لقد مر أكثر من 130 عامًا منذ ظهور أول حفارة يدوية. خلال هذه الفترة، شهدت تطورًا تدريجيًا من الحفارات البخارية-شبه الدوارة-إلى الحفارات الكهربائية ومحرك الاحتراق الداخلي-الدوران الكامل-، والحفارات الهيدروليكية الأوتوماتيكية بالكامل باستخدام تكنولوجيا الميكاترونكس. عملية التطوير [3].
تم إنتاج الحفارات في البلدان المتقدمة صناعياً في وقت سابق. تعد فرنسا وألمانيا والولايات المتحدة واليابان وغيرها من المنتجين الرئيسيين للحفارات الهيدروليكية ذات الدلو الواحد- بسعة دلو تبلغ 3.5-40 مترًا مكعبًا. تم إنتاج الحفارات الكبيرة جدًا منذ الثمانينيات. على سبيل المثال، حفارة التجريد ذات سعة دلو 50-150 مترًا مكعبًا التي تنتجها شركة Marion الأمريكية، وحفارة السحب المتحركة بسعة دلو 132 مترًا مكعبًا؛ تعد الحفارة من النوع المشي بسعة دلو تبلغ 168.2 مترًا مكعبًا التي تنتجها حفارات BE Dragline، وحفارات التجريد بسعة دلو تبلغ 107 مترًا مكعبًا، وما إلى ذلك، أكبر الحفارات حاليًا في العالم.
منذ أواخر القرن العشرين، تطور إنتاج الحفارات في العالم في اتجاه الحفارات الكبيرة-والمنمنمة والمتعددة-الوظائف والمتخصصة والآلية.
1. تطوير حفارات متعددة-متنوعة، ومتعددة-الوظائف، وعالية الجودة-، وعالية الكفاءة-. من أجل تلبية احتياجات البناء البلدي وبناء الأراضي الزراعية، طورت الدول الأجنبية حفارات صغيرة بسعة دلو أقل من 0.25 متر مكعب، وأصغر سعة دلو تبلغ 0.01 متر مكعب فقط. بالإضافة إلى ذلك، فإن العدد الأكبر من الحفارات المتوسطة والصغيرة تميل إلى أن تكون لها وظائف متعددة ومجهزة بمجموعة متنوعة من أجهزة العمل-بالإضافة إلى المجرفة الأمامية والجرافة الخلفية، فهي أيضًا مجهزة بجرافات الرفع والإمساك ودلاء التسوية ودلاء التحميل والمشطات. الأسنان، والأقماع المكسورة، والمثاقب الملتوية، والظرف الكهرومغناطيسي، والهزازات، وألواح التجريف، والمجرفة الصدمية، وشوك الحاويات، وإطارات العمل الجوية، والمثاقب وخطوط السحب، وما إلى ذلك، لتلبية احتياجات الإنشاءات المختلفة. وفي الوقت نفسه، تطوير حفارات خاصة لأغراض خاصة، مثل الضغط النوعي المنخفض، وانخفاض مستوى الضجيج، والحفارات الخاصة تحت الماء والبرمائية.
2. التطور السريع للحفارات الهيدروليكية الكاملة، والتحسين المستمر والابتكار في طرق التحكم، بحيث تطورت الحفارة من التحكم البسيط في الرافعة إلى التحكم الهيدروليكي، والتحكم الهوائي، والتحكم المؤازر الهيدروليكي والتحكم الكهربائي، والتحكم عن بعد بالراديو، والتحكم في البرامج المتكاملة للكمبيوتر الإلكتروني. في المناطق الخطرة أو العمليات تحت الماء، يتم استخدام التحكم اللاسلكي، ويتم استخدام مجموعة من أجهزة الاستقبال الإلكترونية للتحكم بالكمبيوتر وتوجيه الليزر لتحقيق الأتمتة الكاملة لتشغيل وتشغيل الحفار. كل هذا، وقد وضعت الحفارة الهيدروليكية الكاملة الأساس وخلقت شرطا جيدا لذلك.
3. إيلاء أهمية لاعتماد تقنيات جديدة وعمليات جديدة وهياكل جديدة، وتسريع تطوير التقييس والتسلسل والتعميم. على سبيل المثال، تم تجهيز الحفار الذي تنتجه شركة أطلس الألمانية بنوع جديد من أجهزة ضبط سرعة المحرك، ليتمكن الحفار من العمل بالسرعة الأكثر ملاءمة لمتطلبات تشغيله؛ الحفار الهيدروليكي الجديد من السلسلة C LS-5800 لشركة Lincoln-Bert Company بالولايات المتحدة. تم تجهيز الماكينة بنظام هيدروليكي للتحكم التلقائي بالكامل، والذي يمكنه ضبط معدل التدفق تلقائيًا وتجنب إهدار قوة القيادة. تم أيضًا تركيب نظام CAPS (نظام الطاقة بمساعدة الكمبيوتر) لتحسين قوة عمل الحفار وتوفير أداء أفضل لوظائف النظام الهيدروليكي. تم تجهيز خمسة نماذج جديدة من حفارات سلسلة FJ التي تنتجها شركة سوميتومو اليابانية بمعدات مدعومة بالكمبيوتر ومتصلة بالدائرة الهيدروليكية. يستخدم نظام التحكم في الطاقة نظام اختيار وضع التحكم الدقيق لتقليل استهلاك الوقود وقوة المحرك والطاقة الهيدروليكية، وإطالة عمر خدمة الأجزاء؛ يتميز نظام تنظيم مضخة الزيت للحفار الذي تنتجه شركة O&K في ألمانيا بخاصية التقاء، مما يجعل مضخة الزيت تتمتع بأعلى كفاءة في العمل؛ تتبنى شركة Japan Kobelco نظام تحكم ذكي في الحفار الهيدروليكي من النوع الجديد 904.905.907.909، حتى السائقين عديمي الخبرة يمكنهم تنفيذ عمليات معقدة؛ قامت شركة Liebherr الألمانية بتطوير جهاز التحكم ECO (عملية التحكم الإلكتروني) الذي يمكنه ضبط أداء الحفار وفقًا لمتطلبات التشغيل، وقد حقق كفاءة عالية واستهلاكًا منخفضًا للوقود. تستخدم شركة كاتربيلر الأمريكية أحدث محرك ديزل 3114T وعزم الدوران في الحفار ذو النظام B الجديد. يعمل نظام الضغط المستشعر للحمل، ومحدد وضع الطاقة، وما إلى ذلك، على تحسين كفاءة واستقرار الحفار. اعتمدت شركة Doosan Construction Machinery Co., Ltd. في كوريا الجنوبية نظام EPOS، وهو نظام إلكتروني لتحسين الطاقة، في الحفار DH280، والذي يقوم تلقائيًا بضبط الطاقة التي تمتصها المضخة الهيدروليكية وفقًا للتغيرات في حمل المحرك، بحيث تكون سرعة المحرك دائمًا بالقرب من السرعة المقدرة، أي أن المحرك دائمًا بأقصى سرعة. تشغيل الطاقة، الذي لا يستخدم طاقة المحرك بالكامل فحسب، بل يعمل على تحسين كفاءة عمل الحفار، ولكنه يمنع أيضًا المحرك من التوقف بسبب الحمل الزائد.
4. تحديث نظرية التصميم وتحسين الموثوقية وإطالة عمر الخدمة. تعمل الولايات المتحدة وبريطانيا واليابان ودول أخرى على تعزيز استخدام نظرية تصميم الحياة المحدودة لتحل محل نظريات وأساليب تصميم الحياة اللانهائية التقليدية، ودمج نظرية تراكم أضرار الكلال، وميكانيكا الكسر، وطريقة العناصر المحدودة، والتصميم الأمثل، والكمبيوتر الإلكتروني -الإجهاد المؤازر الهيدروليكي-الكهربائي المتحكم فيه. يتم تطبيق التقنيات المتقدمة مثل تكنولوجيا الاختبار وطرق تحليل قوة الكلال على أبحاث قوة الحفارات الهيدروليكية، مما يعزز الجودة- العالية والكفاءة- العالية القدرة التنافسية للمنتجات. اقترحت الولايات المتحدة طريقة تحليل التصميم الديناميكي لتقييم القوة الديناميكية، وأنشأت نظرية للتنبؤ بفشل المنتج وتجديده. قامت اليابان بصياغة إجراء لتقييم القوة لمكونات الحفر الهيدروليكي وطورت نظام معالجة معلومات الموثوقية. بتوجيه من النظريات الأساسية-المذكورة أعلاه، وبمساعدة عدد كبير من الاختبارات، تم تقصير دورة البحث عن المنتجات الجديدة، وتم تسريع عملية استبدال الحفارات الهيدروليكية، وتم تحسين موثوقيتها ومتانتها. على سبيل المثال، معدل تشغيل الحفارات الهيدروليكية يصل إلى 85%-95%، وعمر الخدمة يتجاوز 10,000 ساعة.
5. تعزيز حماية العمل للسائقين وتحسين ظروف عمل السائقين. يعتمد الحفار الهيدروليكي كابينة ذات هيكل حماية من الأجسام المتساقطة وهيكل حماية من الانقلاب، ويتم تركيب مقعد مرن قابل للتعديل لتقليل تداخل الضوضاء مع إجراءات عزل الصوت.
6. مواصلة تحسين النظام الهيدروليكي. النظام الهيدروليكي للحفارات الهيدروليكية المتوسطة والصغيرة لديه اتجاه واضح للتغيير إلى نظام متغير. نظرًا لأنه يتم تعويض النظام المتغير عن طريق زيادة التدفق عندما ينخفض الضغط أثناء عملية تشغيل مضخة الزيت، فإن قوة المضخة الهيدروليكية تظل ثابتة، أي أن الحفار الهيدروليكي المجهز بالمضخة المتغيرة يمكنه دائمًا الاستفادة الكاملة من الطاقة القصوى لمضخة الزيت. وعندما تزيد المقاومة الخارجية، ينخفض معدل التدفق (تقل السرعة)، بحيث تتضاعف قوة الحفر؛ تم اعتماد نظام هيدروليكي ذو ثلاث دوائر-. إنتاج ثلاث حركات عمل مستقلة لا تؤثر على بعضها البعض. تحقيق مطابقة القوة مع آلية الدوران. قم بتوصيل المضخة الثالثة بحركات العمل الأخرى لتصبح الحركة السريعة المستقلة الثانية للدائرة المفتوحة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام التكنولوجيا الهيدروليكية على نطاق واسع في الحفارات، مما يهيئ الظروف لتطبيق وتعزيز التكنولوجيا الإلكترونية وتكنولوجيا التحكم الآلي في الحفارات.
7. التوسع السريع في تطبيق التكنولوجيا الإلكترونية والأتمتة على الحفارات. في السبعينيات، من أجل توفير استهلاك الطاقة وتقليل التلوث البيئي، جعل الحفار سهل التشغيل والتشغيل بأمان، وتقليل ضجيج الحفار، وتحسين ظروف عمل السائق، وتطبيق تكنولوجيا التحكم الإلكتروني والآلي تدريجيًا على الحفر. مع تحسين متطلبات الأداء للحفارات من حيث كفاءة العمل، وتوفير الطاقة وحماية البيئة، وتشغيل الضوء، والسلامة والراحة، والموثوقية والمتانة، وما إلى ذلك، تم تعزيز تطبيق الميكاترونكس والتكامل الهيدروليكي في الحفارات، وحققت أدائها المتنوع قفزة نوعية. . في الثمانينيات، تم الترويج للتكنولوجيا العالية والجديدة مع تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة باعتبارها جوهرًا، وخاصة تطبيق الحواسيب الصغيرة والمعالجات الدقيقة وأجهزة الاستشعار وأدوات الكشف في الحفارات. تطبيق وتعزيز تكنولوجيا التحكم الإلكتروني في الحفارات، وأصبحت الحفارة. رمز مهم للتحديث، أي أن الحفر المتقدم مجهز بأنظمة التحكم الأوتوماتيكية في تباطؤ المحرك والتحكم في الخانق، وأنظمة تحسين الطاقة، وأنظمة التحكم في وضع العمل، وأنظمة المراقبة وأنظمة التحكم الإلكترونية الأخرى.
8. مع إيلاء المزيد من الاهتمام لحماية البيئة، قامت الشركات المصنعة مثل CAT وKomatsu بإطلاق حفارات تلبي متطلبات الانبعاثات الثلاثية.
