你一定聽過愚公移山的故事,為了搬走門前的兩座大山,愚公只能靠人力挖掘。而今天,要移走一座山已經(jīng)不需要人力,有很多機(jī)械可以幫忙。你可能見過有一個(gè)大挖斗的單斗挖掘機(jī),而我們今天要介紹的是外形更大,有著多個(gè)挖斗的輪斗式挖掘機(jī)。
物理啟蒙
·八年級物理下“簡單機(jī)械”
·我們的周圍有各種各樣的機(jī)械。有的機(jī)械簡單,有的機(jī)械復(fù)雜。不管機(jī)械多么復(fù)雜,都可以從中找到構(gòu)成它們的基本元素——桿、輪、鏈條等。
輪斗式挖掘機(jī)是一種大型的挖掘機(jī)械,機(jī)身長度從幾十米到兩百多米不等,自重從幾千噸到幾萬噸都有,是名副其實(shí)行走的鋼鐵怪物。世界上最大的輪斗式挖掘機(jī)每分鐘能挖掘幾千立方米的礦物,一天就能挖走三十萬噸礦巖,相當(dāng)于把一個(gè)足球場大小的區(qū)域往下挖走了三十米,有著真正的移山之力。
挖掘機(jī)的升級之路
最早的挖掘機(jī)是由蒸汽機(jī)驅(qū)動的,主要用于鐵路建設(shè)和其他大規(guī)模挖掘工程,以提高挖掘效率,減少人力需求。而現(xiàn)代的輪斗式挖掘機(jī)需要強(qiáng)大的動力,能耗驚人,因此通常會采用外部供電。
1916年,德國正式開始使用現(xiàn)代輪斗挖掘機(jī),機(jī)器在特定的軌道上移動。1955年,德國生產(chǎn)出了能日產(chǎn)10萬立方米的大型輪斗挖掘機(jī),專門用在科隆地區(qū)的露天煤礦挖煤。1978 年,德國生產(chǎn)出長達(dá)220米,高95米,斗輪直徑達(dá)到21.9米的巨型輪斗式挖掘機(jī),日產(chǎn)24 萬立方米,相當(dāng)于將一個(gè)足球場堆高36米。我國在1960年代開始嘗試制造采礦用的輪斗式挖掘機(jī)。
輪斗式挖掘機(jī)作為現(xiàn)代工程領(lǐng)域的重要工具,其發(fā)展和應(yīng)用展示了人類在機(jī)械工程領(lǐng)域的創(chuàng)新和進(jìn)步。從最初的蒸汽動力原型到今天的鋼鐵巨獸,輪斗式挖掘機(jī)的演變歷程是工程技術(shù)創(chuàng)新的一個(gè)縮影。
超高效率,挖個(gè)不停
與常見的單斗挖掘機(jī)相比,輪斗式挖掘機(jī)的外形要大得多。這兩種挖掘機(jī)最大的區(qū)別在于工作的方式不同,單斗挖掘機(jī)每次鏟完土,就要前往指定的地點(diǎn)卸掉斗里的土,因此效率不夠高,更適合較小的作業(yè)場所;輪斗式挖掘機(jī)像大轉(zhuǎn)盤一樣的斗輪可以連續(xù)作業(yè),挖下來的礦巖即刻就被傳送帶輸送出去,整個(gè)工作過程是連續(xù)的,因此輪斗式挖掘機(jī)能夠以極高的效率進(jìn)行挖掘作業(yè)。
另外,輪斗式挖掘機(jī)挖出來的工作面比較整齊,通常不需要用人工或其他機(jī)械來再次修整,也能節(jié)約不少時(shí)間。
大個(gè)頭,也不是萬能的
輪斗式挖掘機(jī)有著強(qiáng)大的挖掘能力和極高的作業(yè)效率,但我們在城市中經(jīng)常能見到單斗挖掘機(jī),卻幾乎見不到輪斗式挖掘機(jī),這是為什么呢?原因很簡單,輪斗式挖掘機(jī)外形龐大,它比起單斗挖掘機(jī)也更加笨重,移動它的成本也更高,更適合一些大型的、長期的挖掘工程。
相比之下,單斗挖掘機(jī)的類型更多樣,包括履帶式、輪胎式、步履式等,能靈活地在復(fù)雜的地貌上爬坡上坎,靈活得仿佛一只八爪魚。單斗挖掘機(jī)雖然只有一個(gè)挖斗,但調(diào)動起來更加靈活,可以挖掘出任意形狀的作業(yè)面,而輪斗式挖掘機(jī)只能挖出一些特定形狀的工作面。另外,它的挖斗還能拆下來,換成各種不同的裝置,直接改變用途,做到一機(jī)多用。多斗挖掘機(jī)的使用范圍與之不能相比。
“巨人”的十八般武藝
采礦作業(yè)
在露天礦場中挖掘資源,如煤炭、鐵礦石、銅礦等。它們能夠快速地移除覆蓋層和挖掘礦石,顯著提高采礦效率。
填海造地
在填海造地工程中,輪斗式挖掘機(jī)用于挖掘海底的泥沙,并將這些材料運(yùn)輸?shù)街付▍^(qū)域,以形成新的陸地。
土地復(fù)墾
在土地復(fù)墾項(xiàng)目中,輪斗式挖掘機(jī)用于清除廢棄的工業(yè)設(shè)施、平整土地,并為重新種植和生態(tài)恢復(fù)創(chuàng)造條件。
水利工程
在大壩、水庫和運(yùn)河等水利工程的建設(shè)中,輪斗式挖掘機(jī)用于挖掘和運(yùn)輸大量的土石方,以構(gòu)建堤壩和河道。
道路建設(shè)
在高速公路、鐵路和其他交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中,輪斗式挖掘機(jī)用于挖掘路基、隧道入口和橋梁基礎(chǔ)。
廢物處理
在廢物處理場,輪斗式挖掘機(jī)用于挖掘和重新分布廢物,以及在廢物填埋場中進(jìn)行覆蓋和壓實(shí)作業(yè)。
土方工程
在建筑工地上,輪斗式挖掘機(jī)可以挖掘地基、平整土地以及移除多余的土壤和巖石,為后續(xù)的建筑施工創(chuàng)造條件。
填色狂想
有時(shí)候,當(dāng)你路過施工現(xiàn)場,是不是盯著挖掘機(jī)在工地里挖呀挖,不知不覺就忘記了時(shí)間。別不好意思,畢竟很多成年人也這樣。似乎挖掘機(jī)總有一種特殊的吸引力。要是你有一輛挖掘機(jī),那它會是什么樣子的呢?現(xiàn)在請你將它涂裝上色,展示出來吧!
將你的填色作品拍照上傳,神秘禮物等你拿!
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2024年7期