建設機械

高速道路の建設現場の近くに駐車された様々な種類の重機

重機、重機、土木機械、建設車両、または建設機械は、建設作業、特に土木作業やその他の大規模な建設作業を実行するために特別に設計された大型車両を指します。重機は通常、インプルメント、トラクション、ストラクチャー、パワートレイン、制御/情報という 5つの機器システムで構成されます。

重機は少なくとも紀元前 1 世紀から使用されており、古代ローマの技術者ウィトルウィウスが『建築について』の中で、人力または動物の力で動くクレーンについて記述しています。

重機は、入力された力と実際に発揮される力の比率を増幅させるという単純な機械の機械的利点を活かして機能します。これにより、数百人の人員と数週間もの労働が必要となる作業を、簡素化・迅速化することができます。こうした重機の中には、主要な駆動源として 油圧駆動を採用しているものもあります。

この文脈における「プラント」という言葉は、移動式設備（例えば「発電所」と同じ意味）を含むあらゆる種類の産業設備を指すようになりました。しかし、「プラント」は元々は「構造物」または「施設」を意味し、通常は工場や倉庫の敷地を指していました。そのため、「プラントと設備」という表現では、移動式機械と対比して使われることが多かったのです。

歴史

ローマの技術
駐車中のホイールローダーやその他の産業用トラック

重機の使用には長い歴史があります。古代ローマの技術者ウィトルウィウス（紀元前1世紀）は、著書『建築について』の中で、古代ローマの重機とクレーンについて記述しています。杭打ち機は1500年頃に発明されました。最初のトンネル掘削用シールドは、1818年に マルク・イザムバード・ブルネルによって特許を取得されました

馬から蒸気、ディーゼル、電気、ロボットまで

馬に引かれたフレズノのスクレーパーが給水溝を掘っている
ポータブルエンジン。現代のエンジニアリング車両の先駆け。
初期のガソリン駆動トラクター
1922年頃の重機

19 世紀から 20 世紀初頭にかけて、重機は人力または動物の力で牽引されていました。ポータブル蒸気動力エンジンの登場により、牽引される機械の前身はコンバインなどの新しいエンジンで再構成されました。コア トラクターの設計は、新しい蒸気動力源を中心に進化し、蒸気トラクターや蒸気ローラーとして構成できる新しい機械コアトラクション エンジンになりました。20 世紀の間、内燃機関が重機の主な動力源になりました。灯油エンジンとエタノールエンジンが使用されていましたが、今日ではディーゼル エンジンが主流です。機械式トランスミッションは多くの場合、油圧機械に置き換えられました。20 世紀初頭には、フォークリフトなどの新しい電気駆動の機械も登場しました。Caterpillar Inc. は、 Holt Manufacturing Companyとして始まった、今日のブランドです。最初に量産された重機は、 1917 年のFordson トラクターでした。

最初の商用連続履帯車両は、1901年に製造されたロンバード蒸気丸太運搬車でした。履帯は第一次世界大戦中に戦車で普及し、後にブルドーザーなどの民生用機械にも採用されました。最大の土木車両および移動式陸上機械は、 1920年代以降に製造されたバケットホイール式掘削機です。

コンテナクレーンが1950年代以降に使用され、コンテナ化が可能になりました。

今日ではこの機械の重要性が高まっているため、一部の運送会社は、重い建設機械を現場に輸送するための特別な機器を開発しています。

キャタピラー[ 1 ] 、ボルボ[ 2 ] 、リープヘル[ 3 ] 、ボブキャットなどの大手重機メーカーのほとんどが、完全電動または部分電動の重機を発売、あるいは開発中です。市販モデルと研究開発モデルは2019年と2020年に発表されました。[ 4 ]

ロボット工学と自律性は重機メーカーにとってますます重要な関心事となっており、メーカーは研究と技術の獲得に取り組んでいます。[ 5 ]現在、多くの企業が商用ソリューションを開発中（キャタピラー社とボブキャット社）または市場に 投入（ビルトロボティクス社）しています。

種類

これらの細分は、この順序で、重機の標準的な分類となります。

機関車

水陸両用油圧ショベル

ロングリーチ掘削機

バックホーローダー

木材

パイプ敷設機

スクレーパー

鉱業

多関節式

コンパクター

ローダー

スキッドステアローダー

高所作業車

マテリアルハンドラー

舗装

地下

ハイドロマティックツール

油圧機械

高速道路

画像

機械および油圧機械式作業工具

牽引：オフロードタイヤと履帯

連続履帯（1909年頃）
キャタピラートラック（2009年頃）

重機には、様々な建設用途に対応する特殊なタイヤが必要です。多くの種類の重機は、より厳しいサービス要件に適した連続した履帯を備えていますが、タイヤはより高い速度や機動性が求められる場合に使用されます。適切なタイヤを選択するには、タイヤの寿命中に重機がどのような用途で使用されるかを理解する必要があります。タイヤの選択は、生産性と単位コストに大きな影響を与える可能性があります。オフロードタイヤには、土木機械の輸送用、低速で移動する土木機械の作業用、そして輸送と掘削のための積載運搬用の 3 種類があります。オフハイウェイタイヤには、Cコンパクター、 Eアースムーバー、Gグレーダー、Lローダー、LSログスキダー、ML採掘および伐採の 6 つのサービスカテゴリがあります。これらのサービスカテゴリには、固く詰まった表面、柔らかい表面、岩石での使用向けに設計されたさまざまなトレッドタイプがあります。タイヤはどの建設プロジェクトでも大きな費用がかかるため、過度の摩耗や損傷を防ぐために慎重に検討する必要があります。

重機オペレーター

重機オペレーターは、エンジニアリングおよび建設プロジェクトで使用される重機を運転および操作します。 [ 6 ] [ 7 ]通常、熟練した労働者のみが重機を操作でき、重機の使用方法を習得するための専門的なトレーニングがあります

重機オペレーターに関する多くの出版物は、こうした労働者の安全性向上に焦点を当てています。産業医学分野では、こうした労働者や安全に関わる職務に就く他の労働者の安全性について研究を行い、提言を行っています。

設備費

建設プロジェクトの利益率が低いため、設備の利用、修理、メンテナンスに関する正確な記録を維持することが重要です。設備費には、所有コストと運用コストという2つの主要なカテゴリーがあります。[ 8 ]

所有コスト

所有コストとして分類するには、機器が使用されているかどうかに関係なく、費用が発生している必要があります。これらのコストは次のとおりです

減価償却費はいくつかの方法で計算できますが、最も単純なのは定額法です。年間減価償却費は一定で、設備の価値は毎年減少します。以下は、Peurifoy & Schexnayderのテキストから言い換えた簡単な式です

m = 将来のある年

N = 機器の耐用年数（年）

D n = 年間減価償却額

D n =購入価格/ N

m年の帳簿価額（BV）

BV m =購入価格– ( m x D n )

例：

N = 5

購入価格= 350,000ドル

m = 3年後

BV 3 = 350,000 ドル – ( 3 x 350,000 ドル/5) = 140,000 ドル

営業費用

費用が営業費用として分類されるためには、機器の使用を通じて発生する必要があります。これらの費用は次のとおりです。[ 9 ]

  • タイヤ
  • 第三者サービス契約
  • 摩耗しやすい部品の交換

コストの観点から最も大きな違いは、修理が大規模修理に分類されるか、小規模修理に分類されるかです。大規模修理は、耐用年数の延長により減価償却対象設備の価値が変動する可能性がありますが、小規模修理は通常のメンテナンスです。企業が大規模修理と小規模修理の費用をどのように算出するかは、採用している原価計算戦略によって企業ごとに異なります。中には、大規模修理のみを設備に請求し、小規模修理はプロジェクト費用として計上する企業もあります。また、一般的な原価計算戦略として、設備のすべての修理を原価計算し、頻繁に交換される消耗品のみを設備費用から除外するというものがあります。多くの企業は、競合他社の入札戦略に影響を与える可能性があるため、原価計算構造を厳重に管理しています。複数の半独立部門を持つ企業では、設備部門は多くの場合、すべての修理を「小規模」と分類し、作業をジョブとして請求することで、設備からの「利益」を向上させようとします。

模型

重機のダイキャスト製販促スケールモデルは、見込み客への配布用に車両ごとに製造されることがよくあります。これらは通常1/50スケールです。これらのモデルの人気メーカーは、アメリカの車両でも、ドイツの ConradとNZGです

注目メーカー

2022年の重機メーカー上位10社[ 11 ]

番号 会社 国 売上高（10億米ドル） 総シェア
1キャタピラー アメリカ合衆国37.516.3%
2コマツ 日本24.710.7%
3XCMG 中国13.45.8%
4ジョンディア アメリカ合衆国12.55.4%
5サニー 中国11.95.2%
6ボルボ建設機械 スウェーデン9.94.3%
7リープヘル  スイス9.94.3%
8日立建機 日本9.24.0%
9サンドビック スウェーデン7.8 3.4%
10JCB イギリス7.03.0%

その他のメーカー：

参照

参考文献

  1. ^ランバート、フレッド（2019年1月29日）「キャタピラー社、巨大な300kWhバッテリーパックを搭載した全電動26トン掘削機を発表」 Electrek 。 2020年7月14日閲覧
  2. ^ McLoud, Don (2020年4月24日). 「Volvo CE、カリフォルニアで電動掘削機とローダーの試験に200万ドルの助成金を獲得」 Equipment World . Randall-Reilly . 2020年7月14日閲覧。
  3. ^ Gruver Doyle, Marcia (2019年11月18日). 「Liebherrのプロトタイプバッテリー駆動式LB 16掘削リグは10時間稼働（動画）」 . Equipment World . Randall-Reilly . 2020年7月14日閲覧。
  4. ^ Rubenstone, Jeff (2019年6月5日). 「建設機械の電動化、しかし課題は残る」 . Engineering News-Record . BNP Media . 2020年7月14日閲覧。
  5. ^ 「キャタピラー、ロボット技術の専門知識の買収を発表」（プレスリリース）。キャタピラー。2020年6月。 2020年7月14日閲覧。
  6. ^米国労働省 – 職業展望ハンドブック
  7. ^ VJ Davies、Ken Tomasin (1996).建設現場安全ハンドブック. Thomas Telford. ISBN 0-7277-2519-X。
  8. ^ Peurifoy & Schexnayder著「建設計画機器および方法」McGraw Hill 第6版ISBN 0-07-232176-8、2002年
  9. ^バーソロミュー、S.H.著「重機建設の見積と入札」カリフォルニア州立大学チコ校、アッパーサドルリバー、ニュージャージー州：プレンティスホール、 ISBN 0-13-598327-4、2000
  10. ^ 「重機部品カタログ」 AGA Parts 。2020年9月30日閲覧
  11. ^ 「建設機械メーカー：世界の機械売上高」Statista . 2023年12月2日閲覧。
  • ウィキメディア・コモンズにおける重機関連メディア
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