معرفی کلامشل
برای انجام عملیات حفاری و گودبرداری، ماشین‌آلات متنوعی وجود دارد که نوع و اندازۀ آن براساس نوع کار و شرایط منطقه‌ای تعیین می‌گردد. یکی از انواع این ماشین‌آلات کلامشل یا بیل منقاری می‌باشد. بهترین عملکرد این ماشین زمانی است که برای حمل و بلندکردن بار در حالت قائم از آن استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال حفاری و تخلیۀ بار در داخل قیف‌ها و صندوق‌ها از این عملیات می‌باشد. یکی از مهم‌ترین مزایای این ماشین در آن است که می‌تواند ترازی که بر روی آن قرار گرفته است را به‌راحتی حفاری کند. از دیگر مزایای این ماشین انجام عملیات حفاری در انواع خاک و سنگ و حفاری در زیر آب می‌باشد. این ماشین قادر به حفاری در ارتفاع بالاتر و نیز عمق پایین‌تر از محل استقرار آن می‌باشد. کلامشل ساختاری همانند یک جرثقیل دارد که در انتهای بوم آن یک جام با سیستم‌های کابل‌بندی متفاوت با جرثقیل، متصل شده است. بوم طویل و تنوع در ظرفیت جام آن، کاربرد این ماشین را تا حد زیادی افزایش داده است. دامنۀ حرکت قائم این ماشین وقتی با جرثقیل‌های بوم بلند به‌کار برده شوند ممکن است نسبتاً زیاد باشد.
موارد کاربرد
کلامشل از مهم‌ترین ماشین‌آلات عملیات گودبرداری و حمل مواد ناشی از عملیات حفاری می‌باشد. برخی از موارد کاربرد این ماشین عبارت‌اند از:
۱) انجام عملیات حفاری قائم در اعماق مختلف مانند دیوارهای حائل، گودال شمع‌ها و پرده‌های آب‌بند
۲) حمل و جابه‌جانمودن مواد کنده‌شده و نرم نظیر ماسه، شن، سنگ‌های شکسته و ذغال‌سنگ
۳) انجام عملیات لایروبی در دریاچۀ سدها، کانال‌ها و پایه‌های موج‌شکن
۴) حمل بار و بلندکردن قائم آن‌ها از یک نقطه به یک نقطۀ دیگر نظیر تخلیۀ بار در داخل قیف‌ها و صندوقه‌ها
پیش از حفر گودال‌های عمیق، برای جلوگیری از ریزش خاک در حین حفاری می‌بایست دیوارهای حائلی در خاک اجرا شود. معمولاً این دیوارها نیاز به انجام حفاری عمیق و قائم دارند. یکی از ماشین‌آلاتی که برای انجام این نوع حفاری به‌کار می رود، کلامشل می‌باشد. همچنین از این ماشین برای حفر گودال‌های موردنیاز برای شمع‌ها و پرده‌های آب‌بند نیز استفاده می‌شود.
انواع کلامشل
کلامشل‌ها را می‌توان از سه بعد به شرح زیر تقسیم‌بندی نمود:
انواع کلامشل برحسب سیستم هدایت
۱) کلامشل کابلی: در این نوع کلامشل جام توسط کابل به بوم جرثقیل متصل می‌گردد و هدایت جام ازقبیل پر و خالی کردن آن با یک شبکۀ کابلی و قرقره‌ای به‌وسیلۀ اپراتور صورت می‌گیرد.
۲) کلامشل هیدرولیکی: در این نوع کلامشل جام توسط یک سیستم هیدرولیکی و پمپ‌های مربوط به آن هدایت می‌شود.
۳) کلامشل تلسکوپی: در این نوع کلامشل به‌جای استفاده از بوم معمولی جرثقیل، از یک بازوی تلسکوپی استفاده شده است. به‌دلیل استفاده از این بازو، عملکرد و بازده ماشین افزایش یافته است. به‌کمک این بازو، ماشین عملیات حفاری و انتقال را در یک شعاع کوچک به‌راحتی می‌تواند انجام دهد.
انواع کلامشل برحسب نوع جام
مهم‌ترین قسمت در کلامشل، جام می‌باشد و سایر اجزای ماشین برحسب نوع جام تعیین می‌شود. اگر جام دارای دندانه باشد، بیشتر از آن برای کندن مواد سخت استفاده خواهد شد. ولی اگر جام بدون دندانه باشد، از آن بیشتر برای جابه‌جایی مواد و مصالح استفاده می‌شود. این دندانه‌ها را می‌توان به‌سهولت از جام جدا کرد. برخی از انواع جام با لبه‌های برنده نیز وجود دارد که معمولاً برای کار در زمین با سختی زیاد از آن استفاده می‌شود. از نظر سختی کاری که با کلامشل صورت می‌گیرد، جام به سه دستۀ زیر تقسیم‌بندی می‌شود:
۱) جام نوع سبک که از آن برای جابه‌جانمودن مواد سبک‌وزن استفاده می‌شود.
۲) جام نوع متوسط که از آن برای کارهای عمومی استفاده می‌شود.
۳) جام نوع سنگین که از آن برای عملیات حفاری و گودبرداری استفاده می‌شود.
از نظر نوع کار و مصالحی که توسط کلامشل حمل می‌شود، جام به چهار دسته تقسیم‌بندی می‌شود.
۱) چنگک کاکتوس
۲) چنگک مخصوص حفاری سنگین
۳) چنگک شن
۴) چنگک لجن
از جام کاکتوسی برای حمل قطعات بزرگ سنگ و مواد دیگر استفاده می‌شود. عملکرد سایر جام‌ها با توجه به نام آن‌ها مشخص می‌باشد.
انواع کلامشل براساس نوع شاسی
معمولاً کلامشل بر روی دو نوع شاسی چرخ‌لاستیکی و چرخ‌زنجیری متصل می‌شود. نوع چرخ‌لاستیکی و چرخ‌زنجیری براساس نوع زمینی که برای انجام عملیات بر روی آن قرار می‌گیرد تعیین می‌شود. اگر جداول مخصوص بار مجاز کلامشل موجود نباشد، باید میزان ۸۰ درصد ظرفیت جام در مورد جرثقیل چرخ‌لاستیکی و ۹۰ درصد ظرفیت جام برای جرثقیل چرخ‌زنجیری به‌عنوان بار مجاز در نظر گرفته شود و این به‌خاطر بارهای دینامیکی در اثر حرکت جام می‌باشد.
قسمت‌های اصلی کلامشل
در کلامشل کابلی قسمت‌های تشکیل‌دهندۀ ماشین عبارت‌اند از:
۱) جام کلامشل
۲) تیرک اصلی
۳) کابل‌های اتصال‌دهنده
۴) جرثقیل
قسمت‌های اصلی کلامشل هیدرولیکی و تلسکوپی همانند کلامشل کابلی می‌باشد. با این تفاوت که در کلامشل هیدرولیکی به‌جای سیستم کابل و قرقره، سیستم جک‌های هیدرولیکی وجود دارد و در کلامشل تلسکوپی به‌جای بوم، بازوی کلامشل تلسکوپی می‌باشد.
نحوۀ عملکرد کلامشل
مکانیسم عملکرد جام کلامشل کابلی بدین‌ترتیب است که جام از دو قطعۀ متصل به هم تشکیل شده است. در کلامشل کابلی هنگامی‌که کابل‌های بستن جام و بالابردن جام فاقد کشش باشند از سربار اضافی موجود در جام برای بازکردن آن استفاده می‌شود. وقتی‌که جام باز باشد، وزن آن به‌وسیلۀ کابل نگهدارنده تحمل می‌شود و کابل زیرین جام که به وسط تیر مشبک متصل شده است، برای جلوگیری از کج‌شدن و نوسانات جام در حین عملیات به‌کار می‌رود.
عملکرد کلامشل در انواع خاک و سنگ
با توجه به اینکه کلامشل همانند سایر ماشین‌آلات حفاری متحرک نمی‌باشد و با استقرار در یک جای معین عملیات گودبرداری و حمل مصالح را انجام می‌دهد، لذا همانند سایر ماشین‌آلات حفاری نمی‌توان عملکرد آن را در انواع خاک و سنگ محاسبه نمود. با این حال عوامل مختلفی در میزان بازده کلامشل تأثیرگذار می‌باشد و تعیین دقیق آن از روی جداول استاندارد به‌سادگی صورت نمی‌گیرد. معمولاً با زمان‌گیری در کارگاه و با توجه به نوع فعالیت ماشین و مصالح موجود در کارگاه بهترین میزان تولید ساعتی برای کلامشل تعیین می‌گردد. فرض کنید در حین عملیات خاکبرداری، جام کلامشل با حجم زیادی قطعات سنگی برخورد کند در این حالت میزان راندمان کاری کاهش می‌یابد و یا فرض کنید که کلامشل برای تخلیۀ بار در قیف استفاده شود، در این حالت زمان تخلیه بیش از زمانی خواهد بود که بخواهد بار را بر روی توده‌ای از خاک تخلیه کند. برخی از عوامل که باعث کاهش بازده می‌شوند عبارت‌اند از:
۱) وجود موانع در هنگام بارگیری
۲) ابعاد و نوع بار
۳) ارتفاعی که بار می‌بایست بلند شود
۴) روش تخلیۀ بار
۵) میزان تجربۀ اپراتور ماشین
۶) میزان زاویۀ نوسان
در تعیین بازده ماشین و میزان تولید ساعتی باید به‌نحوه‌ای که جام پر می‌شود دقت گردد. ظرفیت جام در کلامشل به سه روش به شرح زیر تعریف می‌گردد:
۱) ظرفیت سطح آب: ظرفیت جام در حالی است که آن را بسته نگه‌داشته و از آب پر نمایند.
۲) ظرفیت خط صفحه: ظرفیت جام تا امتداد بالاترین خطی است که دو لبۀ بالایی کپه‌های جام را به هم متصل می‌سازد.
۳) ظرفیت انباشته: حالتی است که در آن جام را با حداکثر شیب پایداری مصالح پر می‌کنند. بیشترین مقدار این شیب ۴۵ درجه می‌باشد.
منبع: معرفی ماشین‌آلات ساختمانی، نشریۀ شمارۀ ۴۴۶، معاونت نظارت راهبردی، دفتر نظام فنی اجرایی، ۱۳۸۸
