Ekskavatör Nedir? Parçaları, Çeşitleri ve Kullanım Alanları

1.Ekskavatör

Ekskavatörler kazma, kaldırma, yükleme ve iletme gibi işleri tek başına yapabilen ve yaptığı işe göre isimlendirilen makinelerdir. Genellikle hafriyat işlerinde kullanılırlar.

Ekskavatör, iş ve inşaat makineleri denildiğinde kuşkusuz ilk akla gelen makinelerdendir. Çoğunlukla toprak kazıp yükleseler de ekskavatörleri bina yıkımında, hurda istiflemede, boru döşemede, deniz dibi taramada ya da gemi boşaltma gibi birçok alanda çalışırken görmek mümkündür.

Ekskavatörlerde motordan aldıkları gücü istenilen devirlerde ve istenilen çalışma modlarında ayarlamaya imkân veren sistemler mevcuttur. Ekskavatör kendi çalışması sırasında yapılan kazının ya da kaldırılan yükün ağırlığına göre kendi motor devrini ayarlayan ve hidrolik pompa devrini yükseltip hidrolik yağ basıncını arttırıp makinenin operatörün yönetimine yardımcı olacak şekilde tam kapasiteyle çalışmasını sağlayan sistemler mevcut olduğu gibi makinenin uzaktan da gps desteği ile verimliliğinin ölçüldüğü ve istenildiğinde uzaktan çalışmasının durdurulabildiği ya da çalışma alanının belirlenip bu çalışma alanları içinde çalışmasını sağlayacak sistemler geliştirilmiştir.

Günümüz ekskavatörleri genellikle 800 rpm ile 2000 rpm motor devirleri arasında çalışmakta olup hidrolik pompası ve motoruyla olan iletişimini çok sayıda bobin ve elektronik sensörün bulunduğu valf sistemleri ve bu sistemleri kontrol eden ana beyin yani bir donanım ve yazılım sistemi ile yönetilmektedir ve bu sayede maksimum verim minimum maliyet hedefiyle karayolu inşaatı yapım işlerinde faaliyet göstermektedir. Örnek bir ekskavatör çalışma alanı yukarıdaki şekilde gösterilmiştir.

Ekskavatörler; büyük ve orta boyutlu kazı, yükleme, bina yıkımı işlerinde olduğu kadar, derin siloların boşaltılmasında da kulanılabilmektedir. Ayrıca ekskavatörlerin konum değiştirmeden dönebilme yeteneği, bu makinaların oldukça yaygın ve verimli şekilde kullanılmasını mümkün kılmaktadır.

Ekskavatörle gerçekleştirilecek verimli bir kazı için, kepçenin mümkün olduğu kadar full ya da full’e yakın miktarda malzemeyle dolması sağlanmalıdır. Eğer makinenin çalıştığı basamak boyu çok düşükse, makine kepçeyi tam doldurmaya çalışırken zaman kaybedecek ya da kepçe tam olarak dolmayacaktır. Eğer basamak gereğinden çok yüksekse, makinenin kazması için ve kepçeyi kaldırması için gereken süre uzayacaktır.

2.Ekskavatör Çeşitleri

Ekskavatörler çalışma alanlarına, yaptıkları iş çeşitliliğine ve birim maliyetindeki verimliliklerine göre çok farklı modellerde piyasaya sunulmaktadır.

Ekskavatörleri yürüyüş sistemlerine göre:

• Paletli ekskavatör
• Lastikli ekskavatör olmak üzere 2 ana grupta;

Tonajlarına göre:

1. Mini ekskavatörler,
2. Küçük boy ekskavatörler,
3. Orta boy ekskavatörler
4. Büyük boy ekskavatörler olmak üzere 4 alt grupta sınıflandırılabilir.

2.1.Paletli Ekskavatörler

2.1.1.Mini Ekskavatörler

Genellikle çalışma ağırlığı 11 tona kadar olan ekskavatörlere mini ekskavatörler denir. Büyük makinelerle yapılamayacak dar alanlardaki kazı ve düzenleme çalışmalarında hareket ve kabiliyet yeteneğinden yararlanılması amacıyla çok kullanışlıdır.

Mini Ekskavatörler Nerelerde Nerelerde Kullanılır?

Mini ekskavatörler;

• karayolu çalışmalarında,
• karayolları peyzaj düzenlemelerinde veya kaldırım çalışmalarında,
• orman işlerinde gradoni şeklinde terasman yapımında
• belediyelerin fen işleriyle birlikte yaptığı çalışmalarda son zamanlarda çok fazla tercih edilir duruma gelmişlerdir.

Daha çok direk düzenleme gerektiren veya çok derin kazı gerektirmeyen işlerde ve kaldırma yükleme
faaliyetlerinde kullanılırlar. Boyutları küçük olduğu ve kova kapasitesi az olduğu için kamyon yüklemede tercih edilmezler. Gerek düşük yakıt kullanımı gerekse boyutları bakımından karayolu ve ilgili yol yapım çalışmalarında önemli bir yere sahiplerdir.
Kullanılacak işlere ve alanlara göre mini ekskavatörler farklı boyutlarda, ağırlıklarda ve özelliklerde üretilmektedir.

Mini Ekskavatör Çeşitleri

Mini ekskavatörler de kendi içerisinde farklı çeşitlere sahiptir.

Kaynak: https://www.cat.com/tr_TR/products/new/equipment.html

Yapısal olarak mini ekskavatörlerde; ana şasiye bağlı 2 adet yürüyüş takımı ve bu yürüyüş takımını
areket ettiren hidromotorlar bulunur. Bu yürüyüş takımları genellikle hafif olan mini ekskavatör grubunda kauçuk paletlerden oluşmaktadır. Ana şasinin üstünde operatör kabini, motor, hidrolik pompa ve valflerin olduğu ana gövde bulunur. Bu gövdeye ana şasiden burçlarla bağlanmış olan ve hidrolik pistonlarla hareketi sağlanan modellerine göre uzayıp kısala bilen kazma işinin yapıldığı bom, arm ve kazıcı kova bulunur. Yürüyüş takımlarının önünde kazı sırasında oluşabilecek bazı fazla hafriyatın düzenlenmesini, sergi ve tesviye yapılmasını sağlayan dozer bıçağı bölümü bulunmaktadır. Kazı sırasında makinenin dengesinin sağlayan ve kazma yapılacak yöne doğru kazma ve koparma gücünün ve momentinin makineyi devirmemesini makinelerin tonajlarına ve güçlerine göre makinenin arkasına konumlandırılmış arka ağırlıklar sağlamaktadır. Diğer ekskavatörlerden farklı olarak mini ekskavatörlerin bom ve arm’ları sol ve sağ yönlere belirli derecelerde bir mafsal sayesinde dar alanlarda makinenin gövdesini döndürmeden dönebilme kabiliyetine sahiptirler.

2.2.2.Küçük Boy Ekskavatörler

Küçük boy ekskavatörler genellikle 11 ton ila 18 ton arasındaki ağırlıklarıyla sınıflandırılırlar. Yapısal ve boyutsal ve kazma kabiliyetlerine göre mini ekskavatörlerin çok daha uzun zamanda yapabilecekleri hatta maliyet analizine göre çok yüksek maliyette çalışacakları işlerde tercih edilir.

Küçük boy ekskavatörler; karayolu çalışmalarında taş duvar yapımında çevre düzenleme işlerinde yükleme boşaltma işlerinde yardımcı makine olarak kullanılırlar. Çalışma prensipleri mini ekskavatörlerle aynı olup palet sistemleri ağırlıklarındaki artış nedeni ile geliştirilmiş ve kendi ağırlığının yaratıcağı basınç ve makaralara gelen kesme kuvvetine dayanacak şekilde kauçuk yerine çelikten yapılmıştır. Kova kapasiteleri genellikle 0.50-0.60 m3 aralıklarında olup büyük hafriyatlardan çok küçük hafriyat kazılarında, kanal ve hendek kazılarında, hazır prefabrik sistemlerin yerlerine yerleştirilmesinde, drenaj borularının yerleştirilmesinde, beton büzlerin yerleştirilmesinde, istifleme işlerinde ya da belediye işlerinde şehir içi yol çalışmalarında tercih edilirler.

2.2.3.Orta boy ekskavatörler

Orta boy ekskavatörler ağırlıklarına göre 20 ton ile 35 ton arasında sınıflandırabilir. Yapısal olarak çalışma prensipleri küçük boy ekskavatörlerle aynı olmalarına rağmen boyutları, yürüyüş takımları, bom ve armlarında kullanılan çeliklerin kalınlıkları, motor güçleri ve hidrolik pompa basınçları çok daha fazladır. Karayolu projelerinin vazgeçilmezleri de diyebileceğimiz bu makine grupları dünyada en fazla satışa sahip olan makine gruplarıdır ve büyük hafriyat kazılarında ve büyük karayolu projelerinde; kamyon yüklemelerinde, kaya kırım işlemlerinde zor olan arazilerde güçleriyle proje verimliliğini arttırıp büyük kova hacimleriyle birim kazı maliyetini düşürüp kamyon yüklemelerinde daha az kova sayısı ile daha fazla kamyon yükledikleri için büyük projelerin daha hızlı bitirilmesini sağlamaktadırlar.

Orta boy ekskavatörlerin kova kapasiteleri genellikle 0,70 m3 ile 1,80 m3 arasında değişmektedir ve ortalama kova hacmi 1,50 m3 olan 30 tonluk bir ekskavatör ile altı boş kalmaksızın kamyon beslemesi yapıldığında tam kapasitede 100-120 adet kamyon yüklemesi yapabilir ve ortalama 20 m3 kamyon damper hacminden hesaplandığında ortalama 2000 m3 ila 2500 m3 arasında kazı ve yükleme yapabilmektedir. Kazılacak zeminin sertliğine bağlı olarak toprak ve küskülük malzemede fazla, kaya içeren sert malzemelerde daha az kazı yapabilmektedir. Projelerin çok sert zemin bulunan bölgelerinde ekskavatörlerin gücü ve boyutları büyükte olsa, kova ile kazı ve koparma işi çok yetersiz kalmaktadır. Bu tür durumlara kova yerine daha farklı ataşmanlar takılarak zor ve sert arazi kazıları yapabilmektedirler.

2.2.4.Büyük Boy Ekskavatörler

Büyük boy ekskavatörleri 36 ile 90 ton arasında sınıflandırabiliriz. Bunlar güç, hız ve yakıt verimliliği özellikleriyle büyük hafriyat işleri ve ağır kaldırma uygulamaları için maliyeti düşüren özel seçim makineler olup çok büyük kazı kalemleri içeren büyük projelerde ve büyük ocaklarda kullanılmaktadır. Büyük boy ekskavatörler güçlü ve verimli motorları, gelişmiş hidrolik sistemleri, boyutlarına göre geliştirilmiş yapısı ve teknolojisi ile çeşitli ataşmanlarda kullanılarak büyük ölçekli karayolu projelerinin zamanında tamamlanmasına yardımcı olurlar.

Büyük boy ekskavatörlerin kova kapasiteleri 1,80 m3 ile 6,0 m3 arasında olmakla birlikte motor güçleri de 280 Hp ile 550 Hp arasında yaptıkları işlere ve çalıştıkları zemin çeşitliğine göre değişmektedir. 6,0 m3 kova kapasiteli 550 beygir gücündeki Caterpillar markasının 390F L modeli büyük boy ekskavatörü bu markanın ve dünyanın normal kullanımdaki en büyük ekskavatörlerinden birisi olup kısa bom’u sayesinde çok büyük kayaları ve çok sert zeminleri bile çoğu zaman kırıcı ataşmanı kullanmadan kaya kovası ile sökebilmektedir. 390F L modeli ekskavatör normal kullanım kapasiteli 20 m3 lük bir damperli kamyonu 3 seferde doldurabildiği için günlük kazım ve yükleme kapasitesi normal bir 30 tonluk makineye göre 4 kat fazla olup günde 10.000 m3 lük hafriyat yükleyebilirler.

Ağır hizmet tipi ekskavatörler grubuna da giren büyük boy ekskavatörler uzun veya kısa bomlu olarak da tercihe göre üretilmektedirler. Kısa bomlu ekskavatörler kaya kazılarında ve ağır işlerde boma gelen yükü ve buğrulma momentini azalttığı için daha fazla yükü kendisine zarar vermeden kaldırabilmekte ve sert zeminlerde daha rahat sökme gücü verebilmektedir. Uzun bomlu makineler ise daha fazla yükseklikte çalışma kabiliyeti sağlasalar da çok fazla ağır işlerde yoğun kullanıldığında bom hasarlarına, çatlaklara ve hatta bom kırılmalarına yol açabilmektedirler.

2.3.Lastikli Tekerlekli Ekskavatörler-Lastikli Ekskavatörler

Lastikli tekerlekli ekskavatörler, başka bir araçla nakliye ihtiyacı duyulmadan kendi kendine uzak lokasyonlara gidebilmesi için tasarlanmış, ana şase altına palet yerine hidromotorların tahrik verdiği 4 adet tekerden oluşan ve ana şase üstündeki kazıma organları paletli ekskavatörlerle aynı olan şehir içinde karayolları kanunlarına tabii olan iş makineleridir.

Lastikli Tekerlekli Ekskavatörler Karayolları yük taşıma kanunlarına tabii oldukları için ağırlıkları lastik basına düşen yüke bağlı olarak belirlenmiş kanunların üstüne çıkamamaktadır ve çalışma ağırlıkları 18.000 kg ile 23.000 kg arasında değişmektedir.

Operasyonel olarak karayolu çalışmalarında kendi kendine uzun mesafelerde lowbed dorse ve çekici gerektirmeden gidebildiği için çok fazla tercih edilen bir ekskavatör türüdür. Ağırlığı nedeniyle küçük ve orta boy ekskavatör grubuna girmektedir. Çok büyük hafriyatın olduğu karayolu projelerinde ana kazıcı veya yükleyici ekipmanı olarak tercih edilmeyip daha çok yardımcı işlerde yükleme boşaltmada, taş duvar yapımı işlerinde ve buna benzer işlerde kullanılırlar. Motor güçleri 130 hp ile 170 hp arasında değişmekte olup kova kapasiteleri 0,44 m3 ile 1,57 m3 arasındadır. Normal seyir hızları birkaç kademeli olup vites, devir aralıklarına ve gittikleri yolun zemin durumuna göre 3 km/sa. ile 25 km/sa. arasında hızlarda kendisini yürütebilirler. Lastikli ekskavatörlerde standart olarak önde ana şasi grubuna bağlı dozer bıçağı bulunmakta olup hafriyat ve kazı işlerinde lastiklerin önünde biriken malzemeyi tesviye edip sergi yapabilme ve boş malzemeyi serebilme kabiliyeti bu bıçak sayesinde lastikli ekskavatörlere büyük önem kazanmaktadır.

3.Ekskavatör Parçaları – Elemanları

Ekskavatörün ve uzuvlarının hareketi, kepçe silindiri, kol silindiri, bom silindiri, kule hidrolik motoru ve yürüyüş hidrolik motorları tarafından sağlanmaktadır.

Ekskavatörün elemanları;

• Bom: Mekanizmanın en büyük parçasıdır, tek veya iki parçalı olarak imal edilir. Bir ya da iki adet silindirle hareket verilir. İki parçalı bomun hareket kabiliyeti daha yüksektir. Kazılan yükün taşınması için kullanılır.
• Kol: Hareketini bom üzerine bağlı silindirden alır ve üzerinde kepçeye hareket veren silindir bulunur.
• Kepçe: Kazma, koparma ve taşıma işlemlerinde kullanılır.
• Bom silindiri: Kazılan malzemenin yüklenmesi için boma hareket verir.
• Kol silindiri: Kol silindirinin görevi, kazma sırasında kepçe ucunda istenen belli bir hızla hareket ederken
  sağlamaktır.
• Kepçe silindiri: Kazı işleminin ve boşaltmanın yapılması için kepçeye hareket verir.
• Kule dönüş hidrolik motoru: Ekskavatörün yerinden hareket etmeden kazı ve yükleme işleminin gerçekleşmesi için bir hidrolik motoru ve göbek dişlisi ile kuleyi döndürür.
• Yürüme hidrolik motoru: Ekskavatörün yürümesi sağ ve sol paletleri tahrik eden iki hidrolik motorla sağlanır. Hidrolik motorlar birer dişli kutusu vasıtasıyla cer dişlilerini, cer dişlileri de paletleri hareket ettirir. Cer dişlisinin teğetsel hızı yaklaşık olarak ekskavatörün yürüme hızına eşittir.

Kaynaklar; 
https://www.cat.com/tr_TR/products/new/equipment.html
Yağız Gökberk ERDOĞ-TÜRKİYE’DE KARAYOLU İNŞAATINDA KULLANILAN YENİ TEKNOLOJİ İŞ MAKİNELERİ SEKTÖRÜNÜN DÜNYADAKİ YERİNİN GEÇMİŞTEN BUGÜNE GELİŞİMİ VE GELECEĞİ
MUSTAFA BAYAR-EKSKAVATÖR KEPÇE ROBOT KOL SİSTEMİNİN GELİŞTİRİLMESİ
HAKAN ERGAN-BELEDİYELERDEKİ İŞ MAKİNELERİ VE İSTANBUL BÜYÜKŞEHİR BELEDİYESİ ÖRNEĞİ