جرافة

الجرافة (وتُسمى أيضًا الجرار المجنزر أو الجرار ذو الجنزير ) هي جرار كبير مُجهز بشفرة معدنية في مقدمته لدفع المواد ( التربة ، الرمل، الثلج، الأنقاض، أو الصخور) أثناء أعمال البناء . تسير عادةً على جنزير متصل ، مع وجود نماذج مُخصصة مزودة بإطارات كبيرة للطرق الوعرة . من أكثر ملحقاتها شيوعًا أداة التمزيق ، وهي عبارة عن أداة كبيرة تشبه الخطاف تُركب بشكل فردي أو جماعي في الخلف لتفكيك المواد الكثيفة.

تُستخدم الجرافات على نطاق واسع في مشاريع البناء الكبيرة والصغيرة، وبناء الطرق، والتعدين واستخراج المحاجر ، وفي المزارع، وفي مصانع الصناعات الثقيلة ، وفي التطبيقات العسكرية في السلم والحرب. الجرارات المجنزرة (المعروفة باسم الجرافات) هي آلات ثقيلة مجنزرة لنقل التربة، مصممة لتحقيق أقصى قدر من الجر والثبات وقوة الدفع على الأراضي الرخوة أو شديدة الانحدار أو غير المستوية. وبفضل استخدام الجنازير الفولاذية أو المطاطية المتصلة، تتفوق هذه الجرافات في إزالة الأشجار، والتسوية الثقيلة، وأعمال التشطيب الدقيقة. ومن أهم مزاياها انخفاض ضغطها على الأرض وقدرتها الفائقة على الطفو مقارنةً بالآلات ذات العجلات.

يشير مصطلح "الجرافة" حصراً إلى وحدة آلية مزودة بشفرة مصممة للدفع. ويُستخدم هذا المصطلح أحياناً بشكل غير دقيق للإشارة إلى معدات ثقيلة أخرى ، مثل اللودر الأمامي المشابه له ، والمصمم لنقل المواد بدلاً من دفعها. كان المصطلح في الأصل يشير فقط إلى ملحق الشفرة، ولكنه يُستخدم الآن بشكل شائع للإشارة إلى أي جرار مجنزر مزود بشفرة أمامية.

عادةً ما تكون الجرافات جرارات كبيرة وقوية مزودة بجنازير متصلة . تمنحها هذه الجنازير قوة جر ممتازة وقدرة فائقة على الحركة في التضاريس الوعرة. كما تساعد الجنازير العريضة على توزيع وزن المركبة على مساحة واسعة (مما يقلل الضغط على الأرض )، وبالتالي يمنعها من الغوص في التربة الرملية أو الموحلة . تُعرف الجنازير العريضة جدًا باسم جنازير المستنقعات أو جنازير الضغط المنخفض على الأرض. تتميز الجرافات بأنظمة نقل حركة مصممة للاستفادة من نظام الجنازير وتوفير قوة جر ممتازة .

تسمح هذه الخصائص للجرافات بالتفوق في بناء الطرق ، والإنشاءات ، والتعدين ، والغابات ، وإزالة الأراضي ، وتطوير البنية التحتية، وأي مشاريع أخرى تتطلب معدات نقل التربة عالية الحركة، وقوية، ومستقرة.

ومن بين الأنواع المختلفة الجرافة ذات العجلات ذات الدفع الرباعي، والتي تحتوي عمومًا على أربع عجلات كبيرة ذات إطارات مطاطية، ونظام توجيه مفصلي يعمل هيدروليكيًا ، وشفرة تعمل هيدروليكيًا مثبتة أمام المفصل المفصلي.

الأدوات الأساسية للجرافة هي الشفرة والمفكك:

شفرة

تأتي شفرات الجرافات بثلاثة أنواع:

• شفرة مستقيمة (شفرة على شكل حرف S)، قصيرة بدون انحناء جانبي أو أجنحة جانبية. يمكن استخدامها للفرز الدقيق.
• شفرة عالمية ("شفرة على شكل حرف U")، طويلة ومنحنية للغاية، مع أجنحة جانبية كبيرة لزيادة الحمولة إلى أقصى حد.
• مركبة (SU، أو شبه U)، أقصر، ذات انحناء أقل وأجنحة جانبية أصغر. تُستخدم عادةً لدفع الصخور الكبيرة، كما هو الحال في المحاجر.

يمكن تركيب الشفرات بشكل مستقيم عبر الإطار، أو بزاوية. ويمكن رفع جميعها، وبعضها، باستخدام أسطوانات هيدروليكية إضافية، يمكن إمالته لتغيير الزاوية إلى جانب واحد.

أحيانًا، تُستخدم الجرافة لدفع أو سحب قطعة أخرى من معدات نقل التربة تُعرف باسم " الكاشطة " لزيادة الإنتاجية. وكانت كاشطة فريسنو المقطورة، التي اخترعها جيمس بورتيوس عام 1883 ، أول تصميم يُتيح القيام بذلك بطريقة اقتصادية، حيث تُزيل التربة من المنطقة المراد حفرها وتُودعها في المكان المطلوب كحشو . وتُعرف شفرات الجرافة ذات القسم المركزي المُعزز للدفع باسم "شفرات الجرافة".

تُضاف شفرات الجرافات إلى مركبات الهندسة القتالية وغيرها من المعدات العسكرية، مثل جرارات المدفعية كجرارات Type 73 أو M8 ، لإزالة العوائق من ساحة المعركة وتجهيز مواقع إطلاق النار. ^{[ 1 ]} كما يمكن تركيب شفرات الجرافات على دبابات القتال الرئيسية لإزالة العوائق المضادة للدبابات أو الألغام، وحفر الملاجئ المؤقتة.

تم تعديل الجرافات الأولى من جرارات هولت الزراعية التي كانت تُستخدم لحراثة الحقول. وقد ساهمت مرونة الجرارات في الأراضي الرخوة لأغراض قطع الأشجار وبناء الطرق في تطوير الدبابة المدرعة خلال الحرب العالمية الأولى .

في عام ١٩٢٣، وضع المزارع جيمس كامينغز والرسام جيه إيرل ماكلويد التصاميم الأولى للجرافة. وتُعرض نسخة طبق الأصل منها في حديقة مدينة موروفيل بولاية كانساس ، حيث بنى الاثنان أول جرافة. ^{[ ٧ ]} وفي ١٨ ديسمبر ١٩٢٣، قدم كامينغز وماكلويد طلب براءة اختراع أمريكية رقم ١٥٢٢٣٧٨، والتي صدرت لاحقًا في ٦ يناير ١٩٢٥، لـ"ملحق للجرارات". ^{[ ٨ ]}

بحلول عشرينيات القرن العشرين، شاع استخدام المركبات المجنزرة، ولا سيما جرافة كاتربيلر 60. وفي أربعينيات القرن العشرين، بدأ استخدام المركبات ذات الإطارات المطاطية. ولحفر القنوات ، وبناء السدود الترابية ، والقيام بأعمال نقل التربة الأخرى، زُوّدت هذه الجرارات بلوحة معدنية كبيرة وسميكة في مقدمتها (اكتسبت الشفرة شكلها المنحني لاحقًا). في بعض الطرازات المبكرة، كان السائق يجلس في الأعلى مكشوفًا دون كابينة. أما الأنواع الثلاثة الرئيسية لشفرات الجرافات فهي: شفرة على شكل حرف U لدفع ونقل التربة لمسافات طويلة نسبيًا، وشفرة مستقيمة لهدم ونشر أكوام التربة، ومشط لإزالة الشجيرات والجذور. وقد ظهرت هذه الملحقات (المصنعة محليًا أو من قبل مصنعي المعدات الصغيرة لملحقات الجرارات والشاحنات ذات العجلات والمجنزرة) بحلول عام 1929.

لم يظهر قبول واسع النطاق للجرافة ذات الشفرة الدوارة قبل منتصف ثلاثينيات القرن العشرين. وبحلول أربعينيات القرن العشرين، أدى إضافة قوة الضغط السفلية التي توفرها الأسطوانات الهيدروليكية بدلاً من وزن الشفرة فقط إلى جعلها آلة الحفر المفضلة لدى المقاولين الكبار والصغار على حد سواء، وفي ذلك الوقت أصبح مصطلح "الجرافة" يشير إلى الآلة بأكملها وليس فقط إلى الملحق.

على مر السنين، ازداد حجم الجرافات وقوتها استجابةً للطلب المتزايد على معدات مناسبة لأعمال الحفر الضخمة. ^{وقد قامت} شركات مثل كاتربيلر ، وكوماتسو ، وكلارك إكويبمنت ، وكيس ، وإقليدس ، ^وأليس تشالمرز ، وليبهير، وليوجونغ ، وتيريكس ، وفياتاليس ، وجون دير ، وماسي فيرغسون، وبي إي إم إل ، وإكس جي إم إيه، وإنترناشونال هارفيستر بتصنيع آلات حفر كبيرة مجنزرة. كما قامت شركتا آر جي ليتورنو وكاتربيلر بتصنيع جرافات كبيرة ذات إطارات مطاطية.

تطورت الجرافات مع مرور الوقت. وشملت التحسينات أنظمة نقل حركة مماثلة (في السيارات) لناقل الحركة الأوتوماتيكي بدلاً من اليدوي، كما في طرازات Euclid C-6 وTC-12 المبكرة أو طراز Tournadozer C، وحركة الشفرة التي يتم التحكم فيها بواسطة أسطوانات هيدروليكية أو محركات كهربائية بدلاً من الرافعة/الفرامل السلكية في الطرازات القديمة، والتحكم التلقائي في مستوى الأرض. وقد مكّنت الأسطوانات الهيدروليكية من تطبيق قوة ضغط لأسفل، والتحكم بدقة أكبر في الشفرة، والتحكم الآلي.

ومن الابتكارات الحديثة تزويد الجرافات بتقنية تحديد المواقع العالمية (GPS )، مثل تلك التي تنتجها شركات توبكون لأنظمة تحديد المواقع، وتريمبل ، ولايكا جيوسيستمز ، وذلك للتحكم الدقيق في مستوى الأرض، ولإنشاءات (ربما) بدون استخدام الأوتاد. واستجابةً للادعاءات الكثيرة والمتضاربة حول هذه الأنظمة، نشر تقرير كيلوج ^{[ 10 ]} في عام 2010 مقارنة تفصيلية لأنظمة جميع الشركات المصنعة، حيث قيّم أكثر من 200 ميزة خاصة بالجرافات فقط.

تُعدّ شركة كاتربيلر أشهر مصنّع للجرافات. ومن منافسيها في الوقت الحاضر شركات كوماتسو، وليبهير، وكيس، وهيتاشي ، وفولفو ، وجون دير. ورغم أن هذه الآلات بدأت كجرارات زراعية مُعدّلة، إلا أنها أصبحت الركيزة الأساسية لمشاريع البناء المدنية الضخمة، وشقّت طريقها إلى وحدات الإنشاءات العسكرية حول العالم. كما استُخدم طراز كاتربيلر D9 ، وهو أشهر طرازاتها ، في إزالة الألغام وهدم منشآت العدو.

أظهرت إحصاءات الصناعة المستندة إلى إنتاج عام 2010، والتي نشرتها مؤسسة أبحاث الطرق الوعرة، أن شركة شانتوي كانت أكبر منتج للجرافات، حيث أنتجت أكثر من 10,000 وحدة في ذلك العام (اثنتان من كل خمس جرافات مجنزرة مصنعة عالميًا). ^{[ 11 ]} وتأتي شركة كاتربيلر في المرتبة الثانية من حيث عدد الوحدات، حيث أنتجت 6,400 وحدة. ^{[ 11 ]}

قدمت شركة كوماتسو طراز D575A في عام 1981، وطراز D757A-2 في عام 1991، وطراز D575A-3 في عام 2002، والذي تروج له الشركة باعتباره أكبر جرافة في العالم. ^{[ 12 ]}

• مصطلح من القرن التاسع عشر يستخدم في الهندسة للإشارة إلى مكبس التشكيل الأفقي
• حوالي سبعينيات القرن التاسع عشر: في الولايات المتحدة الأمريكية، كانت "الجرعة الكبيرة" تعني جرعة كبيرة (أي جرعة كبيرة بما يكفي لتكون فعالة حرفيًا أو مجازيًا ضد الثور) من أي نوع من الأدوية أو العقوبات.
• بحلول أواخر سبعينيات القرن التاسع عشر، شاع استخدام مصطلحي "التجريف" و"التجريف بالجرافات" في جميع أنحاء الولايات المتحدة لوصف الترهيب "بوسائل عنيفة وغير قانونية"، ^{[ 13 ]} والذي كان يعني أحيانًا الجلد المبرح أو الإكراه، أو غير ذلك من أشكال الترهيب، مثل التهديد بالسلاح. ^{[ 14 ]} وكان له معنى خاص في جنوب الولايات المتحدة ، حيث كان يُستخدم للجلد أو غيره من العقوبات ضد الأمريكيين من أصل أفريقي لقمع مشاركة الناخبين السود في الانتخابات الرئاسية الأمريكية عام 1876. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}
• 1886: كانت كلمة "Bulldozer" تعني مسدسًا كبيرًا عيارًا والشخص الذي يحمله. ^{[ 14 ]}
• أواخر القرن التاسع عشر: كان مصطلح "التجريف" يعني استخدام القوة الغاشمة لدفع أي عائق أو اختراقه، في إشارة إلى ثورين يتصارعان برأسيهما في معركة للسيطرة. ^{[ 14 ]}
• ثلاثينيات القرن العشرين: كان يُستخدم بشكل عام لوصف الجرارات المجهزة بشفرة لدفع المواد

ظهر استخدام هذه الأدوات كملحقات للجرارات في وقت مبكر من عام 1929، ولكنها كانت تُعرف باسم شفرات "الجرافة"، ولم ينتشر مصطلح "شفرة الجرافة" على نطاق واسع حتى منتصف الثلاثينيات من القرن العشرين، عندما شاع استخدام هذه الجرارات المجهزة بها في مشاريع البنية التحتية الأمريكية، مثل سد هوفر . تطور مصطلح "الجرافة" ليشمل الآلة بأكملها، وليس الملحق فقط. في الاستخدام المعاصر، يُختصر مصطلح "الجرافة" أحيانًا إلى "دوزر"، ويُختصر الفعل "التجريف" إلى "النعاس"، مما يُشكل تجانسًا صوتيًا مع الفعل " النعاس " الموجود مسبقًا (بمعنى النعاس أو الغفوة).

• 
  جرافة كاتربيلر D11 N مزودة بمفك مزدوج الساق
• 
  جرافة لإدارة النفايات الصلبة
• 
  دبابة تشالنجر 2 البريطانية مزودة بشفرة جرافة دوارة، 2020
• 
  جرافة كاتربيلر D8 بدون كابينة
• 
  جرافة تابعة لشركة First Tractor لا تزال تعمل في عام 2012 في جزيرة شينبو ، هاينان، الصين
• 
  جرافة ذات عجلات Zettelmeyer ZD 3001
• 
  جرافة انزلاقية التوجيه
• 
  جرافة جون دير

• جرافة أكو العملاقة ، أكبر جرافة مصنعة
• أثاناس لـ"روبيان الجرافة" (نسبةً إلى طريقة دفعه للرمل)
• كاشطة الأرض أو مسوّية الأرض - آلة لنقل التربة يتم سحبها خلف جرار بدلاً من دفعها.

• آلية عمل الجرافة ( مؤرشفة بتاريخ 25-07-2005 في Wayback Machine) (شروحات مصورة قصيرة، مع رسوم متحركة فلاش، مناسبة للأطفال)
• صفحات صور محركات الجرافات القديمة
• عندما كانت الجرافات تجوب الأرض

فيديو عمل الجرافة

• أعمال سدود الرماد وأعمال تسوية الأرض