Необходимость в усовершенствовании и улучшении работы компании по земляным и железнодорожным работам в 1835 году, в сочетании с видением молодого американского изобретателя, привела к революции в области механических экскаваторов. Спустя более 180 лет он стал незаменимым инструментом для современной строительной отрасли.
Исторически сложилось так, что, как это случалось бесчисленное количество раз, необходимость внедрения инноваций для оптимизации и повышения прибыльности крупных бизнес-операций привела к разработке и созданию рабочего инструмента, предназначенного для повышения производительности.
До середины 1830-х годов земляные работы проводились в основном с помощью примитивных металлических и деревянных «скребков», запряженных лошадьми, а когда рельеф местности не позволял этого, работа выполнялась вручную, кирками и лопатами, огромным количеством рабочих (как правило, китайскими иммигрантами, предлагавшими дешевую рабочую силу).
Революция в строительстве
Во время строительства железной дороги между Спрингфилдом и Вустером (штат Массачусетс) подрядной компанией Carmichael & Fairbanks молодой человек, всего 22 лет, недавно назначенный партнером компании, Уильям Смит Отис (родственник Элиши Грейвса Отиса, изобретателя «безопасного» лифта), спроектировал и создал в 1835 году то, что в то время называлось «крановым экскаватором для рытья и выемки земли».
Уильям Смит Отис (1813–1839)
Хотя первая регистрация патента состоялась в 1836 году, утрата технических условий во время пожара задержала окончательное вынесение патентного решения до 24 февраля 1839 года.
Созданное молодым Смитом Отисом, по сути, имитировало движения человека, бросающего землю в ведро лопатой, а затем поворачивающегося на 90 градусов, чтобы высыпать содержимое ведра в транспортную тележку.
Первоначальный инженерный проект предусматривал кран, поддерживаемый железнодорожным вагоном, который тянули бы лошади, поэтому первый экскаватор еще не был бы полностью автономным.
Затем инструмент, используя металлический ковш, сгребал бы грунт, поднимал его с помощью парового крана и, наконец, выгружал в железнодорожные вагоны, используя систему блоков, управляемую рабочими, для ориентации деревянной стрелы.
Настоящее и будущее механического экскаватора
Машина, изобретенная Уильямом Смитом, приводилась в движение, частично, паровым двигателем, тяглой животных и маневренностью человека, что позволяло перемещать объемы от 380 до 400 кубических метров.
За более чем 180 лет технологического прогресса были созданы невероятно мощные двигатели внутреннего сгорания, а в последнее время и электродвигатели, внедрены бесчисленные гидравлические системы, практически бесконечное количество конфигураций длины и глубины лезвий, а также появились терминалы и принадлежности, предназначенные для выполнения множества задач, такие как гидравлические молоты, многофункциональные процессоры, ножницы, распылители, зажимы и т. д.
Вместимость ковшей до 4,2 м³ за одну загрузку, внедрение самых разнообразных систем безопасности, кабины максимального комфорта, оснащенные новейшими системами управления, а также другие огромные конструктивные достижения — все это наследие и свидетельство видения молодого изобретателя, которое сохраняется на протяжении многих лет.
В настоящее время существуют экскаваторы длиной более 225 метров и диаметром 96 метров, весом более 13 000 тонн, способные вывозить около 240 000 кубических метров земли в день.
Отпаровых двигателей к двигателям внутреннего сгорания.
Хотя их базовая конфигурация изменилась относительно незначительно, в этих машинах паровые двигатели были заменены дизельными, а затем и электродвигателями, цепи — тросами, а ходовая часть, обеспечивающая движение, стала гусеничной.
Возможно, это станет решающим толчком для отрасли, которая на протяжении последнего столетия сталкивалась с трудностями и преодолевала их, специализируясь на строительных задачах параллельно с появлением новых типов или подтипов оборудования (например, разделение земляных работ и погрузки), причем эти разработки почти всегда были результатом эволюции, а не внезапных изобретений. Инженеры-разработчики, по сути, «ограничивали» себя формированием фундаментальных принципов, которые управляли человеческим строительством: погрузка, выемка грунта, подъем, транспортировка, уплотнение, выравнивание и так далее.
На заре этого чуда колоссальное развитие железных дорог, особенно в Европе и Соединенных Штатах, уступило место еще одной важной вехе, с которой фактически начинается XX век: бензиновому двигателю, который облегчил передвижение машин вне железнодорожных путей и представлял собой огромный качественный скачок в их мощности, которая с течением времени неуклонно возрастала.
Так начался путь к большим успехам как в разработке строительной техники, так и в её применении. Двигатель внутреннего сгорания, как замена пару, положил начало новой эре, которая также ознаменовала начало дорожного строительства. Этому развитию пошло на пользу значительное количество специально разработанной для этой цели техники. Изобретение двигателя внутреннего сгорания стало первым в серии знаменательных вех в истории машиностроения XX века. К этому списку следует добавить — более или менее хронологически — гусеничные поезда, пневматические шины, применение гидравлики, гидростатическую трансмиссию, прикладную электронику, информатику и эргономику как концепцию проектирования.
Все эти технологические инновации, внедренные с течением времени, были направлены на улучшение четырех основных задач, требуемых от машин: высокая производительность, низкая себестоимость единицы продукции, простота обслуживания и высокая доступность. Другими словами, гарантированная высокая рентабельность.
Источники: Somaq, Secsa/Machinery
