巨型電鏟的鼻祖—蒸汽鏟

2021-01-08 鐵甲網
巨型電鏟的鼻祖—蒸汽鏟

2018年06月19日 06:05 新浪博客 責編：邱爽 作者：超級工程一覽

    電鏟作為世界最大級別的挖掘機械，經歷了漫長的發展過程。人類早期挖掘施工主要依靠人力，其間出現了一些原始的挖掘工具。15世紀後期，義大利錫耶納的一批工程師，設計出一種以船為基礎的河道淤泥挖掘機，達·文西在此基礎上改進了設計。這種淤泥挖掘船在側舷安裝鐵木結構的十型絞車，端頭安裝鏟鬥，容量大約0.2立方米；靠人力推動絞車手柄，驅動鏟鬥工作。這可以說是多鬥式挖掘機的雛形。但在蒸汽機出現之前，挖掘設備依然靠人力驅動。

    1679年，法國人丹尼斯·帕潘（Denis Papin）發明了蒸汽高壓炊鍋。他用高壓鍋內蒸汽推動一個圓筒內的活塞，由此發明了簡易的蒸汽機。但是帕潘的發明沒有實際運用到工業生產上。1698年，英國人託馬斯·塞維利（Thomas Savery）發明了無活塞式蒸汽抽水機，利用蒸汽壓力差抽取礦井水，但效率極低。1712年，蘇格蘭鐵匠託馬斯·紐科門（Thomas Newcomen）製造出活塞式蒸汽機，每分鐘能夠做10次往復運動。這種蒸汽機開始在英國、法國和德國的礦井中用於抽水。由此歐洲進入了工業革命初期。

    1763年，英國人瓦特開始改進蒸汽機，相繼發明了分離式冷凝器、可調節閥門、汽缸絕熱層、行星式齒輪、平行運動連杆機構、離心式調速器、壓力計等部件，並於1769年製造出第一臺樣機，其能效比紐科門蒸汽機提高了5倍以上。瓦特蒸汽機發明後，迅速得到推廣應用。1769年法國人居尼奧製成世界第一輛三輪蒸汽汽車。1804年英國人理察·特裡維西克製成世界第一輛蒸汽火車。1807年美國人富爾頓發明了蒸汽輪船。1825年9月27日，世界第一條鐵路在英國的斯託克頓和達靈頓之間開通，全長21公裡，由此歐洲各國開始修築鐵路。1830年5月24日，巴爾的摩至俄亥俄的鐵路通車，這是美國第一條鐵路，隨後鐵路修築工程在美國東部各州迅速展開，帶動了土方機械的需求。

    1833年，美國費城的鐵路工程承包商威廉•奧蒂斯（William Otis），著手研製以蒸汽機為動力的挖掘機。1835年，第一臺蒸汽機驅動的單鬥挖掘機製造成功。這臺挖掘機採用半迴轉、軌行式、鐵木混合結構、桅杆大臂結構類似起重機，鬥杆裝在大臂上，挖鬥裝在鬥杆上。蒸汽機驅動卷揚機通過鏈條和滑輪組升降挖鬥，負責伸縮鬥杆的齒輪也靠鏈條傳動。機器兩側各有一人，用繩牽引實現大臂的迴轉，同時還負責操作挖鬥門閂。整套挖掘裝置包括蒸汽鍋爐，全部安放在四輪鐵路平車上，外形就像蒸汽火車頭前面加裝了起重臂式單鬥挖掘機。這臺挖掘機通過不斷延伸鐵軌實現帶狀開挖，每小時挖掘量約為35米立方米，比較適合鐵路工程建設，因此人們稱之為鐵路鏟（蒸汽鏟）。

    毫無疑問，這是一項偉大的發明。那時，中國還處在道光年間，而美國還沒有開發西部，南方還在大量使用黑奴。直至20世紀初，推土機和鏟運機出現以前，土方機械指的就是蒸汽鏟。它首次實現了用機器來挖掘土方，儘管還不完善。但從機械工業史的角度來看，它建立了一個範本，至今在世界各大露天礦山裡叱吒風雲的巨型電鏟，仍沿用著奧蒂斯蒸汽鏟的基本形式。

 


1872年奧蒂斯蒸汽鏟在新澤西州建設鐵路工程。

 

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