Koparkami nazywamy maszyny przeznaczone do odspajania gruntu i ładowania go na środki transportowe lub na zwał. Klasyfikacja koparek : Wśród licznych typów koparek da się wyróżnić wiele grup i rodzajów:

-  w zależności od ciągłości pracy

  • praca cykliczna,
  • praca ciągła

- w zależności od rodzaju podstawowego elementu roboczego

Jednoczerpakowe :

  • łyżkowe,
  • zbierakowe z czerpakiem włókowym,
  • chwytakowe,
  • odsiębierne tzw. strugi

Wieloczerpakowe  koparki o pracy ciągłej - kołowo-kubełkowe

W zależności od rodzaju energii zasilającej rozróżnia się kopar­ki o silnikach

  • spalinowych
  • spalinowo - elektrycznych

W zależności od rodzaju podwozia, względnie sposobu poruszania, rozróżnia się koparki

  • na podwoziu kołowym, są to koparki najlżejszego typu,
  • na podwoziu gąsienicowym,
  • szynowe,
  • kroczące,
  • pływające - do tej grupy zaliczamy tylko koparki jednoczerpakowe, głównie chwytakowe, umieszczane na pontonie lub pogłębiarce, natomiast koparki wielonaczyniowe pływające zalicza się do pogłębiarek

W  zależności od stopnia obrotu koparki można podzielić na :

  • pełnoobrotowe,
  • niepełnoobrotowe

W zależności od pojemności czerpaka koparki dzielimy na :

  • małe   -   do 1 m3
  • średnie- 1-7 m3
  • duże   -   ponad 7 m3

Charakterystyczną cechą koparki jest to, że w czasie pracy nie ru­sza się z miejsca. Zasadniczymi częściami koparki są : podwozie, osprzęt roboczy, urządzenia sterownicze i silnik.


Fot. 1. Koparka podczas wykonywania platformy roboczej na geotkaninie

Podwozie może być gąsienicowe lub kołowe. Najczęściej spotykane koparki mają podwozia gąsienicowe. Podwozia tego typu umożliwiają poruszanie się koparki bezpośrednio po gruncie, w świeżym wykopie, a nawet po nasypie niezagęszczonym z uwagi na minimalny nacisk wywierany na grunt, tj. 0,6-1,0 kg/cm2. Wyjątkowo tylko w terenach podmokłych koparki te wymagają pomostów drewnianych, materacy lub platform. Zaletą tych koparek jest duża statecz­ność w czasie pracy oraz zwrotność, wadą natomiast - trudność w przerzucaniu ich na większe odległości, do czego potrzebna jest przyczepa niskopodwoziowa. Podwozia na kołach mają przeważnie koparki małe o niezbyt dużych wydajnościach. Koparki kołowe są zwrotne, dość łatwo zmieniają miejsce pracy, ale wadą ich jest przede wszystkim mniejsza stateczność - łatwiej się przechylają Drugą zasadniczą wadą koparek kołowych jest to, że nie mogą się poruszać po gruncie o małej nośności.Odmianą koparki kołowej jest koparka samochodowa lub na ciągniku.

  • ze względu na konstrukcję elementów roboczych i sposób pracy, koparki dzieli się na: wielonaczyniowe - o pracy ciągłej i
  • jedno­naczyniowe - o pracy cyklicznej. Te ostatnie z kolei mogą być zao­patrzone w osprzęt łyżkowy przedsiębierny lub podsiębierny, chwyta­kowy lub zbierakowy (włókowy).

Koparki wielonaczyniowe odznaczają się dużą wydajnością, są cięż­kie, mało ruchliwe i dlatego do robót ziemnych przy budowie dróg nie znajdują zastosowania.
W robotach drogowych koparki jednonaczyniowe używane są głównie do wykonywa­nia wykopów, kształtowania skarp i wydobywania materiałów drogowych. Przy robotach pomocniczych mogą być używane do zrywania starych nawierzchni, zagęszczania gruntu, załadunku i rozładunku materiałów oraz przystosowane jako żurawie do robót montażowych i kafarowych. Koparki jednonaczyniowe budowane są w większości jako uniwersal­ne, tzn. mające kilka rodzajów wymiennego osprzętu


Fot. 2. Koparka uniwersalna z wymiennymi łyżkami roboczymi

 


Fot. 3. Koparka posiębierna podcza wymiany gruntu w podłożu


Rys. 1. Rodzaje koparek

Wielkość koparki jednonaczyniowej określa się pojemnością elementu roboczego, tj. łyżki, chwytaka, zbieraka wyrażoną w m3. Koparki z osprzętem chwytakowym i zbierakowym są zawsze sterowane mechanicznie, koparki łyżkowe najczęściej są zaopatrzone w sterowa­nie hydrauliczne. I tu zaraz nasuwa się pytanie jaka jest właści­wie różnica pomiędzy koparką mechaniczną a hydrauliczną ? W tych pierwszych napęd przenoszony jest z silnika systemem kół zębatych, łańcuchów, lin i sprzęgieł, a w koparkach hydraulicznych silnik napędza dwie pompy hydrauliczne, które sterują cylindrami. Różnica polega również na dokładności wykonanych części. I tak dla koparek mechanicznych tolerancja liczy się w dziesiętnych częściach milimetra, a dla hydraulicznych - w mikrometrach.
Koparki hydrauliczne są o wiele lżejsze, a przy tym sprawniejsze i ekonomiczniejsze. Pracują cicho, ich obsługa nie wymaga wysiłku fizycznego. Prostsza jest też w porównaniu z mechanicznymi jest ich konserwacja.
W zależności od zastosowanego osprzętu, koparka może wykonywać następujące prace:

  • osprzęt podsiębierny - urabiania gruntu poniżej powierzchni, na której stoi. Koparki podsiębierne znajdują zastosowanie tam, gdzie grunt w poziomie dna wykopu jest zawilgocony i zachodzi obawa, że koparka mogła­by w nim grzęznąć oraz wtedy, gdy dojazd pod koparkę jest dogodniejszy na górnym poziomie. Głębokość wybierania może dochodzić do 10 m.
  • osprzęt przedsiębierny - urobek odstrzelonego kamienia i innych kopalin eksploatowanych metodą odkrywkową, urobek wszel­kiego rodzaju, a więc np. piaski, gliny oraz przeładunek i zała­dunek urobku oraz materiałów sypkich na środki transportowe gdy poziom urabianego gruntu znajduje się powyżej poziomu ustawienia koparki,
  • osprzęt ładowarkowy - przeładunek materiałów sypkich oraz urabianie gruntów lekkich, gdy poziom ura­bianych materiałów znajduje się powyżej poziomu ustawienia koparki.
  • osprzęt chwytakowy - urabianie i przeładunek materiałów sypkich i kruszyw grubych łącznie z kamieniami, urabianie gruntów, regulacja małych rzek, wyładunek i załadunek materiałów na środki transportowe, kopanie otworów i głębokich wykopów
  • osprzęt dźwigowy - montaż i demontaż wszelkiego rodzaju konstrukcji stalowych i żelbetowych, transport, załadunek i rozładunek ciężarówek


Rys. 2. Koparki hydrauliczne

Koparka podsiębierna może pracować w takich samych gruntach co koparka przedsiębierna. Koparki podsiębierne wykonują wykopy metodą podłużną lub poprzeczną. Sposób podłużny polega na odspajaniu gruntu przy ruchu koparki rów­nolegle do ściany wykopu, zaś poprzeczny prostopadle do ściany wykopu. Wydajność koparki podsiębiernej jest mniejsza od wydajności koparki przedsiębiernej, gdyż zachodzą tu dodatkowe straty czasu na ruchy wysięgnika - można przyjmować, że wynosi ona 60 %.
Koparki chwytakowe używane są do gruntów sypkich i lekko spoistych oraz torfów. Mogą wybierać grunt nawet z bardzo głębokich wykopów, jak również z pod poziomu wody. Stosuje się je do załadunku i roz­ładunku materiałów sypkich. Wydajność koparki chwytakowej odpowiada mniej więcej wydajności koparki zbierakowej o tej samej pojemności czerpaka.
Koparki wielonaczyniowe dzielą się na koparki podłużnego działa-nia, w których kierunek ruchu osprzętu roboczego zgodny jest z kierunkiem jazdy maszyny, i koparki poprzecznego działania /rys. u góry/, w których kierunek ruchu osprzętu roboczego jest prosto­padły do kierunku jazdy maszyny.
Koparki podłużnego działania służą do wykonywania rowów i kanałów, zaś koparki poprzecznego działania służą do wykonywania wykopów w kopalnictwie odkrywkowym i kanałów w budownictwie wodno-melioracyj­nym oraz do profilowania skarp i nasypów.


Fot. 4. Koparka podsiębierna

Koparka łyżkowa przedsiębierna jest najczęściej stosowaną. Taka koparka może być użyta do różnych gruntów, od lekkich do bardzo spoistych, a nawet zmarzniętych i skalistych.
Koparka ta jest w zasadzie przystosowana do wydobywania gruntu powyżej poziomu na którym stoi. Im ściana jest wyższa, tym wydaj­ność jest większa. Wysokość kopania /głębokość wykopu  jest dla każdej koparki określona przez producenta. Jako najniższą wyso­kość ściany przyjmuje się 1,5 m. Jeżeli głębokość jest większa niż wysokość kopania, wykop taki wykonywany jest warstwami. Wówczas należy zwrócić uwagę, aby przekrój poprzeczny wykonywany był najmniejszą liczbą przejść koparki przy zapewnieniu możliwie najmniejszej pozostałości na skarpach.


Rys. 3. Koparka przedsiębierna z łyżką sterowaną mechanicznie (obecnie zabytek)


Fot. 5. Koparka przedsiębierna

Praca koparki zbierakowej polega na odrzuceniu chwytaka pod własnym cięża­rem i działaniem siły odśrodkowej na dość dużą odległość i przeciąganie zgarniaka w kierunku koparki. W czasie przeciągania następuje odspajanie gruntu i napełnianie zbieraka. Koparka zbierakowa może pracować poniżej oraz z nieco mniejszą wydajnością powyżej poziomu, na którym stoi. Koparki te stosowane są do wykonywania głębokich wykopów z małą dokładnością, do kopa­nia rowów, do wydobywania materiałów budowlanych znajdujących się poniżej poziomu wody, do profilowania skarp nasypów i wykopów, w kopalniach odkryw­kowych oraz robotach melioracyjnych. Może również wykonywać roboty poprze­czne. Pracuje dobrze w gruntach lekkich i średnich. Wydajność jej wynosi ok.80% wydajności koparek łyżkowych przedsiębiernych. Koparki te mogą być używane jako żurawie, po zawieszeniu na linie zblocza z hakiem lub jako kafary po przymocowaniu do wysięgnika prowadnicy z młotem.
Po zawieszeniu na haku odpowiedniej płyty koparki te mogą służyć jako maszyny do zagęszczania gruntu oraz jako urządzenie do wyburzania. Bardzo rzadko stosowany jest w tych koparkach osprzęt strugowy służący do wyrównywania terenu lub zry­wania nawierzchni drogowych.


Rys. 4. Koparka zbierakowa (włókowa)


Rys. 5. Koparka zbierakowa (włókowa)


Rys. 6. Koparka zbierakowa (włókowa)

Koparki chwytakowe używane są do gruntów sypkich i lekko spoistych oraz torfów. Mogą wybierać grunt nawet z bardzo głębokich wykopów, jak również z pod poziomu wody. Stosuje się je do załadunku i roz­ładunku materiałów sypkich. Wydajność koparki chwytakowej odpowiada mniej więcej wydajności koparki zbierakowej o tej samej pojemności czerpaka.


Fot. 6. Koparka chwytakowa


Fot. 7. Koparka chwytakowa


Fot. 8. Widok chwytaka


Fot.  9. Jednonaczyniowa uniwersalna koparka hydrauliczna na ciągniku kołowym

Koparki wielonaczyniowe dzielą się na koparki podłużnego działania, w których kierunek ruchu osprzętu roboczego zgodny jest z kierunkiem jazdy maszyny, i koparki poprzecznego działania, w których kierunek ruchu osprzętu roboczego jest prosto­padły do kierunku jazdy maszyny. Koparki podłużnego działania służą do wykonywania rowów i kanałów, zaś koparki poprzecznego działania służą do wykonywania wykopów w kopalnictwie odkrywkowym i kanałów w budownictwie wodno-melioracyj­nym oraz do profilowania skarp i nasypów.


Rys. 7. Koparka wielonaczyniowa


Rys. 8. Koparka wielonaczyniowa do rowów i skarp

Tab. 1. Wybór maszyn do wykonywania robót ziemnych