نمود نظير بالابر (فورك ليفت) ، بيل معكوس ، تيغه هاي برف روب و … .
بعضي انواع لودر بصورت پاشن دوگانه لودر و بيل معكوس ساخته شده اند. اين نوع ماشين در شكل۴-۲ مشاهده مي شود.

(شکل ۴-۲)

بار مجاز در حين عمليات:
تحت استاندارد SAE بار مجاز لودر با چرخ لاستيكي در حين عمليات نبايد هيچگاه از ۵۰% بار استاتيك واژگوني در حاليكه لودر در حال گردش كامل است تجاوز كند. اين مقدار براي لودر با چرخ زنجيري ۳۵% بار استاتيك واژگوني مي باشد. البته بار واژگوني را مي توان با استفاده از سربار يا افزودن ملحقات بر انتهاي ماشين بالا برد و لذا مشاهده مي شود كه وزن ماشين هم علاوه بر قدرت بالا بردن بار در تعيين حجم جام مؤثر است.

انتخاب لودر:
براي انتخاب لودر جهت يك كار بخصوص بايد عوامل مختلفي را در نظر داشت بعضي از اين عوامل عبارتند از: ميزان متوسط و ماكزيمم مقدار مواد حفاري با بارگيري مورد نظر، نوع مواد بارگيري ، وسعت ميدان مورد لزوم جهت بار كردن يا بار اندازي ، ظرفيت و ارتفاع باربند كاميون و ….

انواع لودر:
لودر با چرخ لاستيكي:
چرخ بزرگ لاستيكي به اين نوع لودر قدرت تحرك فراوان مي بخشد. سرعت اين لودر ها در شاهراه به ۲۵ مايل در ساعت (۴۰ كيلومتر در ساعت) مي رسد. فشار وارد بر زمين كم بوده و مي توان اين فشار را با تغيير اندازه و باد لاستيك تغيير داد با اينهمه آسيب پذيري اين لاستيكها در موقع كار در زمين هاي داراي سنگ هاي تيز (يا محلهايي كه در اثر انفجار سنگ به صورت تيز و دندانه دار در آمده اند)‌ باعث بريده شدن لاستيك مي گردد و استفاده از آن را در اين نوع زمين ها محدود مي كند.
در زمين هاي مرطوب (خيس) نيز كار كردن با آن نسبتاً مشكل است البته زنجيرهاي سيمي مخصوص جهت حفاظت لاستيك ها وجود دارد كه مي توان براي ازدياد اصطكاك لاستيك ها و زمين آنها را بكار برد.

لودر مفصلي داراي نوعي شاسي است كه اين شاسي بين محور چرخهاي عقب و جلو مفصل شده است اين حالت مفصلي قدرت مانور و شعاع گردش ماشين را نسبت به شاسي هاي ثابت (غير مفصلي) زياد مي كند. فرمان و كنترل هيدروليك براي لودر ها موجود مي باشد.

تخمين ميزا ن كار ، قاعده ۹۰۰۰ :
ميزان كار لودر معمولاً از روي ظرفيت جام و سيكل لودر تخمين زده مي شود. با اينهمه گاهي اوقات قاعده اي بنام قاعده ۹۰۰۰ بكار برده مي شود بر اساس اين قاعده در بارگيري از يك دپو (توده خاكريزي شده) يك لودر لاستيك دار با راندمان ۱۰۰% در ازاء ۲۰۰۰ ساعت كار ساليانه قادر به بارگيري ۹۰۰۰ تن در سال بازاء هر قوه اسب توان موتور مي باشد.
براي استفاده از اين قاعده بايد يك ضريب راندمان كار در نظر گرفت بعلاوه اگر قسمتي از وقت لودر براي ساير امور (از قبيل پاك كردن سطح كار و …) صرف شود بايد يك ضريب كاهش (يا ضريب كاهش مربوط به شرايط كار)‌ نيز بكار برد. براي دقت بيشتر يك ضريب ديگر هم براي جبران وقت تلف شده جهت يافتن كاميون ها و وسائط نقليه ناقل خاك در نظر گرفته مي شود.
بنابر اين مثلا در مورد لودر با ضريب راندمان ۷۵%‌ و ضريب شرايط كار ۷۰% و ۹۰% زمان صرف شده براي پيدا كردن محل كاميون ها ، ميزان توليد برابر خواهد بود با:
۹۰۰۰*۰٫۷۵*۰٫۷۰*۰٫۹۰=۴۲۵۲ تن در سال بازاء هر قوه اسب

پس از تعيين قدرت موتور لودر بر حسب نياز حجم جام با توجه به قدرت مزبور و بار مجاز لودر و وزن مواد تعيين مي گردد. در ضمن در تعيين حجم جام بايد به مشخصات كاميون ها نيز توجه داشت.

لودر با چرخ هاي زنجيري:
بطور كلي اين نوع لودر ها همانند لودر هاي با چرخ لاستيكي عمل مي كنند منتها فشار كم وارد از آنها بر زمين باعث مي شود كه لودر هاي با چرخ زنجير بتوانند در زمين هايي كار كنند كه قابل استفاده براي لودر هاي لاستيك دار نيستند. اصطكاك زياد آنها با زمين باعث مي شود كه آنها بتوانند منتهاي استفاده را از قدرت موتور در كندن زمين بنمايند. و چون زنجير دارند در هنگام كار در مناطق داراي سنگهاي تيز خطر پاره شدن لاستيك در بين نمي باشد.

لودر هاي زنجير دار قادر به حركت بر روي سطح هاي با شيب جانبي ۳۵% مي باشند. در صورتي كه اين رقم در مورد لودر چرخ لاستيكي ۱۵% است. همچنين لودر زنجير دار از شيب ۶۰% مي تواند بالا برود در حاليكه اين رقم براي لودر لاستيك دار در حدود ۳۰% محدود مي شود.
سرعت لودر زنجير دار خيلي كمتر از لودر داراي لاستيك بوده و بهمين علت در مواردي كه فواصل حمل مواد و بازگشت به محل بارگيري زياد باشد راندمان اين ماشين نسبت به نوع لاستيك دار پايين مي باشد.

تخمين ميزان كار:
روش كار تخمين نظير روشي است كه در مورد لودر لاستيك دار شرح داده شد. در مورد اين ماشين ها سيكل پايه ۳۵/۰ دقيقه پيشنهاد مي شود. زمان سفر از روي جداول مخصوصي تعيين مي شود كه نمونه اي از آن در شكل (۵-۲) به نظر مي رسد. عوامل تصحيح نظير مقادير پيشنهادي براي لودر لاستيك دار مي باشد.