Minęło ponad 130 lat od pojawienia się pierwszej koparki ręcznej. W tym okresie nastąpił stopniowy rozwój od koparek półobrotowych napędzanych parą, koparek pełnoobrotowych napędzanych elektrycznie i spalinowo, a także w pełni automatycznych koparek hydraulicznych wykorzystujących technologię mechatroniczną. Proces rozwoju [3].
Koparki w krajach rozwiniętych przemysłowo były produkowane wcześniej. Francja, Niemcy, Stany Zjednoczone, Rosja, Japonia itp. to główni producenci jednołopatkowych koparek hydraulicznych o pojemności łyżki 3,5-40m³. Superduże koparki produkowane są od lat 80-tych. Na przykład koparka zgarniająca o pojemności łyżki 50-150m3 produkcji American Marion Company oraz koparka zgarniakowa krocząca o pojemności łyżki 132m3; koparki kroczące o pojemności łyżki 168,2m3 produkcji BE Dragline, koparki zgarniające o pojemności łyżki 107m3 itp. to obecnie największe koparki na świecie.
Od końca XX wieku produkcja koparek na świecie rozwinęła się w kierunku wielkogabarytowych, zminiaturyzowanych, wielofunkcyjnych, specjalistycznych i zautomatyzowanych.
1. Opracuj różnorodne, wielofunkcyjne, wysokiej jakości i wydajne koparki. Aby sprostać potrzebom budownictwa komunalnego i gruntów rolnych, zagraniczne kraje opracowały minikoparki o pojemności łyżki poniżej 0,25m3, a najmniejsza pojemność łyżki wynosi zaledwie 0,01m3. Ponadto największa ilość koparek średnich i małych ma tendencję do pełnienia wielu funkcji i jest wyposażona w różnorodne urządzenia robocze - oprócz łyżki przedniej i koparki podsiębiernej wyposażone są również w łyżki podnoszące, chwytakowe, łyżki poziomujące, łyżki załadunkowe i brony. Zęby, stożki łamane, wiertła kręte, uchwyty elektromagnetyczne, wibratory, płyty spychające, koparki udarowe, widły do kontenerów, podnośniki koszowe, rozwiertaki i zgarniaki itp. na potrzeby różnych konstrukcji. Jednocześnie opracuj specjalne koparki do specjalnych celów, takich jak niskie ciśnienie właściwe, niski poziom hałasu, specjalne koparki podwodne i amfibie.
2. Szybki rozwój w pełni hydraulicznych koparek, ciągłe doskonalenie i innowacja metod sterowania, dzięki czemu koparka rozwinęła się od prostego sterowania dźwigniowego do sterowania hydraulicznego, sterowania pneumatycznego, hydraulicznego serwosterowania i sterowania elektrycznego, zdalnego sterowania radiowego, zintegrowanego z komputerem elektronicznym sterowania programowego . W obszarach niebezpiecznych lub podczas operacji podwodnych stosuje się sterowanie radiowe oraz kombinację elektronicznych odbiorników sterowania komputerowego i naprowadzania laserowego, aby zapewnić pełną automatyzację obsługi i obsługi koparki. Wszystko to, w pełni hydrauliczna koparka, położyła podwaliny i stworzyła dobre warunki wstępne.
3. Przywiązywać wagę do przyjęcia nowych technologii, nowych procesów i nowych struktur oraz przyspieszać rozwój standaryzacji, serializacji i generalizacji. Na przykład koparka wyprodukowana przez firmę Atlas z Niemiec jest wyposażona w nowy typ urządzenia do regulacji prędkości obrotowej silnika, dzięki czemu koparka może pracować z prędkością najbardziej odpowiednią do jej wymagań eksploatacyjnych; nowa koparka hydrauliczna LS-5800 serii C firmy Lincoln-Bert Company ze Stanów Zjednoczonych. Maszyna jest wyposażona w całkowicie automatyczny układ hydrauliczny sterujący, który może automatycznie regulować natężenie przepływu i zapobiegać marnowaniu mocy napędowej. Zainstalowano także CAPS (Computer Aided Power System), aby poprawić moc roboczą koparki i zapewnić lepsze wykorzystanie funkcji układu hydraulicznego. Pięć nowych modeli koparek serii FJ wyprodukowanych przez firmę Sumitomo Corporation z Japonii wyposażono w urządzenia wspomagane komputerowo, podłączone do obwodu hydraulicznego. Układ kontroli mocy wykorzystuje system wyboru trybu precyzyjnej kontroli, aby zmniejszyć zużycie paliwa, moc silnika i moc hydrauliczną oraz przedłużyć żywotność części; układ regulacji pompy olejowej koparki produkowanej przez firmę O&K w Niemczech ma charakterystykę zbieżną, dzięki czemu pompa olejowa ma największą wydajność pracy; Japan Kobelco wdraża inteligentny system sterowania w nowej koparce hydraulicznej typu 904.905.907.909, dzięki czemu nawet niedoświadczeni kierowcy mogą wykonywać złożone operacje; Niemiecka firma Liebherr opracowała urządzenie sterujące ECO (Electronic Control Operation), które może regulować wydajność koparki zgodnie z wymaganiami operacyjnymi, osiągając wysoką wydajność i niskie zużycie paliwa. Amerykańska firma Caterpillar wykorzystuje w nowej koparce systemu B najnowszy silnik diesla 3114T i moment obrotowy. Układ ciśnieniowy wykrywający obciążenie, selektor trybu mocy itp. dodatkowo poprawiają wydajność i stabilność koparki. Firma Doosan Construction Machinery Co., Ltd. z Korei Południowej zastosowała EPOS, elektroniczny system optymalizacji mocy w koparce DH280, który automatycznie dostosowuje moc pobieraną przez pompę hydrauliczną w zależności od zmian obciążenia silnika, tak aby prędkość obrotowa silnika była zawsze w pobliżu prędkości znamionowej, czyli silnik zawsze pracuje na pełnych obrotach. Praca na napędzie, która nie tylko w pełni wykorzystuje moc silnika, poprawia wydajność pracy koparki, ale także zapobiega zgaśnięciu silnika na skutek przeciążenia.
4. Zaktualizuj teorię projektu, popraw niezawodność i wydłuż żywotność. Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, Japonia i inne kraje promują stosowanie teorii projektowania ograniczonego życia w celu zastąpienia tradycyjnych teorii i metod projektowania nieskończonego życia oraz integrowania teorii akumulacji uszkodzeń zmęczeniowych, mechaniki pękania, metody elementów skończonych, projektowania optymalizacji i elektronicznego sterowania komputerowego zmęczenie serwomechanizmu elektrohydraulicznego Zaawansowane technologie, takie jak technologia testowa i metody analizy wytrzymałości zmęczeniowej, są stosowane do badań wytrzymałościowych koparek hydraulicznych, co promuje wysoką jakość, wysoką wydajność i konkurencyjność produktów. Stany Zjednoczone zaproponowały metodę dynamicznej analizy projektu do oceny wytrzymałości dynamicznej i stworzyły teorię przewidywania awarii i wymiany produktu. Japonia opracowała procedurę oceny wytrzymałości elementów wykopów hydraulicznych i opracowała system przetwarzania informacji o niezawodności. Kierując się powyższymi podstawowymi teoriami, przy pomocy dużej liczby testów, skrócono cykl badawczy nowych produktów, przyspieszono proces wymiany koparek hydraulicznych oraz poprawiono ich niezawodność i trwałość . Na przykład wydajność koparek hydraulicznych sięga 85%-95%, a żywotność przekracza 10,000 godzin.
5. Wzmocnić ochronę pracy kierowców i poprawić warunki pracy kierowców. Koparka hydrauliczna ma kabinę z konstrukcją zabezpieczającą przed spadającymi przedmiotami i konstrukcją zabezpieczającą przed przewróceniem, a także zainstalowane jest regulowane elastyczne siedzenie w celu zmniejszenia zakłóceń hałasu dzięki środkom izolacji akustycznej.
6. Dalsze ulepszanie układu hydraulicznego. Układ hydrauliczny średnich i małych koparek hydraulicznych ma wyraźną tendencję do przechodzenia na układ zmienny. Ponieważ układ zmienny jest kompensowany poprzez zwiększenie przepływu, gdy ciśnienie zmniejsza się podczas pracy pompy olejowej, moc pompy hydraulicznej jest utrzymywana na stałym poziomie, co oznacza, że koparka hydrauliczna wyposażona w pompę zmienną może zawsze w pełni wykorzystać maksymalnej mocy pompy olejowej. Gdy wzrasta opór zewnętrzny, zmniejsza się natężenie przepływu (zmniejsza się prędkość), przez co siła kopania zostaje podwojona; przyjęto trójobwodowy układ hydrauliczny. Stwórz trzy niezależne ruchy robocze, które nie wpływają na siebie. Uzyskaj dopasowanie mocy do mechanizmu obrotowego. Podłącz trzecią pompę do innych ruchów roboczych, aby stać się drugim niezależnym szybkim ruchem obwodu otwartego. Ponadto technologia hydrauliczna jest szeroko stosowana w koparkach, tworząc warunki do stosowania i promocji technologii elektronicznej i technologii automatycznego sterowania w koparkach.
7. Szybko rozszerz zastosowanie technologii elektronicznej i automatyzacji w koparkach. W latach 70. XX wieku, aby zaoszczędzić zużycie energii i zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska, zapewnić łatwość obsługi i bezpieczną obsługę koparki, zmniejszyć hałas koparki, poprawić warunki pracy kierowcy oraz stopniowo wprowadzać technologię elektronicznego i automatycznego sterowania do wykop. Wraz z poprawą wymagań eksploatacyjnych dla koparek w zakresie wydajności pracy, oszczędności energii i ochrony środowiska, lekkości pracy, bezpieczeństwa i komfortu, niezawodności i trwałości itp., promowano zastosowanie mechatroniki i integracji hydraulicznej w koparkach oraz jej różne występy zrobiły jakościowy skok. . W latach 80. XX wieku zaawansowana i nowa technologia, której rdzeniem była technologia mikroelektroniki, zwłaszcza zastosowanie mikrokomputerów, mikroprocesorów, czujników i przyrządów detekcyjnych w koparkach, promowała zastosowanie i promocję technologii elektronicznego sterowania w koparkach i stała się koparką. Ważnym symbolem modernizacji, czyli zaawansowanego wyrobiska, jest wyposażenie w systemy automatycznej pracy silnika na biegu jałowym i przepustnicy, systemy optymalizacji mocy, systemy kontroli trybu pracy, systemy monitorowania i inne elektroniczne systemy sterowania.
8. Zwracając większą uwagę na ochronę środowiska, producenci tacy jak CAT i Komatsu wprowadzili na rynek koparki spełniające wymagania dotyczące emisji trzeciorzędnej.
