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ドラッグラインショベル

Dragline_excavator

「ドラッグライン」はPawのアルバムについては、
Dragline(アルバム)を参照して
ドラッグラインショベルは、土木工学や露天掘りで使用される重機です。
トルコ石炭協会の725ページのドラッグライン-ミラースのYenikoy露天掘り炭鉱
ドラッグラインは、標準のリフティングクレーンに基づくものと、現場で構築する必要のある重いユニットの2つの大きなカテゴリに分類されます。前面にウィンチドラムが追加されたほとんどのクローラークレーンは、ドラッグラインとして機能します。これらのユニット(他のクレーンと同様)は、解体され、フラットベッドトレーラーで道路上を輸送されるように設計されています。土木工学で使用されるドラグラインは、ほとんどの場合、この小型のクレーンタイプです。これらは、道路、港湾建設、池や運河の浚渫、および杭打ちリグとして使用されます。これらのタイプは、Link-BeltやHysterなどのクレーンメーカーによって製造されています。
現場で建設されるはるかに大きなタイプは、石炭の上の表土を取り除くためのストリップ採掘作業で一般的に使用され、最近ではオイルサンド採掘で使用されています。最大の重いドラッグラインは、これまでに製造された最大の移動式陸上機械の1つです。ヘビータイプの中で最も小さくて最も一般的なものは約8,000トンで、最大のものは約13,000トンでした。
ドラッグラインバケットシステムは、ワイヤーロープでブーム(大きなトラスのような構造)から吊り下げられた大きなバケットで構成されています。バケットは、いくつかのロープとチェーンによって操作されます。大型ディーゼルまたは電気モーターを動力源とするホイストロープは、ブームからバケットとホイストカプラーアセンブリを支えます。ドラッグロープは、バケットアセンブリを水平方向に描画するために使用されます。ホイストとドラグロープの巧みな操作により、バケットはさまざまな操作のために制御されます。大型ドラッグラインバケットシステムの概略図を以下に示します。

コンテンツ
1 歴史
2 手術
3 鉱業におけるドラッグライン
4 制限事項
5 注目すべき例
6 技術の進歩
6.1 オートメーション 6.2 シミュレーションソフトウェア 6.3 UDD
7 も参照してください
8 参考文献
9 外部リンク

歴史
ドラッグラインは、シカゴ運河の掘削に使用するために、ジョンW.ページ(Page&Schnable Contracting社のパートナーとして)によって1904年に発明されました。1912年までに、ページはドラッグラインを構築する方が契約よりも儲かることに気づき、ドラッグラインを構築するためにページエンジニアリング会社を設立しました。ページは1923年に最初の原油ウォーキングドラグラインを構築しました。これらの使用された脚は、クレーンを持ち上げる別のフレームでラックアンドピニオンによって操作されました。その後、本体はローラートラック上でチェーンによって前方に引っ張られ、その後再び下降しました。 Pageは、1924年にドラッグライン専用の最初のディーゼルエンジンを開発しました。Pageは、アーチ型のドラッグラインバケットも発明しました。これは、他の多くのメーカーのドラッグラインで現在も一般的に使用されている設計であり、1960年代にアーチレスバケット設計を開拓しました。歩行メカニズムが競合他社のモニガン(下記参照)よりも大幅に遅れているため、ページは1935年にメカニズムをエキセントリックドライブに更新しました。この大幅に改善されたメカニズムにより、適切な楕円運動が可能になり、1988年まで使用されました。ページは700シリーズでドラッグラインをさらに近代化しました。ページの最大のドラッグラインは、1983年にアルバータ州ヒントン近くのオベド鉱山に納入されたモデル757でした。これは、298フィートのブームに75ヤードのバケットを備え、4,500トンの運転重量を備えていました。1988年、Harnischfeger Corporation(P&H Mining Equipment)がPage EngineeringCompanyを買収しました。
Harnischfeger Corporationは、1884年にAlonzoPawlingとHenryHarnischfegerによってP&Hマイニングとして設立されました。1914年、P&Hは世界初のガソリンエンジン駆動のドラッグラインを発表しました。1988年、PageはHarnischfegerに買収され、シャベル、ドラグライン、クレーンのP&Hラインを製造しています。P&Hの最大のドラッグラインは、160ヤードのバケットと最大425フィートのブームを備えた9030Cです。

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マリオン111-Mドラッグラインの動作。(30秒)
1907年、シカゴのモニガンの機械工場は、地元の請負業者であるジョンW.ページがホイスト機械にドラグラインを設置するように注文したときに、ドラグラインの製造に興味を持つようになりました。1908年、モニガンはその名前をモニガンマシンカンパニーに変更しました。1913年、オスカーマーティンソンという名前のモニガンのエンジニアが、ドラッグライン用の最初の歩行メカニズムを発明しました。 Martinson Tractorとして知られるこの装置は、Monighanドラッグラインに取り付けられ、最初の歩行ドラッグラインを作成しました。これにより、モニガンは他のドラッグラインに比べて大きなアドバンテージを獲得し、会社は繁栄しました。カム機構は1925年にさらに改良され、靴のドラッグチェーンがなくなり、楕円形のトラックを走るカムホイールに変更されました。これにより、靴に適切な楕円運動が与えられました。 新しいメカニズムを使用した最初のドラッグラインは、1926年に利用可能になった3-Wでした。これらのマシンは非常に人気があったため、モニガンという名前がドラッグラインの総称になりました。1930年代初頭、ビサイラス・エリーはモニガンの承認を得てモニガン株の購入を開始しました。ビューサイラスは支配権を購入し、1946年に正式に合併するまで、合弁会社はビューサイラス-モニガンとして知られるようになりました。英国で最初のウォーキングドラグライン掘削機は、 1940年にウェリングボローの鉄の採石場で使用されました。
Ransomes&Rapierは、鉄道機器やその他の重作業を構築するために4人のエンジニアによって1869年に設立されました。1914年に、彼らは顧客の要求の結果として2つの小さな蒸気ショベルの製造を開始しました。彼らがこのために構築したロープ操作の群集システムは特許を取得し、後にBucyrusに販売されました。第一次世界大戦後、掘削機の需要が高まり、1924年に、マリオンのドラグラインを1から8立方ヤードの容量で建設することに合意しました。1927年に、彼らはType-71ヤードモデルとType-4601.5ヤードモデルを製造しました。マリオンマシンを構築する契約は1936年に終了しました。R&RはType-4120、続いて3.5立方ヤードの4140を使用して独自の設計を構築し始めました。1958年、Ramsomes&Rapier部門はシェフィールドのNewton、Chambers&Co。Ltdに売却され、NCK Crane&Excavator部門と統合されました。これがNCKレイピアになりました。NCK-Rapierのウォーキングドラグライン部門は1988年にBucyrusに買収されました。
マリオンパワーショベルカンパニー(1880年に設立)は、1939年にシンプルなシングルクランクメカニズムを備えた最初のウォーキングドラグラインを構築しました。最大のドラグラインは、1973年にAmax CoalCompanyに販売された8950でした。 -フットブームと7,300トンの重さ。マリオンは1997年にBucyrusに買収されました。
Bucyrus Foundry and Manufacturing Companyは、Heyworth-Newmanドラッグラインショベルの製造権を購入して1910年にドラッグライン市場に参入しました。彼らの「クラス14」ドラグラインは、1911年に最初のクローラー搭載ドラグラインとして導入されました。1912年、Bucyrusは、鉱業で使用される大型のストリッピングショベルとドラグラインの電源としての電力の使用を開拓するのを支援しました。イタリアの会社、フィオレンティーニは、1919年からBucyrusによって認可されたドラッグラインショベルを製造しました。1946年にモニガンと合併した後、ビューサイラスは、15ヤードのバケットを使用した800トンの650-Bなどのモニガン歩行メカニズムを使用して、はるかに大型の機械の製造を開始しました。ビューサイラスの最大のドラッグラインは、1969年にオハイオ石炭会社のために建設されたBig Muskieでした。この機械は、450フィートのブームに220ヤードのバケットを備え、重量は14,500トンでした。Bucyrus自体は、2011年に重機およびディーゼルエンジンメーカーのCaterpillarに買収されました。Caterpillarの最大のドラッグラインは、169ヤードのバケット、435フィートのブーム、8,350トンの重量を備えた8750です。
ドラッグラインの市場は、1960年代と1970年代のブームの後、急速に縮小し始め、それがより多くの合併につながりました。1988年にP&HがPageを買収し、1988年にBucyrusがRansomes&Rapierを買収し、1997年にMarionを買収したことで、重いドラッグラインの世界的なサプライヤーの数が半分以上削減されました。今日、P&HとCaterpillarは、大型ドラッグラインの唯一のメーカーです。
他のメーカー
ヘビーエンジニアリングコーポレーションリミテッドは、31ヤードのバケット容量のウォーキングドラグラインを製造した最初のインド企業でした。HECは最大44ヤードのバケットを構成します。比較のために、これは、42ヤードのバケットを備えたCaterpillarのSmall Draglines8000シリーズに匹敵します。HECは、インドの鉱業に15本のドラッグラインを供給しています。

手術

  ドラッグラインショベル。
発掘の典型的なサイクルでは、バケットは発掘される材料の上に配置されます。次に、バケットを下げ、ドラッグロープを引いて、バケットが材料の表面に沿ってドラッグされるようにします。次に、ホイストロープを使用してバケットを持ち上げます。次に、スイング操作を実行して、材料をダンプする場所にバケットを移動します。次に、ドラッグロープが解放され、バケットが傾いて空になります。これはダンプ操作と呼ばれます。
クレーンタイプのドラグラインでは、ジブまで巻き上げてからドラグケーブルのクラッチを解放することにより、バケットを「投げる」こともできます。これにより、振り子のようにバケツが揺れます。バケットが垂直を通過すると、ホイストケーブルが解放され、バケットが投げられます。小さなドラグラインでは、熟練したオペレーターがバケットをジブの長さの約半分の距離に着陸させることができます。より大きなドラッグラインでは、これは一般的な方法ではありません。
ドラッグラインにはさまざまな切断順序が1つ目は、オフセットベンチを使用したサイドキャスト方式です。これには、表土を吹き付けられた材料に横向きに投げてベンチを作ることが含まれます。2つ目はキーパスです。このパスは、新しい高壁のつま先でキーをカットし、ベンチをさらに低壁に向かってシフトします。壁がブロック状の場合は、チョップパスが必要になることもチョップパスでは、バケットを角度の付いた高壁に落とし、表面をスケーリングします。次のシーケンスは最も遅い操作で、ブロックが通過します。ただし、このパスはほとんどのマテリアルを移動します。これには、キーを使用して材料の底にアクセスし、材料を持ち上げて台無しにするか、ベンチレベルを上げる必要が必要に応じて最後のカットはプルバックで、材料をさらに低壁側に引き戻します。

鉱業におけるドラッグライン

  Curragh炭鉱でのドラッグライン
露天掘り鉱業で使用される大規模なドラッグラインシステムの費用は、約5,000万〜1億米ドルです。一般的なバケットの容量は40〜80立方ヤード(30〜60立方メートル)ですが、非常に大きなバケットの容量は最大168立方メートル(5,900立方フィート)です。ブームの長さは、45〜100メートル(148〜328フィート)の範囲です。1サイクルで、最大450トンの材料を移動できます。
ほとんどのマイニングドラグラインは、他のほとんどのマイニング機器のようにディーゼル駆動ではありません。数メガワットのオーダーの消費電力は非常に大きいため 、6.6〜22kVの電圧で高電圧グリッドに直接接続されます。55立方メートルのバケットを備えた4000〜6000トンの典型的なドラッグラインは、通常の掘削作業中に最大6メガワットを使用できます。このため、多くの(おそらく外典の)物語は、採掘ドラッグラインの停電の原因となる影響について語られてきました。たとえば、長寿の話があります 1970年代に、ピークダウンズ鉱山(オーストラリア、クイーンズランド州中央部にある非常に大きなBHP炭鉱)の7つのドラッグラインすべてが同時に回転した場合、ノースクイーンズランド州全体が黒く塗りつぶされていました。しかし今でも、シャットダウンされた場合、起動には膨大な電力要件があるため、常に一度に1つずつ再起動されます。

  1926年のマーティンソンの特許に基づく「ウォーキング」ドラッグラインアニメーション
最小のドラグラインを除くすべての場合、キャタピラートラックは地面に過度の圧力をかけ、ドラグラインの巨大な重量の下では非常に困難であるため、移動は足またはポンツーンを使用して「歩く」ことによって行われます。足はステップごとに再配置する必要があるため、最高速度はせいぜい毎分数メートルです 。中距離(約30〜100 km)を移動する場合は、特別なドラグラインキャリアを持ち込んでドラグラインを輸送することができます。その距離を超えると、通常、分解が必要になります。しかし、リーチによるマイニングドラグラインは、1つの位置から広い領域で機能し、小さな機械のように顔に沿って常に移動する必要はありません。

制限事項
ドラグラインの主な制限は、ブームの高さとブームの長さです。これにより、ドラグラインが廃棄物を捨てることができる場所が制限されます。もう1つの主な制限は、ドラッグラインが利用できるロープの長さによって制限される掘削深度です。それらの構造に固有のドラッグラインは、ベースのレベルより下の材料を最も効率的に掘削します。ドラッグラインはそれ自体の上を掘ることができますが、非効率的であり、積み上げられた材料をロードするのには適していません(ロープショベルやホイールローダーのように)。
それらの制限と非常に高い資本コストにもかかわらず、ドラッグラインは、その信頼性と非常に低い廃棄物除去コストのために、多くの鉱山で人気が

注目すべき例

  英国の保存されたBucyrus- Erie1150ドラッグライン
の歩行メカニズム
Central Ohio Coal Company( American Electric Powerの一部門)が所有するBig Muskieとして知られる採炭用ドラッグラインは、世界最大の移動式土木機械で、重量は約13,000トン、高さは約22階建てでした。 1969年から1991年まで米国オハイオ州のマスキンガム郡で稼働し、13,800ボルトの電源から電力を得た。1999年に70万ドル相当のリサイクル金属で解体されました。
Ransomes&Rapierの英国企業は、当時(1960年代)にヨーロッパで最大の大型(1400〜1800トン)の掘削機をいくつか製造しました。電力は、発電機を駆動する内燃機関から供給されました。1つはSUNDEWという名前で、1957年から1974年まで採石場で使用されました。ラトランドの最初の場所での作業が終了した後、コービーでの新しい生活まで13マイル歩きました。散歩は9週間かかりました。その後、サンデューは1987年1月から6月に廃棄されました。
油圧ショベルが一般的に使用されるようになる前は、小さいドラグラインも一般的に使用されていました。現在、小さいドラグラインは、川や砂利採取場の作業以外ではほとんど使用され小型の機械はクラッチ付きの機械式ドライブでした。RustonやBucyrusなどの企業は、小規模な建築工事や排水工事で人気のあるRB10などのモデルを製造しました。これらのいくつかは、ケンブリッジシャー、リンカンシャー、およびノーフォークの一部のイングリッシュフェンズでまだ見ることができます。Ruston’sは、排水ポンプエンジンにも関連する会社です。電気駆動システムは、より大型の採掘機でのみ使用されていました。変電所と供給ケーブルの設置コストを正当化するのに十分な長さの機械が1つの場所にあることはめったにないため、最近のほとんどの機械はディーゼル油圧駆動を使用しています。

技術の進歩
土工で使用されるほとんどの機器とは異なり、ドラッグラインは、ほぼ100年間、設計および制御システムで比較的変更され過去数年にわたって、ドラッグラインシステムと方法論にいくつかの進歩がありました。

オートメーション
オーストラリアのCSIROの研究者は、ドラッグラインの自動化に関する長期的な研究プロジェクトを行っています。CSIRO部門であるQCATのマイニング自動化チーム。1994年以来、自動化技術を開発してきました。自動化システムには、クルーズコントロールとデジタル地形マッピングが含まれます。実用的なソリューションには、 TarongBE1370の概念実証ドラッグラインスイングクルーズコントロールが含まれます。

シミュレーションソフトウェア
ドラッグラインは通常、大きく、複雑で、非常に費用がかかるため、新しいオペレーターのトレーニングは難しいプロセスになる可能性がパイロットを訓練するためにフライトシミュレーターが開発されたのと同じ方法で、マイニングシミュレーターソフトウェアが開発され、新しいオペレーターが機械を制御する方法を学ぶのを支援します。

UDD
UDDはUniversal-Dig-Dumpの略です。これは、「ミラクルヒッチ」の発明以来、ほぼ1世紀にわたるドラッグラインの最初の根本的な変化を表しています。バケットを操作するために2本のロープ(ホイストロープとドラッグロープ)を使用する代わりに、UDDマシンは4本のロープ(2本のホイストと2本のドラッグ)を使用します。これにより、ドラッグラインオペレーターは、バケットをいつピックアップするか、およびバケットをどのようにダンプするかについて、はるかに高い選択性を得ることができます。UDDマシンは通常、標準のドラッグラインよりも生産性が高くなりますが、多くの場合、機械的な問題が大きくなります。鉱業では、UDDの改善がコストを正当化するかどうかについてまだ多くの議論が

も参照してください
バケットホイールエクスカベーター-代替マイニングマシン
掘削機-ドラッグラインがサブクラスであるマシンのジェネリッククラス
パワーショベル-マイニングマシンのタイプ(フロントショベルとも呼ばれます)
スチームショベル-最も初期のタイプのマイニングショベル

参考文献
^ 編集者(1916年7月29日)。「ウォーキングショベル」。リテラリーダイジェスト:249。
^ US 1095464、Martinson、Oscar J。、「Excavator-Tractor。」、1914年5月5日発行、Monighan MachineCoに割り当てられました。 
^ US 1101459、Martinson、Oscar J。、「Tractor。」、1914年6月23日発行、Monighan MachineCoに割り当てられました。
^ US 1101460、Martinson、Oscar J。、「Excavator-Tractor。」、1914年6月23日発行、Monighan MachineCoに割り当てられました。
^ US 1591764、Martinson、Oscar J。、「Traction Mechanism。」、1926年7月6日発行、Monighan MachineCoに割り当てられました。
^ US 1627984、Martinson、Oscar J。、「Traction Machine。」、1927年5月10日発行、Monighan MachineCoに割り当てられました。
^ クワイン、ダン(2016)。4つのイーストミッドランズ鉄岩路面電車パート3:ウェリングボロー。巻 108.ガルンドルベンマエン:狭軌および産業鉄道モデリングレビュー。
^ GB 110458、Bowtell、William John、「Luffing Cranesの改善または関連」、1917年10月25日発行、Ransomes&RapierLtdに割り当てられました。
^ Mirabediny、H。; Baafi、E。(1998年1月1日)。「オーストラリアの露天掘りにおけるドラッグライン掘削方法-調査」。石炭事業者会議。
^ Keith Haddoc、「Extreme Mining Machines-stripping shovels and draglines」、MBIによる出版、付録4容量の表127ページ ISBN 0-7603-0918-3 
^ 「メイドマリアンの旅は「ドラッグ」になります」 デイリーグリーナー(2008年10月10日)アクセス2008年11月1日]
^ 「歩道の監督のための楽園」 ポピュラーメカニクス、1947年10月、p。153-157、ドラッグライン操作の詳細な図面と写真
^ http://little-mountain.com/bigmuskie/
^ CSIRO研究プロジェクト
^ 「DraglineAutomation」DrJonathan Roberts CSIRO(2009年12月11日)アクセス2011年12月19日
K. Pathak、K。Dasgupta、A。Chattopadhyay、「ドラッグラインバケットの作業ゾーンの決定-グラフィカルなアプローチ」、ドンカスター、鉱山技師協会、1992年。
Peter Ridley、Peter Corke、「重力荷重下でのドラッグラインバケットポーズの計算」、メカニズムと機械理論、Vol。35、2000。

外部リンク
コモンズには、ドラッグラインショベルに関連するメディアが
ドラッグラインを検索します。
P&Hドラッグライン
Bucyrusドラッグライン
HECドラッグライン”

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