挖掘機簡史

技術 第二次世界大戰 歷史 設計 高廣銀 2019-04-07

挖掘機是19世紀中期問世的,到現在已經有超過150年的歷史。在這一個半世紀裡,挖掘機經歷了三次重大的技術變革。第一次技術變革是從蒸汽機改為內燃機,第二次技術變革是由內燃機改為柴油發動機,並出現了弧形吊杆設計,第三次是出現了液壓技術。在前兩次技術變革中,行業的龍頭企業都是新技術的領頭羊,唯獨到了第三次技術變革的時候,行業中的龍頭企業幾乎全軍覆沒。同樣是技術創新,為什麼結局會有如此大的不同呢?

挖掘機簡史


挖掘機誕生

1837年,威廉·史密斯·奧蒂斯發明了蒸汽鏟土機。一直到20世紀20年代初,挖掘設備一直使用蒸汽動力。你能看到這種鏟土機的鏟子是朝外開口的,或稱為"正鏟",而且鏟子是通過滑輪和纜線連接在一起。這種蒸汽鏟土機最早被安裝在鐵軌上,用於鐵路和運河建設的剷土作業。

挖掘機簡史


20世紀20年代,汽油動力發動機取代了蒸汽動力發動機,挖掘機行業面臨一場技術鉅變。儘管從外表來看,挖掘機的鏟子仍然是通過纜索控制的,但實際上,操作系統已經發生了變化。蒸汽鏟土機是通過氣壓發動一組蒸汽發動機,而汽油鏟土機則是用一個單獨的發動機,配合傳動裝置、滾筒和制動器。汽油發動機的動力非常大,可以使承建商更快、更安全地完成挖掘作業,而且成本也比蒸汽鏟土機更低。

大約從1928年起,汽油動力鏟土機開始了另一個技術轉變,即過渡到由柴油發動機和電動機提供動力的鏟土機。進一步的技術創新產生於第二次世界大戰後,主要是引入了弧形吊杆設計。

挖掘機簡史


在這兩輪技術變革中,我們看到,行業內的主導企業總是能先行一步、穩操勝券。在35家規模最大的蒸汽鏟土機製造商中,有23家成功地完成了向汽油動力的轉換。主導企業在柴油發動機和弧形吊杆出現之後,也一樣順利地採用了新技術,仍然能夠屹立潮頭不倒。

到了20世紀60年代,出現了一種新的機械系統,即液壓控制系統,它取代了傳統的纜控系統。這一次不一樣了。在20世紀50年代,引領挖掘機行業的大約有30家成熟的纜控制造商,到了70年代,只有四家成功轉型,轉變為具有可持續競爭力的液壓挖掘機制造商,其它的行業龍頭企業紛紛退出了市場。

挖掘機簡史


液壓挖掘機的逆襲

我們來退後一步,看看挖掘機的主要用途。挖掘機的主要用途是挖洞和挖溝,主要應用於三個市場。第一個市場是最大的市場,即一般挖掘市場,主要是負責挖地下室、土木工程(如運河建設)的承建商。第二個市場是負責挖掘較長溝渠的下水道和管道的承建商,第三個市場是露天採掘和採礦市場。負責挖下水道和管道的承建商用的挖掘機較小,採礦承建商用的挖掘機最大。

1947年,英國的傑西博公司研發出來第一臺液壓挖掘機。這種挖掘機最明顯的特徵是沒有纜線了,挖鬥不是朝外,而是朝內的,是一種"反剷"。反剷的挖掘力比正鏟要小,但更加靈活。最早的液壓挖掘機看起來很弱很傻,鏟子太小,工作半徑太短,而且只能旋轉180度,不能像纜索挖掘機那樣360度旋轉。無論是對採礦、普通挖掘還是下水道工程來說,這種新型的挖掘機都不實用,誰都不愛用它。

挖掘機簡史


生產液壓挖掘機的企業只好另闢蹊徑。它們把反剷挖掘機賣給卡車企業,讓它們把挖掘機裝在卡車的後面,作為小型工業用和農用牽引車的附加設備。慢慢地,出現了一批使用挖掘機的新的用戶。這是一些小型民用建築承建商,過去,他們需要在蓋房的時候挖個坑,在街道旁挖個溝,由於工程量不大,而且施工現場空間狹小,他們沒有辦法用大型的挖掘機,遇到這種小工程,過去都是用人工的。如今,有了小型的反剷挖掘機,他們就可以大大節省時間。在第二次世界大戰和朝鮮戰爭結束之後,退伍老兵回國,美國掀起了一場房地產建設熱潮,這種小型挖掘機的銷路越來越好。

挖掘機簡史


市場規模的擴大導致技術水平的提高。當液壓技術可以滿足下水道和管道承建商對剷鬥的需求後,行業的競爭格局發生了變化。即使是現在,纜索挖掘機的工作半徑和拉舉的力量仍然要遠遠高於液壓挖掘機,但是,液壓挖掘機發生故障的概率遠遠低於纜索挖掘機。有很多施工企業都曾經遇到過纜索突然折斷,造成工人傷亡的事故,一旦更安全的液壓挖掘機能夠勝任它們的工作,它們就會很快換用液壓挖掘機。到了20世紀60年代,下水道和管道承建商、普通挖掘承建商都採用了液壓挖掘機。

相關推薦

推薦中...