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盛極一時的蒸汽鏟究竟為什麼沒落?挖掘機史話之(2)

【鐵甲工程機械網原創】(接上期)

鐵甲君上回說到,蒸汽鏟發明之後的發展並不順利,由於種種歷史的原因,沒有發揮應有的作用。直到19世紀70年代以後,美國在內戰結束後進入工業化大發展的歷史新階段,

而蒸汽鏟的專利也已過期,眾多企業開始進入這個領域,蒸汽鏟也進入了黃金髮展期。

馬里昂早期的蒸汽鏟,已經比奧的斯的設計完善許多

美國的大湖地區由於交通便利,同時盛產煤和鐵,又距離經濟中心不遠,逐漸發展成為了美國的重工業基地。

眾多知名企業都誕生在這裡,挖掘機領域也不例外,當時在俄亥俄州湧現了多家挖掘機廠商,包括日後著名的比塞洛斯、馬里昂等等。

1888年的比塞洛斯0號蒸汽鏟,可以看出需要很多人來伺候

奧的斯的蒸汽鏟,存在回轉角度有限、蒸汽機功率較小、挖掘力小、鬥容小、動作慢、無行走能力等問題,

整體的效率比較低。在大發展階段,隨著工業生產水準的提高,這些問題都被逐漸解決,使得蒸汽鏟成為有效的挖掘工具。不僅僅是鐵路,運河、礦山等其他領域的建設也用上了蒸汽鏟。

1904~1914年間,進行巴拿馬運河開挖的比塞洛斯蒸汽鏟

為了提高蒸汽鏟挖掘能力和工作效率,滿足更大更艱難工程的需求,各廠商不斷進行改進。蒸汽機功率不斷加大,大臂和鬥杆不斷加長,結構也得到增強,鬥容也不斷加大,體積和重量隨之增加,底盤的輪、軸數量也相應增加。很快到了20世紀來臨之時,蒸汽鏟已發展到最大124噸,鬥容最大達4.5立方米。

希歐多爾•羅斯福總統在巴拿馬運河施工現場登上蒸汽鏟,坐在動臂上的人是負責開斗門閂的

蒸汽鏟的發展也促進了大型工程和採礦專案,在著名的巴拿馬運河開鑿過程中,蒸汽鏟發揮了關鍵作用,共有77台比塞洛斯和24台馬里昂的大型蒸汽鏟參與到工程中,使得美國人能夠成功完成法國人留下的爛攤子。

馬里昂100,早期最大的蒸汽鏟,可以看出難以實現全回轉

儘管此時全回轉技術已被發明出來,但卻不容易應用在大型蒸汽鏟上,因為蒸汽機以及煤箱和水箱過長過重,因此只能應用在一些小型蒸汽鏟上。另外鋼絲繩也開始逐漸取代鐵鍊,改善了提升系統的性能和效率。而隨著蒸汽鏟越來越大,鐵路軌道也越來越成為制約其發展的重要因素。有些大型蒸汽鏟採用4條鋼軌的方式解決,但真正解決要等到履帶實用化以後。

馬里昂C,採用輪式底盤,但仍未實現全回轉

為了擺脫鋼軌的束縛,一些小型蒸汽鏟採用了鋼輪作為底盤,配合全回轉,已經非常類似現代的挖掘機。1904年霍爾特將履帶實用化,但履帶並未馬上應用到蒸汽鏟上,因為霍爾特的履帶為拖拉機設計,未經強化不適用於蒸汽鏟這樣的重型設備上。

1896年的火神反鏟,火神後來被比塞洛斯收購

一戰使得霍爾特拖拉機以及履帶名聲大噪,軍用車輛開始應用履帶,蒸汽鏟也逐漸開始採用履帶,不過與拖拉機不同,蒸汽鏟都採用適合重載的節銷式履帶,有的甚至採用4條履帶。有了履帶,全回轉也就不再受限制,到20年代初,除產生的分支——剝離鏟外,新生產的蒸汽鏟無論大型小型,絕大部分都已是履帶底盤+全回轉的方式,蒸汽鏟的發展達到了頂峰。

馬里昂35,1908年生產,已實現全回轉

這一時期的蒸汽鏟產生了不同的形態以滿足不同的需求,一些大型化的蒸汽鏟不以裝車為目的,僅為剝離煤礦覆蓋層而設計,採用超長的動臂和鬥杆,演化而成剝離鏟。工作裝置方面,也有各種奇思妙想,包括鏟鬥沿動臂滑動的方式,以及短動臂和鬥杆,適用於隧道開挖的類型,反鏟工作裝置也出現了,適合挖掘停機面以下。底盤部分則一直較弱,因為很難將動力從全回轉的上車部分傳遞到下車,通常會使用垂直方向的軸傳遞動力,然後使用鏈傳動將動力傳遞給驅動輪。

馬里昂21,1919年開始生產,採用了履帶底盤

隨著電機及電力系統的發展以及內燃機應用的普及,蒸汽鏟開始拋棄沉重低效的蒸汽機,輕裝上陣,演變成現代挖掘機,不過少量蒸汽鏟一直生產到1937年,有的蒸汽鏟直到50年代才退役。

比塞洛斯78C,由於太長太重,未採用全回轉,採用了4條履帶

蒸汽鏟在美國大發展的時期,歐洲也逐漸有多個家廠商開始生產蒸汽鏟,主要分佈在德國和英國,包括後來鼎鼎大名的DEMAG以及O&K,當年都曾生產過蒸汽鏟。

比塞洛斯100B,外觀已與現代挖掘機非常接近

【鐵甲工程機械網點評】與現代挖掘機相比,蒸汽鏟存在笨重、效率低,使用不方便,人員配備多等缺點,所以在發展成熟後很快被採用當時的新能源——內燃機和電機的新型挖掘機取代是必然的,但不可否認,蒸汽鏟為後來的挖掘機奠定了基礎,其基本設計一直沿用至今。

(未完待續)

挖掘機是達芬奇發明的?別扯了!挖掘機史話(一)

改善了提升系統的性能和效率。而隨著蒸汽鏟越來越大,鐵路軌道也越來越成為制約其發展的重要因素。有些大型蒸汽鏟採用4條鋼軌的方式解決,但真正解決要等到履帶實用化以後。

馬里昂C,採用輪式底盤,但仍未實現全回轉

為了擺脫鋼軌的束縛,一些小型蒸汽鏟採用了鋼輪作為底盤,配合全回轉,已經非常類似現代的挖掘機。1904年霍爾特將履帶實用化,但履帶並未馬上應用到蒸汽鏟上,因為霍爾特的履帶為拖拉機設計,未經強化不適用於蒸汽鏟這樣的重型設備上。

1896年的火神反鏟,火神後來被比塞洛斯收購

一戰使得霍爾特拖拉機以及履帶名聲大噪,軍用車輛開始應用履帶,蒸汽鏟也逐漸開始採用履帶,不過與拖拉機不同,蒸汽鏟都採用適合重載的節銷式履帶,有的甚至採用4條履帶。有了履帶,全回轉也就不再受限制,到20年代初,除產生的分支——剝離鏟外,新生產的蒸汽鏟無論大型小型,絕大部分都已是履帶底盤+全回轉的方式,蒸汽鏟的發展達到了頂峰。

馬里昂35,1908年生產,已實現全回轉

這一時期的蒸汽鏟產生了不同的形態以滿足不同的需求,一些大型化的蒸汽鏟不以裝車為目的,僅為剝離煤礦覆蓋層而設計,採用超長的動臂和鬥杆,演化而成剝離鏟。工作裝置方面,也有各種奇思妙想,包括鏟鬥沿動臂滑動的方式,以及短動臂和鬥杆,適用於隧道開挖的類型,反鏟工作裝置也出現了,適合挖掘停機面以下。底盤部分則一直較弱,因為很難將動力從全回轉的上車部分傳遞到下車,通常會使用垂直方向的軸傳遞動力,然後使用鏈傳動將動力傳遞給驅動輪。

馬里昂21,1919年開始生產,採用了履帶底盤

隨著電機及電力系統的發展以及內燃機應用的普及,蒸汽鏟開始拋棄沉重低效的蒸汽機,輕裝上陣,演變成現代挖掘機,不過少量蒸汽鏟一直生產到1937年,有的蒸汽鏟直到50年代才退役。

比塞洛斯78C,由於太長太重,未採用全回轉,採用了4條履帶

蒸汽鏟在美國大發展的時期,歐洲也逐漸有多個家廠商開始生產蒸汽鏟,主要分佈在德國和英國,包括後來鼎鼎大名的DEMAG以及O&K,當年都曾生產過蒸汽鏟。

比塞洛斯100B,外觀已與現代挖掘機非常接近

【鐵甲工程機械網點評】與現代挖掘機相比,蒸汽鏟存在笨重、效率低,使用不方便,人員配備多等缺點,所以在發展成熟後很快被採用當時的新能源——內燃機和電機的新型挖掘機取代是必然的,但不可否認,蒸汽鏟為後來的挖掘機奠定了基礎,其基本設計一直沿用至今。

(未完待續)

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