1) 굴삭 및 운반기계
토사를 작업장에서 굴삭하거나 운반할 때 사용하는 건설기계로서 굴삭 및 운반 어느쪽에도 사용이 가능하다.
불도우저는 트랙터의 전면에 부속장치인 블레이드(blade)를 설치하여 작업을 수행하는 장비로 주로 100m이내의 단거리 작업에 적합하다.
도우저는 불도우저, 앵글도우저, 틸트도우저 등 3종류로 분류된다.
불도우저는 전면의 배토판을 전후 10도씩 경사시켜 송토, 절토, 성토작업 등을 하며 무한궤도식은 30도 이상 구배의 평탄하고 단단한 지면에서 정지상태를 유지하거나 등판할 수 있다.
앵글도우저는 삽날이 길고 낮으며 삽의 좌우를 25 ~ 30도 각을 지을 수 있고 경사지에서 절토작업, 제설작업, 파이프 매설작업 등에 주로 사용된다.
틸트도우저는 삽을 좌우로 15cm정도 경사를 지어 작업할 수 있으며 주로 굳은땅, 언땅 등을 파는 작업과 배수로 및 제방 경사작업을 하는데 주로 사용된다.
모터 스크레이퍼는 컷팅 에이지 (Cutting edge) 를 이동식 차체에 붙인 토사용 적재함을 장치하고 이것을 상하로 움직여 굴삭 깊이를 조정한다. 또한 상하 운동의 에프론에 의해 적재물이 유출되지 않도록 한다. 이렇게 운반된 토사는 에젝터에 의하여 사토 작업을 하는 장비이다.
스크레이퍼는 굴삭 적재 운반 사토 때로는 다짐 정지등의 작업을 1 사이클 동안에 하면서 대량의 토사를 고속으로 원거리까지 운반가능한 장비이다 따라서 스크레이퍼는 작업거리가 멀때 토사 절토, 운반작업용으로 주로 고속도로나 비행장 택지조성등 규모가 큰 건설현장에서 사용된다.
적재용량 3㎥이상 자주식이 건설기계 범위에 속하고 규격은 보올의 평적용량으로 표시한다.
스크레이퍼의 종류는 트랙터에 의해 견인되는 피견인식 스크레이퍼와 자체엔진에 의해 구동되는 자주식 스크레이퍼가 있다.
피견인식 스크레이퍼는 500m이내의 작업에 자주식 스크레이퍼는 500m ~ 1,500m의 작업에 효과적이다.
2) 굴삭기계
굴삭기계는 상부회전체와 하부 구동체 및 작업장치로 구성되어 있으며 하부 구동체에 의하여 360도 회전할 수 있는 상부회전체에 각종 작업 장치를 부착하여 굴삭 작업은 물론 상차작업 견인 작업등을 할 수 있는 기계이다.
버킷을 앞으로 떠 올려서 흙을 굴착하는 기계로서 굴삭기가 위치한 지면보다 높은 데를 굴삭하는데 적합하고 비교적 단단한 토질의 굴삭도 가능하다. 또한 운반기계에 적재하는데도 편리하다.
파워셔블은 하부 구동체와 상부 회전체로 되어있는 본체 (Body)에 연결된 작업장치에 의하여 굴삭 작업을 하게 된다. 굴삭용 버켓은 전방향(Front) 으로 투스(Tooth) 가 향하고 있다.
따라서 토사를 긁어내기보다는 떠올리는 형태로 작업을 하게 된다. 따라서 지면보다 낮은 위치의 작업은 높은 곳의 작업에 비하여 불리하며 특히 높은 곳의 굴삭 작업에 유리하다.
백 호우 (Back hoe)는 우리가 일반적으로 말하는 굴삭기에 해당하는 것으로서 지면보다 낮은 곳을 굴삭하는데 적합하며 단단한 토지의 굴삭과 상차 작업에도 유리하다.
따라서 이것은 건축공사 , 트랜치 등의 배관공사등에 많이 사용한다. 특히 5 ton 이하의 소형의 경우는 도랑파기에 적합하여 실제 공사에 많이 사용되고 있다.
굴삭기는 크로울러형과 휠타입형이 있으며 현재 가장 많이 사용하는 건설기계로 배수로 묻기, 파이프 묻기, 건물기초 바닥파기, 토사적재 등 거의 모든 건설작업에 효과적으로 사용된다.
휠타입 굴삭기는 고무타이어로 차체가 지지되어 기동성이 좋고 포장된 도로 및 실내에서도 작업할 수 있는 이점이 있다.
무한궤도식(크로울러형) 굴삭기는 사지나 활지에서의 작업이 가능하며 궤도에 의해 차체가 지지되기 때문에 휠타입 굴삭기에 비해 견인력이 좋다.
굴삭기의 구조는 상부 선회부, 하부 주행부, 전부장치 등 3등분으로 구성되며 상부 선회체의 앞부분은 핀에 의해 붐과 작업장치가 연결되어 있고 하부는 선회베어링에 의해 연결되어 있다. 상부 선회체의 왼쪽에는 조종실, 오른쪽에는 연료탱크와 오일탱크, 뒤쪽에는 엔진과 펌프가 설치 되어 있다.
굴삭기가 위치한 저면보다 낮은데 적합하고 백 호우처럼 단단한 토질을 굴삭할 수 없으나 굴삭 반경 크므로 수중 굴삭 (하천 개수), 모래 채취 등에 많이 사용된다. 즉
1.지면보다 낮은 곳의 굴삭에 적합하다
2. 정확한 굴삭 작업을 기대할 수는 없지만 굴삭 반경이 크므로 굴삭 지역이 넓고 부드러운 곳에서 단순한 굴착에 사용된다
3. 모래 채취에 많이 사용된다.
4. 배치플랜트 (Batch plant) 의 골재 투입에도 사용된다.
드레그라인의 프론트(Front) 는 붐, 버켓, 로프, 페어리드 등으로 구성되는데 붐은 크레인이나 크램셀에 사용되며 상부붐과 하부붐 사이에 중간 붐을 넣어서 그 길이를 바꿀 수 있다. 붐의 구조는 일반적으로 격자 (Lettice) 모양으로 되어 있고 상부붐과 중간 붐 및 하부붐으로 이루어져 있는데 붐의 길이를 신장하기 위해서는 중간 붐에 익스텐션 (Extention) 을 삽입한다.
일반적으로 붐이 길면 작은 버켓을 사용하고 붐이 짧으면 대용량의 버켓이 사용 가능하다.
굴착기가 위치한 지면보다 낮은 데를 굴삭하는 데 적합하고 수중,굴삭, 호퍼 (Hopper) 작업, 교량기초, 건축물의 지하실 공사 등 깊게 굴삭하는 데 많이 이용한다.
클램셀은 백 호우(Back hoe)와 같이 굴삭기의 일종으로 와이어 로우프(Wire rope) 의 끝에 연결된 묵직한 그랩(Grab)을 상하로 작동 시켜 그랩(Grab)의 낙하 자중으로 굴삭이 이루어진다.
따라서 굴삭기가 위치한 지면보다 낮은 데를 굴삭하는 데 적합하고 굴삭 깊이는 와이어 로우프(Wire rope) 의 길이에 비례하므로 겨의 제한을 받지 않는다.
백호우(Back hoe)와 같이 유압에 의한 굴삭이 아니고 그랩(Grab)의 낙하자중에 의한 굴삭이므로 단단한 지반의 굴삭은 거의 불가능 하며 수중토사나 뻘 같은 연약한 토사 굴삭에 적합하다.
소음을 내지 않고 대구경을 깊게 판 후 철근 콘크리트 파일 ( Pile) 을 타설하는데 사용되며 건축물의 기초 공사 및 전주가설에 많이 사용된다.
어스드릴 공법에 사용되는 대구경 굴삭기에는 전용기의 형식과 쇼벨 굴삭기 본체에 붐 , 프론트 프레임(Front frame), 캐리버 구동 장치 ,캐리버 버켓 각종 동작용 실린더를 장착한 구조이다.
어스드릴 공법은 케리 바아(Carry bar) 의 선단에 말뚝 지름과 토질에 알맞은 회전식 버켓(Bucket)을 회전 시키면 버켓저면의 컷팅 에이지(Cutting edge) 에 의해 토사를 굴삭하고 굴삭한 토사는 케리바아(Carry bar) 를 들어 올려 덤프 트럭 등에 배출한다.
주로 항타기라고도 하며 디젤항타기 (Diesel pile driver) 가 많이 사용된다.이 기계는 이미 공장에서 만들어진 파일을 타설하는 기계로서 램 (Ram)의 상하운동 의하여 강력한 타격력을 받아 파일이 설치되도록 하는 용도로 쓰인다.
종류로는 디젤 햄머(Diesel hammer) 스팀 햄머( steam hammer) 드롭 햄머(drop hammer) 바이브로 햄머(vibro hammer) 등이 있다.
파일 드라이버 는 램(Ram) 중량 2.5 ton~3.5 ton 급이 많이 사용되고 있으나 최근에는 15 ton 급까지 출현하고 있다. 구조로는 상하부로 된 1개의 직립 실린더 ,그 속을 상하로 작동하는 램(Ram) 실린더 하단에 박혀있는 앤빌(Anvil), 연료 펌프(Fuel pump), 기동 장치(Power train)로 구성되어 있고 외부에는 연료 탱크(Fuel tank) 와 실린더 냉각용 물탱크로 되어있으며 작동은 2 사이클 디젤 기관( 2cycle diesel engine)의 작동원리를 이용한다.
3) 적재기계
토사를 작업장에서 굴삭하거나 운반할 때 사용하는 건설기계로서 굴삭 및 운반 어느쪽에도 사용이 가능하다.
차륜식로우더 (wheel loader)
로우더의 동력전달장치는 자동차의 동력전달장치와 거의 유사하며 로우더의 용량은 로우더가 1회 골재를 퍼서 토출해 낼 수 있는 량을 말한다.버킷의 경사각은 전경각 45도 이상, 후경각 35도이상이 되어야 한다.
로우더의 작업종류
1. 발파후의 흩어진 암석의 정리 작업
2. 원석 또는 토사의 싣기 작업
3. 운반 이동하는 작업
4. 중량물 적하 작업
4) 운반기계
덤프트럭은 적재용량 12톤 이상의 것을 건설기계라 하지만 12톤 이상 20톤 미만의 것으로 화물운송에 사용하기 위하여 자동차관리법에 의해 자동차로 등록된 것은 제외된다. 화물 및 골재 등의 원거리 수송에 효율적으로 사용 할 수 있도록 원거리 수송, 토목, 건축공사 등에서 자주 편리하게 사용하는 장비이다. 덤프트럭의 종류에는 적재함을 후방으로 경사시켜 하역할 수 있는 리어 덤프형과 측방으로 경사시켜 하역하는 사이드 덤프형, 리어 덤프형보다 후방 경사각이 큰 크렌로우딩 덤프형, 적재함 바닥을 열어 밑으로 하역할 수 있는 버텀 덤프형, 적재함을 상승시켜 후방으로 하역하는 리프트 덤프형 등이 있다.
덤프트럭은 샤시 프레임 , 바디 적재함 . 파워 라인 등으로 구성되어 있으며 적재함은 작업물을 덤핑 가능하도록 설계되어 있다. 이는 특히 도로상을 주행할 수 있어 원거리의 토사 이동 등에 매우 유리하다.
전용 덤프트럭은 주행 기능 면에서 보통 덤프트럭과 동일하나 일반적으로 적재량이 15~50 ton 으로서 샤시 프레임, 보디 . 파워라인 등은 특별히 내구성이 크게 설계, 제작 되어 있다.
덤프트럭은 공사용 운반기계로서 가장 많이 사용된다.
콘크리트 믹서트럭은 자갈, 시멘트, 모래, 물을 적당한 비율로 혼합하는 장치로 능력표기의 단위는 1 배치당 혼합할 수 있는 능력의 표시를 말한다. 종류로는 중력식 믹서와 강제 혼합 믹서가 있으며 중력식 믹서에는 혼합 콘크리트의 배출기구에 의해 가경식과 불경식이 있고 강제 혼합 믹서에는 1축식과 2축식이 있다. 가경식은 내부에 날개를 고정시킨 용기를 회전시켜 재료를 반죽하여 혼합하며 배출할 때에는 용기 자체를 회전시키면서 경사시켜 콘크리트를 배출하는 것으로 낮은 슬럼프의 골재 입도가 큰 콘크리트 제조에 적합하다. 불경식은 내부에 날개가 달린 용기를 회전시켜서 내부재료를 혼합한 다음 경사 슈트를 내부에 넣어 콘크리트를 배출하는 것으로 주로 건축현장에서 높은 슬럼프의 콘크리트를 제조하는데 사용된다.
지게차는 화물을 적재하거나 이동할 때 사용하는 장비로서 주로 타이어식이 사용된다. 뛰어난 기동성과 비교적 소형장비로서 건물 내에서의 작업이 좋아 여러 가지 용도로서 다목적 장비이다.
지게차는 타이어식으로 들어올림 장치를 가진 것을 말하며 솔리드 타이어식은 제외한다. 지게차는 공장 또는 항만, 공항 등에서 하역작업 및 화물을 운반하는데 주로 사용되는 장비로 일반적으로 전륜구동과 후륜조향을 하고 있으며 보통 1톤 ~ 10톤 까지가 대부분이나 그 이상의 장비도 생산되고 있다. 지게차는 동력원에 따라 엔진식과 전동식, 구동형태에 따라 단륜식과 복륜식, 작업용도에 따라 하이마스트, 로드 스테빌라이저, 트리플 스테이지 마스터, 스키드 포크, 힌지 버킷, 로테이팅 포크 등 여러종류로 분류된다. 제게차의 안정도는 전후, 좌우 안정도로 구분하며 포크를 최고로 올린상태에서 마스트를 최대로 기울인 상태, 주행시의 기준 무부하상태에 따라 구배율을 달리 한다.
5) 하역기계
크롤러 크레인은 무한궤도식의 트랙위에 기중작업을 위한 상부회전체의 전부장치가 설치된 장비이다. 기동성이 좋지 않은 반면에 사지, 습지, 활지 등 작업환경이 좋지 않은 곳에서의 작업이 용이하다. 그러나 기중기차가 아웃트리거를 사용하여 안정성을 유지하는 반면 아웃트리거가 없어 안정성이 기중기차에 비해 다소 떨어진다. 크레인의 주요 3부 장치는 전부장치, 상부회전체, 하부추진체로 구분한다.
크로울러 크레인 은 하부구조가 크로울러 식으로 되어있어서 기계장치의 안정성이 매우 좋으며 , 30% 경사진 곳까지 올라가는 것이 가능하다. 또한 동량의 용량 조건에서 트럭 크레인 보다 작업량에 대한 비용이 적게 든다.
크로울러 타입이므로 지반이 좋지 않고 연약한 지반에서도 작업이 가능 한 특성을 갖고 있으며 협소한 장소에서도 작업이 가능하지만 이동시 비용이 많이 들고 기동성이 나쁘다.
트럭크레인은 트럭 위에 크레인을 탑재 시킨 것으로서 360 도 회전이 가능하게 되어있다. 중화물의 기중작업, 토사 굴토 및 굴착 작업화물의 적하 및 적재작업, 항타작업 및 기타 특수작업을 하는 장비로서 토목 및 건축공사에서 중추적인 장비이다. 작동방식에 따라 기계식, 유압식, 전기식 등으로 분류할 수 있으며 현재는 유압식이 주류를 이루고 있다. 작업장치에 따라 여러 가지 종류로 분류된다. 적재 없이 20~40 도의 경사를 올라갈 수 있으며 이동속도 56~80km/hr 로 기동성이 필요한 현장에 많이 쓰인다.
타워크레인은 빌딩 또는 아파트의 건설 현장에서 매우 많이 쓰이는 것으로 특히 고층건물을 건설할 때 많이 쓰인다. 또한 플랜트 공사에서는 벌크(Bulk) 작업 등에 많이 쓰이고 있다.
고정식 크레인으로서 타워(Tower)에 집(Jib)을 붙여 회전운동 또는 트롤리(Trolley) 의 직선 운동을 하며 호이스팅(Hoisting) 작업을 하는 크레인이다. 일반적으로 용량을 달아 올림 하중으로 나타내고 소형은 3ton미만, 대형은 5ton 이상으로 분류하고 그 능력은 60~ 200ton-m 범위의 것이 많다.
작업반경은 30m 이상의 것이 많고 타워크레인 자립고 는 타워강도로 정하여지며 18~30m 범위가 많다.
크레인의 본체는 다른 크레인과 동일하나 붐(boom) 의 끝단에 집(jib)이라고 하는 중간붐을 설치하여 아파트 공사 등의 건설공사 시 수평방향으로 더 넓은 반경내의 작업이 가능하다.
크레인 의 상부는 360도 회전 가능토록 되어있고 붐(Boom) 끝에 집(Jib)이라고 하는 붐이 부착되어있다. 이 집을 타고 레일(Rail)에 의하여 후크(hook)가 이동하면서 작업반경을 조정하여 작업한다.
오버헤드 크레인은 일반적으로 플랜트(Plant) 에서 많이 사용하는 것으로 양쪽에 트랙(track)을 갖춘 브릿지(bridge)가 있고 여기에 빔(beam)을 설치하여 호이스트 (hoist) 작업이 가능토록 한 것이다.
양쪽 트랙상을 오가는 빔에 호이스트를 장착하여 공장이나 프리케스팅(precasting) 작업장 ,스틸 샾 (steel fab shop), 스토리지 팩실러티 (storage facility) 등에서 유용하게 사용할 수 있도록 설계되어있다. 하부기구는 차륜과 다리로 구성되어있으며 상부는 보, 트로리, 호이스트, 빔 등으로 구성되어있으며 조립라인의 경우 특히 유용한 구조로 되어있다.
젠트리 크레인의 용도는 크로울러 크레인 과 대동소이하나 상부의 구조가 다소 다르며 보, 트로리, 호이스트로 구성되어있다. 작업현장에 레일(rail) 을 설치하고 그 위에서 이동하며 작업할 수 있는 현장에서 유용하다. 쉽 야드 (ship yard), 프리캐스팅 장 (precasting), 컨테이너 운반등에 유리하다.