ZEMNÍ STROJE - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Vysoká škola báňská – Technická univerzita OstravaZEMNÍ STROJEučební textJiří FRIESOstrava 2012

POKYNY KE STUDIU340-0333 Zemní stroje(Podvozky zemních strojů; Otoč zemních strojů; Kontinuálně pracující stroje; Lopatovárypadla; Dozery, skejpry, grejdry, rozrývače; Lopatové nakladače; Skládkové stroje; Strojea zařízení pro zhutňování zemin a hornin; Ostatní stroje a zařízení)Předmět 340-0333 Zemní stroje (nově pak také 340-0350 Zemní, těţební a stavební stroje)je zaměřen na vysvětlení pojmů z oblasti úpravy zemin a těţby nerostů a je určen prostudenty bakalářského stupně studia oboru Konstrukce strojů a zařízení studijníhoprogramu Strojírenství, ale můţe jej studovat i zájemce z kteréhokoliv jiného oboru, pokudsplňuje poţadované prerekvizity. Celý obsah předmětu, který je nutno během semestruprobrat je členěn do těchto hlavních kapitol: Podvozky zemních strojů; Otoč zemníchstrojů; Kontinuálně pracující stroje; Lopatová rypadla; Dozery, skejpry, grejdry,rozrývače; Lopatové nakladače; Skládkové stroje; Stroje a zařízení pro zhutňování zemin ahornin; Ostatní stroje a zařízení. Některé hlavní kapitoly jsou pak z důvodu snadnéhopochopení látky členěny na jednotlivé výukové týdny - celkem 13. Kapitoly jsou jednoduchéa logicky na sebe navazují.Cílem předmětu je studenty blíţe a detailněji seznámit s problematikou v daném oboru,přiblíţit jim technologie práce a základní konstrukční prvky zemních, těţebnícha stavebních strojů. Objasnit principy a zákonitosti nasazení předmětné technologie.Na studium předmětu, který je tvořen 9 hlavními kapitolami, členěnými do 13 výukovýchtýdnů, si vyčleňte ze svého drahocenného času celkem 65 hodin. (13 x 5h - to odpovídátýdennímu rozsahu výuky 3h přednášek + 2h cvičení). Předmět bude zahájen úvodnímtutoriálem, na kterém se dozvíte všechny potřebné údaje a dostanete studijní materiály(studijní opora kurzu na CD-ROM včetně případných dalších podkladů). Dále budepreferována distanční forma studia. Ukončen bude závěrečným tutoriálem (nebozkouškou), na kterém lektor provede celkové hodnocení jednotlivých studentů a výsledkybudou zapsány do výkazu o studiu.Pro úspěšné absolvování daného předmětu studenti musí splnit jednotlivé korespondenčníúkoly, a testovací otázky, které jsou součástí textu. Text jednotlivých kapitol – výukovýchtýdnů je přehledný a po jeho přečtení je relativně snadné zmíněné úkoly splnit.U testovacích otázek je správná vţdy jen jedna odpověď. Kontrolní otázky, jenţ jsourovněţ součástí textu, slouţí pro kontrolu správného pochopení nastudované látky a studentsi na ně odpovídá sám pro sebe.Absolventi předmětu Zemní stroje (Zemní, těţební a stavební stroje) získají informacev oblasti strojního zařízení pro těţbu, úpravu, dopravu a vyuţití zemin, stavebníchmateriálů a v neposlední řadě také uţitkových nerostů. Budou se orientovat mezijednotlivými typy strojů, jejich nasazení a vyuţití, a také budou schopni popsat jejichzákladní konstrukční celky. Dále budou umět určit typ vhodného stroje či strojníhozařízení v jednotlivých oblastech daného oboru a jeho místo v celé technologii. Patřičnéohodnocení jim bude zapsáno do výkazu o studiu.Všem studentům přeji úspěšné absolvování tohoto předmětudoc. Ing. Jiří FRIES, Ph.D.

PŘI STUDIU KAŢDÉ KAPITOLY DOPORUČUJEME ZVÝŠENOU POZORNOSTNA:Čas ke studiu: 4 hodiny – rozsah odpovídá 2h přednášek a 2h cvičeníNa úvod kapitoly je uveden čas potřebný k prostudování látky. Čas je orientační a můţe vámslouţit jako hrubé vodítko pro rozvrţení studia celého předmětu či kapitoly. Někomu se časmůţe zdát příliš dlouhý, někomu naopak. Jsou studenti, kteří se s touto problematikou ještěnikdy nesetkali a naopak takoví, kteří jiţ v tomto oboru mají bohaté zkušenosti.Cíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat ...definovat ...vyřešit ...Ihned potom jsou uvedeny cíle, kterých máte dosáhnout po prostudování této kapitoly –konkrétní dovednosti, znalosti.VýkladNásleduje vlastní výklad studované látky, zavedení nových pojmů, jejich vysvětlení, všedoprovázeno obrázky, tabulkami, řešenými příklady, odkazy na animace.Shrnutí kapitolyNa závěr kapitoly jsou zopakovány hlavní pojmy, které si v ní máte osvojit. Pokud některémuz nich ještě nerozumíte, vraťte se k nim ještě jednou.Kontrolní otázkaPro ověření, ţe jste dobře a úplně látku kapitoly zvládli, máte k dispozici několik teoretickýchotázek, které si sami pro sebe zodpovězte. Pokud Vám bude dělat problém na některouodpovědět, vraťte se zpět k textu a najděte v něm řešení otázky.a/neboKorespondenční úkol

Úkol k řešeníPro lepší osvojení probrané látky jsou na konci kapitol zařazeny korespondenční úkoly a/nebopraktické úkoly k řešení. Ty je nutno provést pro zdárné ukončení studia dané kapitolya potaţmo také celého kurzu.Klíč k řešeníVýsledky zadaných příkladů i teoretických otázek výše jsou uvedeny v závěru učebnicev Klíči k řešení. Pouţívejte je aţ po vlastním vyřešení úloh, jen tak si samokontrolou ověříte,ţe jste obsah kapitoly skutečně úplně zvládli.Odměna a odpočinekV textu můţete narazit také na takovéto upozornění, které byste neměli podceňovat, neboťpravidelný odpočinek a duševní komfort je jednou z podmínek bezproblémového studia.Pojmy k zapamatováníV textu jsou tímto způsobem vyznačeny zvlášť důleţité pojmy a definice, které je vhodné siosvojit a to jak z důvodů praktických, tak také z důvodů úspěšného vykonání testovacíchotázek, které jsou nedílnou součástí hodnocení tohoto kurzu.Průvodce studiemLektor se pomocí neformálního textu snaţí vést posluchače kurzu, respektive studentadaného předmětu a napomáhá mu tímto způsobem k snadnějšímu a rychlejšímu pochopenístudované látky. Mnohdy dává určitá doporučení nebo vysvětlení k dalšímu postupu přistudiu.

Podvozky zemních strojů1 PODVOZKY ZEMNÍCH STROJŮPo úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLYBudete umět:definovat základní pojmy v oblasti podvozků zemních strojů,definovat principy a jednotlivé konstrukční celky základních typůpodvozků,získáte všeobecné znalosti dané problematiky a budete se v danémoboru umět orientovat,Budete umětzískáte povědomí o tom, co to jsou kolové, housenicové, kráčivéa kolejové podvozky atd.Budete schopni:orientovat se v oblasti podvozků zemních, těţebních a stavebníchstrojů.Budete schopniCharakteristickým pohybem strojů pro zemní práce je pohyb v terénu, kde musejí překonávatpříkrá stoupání, pohybují se často v terénu s velkým příčným sklonem, otáčejí se a manévrujíve stísněných podmínkách. Proces rozpojování zemin u radlicových strojů vyţaduje přenosznačných sil ve styčných plochách aktivních částí podvozků a terénu. Podvozek musízajišťovat strojům potřebnou stabilitu a průchodnost v terénu, takţe je moţno uvést, ţevýznam podvozků zemních strojů je následující:‣ přenos hmotnosti a všech vnějších působících sil na pojezdovou podloţku,‣ musí zabezpečit stabilitu stroje při práci, pohybu a zabezpečení dovoleného měrnéhotlaku na podloţku,‣ umoţnit přemístění stroje na jiné pracovní místo.Jednotlivé konstrukce podvozků musí zaručit optimální provoz při co nejmenší hmotnostia pracnosti výroby, dostatečné taţné síle a také spolehlivosti v kaţdém počasí. Nelze takéopomenout bezpečnou stabilitu a celkovou bezpečnost, podvozek musí odolávat vysokémuznečištění, které v zemních pracích vyskytuje, atd. Různorodost poţadavků na podvozkyzemních strojů, z nichţ mnohé, zvláště u univerzálních strojů, jsou někdy protichůdné, seprojevuje v různosti konstrukcí podvozků. Konstrukce podvozků je určována především podlenásledujících tří bodů:‣ druhem a stavem povrchu terénu, v němţ stroje pracují,‣ poţadovanými jízdními vlastnostmi strojů,‣ poţadovanou manévrovatelností strojů.7

Obecné poţadavky na podvozky zemních strojůPodvozky zemních strojůPoţadavky kladené na podvozky zemních strojů lze shrnout do následujících bodů:‣ zajištění stability strojů, čímţ je určováno rozloţení opěrných bodů, rozměrya hmotnost‣ zajištění dovolených měrných tlaků na podloţku, a tímto poţadavkem je určovánaplocha styku s podloţkou, hmotnost a rozměry pojezdových vahadel a sloţitostkonstrukce.‣ zajištění poţadované manévrovatelnosti dané technologickým procesem – má vliv navýběr typu pojezdového ústrojí‣ zajištění poţadované přesnosti přemístění zemního stroje – vstupuje do popředíhlavně u nevýsuvných kolových rypadel, protoţe pojezdem je určována tloušťkatřísky záběru‣ zajištění spolehlivého brzdění zemního stroje, coţ ovlivňuje např. nutné mnoţstvíhousenicových článků‣ zajištění potřebné pracovní a transportní rychlosti pohybu, která ovlivňuje časovéa výkonové vyuţití‣ zajištění plynulého rozběhu a brzdění, coţ ovlivňuje dimenzování ocelovékonstrukce Rozdělení podvozků pro zemní práceStroje pro zemní práce mívají zpravidla některý z podvozků znázorněných na obrázku 1.1,kde je také zobrazeno rozdělení.Obrázek 1.1 – Základní typy podvozků8

Podvozky zemních strojůPrvní výukový týden – Kolové podvozkyČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky kolových podvozků zemních strojů,definovat základní typy pohonů tohoto typu podvozku,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje na daném podvozku,chápat a řešit problematiku styku kola s podloţkou, na němţ závisí samotnámanévrovatelnost celého stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad1.1 Kolové podvozkyProvoz strojů pro zemní práce klade vysoké nároky na podvozkovou část.Pojmy k zapamatováníPodvozek musí spolehlivě přenášet zatíţení vyvolaná činností pracovního nástroje, pohybemstroje v těţkém terénu v různých klimatických podmínkách. Podvozek dává stroji rovněţmanévrovací schopnosti, které buď přímo, nebo nepřímo ovlivňují provozní výkonnost stroje.V případech, kdy poţadujeme vysokou pohyblivost a časté přemísťování stroje, je vhodnépouţít kolového podvozku.Kolové podvozky mají ve srovnání s pásovými podvozky některé přednosti, které jsou např.:‣ jejich hmotnost tvoří z celkové hmotnosti stroje asi 20%, zatímco podvozekpásového stroje 30 ÷ 40 %,9

Podvozky zemních strojů‣ mají menší počet třecích částí a tím i vyšší ţivotnost,‣ při pojezdu mají menší dynamické namáhání, zvláště na tvrdém povrchu, a tím takémenší opotřebení částí,‣ mají větší přepravní rychlosti (aţ 35 km/h),‣ náklady na přepravu jsou levnější, protoţe nepotřebují podvalník,‣ nepoškozují povrch vozovky.Pojmy k zapamatováníSvětová produkce těchto podvozků tvoří asi jednu třetinu z celé výroby podvozků strojů prozemní práce. Kolové podvozky mají speciální konstrukci. Konstrukční provedení je patrnéz obrázku 1.2. Rám podvozku (1) má pevnou a tuhou svařovanou skříňovou konstrukci,v těţkém terénu je odolný proti skrutu. Přední náprava (2) je kyvná a řiditelná a je k rámupodvozku připojena čepem. Obvykle je před přední nápravou pohyblivá dozerová radlice (3),která je určena k rozhrnování zeminy, zahrnování výkopu, čištění terénu nebo ke stabilizacipodvozku při práci stroje. Zadní náprava je tuhá, připojená k rámu, ke kterému jsou téţpřipojeny ovladatelné opěry (4). Tlaková kapalina z hydrogenerátoru pohání rotačníhydromotor (6), jehoţ kroutící moment přechází do převodovky s rozvodovkou (7), ze kteréje kardanovým hřídelem přenášen na zadní i přední nápravu.Obr. 1.2 Konstrukční provedení kolových podvozků1 – tuhý rám podvozku, 2 – přední kyvná a řiditelná náprava, 3 – dozerová radlice, 4 – zadní ovladatelné opěry,5 – aretační hydroválec pro blokování výkyvu přední nápravy, 6 – rotační hydromotor, 7 – převodovkas rozvodovkou, 8 – bubnové brzdy, 9 – koncový planetový převod v nábojích kol, 10 – skříňka na nářadí10

Podvozky zemních strojůPřední náprava je k rámu připojena v přední části výkyvně kolem čepů s řiditelnými koly.Detailně je přední náprava zobrazena na obrázku 1.3. Zadní náprava je s rámem podvozkuspojena pevně. Při práci zajišťují pevnou vazbu mezi přední kyvnou nápravou a rámemaretační hydraulické válce.Obr. 1.3 Přední řízená náprava1.1.1 Pohon pojezdu kolových podvozkůKolový podvozek značně zvyšuje pohyblivost strojů pro zemní práce, které jsou plynuleřiditelné ve dvou nebo třech rozsazích:‣ 0 ÷ 5 km/h – plazivá rychlost,‣ 0 ÷ 10 km/h – terénní rychlost,‣ 0 ÷ 35 km/h – silniční rychlost.Pojmy k zapamatováníPřenos krouticího momentu od hnacího motoru na kola lze provést několika způsoby:a) Mechanickým, při němţ se rotační pohyb z otočného svršku přenáší na podvozekvertikálním hřídelem, který prochází dutou královskou hřídelí, a kuţelovýmpřevodem se pak přenáší na nápravy. Tento způsob se jiţ u moderních strojůnepouţívá.b) Hydraulicko-mechanickým, při kterém je rotační hydromotor umístěn na otočnémsvršku a jeho pohyb se přenáší hřídelem dutou královskou hřídelí do podvozku, kdese kuţelovým převodem dále přenáší na hnací nápravy kol. Tento způsob se v dnešnídobě vyuţívá jen velmi ojediněle.c) Centrálním hydromotorem umístěným v podvozku (obr. 1.2), přímo spojenýms převodovkou a rozvodovkou (7), z níţ je pak pohyb převáděn kardanovýmhřídelem na hnací nápravy a kola. Bubnové brzdy (8) jsou u rozvodovky parkovacía v nápravách provozní. Do hydromotoru je přiváděna tlaková kapalina odhydrogenerátoru přivaděčem.11

Podvozky zemních strojůd) Hydromotory umístěnými v obou nápravách, jejichţ výhodou je, ţe odpadajíkloubové hřídele. V terénu pracují obvykle oba hydromotory, na silnicích a cestáchje pro pojezd zapínán pouze jeden hydromotor.e) Hydromotory umístěnými přímo v náboji kaţdého hnacího kola (obr. 1.4), jeţ jsounapájeny tlakovou kapalinou z hydrogenerátoru (2). Účinně pracují při vyššíchpřetlacích (µ = 96% a více). Nehodí se pro malé tlaky, kde jsou málo účinné. Přiřešení různých náhonů strojů je mnohdy sporné, zda pouţívat rychloběţnýchhydromotorů s přiřazenými převody do pomala nebo hydromotorů pomaluběţnýchbez pomocných převodů. Výhodnost pomaluběţných motorů je v malýchrozbíhacích a dobíhacích časech. Nevýhodou je větší rozměrnost a hmotnost protirychloběţným motorům, a také vyšší výrobní nákladnost.Obr. 1.4 Pohon pojezdu podvozku1 – spalovací motor, 2 – hydrogenerátor, 3 – ovládací páky rozvaděče, 4 – hydromotory v nábojiPojmy k zapamatování1.1.2 Stabilita podvozkůa) Všeobecné podmínky stability. Při pracovním procesu stroje nastává neţádoucísilová koncentrace na dvě nápravy s pneumatikami. Zatíţení kol při práci je větší neţhmotnost stroje a klopný moment vznikající z hmotnosti pracovního zařízení a jehozátěţe se blíţí momentu vyvolanému hmotností stroje. Jestliţe se oba momentydostanou do rovnováhy, popř. moment způsobený pracovním zařízením je vyšší,zemní stroj ztrácí rovnováhu (stabilitu). Nemá-li dojít k překlopení, musí býtstabilizující moment stroje M s (vyvolaný jeho hmotností a protizávaţím) větší neţmoment klopících sil M k vyvolaný pracovním zatíţením. Poměr M s /M k = S značísoučinitele stability zemního stroje a je poţadován v rozmezí S = 1,1 – 1,25.Konstruktéři pro splnění tohoto rozmezí, musí dosahovat tyto cíle:12

Podvozky zemních strojů‣ umístění těţiště zemního stroje co nejníţe při minimální vyváţenostijednotlivých agregátů a pracovního zařízení,‣ dimenzují podvozky zemních strojů tak, aby měly dostatečnou hmotnost, tuhénápravy a nosné pneumatiky,‣ zvyšují příčnou i podélnou stabilitu stroje umístěním snadno ovladatelnýchopěr.b) Nápravy a jejich aretace. Kolové zemní stroje mají obvykle přední nápravu uloţenouvýkyvně, zatímco zadní náprava je tuhá. Toto uspořádání je potřebné k tomu, abykola měla se zeminou stále dobrý styk i na nerovném terénu, příznivě to ovlivňujejízdní vlastnosti podvozku. Při práci by však toto uspořádání způsobovalo kývánícelého stroje se značnými dynamickými rázy na konstrukci. Proto musí být při prácipřední osa znehybněna – aretována zvláštním hydraulicky ovládaným pístem(obr. 1.2–5), který pod tlakem dosedne do opěrných ploch nápravy a zamezí jejímukývání. Funkční působení tohoto zařízení můţeme vidět na obrázku 1.5. Náprava (1)je uchycena dvěma táhly (2) v otočném bodě (3), jehoţ oka jsou pevně uloţenav rámu stroje. Vykývnutí nápravy při jízdě je zachycováno v hydraulických válcích(4) s písty. Například vykývnutí levé nápravy směrem nahoru, je kapalina z levéhoválce vytlačována z prostoru nad pístem a prochází v dané poloze rozvaděčem (5) doprostoru nad druhým pístem. Škrcením průtoku na jednu nebo druhou stranuhydraulických válců se dosahuje příznivějšího vykývnutí nápravy. Při práci zemníhostroje je nutné provést úplnou aretaci nápravy. V hydraulickém řídícím válci (6) jepíst s pruţinou a jeho pístnice ovládá pákový systém pro přestavění rozvaděče (5) douzavřené polohy. V tomto případě jsou oba aretační písty pod tlakem a náprava, naniţ písty nasedají, se nemůţe vykývnout. Ovládání pístu ve válci (6) se dějehydraulicky nebo vzduchem.Obr. 1.5 Funkční působení aretačního systému pro znehybnění kyvné nápravy zemního stroje1 – kyvná náprava, 2 – táhla, 3 – otočný bod, 4 – hydraulické válce s písty, 5 – rozvaděč,6 – hydraulický řídící válec13

Podvozky zemních strojůc) Opěry podvozků. Ke zvýšení stability zemních kolových strojů se pouţívají výsuvnéopěry, které umoţňují větší zatíţení stroje, příznivější provozní podmínky a sníţeníjeho opotřebení. O významu opěr svědčí také mnohé studie zahraničních výrobcůzemních strojů, kteří za shodných podmínek jednou bez opěr a pak s opěrami uvádějítyto výsledky:‣ lze zvětšit např. objem hloubkových lopat u stroje aţ o 34 % při stejnéhloubce kopání,‣ v terénu jsou schopny při stejném vyloţení vyvinout sílu zdvihu lopaty aţo 48 % vyšší neţ stroje bez opěr,‣ stupeň stability přesahuje hodnotu 1,2,‣ nerovnost terénu nemá vliv na provozní schopnosti stroje a jeho správnéustavení do pracovní polohy,‣ zmenšují opotřebení stroje, zvyšují jeho vyuţití při bezpečné práci strojníka.Opěry u kolových podvozků jsou sklápěcí nebo výsuvné. Častějším případem jsou opěrysklápěcí (obr. 1.6a). Jejich uspořádání řeší výrobci podle celkového rozloţení a vyváţeníjednotlivých agregátů na stroji a podle pracovního zařízení. Na obrázku jsou zobrazeny dvěna přední a dvě na zadní části rámu na vnější straně kol. Jiné uspořádání spočívá v tom, ţejedna dvojice opěr je vně před nápravou a druhá dvojice mezi nápravami.Na obrázku 1.6b je pouze jedna dvojice opěr na zadní části rámu, na přední části rámu jehydraulicky ovládaná dozerová radlice, která jednak slouţí k urovnání terénu, jednak se připráci stroje opře o půdu, se kterou vytváří stabilizační kontakt. Nejčastějšími poţadavky nasprávnou funkci opěr u kolových zemních strojů je to, ţe:‣ opěry musí umoţňovat jednoduché a rychlé hydraulické, popř. i automatické,ustavení stroje do takové pracovní polohy, ve které stroj můţe dobře pracovatz technického i bezpečnostního hlediska,‣ opěry musí být řízeny z místa strojníka a jejich ovládání nesmí bránit pojezdu strojedo jiné pracovní polohy,‣ opěrná deska musí mít velikost odpovídající poţadavkům měrného tlaku na půdua uloţena má být kloubově,‣ doba výsuvu má být co nejkratší a moţnost výsuvu opěr nezávisle na soběv libovolné poloze,‣ u moderních zemních strojů je někdy montováno automatické zařízení, kterézajišťuje kontrolu horizontální polohy otočného svršku stroje, tímto opatřením sezabrání, aby v průběhu provozu stroje při sednutí půdy pod některou opěrou nemohlodojít ke ztrátě stability stroje.14

Podvozky zemních strojůObr. 1.6 Uspořádání opěr u kolových podvozků1.1.3 Styk kola s půdouOtázka vzájemných účinků (interakcí) pojíţdějícího ústrojí a terénu je značně sloţitá a jepředmětem studia vědního oboru terramechanika. Při zkoumání problematiky styku kolas půdou je nutné rozlišovat následující čtyři případy (obr. 1.7).a) Tuhé kolo na tuhé podloţce (obr. 1.7a). V ideálním případě nedochází anik deformaci podloţky, ani k deformaci kola. Prakticky jisté deformace existují, jsouvšak velmi malé a tím i zanedbatelné. Tento případ je názorný např. na dvojiciocelové pojíţdějící kolo a kolejnice.b) Poddajné kolo (pneumatika) na tuhé podloţce (obr. 1.7b). U této varianty jedeformace podloţky nulová nebo téměř nulová a deformace kola větší. Je dánatuhostí kola, tj. tuhostí pláště (jeho kostry) a tlakem huštění. V praxi je tento příkladreprezentován zemním strojem na pneumatikách pohybujícím se na pevné vozovce(beton, asfalt, atd.).c) Pevné nepoddajné kolo v měkkém terénu (obr. 1.7c). Kolo nevykazuje ţádnoudeformaci, silně se však deformuje půda pod kolem. Tento stav nastává např.u hydraulického lopatového rypadla, vybaveného ocelovými pojíţděcími válci.d) Poddajné kolo na poddajném podkladě (obr. 1.7d). Tento příklad je pro rypadla nakolovém podvozku typický. Dochází jak k deformaci pneumatiky, tak k deformacipodkladu (terénu). Při řešení styku kola s půdou je nutné tento stav brát v potaz.Poddajné pojíţděcí kolo se stýká s půdou v obecné prostorové ploše, které se říká dosedacíplocha, respektive styková. Délka dosedací plochy ve směru pohybu je délkou záběru.Plochou otisku se rozumí pronik dosedací plochy s rovinou jízdní dráhy (plocha otisku je tedyurčena obrysem vtlačení na povrchu roviny pojezdu). Na tvrdém povrchu se kolo zaboří jenmálo a vytvoří otisk dezénu (vzorku) pneumatiky.15

Podvozky zemních strojůObr. 1.7 Základní druhy kol a terénuVeličiny popisující systém kolo-půda jsou znázorněny na obrázku 1.8.Obr. 1.8 Pruţné kolo na poddajném podkladuKde F j je jízdní odpor [N]; F o – svislé zatíţení kola [N]; M – hnací moment [Nm]; F v – valivýodpor [N]; x – souřadnice ve směru jízdy [m]; θ 1 – úhel určující počátek záběru kola s půdou[rad]; θ 2 – úhel určující konec záběru kola s půdou [rad]; θ – úhel kontaktu θ = θ 2 – θ 1 [rad]σ – normální napětí [Pa]; τ – tečné napětí [Pa]; u – deformace pneumatiky [m] a b – šířkakola [m].16

Podvozky zemních strojůKdyby byl znám průběh normálního a tečného napětí, bylo by moţné provést pro danézatíţení kola, za určitých podmínek, výpočet jednotlivých veličin. Prostorový problém stykupojíţdějícího kola s půdou se obvykle zjednodušuje na rovinný. Dosedací plocha pak lzezobrazit rovinnou křivkou. Dosedací plocha má pak tedy dvě oblasti, v první hloubkazaboření narůstá, v druhé zůstává přibliţně konstantní. Narůstá zde však deformacepneumatiky. V dosedací ploše pak vzniká napětí, kterému se říká kontaktní tlak p [Pa].1.1.4 Pneumatiky kolových podvozkůPojmy k zapamatováníJsou jednou z hlavních částí kolových zemních strojů z hlediska jejich stability, jízdníchvlastností a celé jejich pracovní ekonomiky. Do základního rozdělení typů pouţívanýchpneumatik patří:a) Standardní přetlakové, které jsou nejvíce rozšířeny u kolových zemních strojů, a tov těchto velikostech: 8,25 ÷ 20; 9 ÷ 20; 10 ÷ 20; 10 ÷ 20,5 a 11 ÷ 20. Montují se nakaţdé kolo dvojitě, takţe stroj má osm pneumatik. Dezén pneumatik lze volitvzhledem ke způsobu práce v různých půdních podmínkách. Existují napříkladdezény pro zemní stroje pracující pouze na veřejných komunikacích, dále jsoudezény pro práci v písčitých terénech, popř. skalní dezény. Ty pak zaručují optimálnípřenos síly do terénu a pohyblivost stroje.b) Nízkotlaké pneumatiky bezdušové. Pouţívají se v rozměrech 18 ÷ 19,5; jsousamostatně montované na nápravách, takţe na podvozku jsou pouze 4 pneumatiky.Obvykle omezují rychlost podvozku do 40 km/h. Mají však řadu výhod, a topředevším:‣ při jízdě v terénu mají měkčí záběr, větší styčnou plochu s půdou a tími menší měrný tlak, méně poškozují jízdní dráhu a jsou pouţitelnější v máloúnosných půdách‣ vytvářejí lepší podmínky pro odpérování a zmenšují dynamické nárazy nasvršek stroje a tím i jeho opotřebeníc) Širokoprofilové pneumatiky. Podle názoru expertů jsou velmi perspektivníu mobilních strojů do nejtěţších terénů. Vedle rypadel se počínají objevovatu kolových dozerů, autogrejdrů, zhutňovacích strojů apod. Jejich výhody se dajípopsat následovně:‣ nízkým měrným tlakem na půdu,‣ dobrou průchodnost a pohyblivost v terénu,‣ menší zranitelnost pneumatik oproti dvojité montáţi jednoduchýchpneumatik, mezi něţ se dostávají kameny nebo jiné tuhé předměty ze stavby,‣ díky větší nosnosti dobře snášejí zatíţení, jsou bezdušové a ze 75 % jsouplněny nemrznoucí kapalinou, čímţ se dociluje sníţení těţiště stroje a lepšístability bez zatíţení náprav.Nynější typy kolových strojů se většinou vyrábějí jako dvou nápravové.Kolový podvozek strojů pro zemní práce plní z hlediska kol několik důleţitých funkcí:‣ jeho kola konají rotační pohyb odvozený od hnacího agregátu na translační pohybstroje,17

Podvozky zemních strojů‣ podvozek přenáší tíhu stroje i ostatní zatěţující síly (rypná síla, trhací síla)prostřednictvím kol na terén,‣ natáčením kol podvozku je moţno měnit směr pohybu stroje,‣ podvozek zajišťuje odpruţení celého stroje (pruţícím elementem jsou pneumatiky).Pojmy k zapamatováníJe zřejmé, ţe výkonnost zemního stroje na kolovém podvozku bude ve značné míře záviset napouţitém druhu pneumatik a na druhu pouţitých plášťů. Vlastnosti pláště jsou ve značné mířeurčeny jeho kostrou (obr. 1.9). Konstrukce kostry pláště můţe být diagonální (klasické pláště)nebo s radiálními kordy.Obr. 1.9 Řez pláště – nejdůleţitější části1 – ráfek, 2 – běhoun, 3 – kostra, 4 – bočnice, 5 – nárazníkový pás, 6 – duše, 7 – patní lano, 8 – vloţka, 9 - ventilDiagonální (normální) plášť se vyznačuje tím, ţe vlákna kostry jsou orientována šikmo (podiagonálách), a to tak ţe se vlákna jednotlivých vrstev kostry vzájemně v různých rovináchkříţí. Pod běhounem jsou nárazníkové vrstvy, které zmírňují rázy při přejíţdění překáţek.U různých speciálních plášťů je tato vrstva z ocelového kordu a chrání kostru předproraţením pneumatiky ostrými předměty.Pneumatiky s radiálními kordy se vyznačují nulovým úhlem vláken kordu v kostře (tzn.pravým úhlem těchto vláken vzhledem k obvodu pneumatiky) a tuhou nárazníkovou vrstvou,která probíhá ve formě pásu po obvodě pláště. Díky tomu mají tyto pneumatiky specifickévlastnosti, které s přihlédnutím k pouţití u zemních strojů přinášejí jak výhody, taki nevýhody.Mezi výhody patří zejména:‣ větší ţivotnost,‣ lepší jízdní vlastnosti v terénu,‣ menší odpor valení,‣ částečně lepší pruţení.18

Podvozky zemních strojůNevýhodami pak jsou:‣ menší boční stabilita,‣ menší tlumení.Pro tyto nevýhody je pouţívání plášťů s radiálními kordy u strojů pro zemní práce sporné.Ovlivňují totiţ nepříznivě jak podélnou tak příčnou stabilitu stroje, zvláště za jízdy.Běhoun pláště a jeho profil musí splňovat dva základní poţadavky:1. být odolný proti opotřebení a vykazovat vysokou ţivotnost,2. mít dobré záběrové a jízdní vlastnosti.Běhoun a jeho profil také chrání rovněţ kostru pláště před poškozením. Poţadavek vysokéodolnosti proti opotřebení a poškození pneumatik stojí v popředí zvláště u strojů nasazenýchv lomech. Pro pracovní podmínky tohoto druhu jsou vhodné pneumatiky se zavřenýmprofilem (obr. 1.10)Obr. 1.10 Pneumatika pro práci v lomechZvláště vysoké nároky na profil plášťů kladou, z hlediska přenosu sil mezi kolem a půdou,měkké a mazlavé zeminy. Dobré záběrové vlastnosti v takovém terénu mají pneumatikys vysokým a otevřeným profilem (obr. 1.11).Obr. 1.11 Pneumatika pro práci v měkkém terénu19

Podvozky zemních strojůZ důvodu samočištění a dobrého vedení kola je profil běhounu skloněn vzhledem k obvodukola. Aby bylo dosaţeno správného záběru kola, je nutno plášť správně namontovat(obr. 1.12).Obr. 1.12 Správná montáţ pneumatikOdměna a odpočinekVýborně, první výukový týden máš za sebou, teď si odpočiň, dej si nohy na stůla něco dobrého k pití, pak se pokus shrnout obsah kapitoly a vrhni se na jednotlivéúkoly.Shrnutí kapitolyPodvozek musí spolehlivě přenášet zatíţení vyvolaná činností pracovního nástroje,pohybem stroje v těţkém terénu v různých klimatických podmínkách. Podvozekdává stroji rovněţ manévrovací schopnosti, které buď přímo, nebo nepřímoovlivňují provozní výkonnost stroje.Pneumatiky jsou jednou z hlavních částí kolových zemních strojů z hlediskajejich stability, jízdních vlastností a celé jejich pracovní ekonomiky.Výkonnost zemního stroje na kolovém podvozku bude ve značné míře záviset napouţitém druhu pneumatik a na druhu pouţitých plášťů.Konstrukce kostry pláště můţe být diagonální (klasické pláště) nebo s radiálnímikordy. Diagonální (normální) plášť se vyznačuje tím, ţe vlákna kostry jsouorientována šikmo (po diagonálách), a to tak ţe se vlákna jednotlivých vrstevkostry vzájemně v různých rovinách kříţí.20

Podvozky zemních strojůKontrolní otázka1. Jaké jsou poţadavky kladené na podvozky zemních strojů?2. Jaké je základní konstrukční provedení kolových podvozků?3. Jaké jsou všeobecné podmínky stability?4. Vyjmenujte alespoň 5 výrobků s povinností zpětného odběru.Korespondenční úkol1. Jakými způsoby lze zajistit přenos krouticího momentu od hnacího motoru na kola?2. Vypište čtyři případy interakce pneumatiky s půdou.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jaký typ podvozků zemních strojů se nevyskytuje?2. Co podvozek strojů pro zemní práce nemusí zajišťovat?3. Kolové podvozky mají ve srovnání s pásovými podvozky některé přednosti, které?4. Jaké cíle musí konstruktéři dosahovat pro zajištění stability stroje?5. Jaké výhody má pouţívání radiálních pneumatik?21

Podvozky zemních strojůDruhý výukový týden – Pásové podvozkyČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky pásových podvozků zemních strojů,definovat základní typy pohonů tohoto typu podvozku,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje na daném podvozku,chápat a řešit problematiku styku pásu s podloţkou, na němţ závisí samotnámanévrovatelnost celého stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad1.2 Pásové podvozkyU pásových podvozků se hmotnost zemního stroje rozkládá na relativně velkou plochu, coţumoţňuje přenášet na půdu značně větší pojezdové síly, neţ je tomu u podvozků kolových.Tím se dociluje nízký měrný tlak na půdu i při velké hmotnosti, dále pak stabilita, vysokáprůchodnost terénem, schopnost pohybu po neschůdném terénu a velká stoupavost. Tytovlastnosti umoţňují pouţívat stroje v terénech měkkých, nerovných či svahových.Pojmy k zapamatováníHmotnost pásového podvozku zemních strojů činí 30 ÷ 40 % z celkové základní hmotnostistroje a jeho ţivotnost je asi poloviční neţ u podvozku kolového. Pásové podvozky majírovněţ velký záběrový účinek, coţ znamená, ţe mohou přenášet značné hnací a brzdné síly.Jejich nevýhodou jsou vyšší pořizovací náklady a náklady na údrţbu a opravy.22

1.2.1 Základní části pásových podvozkůPodvozky zemních strojůPásový podvozek tvoří pásové pojíţděcí ústrojí podle obrázku 1.13, jejichţ podélné nosníky(nosiče housenic) jsou pomocí příčníků připojeny k základnímu rámu stroje. U dozerů,traktorů a podobných strojů je jeden z příčníků (obvykle přední) kyvný. Lopatové nakladačea rypadla mají s ohledem na poţadovanou stabilitu stroje rámy tuhé. Pásový podvozek mátyto základní části zobrazené na obrázku 1.13.Obr. 1.13 Základní části pásového podvozkuPojmy k zapamatování1 – Podélný nosník (rám). Musí být dostatečně tuhý, aby bezpečně a bez větších deformacípřenesl zatíţení stroje. Nesmí vykazovat deformace při přejíţdění terénních nerovností. Bývávytvořen zpravidla ze dvou válcovaných, hraněných (ohýbaných), vytlačovaných nebosloţených svařovaných nosníků, které jsou pro zvýšení tuhosti vzájemně spojeny stojinamia pásenicemi. Stojiny a pásenice musí být umístěny tak, aby umoţnily nejen nerušenoufunkci, ale i údrţbu a případnou výměnu ostatních částí podvozku.2 – Hnací řetězové (turasové) kolo. Základním poţadavkem je, aby profil zubů kolavyhovoval podmínkám správného záběru. Dříve se ozubení pečlivě obrábělo, aby tytopodmínky byly co nejlépe splněny. V provozních podmínkách, ve kterých stroje pracují, nelzeuchránit ozubení před znečištěním. Nečistoty ulpívající v zubových mezerách kol jsoupouzdry řetězu slisovány na tvrdost kamene a záběrové podmínky silně zhoršují. Proto uţdnes řada výrobců od pečlivého obrábění zubů upouští, dává-li technologie výroby ozubenízáruky dostatečně přesného zhotovení profilu ozubení. Dalším důvodem pro obrábění ozubeníbylo, ţe při zaformování kol nebo věnců, vyráběných většinou z ocelolitiny, vedla dělícírovina středem zubů. To, spolu s případným přesazením obou polovin formy, bylo příčinou23

Podvozky zemních strojůgeometrických vad zubního profilu, který proto vyţadoval dodatečné opracování. Modernítechnologie lití – pouţití kovových modelů se stírači, umoţňuje posunutí dělící roviny do čelaozubení při minimálních úkosech, takţe postačuje pouhé přebroušení funkčních plochozubení a zaoblení hran tam, kde zaoblené hrany nebylo moţno vytvořit formou. Činnéplochy ozubení jsou povrchově kaleny. Kola i samostatné věnce se ţíhají za účelemodstranění pnutí. Pouţití věnců místo řetězových kol vcelku, kterých se dříve výhradněpouţívalo, se velmi rozšířilo. Pouţívá se věnců buď celistvých, nebo sloţených ze dvou i vícesegmentů. Věnce nebo segmenty se k tělesu kola připevňují pomocí lícovaných šroubů.Pouţití segmentů usnadňuje údrţbu. Umoţňuje výměnu opotřebovaného ozubení bezdemontáţe jiných částí podvozku. Segmenty se vyrábějí kováním v zápustkách. Po obrobeníupínacích ploch obrábí se ozubení.3 – Vodící kolo (vratný napínací turas). Toto kolo je bez ozubení. Opěrné plochy pro řetězyjsou odděleny nákruţkem, který vede článkový řetěz. Protoţe ani zde není moţno zajistitčistotu dosedacích ploch pro řetěz a navíc řetěz bývá v důsledku terénních nerovnostíjednostranně zatíţen, upouští se i zde od obrábění pracovních ploch ocelolitinových odlitků.Plochy jsou povrchově kaleny. Vedle ocelolitinových kol se pouţívá rovněţ kol svařovaných.4 – Napínací ústrojí pásu. Podrobněji popsáno v kapitole 1.4.5.5,6 – Pojezdové a podpěrné kladky. Přenášejí vertikální a horizontální zatíţení z pásů dopodélného nosníku a vedou dolní větev pásu. Jsou uloţeny pevně na podélném nosníku. Naobrázku 1.14., je řez pojezdovou kladkou s kluzným uloţením, kterého se ve stavbě pásovýchpodvozků pouţívá, neboť umoţňuje malé rozměry kladek, coţ dovoluje jejich hustéuspořádání. Těleso kladky (1) je vytvořeno svařením dvou výkovků. V tělese kladky jsou dvěkluzná pouzdra (2) a volný prostor v tělese kladky je vyplněn mazivem. Kladka je otočnákolem čepu (3), který je svými konci uloţen v tělese (4), upevněném na podélném nosníkupodvozku. Tvar čepu podle řezu A zajišťuje dobré mazání.7 – Článkový pás, který bude detailně popsaný v kapitole 1.4.3.Obr. 1.14 Pojezdová kladka (a – detail těsnění)24

1.2.2 Rámy podvozkůPodvozky zemních strojůZákladní uspořádání a prvky jsou zobrazeny na obrázku 1.15. a dělíme je na:a) rámy nedělené (obr. 1.16), jejichţ skříňová konstrukce je sloţena ze středního mostu(1) s kruhovou přírubou (2), ve které je uloţeno velkorozměrové loţisko. Ke kaţdéstraně mostu jsou pevně přivařeny podélné nosiče pásů (3), které tvoří se střednímmostem masivní skříňovou konstrukci. Ta je odolná proti skrutu a má značnouhmotnost, coţ je v určité míře vhodné i pro stabilitu stroje.Obr. 1.15 Uspořádání pásových podvozků1 – rám podvozku, 2 – hydraulický převaděč, 3 – pouzdro, 4 – tlakové či odpadové potrubí pro pojezdovéhydromotory, 6 – odpadové (tlakové) potrubí, 7 – rotační pojezdové hydromotory, 8 – koncové převody, 9 –nosný věnec loţiska, 10 – podélný nosič pásů podvozku, 11 – taţné závěsy, 12 – opěrná deska, 14 – hnacíturasové kolo, 15 – články řetězu, 16 – nosné pojezdové kladky, 17 – vodicí napínací kolo, 18 – třmennapínacího ústrojí, 19 – válcový tlumič, 20 – prostor pro plnění tuku, 21 – tuková plnící maznička, 22 – uzávěrb) rámy dělené, které jsou sloţeny ze tří dílů – ze středního svařovaného mostu nebomostu odlitého, k němuţ jsou přišroubovány dva podélné nosiče. K mostu lze totiţpodle potřeby přišroubovat zcela samostatné podélné nosiče pásů o různých délkáchi šířkách. Je to tzv. mechanické přestavění. Ke zvýšení stability podvozku, zejménau strojů s dlouhým příhradovým výloţníkem u jeřábového zařízení nebo s vlečnýmkorečkem, bylo zavedeno hydraulické rozšiřování rozchodu pásového podvozku(obr. 1.17). Podélné nosiče pásů jsou kloubově uchyceny ke střednímu mostua přímočarými hydromotory jsou ovladatelně rozevírány.25

Podvozky zemních strojůObr. 1.16 Pevný nedělený rám1 – střední most, 2 – kruhová příruba, 3 – podélné nosiče pásůObr. 1.17 Hydraulické rozšiřování rozchodu pásového podvozku1.2.3 Sloţení pásůPojmy k zapamatováníHlavní prvky pásů jsou zobrazeny na obrázku 1.18. Řetězový pás obíhá mezi hnacímturasovým kolem (1) a vodicím kolem (2). V horní větvi pásu jsou podpěrné kladky (7),kladky spodní větve pásu jsou kladky nosné (8), zvané téţ pojezdové. Celý řetězový pás jesloţen z řetězových článků (4), které mají dlouho trvající mazání. Do dutého hřídele senapouští olej, který proniká otvorem mezi třecí plochy nejvíce namáhaných částí čepua pouzdra. Výměnu oleje umoţňuje uzávěr v dutém hřídeli. Článek řetězu je dále sloţen zedvou lamel (3), mezi nimiţ jsou distanční pouzdra s podloţkami a těsněním, které jenavlečeno na dutém hřídeli článku (4). Článkové lamely jsou kovány v zápustkách zezušlechtěné oceli. Při práci v různých podmínkách je nutné brát v úvahu správné napětí pásů,které má mít mezeru průvisu A (obr. 1.19) mezi horní podpěrnou kladkou (7) a vodicímkolem přibliţně 30 ÷ 50 mm. Při práci v měkkém terénu má být tato mezera na dolní hranici,tj. menší, aby se materiál nedostával mezi pás a hnací a vodící kolo, z nichţ by se pás potomvysmekl.26

Podvozky zemních strojůObr. 1.18 Sloţení pásu1 – hnací turasové kolo, 2 – vodicí kolo, 3 – kovaná lamela, 4 – řetězový článek, 5 – koncový přestavitelnýčlánek, 6 – opěrná deska, 7 – podpěrné kladky, 8 – nosné kladkyObr. 1.19 Zajišťování průvisu pásů A po najetí spodní větve pásu na klínNapínání nebo povolování pásů zjednodušuje koncový článek (5), který umoţní posundělených lamel. Tím se pás buď zkrátí, nebo prodlouţí. Na koncovém článku také začínádemontáţ pásů. Opěrné desky pásů (6) jsou přišroubovány ke článkovým lamelám (4)v různých šířkách, které rozhodují o měrném zatíţení pásů na půdu. Druhy provedeníopěrných desek pásů a jejich pouţití:‣ deska s jedním ţebrem či ostruhou (6) se spíše pouţívá u traktorových strojůa dozerů, u nichţ jsou vysoké nároky na taţnou sílu.‣ deska se dvěma nebo třemi ţebry je nejvíce pouţívána u pásových rypadel (obr.1.20a). U středně velkých strojů (rypadel) bývají desky tříţebrové a u těţkých strojůdvouţebrové.27

Podvozky zemních strojů‣ desky s hladkým povrchem (obr. 1.20b) se pouţívají pro práce například naupravených zatravněných plochách, kde nechceme poškodit povrch, nebo ve zvlášťmokrých půdách, na rašeliništi apod.‣ desky z umělých hmot s ocelovou výztuţí.‣ povlaky z umělých hmot přišroubovatelné na ocelové desky.Obr. 1.20 Různé šířky opěrných desek a délek pásůa – standardní - ţebrované, b – prodlouţené - hladké‣ celé pásy z pryţe nebo umělých hmot (obr. 1.21), umoţňující nízký měrný tlak na půdu,šetření pojezdové plochy, nízkou hmotnost, vyšší rychlost pojezdu a tlumení dynamickýchrázů. Pouţívají se většinou u malých rypadel.Obr. 1.21 Pásy pryţové nebo z umělé hmotyCo se týče šířky opěrných desek, pak různé půdní podmínky vyţadují uváţlivý výběr šířekopěrných desek pásů, které ovlivňují tlak na půdu a její nosnost. U tvrdých a skalnatýchpodloţí je třeba volit menší šířky pásů, které se méně opotřebovávají neţ pásy široké. Naproti28

Podvozky zemních strojůtomu u měkkých a málo nosných podloţí je třeba volit opěrné desky široké, o malém měrnémzatíţení na půdu. Různé šířky a tvary pásů jsou na obr. 1.20. Jsou vyráběny v šířkách a tomuodpovídajících orientačních hodnotách středních měrných tlaků na půdu (tab. 1).Šířky opěrných desek pásů[mm]Střední měrný tlak na půdu[kPa]Tab. 1 Parametry pásů400÷500 500÷600 600÷700 700÷800 900÷1200135÷90 80÷45 70÷40 60÷35 30÷151.2.4 Druhy a typy pásových podvozkůÚnosnost půdy, na níţ má stroj pracovat, rozhoduje o výběru šířek opěrných desek pásů,kterým jsou přizpůsobeny druhy pásových podvozků (obr. 1.22).Obr. 1.22 Druhy pásových podvozkůSt – standardní, LC – Long Crawler, HD – Heavy DutyPodvozky LC (Long Crawler) mají širokou stopu a velký rozvor, coţ umoţňuje pouţít opěrnédesky o velkých šířkách a tím sníţit měrný tlak na půdu. Tyto podvozky jsou vhodné promálo únosné půdy a měrné tlaky menší neţ 30 kPa. Podvozky HD (Heavy Duty) jsou určenydo nejtěţších provozů s velkým namáháním jednotlivých částí. Jsou silněji dimenzovány proměrné tlaky větší neţ 100 kPa.Pojmy k zapamatováníTo byl stručný popis druhů pásových podvozků, typem pásového podvozku pak rozumímekonstrukční uspořádání, tzv. tvar, počet a sestavení podpěrných a pojezdových kladek,napínání apod., takţe základní typy pásových podvozků je na obr. 1.23. Účelem konstrukcepodvozků, které se pouţívají především u velkostrojů, je kopírování terénu, aby veškeréopěrné body byly vţdy doopravdy opěrné, coţ vede i ke konstrukci vícestupňových podvozků(aţ třístupňové), které právě u velkostrojů jsou limitujícím elementem jejich velikosti.29

Podvozky zemních strojůObr. 1.23 Základní typy pásových podvozkůa – málokladkový, b, c – mnohokladkový-traktorový, d,e,f – mnohokladkový-vahadlový jednostupňový, g –mnohokladkový-vahadlový dvoustupňový1.2.5 Napínací ústrojí pásuČlánkové pásy strojů pro zemní práce je nutno náleţitě vypnout pomocí mechanického nebohydraulického ústrojí, aby byl zajištěn správný záběr článkového řetězu s hnacími kolya nedocházelo k případnému padání pásů, nebo k jejich nadměrnému vytahování vlivem přílišvelkého předpětí.Pojmy k zapamatováníNapínání umoţňuje vymezení vůlí, které v kloubech řetězu vznikají v důsledku opotřebenípouzder a čepů.V dnešní době existuje řada mechanismů, pomocí nichţ se pásy napínají. U starších strojů seúčelně provádí napínání pásů pruţinou. Odpruţením vodící kladky se předchází případnémupřetíţení řetězu článkového pásu. K přetíţení řetězu můţe dojít, dostane-li se mezi řetěza kladky nebo řetězové kolo kámen, nebo dojde-li k usazení a zatvrdnutí zeminy v zubníchmezerách řetězového kola. Nebude-li v takovýchto případech vodící kladka odpruţena nebopás dostatečně volný, stoupne tah v řetězu nepřípustně vysoko. Příliš volný článkový pás zasepři větším vzrůstu síly za jízdy vpřed i vzad má tendenci vybíhat ze záběru se zuby hnacíhokola. Při jízdě vzad je dále nebezpečí, ţe v místě minimálního tahu v páse dojde k jehovzpříčení mezi vodící a pojíţděcí kladku. Odpruţením vodící kladky se těmto nebezpečímčelí. Nemá-li však docházet k neustálému pohybu vodící kladky v důsledku kolísání tahuv páse, je nutné, aby pruţina napínacího ústrojí měla náleţité předpětí. Napínací síla je rovnasoučtu sil v horní a dolní větvi pásu na napínací kladce. Maximum této síly nastává přicouvání stroje do stoupání. Je zřejmé, ţe maximální silový účinek pásu na vodící kladku jepřímo úměrný celkovému maximálnímu zatíţení zemního stroje a největší hnací síle.30

Podvozky zemních strojůZ předchozího obrázku 1.15 je vidět, ţe pás je napnut mezi hnacím kolem (turasem) (14)a vodicím kolem (17). Při práci stroje působí na pásy i na obě zmíněná kola značné rázy. Tyjsou tlumeny v tlumicím zařízení (18-22). Zařízení téţ slouţí k ochraně pásů proti přepětí,které nastává například, jak uţ bylo zmíněno, při vniknutí cizího tělesa (kámen, dřevo apod.)mezi článek pásu, turasové kolo nebo vodící kolo a pás. V dnešní době se uţ častěji nahrazujenapínací ocelová pruţina systémem hydraulicko-pneumatickým (obr. 1.24). Vodící kolo (1) jeposuvně uloţeno ve vidlici (2) s loţisky. K vidlici je přišroubováno pouzdro, v němţ jetukový váleček (3), pohybující se v prostoru vyplněném dusíkem (4), který nahrazuje dřívepouţívanou pruţinu.Obr. 1.24 Hydraulicko-pneumatické ústrojí pro pruţení pásů1 – vodící kolo, 2 – vidlice s loţiskem, 3 – tukový váleček, 4 – prostor vyplněný dusíkemPři vniknutí cizího tělesa mezi pás a vodící či hnací kola se dusík stlačí a vodící kolo seposune ve vidlici. Po vypadnutí cizího tělesa se vodicí kolo vrátí do původní polohy. Abynedocházelo k posuvu vodícího kola i při malém vzrůstu sil v pásu, musí mít dusík určitépředpětí. Dosáhne se toho tím, ţe do tukového prostoru (3) se předem natlačí buď plastickémazadlo, nebo mazací olej. Normální napětí pásů je třeba udrţovat pro splnění podmínkypodle obr. 1.19.1.2.6 Pohonné ústrojí pásůToto ústrojí je rozpoznatelné na obrázku 1.15, kde tlakový olej z hydrogenerátorů je přiváděnz otočného svršku do podvozku hydraulickým převaděčem (2), z něhoţ se rozvětvuje dorotačních hydromotorů (7), které pohánějí kaţdý pás samostatně. Otáčky hydromotorů sesniţují v koncovém převodu (8) a jeho výstupní otáčky, a kroutící moment se přímo převádějína hnací turasové kolo (14). Koncový převod hnacího turasu třeba určit podle druhu hnacíhohydromotoru. Hydromotory pístové mají výstupní otáčky aţ 3 000 za minutu i větší.Převodové poměry koncových převodů jsou vyţadovány od 1 : 5 aţ do 1 : 150 i větší.Samostatné čelní převody jsou příliš rozměrné, kombinují se proto s převodovkamiplanetovými. Planetové soukolí umoţňuje vysoké převodové poměry s moţností zařazení aţ 8redukcí v jednom převodovém stupni. Příklad planetového koncového převodu u podvozkuzemního stroje je na obrázku 1.25. Hydromotor (1) výstupními otáčkami převádí pohyb načelní předlohu (2), z níţ přechází do prvního planetového stupně na centrální kolo (3.1), dále31

Podvozky zemních strojůna planetová kola (3.2), která zabírají do vnitřního ozubení korunového kola (3.3). Ozubenývěnec je pevnou částí převodové skříně (4), při oběhu centrálního kola (3.1) pohání sučasněplanetový nosič (3.4), napojený na výstupní přírubu (3.5), která přenáší pohyb do druhéhostupně planetové převodovky. Ve druhém stupni přenáší centrální kolo (5.1) pohyb naplanetová kola (5.2), která zabírají do vnitřního ozubení korunového kola (5.3), pevněspojeného s převodovou skříní (4). Centrální kolo (3.1) při pohonu planetových kol pohánísoučasně planetový nosič (5.4). Ten přenáší pohyb na výstupní přírubu (5.5), na které jeuchyceno hnací turasové kolo (6). V klidu je pohon pojezdu blokován odpruţenou lamelovoubrzdou (7) za hydromotorem (1). Při rozjezdu se brzda automaticky uvolní částíhydraulického tlaku z hydrogenerátoru. Do převodovky přicházejí vstupní otáčky a vycházejívýstupní, jeţ jsou na turasovém kole (6).Obr. 1.25 Planetový koncový převod pásového rypadla1 – hnací hydromotor, 2 – čelní předlohový převod. První planetový stupeň: 3.1 – centrální kolo, 3.2 – planetovákola, 3.3 – korunové kolo, 3.4 – planetový nosič. Druhý planetový stupeň: 5.1 – centrální kolo, 5.2 – planetovákola, 5.3 – korunové kolo, 5.4 – planetový nosič, 5.5 – výstupní příruba, 4 – skříň převodovky, 6 – hnacíturasové kolo, 7 – lamelová brzda1.2.7 Styk pásu s půdou a jízdní odpory pásového podvozkuŘešení otázky vzájemného styku pásů a půdy je velmi sloţitá. Podstata problému spočívápředevším v tom, ţe:‣ zemní stroje se pohybují ve velmi rozdílných půdních podmínkách,‣ zatíţení pásů je proměnné co do velikosti a času,‣ dynamické zatíţení mění vlastnosti půdy,‣ napnutí pásů bývá různé.Standardně se jako srovnávací hodnota pouţívá střední kontaktní tlak mezi pásem a terénem.Tento střední měrný tlak představuje zidealizovaný, rovnoměrně po délce i šířce pásu32

Podvozky zemních strojůrozloţený kontaktní tlak, vyvolaný zatěţující silou pásu, která působí uprostřed pásu. Vycházíse přitom z předpokladu, ţe pojíţděcí ústrojí tvoří tuhý nosník. Střední měrný tlak nepřihlíţík ţádnému z výše uvedených bodů, prosadil se však pro svou jednoduchost a proto, ţe taktozidealizovaný průběh je v přijatelné míře přiléhavý pro některé půdy (měkké) a některé typypodvozků, konkrétně pro podvozky s malou roztečí kladek, tj. moderní traktorové podvozky,jak se s nimi setkáváme u většiny strojů pro zemní práce.Co se týče jízdních odporů, tak u strojů pro zemní práce na pásovém podvozku, podobně jakou strojů na kolovém podvozku, lze odpory rozdělit víceméně na dvě sloţky:‣ první sloţka jsou vnitřní odpory, které jsou důsledkem pasivních odporů ve vlastnímpodvozku a jsou ovlivněny hlavně jejich konstrukcí a technologickým provedením,‣ druhá sloţka jsou vnější odpory, které jsou způsobeny vytvářením stopy v terénu.Vnější odpor je závislý na hloubce stopy, podobně je tomu u kola. Sloţku vnějšíhojízdního odporu můţeme stanovit pomocí součinitele jízdního odporu. Jízdní odporje pak dán součtem řady dílčích sloţek, jako jsou:o valivý odpor při přímé jízdě,o odpor při jízdě do oblouku,o sloţka tahové síly ve směru jízdy do svahu,o setrvačný odpor při rozjezdu,o odpor větru,o vnitřní pasivní odpory pojíţděcího ústrojí.Odměna a odpočinekVýborně, druhý výukový týden máš za sebou, teď si dej malou pauzičku, přečti sipár vtipů a pak vyřeš jednotlivé kontrolní otázky.Shrnutí kapitolyHmotnost pásového podvozku zemních strojů činí 30 – 40% z celkové základníhmotnosti stroje a jeho ţivotnost je asi poloviční neţ u podvozku kolového.Řetězový pás pásového podvozku obíhá mezi hnacím turasovým kolem a vodicímkolem.Typem pásového podvozku rozumíme konstrukční uspořádání, tzv. tvar, početa sestavení podpěrných a pojezdových kladek, napínání apod.Napínání umoţňuje vymezení vůlí, které v kloubech řetězu vznikají v důsledkuopotřebení pouzder a čepů.33

Podvozky zemních strojůKontrolní otázka1. Jak velkou část z celkové hmotnosti stroje tvoří přibliţně pásový podvozek?2. Jaké jsou nevýhody pásových podvozků?3. Co tvoří pohonné ústrojů pásových podvozků?4. Jaké jsou jízdní odpory pásových podvozků?Korespondenční úkol1. Napište základní typy pásových podvozků.2. Vypište jednotlivé části pásových podvozků.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jak velkou část z celkové hmotnosti stroje tvoří přibliţně pásový podvozek?2. Jaké jsou nevýhody pásových podvozků?3. Co nepatří mezi základní částí pásových podvozků?4. Jaký základní typ pásových podvozků je smyšlený?5. Jaké jsou jízdní odpory pásových podvozků?34

Podvozky zemních strojůTřetí výukový týden – Kráčivé a kolejové podvozkyČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky kráčivých a kolejových podvozků zemních strojů,definovat základní typy pohonů těchto typů podvozku,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje na daném podvozku,chápat a řešit problematiku styku kola s kolejnicí a lyţiny s plání, na nichţ závisísamotná manévrovatelnost celého stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad1.3 Kráčivé podvozkyJedná se o podvozky, které našly své uplatnění, i kdyţ některé typy jen ve své době, jak naobřích lopatových rypadlech, rypadlech s vlečným korečkem, zakladačích, ale i nadobývacích velkostrojích, a to především z následujících důvodů:‣ moţnost pouţití tam, kde se poţaduje nízký měrný tlak na podloţku, resp. kdehmotnosti strojů dosahují vysokých hodnot, neboť konstrukce všech typů kráčivýchpodvozků má dosti značnou plochu dosedací části. Měrné tlaky bývají 40 ÷ 70 kPa,‣ konstrukce umoţňuje nízkou stavební výšku a tím je výrazně ovlivněna celkovástabilita stroje,‣ přímočarý pohyb stroje je vlastně dán úhlem natočení otočné části rypadla, řečenojednoduše, kam se stroj natočí, tím směrem můţe odkráčet, tedy dobrámanévrovatelnost. (uchycení lyţin kráčení na horní stavbě),35

Podvozky zemních strojůPojmy k zapamatováníNevýhodami kráčivých podvozků je nutné zmínit:‣ niţší rychlost pohybu (0,25 – 0,3 km/h při délce kroku 1,5 ÷ 2 m),‣ při transportu na větší vzdálenosti se výrazně zvyšuje teplota tlakového média,nutnost přestávek,‣ systém kráčení přináší zvýšené namáhání rámu stroje, dynamiku namáhání,‣ nelze v podstatě regulovat délku kroku.Otázkou tedy zůstává, zda výhody předčí nevýhody, či naopak, coţ vlastně rozhoduje o volbědruhu podvozku. Nejširší uplatnění nachází v současné době u zakladačů na výsypkáchhnědouhelných povrchových dolů.Vlastní rozdělení kráčivých podvozků spočívá především z hlediska konstrukčního provedení:‣ mechanické systémy,‣ hydraulické systémy.Dalším hlediskem rozdělení je způsob kráčení, který můţe být:‣ plíţivý, kdy je překonáván třecí účinek mezi podloţkou a střední opěrnou deskou vesměru pohybu (všechny mechanické systémy a z hydraulických pouze systéms válcem hlavním a pomocným),‣ kráčivý (kyvně suvný), s moţností odlehčení střední opěrné desky (všechny zbývajícíhydraulické systémy).1.3.1 Mechanické kráčivé systémy1. Kráčivé zařízení s výstředníkySchematické znázornění činnosti kráčivého zařízení s výstředníky (excentry) ve čtyřech posobě jdoucích fázích, tzn., při otočení hřídele výstředníku vţdy o 90° je na obrázku 1.26.Strojovna (3), ke které je připojen výloţník (6), se otáčí kolem své osy O 32 a je spojenas opěrnou kladkou kruhovou deskou (2), umístěnou na podloţce (1). Otáčením kolem osy O 32řídíme směr kráčení. Z obrázku a dalšího podrobnějšího popisu je naprosto zřejmé, ţe přitomto systému kráčení, se rypadlo pohybuje vţdy vzad, coţ je opačným směrem, neţ jevýloţník. Na hřídeli ve strojovně je oboustranně naklínován výstředník (4) s osou v bodě A,kde je také umístěn pohon výstředníku. Pomocí čepu B zabírá poháněný výstředník dosvislého vedení v lyţině (5) a zároveň se jí dotýká svým povrchem ve vodorovných vedeních.Pohyb rypadla lze po té popsat ve čtyřech bodech, a ty vypadají následovně:‣ poloha I (obr. 1.26) – rypadlo je na střední opěrné desce a tou na podloţce, coţznamená, ţe se můţe otáčet kolem své osy O 32 . Chceme-li ho přemístit, musíme jejotočit výloţníkem proti směru pohybu (vzad) a začít otáčet výstředníkem tak, aby sebod B pohyboval ve směru kráčení,36

Podvozky zemních strojů‣ poloha II (obr. 1.26) – unášená liţina dosedne na podloţku, bod T opisuje při tomtoposuvném pohybu elipsu. Lyţina se nemůţe vůči terénu dále pohybovat, ale pohonvýstředníku v bodě A nadále pracuje,Obr. 1.26 Schéma kráčení s výstředníky – poloha I a II‣ poloha III (obr. 1.27) – nastává pohyb strojovny vůči lyţině a rypadlo se sune vesměru pohybu tak, ţe strojovna se částečně nadzvedne a tře se zadním koncemstřední opěrné desky o podloţku v bodě C.‣ poloha IV (obr. 1.27) – střední opěrná deska se opět uloţí celou svou plochou napodloţce a lyţina se začne zvedat, tím se přesune na začátek cyklu do polohy I.Obr. 1.27 Schéma kráčení s výstředníky – poloha III a IVSilový rozbor kráčivého zařízení s výstředníky můţeme vidět na obrázku 1.28. Rypadlo jejako těleso opřeno o rám v těchto bodech:‣ B – čep výstředníku je veden v dráţce,‣ C – střední opěrná deska,‣ D – výstředník je opřen o lyţinu.37

Podvozky zemních strojůTyto body jsou zřetelné na obrázku 1.28, kde je taktéţ zobrazena rovnice pro grafický způsobřešení, coţ plně objasňuje postup silového rozboru.Obr. 1.28 Schéma kráčivého zařízení s výstředníky – silový rozborV – výslednice statických sil, G v – hmotnost výloţníku, G L – hmotnost lopaty, G s – hmotnost strojovny, W rs –účinek větru na strojovnu, W rv – účinek větru na výloţník, 1 – podloţka (základní rám), 2,3 – střední opěrnádeska se strojovnou, 4 – ozubené kolo hřídele s výstředníky, 5 – lyţiny s vedením pro výstředník a čepyvýstředníků, 7 – ozubené kolo hnací předlohy2. Kráčivé zařízení s klikovým mechanismemMluvíme zde o klasickém klikovém mechanismu, který je zobrazen na obr. 1.29. Tvoří jejklika (3), která je poháněna ozubeným převodem ze strojovny (2), objímka (6), tvořící křiţák,je vedena ve smykadle upevněném ve strojovně, která vlastně tvoří základní rám, naprodlouţené ojnici (4) je připevněna točně lyţina (5). Rotací kliky v naznačeném směru se dámechanismus do pohybu a lyţina dosedne na podloţku (1) při stojící strojovně. Klika se otáčídále, přičemţ lyţina, a tím tedy i ojnice, se opírá o podloţku, čímţ se začne strojovnapohybovat vůči podloţce, coţ znamená, ţe se nám rypadlo sune ve směru pohybu. Statickéřešení pro ideální podmínky, pro které jsou silové poměry pro tento mechanismus grafickyřešeny na obrázku 1.29, je naznačeno rovněţ na obrázku. Také se bere v úvahu velikost třenímezi střední opěrnou deskou (7) a podloţkou. Velikost výslednice se určuje jako v předešlémbodě u kráčivých zařízení s výloţníky, za stejného předpokladu, ţe lyţina pevně spočívá napodloţce.38

Podvozky zemních strojůObr. 1.29 Schéma kráčivého zařízení s klikovým mechanismem3. Vahadlové kráčivé zařízeníTento typ mechanismu kráčení se pouţívá především pro obří lopatová rypadla. Jeho funkceje popsána na obrázku 1.30 ve svých čtyřech fázích. Skládá se z kliky (4), která rotuje kolemčepu D, uloţeného ve strojovně (2), vahadla (6), těhlice trojúhelníkového tvaru (3). V boděB je na těhlici točně uchycena lyţina (5), v bodě C je spojena s hnací klikou a v boděE s vahadlem. Rotací kliky přechází lyţina ze zdviţené polohy do styku s podloţkou, o kterouse pevně opírá a další rotací kliky nastane pohyb strojovny, která se sune po podloţce hranoustřední opěrné desky v bodě A, a potom pohyb ustane, kdyţ střední opěrná deska dosednea lyţiny se začnou zvedat. Moţno tedy říct, ţe způsob kráčení je stejný jako v předešlýchpřípadech, s rozdílem pouze v pohonu mechanismu. Statické řešení opět vychází z určenívelikosti a polohy výslednice sil působících na rypadlo, další postup je znázorněný grafickyna obrázku 1.30. Vztahy na obrázku je moţno napsat bez popisu vzhledem k předchozímbodům.Obr. 1.30 Statické řešení vahadlového systému39

1.3.2 Hydraulické kráčivé systémy1. Hydraulický kráčivý systém s hlavním a pomocným válcemPodvozky zemních strojůV dnešní době se pouţívá pro obří dragline. Tento mechanismus je na obrázku 1.31. Čtyřihydraulické válce jsou namontovány ve dvou párech po stranách strojovny (2). Jeden z válcůje tzv. hlavní (3) a jeden vedlejší (4), který je menšího průměru. Válce jsou uchycenyv kloubech C a D na společném čepu B na lyţinách (5). Tlakový olej dosahuje asi 20 MPaa kaţdou stranu zásobuje samostatná hydraulická jednotka.V poloze I. je lyţina zdviţena nad podloţku a oba válce mají minimální délku. Po natočenístrojovny kolem osy ω 21 , resp. do směru kráčení, se počne vysouvat pomocný válec a hlavnízůstává zataţen, tzn. pohyb bodu B po kruţnici s poloměrem BD aţ do dosednutí lyţiny napodloţku (poloha II). Po dosednutí přestává vysouvat pomocný válec a začíná válec hlavní,který nadzdvihne strojovnu, která se sune v naznačeném směru pohybu, za současnéhozkracování pomocného válce (poloha III). Pohyb se zastaví při max. vysunutí hlavního válce(poloha IV) s stlačení pomocného na min. délku BC (coţ je konec cyklu a poloha I). Přesunutílyţiny se v zájmu zrychlení provádí současným působením obou válců.Obr. 1.31 Hydraulické kráčivé zařízení s hlavním a pomocným válcem2. Hydraulický kráčivý systém s válci do tvaru VTento systém se hojně pouţívá uţ několik desítek let např. u pásových zakladačů, ve kterýchnachází nejširší uplatnění. Princi a popis činnosti, je popsán v podstatě uţ u systémus hlavním a pomocným válcem, jen s jedním rozdílem, a to tím, ţe zde není rozdělení na válechlavní a pomocný. V podstatě to znamená, ţe kaţdá lyţina je ovládána dvěma hydraulickýmiválci, postavenými do tvaru V a plnícími funkci zdvihového i výsuvného válce, coţ jezobrazeno na obrázku 1.32. Hydraulické válce jsou na lyţině uloţeny na společném čepua kloubově uchyceny na stavbě zakladače. Vodorovná plocha lyţin je udrţována pomocívrátku závěsu lyţin. Zdvih lyţin je omezen na pouhé nadlehčení stroje, aby byl umoţněnpohyb stroje bez výkyvů výloţníku. Při práci je zakladač na centrální opěrné descea samozřejmě se zvednutými lyţinami. Kulová dráha umoţňuje všesměrné kráčení zakladače.40

Podvozky zemních strojůObr. 1.32 Hydraulické kráčivé zařízení s válci do tvaru VObr. 1.33 Hydraulický systém kráčení se čtyřmi hydraulickými válci1 – lyţiny (chodidla), 2 – přesuvné hydraulické válce, 3 – zdvihové hydraulické válce, 4 – klouby uchycenízdvih. hydr. válců v uchycení s lyţinami, 5 – uchycení hydr. válců na spodní stavbu, 6 – uchycení přesuvnýchhydr. válců na lyţiny, 7 - vzpěry41

3. Hydraulický kráčivý systém se čtyřmi hydraulickými válciPodvozky zemních strojůZajímavostí tohoto typu kráčivého podvozku je, ţe je chráněný československým patentem,a pouţívá se na kolesových rypadlech. Podvozek (obr. 1.33) se skládá z obdelníkové centrálníopěrné desky a dvou obdélníkových lyţin (chodidel), které jsou ovládány pomocíhydraulických válců zdvihových a přesuvných a spojeny se spodní stavbou rypadla pomocíkloubových a čepových uchycení. Vedení lyţin vůči spodní stavbě je zajištěno soustavoukloubově uspořádaných vzpěr. Při práci můţe být rypadlo na všech opěrných polohách, tzn.na centrální opěrné čtvercové desce a lyţinách, čímţ se měrný tlak na půdu značně zmenší.Změna směru pojezdu rypadla se uskutečňuje natočením celého stroje do poţadovanéhosměru protisměrným kráčením lyţin. Vzhledem k doposud uţ popsaným kráčivýmpodvozkům je zřejmé, ţe rypadlo při kráčení spočívá střídavě na lyţinách nebo na opěrnédesce spodní stavby. Jedná se tedy o kráčivý systém dle základního rozdělení s tím, ţei z názvu vţdy odpovídajícího páru hydraulických válců je jasná jeho funkce, zdvih, přesunutía tak i celý princip kráčení těchto druhů kráčivých podvozků.Obr. 1.34 Hydraulický systém kráčení mezikruhový1 – vnější opěra, 2 – spodní část vnitřní opěry, 3 – horní část vnitřní opěry, 4 – hydraulické válce zdvihu, 5 –vodící válce, 6 – hydraulické válce posuvu, 7 – přímé kulové dráhy, 8 – odlehčovací válec, 9 – kluzné uloţenítočnice směrování, 10 – točnice směrování vnitřní opěry, 11 – hydraulický pohon otoče horní stavby, 12 –kulová dráha otoče horní stavby42

4. Mezikruhový hydraulický kráčivý systémPodvozky zemních strojůJe to další v České republice patentem chráněný hydraulický systém kráčení, pouţívaný nazakladačích a korečkových velkostrojích. Jedná se o tzv. mezikruhový hydraulický systémkráčení, typický svým zvonovým (kónusovým) tvarem podvozku (obr. 1.34). Po natočenívnitřních opěr do ţádaného směru pomocí točnice směrování, je moţné tlakemv hydraulických válcích zdvihu nadzvednout vnější opěru do nutné výšky a potom následujepřesunutí pomocí hydraulického válce po přímých kulových drahách o krok, který je dán vůlímezi ledvinovým tvarem vnitřní opěry a vnější opěry. Mezi výhody tohoto systému kráčení jeúplné zakrytí veškerých kráčivých mechanismů v kónuse vnější opěry, coţ má jednoznačněpříznivý vliv na sníţení opotřebení a znečištění celého mechanismu.Obr. 1.35 Schéma a princip práce kolejovo-kráčivých podvozků1.3.3 Kolejovo-kráčivé podvozkyU těchto podvozků lze říct, ţe kombinací hydraulických kráčivých systémů a mechanickéhopřesunu po kolejích vzniká určitý atypický systém podvozku, nazývaný kolejovo-kráčivý.Pouţívá se v převáţné většině u rypadel s vlečným korečkem a u kolesových rypadel (obr.1.35). Základem tohoto systému je tak jako u všech známých rypadel otočná deska stavbyrypadla, spočívající na kulové dráze, a opěrné kruhové desky, která je součástí spodní stavby,43

Podvozky zemních strojůa pomocí níţ se uskutečňuje styk s podloţkou v pracovní poloze. Vzhledem k velkémuprůměru opěrné kruhové desky a kloubovému spojení lyţin podvozků, je velmi dobrérozloţení tlaků na podloţku.Samotný kráčivý mechanismus se skládá z podpěrných desek připevněných na lyţinya zavěšených na pístnicích hydraulických válců, které jsou zakotveny do otočné desky. Zdvihhydraulických válců je moţný v rozmezí vrchní a spodní kolejnice, umístěné na podpěrnédesce. K přemístění se pouţívá lanového kladkostroje, neboli hydraulických válců (rypadlas vlečným korečkem). Při práci má rypadlo lyţiny zavěšeny na pístnicích hydraulickýchválců, které se otáčejí spolu s otočnou deskou stavby rypadla (poloha I). Při vlastním kráčeníse rypadlo natočí do směru kráčení, lyţiny se spustí na podloţku (poloha II). Další činnostíhydraulických válců zvedneme rypadlo do určité výšky (poloha III). Následuje zapnutí vrátkůlanového kladkostroje a rypadlo se přemístí na vzdálenost délky kroku (polohy IV). Popřemístění hydraulické válce spustí rypadlo na podloţku opěrnou kruhovou deskou, zvednouse lyţiny, tzn. jsme v poloze I. a celý cyklus se opakuje od začátku.1.4 Kolejové podvozkyTyto typy podvozků se pouţívaly v minulosti u celé řady zemních strojů. V současné době senacházejí pouze u strojů pro velké zemní práce (korečková rypadla ve spojení se skrývkovýmimosty, kolejové zakladače a některé druhy skládkových a homogenizačních strojů.1.4.1 Systém uloţení rámuSamotný kolejový podvozek jiţ zmíněných velkostrojů je řešen vahadlovým systémem,opírajícím se o rám spodní stavby ve třech, nebo čtyřech bodech (staticky určitý, neboneurčitý) s tím, ţe výslednice sil působící z horní stavby, neleţí ve středu, ale pohybuje se pokruţnici s excentricitou (e). Staticky neurčitý je pouţitelný pouze u menších stavebních strojů.Staticky určitý je nutno pouţít u velkostrojů, coţ ve spojení s vahadly zaručí rovnoměrnýpřenos a rozdělení všech sil ze stroje aţ do kolejnice. Pak tedy základní dělení dvou typů lzepopsat následovně.1. čtyřbodové uloţení – pro řešení určení reakcí ve čtyřech podpěrných bodech existujeněkolik známých postupů řešení:a) základní způsob řešení (obr. 1.36).Podmínka rovnováhy tohoto řešení:A + B + C + D = G S + G HTento způsob poskytuje i přes další zjednodušení dostatečně spolehlivé hodnoty.b) Andréův způsob řešení – toto řešení je postaveno na principu rozdělení rámu strojena fiktivní nosníky v místě G H , jak svislým, tak vodorovným směrem, čímţ vlastněpřevedeme celou úlohu na řešení úloh jednotlivých nosníků od síly G Hs předpokladem, ţe síla G S se rozloţí rovnoměrně do všech podpěrných bodů.c) Montagnonův způsob řešení – jehoţ podstata je dána v přesunutí excentrickypůsobící síly G H do středu (působiště G S ) a tím nutným doplněním na rovnováţnýstav momentem M = G H . e.44

Podvozky zemních strojůObr. 1.36 čtyřbodové uloţení rámu spodní stavby rypadlaA, B, C, D – reakce v podpěrách, G S – hmotnost spodní stavby rypadla, G H – hmotnost horní stavby rypadla2. Tříbodové uloţení – nejčastější způsob uloţení (trojúhelník). Výpočet je postaven navytvoření rovnice rovnováhy sil a dvou rovnic momentových. Silové působení dalších vlivůna kolejový podvozek (řezné síly, účinek větru, sklon a další) je dáno obecně působící silou,která se pro výpočtářské účely rozkládá do sloţek ortogonální soustavy. Z toho můţe pakplynout několik variant řešení:‣ síly působící kolmo na směr kolejí,‣ síly působící ve směru kolejí,‣ a spousta dalších moţných variant.Obr. 1.37 Osmikolový kolejový podvozek45

1.4.2 Konstrukce kolejových podvozkůPodvozky zemních strojůStandardní konstrukcí kolejových podvozků vahadlových systémů je osmikolový, nebošestikolový podvozek (obr. 1.37).Pojmy k zapamatováníKonstrukce podvozku je řešena tak, aby i značné nerovnosti kolejiště (horizontálníi vertikální) překonal jako staticky určitý celek. Základním znakem těchto podvozků jenepouţívání typického ţelezničního elementu kolejových vozidel-soukolí. Vlastní vahadlovýpodvozek je na straně dvoubodové (pevné) podpory (obr. 1.38) konstruován tak, aby bylmoţný v kaţdém vahadlovém kloubu relativní pohyb vahadel kolem svislé osy a osy kolména směr kolejí a směr natočení kolem osy rovnoběţné s kolejemi je blokován.Na straně jednobodové (kulový opěrný čep) podpory je vahadlo konstruováno obdobně jakou podpory dvoubodové, pouze spojení tvoří jiţ zmíněný kulový čep s moţností pohybupodvozku všemi směry. Oba podvozky tvoří tzv. portál (1.38), jehoţ široké rozpětí je nutnépředevším z důvodu stability a také pro umístění dopravního systému (korečková rypadla).Určitě je zřejmé z obrázku, ţe z důvodu zjednodušení je na kaţdé straně podvozku kreslenapouze jedna řada pojezdových kol (ve skutečnosti je druhá vzdálena o rozchod kol). Danéuspořádání pak umoţní zvládnout i tzv. kříţové díry v kolejišti.Obr. 1.38 Schéma 32 kolového kolejového podvozkuPro zvýšení obraznosti je na obrázku 1.39 nakresleno schéma čtyřicetikolového kolejovéhopodvozku jak na straně pevné (dvoubodové), tak pohyblivé (jednobodové). U velmi těţkýchvelkostrojů (hmotnosti přes 3000t) by konstrukce vahadlových kolejových podvozkůvycházela neúměrně dlouhá a vysoká, proto se staví tzv. vícekolejné podvozky (4-kolejové najedné straně), kde základem je uţ zmíněný osmikolový podvozek a čtyři takovéto podvozkyjsou spojeny pomocí trojbokých vahadel do 32 kolové základní podvozkové skupiny, kteréjsou vahadlovým systémem spojovány dále. Pro spojení osmikolových podvozků můţe býttaké pouţito šikmých spojovacích vahadel.Pohon kolejového podvozku je řešen tak, ţe jedna část osmikolového podvozku je hnacía druhá část je hnaná (obr. 1.39).46

Podvozky zemních strojůObr. 1.39 Osmikolový kolejový podvozek1 – vahadlo osmikolového podvozku s uloţením na kulový čep, 2 – příčné vahadlo čtyřkolového podvozkus kulovým čepem, 3 – příčné vahadlo se svislým čepem, 4 – boční vahadlo hnacího čtyřkolového podvozku, 5 –boční vahadlo hnaného čtyřkolového podvozku, 6 – pojezdové kolo, 7 – konzola motoru, 8 – převodovka, 9 –diferenciál, 10 – mezikolo, 11 – ochranný kryt, 12 – kolejové kleště, 13 – pojistný vozík, 14 - pískovač1.6.3 Jízdní odpory kolejových podvozkůPojmy k zapamatováníNejvětší moţná síla, kterou můţe přenést jedno kolo kolejového podvozku kolmo na směrkolejí, je dána tzv. stabilitou kolejnice, coţ znamená, ţe se jedná o sílu, při níţ ještě nedojdek překlopení kolejnice bez uváţení vlivu upevňovadel. Vlastní styk zatíţeného kola vertikálnísilou je posuzován jako kontaktní tlak mezi kolem a pojíţděnou podloţkou (kolejnicí). Připřímé jízdě potom vznikají následující základní pasivní jízdní odpory, způsobené:‣ valivým odporem mezi koly podvozku s hlavou kolejnice,‣ smykovým nebo valivým třením čepů pojezdových kol v loţiscích,‣ třením nákolku o kolejnici,‣ odporem vzduchu atd.Základní popis jednotlivých vlivů a odporů kolejových podvozků zemních strojů:a) valivé tření mezi kolem a kolejnicí, které vzniká pruţnými deformacemi kola kolejnice v závislosti na rychlosti jízdy podvozku. Tento odpor závisí na rychlostijízdy podvozku, materiálu kola a kolejnice, stavu styčných ploch a stavu vodícídráhy (nerovnosti),47

Podvozky zemních strojůb) tření v loţiscích, které vzniká otáčením čepů v loţiscích, kde dochází buď kekluznému nebo valivému tření. Velikost součinitele závisí na konstrukci a druhuloţiska, jeho záběru, mazacím prostředku a druhu mazání, zatíţení, rychlosti otáčeníapod.c) tření nákolku o kolejnici, které je nutno uvaţovat zvlášť u velkostrojů, protoţezatíţení zde dosahuje značných hodnot,d) odpor jízdy kolejového podvozku při jízdě do oblouku, coţ je velmi vysoké radiálnízatíţení při jízdě do oblouku vyvolávají značné opotřebení nákolků, okolků kolejnic,zvyšují nebezpečí vykolejení apod. Vzhledem ke sloţitosti výpočtů těchto odporů, senejčastěji pouţívá grafické řešení a v provozní praxi se daný výpočet řeší pouţitímempirických vztahů, pouţívaných v ţelezniční dopravě,e) vlivy setrvačných hmot a výkon pohonu kolejových podvozků, u kterých se dočasnéúvahy oprostily od vlivu setrvačných hmot při rozjezdu a brzdění. Při výpočtech semusí uvaţovat s momenty setrvačnosti rotujících hmot jednotlivých předlohredukované na hřídel první předlohy a momenty přímočaře se pohybujících hmot,které redukujeme na osu první předlohy z rovnosti kinetických energií.Odměna a odpočinekVýborně, uţ i třetí výukový týden máš za sebou, teď si dej kafíčko nebo něcoostřejšího, projdi si v myšlenkách co jsi doposud nastudoval a odpověz si najednotlivé kontrolní otázky.Shrnutí kapitolyVýhody kráčivých podvozků: moţnost pouţití tam, kde se poţaduje nízký měrnýtlak na podloţku, resp. kde hmotnosti strojů dosahují vysokých hodnot, neboťkonstrukce všech typů kráčivých podvozků má dosti značnou plochu dosedacíčásti. Měrné tlaky bývají 40 ÷ 70 kPa; konstrukce umoţňuje nízkou stavební výškua tím je výrazně ovlivněna celková stabilita stroje; přímočarý pohyb stroje jevlastně dán úhlem natočení otočné části rypadla, řečeno jednoduše, kam se strojnatočí, tím směrem můţe odkráčet, tedy dobrá manévrovatelnost. (uchycení lyţinkráčení na horní stavbě),Nevýhody kráčivých podvozků: niţší rychlost pohybu (0,25 ÷ 0,3 km/h. přidélce kroku 1,5 ÷ 2 m); při transportu na větší vzdálenosti se výrazně zvyšujeteplota tlakového média, nutnost přestávek; systém kráčení přináší zvýšenénamáhání rámu stroje, dynamiku namáhání; nelze v podstatě regulovat délkukroku.Největší moţná síla, kterou můţe přenést jedno kolo kolejového podvozku kolmona směr kolejí, je dána tzv. stabilitou kolejnice, coţ znamená, ţe se jedná o sílu, přiníţ ještě nedojde k překlopení kolejnice bez uváţení vlivu upevňovadel.48

Podvozky zemních strojůKontrolní otázka1. Jaké jsou nevýhody kráčivých podvozků?2. Jaké základní typy kráčivých podvozků rozeznáváme z konstrukčního hlediska?3. Jaké jsou základní typy mechanických kráčivých podvozků?4. Jaké jsou základní typy hydraulických kráčivých podvozků?Korespondenční úkol1. Napište princip kráčivých podvozků.2. Vypište jednotlivé typy kráčivých podvozků.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jaké jsou nevýhody kráčivých podvozků?2. Jaké základní typy kráčivých podvozků rozeznáváme z konstrukčního hlediska?3. Jaké jsou základní typy mechanických kráčivých podvozků?4. Jaké jsou základní typy hydraulických kráčivých podvozků?5. Jaké jsou hlavní jízdní odpory kolejových podvozků?49

Otoč zemních strojů2 OTOČ ZEMNÍCH STROJŮPo úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLYBudete umět:popsat základní druhy otáčivých ústrojí zemních strojů –málokladkové a mnohokladkové systémy.definovat základní principy otočových systémů, hodnotit jejichpohony atd.vyřešit problematiku ustavování loţisek.Budete umětBudete schopni:orientovat se v oblasti otočí zemních a těţebních strojů.Budete schopni Základní druhy otáčivých ústrojí zemních strojůPojmy k zapamatováníOtoč představuje spojení mezi horní stavbou stroje, podvozkem a spodní stavbou. Totospojení pak tvoří kompaktní celek, který musí umoţňovat otáčení horní stavby zemního strojena stojícím podvozku a musí zaručit spolehlivý přenos sil a momentů mezi horní stavboua podvozkem zemního stroje. Odpory proti otáčení mají být co nejmenší. V konstrukci strojůpro zemní práce jsou pouţívány následující způsoby uloţení horní stavby na podvozku, čiliznámé konstrukční provedení otočného prvku jsou:1. Kladkový opěrný systém:a) málokladkový - u velkostrojů je pouţíván název „otoč s kruhovou kolejnicía otočovými pojezdovými vahadly“,b) mnohokladkový - u lopatových rypadel tzv. „kladkový věnec“.2. Hydraulicky podepřená otočová pojezdová vahadla.3. Velkoprůměrová valivá loţiska.4. Kulová dráha.50

Otoč zemních strojůČtvrtý výukový týdenČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky otočí zemních strojů,definovat základní typy pohonů,stanovit typy kulových drah,chápat a řešit problematiku ustavování otočových systémů.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad Málokladkový opěrný systémPojmy k zapamatováníHovoříme o systému pouţívaném pro stavební zemní stroje, který je schematicky znázorněnna obrázku 2.1. Horní otočná stavba stroje (2) je středěna na rámu podvozku (1) svislým, tzv.královským čepem (3), který zachycuje radiální sílu Fr. Vertikální sílu Fa a klopný momentM zachycuje soustava kuţelových nebo soudečkových kladek (4, 5), umístěných v bodechB1, B2, A1, A2 rámu horní stavby. Tyto opěrné kladky jsou zpravidla zdvojené, uloţené vevahadlech. Zatíţení opěrných kladek se stanovuje z momentových rovnic rovnováhy.Podobné konstrukční provedení se pouţívá u velkostrojů, většinou u starších typů (obr. 2.2),ze kterého je na první pohled patrné, ţe pro rozloţení hmotnosti se pouţívá vícestupňových(dvoustupňových) otočových pojezdových vahadel. Středění v tomto případě je pomocíodtlačovacích excentrických kladek, umístěných na obvodu zkrouţené kolejové dráhy.51

Otoč zemních strojůObr. 2.1 Málokladkový opěrný systémObr. 2.2 Systém otoče horní stavby s kruhovou kolejnicí52

Otoč zemních strojů Mnohokladkový opěrný systémPojmy k zapamatováníToto konstrukční provedení otočného ústrojí se pouţívá u lopatových rypadel a rypadels vlečným korečkem (dragline). Samotné konstrukční provedení pro lopatová rypadla je naobrázku 2.3 a pro rypadla s vlečným korečkem na obrázku 2.4. Z uvedených obrázků,především z obrázku 2.4 je patrné, ţe vertikální síly přenášejí kladky kladkového věncea horizontální síly jsou přenášeny hlavním čepem (královská hřídel), takţe se v podstatě jednáo konstrukci s centrálním čepem.Obr. 2.3 Kladkový věnec lopatového rypadla1 – kladka, 2 – čep kladky, 3 – rám kladky (věnce), 4 – maznice, 5 – kluzné pouzdro, 6 – kolejnice, 7 – ozubenývěnec otoče, 8 - šroubObr. 2.4 Kladkový věnec1 – spodní kolejnice otočové dráhy, 2 – horní kolejnice otočové dráhy, 3 – konusová kladka, 4 – hlavní čep, 5 –pastorek, 6 – ozubený věnec otoče53

Otočová pojezdová vahadla podepřená hydraulickyOtoč zemních strojůPomocí hydraulicky podepřených otočových pojezdových vahadel, sdruţených většinou dočtyř skupin na obvodu otoče, dosahujeme vyrovnání svislého zatíţení, působícího z otočnéhorní stavby pomocí tlakového média přiváděného do hydraulických válců vahadel. Naobrázku 2.5 je hydraulicky podepřené vahadlo, u kterého otočové pojezdové vahadlo jeupevněno na otočné horní stavbě a pojezdová kolejnice na spodní stavbě. Je moţné i opačnéřešení, kdy pojezdová kolejnice je upevněna na otočné horní stavbě, resp. na její otočovédesce, a otočová pojezdová vahadla jsou upevněna na spodní stavbě.Obr. 2.5 Hydraulicky podepřené otočové pojezdové vahadlo1 – pojezdová kolejnice na spodní stavbě, 2 – mezivloţka, 3 – dvojvahadlo, 4 – pojezdové kolo, 5 – kluznice, 6 –opěrné kulové uloţení, 7 – hydraulický válec, 8 – konstrukce k zachycení sil ve směru otáčení Velkoprůměrová valivá loţiskaTento typ loţisek se pouţívá ve většině případů u strojů pro zemní práce, a to zejménau hydraulických lopatových rypadel jako spojovací prvek mezi horní otočnou stavbou,podvozkem a spodní stavbou. Na obrázku 2.6a, 2.6b jsou řezy dvouřadými, třídílnýmivelkoprůměrovými loţisky těţkého provedení. Jsou vhodné pro přenos velikých klopnýchmomentů a velikých axiálních i radiálních sil. Hlavní zatíţení přejímá řada větších kuliček.Konstrukce na obrázku 2.6a je s ozubením vnitřním, provedení podle obrázku 2.6bs ozubením vnějším. Další zajímavou kulovou dráhu můţeme vidět na obrázku 2.6c. Totoloţisko má dvě řady koulí, které jsou uloţeny v horizontální rovině. Dva ze tří věnců, v nichţjsou vytvořeny dráhy pro koule, jsou sešroubovány a tvoří štěrbinu rotačního tvaru kolem osyotáčení rypadla. Do této štěrbiny je zasunut další věnec průřezu písmene Z. Tímtouspořádáním je docíleno menší stavební výšky otočného spoje. V otočném spoji podle54

Otoč zemních strojůobrázku 2.6d je pouţito jako valivých těles komolých kuţelů dvojích rozměrů, jejichţ osysvírají s osou otáčení horní stavby úhel asi 45°. Valivá tělesa jsou střídána a opírají se o něsvými drahami čtyři věnce, z nichţ vţdy dva a dva jsou sešroubovány a připojenyk příslušným částem rypadla. Obrázek 2.6e ukazuje řez tzv. drátovým loţiskem. U loţisektohoto typu je oběţná dráha vytvořena ze čtyř drátěných krouţků, které jsou uloţenyv dráţkách věnců loţiska.Obr. 2.6 Velkoprůměrová loţiska otočíObr. 2.7 Loţisko otoče se zatíţeným vnitřním krouţkema – s vnitřním ozubením, b – s vnějším ozubenímDvouřadé loţisko s kosoúhlým stykem je zobrazeno na obrázku 2.7. Průměry kuliček v hornía dolní řadě jsou stejné. Oběţné dráhy loţiska jsou vytvořeny tak, aby spojnice stykovýchbodů kuliček protínaly osu loţiska ve vzdálenosti h, coţ umoţňuje vedle přenosu axiálnícha radiálních sil také zachycení klopných momentů. Rozdělení tlaku na jednotlivé kuličky nenírovnoměrné. Průběh tlaku v loţisku závisí na stykovém úhlu kuliček α, na úhlu β, pod kterýmpůsobí výslednice všech sil na horní otočnou stavbu, na poměru l/h, na vůli v loţisku, natvrdosti stykových ploch a na tuhosti oběţných drah.55

Otoč zemních strojů Kulové dráhyPojmy k zapamatováníKulové dráhy se často pletou s valivými axiálními loţisky, protoţe je na první pohledskutečně připomínají. Proto je nutné hned úvodem uvést podstatné odlišnosti:‣ neexistuje geometrická podobnost. Poměr D/d = 50 ÷ 250 u kulové dráhy, oproti 10÷ 30 u konvenčního loţiska,‣ krouţky kulových drah jsou vţdy dělené,‣ materiál, tepelné zpracování a jakost povrchu jsou odlišné,‣ otáčky jsou nízké,‣ kulová dráha se při práci stroje vlastně jen pootáčí o určitý úhel (120° ÷ 270°), tedymenší neţ 360°,‣ musí zabezpečit stabilitu horní stavby proti převrácení,‣ velké rozměry připouští větší tolerance a tím také pouţití zvláštních měřících metod,‣ uloţení kulové dráhy je méně příznivé neţ tuhé uloţení valivých loţisek, navíc jerozdílné pro spodní a horní stavbu,‣ vznikají problémy s utěsněním proti vlivu prostředí,‣ poţadovaná doba ţivotnosti je 10 ÷ 15 let a s minimální, resp. bez údrţby,‣ velký počet valivých těles,‣ i při extrémních zatíţeních je nutno zabezpečit, aby nedošlo u krajně namáhanýchkoulí k jejich rozdrcení, vytváření pittingu apod.Pojmy k zapamatováníPouţití kulové dráhy je ve své podstatě pouze u strojů pro velké zemní práce (velkostroje prolomovou těţbu a zakládání. I přes celou řadu jiţ uvedených poţadavků na otoč, má kulovádráha některé přednosti v porovnání s uvedenými konstrukčními provedeními:‣ dovoluje vytvořit pevnou konstrukční skupinu uzavřeného tvaru,‣ odpadají chyby ve středění při montáţi,‣ nízká stavební výška,‣ výhodnější rozloţení zatíţení.Kulové dráhy se vyrábějí pro velké rozměry a velmi značná zatíţení a ve velkém mnoţstvíkonstrukčních provedení. Samotné provedení bývá jednořadé (obr. 2.8) nebo dvouřadé (obr.2.9). Ozubený věnec je ve vnitřním nebo vnějším provedení a někdy bývá součástí jednohoz krouţků kulové dráhy. Nejnovější konstrukce však tyto ozubené elementy oddělujíz technologických důvodů a z důvodů řešení opravitelnosti. Pro dobrou funkci kulové dráhyje nutná rovinnost ploch ocelové konstrukce, na níţ dosedají krouţky kulové dráhy. Krouţky56

Otoč zemních strojůkulové dráhy jsou vytvořeny ze segmentů z legované oceli. Problémem je mazání kulovýchdrah. V dnešní době se místo mazání plastickým mazivem pouţívá kapalné mazivo a oběhovédlouhodobé mazání.Obr. 2.8 Provedení jednořadé kulové dráhy s vnějším ozubeným věncemObr. 2.9 Provedení dvouřadé kulové dráhyPro správnou funkčnost kulových drah je nutné se také zabývat otázkou udrţovatelnosti,protoţe některé kulové dráhy mají vyjímatelnou vloţku pro umoţnění kontroly a výměnykoulí. Také je nutné dodrţení stálé rozteče mezi koulemi. Tato podmínka je zabezpečovánavkládáním distančních elementů nebo konstrukcí klece (obr. 2.10).57

Otoč zemních strojůObr. 2.10 Schematické řešení distančních elementůCo se týč silového rozboru, tak na kulovou dráhu působí z otočné horní stavby celá řada sil:‣ hmotnostní síly,‣ boční rypné odpory,‣ vítr,‣ odstředivé a tečné dynamické síly od pohonů a pohybujících se hmot atd.Jejich účinek je nahrazován výsledným silovým vektorem a momentem. Z hlediska velikostia významu převaţuje svislá sloţka síly na kouli, která leţí v normále k tečné rovině v bodědotyku. Je důleţité také upozornit, ţe zatíţení koulí je velmi nerovnoměrné. Určení sílypůsobící na kouli je předmětem několika teorií, jejichţ rozdíl je především v přesnostivýpočtu, neboli aproximaci známých vztahů, vycházejících z Hertzovy teorie kontaktníchtlaků. Kontaktní tlaky jsou tlaky v místě styku valivých těles s oběţnými drahami. Zároveňs otázkou tlaků je nutno posoudit velikost deformace, která musí zákonitě vznikat pod vlivemtlaků a vzniká zploštění dotýkajících se těles. Rozhodující je nerovnoměrná tuhost uloţeníkulové dráhy v ocelové konstrukci stroje. Hodnocení pohonů otočí zemních strojů58

Otoč zemních strojůVýkonnost některých strojů pro zemní práce (lopatových rypadel), je značnou měrouovlivňována otáčecím ústrojím. Provedená měření ukázala, ţe lze při správné volbě parametruotoče a vyuţití nejpříznivějšího úhlu otáčení dosáhnout zvýšení výkonnosti aţ o 20 %. Je tozřejmé při vědomí, ţe aţ 60 ÷ 70% doby pracovního cyklu rypadla připadá na otáčení.Hydraulický pohon otáčecího ústrojí nebývá tak jednotný jak tomu bývá u pohonůmechanických. Hydraulické prvky a okruhy procházejí v posledních letech neustálýmvývojem. Kromě mechanického způsobu pohonu otoče se vyskytují hydraulické pohony jaks čerpadly o konstantním průtoku, tak s čerpadly regulovatelnými. Přehled je na obr. 2.11.Obr. 2.11 Hodnocení pohonů otočeMechanický pohon otoče podle provedení 1 a 2 je znám z lanových lopatových rypadel.Schéma je znázorněno na obrázku 2.12. Výkon potřebný pro otáčení se odebírá z motoru (M)přes mechanické převody (P). Podle poţadovaného smyslu otáčení svršku zapíná se jednanebo druhá reverzační spojka (RS). Při vypnutí obou spojek a odbrzdění brzdy otoče (B) jemoţné volné otáčení svršku. U strojů, u nichţ je brzda určena jen k fixování polohy svršku, seprovádí brzdění zapínáním druhé spojky (tzv. reverzací přes spojku). U těchto strojů je procesrozběhu i brzdění stejný. Nevýhodou tohoto uspořádání je velké tepelné zatíţení příslušnýchspojek a jejich rychlé opotřebení. Provedení hydraulického otáčecího ústrojí s čerpadlemkonstantního průtoku s hydraulickou brzdou je na obrázku 2.13.Motorem poháněné čerpadlo (1) s konstantním dodávaným mnoţstvím dodává tlakový olej dosystému (2). Maximální tlak v okruhu je zajištěn pojišťovacím ventilem (3). V jedné z polohpřivádí rozvaděč (4) tlakový olej hydromotoru (5). V poloze rozvaděče znázorněné naobrázku 7.16, pohání rotující hmoty otoče motor, který pracuje nyní jako čerpadlo. Jelikoţjsou jak sání, tak výtlak motoru uzavřeny rozvaděčem, musí být olej z okruhu vytlačován přesspouštěcí ventil (6). Mnoţství oleje přes ventil (6) vytlačené, je přes zpětný ventil (7)motorem pracujícím jako čerpadlo opět nasáváno. Brzdný moment je dám nastavenímpřepouštěcího tlaku na ventilu (6). Přípustné tlaky v potrubí a motoru jsou důvodem k tomu,aby se nastavení tlaku na přepouštěcích ventilech a pojišťovacích ventilech příliš nelišilo.Proto i rozběhové a brzdné momenty budou co do velikosti blízké hodnoty. Pro zlepšeníbrzdných vlastností otoče bývá otáčecí ústrojí doplněno mechanickou brzdou (8).59

Otoč zemních strojůObr. 2.12 Mechanický pohon otočeObr. 2.13 Schéma hydraulického okruhu s čerpadlem o konst. průtokuNa dalším obrázku je schematicky znázorněn hydraulický okruh pohonu otoče, který se oddřívějšího provedení liší druhem čerpadla. Na rozdíl od předchozího je zde pouţito čerpadloregulační. Jeho průtok je proměnný s otáčkami a to tak, aby dávalo stále konstantní výkon.60

Otoč zemních strojůObr. 2.14 Okruh s regulačním čerpadlem a mechanickou brzdouPojmy k zapamatováníNároky na pohon otoče a celého mechanismu otočného zařízení jsou velmi vysoké, zvláštěpak u velkostrojů, protoţe musí být zabezpečen velmi vysoký regulační rozsah rychlostia zároveň musí vyhovovat podmínkám dovoleného zatíţení ocelové konstrukce. Pohonnájednotka musí být chráněna proti přetíţení dovolené boční síly a automaticky působícíbrzdou. K těmto náročným poţadavkům je potřeba vzít v úvahu nepřetrţitý provoz, danýtechnologií těţby, a tím vysokou spolehlivost.Samotná pohonná jednotka se skládá z hnacího motoru (elektromotor nebo hydromotor),převodovky s výstupním pastorkem zabírajícím do ozubeného věnce. Pro dodrţenípřijatelných geometrických rozměrů ozubení posledního převodu (pastorek-ozubený věnec),bývá pouţito více zabírajících pastorků. Celkový ozubený převod dosahuje vysokých hodnot,proto se u dnešních velkostrojů pouţívá několikastupňových planetových nebopseudoplanetových převodovek, které pro tyto podmínky mají přijatelné geometrickérozměry.Odměna a odpočinekVýborně, jde ti to velice dobře. Uţ máš za sebou čtvrtý výukový týden. Nyní si dejpauzičku a připrav své myšlenkové pochody na vyřešení jednoduchých kontrolníchotázek.61

Otoč zemních strojůShrnutí kapitolyOtoč představuje spojení mezi horní stavbou stroje, podvozkem a spodní stavbou.Toto spojení pak tvoří kompaktní celek, který musí umoţňovat otáčení hornístavby zemního stroje na stojícím podvozku a musí zaručit spolehlivý přenos sila momentů mezi horní stavbou a podvozkem zemního stroje.Kulové dráhy se vyrábí pro velké rozměry a velmi značná zatíţení, a ve velkémmnoţství různého konstrukčních provedení.Nároky na pohon otoče a celého mechanismu otočného zařízení jsou velmivysoké, zvláště pak u velkostrojů, protoţe musí být zabezpečen velmi vysokýregulační rozsah rychlosti a zároveň musí vyhovovat podmínkám dovolenéhozatíţení ocelové konstrukce.Kontrolní otázka1. Jaké jsou přednosti kulových drah oproti jiným otočovým systémům?2. Jaké jsou základní typy velkoprůměrových valivých loţisek?3. Jaké síly působí na kulovou dráhu z horní stavby stroje?4. Jaké jsou základní části málokladkových opěrných (otočových) systémů?Korespondenční úkol1. K čemu nám slouţí otoč?2. Napište, jaké síly působí na otoč různých zemních a těţebních strojů.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jaké jsou základní druhy otáčivých ústrojí zemních strojů.2. Jaké jsou přednosti kulových drah oproti jiným otočovým systémům?3. Základní typy velkoprůměrových valivých loţisek jsou?4. Jaké síly působí na kulovou dráhu z horní stavby stroje?5. Jaké jsou základní části málokladkových opěrných (otočových) systémů?62

Kontinuálně pracující stroje3 KONTINUÁLNĚ PRACUJÍCÍ STROJEPo úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLYBudete umět:popsat základní konstrukce kolesových a korečkových rypadel,zakladačů a dalších kontinuálně pracujících strojů.definovat základní technologické postupy jednotlivých zemníchstrojů.vyřešit výkonnosti jednotlivých zemních strojů a jejich návaznostna dálkovou pásovou dopravu.Budete umětBudete schopni:orientovat se v kontinuálně pracujících zemních strojů.Budete schopniV této skupině se nacházejí stroje s moţností nepřetrţitého pracovního procesu. Celkově pakmůţeme hovořit o strojích pro tzv. velký rozsah zemních prací, tj. kolesová a korečkovárypadla, ale také o rýhovačích, respektive zemních frézách.63

Kontinuálně pracující strojePátý výukový týden – Korečková rypadlaČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky korečkových rypadel,definovat základní typy strojů v technologických celcích,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje,chápat a řešit pracovní procesy stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad3.1 Korečková rypadla určená k plošné těţběJsou to stroje pro povrchovou těţbu (obr. 3.1). Pracovními nástroji u těchto strojů jsoukorečky upevněné na nekonečném řetězu. Zemina je kontinuálně narýpávána a vynášena dourčité polohy, ze které padá buď na skluzovou plochu, nebo na pásový dopravník s delšímodsunem materiálu od stroje. Základním parametrem, který určuje velikost a výkonnost strojeje geometrický objem jednoho korečku v litrech, který bývá 16, 25, 50, 100 l a více.64

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.1 Korečkové rypadlo RK 5000 firmy PRODECO3.1.1 Historický vývoj korečkových rypadelPředchůdci dnešních pozemních korečkových rypadel byla korečková rypadla vodní, která sepodobala paternosterovým korečkovým výtahům a byla pouţívána k čištění přístavů apod.První náznaky pozemních korečkových rypadel se objevují u Leonarda da Vinci (1500), u J.Bessona (1550). Vznik prvního korečkového rypadla je datován do roku 1811, kdy podleprojektu Batonkura bylo postaveno korečkové rypadlo (Rusko). Další v roce 1859 sestrojiliFrancouzi Convroux a Conde, které bylo pouţito při stavbě Suezského kanálu. Tzn., prvníkorečková rypadla byla sestrojena a pouţita pro stavební činnost.Původní korečková rypadla měla parní pohon a kolejový podvozek. Hlavním výrobcem sestává Německo – firma LMG v Lűbecku a také firma Buckau. Byly pouţívány uzavřenéa později polouzavřené korečky (aţ do r. 1935). Teprve po roce 1935 se začíná pouţívatotevřených korečků, upevněných na volný řetěz. Od roku 1914 se začíná také zvětšovat objemkorečků a zvyšovat hloubkový dosah korečkového vodiče a roku 1922 bylo uvedeno doprovozu první otočné korečkové rypadlo.Před druhou světovou válkou dané vývojové období končilo postavením otočnéhokorečkového rypadla s objemem korečku 2 200 litrů a hloubkovým dosahem 33m.Podvozky u korečkových rypadel byly a jsou kolejové, ale také housenicové a v Českérepublice také kráčivé. Vývoj a pouţití korečkových rypadel po druhé světové válce se omezilpředevším na východoněmecký uhelný revír v Luţici a to ve spojení se skrývkovými mosty.65

3.1.2 Základní popis konstrukce a popis práce korečkových rypadelKontinuálně pracující strojeKorečková rypadla disponují rozpojovací schopností aţ stovky kN/m, a jednotlivé typy se lišívelikostí základních parametrů a druhem pouţitého podvozku. Limitujícím faktoremkonstrukce se stává rychlost korečkového řetězu a vyvození přítlačné síly na korečkový řetěz,které je dáno hmotnostními parametry korečkového vodiče. Obecné funkční schémakorečkových rypadel najdeme na obrázku 3.2 jak pro kolejový podvozek (a), tak housenicový(b) a kráčivý (c).Obr. 3.2 Popis korečkových rypadela) korečkové rypadlo na kolejovém podvozku, b) korečkové rypadlo na housenicovém podvozku, c) korečkovérypadlo na kráčivém podvozku, 1 – kolejový podvozek, 2 – kráčivý podvozek, 3 – housenicový podvozek, 4 –spodní stavba s otočí, 5 – horní stavba, 6 – korečkový vodič s řetězem, 7 – zarovnávač, 8 – ţlab, 9 – pohonturasu korečkového řetězu, 10 – vynášení zeminy pásovými dopravníky, 11 – vrátky zdvihu korečkového vodiče,12 – nakládací výloţník, 13 – podpěrný podvozek, 14 – kruhový dopravník, 15 – středový čep, 16 – závěsnývýloţníkPojmy k zapamatováníRozpojovací schopnost je dána jak konstrukcí stroje – působištěm rozpojovací síly, takpředevším hmotností korečkového vodiče, neboť koreček je do záběhu tlačen jeho hmotností,coţ vyvolává velikou hodnotu energie na překonání tření a neúměrné namáhání článkovéhokorečkového řetězu. U kolesových rypadel působí rozpojovací síly na rameni, danému délkoukolesového výloţníku, coţ vyvolává značný klopný moment, který musí být vyvaţovánprotiváhou. Naopak u korečkového rypadla působí rozpojovací síla buď přímo v těţišti, resp.velmi malém rameni. Obojí má ale svá pozitiva a negativa. Nevýhodou korečkových rypadeljsou jiţ zmíněné velmi vysoké pasivní odpory u dobývacího orgánu, coţ vyvolává giganticképohonné jednotky. Korečková rypadla jsou kontinuálně pracující rypadla, která pracují buďfrontálním (kolejový podvozek), nebo blokovým (kráčivý a housenicový podvozek)66

Kontinuálně pracující strojezpůsobem. Vlastní rozpojovací proces je dán kombinací pohybů, které jsou přehledněseřazeny na obrázku 3.3:‣ přímočarý pohyb korečkového řetězu (hlavní pohyb),‣ přímý boční pohyb (frontální postup – pojezd celého stroje), nebo otáčení (blokovýnebo poloblokový postup) otočné horní stavby (posuvný pohyb), postupný pohyb(změna postavení celého stroje), nebo spouštění korečkového vodiče.Obr. 3.3 Pracovní pohyby korečkových rypadelJednotlivé třísky oddělují korečky z dobývaného svahu, tedy přímočarým pohybemkorečkového řetězu a současným přímým bočním pohybem celého stroje, nebo otáčenímotočné horní stavby. Nastavení tloušťky třísky dělí technologii dobývání (obr. 3.4) na:‣ s konstantním sklonem korečkového vodiče. Tloušťka je nastavována změnoupolohy celého stroje. Průřez třísky je obdélníkový,‣ s proměnlivým sklonem. Tloušťka je nastavována spouštěním korečkového vodiče.Průřez třísky je trojúhelníkový.Z uvedených obrázků (3.2, 3.3 a 3.4) je patrno, ţe korečková rypadla mohou dobývat jakhloubkový, tak výškový řez.Při dobývání hloubkového řezu je moţno pouţít zarovnávače jako prodlouţení délkykorečkového vodiče, tzn. zarovnávač neplní svou určenou funkci, tj. ponecháváme na patěřezu tzv. hřebeny (obr. 3.5). Daný způsob je nazýván dobýváním bez zarovnávače. Při prácise zarovnávačem jsou hřebeny odstraněny. Práce bez zarovnávače se nedoporučuje, neboťv hřebenech se shromaţďuje sráţková voda, coţ vyvolává podmáčení paty řezu a narušenístability svahu.67

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.4 Způsoby oddělování třísky korečkovými rypadlyObr. 3.5 Práce rypadla bez zarovnávače3.1.3 Dobývací ústrojí korečkových rypadelJe konstrukční uzel, jehoţ součástí je korečkový vodič s korečkovým řetězem a korečky,korečkový ţlab a pohon turasu korečkového řetězu. Korečkový vodič korečkových rypadelbývá dělený a nedělený. Tzv. nedělený se pouţívá u starých konstrukčních provedení nebou malých korečkových rypadel, pouţívaných na hliništích a pískovnách, a korečkový řetěznení vedený (je volný), (obr. 3.6).Obr. 3.6 Schéma nosiče s nevedeným řetězem68

Kontinuálně pracující strojeNa hnědouhelných povrchových dolech se potkáme pouze s děleným korečkovým vodičem –obr. 3.7 s vedeným korečkovým řetězem (7).Obr. 3.7 - Část děleného korečkového vodiče korečkového rypadla1 – díly děleného korečkového vodiče, 2 – zarovnávač, 3 – ţlab, 4 – koreček, 5 – nosné kladky, 6 – korečkovýřetěz, 7 – vedení korečkového řetězu, 8 – vratný turas, 9 – kladkostroj zdvihu zarovnávače, 10 – kladkostrojzdvihu dílu korečkového vodičeKoreček ve standardním provedení je na obrázku 3.8a. Jak je patrno, břit je spojitý. Těţkorozpojitelné materiály vyvolaly vývoj břitů v podobě rohové (obr. 3.8b) nebo hrotové (obr.3.8c). Z obrázku je také patrno, ţe úchyt korečku je konstrukčně řešen jako silný korečkovýčlánek korečkového řetězu.Obr. 3.8 – Tvar korečku a břitů korečkových rypadela) standardní tvar břitu, b) rohový tvar břitu, c) hrotový tvar břituPojmy k zapamatováníKorečkový řetěz sestává z jednotlivých článků, tzv. slabých a silných, které jsou vzájemněpropojeny čepy (obr. 3.9).69

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.9 – Propojení článků korečkového řetězuPodle sestavení rozlišujeme čtyř nebo šestinásobné článkování, tzn. počet článků, kaţdýčtvrtý nebo šestý, je koreček. Převáţně se pouţívá čtyřnásobné článkování. Články jsouodlévány z austenitické manganové oceli 42 2712, čepy jsou kované z oceli 15 240, kluznépouzdro z oceli 17 210 nebo lité. Kritickým uzlem je mazání čepového spojení, které se takévelmi těţce utěsňuje před vlivem prostředí. Jak je patrno z obrázku 3.7, resp. řezu A – Atohoto obrázku, je zřejmé, ţe spodní větev korečkového řetězu je uloţena ve vedení (7).Korečkový řetěz ve spodní větvi tedy spočívá na otěrových lištách, a to nejen díky svéhmotnosti, ale také díky hmotnosti korečků s rozpojenou horninou. Otěrové lišty jsouzapuštěnými šrouby přišroubovány na spodní stranu silných korečkových článků (obr. 3.9a 3.8a). Schematicky je celé konstrukční řešení naznačeno na obr. 3.10, pro korečkový článek.Kluznice jsou namáhány tlakem na otěr.Obr. 3.10 – Kluznice korečkového článkuHorní větev korečkového řetězu je vedena po nosných kladkách (obr. 3.7 – poz. 5).Pojmy k zapamatováníJedna z vyskytujících se poruch je přetrţení korečkového řetězu, coţ v případě vyjetí celéhokorečkového řetězu je havárie ve všech důsledcích. Je sice skutečností, ţe při prasknutí70

Kontinuálně pracující strojejednoho řetězu můţe zachytit druhý korečkový řetěz celou hmotnost, ale většinou prasknutíjednoho řetězu vyvolá prasknutí i druhého řetězu, neboť po přetrţení uvolněná část sjedeznačnou rychlostí po nosných kladkách aţ na patu řezu. Přetrţení řetězu vyvolává pádsměrem dolů, čímţ ničíme ocelovou konstrukci korečkového vodiče atd. Z těchto důvodů sepouţívá zachycovací zařízení. Vratný turas (poz. 8 na obr. 3.7) je zároveň napínacím turasemkorečkového řetězu. Vlastní napínání je prováděno pro obě strany řetězu a konstrukčněprovedeno pomocí šroubu a matice, nebo pomocí hydraulického válce. Při podrobnějšíprohlídce obr. 3.7 najdeme čárkovaně naznačené napínací zařízení. Pohon korečkového řetězuje prováděn hnacím turasem, který je poháněn pohonnou jednotkou v různých konstrukčníchprovedeních. Hnací turas je osmibokého nebo šestibokého provedení (obr. 3.11)s vyměnitelnými zuby (záběrovými segmenty). Konečný počet pracovních ploch turasuvyvolává při konstantní úhlové rychlosti turasu změny v rychlosti řetězu během otáčky a tímvyvolává zrychlení a kolísání taţné síly v řetězu, čímţ vznikají náhlé změny zrychlenía zpoţdění, tzn. rázy řetězu jakoţto charakteristický jev korečkových rypadel.Obr. 3.11 – Šestiboký hnací turas1 – zub šestibokého polynomu, 2 – krycí plech, 3 – těleso turasu, 6 – řetězPojmy k zapamatováníVlastní pohon je u všech rypadel, pouţívaných na povrchových dolech, symetrickyoboustranný. U strojů menší výkonnosti, tj. u korečkových rypadel na hliništích, štěrkovnách,je pohon jednostranný. Z obr. 3.12 je patrno, ţe hnací elektromotor je společně s čelnídvoustupňovou předřazenou převodovkou umístěn na zvláštním rámu. Zubovou spojkou jekroutící moment přenášen do pseudoplanetové převodovky s trojitým dělením momentu,která je nasunuta na turasové hřídeli. Je nutné se zmínit, ţe u korečkového rypadla RK 400(pouze u jednoho vyrobeného stroje) bylo pouţito pro pohon turasu hydrostatického pohonu.Při překročení dovoleného tahu v korečkovém řetězu dojde k jeho přetrţení a dalšímnegativním skutečnostem. Z tohoto důvodu jsou pohonné jednotky turasu vybavenypojistným zařízením proti překročení dovoleného tahu v řetěze. Dané pojistné zařízení je71

Kontinuálně pracující strojevětšinou řešeno jako kontrola maximálního kroutícího momentu. Pojistné spojky, které sepouţívají u převáţné většiny vyráběných korečkových rypadel, se nazývají pojistné válečkovéspojky a přítlačná síla je vyvozována vzduchovým válcem, hydraulickým válcem nebopruţinou. Princip pojistné vzduchové válečkové spojky je tento: pseudoplanetová převodovkaje svým obvodem uloţena ve zvláštním rámu, zachycujícím reakční moment do nějzapadajících unášecích ozubených satelitů planetové převodovky. Rám je drţen pohromaděhydraulickými válečky, jenţ jsou řízeny polohou pneumatického válce. Při překročenídovoleného krouticího momentu se vyhodnotí deformace pneu. válce - tlumiče, ventil upustítlakovou kapalinu ve válečcích, čímţ se uvolní převodovka a vypne pohon. Podobný principje pouţit u korečkového rypadla RK 5000, pouze zachycení místo unášecími kladkami jepomocí zachycovacích kleštin (obr. 3.13) a je pouţit hydraulický tlumič.Obr. 3.12 - Pohon turasu korečkového řetězu korečkového rypadla RK 5000Obr. 3.13 – Pojistná spojka pohonu turasu korečkového rypadla RK 500072

Kontinuálně pracující stroje3.1.4 Základní typy korečkových rypadel3.1.4.1 Rypadla s jednodílným přímým výloţníkemVýloţník těchto rypadel (obr. 3.14) tvoří příhradová konstrukce, která je jedním koncemuchycena k podvozku rypadla. Je moţné jej naklápět dolů o úhel α = 45° a nahoru o úhelα = 50°. Na výloţníku je napnut dvojitý konečný řetěz (3), jehoţ články jsou spojenysvorníky. Ke článkům jsou pevně uchyceny vlastní korečky z lisovaného plechu nebosvařované oceli. Na druhém konci výloţníku se nacházejí vratné napínací kladky (2), jimiţ sereguluje napnutí nekonečného řetězu s korečky. Ovládání výloţníku zajišťuje lanos hydraulickým navijákem ve strojovně. Polohu výloţníku zajišťuje výloţníková vzpěra (6),která je na výloţníku uchycena ve dvou místech.Pojmy k zapamatováníHlavním pracovním pohybem rypadla je pohyb korečkového řetězu, poháněného turasovýmkolem z kabiny strojníka. Pohyb se děje přes spojku od hnacího motoru. Je to pohyb tzv. dořezu. Vedlejší pracovní pohyb, tzv. do záběru, koná stroj tím, ţe pomalu pojíţdí podélně pokolejích nebo pásech, přičemţ korečky konají kolmý pohyb k podélné ose pojezdu. Zvedánínebo spouštění výloţníku je nutné, aby rypadlo po projetí celé délky svahu mohlo zabrat dalšítřísku. Pomocné pohyby pásových dopravníků, uzávěrů, sít nebo třídičů patří téţ do činnostistroje a obsluhy strojníka. Předností rypadel je, ţe pracují kontinuálně a vyuţívají pracovnícyklus podstatně lépe neţ rypadla lopatová, u nichţ je pracovní cyklus vyuţit k efektivní prácipouze z 20 ÷ 30 %. Při stejném mnoţství vytěţeného materiálu mají hmotnost strojeo 40 ÷ 50 % menší neţ rypadla lopatová. Také energetická hodnota je za stejných podmínekmenší o 20 ÷ 40 %. Rypadla mohou odebírat zeminu najednou v souvislé vrstvě a hloubce,a přesně dodrţet předepsaný profil těţby. Zabezpečují dobrou homogenizaci materiálu projeho odběr v hliništích k výrobě různých stavebních hmot. Mohou však pracovat jenv zeminách I, II. a III. třídy dle Protodjakonova, pokud tyto zeminy neobsahují balvanyo průměru větším, neţ je pětina šířky v korečku. Mohou být pouţity jen v prozkoumanýchprovozních podmínkách se stálou hodnotou odporu rýpání při dobré stabilitě stroje.Obr. 3.14 – Rypadlo korečkové pro plošnou těţbu1 – výloţníkový rám, 2 – vratné napínací kladky, 3 – korečkový dvojitý řetěz s korečky, 4 – vstup do vodícíhoţlabu, 5 – výsypné kalhoty, 6 – výloţníková vzpěra, 7 – kolejový podvozek, 8 – kabina strojníka73

3.1.4.2 Rypadla s děleným dílcovým výloţníkemKontinuálně pracující strojeV případech, kdy je třeba v zemině vytvořit přesný povrchový profil, např. odvodního nebopřívodního kanálu, se pouţívají výloţníky dělené (obr. 3.15), které mají jednotlivé dílykloubově sloţeny podle profilových délek jednotlivých stran lichoběţníku. Nekonečný řetězs korečky probíhá v lomeném rámu mezi vodícími a napínacími kladkami a je poháněnturasovým kolem ze strojovny. Pro hloubení širokého kanálu (obr. 3.15) rypadlos hloubkovou lopatou nejprve provede hrubý výkop zeminy v trase projektovaného kanálu.Dozerem a grejdrem se urovnají okrajové plochy kanálu, po nichţ budou pojíţdět pásovépodvozky stroje. Provede se montáţ stroje do výchozí polohy a upraví se výloţníks korečkovým řetězem do ţádaného profilu. Na jedné z krajnic se namontuje zařízení, kterétvoří buď ocelové lanko, nebo laserové zařízení. Podle této nivelety jsou automatickyovládány zdvihové hydromotory obou pásů, které registrují hloubku výkopu. Seřídí sepracovní parametry stroje, tj. pracovní rychlost stroje, dopravníky vytěţeného materiálu apod.Elektronická kontrola a regulace provozních hodnot stroje velmi usnadňují jeho ovládání.Obr. 3.15 – Korečkové rypadlo s děleným dílcovým výloţníkemOdměna a odpočinekVýborně, tak uţ je to pátý výukový týden, který jsi po obsahové stránce zvládl.Nyní se můţeš proběhnout nebo jinak protáhnout tělo a pak se pokus formulovatobsah dané kapitoly.Shrnutí kapitolyRozpojovací schopnost korečkového rypadla je dána jak konstrukcí stroje –působištěm rozpojovací síly, tak především hmotností korečkového vodiče, neboťkoreček je do záběhu tlačen jeho vahou, coţ vyvolává velikou hodnotu energie napřekonání tření a neúměrné namáhání článkového korečkového řetězu.74

Kontinuálně pracující strojeKorečkový řetěz sestává z jednotlivých článků, tzv. slabých a silných, které jsouvzájemně propojeny čepyZ důvodů moţnosti přetrţení řetězu při překročení zatíţení jsou pohonné jednotkyturasu vybaveny pojistným zařízením proti překročení dovoleného tahu v řetěze.Kontrolní otázka1. Jaké jsou základní typy korečkových rypadel?2. Jaké jsou základní konstrukční části korečkových rypadel?3. O kolik procent je hmotnost korečkových rypadel menší, neţ u rypadel lopatových, přizachování stejné výkonnosti (těţby)?4. Jaké jsou hlavní konstrukční části děleného korečkového výloţníku?Korespondenční úkol1. Napište základní části rypadel s děleným dílcovým výloţníkem.2. Popište princip pseudoplanetové převodovky.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jaké jsou základní typy korečkových rypadel?2. Vypište základní konstrukční části korečkových rypadel?3. O kolik procent je hmotnost korečkových rypadel menší, neţ u rypadel lopatových,při zachování stejné výkonnosti (těţby)?4. Jaké jsou hlavní konstrukční části děleného korečkového výloţníku?5. O kolik procent je spotřeba energie korečkových rypadel menší, neţ u rypadellopatových, při zachování stejné výkonnosti (těţby)?75

Kontinuálně pracující strojeŠestý výukový týden – Kolesová rypadlaČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky kolesových rypadel,definovat základní typy strojů v technologických celcích,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje,chápat a řešit pracovní procesy stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad3.2 Kolesová rypadlaPojmy k zapamatováníKolesová rypadla představují stroje pracující kontinuálně při povrchové těţbě uţitkovýchsurovin nebo při dobývání uhelných loţisek s vysokou koncentrací těţby (obr. 3.16).76

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.16 – Kolesové rypadlo K 2000 firmy UNEX3.2.1 Historický vývoj kolesových rypadelTyto stroje mají řadu předchůdců. V roce 1913 byl udělen v Německu patent na kolesos bočním výsypem a tento princip se pouţívá aţ dosud. V první třetině našeho století všaknebyl o kolesová rypadla velký zájem. Převládala rypadla lopatová a korečková, která sepouţívala na hnědouhelných povrchových dolech. Korečková rypadla přešla na povrchovédoly z rozsáhlé výstavby vodních cest, tj. průplavů, které se budovaly ve střední a západníEvropě na přelomu 19. a 20. století. Rozvoj vývoje v pouţívání kolesových rypadel datujemeod počátku třicátých let. Je spjat zejména s vývojem kapacity dopravních prostředků.Nasazení stále výkonnějších kolesových rypadel bylo umoţněno ve třicátých a čtyřicátýchletech díky elektrifikaci vlakové dopravy 900 mm rozchod a normálně rozchodné (1435 mm)s vagony o kapacitě 25 m 3 , 40 m 3 aţ 60m 3 . Zlom nastal v polovině padesátých let, kdy bylov rýnském hnědouhelném revíru nasazeno rypadlo s denním výkonem 100 000 m 3 rostlézeminy. Provoz kolesových, plynule pracujících strojů s tímto výkonem ve spojenís přetrţitou kolejovou dopravou, nebyl zvládnutelný, a to se stalo podmětem k rozvoji plynulédálkové dopravy pásové. Vývoj dopravních pásů s ocelovými kordy o šíři aţ 3 m umoţnilvyvinout těţební komplexy s výkonem 240 000 m 3 rostlé zeminy. Kolesové rypadlo tétokategorie o hmotnosti cca 13 000 t má koleso o průměru 21,6 m s pohonem 4x 840 kW,hodinový výkon 19 000 m 3 sypané zeminy. Toto je povaţováno za nepřekročitelný limitsoučasných technických moţností. Vývoj byl společnou prací všech rozhodujících německýchvýrobců důlních zařízení – Krupp, Demag, Orenstein and Koppel, MAN, Siemens, BBCa dalších. Z našich výrobců těţebních komplexů velkých výkonů se prosadili předevšímVÍTKOVICE, UNEX a Transporta, ve světě pak např. ruští výrobci.77

Kontinuálně pracující stroje3.2.2 Základní popis konstrukce a práce kolesových rypadelNa obr. 3.17 je obecné funkční schéma kolesového rypadla.Pojmy k zapamatováníVlastní kinematika rozpojovacího procesu kolesových rypadel je dána:‣ otáčivým pohybem kolesa (tzv. hlavní pohyb),‣ plynulým bočním otáčením kolesového výloţníku (tzv. posuvný pohyb),‣ podélným výsuvem nebo spouštěním kolesového výloţníku s kolesem (tzv. výsuvnýpohyb), coţ je přehledně zpracováno na obr. 3.18.Obr. 3.17 - Obecné funkční schéma kolesového rypadla1 – podvozek, 2 – spodní stavba, 3 – otočná deska, 4 – drţící výloţník, 5 – teleskopický kolesový výloţník, 6 –koleso, 7 – vyvaţovací výloţník, 8 – zdvihová lana, 9 – nakládací výloţník, 10 – podpěrný podvozek, 11 –otočná výsypka, 12, 13 – přední a zadní kolesový pás, 14 – předávací pás, 15 – nakládací pás, 16 – předávacívýloţníkObr. 3.18 – Kinematika rozpojovacího procesu kolesových rypadel78

Kontinuálně pracující strojeZ uvedeného je patrno, ţe celý technologický systém dobývání a způsob práce jeu kolesového rypadla, které pracuje v nepřetrţitém pracovním cyklu, dán řadou pracovníchpohybů jak v horizontální, tak vertikální rovině a jejich vzájemnou kombinací. Otáčenímkolesa a současně kolesového výloţníku korečky oddělují od masivu třísky srpovitého tvaru(obr. 3.19):‣ vertikální, tloušťka třísky je nastavena vysunutím kolesa (výsuvem kolesovéhovýloţníku nebo pojezdem) a dobývaný svah se dobývá tzv. lávkováním,‣ horizontální, kdy tloušťka třísky je nastavena spouštěním kolesového výloţníkus kolesem.Pojmy k zapamatováníDobýváme výškovým, hloubkovým nebo výškovým a hloubkovým řezem. Stroje prohloubkový řez mají moţnost reverzace chodu kolesa a otočení korečků o 180 stupňůa kolesový pás musí být v provedení pro strmý transport.Podle postupu v řezu pracují kolesová rypadla většinou blokovým způsobem, v některýchpřípadech poloblokovým (selektivní těţba) nebo v zářezu (při otvírce nebo přesunu z řezua řez). Koncepce ocelové konstrukce dává charakteristický vzhled celému kolesovémurypadlu a je tedy v podstatě i koncepcí rypadla. Ocelová konstrukce plní tyto hlavní funkce:‣ svou kinematikou umoţňuje zaujetí všech pracovních poloh rypadla,‣ vytváří plynulou trasu pro zabudování pásové dopravy na rypadla,‣ svou pevností a tuhostí bezpečně přenáší všechna zatíţení, a to pokud moţno s conejniţší vlastní hmotností.Obr. 3.19 - Tvary třísky vytvářené kolesovým rypadlem a) vertikální tříska, b) horizontální třískaProjektant ocelové konstrukce se z hlediska pevnosti vţdy snaţí všechny síly převést z místapůsobiště co nejkratší cestou do pojezdové pláně. Dává přitom přednost přímým nosnýmprvkům s optimálními příčnými průřezy. Ostatní funkce ocelové konstrukce jej však nutí79

Kontinuálně pracující strojek četným kompromisům. Z ideálního směru nosného prvku je často nutno odbočovat dourčitých prostorů k podepření různých mechanismů či elektrovýzbroje. Naopak je zase třebase některým prostorům vyhnout, aby se do nich mohlo umístit nějaké funkční zařízení neboaby nehrozila kolize vzájemně se pohybujících částí konstrukce. Pak je nutno pouţívatrůzných zakřivených nosníků, výřezů v nosných stěnách apod. Význam ocelové konstrukcevyplývá z toho, ţe se na celkové hmotnosti rypadla podílí aţ 50 %. Z toho asi polovinu tvoříhlavní nosné prvky, druhou polovinu tvoří příčná ztuţení, rámy pro uloţení mechanismů,elektrovýzbroje, popř. hydrauliky, kabiny a strojovny, obsluţné plošiny, výstupy apod. Podlekonstrukčních prvků, pouţitých pro zajištění funkce ocelové konstrukce, se v současné doběustálily tři koncepční kategorie:A – rypadla kompaktní či semikompaktní – obr. 3.20,B – rypadla se svrškem tvaru C – obr. 3.21,C – rypadla se svrškem se 2 vzpěrami – obr. 3.22,Typické konstrukční znaky těchto kategorií jsou uvedeny na obr. 3.23.Obr. 3.20 – Rypadlo kategorie AObr. 3.21 – Rypadlo kategorie B80

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.22 – Rypadlo kategorie CPojmy k zapamatováníObr. 3.23 – Typické konstrukční znakyZ obr. 3.18 je patrno, ţe výsuvný postupný pohyb je moţno provádět výsuvem kolesovéhovýloţníku a pojezdem podvozku. Pak je zřejmé, ţe existují kolesová rypadla s výsuvemkolesového výloţníku (dnešní koncepce konstrukce uţ většinou nepouţívá) a bez výsuvu.Vlastní konstrukční provedení výsuvu kolesového výloţníku je ve dvou konstrukčníchprovedeních:‣ výsuvové ústrojí hřebenové – známé pod názvem „ výsuvové ústrojí s kočkou“, ale vřadě literatury také uváděné pod názvem „ výsuvové kolesové rypadlo se zpětnýmpásem“‣ výsuvové ústrojí teleskopické – kde vlastní výsuvný pohyb je uskutečňován pomocípohybového šroubu nebo pomocí lanového kladkostroje.81

Kontinuálně pracující strojeDnešní koncepce kolesových rypadel uţ nepouţívá výsuv kolesového výloţníku, nýbrţ jepouţíván teleskopický výsuv nakládacího výloţníku, který z hlediska technologie dobývánímá celou řadu výhod. Tato koncepce teleskopického výsuvu nakládacího výloţníku jepouţívána u většiny kolesových rypadel s podpěrným podvozkem (vozem) – obr. 3.17 a 3.20(semikompaktní).3.2.3 Dobývací ústrojí kolesových rypadelPojmy k zapamatováníJe moţno říci, ţe kolesové rypadlo je v podstatě velká půdní fréza. Dobývacím (pracovním)nástrojem rozpojujícím horninu je koleso. Je vytvořeno prostorově vyztuţeným rámem vetvaru plochého válce či komolého kuţele, otáčejícího se kolem střední osy. Těţená hornina jerozpojována korečky, umístěnými na obvodu kolesa a vyklápěna z boku kolesa na pásovýdopravník, umístěný přibliţně v ose kolesového výloţníku. K základním parametrůmdobývacího ústrojí u kolesových rypadel je počítán průměr kolesa, délka kolesovéhovýloţníku, počet korečků, obvodová rychlost kolesa, rychlost otáčení horní stavby, ale i tvara konstrukce korečků, jejichţ vliv na rozpojitelnost hornin je velmi značný. Určení těchtozákladních parametrů je jednak dáno vlastní výkonností rypadla, rozměry dobývaného bloku,úhlem svahu řezu za podmínek racionálnosti konstrukce navrhovaného rypadla. Při vlastnímnávrhu je doporučován tento postup výpočtu základních parametrů:‣ určení počtu korečků a jejich základních rozměrů,‣ určení minimálního průměru kolesa, řezné rychlosti a rychlosti otáčení kolesovéhovýloţníku (horní stavby kolem své osy),‣ určení průměru kolesa na základě rozmístění zařízení kolesové špičky a délkykolesového výloţníku,‣ výpočet výkonu pohonu kolesa, otoče horní stavby, výběr typu pohonu,‣ určení koeficientu bezpečnosti pojistných prvků,‣ určení charakteru základních zatíţení.Jak jiţ bylo uvedeno, jedním ze základních parametrů kolesa je jeho obvodová rychlost.Velikost obvodové rychlosti kolesa ovlivňuje:‣ správné vyklopení zeminy z korečku,‣ vhodné nadimenzování pohonu kolesa.Je třeba si uvědomit, ţe zvyšováním obvodové rychlosti se sice zvyšuje teoretická výkonnoststroje, ale také kvadraticky narůstá odstředivá síla působící na zeminu v korečku, která se tímstává překáţkou dokonalého gravitačního výsypu zeminy z korečku. Z uvedeného pohledu jekonstrukce koles rozdělována na kolesa:‣ s gravitačním vyprazdňováním,‣ s odstředivým vyprazdňováním,‣ s nuceným vyprazdňováním.82

Kontinuálně pracující strojeJe nutno konstatovat, ţe obvyklým typem je konstrukce koles s gravitačním vyprazdňováním.Další typy mají buď výzkumný charakter, jsou pouţívány vyjímečně apod. Z těchto důvodůse budeme především věnovat kolesům s gravitačním vyprazdňováním, ale přesto nyní budeuvedeno několik poznámek konstrukcím neobvyklým. U koles s gravitačním vyprazdňovánímlze vyšších výkonů docílit pouze zvětšováním objemu korečků a tím i zvětšování průměrukolesa, tzn. zvětšování hmotnosti na špičce kolesa se všemi následnými negativními důsledky.Proto byla snaha v celém světě hledat jiné cesty konstrukčního řešení. Výsledky zkoušekukázaly:‣ vyšší obvodová rychlost nezabraňuje naplnění korečku, ale vznikající odstřik zeminyodstředivou silou sniţuje plnění korečku,‣ pouţitý systém pruţného dna umoţňoval vyprazdňování, ale za cenu značnésloţitosti,‣ velkou nevýhodou byl nesouměrný výhoz zeminy při velmi značném rozptylu,‣ dané systémy byly značně poruchové.Tzv. kolesa s nuceným vyprazdňováním byla především řešena na principu dvoudílnéhokorečku (přední řezná část a zadní odklápěcí část). Nyní je nutno uvést následující poznámku.Veškerý další text se týká pouze koles s gravitačním vyprazdňováním. Z podmínky silovérovnováhy mezi hmotností zeminy a působící odstředivou silou na zeminu v korečku pakurčíme podmínku výsypu zeminy z korečku.Obr. 3.24 – Gravitační vyprazdňování kolesaNa základě konstrukčního provedení rozeznáváme kolesa tří druhů:‣ kolesa komorová – obr. 3.25,‣ kolesa bezkomorová – obr. 3.26,‣ kolesa polokomorová – obr. 3.27.83

Kontinuálně pracující strojePojmy k zapamatování3.2.3.1 Koleso komorovéJedná se o typ koles, které historicky byly první. Pod kaţdým korečkem je šikmá komora, pokteré narýpaný materiál klouţe na dopravní pás vedle kolesa (je určitě zřejmé z malýchschematických náčrtků – obr. 3.25). Výhodou těchto koles je značná tuhost konstrukce, coţvyhovuje pro těţbu tvrdých materiálů. K nevýhodám lze přičíst opotřebování skluzovýchploch komor a jejich pracná následná oprava, ale především ten fakt, ţe u lepivých materiálů(při překročení obvodové rychlosti 1,3 m.s -1 a navíc komory se ke středu kolesa zuţují)dochází k zalepování skluzů komory. Čištění skluzů komor je namáhavé a nedá semechanizovat. Malá obvodová rychlost pro zajištění lepšího vyprazdňování i lepivýchmateriálů nedovolí vyšší výkonnost atd. Tato konstrukce skýtala moţnost řešení pohonukolesa přes pastorek a ozubený věnec a tím vyřešit pomaluběţný převodový poměr.Obr. 3.25 – Koleso komorové3.2.3.2 Koleso bezkomorovéTato kolesa umoţnila větší obvodovou rychlost, zlepšilo se gravitační vyprazdňování, čištěníje moţno mechanizovat. Nevýhodou v porovnání s komorovými kolesy je niţší tuhostkonstrukce kolesa, neboť korečky jsou vlastně letmo uchyceny k nosné konstrukci, docházípouţitím otěrového prstence ke zvýšení hmotnosti, coţ vede ke zvýšeným reakcímv loţiskách. Daná konstrukce umoţňuje změnit smysl otáčení a obrácení korečků tzn. těţbuřezu hloubkového. Tato kolesa mají pod nosným obvodem kolesa (na který jsou připevněnykorečky) kruhovou dutinu, do které je vloţen pevný otěrový prstenec s vynášecím zařízením.Objem korečku je zde zvětšen o objem mezikruţí (naznačeno schematicky na malém obr.3.26) a výsyp je prováděn v naznačeném výsypném sektoru na vynášecí zařízení, kterémateriál vynáší na boční pásový kolesový dopravník.84

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.26 – Koleso bezkomorové3.2.3.3 Koleso polokomorovéSnaha eliminovat některé nevýhody bezkomorového kolesa vedlo k vytvoření konstrukcepolokomorového kolesa, ale zároveň byly vytvořeny problémy další. Jedná se konstrukčněo kombinaci komorového a bezkomorového kolesa, coţ je určitě patrno z obr. 3.27. Tatokonstrukce představuje výhodná řešení pro kolesa velkých průměrů.Obr. 3.27 – Koleso polokomorové85

3.2.3.4 Uloţení, typy, pohony dobývacích ústrojíUloţení kolesa ve špičce kolesového výloţníku ovlivňuje následující skutečnosti:Kontinuálně pracující stroje‣ vrcholový a volný obrysový úhel špičky kolesového výloţníku ve vodorovné a svislérovině,‣ dobré rýpací a plnící podmínky korečků,‣ příznivé vyprazdňování korečků v obou směrech otáčení kolesa,‣ přístupnost loţisek uloţení kolesa,‣ nízkou hmotnost a velký dosah.Pojmy k zapamatováníHřídel kolesa vedle své hlavní funkce, tj. další vedení kroutícího momentu, také plní funkcinosníku otáčejícího se kolesa. Z těchto důvodů funkční způsobilost určuje spolehlivost celéhostroje. Hřídel je umístěna na výloţníku značné délky, takţe růst hmotnosti a konstrukčnířešení ovlivňuje koncepci stroje. Namáhání hřídele je dáno podmínkami nasazení,dlouhodobým provozním nasazením, rázovým zatíţením atd., coţ vytváří nesrovnatelnépodmínky s nasazením v jiných provozech. Ocelová konstrukce kolesového výloţníku, vekteré je hřídel kolesa uloţena, je konstruována jako prostorový nosník tak, aby horizontálnísíly zachycovala jiná část konstrukce neţ síly svislé. Z dané nutnosti vyplývá několikmoţností uloţení hřídele kolesa – obr. 3.28.Obr. 3.28 – Moţnosti uloţení hřídelí kolesa86

Kontinuálně pracující strojea) koleso a převodovka uspořádány letmo – záběr přes hřídel kolesa,b) koleso, převodovka a dopravní pás mezi hlavními loţisky – převodovka uvnitř kolesaa záběr přes hřídel kolesa,c) koleso mezi hlavními loţisky – převodovka a pás na vnějších stranách – převodovkazáběr přes hřídel kolesa,d) koleso uloţeno mezi hlavními loţisky – převodovka zabírá výstupním pastorkem dověnce kolesa,e) koleso, převodovka a dopravní pás mezi hlavními loţisky – převodovka záběr přeshřídel kolesa,f) koleso a dopravní pás mezi hlavními loţisky – převodovka na vnější straně a záběrpřes hřídel kolesa,g) koleso a dopravní pás mezi hlavními loţisky – převodovka na obou stranách a záběrpřes hřídel kolesa.Který z uvedených systémů je nejúčelnější pro celkovou koncepci stroje je určováno např.výkonem, vrcholovým a volným obrysovým úhlem, snímanou výškou atd. Hřídel kolesa jenezávisle na konstrukci kolesového výloţníku uloţena ve velkoprůměrovém loţisku. Jedná seo naklápějící radiální válečková nebo kuţelíková loţiska, která v důsledku větších rozměrůnebo děleného provedení jsou vyráběna kusově nebo v malých sériích. Při tvarování hřídelekolesa je třeba přihlíţet např. k poţadavku:‣ funkční způsobilosti,‣ hospodárnosti výroby,‣ řešení otázek montáţe a údrţby.Je nutno také věnovat plnou pozornost namáhání na únavu, tzn. vrubům, přechodům, tuhosti,jakosti povrchu, ochraně proti korozi apod., coţ v dnešní době je řešeno pomocí metodykonečných prvků.Bezkomorová kolesa mají tzv. vynášecí zařízení pro vynášení zeminy z kolesa na vedleumístěný kolesový dopravník. Jednotlivá konstrukční provedení jsou na obr. 3.29.U rypadel se dnes pouţívá většinou pevný skluz, kde nepříznivý úhel sklonu pro lepivýmateriál je řešen pouţitím hydraulického čištění skluzu pohyblivým rámem.Vlastním dobývacím a rozpojovacím orgánem kolesových rypadel jsou korečky se svýmiřeznými prvky, které jsou upevněny na obvodě kolesa většinou pomocí čepů v přední části apomocí klínového uchycení ve své zadní části. Vlastní nádoba je provedena buď s plnýmdnem, nebo pro těţbu lepivého materiálu s řetězovým, resp. pruţným (pryţové pásy) dnem.Boční sklon řezné hrany se u většiny korečků ustálil na hodnotě 19° ÷ 20° (obr. 3.30). Prolehké horniny můţe být boční sklon řezné hrany nulový, tzn. kolmý na tečnu ke kolesu – obr.3.30a. Pro tvrdé horniny je výhodný záklon boční řezné hrany – obr. 3.30b, neboť bočníhranou je tříska předříznuta a teprve pak následuje odříznutí čelní hranou, čímţ se zmenšídynamika záběru, ale také částečně kusovitost. Boční záklon má však větší nárok z hlediskaodlehčení kolesového výloţníku (prověšení zdvihových lan) zvláště při rýpání horizontálnímitřískami. U největších kolesových rypadel se pouţívá tzv. korečků s rohovými břity (slangověušaté korečky).87

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.29 – Některé typy vynášecího zařízení bezkomorových kolesa – pevný skluz, b – rotující kuţel, c – válečkový rošt, d – vynášecí buben, e – vynášecí talíř, f – vynášecí pás, g– dva vynášecí pásy, h – sklon kolesa, i – kombinace skluz a bubenObr. 3.30 – Sklon boční řezné hrany korečkua) nulový záklon, b) záklon 19stupňů, c) koreček s postupným řezánímNa bandáţ, řeznou hranu korečku, se z důvodu opotřebení umísťují výměnné zuby nebo břity.Geometrie řezných orgánů korečků je zobrazena na obr. 3.31. Je logické, ţe pro sníţenícelkové rypné síly a udrţení ekonomické ţivotnosti rozpojovacího orgánu je důleţité dodrţenívhodné geometrie:‣ úhel trajektorie se mění v závislosti na rychlosti otoče horní stavby a na umístěnízubů v korečku. Praxe ukazuje na max. hodnotu 10° a optimální 7°,88

Kontinuálně pracující stroje‣ úhel hřbetu α, vlastně úhel odlehčení, který odstraňuje tření hřbetu břitu o zeminu.Velikost je závislá na pruţnosti dobývané zeminy a má mít minimální hodnotu 4°.Vzhledem k pruţnosti ocelové konstrukce dochází k tzv. houpání, takţe z praxevychází optimální hodnota 12°,‣ úhel elevační je úhel, pod kterým je odrýpnutá zemina zdvíhána ze svého původníhouloţení a jeho velikost výrazně ovlivňuje celkový odpor proti vnikání zubu. Nemělby přesahovat velikost cca 51°,‣ úhel břitu na základě obr. 3.31 a jiţ uvedeného je max. 32°.Obr. 3.31 – Geometrie řezných orgánů korečkůPojmy k zapamatováníZ hlediska ideálního namáhání zubu je nutno osu zubu nastavit přesně do tečny jehotrajektorie. Tento poţadavek nelze splnit v celém rozsahu vzhledem k proměnlivosti rychlostiotoče horní stavby, takţe vţdy dochází k ohybovému namáhání zubu od radiální síly(dovolené namáhání můţe být blízké mezi kluzu). Na dané namáhání musí být dimenzovánoi uchycení zubu. Tvary pouţívaných zubů jsou zobrazeny na obr. 3.32. K nejrozšířenějšímtypům patří kopinatý a dlátovitý, zaoblený zabezpečuje menší odpor při vnikání dohouţevnatých pevných hornin, lichoběţníkový a špičák se nasazuje do velmi tvrdýchskalnatých hornin, rozeklaný na uhlí apod. Je moţno říci, ţe unifikovaným zubem jekopinatý.Obr. 3.32 – Tvary zubůa – dlátovitý, b – zaoblený, c – lichoběţníkový, d – špičák, e – rozeklaný, f – kopinatý89

Kontinuálně pracující strojeMoţné typy pohonů podle zatíţení, které vznikají při těţbě (rypný odpor vznikající přirozpojování, tíhové síly, hmotnost dobývané horniny v korečcích, zatíţení větrem, setrvačnésíly, atd.):‣ pohon kolesa přes pastorek a ozubený věnec,‣ pohon kolesa přes středovou hřídel: jednostranný vs. oboustranný,‣ pohon kolesa přes dutou hřídel.Odměna a odpočinekJe to výborné, blíţíš se k půlce semestru a jde ti to dobře – jen tak dál. Nyní siudělej přestávku a vrhni se na řešení jednoduchých kontrolních otázeček.Shrnutí kapitolyKolesová rypadla představují stroje pracující kontinuálně při povrchové těţběuţitkových surovin nebo při dobývání uhelných loţisek s vysokou koncentracítěţby.Dobýváme výškovým, hloubkovým nebo výškovým a hloubkovým řezem. Strojepro hloubkový řez mají moţnost reverzace chodu kolesa a otočení korečků o 180°.Je moţno říci, ţe kolesové rypadlo je v podstatě velká půdní fréza. Dobývacím(pracovním) nástrojem rozpojujícím horninu je koleso. Je vytvořeno prostorověvyztuţeným rámem ve tvaru plochého válce či komolého kuţele, otáčejícího sekolem střední osy.Kontrolní otázka1. Jaké jsou základní konstrukční celky kolesových rypadel?2. Jaká kolesa rozeznáváme na základě jejich konstrukčního provedení?3. Jaké jsou základní typy pohonů kolesa podle zatíţení, které vznikají při těţbě?4. Jaká je konstrukce koles z pohledu vyprazdňování korečků?Korespondenční úkol1. Popište kinematiku rozpojovacího procesu jednotlivých typů kolesových rypadel.2. Vypište typy vynášecích zařízení kolesových rypadel.90

Kontinuálně pracující strojePrůvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Čím je dána vlastní kinematika rozpojovacího procesu kolesových rypadel?2. Jaké jsou základní konstrukční celky kolesových rypadel?3. Jaká kolesa rozeznáváme na základě jejich konstrukčního provedení?4. Jaké jsou základní typy pohonů kolesa podle zatíţení, které vznikají při těţbě?5. Jaká je konstrukce koles z pohledu vyprazdňování korečků?91

Kontinuálně pracující strojeSedmý výukový týden – Zakladače a další kontinuálně pracující strojeČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky zakladačů a dalších kontinuálně pracujících strojů,definovat základní typy strojů v technologických celcích,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje,chápat a řešit pracovní procesy stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad3.3 ZakladačePrvní zakladač, byl dán do provozu aţ roku 1915, čímţ začíná éra nasazování zakladačů navýsypky a nahrazování pluhových a rypadlových výsypek. Konstrukčně byl první zakladačpodobný korečkovému rypadlu, byl vlastně jeho inverzí. Na výloţníku byl zavěšen vodič pronekonečně dlouhý řetěz, na němţ byly upevněny lopatky. Zakladač pracoval tak, ţe lopatkovývodič byl spuštěn na svah a lopatky shrnovaly zeminu směrem dolů, čímţ vznikala ve svahumísovitá prohlubeň a bylo moţno pracovat teprve po opuštění kolejí vlakovou skrývkovousoupravou. Další změny vedly k nahrazení řetězu s lopatkami řetězem s korečky, korečkovývodič byl zvedán jako celek, aţ se dospělo v podstatě k dnešní podobě nabíracího zařízení,tzn. korečkový vodič je uspořádán tak, aby korečky vyhrabaly příkop, do něhoţ je vysypávánobsah skrývkových vozů. Rovněţ výloţníková část zakladače prodělala určitý vývoj, neţdospěla do dnešní podoby – pásový dopravník, moţnost zdvihu a otoče výloţníku, dostatečnádélka výloţníku, aby se dalo pojíţdět se zakladačem v určité vzdálenosti od hrany výsypky.Zavedení pásové dopravy vedlo i ke změnám konstrukcí zakladačů. Kolejový pojezd byl92

Kontinuálně pracující strojenahrazen pojezdem housenicovým nebo kráčivým. Zvětšila se tím manévrovací schopnostzakladače, bezpečnost, daná větší vzdáleností pojezdu od hrany výsypky.Jednou z fází systému povrchového dobývání je zakládání skrývkových hmot. Zaloţenívhodně umístěných a kapacitních výsypek je jedním ze základních předpokladů úspěšnéhoprovozu povrchového dolu. Je třeba si uvědomit, ţe základním předpokladem je dosaţenídostatečné stability výsypkových svahů a tím bezpečný provoz zakládacích strojů. Proto přistavbě výsypek se musí respektovat geomechanické a morfologické podmínky v místězakládání, fyzikálně-mechanické vlastnosti zakládaných skrývkových hmot, ale takétechnologie zakládání, tzn., konstrukce zakladače musí splnit podmínky dané technologiízakládání (např. se budují výsypky s různě velkou kapacitou).Mechanizace a technické prostředky, pouţívané pro zakládání, tvoří výsypkové hospodářství.Podle pouţité mechanizace lze výsypky rozdělit na splavné, dozerové, rypadlové, pluhovéa zakladačové.Zakladače jsou tedy zařízení pro zakládání vytěţených skrývkových hmot na výsypku.Zásadní vliv na koncepci a technické provedení má způsob transportu nadloţních hornink zakladači. Podle uvedeného hlediska dělíme zakladače na:‣ Kolejové, pracující ve spojení s kolejovou dopravou. Skrývka je dopravována navýsypky vlakovými soupravami, sestavenými z tzv. LH vozů (velkoprostorové bočněvyklápěné) a u zakladače vyklápěna do koryta, odkud je nabírána nabíracímzařízením a dopravním systémem vedena na výloţníkový pás a výsypku.‣ Pásové, pracující ve spojení s dálkovou pásovou dopravou. Dopravovaný materiál jez pásové dopravy odebírán shazovacím vozem z kteréhokoliv místa a předáván naspojovací pás pásového zakladače. Dále materiál prochází dopravním systémempásového zakladače na výloţníkový pás a výsypku.3.3.1 Kolejové zakladačeObecně funkční schéma kolejových zakladačů je na obr. 3.33, z kterého je patrno, ţerozeznáváme tzv. kolejový zakladač jednovozový a dvouvozový.Pojmy k zapamatováníRozlišení je dáno tím, zda nabírací a zakládací část je v jednom celku (obr. 3.33a) nebo jsouspojeny spojovacím mostem (3.33b). Kolejové zakladače sestávají z následujících strojníchcelků:‣ nabírací zařízení,‣ nosná konstrukce,‣ zakládací výloţník,‣ podvozek.Pojezd je zásadně proveden jako kolejový. Zakládací výloţník je příhradové konstrukcea zavěšený na ocelové konstrukci zakladače. Musí umoţňovat zdvihový pohyb. Nosnákonstrukce je příhradová a podle uspořádání je buď jednovozová, nebo dvouvozová. Vlastníkonstrukce se dělí na horní otočnou stavbu a spodní stavbu, která přenáší veškerá zatíţení do93

Kontinuálně pracující strojekolejového podvozku. Nabírací zařízení je tvořeno korečkovým řetězem s korečky, který jev korytě odváděn přes vratný turas. Řešení pohonu a vyklápění korečků je řešeno stejně jakou korečkových rypadel. Celé nabírací zařízení musí být pohyblivé ve vertikálním směrupomocí vrátku. Technologie sypání kolejových zakladačových výsypek s kolejovou dopravoumůţe být:‣ sypání na hlavu (prstové),‣ sypání boční.Obr. 3.33 – Obecné funkční schéma kolejových zakladačů1 – kolejový podvozek, 2 – nabírací zařízení, 3 – strojovna, 4 – podávací pás, 5 – výloţník s pásovýmdopravníkem, 6 – spojovací pás, 7 – nabírací vůz, 8 – zakládací vůz3.3.2 Pásové zakladačeTechnologický proces zakládání je u pásových zakladačů dán vzájemnou kombinacípracovních pohybů, uvedených na obr. 3.34:‣ zakládací, sloţení přímého pohybu pásového dopravníku na zakládacím výloţníkua jeho plynulé nebo postupné otáčení v horizontální rovině,‣ posuvný, pohyb celého zakladače ve směru postupu sypání, nebo uskutečňovanýzdvihem zakládacího výloţníku.Pojmy k zapamatováníPásové zakladače pracují zpravidla tzv. blokovým způsobem. Technologii práce v blokuovlivňuje celá řada faktorů, které jsou dány zásadním poţadavkem – zajištění stabilityvýsypkových etáţí. Proto se můţeme v technologii sypání setkat s pojmy – sypání na plnou94

Kontinuálně pracující strojemocnost, - sypání po vrstvách, - tvarování svahů, - zakládání jednoetáţové, - zakládánídvouetáţové, - zakládání víceetáţové apod., jejichţ bliţší vysvětlení je obsahem předmětu„Technologie dobývání povrchových dolů“.Obr. 3.34 – Pracovní pohyby pásových zakladačůObecné funkční schéma pásového zakladače je na obr. 3.35. U pásových zakladačů sepouţívá housenicový nebo kráčivý. Podvozek podpěrného vozu bývá většinou zásadněv dvouhousenicovém provedení. Spojovací most zajišťuje propojení od shazovacího vozu(„S“ vůz), který vlastně umoţňuje odnímání toku těţiva z dálkové pásové dopravy (DPD)a základní stavby pásového zakladače. Je prostorové příhradové ocelové konstrukce, svařenéz trubek. Střední část spojovacího mostu na svém jednom konci se prodluţuje v kloubovémzavěšení na rám spodní stavby zakladače a na druhém konci v pohyblivé uloţení nahousenicovém podpěrném podvozku. Sklon spojovacího mostu, vzhledem k vodorovnérovině, je cca 6° ÷ 15°. Na vlastní konstrukci spojovacího mostu je uloţena celá řada zařízení(rozvodna, transformátory apod.).Obr. 3.35 – Obecné funkční schéma pásových zakladačů1 – podvozek, 2 – otočná horní stavba, 3 – drţící výloţník, 4 – podávací pás, 5 – spojovací most, 6 – zakládacívýloţník (pás), 7 – podpěrný podvozek, 8 – výloţník shazovacího vozu, 9 – kladkostroj zdvihu95

Kontinuálně pracující strojePojmy k zapamatováníZakládací výloţník je také prostorové příhradové ocelové konstrukce, svařené z trubek.Většinou sestává z několika dílů a vzhledem ke stavbě zakladače je v pevném nebo sklopnémprovedení pomocí kladkostroje a vrátků. Součástí konstrukčního provedení jsou i tzv. prašnépásy, které odstraňují propadávající materiál mimo prostor pásového zakladače, zejména otěrnálepů z vratné větve pásových dopravníků. Provedení pásového zakladače, resp. v tomtopřípadě výrobce pouţívá názvu „zakládacího zařízení“, je na obr. 3.36. Výrobcem je firmaM.A.N. Dané zakládací zařízení má denní výkonnost 200 000 m 3 /d a celkovou hmotnost2 100 t, šíře pásových dopravníků je 2,6 m, další rozměry jsou patrny z uvedeného obr. 3.36.Obr. 3.36 – Zakládací zařízení M.A.N.Podrobněji popsaný pásový zakladač ZP 10 000 je na obrázku 3.37.Obr. 3.37 – Pásový zakladač ZP 10 000 – VÍTKOVICE PRODECO TEPLICE1 – kráčivý podvozek 33 m, 2 – kráčivý podvozek 12 m, 3 – střední stavba s otočnou plošinou, 4 – vzpěra, 5 –zakládací výloţník, 6 – spojovací most, 7 – kladkostroj zdvihu, 8 – lanové závěsy, 9 – násypka96

Kontinuálně pracující stroje3.4 Skrývkové mostyJedna z variant příčného přesunu skrývkových hmot na stranu zakládací, resp. tzv. příméhozakládání (tzn. bez pouţití dopravního systému) je pouţití skrývkových mostů. Danéobjasnění bude určitě zřejmé po prostudování obr. 3.38, kde je v axonometrickém zobrazeníschematicky naznačeno pouţití dvou skrývkových mostů (hlavní a vedlejší) k přesunuskrývkových hmot na zakládací stranu.Obr. 3.38 – Komplex nasazení skrývkových mostůZ hlediska provozních podmínek nasazení rozeznáváme provedení skrývkových mostů tak,jak je naznačeno na obr. 3.39. Daná provedení umoţňují různé varianty stavby výsypkya samozřejmě také změnou délky hlavní částí, resp. hlavního pásu, dosahujeme dalšíchtechnologických variantních moţností.Pojmy k zapamatováníZákladní částí kaţdého skrývkového mostu je hlavní nosník se zakládacím výloţníkem, kterýje uloţen tříbodovým způsobem (obr. 3.40) do pojezdového ústrojí, většinou kolejovépodvozky. Z obr. 3.40 je patrno, ţe na dobývací straně je umístěna jednobodová podpěra a nastraně zakládací dvoubodová. Strana dvoubodové podpěry umoţňuje vychýlení odnormálového postavení, coţ je ostatně na obr. 3.40 naznačeno. Vyšrafováním jsou naznačenymoţné výchylky jak v rovině vertikální, tak horizontální, coţ je potřebné vzhledemk pouţívané technologii nasazení, která je nejčastěji dána frontálním dobýváním korečkovýchrypadel.97

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.39 – Provedení skrývkového mostu typu F 34a – základní provedení, b – s prodlouţeným zakládacím výloţníkem, c – s vestavěnými dalšími zakládacímipásy, d – s vestavěným muzikusem k prodlouţení hlavní částiObr. 3.40 – Tříbodové uloţení skrývkového mostu1 – otočná vzpěra, 2 – kulový čep, 3 – mezilehlé loţisko, 4 – opěrný sloup, 5 – osa otáčení, 6 – válečkový stůl98

Kontinuálně pracující stroje3.5 RýhovačeTato rypadla jsou také nazývána příkopová, protoţe hloubí relativně úzké rýhy pro kladeníkabelů, potrubí všech druhů, drenáţí apod. Pracovními nástroji jsou korečky upevněné buď nanekonečném řetězu, nebo na obvodu kolesa, dále pak řetězy nebo frézy. Hlavnímtechnologickým údajem, který určuje velikost stroje, je maximální hloubka dráţky [m]násobena šířkou hloubené dráţky [m].3.5.1 Korečkové rýhovače1. VÝLOŢNÍKOVÉTento typ rýhovače je vzobrayen na obr. 3.41. Na výloţníku (12) se pohybuje nekonečnýřetěz (13), na jehoţ jednom konci se nachází hnací turasové kolo (4), a na druhém koncivýloţníku je vodící a napínací kladka. Na článcích řetězu (13) jsou upevněny korečky.U hnacího turasu je prokluzovací spojka, která zamezí pohon řetězu, kdyţ koreček narazí nanepřekonatelnou překáţku. Hlavní spalovací motor pohání hydrogenerátory pro ovládánívýloţníku s korečky a u mechanických přenosů točivých momentů jde pohon do převodovky.Převodovka zajišťuje pomalý pracovní pohyb stroje, rychlejší pohyb přepravní, pohybkorečkového řetězu a pohyb dopravního pásu, který je synchronizován s pracovním pohybemstroje. Jde-li o celý hydrostatický pohon stroje, zajišťují všechny uvedené pohybyhydromotory. Pásový dopravník na horním rámu stroje přesunuje vysypaný materiálz korečků na okraj hloubené rýhy. Přesunut můţe být na kteroukoliv stranu rýhovače podletoho, na kterou stranu je třeba vytěţený materiál sypat. Má-li se šířka rýhy zvětšit, pou6ije sebuď rozšiřovačů, které se upevňují na korečkový řetěz, a to vţdy na koreček, nebo se vyměníkorečkový výloţník a nahradí se jen dvěma řadami korečků se třemi korečkovými řetězy.Skříňové přídavné zařízení (14) umoţňuje ukládání buď kameninových trubek (drenáţí), nebokrátkých či dlouhých trubek z PVC, kabelů apod. Stroje tohoto typu jsou na pásovýchpodvozcích typu LC s malým měrným tlakem na půdu, pracují do hloubek 2 ÷ 5 m a šířkourýhy 60 ÷ 120 cm i větší.Obr. 3.41 – Výloţníkový korečkový rýhovač1 – hnací motor, 2 – rám plošiny traktoru, 3 – rám podvozku, 4 – hnací turasové kolo, 5 – články pásůs opěrnými deskami, 6 – vodící a podpěrné kladky pásu, 7 – převodovka pro pohon pásů a ostatních mech., 8 –podélný nosník pásů, 9 – horní rám pro kloubové uchycení výloţníku, 10 – příčný pásový dopravník, 11 –hydromotory pro ovládání výloţníku, 12 – korečkový výloţníkový rám, 13 – korečkový řetěz, 14 - skříň99

2. KOLESOVÉKontinuálně pracující strojeKonstrukce tohoto typu kolesových rýhovačů je vidět na obrázku 3.42. Na pásovém traktoru(1) je kloubově uchycen rám (2), sklopný kolem čepu (3). Na rámu je rotačně uchycenokoleso (4) s korečky, které je hlavním pracovním ústrojím. Na rámu je příčně upevněndopravní pás (5), který přepravuje zeminu vyklopenou z korečků mimo stroj na jednu nebo nadruhou stranu. Moderní stroje tohoto typu mají všechny funkční pohyby hydrostatické.Samotné korečky vyhloubí pouze kolmou dráţku. Je-li nutné připravit dráţku třebalichoběţníkového tvaru, přimontuje se na rám (2) vertikální rotační fréza poháněnáhydromotorem, která vyfrézuje šikmou stěnu v poţadovaném sklonu. Vyfrézovaný materiálodeberou korečky na dopravní pás (5).U všech strojů je zavedeno nivelační zařízení umoţňující hloubit rovinu a sklon podlenivelety, obvykle laserové, popř. s ocelovým napnutým lankem. Pro přesné vyformování rýhyje za korečky upravená profilová radlice, která dá rýze konečný tvar pro betonování. Uvedenéstroje jsou schopny vytvořit horní šířku kanálu 4 ÷ 8 m.Obr. 3.42 – Kolesový rýhovač1 – pásový traktor, 2 – kloubový rám, 3 – otočný čep, 4 – koleso s korečky, 5 – příčný dopravník, 6 – zařízenípro mechanický nebo hydraulický pohon kolesa, 7 – zařízení pro zdvih rámu s kolesem3.5.2 Řetězové rýhovačePojmy k zapamatováníVyhlubují úzké dráţky pro kladení kabelů, drenáţí a potrubí všech druhů. Hlavním pracovnímnástrojem je nekonečný článkový řetěz, na jehoţ článcích jsou přišroubovány řezné noţe (obr.3.43). U různě velikých strojů mohou řetězy vybírat dráţku šířky 6 ÷ 75 cm do hloubky0,6 ÷ 4 m. Podle podvozku, na kterém je rýhovač umístěn, se rýhovače rozdělují na:‣ ručně vedené rýhovače,‣ rýhovače na kolových podvozcích,‣ rýhovače na pásových podvozcích.100

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.43 – Řetězový rýhovačObr. 3.44 – Ručně vedený řetězový rýhovač – Ditch-Witch101

Kontinuálně pracující stroje1. Ručně vedené rýhovače – jsou samohybné stroje s mechanickým nebo hydrostatickýmpohonem (obr. 3.44). Různé velikosti strojů vytvářejí dráţky šířky 6 ÷ 40 cm, hloubky0,6 ÷ 1,5 m. Řetězem vyhrnutá zemina je jednostranným šnekem vysouvána mimo dráţku.Podle druhu hloubeného materiálu lze u strojů volit pracovní rychlost a přítlak řetězu dozáběru. Mezi světové výrobce těchto strojů patří firmy Ditch-Witch z USA a CASE z USA.2. Rýhovače na kolových podvozcích (obr. 3.45) mají pohon z převáţné části hydrostatickýs plynule měnitelnými pohybovými rychlostmi. Různé velikosti těchto řetězových strojůmohou vytvářet dráţky o šířkách 15 ÷ 60 cm do hloubek 0,6 ÷ 2,5 m. V přední části stroje jedozerová radlice pro zahrnování rýh nebo rypadlové zařízení s podkopovou lopatou. Tytostroje se také často kombinují s vibračním pluhem pro hloubkové ukládání kabelů do země.Pracovní řetěz je obvykle stranově vysouvatelný, takţe dráţku lze vytvářet i v blízkosti stěnynebo jiné překáţky.Obr. 3.45 – Rýhovač na kolovém podvozku3. Rýhovače na pásových podvozcích, se dále dělí jako:a) Univerzální soupravy (obr. 3.46), jejichţ základní pásový traktorový stroj obsahuje vícepracovních zařízení:‣ řetězový rýhovač pro šířky 10 ÷ 40 cm, hloubky do 2 m,‣ dozerovou radlici pro zahrnování rýh,‣ rypadlové zařízení s podkopovou lopatou pro hloubky do 2,5 m, pouţívanév případech, kdy je obtíţné těţit hloubkový materiál řetězovým nástrojem.102

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.46 – Univerzální řetězový rýhovačb) Jednoúčelové, pro hloubkovou ukládku kabelů nebo potrubí (obr. 3.47), kde na dlouhémpásovém podvozku s malými měrnými tlaky na půdu je kyvně uloţena pracovní část, kteráv horizontálním směru můţe vykývnout o 10° a výloţníkem ve vertikálním směru o 11°. Tytovýkyvy eliminují nerovnosti terénu. Stroj je přizpůsoben pro kladení trubek všech druhů i prokladení podzemních kabelů, navinutých buď na bubnu umístěném po levé straně stroje, nebona připraveném kabelu uloţeném vedle budoucí rýhy, který si stroj odebírá. Konstrukčnířešení hydrostatického pohonu pojezdu umoţňuje plynule přizpůsobit rychlost pojezdumomentálnímu frézovacímu odporu v různých materiálech. Pohon pracovního řetězu (7) jeveden od motoru (1) na tlumič otřesů (2), spojku (3), převodovku (4), dále na kloubový hřídel(5) a řemenovým náhonem na kuţelový (úhlový) převod (6), z něhoţ řetězovým turasempřechází na pracovní řetěz (7).Obr. 3.47 – Hlavní části řetězového rýhovače1 – hnací motor, 2 – tlumič otřesů, 3 – hydraulická spojka, 4 – převodovka, 5 – kloubový hřídel, 6 – řemenovýnáhon s kuţelovým převodem, 7 – nekonečný řetěz poháněný turasovým kolem, 8 – hydrogenerátor poháněnýmotorem, 9 – hydromotory, 10 – skříňový podavač103

Kontinuálně pracující strojeU všech strojů je zavedeno nivelační zařízení, podle něhoţ stroj hloubí nařízenou rovinua sklon podle nivelety, obvykle laserové.3.5.3 Frézové rýhovačeVyuţívají se pro obzvlášť tvrdé horniny, v nichţ korečkové ani řetězové rýhovače nemohoupracovat. Jsou voleny jiné pracovní nástroje, tzv. roubíky z nejtvrdších karbidovýchslitinových kovů, schopné frézovat dráţku i v kamenném podkladu. Roubíky jsou umístěnyna kolese nebo nekonečném řetězu. Jsou dvojího typu:Obr. 3.48 – Dráţkovací strojObr. 3.49 – Uspořádání řezných roubíků104

Kontinuálně pracující stroje1. Rýhovače s kolesovou frézou (obr. 3.48). Uspořádání roubíků na kolese rýhovačeznázorňuje obrázek 3.49. Traktorové tahače těchto strojů mají motory o výkonech26 ÷ 75 kW a pracovní šířky fréz jsou 6 ÷ 38 cm. Frézují do hloubek 0,5 ÷ 0,8 m, alei větších. Pohony strojů jsou hydrostatické, které umoţňují plynulé změny rychlostí s ohledemna záběr a zatíţení stroje. Některé moderní stroje jsou umístěny na pásových strojíchs nivelační automatikou, která vyrovnává v určitých mezích nerovnosti terénu, jak jezobrazeno na obr. 3.50Obr. 3.50 – Nivelační zařízení u dráţkové frézy pro automatické vyrovnávání nerovností terénu2. Rýhovače s řetězovou frézou (obr. 3.51). Roubíky mohou být uspořádány na jednom, dvounebo třech řetězech. Hloubí dráţky o šířkách 30, 45, 60 a 90 cm do hloubky 2,5 m. Vytěţenýmateriál je vynášen na příčný dopravník a sypán mimo dráţku na hromadu nebo na dalšípřipojený výloţník, který jej vynáší do loţné výšky odvozního prostředku, jenţ pojíţdí sestrojem. Motory souprav mívají kolem 235 kW, pohon stroje je hydrostatický, přepravnírychlost udává výrobce v rozmezí 0 ÷ 3,4 km/h.Obr. 3.51 – Rýhovač s řetězovou frézou na pásovém podvozku105

Kontinuálně pracující stroje3.6 Povrchové kombajnyK dalším kontinuálně pracujícím dobývacím strojům povrchových dolů a lomů patří tzv.povrchové kombajny, které najdeme v celé řadě literárních odkazů pod pouţívanýmanglickým názvem – SURFACE MINER. Všechny povrchové doly a lomy nejsou hluboké,uţitkový nerost se také vyskytuje v podobě vrstevnatého plošného uloţení. Ve vrstvách jsoutaké uloţeny nadměrně pevné skrývkové horniny, takţe je nutné selektivní dobývání pojednotlivých vrstvách. K řešení dané problematiky se ve světě pouţívá tzv. povrchovýchkombajnů, které umoţňují kontinuální dobývání. Výrobci těchto zařízení (např. Krupp,Wirtgen, Paurat a další) uvádí následující zásadní technické znaky:‣ příznivý poměr hmotnosti k výkonu,‣ pracovní rychlost je taková, ţe je moţno pracovat ve spojení jak s pásovou, takautomobilovou dopravou,‣ rovnoměrný kontinuální tok dobývaného materiálu,‣ moţnost proměnlivé dobývací výšky od několika centimetrů do několika metrů,‣ při dobývání je vytvářen hladký povrch, který nepotřebuje další úpravy,‣ není potřeba dalších pomocných strojůPrincipiální schéma SURFACE MINER fy Krupp je znázorněno na obr. 3.52. Z obrázku jepatrno, ţe SURFACE MINER se pohybuje na standardním dvouhousenicovém podvozkus moţností regulace pojezdové rychlosti od 3 m/min pro malé výšky dobývaných třísek, aţ do18 m/min pro různé výšky. Přepravní rychlost samotného stroje je cca 3 km/h. Na velkévzdálenosti se přeprava provádí převozem na podvalníku. Tyto stroje mají velmi vysokoumanévrovatelnost.Obr. 3.52 – Principiální schéma SURFACE MINER fy Krupp1 – koleso, 2 – dopravní cesty, 3 – rám stroje, 4 – dvouhousenicový podvozek, 5 – pohonná jednotkaKoleso se vyrábí ve čtyřech velikostních provedeních. Jedná se o plnění řezné a nakládacífunkce. Jinak je pevné, robustní konstrukce, ukončené pevnou řeznou hranou. V záběru jemax. 75 % průměru kolesa. Výkonnost se pohybuje od 1 250 do 8 000 m 3 /hod. Pohon jedieselhydraulický. Kaţdá pohonná jednotka konstrukčního uzlu má samostatný hydromotor apřevodovku. Centrální pohon je dieselmotor a hydrogenerátor. Dopravní systém tvoří několikdopravníků. Poněkud konstrukčně odlišné provedení je na obr. 3.53. Z obrázku jsou na první106

Kontinuálně pracující strojepohled patrny rozdíly v housenicovém podvozku (tříhousenicový symetrický, říditelný),v nastavování výšky řezu a samozřejmě v umístění řezného válce (uprostřed stroje). Dobývacíorgán je ve tvaru řezného válce, připomínající opravdu řezný válec kombajnu (oprotipředchozímu typu fy Krupp – koleso).Obr. 3.53 – Principiální schéma SURFACE MINER fy Wirtgen1 - řezný válec, 2 - škrabákový nůţ, 3 – základní dopravník, 5 – housenicový podvozek, 6 – hydraulické válcek nastavení výšky řezu, 7 – kryt řetězu, 8 – motor pohonu řezného válce, 9 – motor, 10 – dělič toku momentůDalší zvláštní konstrukce dobývaného stroje je na obr. 3.54. Úmyslně ponecháváme původnínázev v němčině. V literatuře je nazýván „Kugelschaufler“, coţ v překladu je kulovýnakladač, ale z celkového pohledu je patrno, ţe zařazení do kapitoly je správné. Pohondobývacího ústrojí je umístěn uvnitř, coţ vytváří ideální, volné, obrysové úhly dobývacíšpičky. Technologie dobývání je naprosto srovnatelné s technologií dobývání kolesovéhorypadla. Na obr. 3.55 je zobrazena další, poněkud specifická konstrukce, umístěná naklasickém lopatovém rypadle. Obrázky 3.56 a 3.57 uvádějí další konstrukční provedení firemRAHCO a DOSCO. Je vhodné také zmínit, ţe spousta uvedených anomálních konstrukcí bylavyrobena pouze jedenkrát a v praxi nenašly uplatnění.Obr. 3.54 – Kulový nakladač1 – dobývací ústrojí, 2 – výloţník dobývacího ústrojí, 3 – nakládací výloţník, 4 – otočná horní stavba, 5 –housenicový podvozek107

Kontinuálně pracující strojeObr. 3.55 – Frézující buben na lopatovém rypadleObr. 3.56 – Povrchový kombajn – RAHCOObr. 3.57 – Povrchový kombajn DOSCOOdměna a odpočinekMáš za sebou větší polovinu semestru – jen tak dál. Ještě jednou tolik a je to hotovo– budeš mít přehled v oblasti zpracování pevných odpadů. Neusínej na vavřínech,trochu si nyní odpočiň a dej se do kontrolních otázek.108

Kontinuálně pracující strojeShrnutí kapitolyMechanizace a technické prostředky, pouţívané pro zakládání, tvoří výsypkovéhospodářství. Podle pouţité mechanizace lze výsypky rozdělit na splavné,dozerové, rypadlové, pluhové a zakladačové.Zakladače jsou zařízení pro zakládání vytěţených skrývkových hmot na výsypku.Základní částí kaţdého skrývkového mostu je hlavní nosník se zakládacímvýloţníkem, který je uloţen tříbodovým způsobem do pojezdového ústrojí,většinou kolejové podvozky.Pracovními nástroji rýhovačů jsou korečky, upevněné buď na nekonečnémřetězu, nebo na obvodu kolesa, dále pak řetězy nebo frézy. Hlavnímtechnologickým údajem, který určuje velikost stroje, je maximální hloubka dráţky(m) násobena šířkou hloubené dráţky (m).Kontrolní otázka1. Z jakých strojních celků sestávají obecně zakladače?2. Jaké jsou základní typy pouţívaných podvozků zakladačů?3. Jaké jsou základní typy rýhovačů?4. Jak se rozdělují rýhovače dle podvozku?Korespondenční úkol1. Vypište jednotlivé typy rýhovačů.2. Popište princip a oblasti vyuţití povrchových kombajnů.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Z jakých strojních celků sestávají obecně zakladače?2. Jaké jsou základní typy pouţívaných podvozků zakladačů?3. Jaké jsou základní typy rýhovačů?4. Jak se rozdělují rýhovače dle podvozku?5. Jaké jsou základní části skrývkových mostů?109

Lopatová rypadla4 LOPATOVÁ RYPADLAPo úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLYBudete umět:popsat základní konstrukční celky lopatových rypadel na různýchtypech podvozků,definovat základní principy a technologii práce lopatových rypadelpro různé práce různého rozsahu,vyřešit výkonnost jednotlivých strojních celků dle jejich pouţití,definovat principy a jednotlivé konstrukční celky základních typůpodvozků,získáte všeobecné znalosti dané problematiky a budete se umětv daném oboru orientovat.Budete umětBudete schopni:orientovat se v oblasti lopatových rypadel.Budete schopniTato rypadla se řadí do skupiny strojů pro zemní práce s cyklickým charakterem prácespočívající v přerušování a opakování pracovních úkonů (fází) příslušných pracovnímu cyklu.Posloupnost pracovních fází je v podstatě stejná, ovšem liší se jednotlivé časy operací.Časové odchylky jsou zapříčiněny mechanickými vlastnostmi těţených hornin nebomateriálů.Pojmy k zapamatováníRypadla dosahují velkých rypných sil, proto se také pouţívají k rozpojování i tvrdších horninv nejrůznějších terénech. Rypná síla je omezena jen podmínkami stability stroje jako celku.Především pro lopatová rypadla je charakteristická velká variabilita pracovních nástrojů podlepoţadavků na konkrétní pouţití. Pracovní rozsah rypadel je velmi široký nejen u stavebníchprací, ale také u všech druhů prací inţenýrských, skrývkových na povrchových dolech,v těţení stavebních hmot, při melioračních a zemědělských pracích apod.110

Lopatová rypadlaOsmý výukový týden – Obecné rozděleníČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky lopatových rypadel,definovat základní typy strojů s různými podvozky,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje na daném podvozku,chápat a řešit pracovní poţadavky na jednotlivé stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad4.1 Obecné rozděleníPojmy k zapamatováníLopatová rypadla můţeme rozdělit podle celé řady různých hledisek.1. Podle konstrukčního provedení na:a) Jednoúčelová, která jsou uzpůsobena pro určitý omezený soubor pracovních úkonů.b) Univerzální, která se také nazývají víceúčelová, umoţňují snadnou změnu různýchvariant pracovního zařízení pro různé pracovní činnosti. Příklad pracovního zařízeníurčeného pro inţenýrské práce je obrázku 4.1, kde můţeme vidět univerzálníhydraulické rypadlo s lomeným výloţníkem a pracovním zařízením pro běţnépozemní práce. Na základním výloţníku V1 lze posouvat horní díl výloţníku V2a tím měnit hloubku záběru. Podobně i násada N je zaměnitelná v různých délkáchN1,2,3. Nejpouţívanější pracovní zařízení jsou na obrázku 4.2.111

Lopatová rypadlaObr. 4.1 Víceúčelové hydraulické rypadlo a jeho pracovní zařízeníObr. 4.2 Sortiment pracovního zařízení112

Lopatová rypadlac) Teleskopická (obr. 4.3), která mají teleskopicky výsuvný přímý nebo dělenývýloţník, na jehoţ konci lze přimontovat různé druhy pracovního zařízení. Tatorypadla s přímým výloţníkem se nazývají stroje pro dokončovací práce.d) Rypadla s nakládací lopatou, které jsou určena především k nabírání a nakládáníhornin nad opěrnou rovinou.Obr. 4.3 Hydraulické rypadlo s teleskopickým výloţníkeme) Tunelová (obr. 4.4), která jsou určena pro práce ve stísněných podmínkách a malýchprůjezdních profilech.Obr. 4.4 Hydraulické rypadlo pro práce v tunelech2. Podle pohyblivosti stroje na:a) Samojízdné - mobilní rypadlo má vlastní motorickou sílu potřebnou k pohonupodvozku.113

Lopatová rypadlab) Samohybné (kráčivé) - podvozek nemá vlastní pohon a stroj se přemisťuje pomocípracovního zařízení.c) Přípojné rypadlo - přepravuje se pomocí tahačů.d) Přívěsné rypadlo - je přípojné rypadlo, u kterého se část jeho hmotnosti přenáší nataţné vozidlo.3. Podle druhu pohonu na rypadel:a) se spalovacím motorem,b) s elektrickým motorem,c) s kombinovaným pohonem.4.2 Druhy hydraulických lopatových rypadel4.2.1 MinirypadlaSoučasné struktury zemních prací vedly konstruktéry k vytvoření univerzálního rypadla,snadno přenosného nebo převozného pro drobné zemní práce v různých pracovníchpodmínkách. Základním parametrem, podle kterého se vybírá velikost minirypadla vyjádřenáve třídách 01 aţ 09, je jeho provozní hmotnost uváděná v tunách.Obr. 4.5 Minirypadlo s pásovým podvozkem – Caterpillar 303C CRCo se týká podvozků minirypadel, dělí se do čtyř skupin podle vlastností a konstrukce.Prvním typem jsou přípojné podvozky. Tyto stroje nemají svůj vlastní energetický zdroja tlaková kapalina pro pohon hydromotorů je přiváděna z traktorového tahače. Tato rypadlajsou v nejniţší třídě (01) rypadel a jsou pouţívána pro různé překládací práce v zemědělství.Při montování různých druhů lopat je lze vyuţít i pro zemní práce. Druhým typem jsouminirypadla s kráčivými podvozky. Tato rypadla mají vlastní energetický pohon (spalovacímotor, hydrogenerátory, hydromotory, atd.), umoţňují svou konstrukcí práce na podélnýchi příčných svazích, dále také práce ve vodě do předepsané hloubky (1,6m i více). Vezvláštních případech můţou pracovat do hloubky něco přes 2m. Jednodušší rypadla tohoto114

Lopatová rypadladruhu mají pevnou osu, kterou nelze výškově přestavovat. V tom případě nelze dobřepracovat u větších příčných sklonů. Všechny stroje tohoto typu nemají při práci svůj vlastnípojezd. Přesun rypadla do další záběrové polohy je proveden kráčivým posuvem. Třetímtypem jsou minirypadla s pásovým podvozkem (obr. 4.5). Pásové podvozky jsou pouţíványu těchto strojů nejčastěji.Opěrné desky pásů jsou ocelové nebo pryţové. Jako přídavné pracovní zařízení sek podvozku montuje dozerová radlice. U pásových podvozků s ocelovými opěrnými deskamijsou pojezdové rychlosti 1,5 ÷ 3 km/h, s pryţovými deskami 2 ÷ 4 km/h a někdy i větší.Poslední čtvrtou variantou jsou kolové podvozky, které se pouţívají pro silnější stroje třídy05, s provozní hmotnosti nad 3t.Na otočném svršku rypadel jsou umístěny všechny energetické zdroje a ovládací prvky celéhominirypadla. Většinou bývá otočný o 360°, pouze u některých malých druhů je otočný jeno 70° ÷ 75° na kaţdou stranu podélné osy rypadla.Pojmy k zapamatováníPRACOVNÍ ZAŘÍZENÍMinirypadla všech druhů je moţné označit jako univerzální rypadla, s moţností výměnyvelkého mnoţství pracovních zařízení, která jsou určena pro široký rozsah prací. Nejčastějipouţívané pracovní zařízení jsou na obrázku 4.6, a patří mezi ně:Obr. 4.6 Základní pracovní zařízení u minirypadel1 – hloubková nebo univerzální lopata, 2 – čistící příkopová lopata, 3 – hák pro vytrhávání dlaţby, 4 – čelisťovýdrapák, 5 – drenáţní lopata s nuceným vyprazdňováním, 6 – hydraulické kladivo, 7 – šnekový vrták do zeminyExistuje celá řada dalších zařízení, jako jsou například profilové lopaty, drátěné lopaty, vrtacíkladiva, jeřábové háky apod.4.2.2 Kolová rypadla typu rypadlo - nakladačZákladním nosičem u těchto strojů je nejčastěji upravený kolový traktor (obr. 4.7), který máv přední části nakládací lopatu a v zadní rypadlové zařízení s výloţníkem, násadoua pracovním nástrojem.Obě části jsou s traktorem pevně spojeny a tvoří kompaktní stroj rypadlo-nakladač.V posledních letech se stále více rozvíjí nová koncepce tohoto stroje, kde základním strojemje lopatový nakladač, k němuţ lze v případě potřeby snadno přimontovat rypadlové zařízení.Při nakládce materiálu pracuje pouze nakladač bez rypadlové přítěţe a pro rypadlové práce sepřimontuje rypadlová část.115

Lopatová rypadlaObr. 4.7 Traktorový nosič s nakládacím a rypadlovým zařízením – Caterpillar 44EHlavním parametrem traktorového nosiče je výkon motoru P [kW]. Vyuţívají se tři základnídruhy velikostí:‣ malé stroje o výkonu motoru P = 30 ÷ 40 kW,‣ střední stroje o výkonu motoru P = 40 ÷ 60 kW,‣ velké stroje o výkonu motoru P = 60 ÷ 75 kW.Dále se dělí podle druhu pohonu na dva samostatné okruhy:‣ pohon pracovního zařízení, který je vţdy hydrostatický.‣ pohon pojezdu dělící se na dvě skupiny. První je hydrodynamický pohon a druhouhydrostatický pohon.Traktorové podvozky těchto strojů mají obvykle pevnou řídící kabinu. Ve výjimečnýchpřípadech jsou kabiny otočné i s rypadlovým zařízením o 360°. Při přepravě stoje bývávýloţník rypadlové části s lopatou natočen k nakládací lopatě. Hnací motor je obvykle uloţenvpředu za nakládací lopatou.Kabiny strojů jsou moderně vybaveny elektronickou regulační technikou a modernímiergonomickými a klimatizačními prvky. Vysoký ţivotní standard práce strojníka vyjadřujei nízká hlučnost (74 dB) a téměř úplná eliminace otřesů sedadla. Standardní modulové prvkykabiny mají ochrannou konstrukci, chránící obsluhu před padajícími předměty, zvanou FOPSpodle ISO 3449, a ochrannou konstrukci, chránící obsluhu pří převrácení stroje, označovanouROPS podle ISO 3471.116

Lopatová rypadlaPojmy k zapamatováníPRACOVNÍ ZAŘÍZENÍJsou dva hlavní druhy pracovních zařízení:1) Nakládací zařízení v přední části traktorových strojů, na nichţ je na krátkém výloţníkuuloţena nakládací lopata. K této části lze přimontovat početné druhy pracovních nástrojů a tonapř. nakládací lopaty zubové i bezzubé pro sypké hmoty, nakládací lopaty s bočnímvyklápěním, nakládací lopaty víceúčelové (obr. 4.8), nakládací lopaty drátové pro nakládkuštěrku, dozerové a shrnovací radlice, jeřábový hák apod. Dále lze také připojit různéhydraulicky ovládané nástroje, jako jsou bourací kladiva, řetězové nebo kotoučové pilya další.Obr. 4.8 Práce stroje Caterpillar 428E s víceúčelovou lopatou2) Rypadlové zařízení, které je umístěno v zadní části traktoru (obr. 4.7), a je sloţenoz následujících dílů:‣ z příčného nosníku, který je připevněn na traktoru buď pevně, nebo jej lzeodmontovat pro případy, kdy je vyţadováno jen nakládací zařízení. Příčný nosník mádvě hydraulicky ovládané podpěry,‣ z výloţníku a násady s ovládacími přímočarými hydromotory,‣ z pracovních nástrojů, které mají široký sortiment.U starších strojů byl výloţník uchycen kloubově v jednom místě ve středu nosníku. Dnešnístroje umoţňují příčný pohyb výloţníku v celé šířce příčného nosníku. Pohyb výloţníku jeovládán z kabiny hydraulicky a umoţňuje značně široký záběr lopaty. Pro ovládání117

Lopatová rypadlarypadlového pracovního zařízení jsou na zádi kabiny umístěny samostatné řídící páky, propráci s nimi je třeba otočit sedadlo strojníka o 180°. Tím můţe získat strojník lepší přehledo práci. Ze sortimentu montovaných pracovních zařízení na rypadlové výloţníky a násadyjsou např. univerzální lopaty hloubkové a výškové, drenáţní lopaty, profilové lopaty,příkopové lopaty, radlice na sníh, rozrušovací trny a další.4.2.3 Kolová lopatová rypadlaJsou spolu s pásovými rypadly nejrozšířenějšími typy lopatových rypadel. Světová produkcetěchto rypadel tvoří asi jednu třetinu z celé výroby hydraulických rypadel. Kolovýchpodvozků se většinou uţívá u rypadel s objemem lopaty do 1,3 m 3 , pro lehké hmoty aţ do1,5 m 3 . Kolové podvozky rypadel mají ve srovnání s pásovými podvozky tyto přednosti:‣ jejich hmotnost tvoří z celkové hmotnosti rypadla asi 20 %, zatímco podvozekpásového rypadla 30 ÷ 40%,‣ mají menší počet třecích částí a tím i vyšší ţivotnost,‣ při pojezdu mají menší dynamické namáhání, zvláště na tvrdém povrchu, a tím takémenší opotřebení částí,‣ mají větší přepravní rychlosti (aţ 35km/h),‣ náklady na přepravu jsou levnější, protoţe nepotřebují podvalník,‣ nepoškozují povrch vozovky.1. Způsoby pohonu pojezdu kolových podvozkůKolový podvozek značně zvyšuje pohyblivost rypadel, která je plynule řiditelná ve dvou nebotřech rozsazích:‣ 0 ÷ 5 km/h – plazivá rychlost,‣ 0 ÷ 10 km/h – terénní rychlost,‣ 0 ÷ 35 km/h – silniční rychlost.Přenos krouticího momentu od hnacího motoru na kola lze provést několika způsoby:a) Mechanickým, při němţ se rotační pohyb z otočného svršku přenáší na podvozekvertikálním hřídelem, který prochází dutou královskou hřídelí, a kuţelovýmpřevodem se pak přenáší na nápravy. Tento způsob se jiţ u moderních strojůnepouţíváb) Hydraulicko-machanickým, při kterém je rotační hydromotor umístěn na otočnémsvršku a jeho pohyb se přenáší hřídelem dutou královskou hřídelí do podvozku, kdese kuţelovým převodem dále přenáší na hnací nápravy kol. Tento způsob se v dnešnídobě vyuţívá jen velmi ojediněle.c) Centrálním hydromotorem umístěným v podvozku, přímo spojeným s převodovkoua rozvodovkou, z níţ je pak pohyb převáděn kardanovým hřídelem na hnací nápravykol.118

Lopatová rypadlad) Hydromotory umístěnými přímo v náboji kaţdého hnacího kola, jeţ jsou napájenytlakovou kapalinou z hydrogenerátoru. Účinně pracují při vyšších přetlacích(µ = 96 % a více). Nehodí se pro malé tlaky, kde jsou málo účinné.Pojmy k zapamatování2. Stabilita podvozkůa) Podmínky stability: Při pracovním procesu rypadla vzniká neţádoucí silovákoncentrace na dvě nápravy s pneumatikami. Zatíţení kol je při práci větší neţhmotnost stroje a klopný moment vznikající z hmotnosti pracovního zařízení a jehozátěţe se blíţí momentu vyvolanému hmotností rypadla. Jestliţe se oba momentydostanou do rovnováhy popř. moment způsobený pracovním zařízením je vyšší,rypadlo ztrácí stabilitu (rovnováhu). Nechceme-li, aby došlo k překlopení, musí býtstabilizující moment rypadla větší neţ moment klopících sil vyvolaných pracovnímzatíţením. Proto je z hlediska konstrukce snaha dosáhnou těchto základních cílů:‣ umístění těţiště rypadla co nejníţe při minimální vyváţenosti jednotlivýchagregátů a pracovního zařízení‣ dimenzování podvozku rypadla tak, aby měl dostatečnou hmotnost, tuhénápravy a nosné pneumatiky‣ zvyšovat příčnou i podélnou stabilitu rypadla umístěním snadnoovladatelných opěrb) Pneumatiky kolových podvozků: Jsou důleţitou částí kolových rypadel z hlediskajejich stability, jízdních vlastností a celé jejich pracovní ekonomiky. Jsou pouţíványtyto pneumatiky:‣ standardní přetlakové, které jsou nejvíce pouţívány. Montují se na kaţdé kolodvojitě, takţe rypadlo má osm pneumatik. Dezén pneumatik lze volitvzhledem ke způsobu práce v různých půdních podmínkách. Existujínapříklad dezény pro rypadla pracující pouze na veřejných komunikacích,dále jsou dezény pro práci v písčitých terénech, nebo také skalní dezény. Typak zaručují optimální přenos síly do terénu a pohyblivost rypadla.‣ nízkotlaké pneumatiky bezdušové. Jsou samostatně montované na nápravách,takţe na podvozku jsou pouze 4 pneumatiky. Někdy trochu omezují rychlostpodvozku, ale mají také řadu výhod, např. při jízdě v terénu mají měkčízáběr, větší styčnou plochu s půdou a tím i menší měrný tlak, méně poškozujídráhu a jsou pouţitelnější v málo únosných podmínkách. Vytvářejí lepšípodmínky pro odpérování a zmenšují dynamické nárazy na svršek rypadlaa tím i jeho opotřebení.‣ širokoprofilové pneumatiky. Podle odborníků jsou velmi perspektivníu mobilních strojů do nejtěţších terénů. Vedle rypadel se objevují takéu kolových dozerů, autogrejdrů, zhutňovacích strojů apod. Jejich výhodamijsou nízký měrný tlak na půdu, dobrá průchodnost a pohyblivost v terénu,menší zranitelnost pneumatik, mají větší nosnost a dobře snášejí zatíţení.c) Nápravy: Kolová rypadla mají obvykle přední nápravu uloţenu výkyvně, zatímcozadní náprava je tuhá. Toto uspořádání je potřebné k tomu, aby kola měla se zeminoustále dobrý styk i na nerovném terénu, příznivě to ovlivňuje jízdní vlastnostipodvozku. Při práci by však toto uspořádání způsobovalo kývání celého rypadla,proto se musí přední osa při práci znehybňovat.119

Lopatová rypadlad) Opěry podvozků: Ke zvýšení stability kolových rypadel se pouţívají výsuvné opěry,které umoţňují větší zatíţení rypadla, příznivější provozní podmínky a sníţení jehoopotřebení. O velkém významu opěr svědčí mnoho studií prováděných zahraničnímivýrobci kolových lopatových rypadel. Opěry u kolových podvozků jsou sklápěcínebo výsuvné. Nejčastějšími poţadavky na správnou funkci opěr jsou tyto:‣ opěry musí umoţnit jednoduché a rychlé ustavení stroje do pracovní polohy‣ opěry musí být řízeny z místa strojníka a jejich ovládání nesmí bránit pojezdustroje do jiné pracovní polohy‣ opěrná deska musí mít velikost odpovídající poţadavkům měrného tlaku napůdu a uloţena má být kloubově‣ doba vysunutí má být co nejkratší a moţnost výsuvu opěr nezávisle na soběv libovolné poloze3. Pracovní zařízeníPracovní zařízení rypadel (obr. 4.9), kloubově připojené na otočný svršek, tvoří:‣ výloţník, který je nosnou částí pracovního zařízení s příslušným hydraulickýmzařízením,‣ násada jako spojovací článek mezi výloţníkem a pracovním strojem,‣ pracovní nástroje (lopaty, drapáky, jeřábové zařízení apod.).Obr. 4.9 Základní pracovní zařízení u hydraulických rypadela) Druhy výloţníků:‣ Jednodílné výloţníky tvoří jeden kus ze svařovaného ocelového plechu.Jejich předností je značná pevnost a moţnost velkého zatíţení. Ke strojům sepřidávají v různých délkách podle povahy práce.‣ Výloţníky vícedílné – dělené. Jsou zpravidla sloţeny ze dvou dílů, přičemţhorní díl lze po spodním dílu posouvat nebo měnit úhel jejich sklonu. Tím jeumoţněna snadná volba a úprava dlahových parametrů bez výměnyvýloţníků.120

Lopatová rypadla‣ Výloţníky teleskopické jsou u rypadel značně oblíbené. Rozšiřují rozsahpracovních moţností zejména při planýrovacích nebo dokončovacích pracích‣ Výloţníky příhradové. Pouţívají se u jeřábových zařízení nebo u vlečnýchkorečků. Ovládání lan pro zdvih břemene nebo zdvih výloţníku se provádínavíjecími bubny.b) Násady (obr. 4.9). Z hlediska volby optimálních technologických parametrů, jako jenapříklad změna vyklápěcí výšky s ohledem na druh odvozního prostředku, hloubkykopání nebo zvýšení rypné síly, se ke stroji pouţívají dvě aţ čtyři různé délky násad.Podle zaměření práce stroje a jeho pracovních nástrojů se uţívají délky násad1 ÷ 10 m i větší. Násada je ovládána hydromotory.c) Pracovní nástroje. Jsou v mnoha druzích ovladatelně uchyceny na násadě.Nejobvyklejší standardní nástroje u kolových rypadel jsou lopaty (obr. 4.10)a drapáky (obr. 4.11) různých druhů:1 – hloubkové nebo výškové lopaty,2 – dráţkové lopaty s normálním nebo nuceným vyklápěním,3 a 4 – příkopové a čistící lopaty,5 – profilové lopaty.Obr. 4.10 Pouţívaný sortiment lopat u kolových rypadelObr. 4.11 Pouţívaný sortiment drapáků u kolových rypadelPro drapákové nástroje máme tyto druhy:1 dráţkovací čelisťové drapáky,2 čelisťové drapáky po těţení zeminy,121

Lopatová rypadla3 čelisťové drapáky pro nakládku či vykládku sypkých materiálů obdobných rozměrůjako u zemin,4 čelisťové drapáky pro zemědělské účely,5 drapáky kruhového profilu pro zakládání staveb,6 víceúčelové drapáky pro kusový materiál, šrot apod.,7 čelisťové drapáky pro dřevo.Vedle uvedených standardních nástrojů bývají stroje ještě vybaveny bouracím hydraulickýmkladivem, šnekovým vrtákem na zeminu, shrnovací lopatou, vidlicí pro překládání paleta řadou dalších.4. Speciální rypadla na automobilovém podvozkuAutomobilová rypadla mají ve světovém měřítku poměrně malou produkci, protoţeautomobilové podvozky, na které jsou montovány, jsou příliš drahé. Horní otočný svršekrypadla na autopodvozku je obvykle shodný s některým typem kolového nebo pásovéhorypadla sériové výroby. Hlavním pouţívaným typem speciálních automobilových rypadeljsou kolová teleskopická rypadla (obr 4.12). Jsou určena pro zemní práce dokončovací, přikonečných úpravách okolních terénů u staveb, dále také pro zemní práce malého a středníhorozsahu. Při pouţití vhodného pracovního nástroje je můţeme vyuţít na rozrušování zeminyve středně i těţkokopných třídách. Základním rysem těchto strojů je teleskopicky ovládanývýloţník, na jehoţ konec se montují rozmanité druhy nástrojů a zařízení.Obr. 4.12 Základní pracovní zařízení u hydraulických rypadel1 – polohové podpěrné rameno, 2 – vnější rameno výloţníku, 3 – vnitřní teleskopické rameno výloţníku,4 – otočná hlava, 5 – pracovní nástroj, 6 – přímočarý hydromotor, 7 – mechanismus pro změnu polohyvýloţníku, 8 – podpěry, 9 – podpěra výloţníku122

Lopatová rypadlaPojmy k zapamatováníPracovní zařízení tvoří teleskopický výloţník, pracovní nástroje a zařízení pro uchycenívýloţníku na otočném svršku včetně příslušných hydromotorů. Vnější rameno teleskopickéhovýloţníku (2) je kloubovitě uloţeno na polohovém rameni (1), které je opět výkyvně uloţenona kozlíku připevněném na konstrukci otočného svršku. Do vnějšího ramene (2) seteleskopicky zasouvá vnitřní rameno (3), které je čtvercového nebo trojúhelníkového profilu.Ve vnějším rameni (2) je uloţen dlouhý, přímočarý hydromotor, který oboustranně vysouvávnitřní díl výloţníku (3) s pracovním nástrojem (5). Pracovní nástroj (nejčastěji lopata) můţekonat dva pohyby, naklápění lopaty a otáčení lopaty kolem podélné osy výloţníku v obousměrech. Vysunutí teleskopického výloţníku s pracovním nástrojem, tj. sklon a zdvih, jeovládáno dvěma přímočarými hydromotory (6).Teleskopická rypadla jsou vedle dokončovacích prací schopna provádět i mnoho dalšíchúkonů, vyskytujících se ve stavební činnosti. K vybavení strojů pro tento účel je zapotřebíširoký sortiment pracovních nástrojů:‣ různé druhy lopat se zuby, bez zubů, drenáţní, profilové, čistící a zarovnávací, lopatyna řepu a zemědělské produkty, lopaty na trhání dlaţby,‣ shrnovací radlice, kleště na balvany, hydraulické vidle, rozrývací nůţ, hydraulickébourací kladivo, řezač asfaltu, zhutňovací válce, vibrační deska apod.Odměna a odpočinekVýborně, osmý výukový týden máš právě za sebou, teď si odpočiň, dej si nohy nastůl a něco dobrého k pití, pak se pokus shrnout obsah kapitoly a vrhni se najednotlivé úkoly.Shrnutí kapitolyRypadla dosahují velkých rypných sil, proto se také pouţívají k rozpojováníi tvrdších hornin v nejrůznějších terénech. Rypná síla je omezena jen podmínkamistability stroje jako celkuPracovní rozsah rypadel je velmi široký nejen u stavebních prací, ale takéu všech druhů prací inţenýrských, skrývkových na povrchových dolech, v těţenístavebních hmot, při melioračních a zemědělských pracích apod.Rypadla můţeme dělit dle konstrukčního provedení, pracovního nástroje,pohonu, pohyblivosti stroje apod.Teleskopická rypadla jsou vedle dokončovacích prací schopna provádět i mnohodalších úkonů, vyskytujících se ve stavební činnosti. K vybavení strojů pro tentoúčel je zapotřebí široký sortiment pracovních nástrojů.123

Lopatová rypadlaKontrolní otázka1. Jak se dělí traktorové nosiče dle jejich instalovaného výkonu?2. Jaké jsou přednosti kolových podvozků rypadel oproti pásovým podvozkům?3. Jaké jsou základní typy lopatových rypadel?4. Jaká jsou základní pracovní zařízení u minirypadel?Korespondenční úkol1. Vypište základní pracovní zařízení u hydraulických rypadel.2. Napište alespoň 5 vybraných odpadů dle zákona 185/2001 Sb.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jak se dělí traktorové nosiče dle jejich instalovaného výkonu?2. Z čeho se skládá rypadlové zařízení traktorového nosiče?3. Jaké jsou přednosti kolových podvozků rypadel oproti pásovým podvozkům?4. Jaké jsou základní typy lopatových rypadel?5. Jaká jsou základní pracovní zařízení u minirypadel?124

Devátý výukový týden – Lopatová rypadla na pásovém podvozkuLopatová rypadlaČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky lopatových rypadel na pásovém podvozku,definovat základní typy strojů,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje na daném podvozku,chápat pracovní poţadavky na pásový podvozek a řešit jednotlivé odpory při jízděpřímé i v oblouku.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad4.2.4 Pásová lopatová rypadlaU podvozků pásových lopatových rypadel se hmotnost rozkládá na relativně velkou plochu,coţ umoţňuje přenášet na půdu značně větší pojezdové síly, neţ je tomu u podvozkůkolových. Tím se dociluje nízký měrný tlak na půdu i při velké hmotnosti, dále pak stabilita,vysoká průchodnost terénem, schopnost pohybu po neschůdném terénu a velká stoupavost.Pojmy k zapamatování1. Hlavní části a sloţení pásů (obr. 4.13).Řetězový pás obíhá mezi hnacím turasovým kolem (1) a vodicím kolem (2). V horní větvipásu jsou podpěrné kladky (7), kladky spodní větve pásu jsou kladky nosné (8). Celý řetězovýpás je sloţen z řetězových článků (4), které mají dlouhotrvající mazání. Do dutého hřídele senapouští olej, který proniká otvorem mezi třecí plochy nejvíce namáhaných částí čepua pouzdra. Výměnu oleje umoţňuje uzávěr v dutém hřídeli. Článek řetězu je dále sloţen ze125

Lopatová rypadladvou lamel (3). Opěrné desky pásu (6) jsou přišroubovány ke článkovým lamelám (4)v různých šířkách, které rozhodují o měrném zatíţení pásů na půdu.Obr. 4.13 Hlavní části a sloţení pásu1 – hnací turasové kolo, 2 – vodící kolo, 3 – kovaná lamela, 4 – řetězový článek, 5 – koncový přestavitelnýčlánek, 6 – opěrná deska, 7 – podpěrné kladky, 8 – nosné kladky2. Pásové podvozkyÚnosnost půdy, na níţ má stroj pracovat, rozhoduje o výběru šířek opěrných desek pásů,kterým jsou přizpůsobeny druhy pásových podvozků (obr. 4.14). Podvozky St jsoustandardní, určené pro střední a velké měrné tlaky 40 ÷ 135 kPa. Podvozky LC (LongCrawler) mají širokou stopu a velký rozvor, coţ umoţňuje pouţít opěrné desky o velkýchšířkách a tím sníţit měrný tlak na půdu. Tyto podvozky jsou vhodné pro málo únosné půdya měrné tlaky menší neţ 30 kPa. Podvozky HD (Heavy Duty) jsou určeny do nejtěţšíchprovozů s velkým namáháním jednotlivých částí. Jsou silněji dimenzovány pro měrné tlakynad 100 kPa.Obr. 4.14 Druhy pásových podvozků rypadelSt – standardní, LC – Long Crawler, HD – Heavy Duty3. Pracovní zařízení pásových rypadelMezi základní pracovní zařízení patří výloţník, násada a pracovní nástroje (lopaty, drapákyatd.). Výloţník je nosná část pracovního zařízení s příslušnými hydraulickými mechanismy,126

Lopatová rypadlazpravidla je k otočnému svršku připojen kloubově. Násada je spojovací článek mezivýloţníkem a pracovním nástrojem. Obě části jsou pro určitý druh práce účelově zaměřenya tomuto účelu je podřízen jejich výběr k danému stroji.Pojmy k zapamatovánía) Výloţníky. Existuje celá řada druhů výloţníků, které se rozdělují podle jejich pouţití:‣ jednodílné výloţníky,‣ dělené výloţníky (vícedílné),‣ účelové výloţníky pro velké dosahy,‣ posouvatelné a teleskopické výloţníky,‣ speciální výloţníky stranově lomené,‣ výloţníky příhradové.b) Násady (obr. 4.15). Kaţdý výrobce rypadel dodává podle přání zákazníka s kaţdým typemrypadla 3 ÷ 6 velikostí násad. Pro běţné těţení jsou jejich délky 2 ÷ 6 m. O pouţitém druhurozhoduje jednak poţadovaný dosah těţení ale také druh těţeného materiálu. Čím je délkanásady kratší, tím větší rypnou sílu lze na zubech lopaty vyvinout.Obr. 4.15 Sada násad různých délekc) Pracovní nástroje. Hydraulická rypadla mají snad ze všech druhů strojů nejpočetnějšísortiment přídavných druhů pracovních nástrojů.4.2.4.1 Rypadla s hloubkovými lopatamiHloubkové lopaty patří pro svůj široký rozsah pouţití v různých technologických podmínkáchmezi nejrozšířenější pracovní nástroje hydraulických rypadel. Hydraulické zařízenía příslušenství na stroji umoţňují rypadlu pracovat i pod povrchem terénu (obr. 4.16).127

Lopatová rypadlaObr. 4.16 Hloubková lopata můţe pracovat pod terénem i nad nímPracovní zařízení (obr. 4.17) se skládá z výloţníku (1), v tomto případě jednodílný, který jekloubově napojen na násadu (2). Výloţník je ovládán jedním nebo dvěma hydromotory (H 1 )a násada hydromotorem (H 2 ). Na násadu je klopně napojena lopata (3), ovládanáhydromotorem (H 3 ). Spojovací mechanismus (4) musí umoţnit překlápění lopaty pomocíhydromotoru (H 3 ) a současně vytvořit rychlospojovací článek pro výměnu různých druhůlopat.Obr. 4.17 Sestava pracovního zařízení u hloubkových lopatMezi druhy hloubkových lopat můţou patřit například univerzální lopaty (standardní).Umoţňují montáţ na stejnou násadu rypadla buď pro činnost hloubkové lopaty, nebo výškovélopaty.Dalším vyuţívaným typem jsou skalní lopaty (obr. 4.18), ve srovnání s lopatami standardnímimají u stejného stroje menší objem, protoţe jsou určeny pro těţbu nebo nakládku těţkýchhornin. Zuby těchto lopat jsou z nejtvrdších manganových nebo jiných nejhouţevnatějšíchocelí či jiných slitin. Uplatnění těchto lopat je například při skrývkách nadloţív kamenolomech nebo nakládce rozpojených hornin.128

Lopatová rypadlaObr. 4.18 Druhy skalních lopat: a) těţební lopaty, b) lopaty pro nakládkuDále jsou to dráţkovací a drenáţní lopaty (obr. 4.19). Uţívají se při melioračních pracích provyhloubení úzkých dráţek ve středních a lehkých zeminách, do nichţ se ukládají různé druhydrenáţí nebo odvodňovacích potrubí. O vhodné volbě lopaty rozhoduje druh těţenéhomateriálu a poţadovaná šířka dráţky.Obr. 4.19 Druhy drenáţních lopata) s mechanicky vyklápěcí klopkou, b) pro velmi úzké rýhy s boční řeznou stěnouDále se také pouţívají rozrývací zuby, které se montují na násadu rypadla a pouţívají se prorozrušování velmi tvrdých povrchů, čistící a příkopové lopaty, pouţívající se především načištění zarostlých příkopů, na hloubení nových příkopů s malým profilem, proti hloubkovýmlopatám jsou podstatně širší, nebo profilové lopaty, které jsou speciálně navrţeny prohloubení profilových dráţek, obyčejně lichoběţníkového tvaru, pro průtoky vodních nebokanalizačních odpadů apod.4.2.4.2 Rypadla s výškovými a nakládacími lopatamiPojmy k zapamatováníPracovní zařízení se zde liší od předchozího typu podle obrázku 4.20. Činnost pracovníhozařízení je podřízena funkční činnosti pracovního nástroje. Z tohoto pohledu se rypadlamůţou rozdělit na rypadla s výškovou lopatou a na rypadla s nakládací lopatou. Podle129

Lopatová rypadlaobdobného hlediska se dělí i druhy lopat, na výškové a nakládací lopaty. Lopaty pro výškovétěţení jsou obvykle stejné jako lopaty pro hloubkové těţení z předchozí části.Obr. 4.20 Hlavní části pracovního zařízení rypadel1 – výloţník, 2 – násada, 3 – čep spojující násadu s lopatou, 4 – opěrná čelist lopaty, 5 – výkyvná čelist lopaty sezuby, 6 – hydromotory pro zdvih výloţníku, 7 – hydromotor pro ovládání násady, 8 – hydromotor pro ovládánílopaty a její klopný úhel, 9 – hydromotor pro ovládání výkyvné čelisti lopatyLopaty nakládací jsou lopaty slouţící u moderních hydraulických rypadel, nejen k nakládánírozpojené horniny, ale také k těţení. Podle druhu nakládaného nebo těţeného materiálu sevolí i různé druhy konstrukčně řešených lopat, kterými jsou:‣ Zubové lopaty s rovným břitem (obr. 4.21) mají přišroubovány jednodílné nebodvojdílné zuby. Mohou být upraveny pro lehce těţitelný materiál, nebo pro nakládkulehkých materiálů.‣ Zubové lopaty se šípovým břitem. Tento břit umoţňuje předsunutým zubům snázepronikat do materiálu, bez většího odporu a otěru.‣ Zubové lopaty pro nakládku štěrku, které mají relativně malou hmotnost a mezimezerami propadá nevhodný písek nebo hlína.‣ Bezzubé lopaty s rovným břitem jsou vhodné pro nakládku sypkých materiálů.‣ Bezzubé lopaty se šípovým břitem jsou vhodné pro těţení a nakládku různých druhůmateriálu.‣ Nakládací lopaty čelisťové zubové (obr. 4.22) mají nejlepší výsledky, protoţeumoţňují dobrý výsyp lepkavých i kusových materiálů bez překlápění lopaty, pouzerozevřením čelistí.‣ Zuby můţou být rovné nebo upravené šípově. Nakládací lopaty čelisťové bezzubés rovným nebo šípovým ostřím (obr. 4.23)130

Lopatová rypadlaObr. 4.21 Nakládací zubová výklopná lopataObr. 4.22 Čelisťová lopata zubováObr. 4.23 Čelisťová lopata bezzubá se šípovým břitem4.2.4.3 Rypadla s drapákovým zařízenímDrapákové zařízení je montováno na všech druzích lanových i hydraulických rypadel napásových i kolových strojích. Pracovní zařízení u rypadel s hydraulickým drapákem je vidětna obrázku 4.24. Na jednodílném nebo děleném výloţníku je vyměnitelná násada (3), na níţje kloubovitě (4) zavěšen drapák (6). Při spuštění na horninu při otevřených čelistech působína drapák ve směru kolmém velká přítlačná síla, kterou zčásti vytváří hmotnost pracovníhozařízení a stroje a činnost hydromotorů (7) a (8). Výloţníky a násady jsou u tohoto zařízenístejné jako u zařízení s lopatami.131

Lopatová rypadlaObr. 4.24 Pracovní zařízení u rypadel s hydraulickým drapákem1 – základní výloţník, 2 – přestavitelný horní díl výloţníku, 3 – vyměnitelná násada, 4 – čep spojující tutonásadu s drapákem, 5 – drapáková nosná tyč s objímkou, 6 – čelisti drapáku se zuby, 7 – hydromotor proovládání výloţníku, 8 – hydromotor pro ovládání násady, 9 – hydromotory pro ovládání čelisti drapákuDruhy drapáků:‣ Hydraulické dvoučelisťové drapáky (obr. 4.25).‣ Úzkoprofilové dvoučelisťové drapáky (obr. 4.26).‣ Standardní těţební dvoučelisťové drapáky. Jsou nejvíce pouţívány u rypadel prohloubení pravoúhlých výkopů, velkých podzemních stěn a hloubení při paţení.‣ Drapáky bezzubé (obr. 4.27).‣ Drapáky pro těţení z velkých hloubek.‣ Drapáky na dřevo, a zejména také na kulatinu (obr. 4.28).‣ Vidlové dvoučelisťové drapáky (obr. 4.29), pouţívají se zejména v zemědělství.Obr. 4.25 Hlavní části hydraulického dvoučelisťového drapáku1 – závěsná drapáková vidlice, 2 – hydraulický mechanismus s otočí, 3 – střední nosník, 4 – pístnicehydromotorů, 5 – čepy čelistí132

Lopatová rypadlaObr. 4.26 Úzkoprofilový dvoučelisťový drapákObr. 4.27 Drapák bezzubý pro sypké materiályObr. 4.28 Drapáky na dřevo133

Lopatová rypadlaObr. 4.29 Vidlový dvoučelisťový drapák4.2.4.4 Speciální zařízení hydraulických rypadelPojmy k zapamatováníHydraulická rypadla mají ze všech strojů pracujících ve stavebnictví největší početpřídavného pracovního zařízení. Kromě jiţ výše uvedených pracovních zařízeních, jei několik dalších, které bychom mohli označit jako speciálních. Mezi ně patří:1. Hydraulické frézy – pro plošné nebo dráţkové frézování všech druhů hornin, povrchovéfrézování ploch betonových, ţivičných, skalních a jiných. Fréza jako nástroj je kloubověuloţena na násadě výloţníku. Ve skříni je rotační hydromotor, který je zásoben tlakovýmolejem z hydraulické soustavy rypadla.2. Hydraulická kladiva (obr. 4.30), montovaná na výloţnících a násadách hydraulickýchrypadel, jsou široce uţívaná zejména pro bourací práce nebo pro dělení stavebních materiálů.Obr. 4.30 Pásové rypadlo s hydraulickým kladivem – Caterpillar H130134

Lopatová rypadlaKe své činnosti dostávají potřebnou tlakovou kapalinu z hydraulického obvodu rypadla, kterémusí být pro tyto účely dostatečně dimenzováno. Hlavní údaje pro výběr kladiva a potřebnéhorypadla jako nosiče jsou: hmotnost kladiva, délka kladiva, potřeba tlakového oleje a provoznítlak. Pouţívání hydraulických kladiv je mnohostranné, například při rozrušování betonu navozovkách, v základech, při demoličních pracích u zdiva, armovaných či nearmovanýchbetonů, ve skalních pracích k těţbě nebo k dělení bloků, nebo odstraňování skalních podloţípři hloubení příkopů a práci pod vodou.4.3 Technologické a přepravní parametry lopatových rypadelPojmy k zapamatováníTechnologické parametry jsou údaje charakterizující pracovní zařízení, jeho činnost a dráhyjeho působení v technologickém procesu. Záběrové dráhy zubů lopaty jsou vyjádřenykřivkami dosahů (obr. 4.31), jejichţ velikost je ovlivněna přestavěním děleného výloţníkuv otvorech A, B, C nebo změnou polohy výloţníku.Obr. 4.31Hlavní technologické parametry hydraulických rypadel vyjadřují záběrové dráhy zubů lopaty, omezenékřivkami dosahůA – vodorovný dosah, B – hloubkový dosah, C – výškový dosah, D – výsypná výška135

Přepravní parametry hydraulických rypadel:Lopatová rypadlaKolová rypadla jsou přepravována na kratší vzdálenosti buď vlastní motorickou silou, nebosilou vleku. Na velké vzdálenosti se obvykle přepravují po ţeleznici. Stroj je ve smontovanémstavu s pracovním zařízením. Pásová rypadla do určitého objemu lopaty se také přepravují vesmontovaném stavu po ţeleznici. Při přepravě těchto strojů na kolovém i pásovém podvozkuje třeba dobře znát přepravní údaje, udávané výrobcem.Volba dopravních prostředků při nakládce a odvozu hornin je také velmi důleţitý aspekt,protoţe při přepravě hornin je moţné pouţít různých druhů dopravních prostředků. Pro jejichekonomickou volbu jsou rozhodující tato kritéria:‣ dopravní vzdálenost přepravované horniny,‣ stav vozovek, moţnost jejich úprav či rekonstrukce,‣ mnoţství přepravovaného materiálu,‣ technologický postup a moţnosti nakládky vytěţeného materiálu,‣ velikost a druh nakládacího prostředku,‣ stav a prostor nakládky,‣ druh přepravovaného materiálu,‣ objemová hmotnost materiálu,‣ povětrnostní a klimatické podmínky,‣ cena přepravovaného objemu materiálu.Dopravní prostředky se volí tak, aby co nejlépe splňovaly technická a ekonomická kritéria.Mezi nejběţněji pouţívané dopravní prostředky patří například:1. Konvenční silniční nákladní vozidla (obr. 4.32). Jsou vhodné pro dopravu hornin naveřejných komunikacích, kde mohou dosáhnout vyšších rychlostí na přepravní vzdálenostvětší neţ 1 km. Neupravené cesty vyţadují pro tato vozidla tvrdý povrch a podstatně sníţenourychlost. Malá kola vozidel se v měkkém terénu zabořují. Špatný terén taky současně sniţujejejich roční vyuţitelnost. Celkově mají relativně vysoké náklady na údrţbu a opotřebenípneumatik.Obr. 4.32 Konvenční sklápěče pro dopravu hornin136

Lopatová rypadla2. Dampry s pevným rámem (obr. 4.33) jsou velmi robustní velkokapacitní stroje, určené prozemní a skalní horniny. Mají velký motorický a brzdný výkon. Jsou také vhodné pro dopravnívzdálenosti nad 1 km v terénu s tvrdým podkladem a při pohonu náprav 4 × 2 mají problémyv měkkém a hladkém podloţí. Mají vysoký měrný tlak na půdu, a tudíţ plně naloţenénemohou jezdit po veřejných komunikacích.Obr. 4.33 Damper s pevným rámem – Carepillar 7703. Dampry s kloubovým rámem (obr. 4.34) jsou speciálně konstruovány pro měkkéa nezpevněné terény. Mají velká kola, nízké měrné tlaky na půdu a pohony náprav 4 × 4 nebo6 × 4, častěji však 6 × 6. Jsou tedy vhodné pro provoz i v nejtěţším terénu. Pro tyto vlastnostije vozidlo podstatně vyuţitelnější neţ ostatní. Mají menší pojezdové rychlosti neţpředcházející stroje. Hodí se pro dopravní vzdálenosti do 5 km.Obr. 4.34 Damper s kloubovým rámem – Caterpillar 740 EJ137

Lopatová rypadla4.4 Provoz a údrţba rypadelRypadla bývají poměrně drahé a vysoce výkonné stroje. Jejich provozovatelé jim musívěnovat značnou pozornost při provozu, údrţbě, bezpečnosti práce a ochraně zdraví při práci.Pojmy k zapamatováníZa tímto účelem je vydána norma ČSN 27 7012 s názvem Provoz a údrţba , bezpečnost prácea ochrana zdraví, která je v platnosti od 1.9.1991. Norma obsahuje pokyny potřebné propouţívání strojů, poţadavky pro zvedání a přepravu břemen lopatových rypadel, provoznídokumentaci, příslušenství, výstroj a výbavu, zakázanou činnost, přípravu k provozu stroje,ukončení provozu, výměnu a nastavení pracovních zařízení, zapojení a odpojování přípojnýchstrojů, kontrolu technického stavu a preventivní údrţbu a opravy.Odměna a odpočinekVýborně, devátou kapitolu máš za sebou, teď si dej malou pauzičku, přečti si párvtipů a pak vyřeš jednotlivé kontrolní otázky.Shrnutí kapitolyU podvozků pásových lopatových rypadel se hmotnost rozkládá na relativněvelkou plochu, coţ umoţňuje přenášet na půdu značně větší pojezdové síly, neţ jetomu u podvozků kolových. Tím se dociluje nízký měrný tlak na půdu i při velkéhmotnosti, dále pak stabilita, vysoká průchodnost terénem, schopnost pohybu poneschůdném terénu a velká stoupavost.Hloubkové lopaty patří pro svůj široký rozsah pouţití v různých technologickýchpodmínkách mezi nejrozšířenější pracovní nástroje hydraulických rypadel.Hydraulické zařízení a příslušenství na stroji umoţňují rypadlu pracovat i podpovrchem terénuLopaty nakládací jsou lopaty slouţící u moderních hydraulických rypadel, nejenk nakládání rozpojené horniny, ale také k těţení. Podle druhu nakládaného nebotěţeného materiálu se volí i různé druhy konstrukčně řešených lopat.Drapákové zařízení je montováno na všech druzích lanových i hydraulickýchrypadel na pásových i kolových strojích.Hydraulická rypadla mají ze všech strojů pracujících ve stavebnictví největšípočet přídavného pracovního zařízení.Technologické parametry jsou údaje charakterizující pracovní zařízení, jehočinnost a dráhy jeho působení v technologickém procesu.138

Lopatová rypadlaKontrolní otázka1. Jak se dělí lopatová rypadla dle jejich konstrukčního provedení?2. Jak se dělí rypadla dle jejich pohyblivosti?3. Jak se dělí rypadla dle jejich pohonu?4. Jaká jsou základní konstrukční řešení lopat?Korespondenční úkol1. Vypište rozhodující ekonomická kritéria při volbě dopravního prostředku těţenéhorniny.2. Vypište základní konstrukční řešení lopat hydraulických rypadel.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jak se dělí lopatová rypadla dle jejich konstrukčního provedení?2. Jak se dělí rypadla dle jejich pohyblivosti?3. Jak se dělí rypadla dle jejich pohonu?4. Který typ drapáku se nepouţívá?5. Jaká jsou základní konstrukční řešení lopat?139

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače5 DOZERY, SKREJPRY, GREJDRY, ROZRÝVAČEPo úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLYBudete umět:popsat základní konstrukční celky předmětné skupiny strojů,definovat základní principy a technologii práce dozerů, skrejprů,grejdrů a rozrývačů,řešit výkonnost jednotlivých strojních celků dle jejich pouţití,definovat principy a jednotlivé konstrukční celky základních typůstrojů,získáte všeobecné znalosti dané problematiky a budete se umětv daném oboru orientovat.Budete umětBudete schopni:orientovat se v oblasti zemních strojů pro úpravu pláně a plochvětšího rozsahu.Budete schopni140

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeDesátý výukový týdenČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky předmětných zemních strojů,definovat základní typy dozerů, skrejprů, grejdrů a rozrývačů,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje,chápat problematiku nivelizace stroje a pracovního nástroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad5.1 DozeryPojmy k zapamatováníDozery jsou stroje pro zemní práce s cyklickým způsobem práce. Pracovní zařízení tvoříradlice zavěšená pomocí vzpěrných ramen a přímočarých hydromotorů na pásovém nebokolovém nosiči traktoru. Rozpojování, transport a rozprostírání, jeţ jsou základnímipracovními funkcemi dozerů, jsou závislé na trakční síle pojezdu. Velikost trakční síly seodvozuje od mohutnosti pohonu, charakterizovaného jmenovitým výkonem a hmotností strojea vlastnostmi terénu.5.1.1 Pouţití a rozdělení dozerůVzhledem k technologii práce se dozery pouţívají nejčastěji na stavbách pozemnícha vodních děl, při stavbě komunikací, na povrchových dolech a lomech, ale také velmi často141

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývaček manipulaci se sypkými materiály na skládkách. Mohou hloubit výkopy pro stavebnízáklady, pro meliorační kanály, příkopy apod., těţit horninu, rozhrnovat ji, ukládat ji donáspu, urovnávat terén a částečně ho i hutnit, případně zasypávat výkopy apod.Dozery se uţívají i pro další pomocné práce, např. k odstraňování porostů, pařezů, kácenístromů, odstraňování sněhu, k postrku nebo taţení jiných strojů pro zemní práce v extrémnětěţkých podmínkách, k vyprošťování atd.Základní funkční části dozerů jsou zobrazeny na obrázku 5.1.Obr. 5.1 Základní funkční celky dozerů1 – nosič pracovního zařízení, 2 – poháněcí agregát, 3 – podvozek, 4 – kabina strojníka, 5 – ovládací prvky, 6 –radlice, 7 – tlačná ramena, 8 – hydromotory pro změnu náklonu radlice, 9 – hydromotory zdvihu radlicePojmy k zapamatováníDozery lze rozdělit podle dvou hlavních znaků:a) Podle druhu podvozků: 1) pásové dozery (obr. 5.2); 2) kolové dozery (obr. 5.3)Obr. 5.2 Pásový dozer – Caterpillar D5K142

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeObr. 5.3 Kolový dozer – Caterpillar 824Hb) Podle moţností v nastavení radlice:1 buldozery, tj. dozery s radlicí nastavenou kolmo na podélnou osu stroje. Mohouzeminu rýpat a hrnout pouze dopředu,2 angledozery, tj. dozery, jejichţ radlici je moţné natočit v horizontální rovině aţ o 60°vzhledem k podélné ose stroje. Pracují jako buldozery nebo hrnou horninu do strany,3 tiltdozery, tj. dozery, jejichţ radlici lze natáčet ve vertikální rovině aţ o 30°. Radlicemůţe rýpat jedním sníţeným koncem,4 univerzální dozery, tj. dozery, jejichţ radlice má všechny předchozí moţnostinastavení, případně je moţná výměna za jiný pracovní nástroj. Většina dozerů mápracovní zařízení univerzálního charakteru,5 speciální dozery. Nejpouţívanější jsou dozery šípové, jejichţ radlice má dvě křídla,otočná a stavitelná kolem své osy. Můţe pracovat téţ jako šípový pluh, angledozernebo buldozer. Můţou sem patřit také dozerové nakladače, vybavené čelisťovouradlicí upevněnou na hydraulicky ovládaném pákovém systému. Čelist s radlicí tvoříotvíratelnou lopatu, se kterou se dá pracovat podobně jako s nakladačem, skrejprem čidrapákem.Dalším dělením můţe být např. podle způsobu ovládání, kde máme lanové nebo hydraulické,případně dělení dle výkonu motoru na malé (do 50kW), střední (50 aţ 180kW), a velké nad180 kW.5.1.2 Pracovní zařízení dozerůPojmy k zapamatováníDozerové zařízení se skládá z radlice, tlačných ramen, vzpěr a mechanismu na ovládání.Nejdůleţitějším zařízením je radlice, coţ je univerzální pracovní nástroj, který horninu143

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačerozrušuje, přemisťuje, ukládá, případně rozprostírá. Je charakterizována geometrickýmtvarem a rozměry. Na obr. 5.4 je znázorněn pohyb horniny při rýpání radlicí v soudrţnéa v sypké hornině. Soudrţná hornina je v první fázi tlačena a nabíhá na radlici. Proud horninyje unášen vzhůru a je usměrňován povrchem zakřivené radlice, aţ se v její horní části zlomía padá před radlici odkud je pak opět tlačen vzhůru a vytváří tak svitek. U sypké horninyvzniká stejný proud, pohybující se vzhůru, ale pro malou soudrţnost zeminy je pak hrnuta podsypným úhlem před radlicí.Obr. 5.4 Pohyb zeminy při rýpání, a) soudrţná zemina, b – sypká zeminaRadlice se musí konstruovat tak , aby hrnula horninu s minimálním odporem a aby se horninana radlici nelepila. To je moţné jen při správném pohybu horniny před radlicí. Základní tvaryradlic jsou na obr. 5.5.Obr. 5.5 Různé konstrukční řešení dozerových radlicNa obrázku 5a je např. řešení radlice pro zahlubování dobře vnikající do horniny, na obrázku5b je radlice pro řezání tenkých třísek, na obr. 5f je kruhový tvar radlice. Univerzální tvarradlice vzniká kompromisem mezi tvary a aţ f. Úniku zeminy do stran se dá zabránit bočnímiplechy nebo křídly (obr. 5.6).V praxi změny geometrie řezného nástroje se dají do jisté míry optimalizovat stavitelnostíradlice dle obr. 5.7. Radlice bývá ocelová, přední část je z jednoho nebo ze dvou dílů, přičemţspodní část, silně namáhaná, je skříňová s výztuţnými ţebry. Tloušťka plechu bývá 10 aţ 20mm. Radlice je ve spodní části zakončena přišroubovaným noţem (břitem) viditelným na obr.5.6, který je z kvalitní oceli, vzdorující otěru, případně má ostří opatřeno návarem.144

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeObr. 5.6 Boční křídla radlicObr. 5.7 Zařízení pro změnu řezného úhlu5.2 SkrejpryPojmy k zapamatováníSkrejpry jsou stroje pro zemní práce, slouţící k postupnému rozpojování, nakládání, přepravěa rozprostírání horniny. Patří do skupiny strojů s plošným způsobem práce. Faktoremurčujícím výkonnost skrejprů jsou trakční schopnosti při práci.Obr. 5.8 Jednoosý tahač s motorovým skrejprem1 – tahač, 2 – motorový skrejpr, 3 – korba skrejpru145

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeSkrejpry (obr. 5.8) tvoří traktorovou soupravu, sloţenou obvykle z jednoosého traktorovéhotahače a ocelové návěsné korby, ze spodu otevíratelné a sklopné. Na spodní řezné straněkorby je ocelová lišta, jejíţ břit se při sklopení korby a pojezdu zaboří do země, kterourozpojuje po vrstvách silných 10 ÷ 40 cm a nahrnuje do korby. Po navršení korby se jejívstupní otvor uzavře, skrejpr převeze zeminu na místo určení a korbu vyprázdní. Stroje jsouurčeny pro plošnou těţbu a odvoz zemin.Obr. 5.9 Vlečný skrejpr za pásovým traktorem1 – přední rám, 2 – zadní rám, 3 – ocelová korba s řezací lištou, 4 – lanový mechanismus pro ovládání zdvihukorby, 5 – lanový mechanismus pro ovládání předního čela korbyPracovním orgánem skrejpru je břit, který odřezává při pojezdu horninu, tloušťka odřezávanévrstvy se reguluje podle velikosti a typu stroje, zaplnění korby a vlastností horniny. Předníuzávěr musí být pootevřen natolik, aby nebránil vstupu odřezané horniny do korby, ale abysoučasně nedocházelo k vysypání jiţ vytěţené horniny z korby.Pracovní odpory jsou znázorněny na obrázku 5.10.Obr. 5.10 Proces rozpojování zeminy a plnění korby skrejpru1 – přední uzávěr korby, 2 – korba, F 1 – pojíţděcí odpor[N], F 2 – odpor řezání horniny[N], F 3 – odpor plněníhorniny do korby[N], F 4 – odpor hrnutí narýpané horniny[N], F 5 – odpor noţe[N]146

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače5.2.1 Konstrukční provedení skrejprů5.2.1.1 Vlečné skrejpryVlečné skrejpry (obr. 5.9) jsou nejstarší stroje s lanovým ovládáním korby objemu 6 ÷ 7 m 3 .Potřebný traktorový tahač měl výkon motoru 90 ÷ 110 kW a ekonomická přepravnívzdálenost těchto skrejprů byla 120 ÷ 400 m. Tyto stroje se v dnešní době nevyrábí a jsounahrazeny skrejpry s jednoosým tahačem.5.2.1.2 Jednomotorové skrejpryUspořádání můţeme vidět na obr 5.11.Pojmy k zapamatováníKonstrukční řešení je patrné z obr. 5.12. Zadní rám tahače (1) je upraven k přenosu taţné sílytahače na skrejprovou korbu (5). Ta je k tahači připojena svislým čepem, kolem něhoţ lze oběčásti vůči sobě natáčet působením dvou hydromotorů H, podobně jako u lomených rámůnakladačů. Skrejprový návěs se dále skládá z nosné roury (2) s přivařenými rameny (3), kterámají na koncích návěsy pro kulové čepy, v nichţ je uloţena korba (5). Zadní rám (4) máuchycenou korbu na most nápravy, od které přenáší všechny síly a momenty. Korba (5) jehlavním ústrojím skrejpru. Tvoří otevřenou nádobu ze svařených ocelových plechů a jejípřední část lze přímočarými hydromotory H 1 zvedat nebo spouštět do záběru. Zadní čelo (7)je posuvné při vytlačování zeminy z korby otevřeným čelem (6). Dno korby má v přední částivyměnitelnou řeznou lištu z manganové oceli, která tvoří plochý řezný nůţ v celé šířce stroje.Obr. 5.11 Jednomotorový skrejpr – Caterpillar 631G147

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeObr. 5.12 Provedení a hlavní díly jednomotorového skrejpru1 – zadní rám tahače, 2 – nosná roura, 3 – ramena, 4 – zadní rám, 5 – ocelová korba zvedaná hydromotory H 1 , 6– přední pohyblivé čelo, 7 – zadní posuvné čelo, 8 – ostruha pro postřik skrejpruFunkce skrejpru spočívá v provádění jednotlivých operací, které jsou uspořádány takto:‣ zvedne se přední uzávěr korby (6), kterým se otevírá prostor korby pro nabírání,‣ spustí se přední část korby hydromotory H1, s řeznou lištou do záběru,‣ stroj pojíţdí a lišta odebírá materiál, který je natlačován do prostoru korby,‣ po navršení korby se uzavře přední uzávěr (6),‣ přední část korby se nadzvedne pomocí hydromotorů do transportní polohy a skrejprje připraven převézt zeminu na místo potřeby.Pojmy k zapamatováníPři plnění korby materiálem je třeba velké taţné síly tahače zvláště pro napěchování materiáludo korby. Pro jízdu s naloţeným materiálem není zdaleka třeba tak velké taţné síly jako přijeho nabírání. V těchto případech bývá výkon motoru proti jízdě předimenzovaný a připřepravě není vyuţit. Tento problém je někdy řešen tak, ţe při nabírání zeminy do korbyvypomůţe postrkovou silou pásový nebo kolový traktor nebo dozer, který se opře do ostruhy(8). Pro jízdu v terénu pak uţ skrejpr postrk nepotřebuje.Pojezd jednoosého tahače skrejprů (obr. 5.13). Všechny druhy tahačů mají hydrodynamickýpohon s takovým uspořádáním trakčních a řídících mechanismů, jak je vidět na obrázku 5.13.Na hnací motor (1) je připojen hydroměnič (2). U některých variant je před hydroměničempředřazen planetový dělič, který při zvyšující se rychlosti tahače odklání přenos točivého148

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačemomentu tak, ţe sniţuje podíl pohonu od hydroměniče a zvyšuje podíl přímého pohonu přesmechanickou převodovku (3).Obr. 5.13 Umístění trakčních a řídících mechanismů u jednoosého tahače skrejpru:1 – vznětový motor, 2 – hydroměnič, 3 – převodovka, 4 – rozvodovka, 5 – spojovací kloubový hřídel, 6 –diferenciál, 7 - servořízení5.2.1.3 Dvoumotorové skrejpryTyto skrejpry (obr. 5.14) mají obě nápravy hnané, tj. přední traktorovou i zadní skrejprovou.Tím se zvyšuje aţ na dvojnásobek taţná síla stroje, která je třeba pro těţení i transportmateriálu.Obr. 5.14 Dvoumotorový skrejpr – Caterpillar 627GVýhodami tohoto zařízení jsou:‣ stroj při rozjíţdění dosahuje větší akcelerace,‣ při těţení není třeba vedlejšího postrku,‣ dosahují vyšší přepravní rychlosti i ve špatném terénu,149

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače‣ stroj s nákladem překonává větší stoupavost,‣ celková pohyblivost stroje je vyšší.Nevýhodami jsou:‣ vyšší pořizovací cena,‣ hmotnost soupravy je větší o 10 ÷ 30 %,‣ náklady na provoz jsou vyšší o 25 ÷ 30 %.Tento typ skrejprů se vyuţívá na stavbách, kde jsou obtíţné jízdní podmínky a příkré svahy.V obzvlášť těţkých podmínkách i tyto skrejpry potřebují postrk. Konstrukční řešení skrejprůse dvěma motory je obdobné jako u skrejprů s jednou hnací nápravou. Hnací vznětové motoryM1 a M2 (obr. 5.15) jsou stejné a stejné jsou i ostatní hnací mechanismy obou souprav.Ovládání obou motorů bývá společné, nebo lze samostatně ovládat motor tahače M1.Přídavného tahu zadního pohonu M2 se vyuţívá pouze při těţení nebo zdolávání těţkýchúseků terénu.Obr. 5.15 Dvoumotorový skrejprM 1 – motor tahače, M 2 – motor skrejpru5.2.1.4 Skrejpry elevátorovéPojmy k zapamatováníDůvodem tohoto uspořádání (obr. 5.16) je snaha sníţit odpory při těţení zeminy a jejímvnikáním do korby. Tomu napomáhá elevátor umístěný u přední stěny. Břitem rozpojenouzeminu vyhrabuje v korbě nahoru a zároveň ji rozmělňuje. Tím se zmenší odpor při plněnízeminy do korby. Zmenší se také potřebná taţná síla tahače.150

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeObr. 5.16 Skrejpr s elevátorem – Caterpillar 623GZpůsob nahrnování zeminy v korbě je na obrázku 5.17. Tento způsob je značně rozšířena většina výrobců vyrábí tyto druhy skrejprů.Výhody elevátorových skrejprů:‣ při těţení je zapotřebí o 20 ÷ 30 % menší taţné síly traktoru proti skrejpru bezelevátoru. Proto také není potřeba v normálních podmínkách pouţívat pomocnýpostrk,‣ stejnoměrnější zatěţování motorů po celou dobu plnění korby,‣ korba se lépe nakládá a zaplňuje, zvláště u sypkých materiálů se dosahuje značnéhonavršení,‣ výkon skrejprů se zvyšuje odstraněním čekacích časů vyplývajících z prácepostrkem,‣ mají dobrou schopnost srovnávat při těţení terén regulací hloubky záběru a plněnímkorby,‣ jsou schopny odebírat i tenkou vrstvu horniny,‣ moţnost rozprostírání zeminy rovnoměrně a postupně s přesností aţ ± 1,5 cm,‣ místo hladké lišty na dně korby lze namontovat rozrývací noţe, se kterými je moţnépracovat i v tvrdých zeminách, které by jinak vyţadovaly rozrytí,‣ jsou schopny rozmělnit a míchat těţený materiál, kterého lze pouţít při různýchhomogenizačních procesech.151

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeObr. 5.17 Funkční činnost skrejpru s elevátoremNevýhody elevátorových skrejprů:‣ elevátor stále pracuje v obrusném materiálu, takţe se jeho části rychlejiopotřebovávají,‣ na poruchovost elevátoru působí téţ vliv kamenů a kořenů, ukrytých v zemině,‣ při práci v lepivém materiálu se celý systém elevátoru zalepuje a ztrácí svou funkci,‣ cena elevátorového skrejpru je zhruba o 25 ÷ 30 % vyšší neţ u ostatních skrejprů,‣ náklady na provoz jsou vyšší asi o 10 ÷ 25 %.5.2.2 Uplatnění skrejprůPojmy k zapamatováníSkrejpry slouţí, jak uţ bylo naznačeno, k plošnému rozpojování, nakládání, přepravěa rozprostírání běţných druhů zemin, hlíny, jílu a různých jejich směsí, písku, štěrku apod.Důleţitým údajem u těchto materiálů je procento jejich vlhkosti. V zahraniční literatuře jeuváděna přípustná vlhkost povrchu taková, můţe-li po něm přejet prázdný i plný skrejprvlastní silou bez postrku.Dalším omezením pouţití skrejpru jsou skalnaté horniny. Dokonalejší technika povrchovéhorozrývání a skrejpry s přizpůsobenou lištou jsou pouţitelné pouze v horninách, pokud balvanynepřesahují velikost 30 ÷ 40 cm. Jsou velmi vhodné pro velké zemní práce k přesunu zeminpři stavbách silničních, ţelezničních, vodních, letištních, stavbě sídlišť, průmyslovýchkomplexů apod. Nachází také uplatnění u mnoha dalších druhů prací:‣ Různé druhy výkopů pro komunikační zářezy, stavební základy, meliorační kanály,různé jámy a prohlubně.‣ Těţení a rozprostírání zeminy při zřizování násypů.‣ Urovnání plání.‣ Odběry zeminy na svazích.‣ Úpravy svahů skrejprem (jezdí rovnoběţně s osou trasy, zanechává stupňovitésvahy).‣ Těţení materiálu z vody do hloubky cca 50 ÷ 70 cm (za předpokladu únosného dna).152

‣ Zahrnování rýh.Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače‣ Nouzové odvozy různých materiálů naloţených rypadly nebo nakladačiMezi důleţité parametry patří také vhodná organizace pojezdu skrejprů, která závisí narozměrech, objemu práce, charakteru stavby, na vzájemné poloze místa těţenía vyprazdňování a dalších aspektech. Pracovní schéma bývá voleno tak, aby byly vyloučenyneţádoucí obraty. Pro maximální efektivitu je vhodné, aby skrejpry během periody aspoňdvakrát nakládaly i rozprostíraly. Na obrázcích jsou uvedeny nejběţnější organizačníschémata period skrejprů. Pojezd v elipse (obr. 5.18), pojezd v osmičce (obr. 5.19), pojezd vespirále (obr. 5.20), střídavý pojezd (obr. 5.21).Obr. 5.18 Pojezd v elipseObr. 5.19 Pojezd v osmičceObr. 5.20 Pojezd ve spiráleObr. 5.21 Střídavý pojezd153

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače5.3 GrejdryPojmy k zapamatováníGrejdry jsou stroje pro zemní práce, které jsou určeny pro plošný přesun zemin a dokončovacízemní stavební práce, zejména na směrových a plošných stavbách. Pouţívání grejdrů se velmirozšířilo vývojem nejrůznějších druhů pracovních přídavných zařízení, jako jsou rozrývacítrny, dozerové radlice a další, zejména pro údrţbu silniční sítě, obzvláště v zimě. Dají se uvéstněkteré konkrétní případy za pouţití různých druhů pracovních zařízení:‣ pro komunální práce a údrţbu silnic se před řiditelná kola montují rotační zametacíkartáče,‣ před řiditelná kola grejdrů se také montují sněhové pluhy pro zimní údrţbu,‣ ke zhutňování chodníků a cest se na grejdry dávají hladké běhouny nebo vibračnídesky,‣ přídavné nástavce na hlavní radlici umoţňují její rozšíření nebo zalomení v určitémsklonu pro profilovací práce,‣ rozrývací trny se buď přidávají za řiditelná kola, nebo za hlavní radlici, nebo také zazadní hnací kola,‣ před řiditelná kola se montuje hydraulicky ovládaná radlice nebo deska pro postrkstrojů (skrejprů).Je patrné široké pouţití grejdrů, které zároveň napomáhají zvyšovat výkonnost jiných strojů,např. při stavbě vozovek, letištních ploch, při dopravě materiálu na staveništi apod.Grejdry jsou univerzální traktorové stroje na kolovém podvozku zvláštní konstrukce o velkémrozvoru kol (obr. 5.22). Většina je v provedení třínápravovém s oběma zadními nápravamihnacími a označením (1×2×3), coţ značí počet řízených os, počet poháněných os a součetvšech os. Řiditelná je pouze přední náprava. Dvounápravové grejdry mají buď jednu, neboobě nápravy hnací, značení (2×2×2) mají stroje s menšími výkony.Obr. 5.22 Tříosý grejdr – Caterpillar 14M154

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeMezi hlavní parametry patří výkon hnacího motoru a provozní hmotnost grejdru. Podle těchtokritérií jsou grejdry rozděleny do čtyř tříd, jejichţ orientační parametry jsou v tabulce 5.1.Tab. 5.1 – Rozdělení grejdrůTřída Lehké Střední Těţké Velmi těţkéVýkon motoru (kW) 35 – 55 65 – 90 100 – 140 160 – 220Hmotnost (t) 6 – 9 10 – 12 13 – 15 17 – 24Délky radlic (m) 2,7 – 3,2 3,6 – 3,8 3,6 – 4 3,8 – 4,25.3.1 Konstrukce grejdrůZákladní stroj (obr. 5.23) tvoří ocelový svařovaný skříňový nebo trubkový rám (1), který jekloubově uloţen na přední výkyvné a řiditelné nápravě (2) a hnací tandemové nápravě (3).Rozloţení hmotnosti stroje na nápravy u dvounápravového stroje je vpředu 40 % a v zadu60 % z hmotnosti stroje. Veliký rozvor mezi předními a zadními nápravami umoţňujemanipulaci s radlicí (4), která je u stroje hlavním pracovním zařízením. Je uchycena na věnci(5) s vnitřním ozubením a lze s ní hydromotorem otáčet o 360°. Věnec je uloţen v pomocnémObr. 5.23 Konstrukční provedení a hlavní části grejdrů1 – rám, 2 – řiditelná náprava, 3 – hnací tandemová náprava, 4 – hlavní pracovní orgán, 5 – věnec, 6 – kyvnýrám, 7 – dva přímočaré hydromotory, 8 – hydromotor pro ovládání kyvného rámukyvném rámu (6). Ten je kulovitě připojen k hlavnímu rámu (1) u přední osy. Velký rozvorvytváří proti dozerům příznivé podmínky pro přesnost práce radlice a moţnost manipulovats ní jak uprostřed stroje, tak i mimo něj. Avšak na druhé straně způsobuje maloumanévrovatelnost stroje a velký poloměr jeho otáčení.K dobré manévrovatelnosti a zajištění stability grejdru při práci pomáhá vychýlení předníchkol, příklady potřebného natočení kol jsou patrné na obr. 5.24. U měkkých materiálů je sklonmalý, u tvrdých velký. Správné vychýlení kol ovlivňuje výkonnost a kvalitu prácea usnadňuje řízení stroje.155

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeObr. 5.24 Příklady vychýlení předních kol grejdrua – při práci na mírných svazích, b – při profilování příkopů, c – při zhotovování strmých svahůPojmy k zapamatováníDůleţitým aspektem pro dobrou manévrovatelnost je také dobrá řiditelnost grejdrů, čímţ serozumí řízení směru jízdy stroje, nebo změnu polohy jeho přední řiditelné osy. Případy řízeníjsou vidět na obrázku 5.25. U starších strojů se naklápění přední řiditelné osy provádípřímočarými silovými hydromotory a hydrostatickým servořízením. Nejnovější stroje majíkloubový lomený rám (obr. 5.25) ovládaný přímočarými hydromotory. Tato zařízení zvyšujív podstatné míře ovladatelnost stroje, obzvláště v zatáčkách (obr. 5.25b), nebo kdyţ zadnínápravy nesledují přední nápravy (obr. 5.25c). Stabilita řízení vyţaduje, aby při přítlakuradlice do záběru byla přední řídící osa dostatečně zatíţena, nejlépe 25 ÷ 40 % z hmotnostistroje. Jinak přítlačná síla na radlici nadzvedává řídící osu s koly, která pak ztrácejí kontakts povrchem, a řízení se stává nestabilní.Obr. 5.25 Grejdry s lomeným rámema) přímý chod, b) zatáčení, c) chod, při kterém přední a zadní kola nesledují svou stopu5.3.2 Uplatnění grejdrůPojmy k zapamatováníProstorově pohyblivá radlice grejdru můţe vykonávat zemní práce, pro které neexistují jinédruhy strojů a obdobné ruční práce jsou příliš nákladné.156

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače1. Shrnutí (sejmutí) ornice-trávníku a humusu. Odběr a přesun materiálu se provádí v příčnémsměru, při kterém radlice pracuje s velkým sklonem a v malém řezném úhlu. Provádějí se dvatechnologické postupy:a) U širokých ploch jezdí dva stroje proti sobě.b) U uţších profilů pracuje jeden stroj na dva záběry v jednom směru (obr. 5.26).Obr. 5.26 Práce grejdru na dva záběry, ze kterých vytvoří ve středu společnou hrázku2. Planýrovací práce. Při potřebě vyčištění a lehkého zplanýrování terénu se postupuje dleobrázku 5. 27. Při prvním chodu se rozpojený materiál přemístí do středu a v dalším chodu jejposune o šířku radlice dále ke kraji.Obr. 5.27 Postup při planýrování terénu jedním grejdrem3. Rozprostírání materiálu. Na hromadách sloţené stavební materiály, jako je hlína, písek,štěrk apod. (obr. 5.28), se rozprostírají vysunutou skloněnou radlicí, přičemţ kola pojíţdějímimo hromady.Obr. 5.28 Postup při rozprostírání materiálu z hromad4. Svahovací práce (obr. 5.29). Tyto práce jsou doménou grejdrů, protoţe ţádný jiný stroj sejim nevyrovná po stránce kvality a ekonomiky práce. Kinematika stroje a radlice umoţňujei ty nejsloţitější svahovací práce, strmost svahů můţe být od nuly aţ po 90°.157

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeObr. 5.29 Strmost svahu můţe být srovnána aţ do 90°5. Profilování (obr. 5.30) a čištění příkopů (obr.31). Při zhotovování nebo čištění příkopů jetřeba před prvním pojezdem vytyčit trasu paralelně s příkopem, podle které se bude říditpřímý směr pojezdu. U nových strojů se k tomuto cíly pouţívají laserové soupravy.Obr. 5.30 Profilování příkopuObr. 5.31 Čištění příkopu158

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače5.4 RozrývačePojmy k zapamatováníRozrývače patří do skupiny pomocných strojů určených především k rozpojování tvrdýcha pevných druhů hornin, které nelze těţit přímo běţnými stroji pro těţbu. Jde o horniny, kterése podle ČSN 73 3050 řadí do V. skupiny co do obtíţnosti rozpojování. Rozrývače jsou tedystroje, které pracují na zcela zvláštní technologii. Obvykle se nasazují v součinnosti s jinýmistroji pro plošnou těţbu, např. s dozery, skrejpry. Tak se dá vyuţít i strojů niţšíchvýkonových tříd pro práci v tvrdých horninách a zvýšit tak třikrát aţ čtyřikrát, někdy aţpětkrát jejich vyuţití.Rozrývače se uplatňují tam, kde se pouţívá odstřel (např. při dobývání vápenců nebo přirozrušování zmrzlých půd) a sniţují náklady aţ o jednu polovinu oproti dosavadní vrtnétechnologii s odstřelem.Rozrývače je moţno dělit podle různých aspektů, nejčastěji se ovšem dělí podle tří hledisek:1. podle účelu:‣ rozrývače normální, určené k rozrývání hornin do hloubky maximálně 1 m, majívětšinou 3 aţ 5 noţů,‣ rozrývače speciální – pro rozrývání do hloubek 1 aţ 2 metry, nejčastěji s jednímnoţem.2. podle druhu pohonu:‣ rozrývače vlečné,‣ rozrývače návěsné – jsou převládajícím druhem, vyuţívá při práci tíhových účinkůvlečného prostředku (traktoru) nosiče, většinou na pásovém podvozku. Ovládánípracovního mechanismu je hydraulické (obr. 5.32).Obr. 5.32 Návěsný rozrývač a jeho základní části1 – dozer – vlečný prostředek; 2 - výloţník – hydr. mechanismus; 3 – rozrývací nůţ - trn159

3. podle způsobu zavěšení:Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače‣ tříbodové zavěšení (obr. 5.33a,b) – v současnosti se uţ nepouţívá, protoţe měnígeometrii při zahlubování, vede ke zvyšování řezného odporu,‣ čtyřbodové zavěšení (5.33c) – paralelogramové, zajišťují stálou geometrii řezu přivšech polohách noţe, je moţné nastavit nejvhodnější úhel řezu pro daný materiála dosáhnout vyšší ţivotnosti tím, ţe dochází i k samoostření noţe.Obr. 5.33 Způsoby zavěšení návěsných rozrývačůTechnologický postup při rozrývání je závislý na druhu rozrývané horniny a jejíchmechanických vlastnostech, coţ je zejména určení počtu rozrývacích noţů, jejich konstrukci,hloubku a směr rozrývání. Tomu předchází obvykle seizmická analýza zaloţená na zjištěnírychlosti šíření seizmické vlny. Rozrývací nůţ je v podstatě svislým noţems charakteristickými rozměry podle obr. 5.34.Obr. 5.34 Geometrie rozrývacího nástroje160

5.4.1 Konstrukce rozrývačůDozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeZákladní části rozrývače podle obr. 5.32 jsou: 1 – nosič pracovního zařízení, 2 – pracovnízařízení, 3 – rozrývací nůţ. Podle konstrukce jsou obvyklé čtyři varianty rozrývačůmontovaných na pásové nosiče.1. Radiální rozrývač (obr. 5.35a) – noţe jsou upevněny v otočném rámu, otáčejícím sekolem čepu na nosiči. Montuje se aţ 5 noţů posuvných v rámu, takţe je moţné měnithloubku řezu i počáteční úhel řezu. Úhel řezu je vůči rámu stálý, není moţné hov průběhu řezu přizpůsobit měnícím se podmínkám práce.2. Paralelogramový rozrývač (obr. 5.35b) – nůţ je ustálený ve vahadle paralelogramu,jehoţ poloha je hydraulicky ovládána z nosiče. Při rozrývání je moţné udrţovat stálýúhel řezu bez ohledu na hloubku rozrývání. Nevýhodou je ţe při zahlubování nemánůţ vhodný úhel.3. Nastavitelný pralelogramový rozrývač (obr. 5.35c) – zlepšená varianta předešléhotypu. Umoţňuje hydraulicky měnit nastavení noţe. Vyrábí se v jedno nebovícenoţovém provedení. Jednonoţový rozrývač je vhodný do nejtěţších pracovníchpodmínek.4. Nastavitelný radiální rozrývač (obr. 5.35d) – má výhody radiálních rozrývačů, navícumoţňuje změnu řezného úhlu během rozrývání ve větším rozsahu. V průběhu řezu jemoţná automatizace změny úhlu řezu s případnou optimalizací nastavení.Obr. 5.35 Základní konstrukce návěsných rozrývačůPouţívané rozrývací noţe jsou zobrazeny na obr. 5.36. Na obrázku 5.36a je vlevo přímýa vpravo zahnutý nůţ. Přímé noţe jsou vhodnější pro pevné horniny, protoţe kladou menšíodpor při rozrývání.Ostří noţe je třeba chránit, aby se prodlouţila jeho ţivotnost. Proto se u noţů dělají buďvyměnitelné špičky, nebo vyměnitelné chrániče (obr. 5.36b), kde 1. jsou špičky a 2. chrániče.Špičky noţů jsou tvarované podle horniny, pro kterou jsou určeny. Nejčastější tvary noţů jsouvpravo s rovnou, vlevo se zešikmenou špičkou(obr. 5.36c). Při rozrývání kompaktnícha pevných hornin, málo nebo normálně abrazivních, jsou k pouţití krátké, střední a dlouhé,zešikmené špičky. Pro abrazivní horniny a materiály jsou určeny rovné špičky. Oba typyšpiček jsou kované, dobře vnikají do horniny a samy se ostří. Platí následující doporučení:161

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače1. krátké špičky – pro extrémní pracovní podmínky,2. střední špičky – pro normální pracovní podmínky,3. dlouhé špičky – pro málo pevné horniny.Obr. 5.36 Tvary rozrývacích noţů a jejich špičekOdměna a odpočinekVýborně, uţ desátou kapitolku, respektive základ desátého výukového týdne máš zasebou, teď si dej kafíčko nebo něco ostřejšího, projdi si v myšlenkách co jsidoposud nastudoval a odpověz si na jednotlivé kontrolní otázky.Shrnutí kapitolyDozery jsou stroje pro zemní práce s cyklickým způsobem práce. Pracovnízařízení tvoří radlice zavěšená pomocí vzpěrných ramen a přímočarýchhydromotorů na pásovém nebo kolovém nosiči traktoru.Dozerové zařízení se skládá z radlice, tlačných ramen, vzpěr a mechanismu naovládání. Nejdůleţitějším zařízením je radlice, coţ je univerzální pracovní nástroj,který horninu rozrušuje, přemisťuje, ukládá, případně rozprostírá. Jecharakterizována geometrickým tvarem a rozměry.Skrejpry jsou stroje pro zemní práce, slouţící k postupnému rozpojování,nakládání, přepravě a rozprostírání horniny. Patří do skupiny strojů s plošnýmzpůsobem práce. Faktorem určujícím výkonnost skrejprů jsou trakční schopnostipři práci.162

Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývačeGrejdry jsou stroje pro zemní práce, které jsou určeny pro plošný přesun zemina dokončovací zemní stavební práce, zejména na směrových a plošných stavbách.Pouţívání grejdrů se velmi rozšířilo vývojem nejrůznějších druhů pracovníchpřídavných zařízení, jako jsou rozrývací trny, dozerové radlice a další, zejména proúdrţbu silniční sítě, obzvláště v zimě.Kontrolní otázka1. Jaký instalovaný výkon mají velké dozery?2. Jak dělíme dozery dle moţnosti nastavení radlice?3. Jaká jsou známá konstrukční provedení skrejprů?4. Jak dělíme rozrývače dle zavěšení rozrývacího noţe?Korespondenční úkol1. Vypište základní konstrukční typy rozrývačů.2. Vypište základní části návěsného rozrývače.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jaký instalovaný výkon mají velké dozery?2. Jak dělíme dozery dle moţnosti nastavení radlice?3. Jaké jsou základní konstrukční části motorového jednoosého skrejpru?4. Jaká jsou známá konstrukční provedení skrejprů?5. Jak dělíme rozrývače dle zavěšení rozrývacího noţe?163

Lopatové nakladače6 LOPATOVÉ NAKLADAČEPo úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLYBudete umět:popsat základní konstrukční celky lopatových nakladačů,definovat základní principy a technologii práce nakladačů,řešit výkonnost jednotlivých typů nakladačů,získáte všeobecné znalosti dané problematiky a budete se umětv daném oboru orientovat.Budete umětBudete schopni:orientovat se v oblasti problematiky lopatových nakladačů.Budete schopni164

Lopatové nakladačeJedenáctý výukový týdenČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky lopatových nakladačů,definovat technické parametry předmětných zemních strojů,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje na konkrétním podvozku,chápat a řešit problematiku styku kola (pásu) s podloţkou, na němţ závisí samotnámanévrovatelnost celého stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.VýkladManipulací s materiály nejen ve stavebnictví, ale v celém průmyslu a zemědělství se zabývámnoho podniků a společností. Tyto práce patří mezi nejnamáhavější, časově i ekonomickynejnáročnější. Jsou zároveň také zdrojem mnoha pracovních úrazů, kdy nevhodný výběrmanipulačních prostředků způsobuje v kaţdém výrobním procesu jeho zpomalení se všemifinančními důsledky.Pojmy k zapamatováníVe stavebnictví patří mezi nejdůleţitější manipulační prostředky lopatové nakladače, jsouurčeny pro nakládání sypkých a kusovitých materiálů, pracující s přetrţitým cyklem. Zřídkapracují ve stavebnictví nakladače s nepřetrţitým cyklem, jako jsou nakladače korečkové,šnekové, kolesové, talířové či klepetové.Lopatové nakladače jsou mobilní a dají se pouţít také k těţbě a transportu lehčích hornin.Nakládací nebo těţební účinek se zvětšuje dynamickým působením stroje. Stroj při práci domateriálu případně do horniny najíţdí a vyuţívá jak trakční síly, tak i rypné síly hydraulickyovládaného pracovního mechanismu a kinetickou energii stroje.165

Lopatové nakladače6.1 Obecné rozděleníLopatové nakladače jsou svou konstrukcí uzpůsobené pro nabírání materiálů nebo uchopeníbřemen, jejich přenesení a uloţení na další místo nebo dopravní prostředek. Podle funkčníhopůsobení se dají lopatové nakladače rozdělit na:a) Čelní nakladače, u kterých se zvedání a spouštění lopaty děje pouze před traktorovýmnosičem čelně, a výsyp lopaty je obvykle také čelní, popřípadě boční.b) Otočné nakladače, jeţ nabírají materiál do lopaty čelně, ale vyprázdnění lopaty nastává, kdyţse výloţník s lopatou otočí obvykle o 90° na jednu ze stran.6.2 Technické parametry nakladačůPro určení výkonnosti těchto strojů, jejich provozní pouţitelnosti, přepravy apod. je třeba znátjejich technické a technologické parametry, které jsou stanoveny u kaţdého typu stroje.Nabírací lopata je hlavním pracovním zařízení lopatových nakladačů. Její objem spolus dobou pracovního cyklu, schopností strojníka a s organizací práce určují výkonnostnakladače. Hlavní technické parametry nakladačů se týkají následujících prvků:1. objem lopaty,2. maximální nosnost lopaty,3. provozní hmotnost nakladače,4. výkon motoru.6.3 Smykem řízené čelní mininakladačePojmy k zapamatováníJsou to malé čelní lopatové nakladače o provozních hmotnostech do 6 t, objemu základnílopaty 0,1 ÷ 0,8 m 3 o nosnostech 250 ÷ 1900 kg. Pohon pojezdu i pracovního zařízení jehydrostatický. Jsou dva hlavní typy smykem řízených nakladačů, a to kolové (obr. 6.1)a pásové (obr. 6.2). Na tuhém rámu stroje vzadu je umístěn spalovací motor, jehoţ točivýmoment přechází na lamelovou třecí spojku a z ní pak do náhonové skříně pro pohonregulačních hydrogenerátorů. Ty vytvářejí tlakovou kapalinu, která je vedená přes rozvaděčedo hydromotorů, pro pojezd nebo ovládání pracovního zařízení.Mininakladače jsou obvykle univerzální stroje s velkým počtem rozmanitého pracovníhozařízení, které se rychlospojkami upíná na výloţník. Přehled pracovních zařízení je na obr.6.3. Výrobci, kteří produkují tyto nakladače, mají specializované pracovní zařízení prozemědělství, zahradnictví, lesnictví, komunální práce, různé druhy průmyslu apod.166

Lopatové nakladačeObr. 6.1 Smykem řízený kolový nakladač – Caterpillar 246CObr. 6.2 Smykem řízený pásový nakladač – Caterpillar 277CUchycení pracovního zařízení k základnímu stroji je podle okolností řešeno třemi způsoby:a) Připevnění rychlospojkou na výloţník, coţ je nejčastější.b) Upevnění přípravku, který je nosičem pracovního zařízení, na přední část stroje nebo navýloţník.c) Namontováním pracovního zařízení podle svého druhu na přední nebo zadní částtraktorového nosiče.167

Lopatové nakladačeObr. 6.3 Pracovní zařízení k mininakladačům1 – univerzální lopata, 2 – zubová lopata, 3 – lopata na lehké hmoty, 4 – lopata s bočním vyklápěním, 5 –roštová lopata, 6 – čelisťová lopata, 7 – paletizační vidlice, 8 – šnekový vrták, 9 – zemědělské vidle, 10 –zametací zařízení, 11 – shrnovací radlice, 12 – čelisťový drapák, 13 – fréza na asfaltový kryt, 14 – hydraulickékladivo, 15 – rypadlové zařízení, 15a – drenáţní lopaty, 16 – pojezdové pásy, 17 – kypřič půdy6.4 Čelní kolové nakladačePojmy k zapamatováníJsou po lopatových rypadlech nejvíce rozšířenými stroji nejen ve stavebních procesech, alei v jiných průmyslových a zemědělských oborech. Jsou sloţeny z moderních strojních částíhydrauliky, elektrotechniky, elektroniky a v neposlední řadě z částí zlepšujících ţivotníprostředí, bezpečnost práce a údrţbu strojů. Mezi hlavní části (obr. 6.4), které ovlivňujífunkčnost a pouţitelnost nakladačů, patří zejména traktorový nosič (jeho pohon a způsobřízení), pracovní zařízení a elektronika, jimiţ jsou vybaveny.168

Lopatové nakladačeObr. 6.4 Čelní kolový kloubový lopatový nakladačPRACOVNÍ ZAŘÍZENÍMezi pracovní zařízení patří výloţník a pracovní nástroj, tj. lopata nebo jiné nástroje promanipulaci s materiály.a) Druhy lopat. Lopaty jsou u nakladačů nejběţnějším pracovním nástrojem. Podle druhůa měrných hmotností nabíraných materiálů mají různé provedení.1) Základní (standardní) lopaty (obr. 6.5a) s vyměnitelnými zuby,přišroubovanými spolu se spodní lištou lopaty. Řezné hrany a zuby jsouz otěruvzdorné oceli.2) Lopaty (obr. 6.5b,c) se zesílenou konstrukcí, které jsou vhodné pro nakládkutěţších hornin nebo k těţení i zvětralé skály. Pozice b je s rovnými zuby, a pozicec se zuby šípovými.Obr. 6.5 Druhy standardních lopata – s vyměnitelnými zuby, b – se šípovými zuby, c – se zesílenou konstrukcí169

Lopatové nakladače3) Lopaty (obr. 6.6a,b) slouţící pro nakládku lehkých hmot (uhlí, koks, apod.),mají zvětšený objem a jsou se zuby nebo bezzubé.4) Lopaty pro zvlášť lehké materiály a zemědělské produkty, mají větší objem išířku (obr. 6.6c).5) Lopaty víceúčelové (obr. 6.7), které jsou sloţeny a čepem spojeny ze dvoučástí radlicové (1) a lopatové (2). Při pouţití nakládací lopaty, jak je uvedeno naobrázku, jsou obě části sevřeny. Při pouţití radlicové části (1) nadzvednou dvapřímočaré hydromotory lopatovou část (2) a uvolní plochu radlice (1). K ovládáníčelisti lopaty se pouţívá speciální hydraulický obvod. Radlice se pouţívá pro tytopráce:‣ odhumusování horní vrstvy půdy,‣ plošné těţení zemin,‣ zahrnování dráţek nebo jam,‣ rozprostírání zemin.Obr. 6.6 Velkoobjemové lopaty pro lehké hmotya) zubové, b) bezzubé, c) pro zemědělské produktyObr. 6.7 Lopata víceúčelová – čelisťová1 – radlicová část, 2 – lopatová část170

) Ostatní zařízeníLopatové nakladače1) Drapákové zařízení pro nakládku a přemisťování kusových materiálů jako jsousudy, bedny, tyčové materiály, kmeny apod. (obr. 6.8), při překládání třeba dbát,aby předměty nebyly uloţeny excentricky.2) Paletizační vidlice (obr. 6.9) s vidlicemi pevnými nebo přesuvnými (obr. 6.10).3) Jeřábový výloţník (obr. 6.11) pro zvedání břemen nebo pro zavěšenídrapákového zařízení.4) Další pracovní zařízení pro komunální práce zametací a čistící, sněhovéradlice, pluny, frézy a jiná zařízení.Obr. 6.8 Drapákové zařízení pro nakládku a přemísťování kusových materiálůObr. 6.9 Paletizační vidlice s pevnými členyObr. 6.10 Paletizační vidlice s přesuvnými členy171

Lopatové nakladačeObr. 6.11 Teleskopický jeřábový výloţníkELEKTRONIKAU nakladačů, podobně jako u rypadel, u nichţ převládají hydraulické pohony pracovníhozařízení i pojezdu, se v široké míře zavádějí elektronické regulační systémy pracovníhydrauliky. Tyto systémy samostatně přizpůsobují hydrauliku pracovním podmínkám, kdy jenutné získat ze stroje větší sílu, a menší rychlost a naopak. Zaváděnými servomechanismy sezjednodušuje ovládání a řízení strojů jen na jedinou řídicí páku. V podstatné míře téţ sniţujívliv lidského faktoru na nevhodný chod a ovládání stroje. Přebírají i některé dílčí částipracovního cyklu stroje, např. automatické spuštění lopaty do spodní nabírací polohy bezvlivu strojníka. Tím zkracují délku pracovního cyklu a zvyšují výkon stroje.6.5 Čelní pásové nakladačeČelní pásové nakladače (obr. 6.12) jsou vyuţívány v případech, kdy terénní podmínkyneumoţňují práci kolových nakladačů. Z hlediska konstrukce je jako nosič pásový podvozek,ke kterému je přimontován výloţník s lopatou.Obr. 6.12 Čelní pásový nakladač - Caterpillar172

Lopatové nakladačePohon pojezdu je dvojího druhu. Prvním je hydrodynamický pohon (obr. 6.13), kdepřevodovka se stálým záběrem kol značně usnadňuje optimální volbu rychlosti pojezdu.Druhým typem je hydrostatický pohon, kde motor pohání regulační hydrogenerátory, z nichţproudí tlaková kapalina přes rozvaděč do pravého a levého hydromotoru, které koncovýmipřevody pohánějí turasová kola a pásy. Tento druh pohonu začíná zvláště v posledních letechu pásových nakladačů převládat nad pohonem hydrodynamickým.Obr. 6.13 Hydrodynamický pohon pojezdu pásových nakladačů1 – motor, 2 – hydroměnič, 3 – převodovka, 4 – rozvodovka, 5 – hnací koloPojmy k zapamatováníPRACOVNÍ ZAŘÍZENÍVýloţník je vybaven takzvanou Z kinematikou, jejíţ popis je na obrázku 6.14. Nabírací lopatyjsou hlavním pracovním ústrojím. Volba a velikost lopat je závislá na druhu nabíranéhomateriálu a jeho měrné hmotnosti. Podle těchto kritérií se u strojů pouţívají tyto typy lopat:‣ bezzubé (obr. 6.15) pro lehké sypné materiály, které mají oproti ostatním většíobjem,‣ zubové (obr. 6.16) pro sypké materiály,‣ zubové s vyztuţeným dnem (obr. 6.17) pro těţké materiály nebo také proplanýrování a plošné těţení,‣ zubové s rovnými zuby (obr. 6.18) pro nakládku lomového kamene,‣ bezzubé se šípovým břitem (obr. 6.19) pro nakládku těţkých materiálů nebolomového kamene,‣ roštové (obr. 6.20) pro nakládku štěrku nebo mokrých materiálů,‣ souprava s bočním vyklápěním lopaty (obr. 6.21),‣ souprava s víceúčelovou čelisťovou lopatou (obr. 6.22).173

Lopatové nakladačeObr. 6.14 Výloţník nakladače se systémem kinematiky Z1 – dvouramenný výloţník, 2 – čepy pro kyvné uloţení výloţníku, 3 – čepy pro kyvné uloţení lopaty, 4 –hydromotory pro ovládání výloţníku, 5 – čepy pákového mechanismu, 6 – hydromotor pro ovládání lopaty, 7 –čep pro uchycení dvouramenné páky na výloţníkuObr. 6.15 Bezzubá lopata pro sypké materiályObr. 6.16 Zubová lopata pro těţší sypké materiályObr. 6.17 Lopata s vyztuţeným dnem pro planýrování174

Lopatové nakladačeObr. 6.18 Lopata pro nakládku lomového kameneObr. 6.19 Bezzubá lopata se šípovým břitemObr. 6.20 Roštová lopata pro štěrk nebo mokré materiályObr. 6.21 Pásový nakladač s bočním vyklápěním175

Lopatové nakladačeObr. 6.22 Pásový nakladač s víceúčelovou čelisťovou lopatouVýroba těchto nakladačů včetně pouţívaného sortimentu příslušenství je podstatně menší neţnakladačů kolových. Ve výrobním programu u světových výrobců těchto strojů jsou pouze2 aţ 4 typy, které se můţou rozdělit do tří výkonnostních skupin, jak je uvedeno v tabulce 6.1.Tab. 6.1 – Výkonnostní třídyTřída 1 2 3Výkon motoru [kW] 50 – 70 80 – 120 130 – 160Objem lopaty [V/m 3 ] 0,9 – 1,2 1,5 – 1,9 2,5 – 3,2Provozní hmotnost [t] 8 – 10,5 13 – 20 24 – 25,5Vylamovací síla lopaty [kN] 75 – 95 120 – 170 170 – 220Rychlost pojezdu [km/h] 0 – 10 0 – 11 0 – 11,5Vylamovací síla lopaty je síla vyvolaná hydromotory, které ovládají klopení lopaty. Pásovépodvozky mají lepší adhezní podmínky neţ kolové, jsou proto schopné vyvinout větší rypnousílu a nakládat zeminu i z rostlého stavu. Proto mohou tyto stroje ve značné míře a v určitýchpodmínkách nahradit dozery. Zeminu stroje nehrnou, ale vezou v lopatě, a dopraví jik příslušnému prostředku pro odvoz mnohem rychleji neţ dozery. Po cestě zvednou lopatu dopotřebné výšky a po dojezdu ji okamţitě vyprázdní. Tyto stroje lze pouţít pro těţenía planýrování, dále také pro hloubení stavebních jam při stavbách komunikací všech druhůa při těţkých inţenýrských pracích. Při dostatečném mnoţství odvozních prostředků zavýhodných materiálových podmínek je tento způsob nakládky velmi výhodný.176

Lopatové nakladače6.6 Otočné nakladačePojmy k zapamatováníZákladním znakem těchto nakladačů je moţnost natáčení výloţníku s lopatou nebo jinýmnářadím z čelní polohy o 90° na kaţdou stranu z podélné osy stroje. Názorný příklad otočnéhonakladače je na obrázku 6.23.Obr. 6.23 Otočný nakladač – Ahlmann AS-12PRACOVNÍ ZAŘÍZENÍOtočné nakladače jsou univerzální stroje, které jsou určeny především pro:‣ nakládku sypkých materiálů,‣ manipulaci kusových materiálů,‣ plošnou nebo hloubkovou těţbu zemin,‣ nosiče různých pracovních nástrojů nebo zařízení.Sortiment pracovních zařízení, kterými jsou vybaveny nakladače, je zobrazen na obrázku6.24. Tato zařízení produkuje firma Ahlmann, která patří mezi jednoho z největších světovýchvýrobců otočných nakladačů, nabízí nakladače:177

Lopatové nakladače‣ pro nakládku sypkých materiálů se širokým sortimentem lopat podle druhůnakládaných materiálů,‣ dvoučelisťové drapáky nebo drapáky vícečelisťové pro manipulaci s kusovýmimateriály, dále také různé druhy vysokozdviţných paletizačních vidlic, jeřábovýchvýloţníků (i s teleskopickým výloţníkem),‣ pro plošnou těţbu nebo planýrku různé druhy přímých radlic nebo čelisťovýchradlic,‣ pro hloubkovou těţbu rypadlové zařízení s hloubkovou lopatou o různých šířkách,‣ drapákové zařízení různých šířek nebo s kruhovým profilem pro hloubkovou těţbu,‣ drapákové zařízení pro zemědělské účely apod.,‣ na výloţník je také moţno montovat různá zařízení, jako třeba hydraulické kladivo,půdní šnekový vrták a různé druhy komunálního zařízení.Obr. 6.24 Pracovní zařízení k otočnému nakladači1 – univerzální lopata, 2 – roštová lopata, 3 – velkoobjemová lopata, 4 – dozerová radlice, 5 – rypadlovépodkopové zařízení, 6 – čelisťový nakládací drapák, 7 – roštový drapák, 8 – jeřábový výloţník, 9 – drapák prokruhový profil, 10 – zdvihací zař. s hákem, 11 – drapák pro kulatinu, 12 – paletizační vidlicePracovní zařízení otočných nakladačů můţe být v některých případech účelnější neţ u jinýchstrojů. Např. při hloubení rýhy ve stísněných podmínkách u zdi apod. nelze pouţít rypadlo,které při otáčení potřebuje velký prostor pro otočný svršek, kdeţto u nakladače se otáčí pouzevýloţník s lopatou. Vzpomeňme další výhody i nevýhody otočných nakladačů:178

Lopatové nakladače‣ při určitých situacích mají snadný a rychlý způsob nakládky s velmi malýmpojíţděním stroje,‣ mohou pracovat ve stísněných podmínkách (6.25),‣ jsou velmi mobilní a pro svou univerzálnost pouţitelné pro různé druhy stavebnícha manipulačních prací,‣ ve srovnání s nakladači čelními mají menší rypné síly, nosnosti lopat a stabilizaci,‣ jsou vhodnější pro nakládku neţ pro těţení zemin.Obr. 6.25 Otočný nakladač při hloubení rýhy poblíţ překáţekOtočné nakladače se pro svou univerzálnost velmi rozšířily téměř do všech odvětvíhospodářství, zejména do stavebnictví, zemědělství, lesnictví, komunálních sluţeb, průmyslua dalších odvětví. V těchto odvětvích existuje velké mnoţství manuálních prací (nakládání,vykládání, kopání, zarovnávání terénu, manipulace se sypkými a kusovými materiály,ukládání palet, dále ve skladovém hospodářství apod.).6.7 Údrţba a diagnostika nakladačůLopatové nakladače všech uvedených druhů představují v hospodářství velký a investičněnáročný strojní potenciál, který je v rovnováze s potenciálem rypadel a dozerů. Podmínkyprovozu těchto strojů jsou stanoveny jejich výrobcem a jsou obsaţeny v provoznídokumentaci, normách, bezpečnostních předpisech, technologických postupech apod.Pojmy k zapamatováníK zajištění provozuschopnosti a spolehlivosti strojů je nutná systematicky prováděná odbornáúdrţba a opravy. Je to opatření proti předčasnému opotřebení stroje, protoţe se preventivněodstraňují poruchy, a zajišťuje se tak správná funkce stroje. Údrţba zahrnuje především tytoúkony:‣ mazání,‣ čištění a ošetřování stroje,179

Lopatové nakladače‣ doplňování mazadel a pohonných hmot,‣ výměna olejů,‣ kontrola všech agregátů,‣ nastavení předepsaných vůlí u příslušných mechanismů,‣ kontrola spojů,‣ další výrobcem předepsané operace.Výrobce také přímo předepisuje v návodu na obsluhu stroje kaţdou nutnou údrţbu a také druhpříslušné údrţby. Kaţdý nakladač musí mít mazací plán stroje, který ukazuje:‣ místa, která je nutno mazat,‣ druh maziva k příslušným místům,‣ časový interval mazání těchto míst.Diagnostika je pořád ještě novým oborem, ve kterém se pomocí diagnostických přístrojůzjišťuje aktuální technický stav objektu. Pomocí bezdemontáţní technické diagnostiky je strojvyšetřován aniţ by musel být demontován a vyřazen z provozu. Při pouţití této metody sezvyšuje provozuschopnost, sniţuje pracnost oprav, klesá spotřeba náhradních dílů, pohonnýchhmot a mazadel. Pouţívanými metodami technické bezdemontáţní diagnostiky jsou:‣ technická diagnostika, která zjišťuje stav jednotlivých dílů stroje,‣ tribotechnická diagnostika, která zkoumá mnoţství otěrových kovů v oleji,‣ řízená výměna olejů, coţ je sledování stárnutí pouţívaného oleje v závislosti na časea změnách vlastností oleje,‣ kombinace předchozích variant.Odměna a odpočinekVýborně, pomalu ale jistě se blíţíš k úspěšnému zakončení tohoto kurzu.Momentálně máš nastudovány podklady jedenácti kapitol. Nyní si dej přestávečku,protáhni se třeba někde na čerstvém vzduchu a pak se pusť ještě do jednotlivýchotázek a úkolů této kapitoly.Shrnutí kapitolyVe stavebnictví patří mezi nejdůleţitější manipulační prostředky lopatovénakladače, jsou určeny pro nakládání sypkých a kusovitých materiálů, pracujícís přetrţitým cyklem. Zřídka pracují ve stavebnictví nakladače s nepřetrţitýmcyklem, jako jsou nakladače korečkové, šnekové, kolesové, talířové či klepetové.180

Lopatové nakladačeMininakladače jsou obvykle univerzální stroje s velkým počtem rozmanitéhopracovního zařízení, které se rychlospojkami upíná na výloţník.K zajištění provozuschopnosti a spolehlivosti strojů je nutná systematickyprováděná odborná údrţba a opravy. Je to opatření proti předčasnému opotřebenístroje, protoţe se preventivně odstraňují poruchy, a zajišťuje se tak správná funkcestroje.Kontrolní otázka1. Jaké jsou hlavní technické parametry nakladačů?2. Jaká jsou základní konstrukční provedení nakladačů?3. Do jakých výkonových tříd se dělí pásové nakladače?4. Do jakých tříd se dělí pásové nakladače dle objemu lopaty?Korespondenční úkol1. Vypište základní úkony údrţby nakladačů.2. Vypište výhody i nevýhody otočných nakladačů.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Jak rozděluje lopatové nakladače dle funkčního působení?2. Jaké jsou hlavní technické parametry nakladačů?3. Jaká jsou základní konstrukční provedení nakladačů?4. Do jakých výkonových tříd se dělí pásové nakladače?5. Do jakých tříd se dělí pásové nakladače dle objemu lopaty?181

Skládkové stroje7 SKLÁDKOVÉ STROJEPo úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLYBudete umět:popsat principy, účel a podmínky skladování materiálů,definovat základní principy jednotlivých typů skládkových strojů,definovat a popsat základní typy skládek.Budete umětBudete schopni:orientovat se v oblasti skládkových strojů.Budete schopniPojmy k zapamatováníSkládkové stroje bývají posledním článkem řetězce dobývání – doprava – skladovánínatěţeného materiálu. Tyto stroje buďto skládku tvoří – zakladače, nebo z ní odebírají –nakladače a shrnovače.Zatímco zakládače nemají ţádný nabírací orgán – je zde pouze násypka a jeden nebo vícepásových dopravníků, nakládače materiál nabírají ze skládky pomocí nabíracího orgánu,kterým bývají korečky upevněné buď na kolesu, podobně jako u kolesových rypadel, nebo nakorečkovém řetězu vedeném v korečkovém výloţníku podobně jako u korečkových rypadel.Nabraný materiál je přesýpán nejčastěji na pásový dopravník vedoucí jiţ přímo k místuspotřeby skladovaného materiálu. Nakládače na rozdíl od rypadel však pracují s jiţnarušeným, sypkým materiálem různé kusovitosti. Proto jejich konstrukce je v porovnánís rypadly o stejné výkonnosti lehčí, výroba je jednodušší. Shrnovače jsou podobnékorečkovým nakládačům, avšak místo korečků mají hřebla a materiál nenabírají, pouze hoshrnují na pásový dopravník.Skládkové stroje, jako zařízení pouţívaná při řešení skládkových hospodářství rud, uhlía jiných sypkých materiálů představují tradiční výrobci. V současné době jsounejrozšířenějšími tuzemskými dodavateli např. firmy PRODECO, a.s., UNEX, a.s.,NOEN, a.s. a KSK. a.s.Rozdílné fyzikální a chemické vlastnosti surovin, příprava na vstup do technologickéhoprocesu, nutnost homogenizace, nutnost vytváření dostatečného předzásobení, potřebaudrţení kvality apod., v současnosti jednoznačně vedou ke správně a spolehlivě fungujícímuskládkovému hospodářství u sypkých materiálů.182

Skládkové strojeDvanáctý výukový týdenČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky skládkových strojů,definovat základní typy skládek a jejich tvorbu,stanovit výkonnost skládkových strojů,orientovat se v problematice skladování materiálů a skládkových strojů.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad7.1 Účel skladování sypkých materiálůPojmy k zapamatováníSkládky jsou budovány pro účely, které jsou charakterizovány v následujících bodech:a) vyrovnání rozdílů mezi dodávkou a spotřebou materiálu ve zpracovatelském závodě (jednáse o běţné provozní skládky),b) zajištění dostačujících zásob materiálu pro případ provozně neúnosných výpadků v dopravěmateriálu nebo havárie (např. havarijní skládky paliva v teplárnách a elektrárnách)a předzásobení pro období zvýšené spotřeby (uhlí – zimní podnebí),c) zvládnutí všech operací souvisejících s přepravou a překládáním materiálu (přístavní skládkya překladiště),d) zajištění plynulého přísunu materiálu do výrobního procesu (závody s nepřetrţitoutechnologií výroby),183

Skládkové strojee) zprůměrnění chemických vlastností jednoho druhu materiálu dodávaného dozpracovatelského závodu z různých lokalit,f) zprůměrnění fyzikálních vlastností jednoho druhu materiálu v případě, ţe jeho chemickévlastnosti jsou závislé na vlastnostech fyzikálních, nebo je-li materiál s rozdílnýmifyzikálními vlastnostmi nevhodný pro další zpracování,g) směšování různých druhů materiálů před vstupem do technologického procesu.Podle bodů a, b, c) nebývá na skládkách dosahováno homogenizace materiálu vůbec, nebo jens velmi nízkou účinností, a to zcela náhodně. Přísun a odsun materiálu je na těchto skládkáchnepřetrţitý, coţ znamená, ţe není nutné aby zakládání a odběr probíhaly současněa kontinuálně. Na skládkách dle bodu d) můţe a nemusí být dosahováno určitého stupněúčinnosti homogenizace, ale je nutný plynulý odběr ze skládky. V podstatě to znamená, ţemůţou nastat případy kdy zakládání a odběr budou muset probíhat současně. V případech e, f,g) je vţdy dosahováno vysokého stupně účinnosti homogenizace pomocí řízeného způsobuzakládání materiálu a jeho odběru. Zakládání i odběr probíhají kontinuálně a současně.Homogenizací se rozumí zakládání materiálu do tenkých vrstev tak, aby při jeho odběruprocházel nabírací orgán skládkovacího stroje co největším počtem těchto vrstev. Tím bývázaručeno aby kaţdý prvek nabíracího orgánu obsahoval určité mnoţství materiálu z kaţdévrstvy. Stupeň účinnosti homogenizace, chemické a fyzikální vlastnosti materiálu se přitomurčují statistickými metodami ze vzorků, pravidelně odebíraných před a po homogenizaci.7.2 Podmínky skladování sypkých materiálůPojmy k zapamatováníÚspěšné a ekonomické skladování sypkých materiálů zahrnuje následující podmínky:1 Umisťování co největšího mnoţství všech potřebných druhů materiálů do conejmenšího zastavěného prostoru. Vzhledem ke stále se zvyšujícím výkonůmtechnologických procesů rostou i poţadavky na kapacity skládek a výkonyskládkových strojů. Správné posouzení tohoto poţadavku je důleţité zvláště v těchpřípadech, kdy výstavba probíhá v předem velmi omezeném prostoru, např. přirekonstrukcích a modernizacích v areálu stávajícího závodu. U nových závodů jevhodné počítat s tím, ţe při případném zvýšení výroby v budoucnu bude nutné mítvolný prostor i pro zvýšení skladovací kapacity.2 Podle druhu výroby a jakosti dodávaného materiálu a z poţadované jakosti produktuvýroby je nutné určit, jestli skládka má zároveň plnit i úkol homogenizace materiálua zda jeho zakládání a odběr mají probíhat kontinuálně a současně.3 Posuzují se všechny důleţité vlastnosti skladovaného materiálu, jako jsou např.:přirozený sypný úhel, lepivost, abrazivnost, sklon k segregaci hrubých frakcí a jejichrozmělňování, chování materiálu při volném ukládání pod přirozeným sypným úhlem,rypný odpor materiálu apod.4 Zajišťuje se, aby technologické a stavební zařízení skládky byly schopny plnitpoţadavky na ně kladené. Musí mít vysokou provozní spolehlivost a ţivotnost, musízajistit vysokou produktivitu práce a bezpečnost pracovníků, musí poskytovat moţnostautomatického provozu a zařazení do automatizovaného systému řízení184

Skládkové strojetechnologického procesu výroby, a to vše při co nejniţších investičních a provozníchnákladech.5 Posuzuje se, zda materiál má být skladován na venkovní nebo kryté skládce (např. přisuchém způsobu výroby cementu nemůţe být vápenec skladován na venkovní skládce,neboť je třeba zajistit jeho co nejmenší vlhkost na vstupu do technologickéhoprocesu).6 6) Důleţité je také respektovat příslušné normy týkající se jednotlivých materiálů,poţadavky na ochranu ţivotního a pracovního prostředí, především z hlediskapřípadné prašnosti při skladování materiálu a rozhodnout, zda skládka má být krytánebo venkovní. Zejména u krytých skládek musí být posouzena jejich architekturaa vhodné začlenění do okolního terénu.7 Samostatným bodem jsou uhelné skládky, kde je potřeba brát na zřetel nebezpečísamovznícení.7.3 Metody zakládání podélných skládekPojmy k zapamatováníHromady podélných skládek jsou posuzovány podle tvaru půdorysu jednotlivých hromadmateriálu, kdy právě u podélných skládek je osa hromady přímá a příčný průřez můţe býttrojúhelníkový nebo lichoběţníkový. Postupnou optimalizací a vývojem zakládání hromad, sedospělo k několika základním typům metod:1) Metoda kuţelových vrstev (Cone-shell)U této metody je nejdříve pod přirozeným sypným úhlem materiálu zaloţen první kuţel doplné výšky hromady, a po té jsou k němu přisypávány postupně jednotlivé kuţelové vrstvy(obr. 7.1), aţ na celou délku hromady. Hromadu lze zaloţit shazovacím vozem se šikmouvýsypkou nebo krátkým příčným pásem, pojízdným pásem nebo zakladačem se shazovacímvozem. Všechna tato zařízení během zakládání pojíţdějí po kolejišti přerušovaněv intervalech odpovídajících době zakládání jednotlivých kuţelových vrstev.Obr. 7.1 Metoda Cone-shellU tohoto způsob zakládání můţe docházet u materiálů s velkými rozdíly v zrnitostik segregaci hrubých frakcí ve spodních a vnějších vrstvách hromady, coţ je často neţádoucímjevem z hlediska chemického a fyzikálního sloţení a způsobu odběru materiálu z hromady.Velká pádová výška je zvláště u suchých materiálů příčinou prašnosti a způsobuje někdyneţádoucí dodrcování hrubých frakcí materiálu. Z hlediska stupně účinnosti není tato metoda185

Skládkové strojepro homogenizaci vhodná při jakémkoliv způsobu odběru. Kolejiště pro zakládací zařízení jeuloţeno na konstrukci vybudované z úrovně terénu (v případě venkovních skládek) nebo nakonstrukci střechy (v případě skrytých skládek). Plynou z toho poţadavky na prostorzastavěný zakládacím zařízením u skládek venkovních i krytých.2) Metoda trojúhelníkových vrstev (Chevron)Hromada je na dně skládky po celé své délce tvořena základní trojúhelníkovou vrstvou, nakterou jsou pod přirozeným sypným úhlem oboustranně přisypávány vrstvy (vytvářejív příčném řezu tvar trojúhelníku) aţ do plné výšky hromady (obr. 7.2). Můţe být zakládánazařízeními pouţitými u metody kuţelových vrstev, která po celou dobu zakládání pojíţdějíplynule podél hromady po celé její délce.Obr. 7.2 Metoda ChevronZakladač se shazovacím vozem můţe mít výloţník s dopravním pásem pevný nebo sklopnýv rozsahu výšky hromady, aby se pádová výška sníţila na minimum a odstranila se příčinadodrcování hrubých frakcí materiálu a prašnosti. Také u této metody dochází k segregacihrubých frakcí materiálu ve spodních a vnějších vrstvách. Volbou vhodného způsobu odběrulze dosáhnout vysokého stupně účinnosti homogenizace a vliv segregace prakticky vyloučit3) Metoda kosočtverečných vrstev (Windrow)Hromada je na dně skládky po celé své délce tvořena základními trojúhelníkovými vrstvami,zaloţenými metodou trojúhelníkových vrstev, mezi které jsou dále pod přirozeným sypnýmúhlem přisypávány stejnou metodou kosočtverečné vrstvy, aţ do plné výšky hromady (obr.7.3).Obr. 7.3 Metoda Windrow186

Skládkové strojeTato hromada je zakládána zakladačem se shazovacím vozem, který po dobu zakládánípojíţdí podél hromady. Výloţník s dopravním pásem však musí být u tohoto zakladačeotočný, a je ve většině případů rovněţ sklopný. Segregace hrubých frakcí materiálu je u tétometody zásadním způsobem potlačena. Stupeň účinnosti homogenizace je tedy při vhodnězvoleném způsobu odběru velmi vysoký.4) Metoda StrataHromada je na dně skládky po celé své délce tvořena trojúhelníkovou vrstvou, na kterou jsoudále pod přirozeným sypným úhlem jednostranně přisypávány lichoběţníkové vrstvy, aţ doplné výšky hromady (obr. 7.4).Obr. 7.4 Metoda StrataBývá zakládána zakladačem se shazovacím vozem, jehoţ výloţník s dopravním pásem musíbýt otočný a sklopný. Ve spodní části vrstev dochází k segregaci hrubých frakcí materiálu.Počet uloţených vrstev je z těchto metod nejvyšší, a proto také je u této metody při vhodnězvoleném způsobu odběru, stupeň účinnosti homogenizace taktéţ velmi vysoký.5) Metoda QuincunxHromada je po celé své délce tvořena vodorovnými lichoběţníkovými vrstvami, zakládanýmipostupně jedna na druhou, aţ do plné výšky hromady. Hromada je zakládána shazovacímvozem s teleskopickou výsypkou, který během zakládání plynule pojíţdí nad pásemv konstrukci mostu zakladače po celé šířce hromady (obr. 7.5). Na okrajích hromady se celýmost přesune o šířku zakládané vrstvy. Tento portálový pásový zakladač pojíţdí pokolejnicích, uloţených podél obou stran hromady.Obr. 7.5 Metoda Quincunx187

Skládkové strojeU této metody zakládání skládky nedochází k segregaci materiálu. Velká pádová výška můţezpůsobovat dodrcování materiálu a je příčinou prašnosti, která často vzniká. Z hlediskahomogenizace je při vhodně zvoleném způsobu odběru dosahováno touto metodou vysokéhostupně účinnosti. Vzhledem ke svým rozměrům je tento zakladač určen jen pro venkovnískládky.7.4 Metody zakládání kruhových skládekPojmy k zapamatováníU hromad kruhových skládek je osou hromady kruţnice a průřez je ve většině případůlichoběţníkový. Tyto hromady tvoří dvě hlavní metody:1) S vyuţitím metod podélných skládekU první metody mohou být hromady kruhových skládek zakládány jiţ zmíněnými metodami,coţ jsou Cone-shell nebo Chevron, a to pouze zakladači, jejichţ výloţník s dopravním pásemje otočný o 360° kolem centrálního sloupu skládky a je sklopný. Zakládání probíhá za stáléhootáčení tohoto výloţníku – tím se vytváří opět vrstvy jenţ jsou na řezu trojúhelníkovéhotvaru. Vlastnosti těchto hromad jsou stejné jako u přímých hromad, zaloţených výšezmíněnými metodami. Zakládání kruhových hromad metodou Windrow vyţaduje neúnosněkomplikované strojní zařízení a proto se často nepouţívá. Tak jako podélné skládky, mohoubýt i skládky kruhové venkovní nebo kryté.2) Metoda ChevconJe to stále ještě poměrně moderní metoda pro zakládání kruhových skládek. Tvar hromadyv rozvinutém řezu, vedeném její kruhovou osou je na obr. 7.6. Hromada je zakládánavýloţníkem s dopravním pásem, který musí být otočný o 360° a sklopný v rozsahu výškyzakládané hromady. Při zakládání se výloţník střídavě pootáčí kolem centrálního sloupupostupně vlevo a vpravo o určitý konstantní úhel tak, ţe obě ramena tohoto úhlu se přikaţdém dalším pootočení posouvají ve stále stejném směru o určitou konstantní hodnotu.Obr. 7.6 Metoda ChevconVýloţník se během pootáčení současně střídavě spouští a zvedá tak, aby kopíroval poslednízaloţenou vrstvu v určité výšce, asi kolem 0,5m od jejího povrchu. I u této metody docházík segregaci materiálu, jejíţ vliv však lze vyloučit vhodnou metodou odběru. Pádová výška je188

Skládkové strojemalá, čímţ je odstraněna příčina dodrcování hrubých frakcí materiálu a prašnosti. Vzhledemk tomu ţe při odběru hromady, zaloţené touto metodou, je počet současně odebíraných vrstevvyšší neţ u hromad zakládaných jinými metodami, je také vyšší stupeň účinnostihomogenizace. V současné době se tato metoda stále častěji vyuţívá, a to i u podélnýchskládek.7.5 NaběračePojmy k zapamatováníNaběrače se dělí na dvě základní skupiny, kterými jsou:a) Čelní naběrače: - kolesové naběrače,- kolesové mostové naběrače,- barelové naběrače,- mostové shrnovače.b) Boční naběrače: - kolesové výloţníkové naběrače,- boční shrnovače,- ploportálové shrnovače,- portálové shrnovače,- portálové korečkové naběrače.7.5.1 Čelní naběračeČelní naběrače jsou určeny k tomu, aby odebíraly materiál současně z celého čela (příčnéhořezu) hromady. Mezi hlavní druhy patří:1) Kolesový naběrač, který je znázorněn na obr. 7.7.Obr. 7.7 Čelní kolesový naběrač2) Kolesový mostový naběrač. Je příhodně umístěn na mostě vedoucím napříč hromadou, nakterém je uloţeno jedno nebo více koles, která se po mostě plynule pohybují vlevo a vpravo.Před kolesy je zavěšena brána, která má přibliţně tvar hromady a která se rovněţ pohybujevlevo a vpravo napříč hromadou a dopravuje tak materiál ke kolesům u paty hromady. Sklonbrány je měnitelný podle mechanických vlastností materiálu, který je korečky dopravován na189

Skládkové strojepodávací pásy kaţdého kolesa, a z nich na sběrný příčný pás naběrače a odtud na odsunovýskládkový pás. V krajních polohách bočního pohybu koles most na kolejových podvozcíchpopojede ve směru podélné osy hromady o novou třísku koles. Naběrač můţe pracovat navenkovních i krytých skládkách s hromadami trojúhelníkových průřezů. Po vybrání celéhromady můţe být příčně přemístěn na hromadu novou. Nabírá materiál pouze v jednomsměru postupu. Je dosahováno velmi dobré účinnosti homogenizace při pouţití vhodnémetody zakládání.Jednodušší variantou je most s jedním pojízdným kolesem, uvnitř kterého prochází dopravnípás. V místě kolesa je úzká brána, která se pohybuje po mostě současně s kolesem. Účinkyjsou stejné jako v předchozím případě, a funkce je rovněţ podobná, nelze jej však pouţítk homogenizaci materiálu, který má sklon k segregaci, protoţe na krajích hromady nabírajíkolesa pouze tento segregovaný materiál.3) Barelový naběrač (obr. 7.8). Tento typ nakladačů je určen pro čelní odběr hromadtrojúhelníkových průřezů. Je sloţen z jednoho kolesa, které je široké jako pata hromady,uloţeným na mostě vedoucím napříč hromadou. Na kolese je řada širokých korečků, kterépředávají nabíraný materiál na dopravní pás, umístěný uvnitř mostu. Před i za je pohybující sebrána ve tvaru průřezu hromady, která je plynulá po celou dobu odběru, coţ umoţňuje odběrmateriálu v obou směrech jízdy mostu. Dosahují velmi dobrých výsledků homogenizace,které nejsou ovlivněny ani segregací materiálu.Obr. 7.8 Barelové naběrače4) Mostový shrnovač. Je určen pro čelní odběr hromad trojúhelníkovitého průřezu. Materiál jeu paty hromady nabírán hřebly shrnovacího řetězu a příčně po dně skládky dopravován nadopravní pás, umístěný podél hromady. Shrnovací řetěz má jen jednu polohu, kopírující dnoskládky, které můţe být buď vodorovné nebo šikmé. Před shrnovacím řetězem je na jednénebo na obou stranách uloţena brána, jejíţ funkce jiţ byla popsána.7.5.2 Boční naběračeMezi hlavní druhy patří:1) Kolesový výloţníkový naběrač (obr. 7.9). U tohoto naběrače se materiál začíná nabíratv horní části korečky otáčejícího se kolesa, pak se předává na výloţníkový pás a odtud naodsunový skládkový pás. Přitom se kolesový výloţník neustále otáčí. V krajních polohách, přivýběhu kolesa z hromady, je pojezdem naběrače zabrána nová tříska. Odběr hromady probíhábočně po lávkách, vysokých asi jako polovina průměru kolesa. Po odebrání lávky, po celédélce hromady, je na jejím okraji kolesový výloţník spuštěn o výšku lávky do niţší polohya otáčením kolesového výloţníku a kolesa je odebírána první tříska z nové lávky. Stupeň190

Skládkové strojeúčinnosti homogenizace je zanedbatelný, proto jsou nakladače určeny pro venkovní skládky,bez poţadavků na homogenizaci.Obr. 7.9 Kolesový mostový nakladač2) Boční shrnovač. Hřebla shrnovacího řetězu dopravují materiál na odsunový dopravní pás,umístěný pod přepadovou hranou skládky, za současného plynulého pojezdu shrnovače podélhromady. V krajních polohách je vodič spuštěn do záběru a je odebírána další tříska. Cyklusse opakuje aţ do vybrání celé hromady. U vhodně zaloţené hromady je dosahováno o něcovyššího stupně účinnosti homogenizace, při současném omezení vlivu segregace.Obr. 7.10 Portálový shrnovač3) Poloportálový shrnovač. Od bočního shrnovače se liší pouze nosnou konstrukcía umístěním kolejnic pro pojezd v různé úrovni po obou stranách hromady, coţ je v mnohapřípadech výhodné. Jinak u toho typu shrnovače platí totéţ co u bočního shrnovače.4) Portálový shrnovač (obr. 7.10). Pojezd portálu probíhá v kolejnicích, které jsou umístěnyv úrovni terénu po obou stranách hromady. Shrnovací řetěz bývá pro větší výkony dvojitý191

Skládkové strojea pro větší šířky hromad bývá vybaven ještě pomocným shrnovacím řetězem, často takédvojitým, umístěným na opačném konci portálu, neţ je odsunový pás. Jeho úkolem jedopravovat materiál ke špičce hlavního shrnovacího řetězu. Pro funkci, moţnostia homogenizaci platí stejné jako u bočních shrnovačů.5) Portálový korečkový naběrač. Materiál je z hromady nabírán korečky, předáván nadopravní pás uloţený v mostu naběrače a dále na odsunový skládkový pás umístěný podélhromady (obr. 7.11). Přitom portál plynule pojíţdí po kolejnicích, umístěných podél oboustran hromady. Na okraji hromady se vodič korečkového řetězu přesune do záběru o tloušťkutřísky, která je odebírána při opačném pojezdu portálu. Tento naběrač je určen pro venkovnískládky a ve spolupráci s portálovým zakladačem dosahuje výborných výsledkůhomogenizace.Obr. 7.11 Portálový korečkový naběrač7.6 Pouţití skládkových strojůSkládkové stroje slouţí k zakládání a odebírání sypkých a zrnitých materiálů. Příklady uţitískládkových strojů jsou uvedeny na obr. 7.12, se stručným popiskem, šipky naznačují směrsypání při zakládání.Obr. 7.12 Mostový čelní shrnovač při zakládání skládky metodou Chevron192

Skládkové strojeOdměna a odpočinekVýborně, jde ti to velice dobře. Uţ máš za sebou předposlední výukový týden. Nynísi dej pauzičku a připrav své myšlenkové pochody na vyřešení jednoduchýchkontrolních otázek.Shrnutí kapitolySkládkové stroje bývají posledním článkem řetězce dobývání – doprava –skladování natěţeného materiálu. Tyto stroje buďto skládku tvoří – zakládače,nebo z ní odebírají – nakládače a shrnovače.Hromady podélných skládek, jsou posuzovány podle tvaru půdorysu jednotlivýchhromad materiálu, kdy právě u podélných skládek je osa hromady přímá a příčnýprůřez můţe být trojúhelníkový nebo lichoběţníkový.Naběrače se dělí na dva základní typy: čelní a boční.Kontrolní otázka1. Za jakým účelem jsou budovány skládky?2. Jaké jsou základní metody zakládání podélných skládek?3. Do kterých základních skupin se dělí naběrače?4. Jaké jsou konstrukce bočních naběračů?Korespondenční úkol1. Vypište základní typy čelních naběračů.2. Vypište základní typy bočních naběračů.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Za jakým účelem jsou budovány skládky?2. Co se rozumí homogenizací?3. Jaké jsou základní metody zakládání podélných skládek?4. Do kterých základních skupin se dělí naběrače?5. Jaké jsou konstrukce bočních naběračů?193

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a hornin8 STROJE A ZAŘÍZENÍ PRO ZHUTŇOVÁNÍ ZEMIN A HORNINPo úspěšném a aktivním absolvování této KAPITOLYBudete umět:vyjmenovat a popsat základní strojní celky strojů pro zhutňovánízemin a hornin,definovat základní principy technologie práce předmětné skupinyzemních strojů,řešit výkonnost jednotlivých strojních celků dle jejich pouţití,Budete umětBudete schopni:orientovat se v oblasti zařízení pro zhutňování zemin a hornin.Budete schopniZhutňování zemin a ţivičných směsí všech druhů je velmi důleţitý a zásadní proces, zejménav pozemním a inţenýrském stavitelství, který převáţně rozhoduje o kvalitě celého díla.Pojmy k zapamatováníO kvalitě zhutňovacího procesu rozhodují nesčetné faktory, jako druh a stav zhutňovanéhomateriálu, výběr vhodného stroje, přizpůsobení jeho funkčních vlastností či parametrůvlastnostem a stavu zhutňovaného materiálu, dále volba správného technologického postupua v neposlední řadě dodrţování technologické kázně, systematičnosti práce, údrţba a obsluhastroje. Je tedy jasné ţe jde o velmi náročný proces, k jehoţ zvládnutí potřebují dostatečnéznalosti nejen technici v projekci a na stavbě, ale také mistři a strojníci, kteří provádějí vlastnípráci se strojem.Zhutňování je technologický proces, při kterém umělým způsobem zvyšujeme objemovouhmotnost zeminy působením statického nebo dynamického zatíţení. Cílem zhutňování jedosáhnout v zemině takových změn, aby v konstrukci nepodléhala dalšímu sedání, zvýšittěsnost a nepropustnost zhutňované vrstvy, zlepšit mechanické vlastnosti zeminy (pevnost vesmyku, zmenšení tření mezi jednotlivými zrny apod.).194

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninTřináctý výukový týdenČas ke studiu: 5 hodin – rozsah odpovídá 3h přednášek a 2h cvičeníCíl Po prostudování tohoto odstavce budete umětpopsat základní konstrukční celky strojů pro zhutňování zemin a hornin,definovat základní typy pohonů těchto strojů,stanovit podélnou i příčnou stabilitu stroje na konkrétním podvozku,chápat a řešit problematiku styku pracovního nástroje s podloţkou, na němţ závisítechnologie práce stroje.Průvodce studiemJe nutno si uvědomit, ţe obsah této kapitoly studijní opory v tištěné podobě jerelativně stručný a nemusí obsahovat veškeré informace k absolvování jednotlivýchnáleţitostí (Korespondenční úkol a Testovací otázky), které jsou podmínkouk úspěšnému absolvování kapitoly a potaţmo celého kurzu. Další informace jsouk dispozici v elektronické podobě na CD-ROM nebo na internetových stránkách,knihovnách a dalších pramenech. K získání většího objemu dat a informacídoporučuji mimo zmíněného vyuţití sítě internet a kniţního fondu technickýchknihoven, také oslovení firem podnikajících v daném oboru.Výklad8.1 Zhutňování zemin a horninPojmy k zapamatováníV kaţdé zemině je kostra z pevných částic (obr. 8.1), mezi kterými jsou dutiny vyplněnévzduchem (plynem) a vodou. Při kaţdém zatíţení zeminy vzniká její deformace, která jedvojího druhu:a) Pruţná deformace – po ukončení zatěţovací síly se částice zeminy vracejí do původnípolohy. Při vnějším zatíţení se prostor mezi částicemi v zemině, naplněný vodou a vzduchem,v místech dotyku a soustředěného tlaku zmenšuje a v místech menšího napětí se zvětšuje.Jakmile přestane působit vnější zatíţení, vodní prostory se vzájemně pruţně vyrovnají.195

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninb) Plastická deformace – nastane tehdy, kdyţ zemní částice zaujmou těsnější vzájemnoupolohu na úkor vytlačeného vzduchu z pórů zeminy. Nikdy se však nepodaří úplně vypuditvzduch ze soudrţné a nepropustné zeminy (jíl, hlína apod.).Zhutnitelnost zeminObr. 8.1 Skladba zeminy: a) před zhutněním, b) po zhutněníMěřítkem zhutnění zeminy je docílená změna její objemové hmotnosti ρ [kg.m -3 ], přičemţ sevţdy uvaţuje objemová hmotnost suché zeminy. Proti zhutnění klade zemina značný odpora podle jeho velikosti mluvíme o její zhutnitelnosti.V mechanice třídíme zeminy na:a) soudrţné – obsahují jíl, těţké hlíny, spraše apod.,b) nesoudrţné – sypké zeminy,c) směsi předchozích zemin.8.2 Funkční působení zhutňovací technikyZákladním poţadavkem zhutňovací techniky je vyvodit na zeminu sílu, potřebnouk překonání vnitřního tření v zemině a přesunout její částice tak, aby se mezi nimi co nejvícezmenšily mezery a zvýšila se objemová hmotnost. Síly lze dosáhnout:a) statickou tíhou stroje (obr. 8.2a), působícího na zeminu tlakem (statické válce),nebo tlakem a hnětením (pneumatikou válce)b) dynamickým působením na horninu vibracemi (obr. 8.2b) nebo nárazem (obr. 8.2c),případně jejich kombinací196

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninObr. 8.2a Zemina vytváří před běhounem vlnkyObr. 8.2b Dynamické účinky vibrační deskyObr. 8.2c Úderové zhutňování dusáním197

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a hornin8.3 Zhutňovací strojePojmy k zapamatováníRozdělujeme je podle konstrukce a prvotního zhutňovacího účinku na tyto základní druhy:1. válce statické (působí tlakem),2. válce vibrační (působí tlakem a vibrací),3. vibrační desky,4. vibrační pěchy,5. výbušná dusadla.Dnes se stále ve větším rozsahu pouţívají stroje, kde je vyuţívána kombinace základníchúčinků tlaku a vibrace (vibrační válce), protoţe jejich pouţití je univerzálnější. Malézhutňovací stroje se při práci ovládají a přesouvají ručně. Pohon malých strojů vykonávajíelektromotory nebo malé dvoudobé motory. Větší zhutňovací stroje jsou přívěsné nebosamohybné, poháněné vznětovými motory.8.4 Zhutňovací válcePracovním nástrojem válců jsou válcová kola – běhouny. Podle povrchu pracovního nástrojerozeznáváme válce:a) hladké,b) jeţkové,c) segmentové,d) pneumatikové.8.4.1 Válce statické s hladkými ocelovými běhounyTyto stroje patří mezi vůbec nejstarší stavební stroje. Jejich pouţívání začalo v roce 1876a byly poháněny parním strojem. Zhutňovací účinek těchto válců závisí na jejich hmotnosti,jejím rozdělení na jednotlivé osy a na lineárním tlaku připadajícím na 1 cm šířky běhounu L.Pojmy k zapamatováníZ hlediska konstrukčního provedení uspořádání os a běhounů lze pouţít tři systémy:1. Válce dvouosé, tříběhounové (obr. 8.3). Přední běhoun o menším průměru a velké šířce L,zadní dva hnací běhouny o velkém průměru D a malé šířce.198

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninObr. 8.3 Dvouosý tříběhounový statický hladký válec2. Válce dvouosé dvouběhounové zvané tandemové (obr. 8.4) mají běhouny o stejné průměru,umístěné za sebou.Obr. 8.4 Tandemový válec s oběma řiditelnými běhouny3. Válce tříosé tříběhounové mají tři stejné běhouny umístěné za sebou (tandemové).8.4.2 Válce statické profilové - tvarovéHladké válce statické dosedají při zhutňování na zhutňovanou vrstvu poměrně velkou plochoua vyvozují na zeminu měrný či kontaktní tlak. Tento tlak je poměrně malý a je třeba hodněpojezdů, aby zhutnil nakypřenou zeminu nad stav, který měla v rostlém stavu. Podstatnézvýšení měrných tlaků ve válcích se dosáhlo vytvořením různých profilů (obr. 8.5) na pláštiběhounu, které jsou ve styku se zeminou jen částí svého povrchu. Tím se zmenšuje kontaktníplocha válce, zvětšuje se měrný tlak na půdu a navíc se dosahuje jejího hnětení (obr. 8.6).199

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninObr. 8.5 Druhy trnů u profilových válcůObr. 8.6 Vytváření prohlubně od trnů profilového běhounu umoţňuje průchod vzduch a vody zezhutňované zeminy8.4.3 Válce pneumatikovéPojmy k zapamatováníJsou to válce se statickým účinkem na zeminu a v současné době vytlačují ve značné mířestatické válce s hladkými ocelovými běhouny. Děje se tak hlavně z těchto důvodů:1. Mají lepší zhutňovací účinky při větším hloubkovém dosahu2. Jsou univerzálnější při pouţití v různých podmínkách3. U pneumatikového válce kaţdé kolo nebo dvojkolo ve dvojici (obr. 8.7) sleduje teréna svým osovým zatíţením nebo hydraulickým posuvem zhutňuje kaţdou jeho částrovnoměrně.4. U pneumatikových válců kromě vertikálních sil působí ještě pod pneumatikamihorizontální zhutňovací síly, které nepůsobí jen ve směru jízdy válce, ale i kolmo na tentosměr. Působení vertikálních a horizontálních sil s elastikou pneumatik vytváří tzv. hnětacíúčinek.5. U hladkých válců je moţné měnit jejich zhutňovací schopnost pouze změnou zátěţe.U pneumatikových válců lze změnit nejen změnou zátěţe ale také změnou kontaktního tlaku,průměrem pneumatik, tlakem v pneumatikách a rychlostí pojezdu.6. Pneumatikové válce mají větší šířku stopy, větší výkon, rychlosti pojezdů a většízhutňovací hloubku.Obr. 8.7 Izostatický účinek pneumatik sdruţených do dvojic200

Uspořádání a vliv pneumatik na zhutňovací technikuPouţívají se dva druhy pneumatik:Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a hornin1. Profilové radiální s dezénem (obr. 8.8), které jsou vhodné při zhutňování zemin nebo pískůa jiných sypkých materiálů.Obr. 8.8 Profilová zhutňovací radiální pneumatika2. Speciální pneumatiky s hladkým dezénem (obr. 8.9), vhodné u ţivičných nebo betonovýchkrytů vozovek, poněvadţ dobře uzavírají povrch vozovekObr. 8.9 Speciální zhutňovací pneumatika s hladkým dezénem8.4.4 Válce vibračníPojmy k zapamatováníPatří k nejprogresivnějším a nejrozšířenějším strojům pro zhutňování. Hutnicím účinkem,který je statický z hmotnosti stroje a vibrační (rychle za sebou následující rázy), patří doskupiny strojů s dynamickým hutnicím účinkem. Rychlé rázy vyvolávají pod dotykovouplochou stroje rozkmitání částic zeminy do značné hloubky. Různá hmota částic a jejich různárychlost pohybu způsobují rušení vnitřního tření mezi částicemi, ty pak zaujímají vůči sobě conejmenší prostor a vzájemně se zakliňují.Základními rozdělení vibračních válců:1. Vlečné válce vibračníKe svému pohybu potřebují taţný prostředek – kolový nebo pásový traktor. Vlastní běhoun jeumístěn v těţišti rámu a jeho loţiska jsou odpruţena, aby nepřenášela vibrační účinky na201

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninkonstrukci stroje. Pohon vibračního budiče je veden z motoru (obr. 8.10) přes převodovouskříň a rozběhovou spojku klínovými řemeny na rotující hřídel s výstředníky.Obr. 8.10 Hlavní části vibračního válce taţeného1 – ocelový hladký běhoun, 2 – rám stroje, 3 – vznětový motor pro pohon budiče vibraceKonstrukční a funkční provedení je vytvářet vibrace u běhounů. Vyuţívá se dvou systémů,s usměrňovanými vibracemi a kruhovými vibracemi. Příkladem budiče kruhové vibrace jeprovedení s výstředníkovou hřídelí (obr. 8.11), která je loţiskově uloţena v rámu strojea předává běhounu v kruhové vibraci dynamické síly.2. Tandemové vibrační válceObr. 8.11 Budič vibrace excentrickou hřídelí1 – hřídel s excentrickým osazením, 2 – ocelový běhoun, 3 – rám strojeJsou nejrozšířenějšími zhutňovacími prostředky, mají velký zhutňovací účinek při maléhmotnosti. Stroj se snadno přizpůsobuje půdním podmínkám.Konstrukční provedení:a) Uspořádání běhounů, které je znázorněno na obr. 8.12, kde značí:1 Jednoběhounový vibrační válec, vyskytující se jen jako válec vedený (není válectandemový).2 Vibrační válec dvojitý s oběma vibračními běhouny, posazenými blízko sebe o malémrozvoru.3 Vibrační válec dvojitý čtyřběhounový se všemi vibračními běhouny o malém rozvoru.202

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a hornin4 Tandemové běhouny s velkým rozvorem jsou nejrozšířenější. Oba běhouny jsouvibrační, s moţností vypnutí vibrace.5 Tandemové běhouny, u kterých je moţnost přesazení běhounů na jednu nebo druhoustranu. Jsou velmi vyuţívány.6 Tříběhounové vibrační válce, u nichţ lze běhouny vzájemně přesouvat ve směru šipeka docílit buď mírného zhutňování na celé šíři, nebo koncentrovaného zhutnění v určitéstopě.Obr. 8.12 Způsoby uspořádání vibračních běhounůb) Rámy vibračních válců, které jsou řešeny obdobně jako u čelních kolových nakladačů buďv provedení tuhém, nebo kloubovém.Tuhé rámy – na vertikální ose tuhého rámu jsou otočně a zároveň kyvně uchyceny obaběhouny, coţ umoţňuje v nerovném terénu rovnoměrné zatíţení zhutňované zeminy.Kloubové rámy – rám je sloţen ze dvou dílů, uprostřed spojen kloubem, kolem něhoţ lzev podélné ose jednu část s běhounem vychýlit proti části druhé o 30° ÷ 40° na obě strany.Stejně tak lze běhouny vychýlit v příčné ose. Toto zařízení umoţňuje v zatáčkách oběmaběhounům sledovat stejnou stopu a tak zajistit dobré zhutnění.8.5 Vibrační deskyU vibračních desek jsou vyţadovány dva funkční úkoly:1) Předat zemině rychlé dynamické impulsy (obr. 8.13), vyvolané budičem vibrace. Budičemvyvolaná odstředivá síla je několikanásobně větší neţ hmotnost celé desky. Působením tétosíly směrem nahoru se deska nazvedne a v následujícím okamţiku působením své hmotnostii odstředivé síly působící dolů padá na zeminu. Deska během krátkého času svého kontaktu sezeminou v ní vytvoří plošné napětí, které je zdrojem zhutňovacího účinku. Velikost tohotoúčinku je charakterizována velikostí a četností impulsů, které jsou předávány půdě. Jednotlivá203

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninzrnka půdy musí být uveden do pohybu a dosáhnout určitého zrychlení, aby se mohlavzájemně uspořádat.Obr. 8.13 Funkční působení vibrační desky při zhutňování2) Posuvný pohyb o určité rychlosti v [m/min -1 ], jehoţ průběh je patrný na obr. 8.14. Aby sepohyb desky mohl uskutečnit, je třeba určité amplitudy (výšky odskočení). V příliš měkkézemině nebo v její silné vrstvě je amplituda eliminována, takţe pohyb desky je nemoţný.Naopak čím je zemina tvrdší či pevnější, tím je amplituda větší.Obr. 8.14 Znázornění vibrace a posuvu vibrační deskya) Vibrační desky s jednosměrným pohybemKonstrukční provedení a jeho hlavní funkční části jsou na obr. 8.15.1 Aktivní deska – je čtvercového nebo obdélníkového tvaru, je obvykle ocelová neboz otěruvzdorné litiny. Je buď rovná, nebo elipsovitě zaoblená. V případě potřeby se dájejí šířka zvětšit přimontováním nástavců. Při konečném zarovnání některých plochz různých materiálů lze pouţít i desky z umělých hmot. Pro srovnání dlaţdic nebochodníků jsou na desky přimontovány válečky.2 Budič vibrace – je pevně spojen s deskou a pracuje s kruhovou vibrací, při níţ sedeska můţe pohybovat pouze v jednom směru.3 Odpruţená plošina – je na ní uloţen hnací motor a ostatní mechanismy.4 Rukojeť – pro ovládání stroje s ovládacími elementy je připojena na odpruţený dílstroje.5 Tlumící pruţina – tlumící prvky jsou pruţinové nebo z gumokovů apod.204

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninObr. 8.15 Hlavní funkční části vibrační desky s jednosměrným pohybemVibrační desky s jednosměrným pohybem vytvářejí plošné zhutňování o větším hloubkovémrozsahu. Dá se jich téţ výhodně pouţít při srovnávání betonových dlaţdic chodníků, neboprůmyslových podlah s přimontováním desek z umělé hmoty, aby se nepoškodil povrchpodlah. Jsou také pouţitelné pro zhutňování ţivičných povrchů, je zde ovšem nutno ke strojipřimontovat nádrţku na ostřikování, aby se povrch desky nelepil. Moţné také vhodné vyuţitípři zhutňování betonové směsi, pokud je povrch desek upraven, nezanechává v betonu ţádnéstopy.b) Vibrační desky s dvousměrným pohybemHlavní funkční části jsou podobné jako u jednosměrných vibračních desek. Rozdíl tvoříkonstrukční provedení, které je znázorněno na obr. 8.16. Tyto těţké vibrační desky se mohoupohybovat dvěma směry, tj. dopředu i zpět. Dosáhne se toho dvěma protiběţnýmivýstředníky, namontovanými na dvou hřídelích.Obr. 8.16 Vibrační deska se dvěma budiči vibrace s obousměrným pohybemPro vyuţití všech moţností vibrační desky vyţadují některé vlastnosti zemin přizpůsobit jejírychlost posuvu. Ne však cestou sniţování otáček motoru, protoţe se čtvercem sníţenýchotáček se sniţuje jeho výkon a tím i zhutňovací účinek stroje. Těţké moderní desky majípohon a ovládání desky hydrostatické s uţitnou elektronikou. Tyto prvky umoţňují změnysměru chodu, rychlost posuvu, změny frekvence, amplitudy, směru řízení a v neposlední řaděi dálkové ovládání a další provozní náleţitosti. Mezi ně patří např. různé polohy vibračníchdesek, kterými jsou: 1 – chod vpřed, 2 – pěchování na místě, 3 – chod zpět.205

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a hornin8.6 Vibrační pěchyPojmy k zapamatováníProces dynamického zhutňování se děje vibrací, pěchováním nebo dusáním. Kombinacíúčinku vibračního a pěchovacího je proces vibropěchovací. Jeho účinek je závislý zejména nahmotnosti pěchu, výšky odskoku patky od země a na frekvenci zdvihů. Při pěchování sezemina rozkmitá působením patky (botky) na frekvenci f = 6,5 ÷ 12 Hz při výšce odskoku20 ÷ 90 mm (obr. 8.17). Při těchto nárazech na půdu vytváří pěchu povrchové napětí, kterézpůsobuje přesun a urovnání zrn v půdě. Úderná síla pěchů je značná, takţe po 2 aţ 3přechodech (podle zrnitosti) se ve zhutňovaném profilu dosahuje jiţ ţádaného zhutnění.Obr. 8.17 Při pěchování se zemina rozkmitá pohybem pákyVelikost úderné síly a její frekvence je regulována změnou otáček hnacího motoru, a toovládáním regulátoru otáček motoru. Posuvný pohyb pěchu (obr. 8.18) se dosáhnenakloněním válcového tělesa pěchu směrem dopředu proti ploše patky. Při pěchování sevytvoří vodorovná pohybová sloţka, která způsobí samovolný pohyb pěchu. Důleţitýmpoţadavkem na účinnost pěchu je jeho schopnost přizpůsobit se různým půdním podmínkám,které vyţadují různé intenzity úderů. Tyto jsou regulovatelné změnou výšky odskoku(amplitudy) a ten opět změnou otáček hnacího motoru. Moderní pěchy mají nastavitelné3 aţ 4 regulační rozsahy amplitud.Uplatnění vibračních pěchů je ve zhutňování velmi úzkých a těţko přístupných prostor, kdeby nemohly pracovat ostatní zhutňovací prostředky. Jsou to zejména práce při zhutňovánínásypů u kanalizačních a plynovodních sítí, kabelů, základových rýh, zhutňování násypů zaochrannými zdmi, opěrných mostních loţisek, při opravách kanálů a komunikacích. Mezidůleţité práce patří opravy silnic a vozovek i v ţivičném provedení, opravy obrubníků,dlaţebních kostek obzvláště v okolí kanálů a propustí. Se zvláštním příslušenstvím lze pěchůpouţít i k zatloukání menších pilotů, kůlů, traverz, k poráţení násypů, k rozrušování povrchůvozovek apod.206

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninObr. 8.18Nakloněním tělesa pěchu ve směru pohybu dostáváme pohybovou sloţku pro samovolný pohyb pěchuPři zhutňování vibračními pěchy je důleţité, ţe k dosaţení optimálního zhutnění lzedosáhnout za předpokladu, ţe materiál (zvláště soudrţný) má příznivý vodní obsah.V podstatě lze definovat, ţe kdyţ při pěchování od pěchu prýští voda na všechny strany, nelzedosáhnout dobrého zhutnění.Z hlediska bezpečnosti práce je velmi důleţité, aby rukojeť, kterou drţí strojník, byla dobřeodpruţena, jinak na lidském organismu vzniká váţné riziko úrazu.8.7 Výbušná dusadlaPři expanzi spálených plynů vznikne v kompresním prostoru válce výbušných dusadelodrazová síla, která vynese dusadlo kolmo vzhůru do výšky 400 ÷ 500 mm, odkud při svéhmotnosti G [kg] padne zpět na zhutňovaný povrch. Tento proces se opakuje v průběhu jednéminuty 50 ÷ 80 krát. Dusadlo má při své činnosti trojnásobný účinek (obr. 8.19):Obr. 8.19 Práce a účinek dosahovaný výbušným dusadlema) Při odrazu působí patka na zeminu silou F,b) Při výskoku do krajní polohy K získá polohovou energii E,c) Při dopadu či nárazu na zeminu působí na ni dynamickou silou FD a vlivem otřesůzpůsobuje v zemině přeskupení jednotlivých zrn materiálu.207

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninTyto zhutňovače mají mnohostranné pouţití u nesoudrţných i soudrţných zemin, protoţe jelze přizpůsobit různým podmínkám regulací frekvence rázů a jejich intenzity. Pouţívají sezejména při:1 Zhutňování všech druhů zemin, násypů v úzkých dráţkách při kladení potrubí, kabelů,kolektorů apod., základů a násypů ochranných zdí, násypů svahů a hrází, cesta vozovek, městských komunikací v těţko přístupných místech kolem kanalizačníchvstupů, opěrných sloupů a jiných překáţek.2 Zhutňování silničních podkladových vrstev nebo betonových směsí. V těchtopřípadech se montuje patka o větší ploše, neţ je na zeminu.3 Srovnávání povrchů malých i velkých dlaţebních kostek na silnicích i vozovkách. Protento účel jsou montovány speciální patky podle velikosti dlaţebních kostek.4 Rozrušování betonových nebo ţivičných krytů vozovek či jiných konstrukcípřimontováním speciálních sekáčových koncovek.5 Zatloukání dřevěných pilotů nebo ocelových těsnicích profilů do země pomocízvláštní koncovky a přídavného zařízení. Pouţití výbušných dusadel je mnohostrannéa ve stavebních procesech hojně pouţitelné.Odměna a odpočinekSuper, nyní tě čeká jen pár posledních kontrolních otázek, na které si pro kontrolupotom odpovíš a máš tento kurz prakticky za sebou. Avšak bude nutno se ještěpřipravit na závěrečný tutoriál, ale nyní se běţ občerstvit, ať přijdeš na jinémyšlenky.Shrnutí kapitolyV kaţdé zemině je kostra z pevných částic (obr. 8.1), mezi kterými jsou dutinyvyplněné vzduchem (plynem) a vodou. Při kaţdém zatíţení zeminy vzniká jejídeformaceMěřítkem zhutnění zeminy je docílená změna její objemové hmotnosti ρ (kg.m -3 ),přičemţ se vţdy uvaţuje objemová hmotnost suché zeminy. Proti zhutnění kladezemina značný odpor a podle jeho velikosti mluvíme o její zhutnitelnosti.Základním poţadavkem zhutňovací techniky je vyvodit na zeminu sílu,potřebnou k překonání vnitřního tření v zemině a přesunout její částice tak, aby semezi nimi co nejvíce zmenšily mezery a zvýšila se objemová hmotnost.Vibrační válce patří k nejprogresivnějším a nejrozšířenějším strojům prozhutňování. Hutnicím účinkem, který je statický z hmotnosti stroje a vibrační(rychle za sebou následující rázy), patří do skupiny strojů s dynamickým hutnicímúčinkem.208

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninKontrolní otázka1. Které faktory rozhodují o kvalitě zhutňovacího procesu?2. Jaké jsou pouţívány typy válců zhutňovacího stroje dle jejich povrchu?3. Jak rozdělujeme zhutňovací stroje dle konstrukce a prvotního zhutňovacího účinku?4. Jakým způsobem lze dosáhnout poţadované síly na zeminu?Korespondenční úkol1. Napište hlavní funkční části vibračních desek.2. Vypište základní typy zemin dle mechanických vlstností.Průvodce studiemPřipravte se na tyto testovací otázky, které je nutno vykonat na příslušnýchinternetových stránkách kurzu:1. Které faktory rozhodují o kvalitě zhutňovacího procesu?2. Jak třídíme zeminy v mechanice?3. Jaké jsou pouţívány typy válců zhutňovacího stroje dle jejich povrchu?4. Jak rozdělujeme zhutňovací stroje dle konstrukce a prvotního zhutňovacíhoúčinku?5. Jakým způsobem lze dosáhnout poţadované síly na zeminu?209

Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a horninPříprava na tutoriálGratuluji, dospěl jsi k samotnému závěru tohoto předmětu – Stroje prozpracování odpadu.Pokud jiţ máš splněny všechny úkoly, tedy korespondenční úkoly a popřípadětaké testovací otázky, jiţ tě čeká jen závěrečný tutoriál. Na něm na základějednotlivých tebou řešených úkolů a popřípadě menšího (doplňujícího)pohovoru lektor provede tvé hodnocení. Určitě jsi celý semestr poctivě plnilveškeré úkoly a není se proto čeho bát. Termín závěrečného tutoriálu včasobdrţíš elektronickou poštou.Nyní si můţeš projít jednotlivé výukové týdny pro oţivení probrané látky.Pokud máš nějaké další dotazy, připomínky a podněty, které jsi z jakéhokolidůvodu nemohl v průběhu semestru realizovat, tak si je můţeš zformulovat avznést právě na zmíněném tutoriálu.210

Další zdroje informacíDalší zdroje[1] JEŘÁBEK, K., HELEBRANT, F., JURMAN, J., VOŠTOVÁ, V.: Stroje pro zemnípráce, silniční stroje, I. vydání. Ostrava: VŠB-TUO, Ostrava 1996. 466 s. ISBN 80-7078-389-3.[2] VANĚK, A.: Moderní strojní technika a technologie zemních prací. I. vydání. Vydalonakladatelství Akademie věd České republiky. Praha, 2003. 526 s. ISBN 80-200-1045-9.[3] JEŘÁBEK, K.: Zemní stroje. Praha: Vydavatelství ČVUT v Praze. Praha 1987.[4] VOŠTOVÁ, V., JURMAN, J., KŘEMEN, T., FRIES, J., SLÁDKOVÁ, D.:Progresivní technika v technologiích zemních prací. Praha: Vydavatelství ČVUTv Praze. Praha 2008. 235 s. ISBN 978-80-01-04221-2.[5] POLÁK J. et al: Dopravní a manipulační zařízení. Skripta VŠB-TUO 2003.[6] Stroje Caterpillar Phoenix Zeppelin. online . 2010 2010-18-03 .WWW: http://www.p-z.cz/cs/site/pz-stroje-caterpillar/cat_categories.htm[7] Stroje New Holland Construction. online . 2010 2010-18-03 .WWW: http://www.new-holland.cz/new-holland-heavy-line-kolova-rypadla[8] Povrchové a těžební stroje PRODECO. online . 2010 2010-10-04 .WWW: http://www.prodeco.cz/cs/[9] Rypadla UNEX. online . 2010 2010-05-04 .WWW: http://www.unex.cz/[10] Zemní stroje NEKR. online . 2010 2010-18-04 .WWW: http://nekr.kom.cz/[11] Zemní práce. online . 2010 2010-19-04 .WWW: http://c14.siliconhill.cz/data/bakalari/SPRO/Prednasky/posp_2a.pdf[12] Rypadla. online . 2010 2010-03-05 .WWW: home.zf.jcu.cz/~celjak/01/rypadla.pptCD-ROMjenţ je součástí tohoto materiálu, obsahuje kompletní učební text (je i v Moodl),stručnou studijní oporu předmětu (je i v Moodl), doplňující animace a videa(některá nejsou součástí Moodl) a popřípadě další podklady pro výuku.211

Klíč k řešeníKlíč k řešeníKO1.týden1. str. 82. obr 1.2 na str. 103. str. 124. str. 18KO2.týden1. str. 222. str. 223. str. 32 – obr. 1.254. str. 33KO3.týden1. str. 362. str. 363. str. 36 - 394. str. 40 - 43KO4.týden1. str. 562. str. 553. str. 584. str. 51KO5.týden1. str. 73 - 742. str. 663. str. 734. str. 69KO6.týden1. str. 812. str. 84 - 853. str. 864. str. 88KO7.týden1. str. 932. str. 933. str. 99 - 1054. str. 99 - 105KO8.týden1. str. 1162. str. 1183. str. 114 - 1184. str. 115212

Klíč k řešeníKO9.týden1. str. 111 - 1132. str. 113 - 1143. str. 1144. str. 130KO10.týden1. str. 1432. str. 1433. str. 147 - 1524. str. 160KO11.týden1. str. 1662. str. 166 - 1793. str. 1764. str. 176KO12.týden1. str. 1832. str. 185 - 1873. str. 1894. str. 190 - 192KO13.týden1. str. 1942. str. 1983. str. 1984. str. 196213

Výklad – video ke kapitolámVýklad – video ke kapitolám214

Testovací otázkyTestovací otázky1. VÝUKOVÝ TÝDEN - KOLOVÉ PODVOZKY ZEMNÍCH STROJŮ1. Jaký typ podvozků zemních strojů se nevyskytuje?a) Kolové,b) pásové,c) kráčivé,d) kolejové,e) kolečkové.2. Co podvozek strojů pro zemní práce nemusí zajišťovat?a) Přenos hmotnosti a všech vnějších působících sil na pojezdovou podloţku,b) stabilitu stroje při práci i pohybu,c) nepřekročení dovoleného měrného tlaku na podloţku (pláň, zeminu),d) udusávání a rozhrnování neupravené zeminy,e) přemístění stroje na jiné pracovní místo.3. Kolové podvozky mají ve srovnání s pásovými podvozky některé přednosti, které?a) Jejich hmotnost tvoří z celkové hmotnosti stroje asi 20 %, zatímco podvozekpásového stroje 30 ÷ 40 %,b) mají menší počet třecích částí a tím i vyšší ţivotnost,c) mají menší přepravní rychlosti,d) náklady na přepravu jsou levnější, protoţe nepotřebují podvalník,e) poškozují povrch vozovky.4. Konstruktéři pro splnění podmínky stability stroje musí dosahovat tyto cíle:a) Umístění těţiště zemního stroje co nejníţe při minimální vyváţenosti jednotlivýchagregátů a pracovního zařízení,b) pouţívají především housenicových podvozků, protoţe jsou těţší a tím sniţují těţištěstroje,c) dimenzují podvozky zemních strojů tak, aby měly dostatečnou hmotnost, tuhénápravy a nosné pneumatiky,d) zvyšují příčnou i podélnou stabilitu stroje umístěním snadno ovladatelných opěr,e) zvyšují hmotnost samotného stroje.5. Jaké výhody má pouţívání radiálních pneumatik?a) Větší ţivotnost,b) větší boční stabilitu,c) lepší jízdní vlastnosti v terénu,d) menší odpor valení,e) částečně lepší pruţení.215

Testovací otázky2. VÝUKOVÝ TÝDEN - PÁSOVÉ PODVOZKY ZEMNÍCH STROJŮ1. Jak velkou část z celkové hmotnosti stroje tvoří přibliţně pásový podvozek?a) 10 ÷ 20 %,b) 20 ÷ 30 %,c) 30 ÷ 40 %,d) 40 ÷ 50 %,e) 50 ÷ 60 %.2. Jaké jsou nevýhody pásových podvozků?a) Vyšší pořizovací náklady,b) vysoké hnací síly,c) vysoké nároky na údrţbud) vysoké brzdné síly,e) vysoké náklady na opravy.3. Co nepatří mezi základní částí pásových podvozků?a) Podélný nosník (rám),b) hnací řetězové (turasové) kolo,c) pojezdové a podpěrné pneumatiky,d) vodící kolo (vratný napínací turas),e) napínací ústrojí pásu.4. Jaký základní typ pásových podvozků je smyšlený?a) Málokladkový,b) málokladkový-vahadlový,c) mnohokladkový-traktorový,d) mnohokladkový-vahadlový jednostupňový,e) mnohokladkový-vahadlový dvoustupňový.5. Jaké jsou jízdní odpory pásových podvozků?a) Valivý odpor při přímé jízdě a při jízdě do oblouku,b) sloţka tahové síly ve směru jízdy do svahu,c) setrvačný odpor při rozjezdu a odpor větru,d) vnitřní pasivní odpory pojíţděcího ústrojí,e) elektrický odpor vodičů pohonů.216

3. KRÁČIVÉ A KOLEJOVÉ PODVOZKY ZEMNÍCH STROJŮTestovací otázky1. Jaké jsou nevýhody kráčivých podvozků?a) Niţší rychlost pohybu (0,25 ÷ 0,3 km.hod -1 při délce kroku 1,5 ÷ 2 m),b) při transportu na větší vzdálenosti se výrazně zvyšuje teplota tlakového média,c) malý měrný tlak na podloţku – pláň,d) systém kráčení přináší zvýšené namáhání rámu stroje, dynamiku namáhání,e) nelze v podstatě regulovat délku kroku.2. Z konstrukčního hlediska rozeznáváme základní typy kráčivých podvozků:a) Elektrické,b) mechanické,c) solární,d) sofistikované,e) hydraulické.3. Jaké jsou základní typy mechanických kráčivých podvozků?a) Vačkové kráčivé systémy,b) kráčivé zařízení s výstředníky,c) kráčivé zařízení s klikovým mechanismem,d) vahadlové kráčivé zařízení,e) pomaloběţné kráčivé ústrojí.4. Jaké jsou základní typy hydraulických kráčivých podvozků?a) Hydraulický kráčivý systém s hlavním a pomocným válcem,b) hydraulický kráčivý systém s válci do tvaru V,c) hydraulický kráčivý systém s válci do tvaru X,d) hydraulický kráčivý systém se čtyřmi hydraulickými válci,e) mezikruhový hydraulický kráčivý systém.5. Jaké jsou hlavní jízdní odpory kolejových podvozků?a) Valivý odpor mezi koly podvozku s hlavou kolejnice,b) odpor překonávání nečistot na kolejnici,c) smykové nebo valivé tření čepů pojezdových kol v loţiscích,d) tření nákolku o kolejnici,e) odpor vzduchu - větru.217

Testovací otázky4. VÝUKOVÝ TÝDEN - OTOČ ZEMNÍCH STROJŮ1. Označte základní druhy otáčivých ústrojí zemních strojůa) Bubnový opěrný systém,b) kladkový opěrný systém,c) hydraulicky podepřená otočová pojezdová vahadla,d) velkoprůměrová valivá loţiska,e) kulová dráha.2. Jaké jsou přednosti kulových drah oproti jiným otočovým systémům?a) Dovoluje vytvořit pevnou konstrukční skupinu uzavřeného tvaru,b) odpadají chyby ve středění při montáţi,c) velké nároky na ustavení – nivelizace,d) nízká stavební výška,e) výhodnější rozloţení zatíţení.3. Základní typy velkoprůměrových valivých loţisek jsou?a) Dvouřadá, třídílná velkoprůměrová loţiska,b) loţisko s valivými tělesy ve tvaru sférických elipsoidů,c) loţisko se dvěma řadami koulí, uloţeny v horizontální rovině,d) loţisko s valivými tělesy ve tvaru komolých kuţelů,e) spojení s tzv. drátovým loţiskem.4. Jaké síly působí na kulovou dráhu z horní stavby stroje?a) Hmotnostní – tíhové síly,b) boční rypné odpory,c) vítr a případně i sníh,d) odstředivé a tečné dynamické síly od pohonů a pohybujících se hmot,e) síly od pojezdových ústrojí.5. Základní části málokladkových opěrných (otočových) systémů jsou?a) Horní otočná stavba strojeb) Rám podvozku – dolní část stroje,c) svislý, tzv. královský čep,d) napínací zařízení,e) soustava kuţelových nebo soudečkových kladek.218

Testovací otázky5. VÝUKOVÝ TÝDEN - KOREČKOVÁ RYPADLA1. Základní typy korečkových rypadel jsou?a) Rypadla s kolesem,b) rypadla s jednodílným přímým výloţníkem,c) rypadla s děleným dílcovým výloţníkem,d) rypadla bez výloţníku,e) speciální více výloţníková rypadla.2. Základní konstrukční části korečkových rypadel jsou?a) Výloţníkový rám s vratnými napínacími kladkami,b) korečkový řetěz s korečky,c) pohon korečkového řetězu s turasem,d) spodní stavba stroje,e) kabina strojníka.3. O kolik procent je hmotnost korečkových rypadel menší, neţ u rypadel lopatových, přizachování stejné výkonnosti (těţby)?a) 10 ÷ 20 %,b) 20 ÷ 30 %,c) 30 ÷ 40 %,d) 40 ÷ 50 %,e) 50 ÷ 60 %.4. Jaké jsou hlavní konstrukční části děleného korečkového výloţníku?a) Zarovnávač,b) korečky, korečkový řetěz a nosné kladky,c) vedení korečkového řetězu s vratným turasem,d) kladkostroj zdvihu zarovnávače,e) pojezdové ústrojí.5. O kolik procent je spotřeba energie korečkových rypadel menší, neţ u rypadel lopatových, přizachování stejné výkonnosti (těţby)?a) Méně neţ 20 %,b) 20 ÷ 40 %,c) 40 ÷ 60 %,d) více neţ 60 %,e) je to přibliţně stejné.219

Testovací otázky6. VÝUKOVÝ TÝDEN - KOLESOVÁ RYPADLA1. Vlastní kinematika rozpojovacího procesu kolesových rypadel je dána:a) Otáčivým pohybem kolesa,b) plynulým bočním otáčením kolesového výloţníku,c) podélným výsuvem výloţníku nebo popojíţděním do záběru,d) spouštěním a zvedáním kolesového výloţníku s kolesem,e) přímočarým pohybem nakládacího výloţníku.2. Základní konstrukční celky kolesových rypadel jsou:a) Podvozek společně se spodní stavbou a otočnou deskou,b) kolesový výloţník společně s drţícím výloţníkem,c) vyvaţovací výloţník,d) nakládací výloţník,e) dopravní cesty – pásové dopravníky.3. Na základě konstrukčního provedení rozeznáváme kolesa těchto druhů:a) Kolesa komorová,b) kolesa bezkomorová,c) kolesa ultrakomorová,d) kolesa polokomorová,e) kolesa semikomorová.4. Základní typy pohonů kolesa podle zatíţení, které vznikají při těţbě:a) Pohon kolesa přes hydraulické spojky,b) pohon kolesa přes pastorek a ozubený věnec,c) pohon kolesa přes středovou hřídel: jednostranný vs. oboustranný,d) pohon kolesa přes pseudoplanetovou převodovku,e) pohon kolesa přes dutou hřídel.5. Z pohledu vyprazdňování korečků je konstrukce koles rozdělována na kolesa:a) S gravitačním vyprazdňováním,b) s manuálním vyprazdňováním,c) s odstředivým vyprazdňováním,d) s kombinovaným vyprazdňováním,e) s nuceným vyprazdňováním.220

Testovací otázky7. ZAKLADAČE A DALŠÍ KONTINUÁLNĚ PRACUJÍCÍ STROJE1. Obecně se zakladače sestávají z následujících strojních celků:a) Nabírací zařízení,b) drtící zařízení,c) nosná konstrukce,d) zakládací výloţník,e) podvozek.2. Jaké jsou základní typy pouţívaných podvozků zakladačů?a) Kolové,b) kolejové,c) kolesové,d) pásové - housenicové,e) kráčivé.3. Jaké jsou základní typy rýhovačů?a) Drapákovéb) korečkové,c) řetězové,d) kombinované,e) frézové.4. Dle podvozku se rýhovače rozdělují na:a) Ručně vedené rýhovače,b) rýhovače na kolových podvozcích,c) rýhovače na pásových podvozcích,d) rýhovače na kolejových podvozcích,e) rýhovače na kráčivých podvozcích.5. Jaké jsou základní části skrývkových mostů?a) Rozpojovací orgán,b) hlavní a zakládací pásový dopravník,c) drtič,d) hlavní nosník se zakládacím výloţníkem,e) pojezdové ústrojí.221

Testovací otázky8. LOPATOVÁ RYPADLA - OBECNÉ ROZDĚLENÍ1. Podle výkonnosti motoru se traktorové nosiče dělí na:a) mini stroje o výkonu motoru do 30 kW,b) malé stroje o výkonu motoru 30 ÷ 40 kW,c) střední stroje o výkonu motoru 40 ÷ 60 kW,d) velké stroje o výkonu motoru 60 ÷ 75 kW,e) velké stroje o výkonu motoru nad 75 kW.2. Rypadlové zařízení traktorového nosiče je sloţeno z:a) příčného nosníku,b) výloţníku,c) pneumatických přímočarých motorů,d) násady s ovládacími přímočarými hydromotory,e) pracovních nástrojů.3. Kolové podvozky rypadel mají ve srovnání s pásovými podvozky tyto přednosti:a) Jejich hmotnost je menší (asi 20 % z celku),b) mají menší počet třecích částí a tím i vyšší ţivotnost,c) při pojezdu mají menší dynamické namáhání a tím menší opotřebení částí,d) mají větší přepravní rychlosti (aţ 35 km.h -1 ),e) náklady na přepravu jsou menší a nepoškozují povrch vozovky.4. Základní typy lopatových rypadel jsou:a) Minirypadla,b) kolová rypadla typu rypadlo – nakladač,c) kolesová lopatová rypadla,d) kolová lopatová rypadla,e) pásová (s housenicovým podvozkem) lopatová rypadla.5. Základní pracovní zařízení u minirypadel jsou:a) Hloubková nebo univerzální lopata, čistící příkopová lopata,b) hák pro vytrhávání dlaţby,c) čelisťový drapák,d) drenáţní lopata s nuceným vyprazdňováním,e) hydraulické kladivo, šnekový vrták do zeminy.222

Testovací otázky9. LOPATOVÁ RYPADLA NA PÁSOVÉM PODVOZKU1. Podle konstrukčního provedení dělíme lopatová rypadla na:a) Jednoúčelová,b) univerzální - víceúčelová,c) teleskopická,d) rypadla s nakládací lopatou,e) tunelová.2. Podle pohyblivosti stroje se rypadla dělí na:a) Samojízdné,b) samohybné (kráčivé),c) přípojné - přepravuje se pomocí tahačů,d) přívěsné - část jeho hmotnosti přenáší na taţné vozidlo,e) návěsné – je přepravováno pomocí návěsů.3. Podle druhu pohonu na rypadla:a) Se spalovacím motorem,b) s radiačním pohonem,c) s elektrickým motorem,d) tekutinovým motorem,e) s kombinovaným pohonem.4. Který typ drapáku se nepouţívá:a) Úzkoprofilový,b) noţový,c) těţebníd) bezzubée) vidlový.5. Základní konstrukční řešení lopat:a) Zubové lopaty,b) bezzubé lopaty,c) sférické lopaty s šikmými zuby,d) nakládací lopaty čelisťové zubové,e) vidlové lopaty s přímými zuby.223

Testovací otázky10. DOZERY, SKREJPRY, GREJDRY, ROZRÝVAČE1. Velké dozery při rozdělování dle instalovaného výkonu mají výkon nad:a) 50 kW,b) 130 kW,c) 180 kW,d) 240 kW,e) 300 kW.2. Podle moţností v nastavení radlice dělíme dozery na:a) Buldozery,b) angledozery,c) tiltdozery,d) univerzální dozery,e) speciální dozery.3. Základní konstrukční části motorového jednoosého skrejpru jsou:a) Radlice,b) tahač,c) motorový skrejpr,d) korba skrejpru,e) dozer.4. Nejpouţívanější konstrukční provedení skrejprů:a) Vlečné,b) tlačné,c) jednomotorové,d) dvoumotorové,e) elevátorové.5. Rozrývače se dle zavěšení rozrývacího noţe dělí na:a) Univerzální,b) dvoubodové,c) tříbodové,d) čtyřbodové,e) vícebodové.224

Testovací otázky11. VÝUKOVÝ TÝDEN - LOPATOVÉ NAKLADAČE1. Podle funkčního působení se dají lopatové nakladače rozdělit na:a) Čelní,b) boční,c) tilt,d) otočné,e) angle.2. Hlavní technické parametry nakladačů:a) Objem lopaty,b) maximální nosnost lopaty,c) operativní dojezd nakladače,d) provozní hmotnost nakladače,e) výkon motoru.3. Základní konstrukční provedení nakladačů jsou:a) Smykem řízené čelní mininakladače,b) čelní kolové nakladače,c) čelní pásové nakladače,d) otočné nakladače,e) elevátorové nakladače.4. Do jakých výkonových tříd se dělí pásové nakladače?a) 10 ÷ 50 kW,b) 50 ÷ 70 kW,c) 80 ÷ 120 kW,d) 130 ÷ 160 kW,e) 160 ÷ 200 kW.5. Do jakých tříd se dělí pásové nakladače dle objemu lopaty?a) 0,9 ÷ 1,2 m 3 ,b) 1,5 ÷ 1,9 m 3 ,c) 2,5 ÷ 3,2 m 3 ,d) 3,2 ÷ 4,1 m 3 ,e) 4,1 ÷ 5,0 m 3 .225

Testovací otázky12. VÝUKOVÝ TÝDEN - SKLÁDKOVÉ STROJE1. Za jakým účelem jsou budovány skládky?a) Vyrovnání rozdílů mezi dodávkou a spotřebou materiálu,b) zajištění dostačujících zásob materiálu pro případ provozně neúnosnýchvýpadků,c) zajištění plynulého přísunu materiálu do výrobního procesu,d) zprůměrnění chemických a fyzikálních vlastností jednoho druhu materiálu,e) směšování různých druhů materiálů před vstupem do technologického procesu.2. Homogenizací se rozumí?a) Zakládání materiálu do vrstev tak, aby při jeho odběru nedocházelo k promíchávánímateriálů jednotlivých vrstev,b) zakládání materiálu do tenkých vrstev tak, aby při jeho odběru procházel nabíracíorgán skládkovacího stroje přesně stanoveným počtem těchto vrstev,c) zakládání materiálu do hrubých vrstev tak, aby při jeho odběru procházel nabíracíorgán skládkovacího stroje alespoň některými takto vytvořenými vrstvami,d) zakládání materiálu do tenkých vrstev tak, aby při jeho odběru procházelnabírací orgán skládkovacího stroje co největším počtem těchto vrstev,e) zakládání materiálu do vrstev tak, aby při jeho odběru neprocházel nabírací orgánskládkovacího stroje co největším počtem těchto vrstev.3. Jaké jsou základní metody zakládání podélných skládek?a) Kuţelových vrstev,b) trojúhelníkových vrstev,c) kosočtverečných vrstev,d) metoda Strata,e) metoda Quincunx.4. Do kterých základních skupin se dělí naběrače?a) Čelní,b) boční,c) přímé,d) kruhové,e) kombinované.5. Jaké jsou konstrukce bočních naběračů?a) Kolesový výloţníkový naběrač,b) boční shrnovač,c) poloportálový shrnovač,d) portálový shrnovač,e) portálový korečkový naběrač.226

Testovací otázky13. STROJE A ZAŘÍZENÍ PRO ZHUTŇOVÁNÍ ZEMIN A HORNIN1. Které faktory rozhodují o kvalitě zhutňovacího procesu?a) Druh a stav zhutňovaného materiálu,b) výběr vhodné lokality,c) výběr vhodného stroje,d) přizpůsobení funkčních vlastností stroje vlastnostem a stavu zhutňovanéhomateriálu,e) volba správného technologického postupu.2. V mechanice třídíme zeminy na:a) Soudrţné,b) nesoudrţné,c) sypké,d) směsi soudrţných a nesoudrţných zemin,e) jílovité.3. Podle povrchu pracovního nástroje zhutňovacího stroje rozeznáváme válce?a) Hladké,b) vlnovcovité,c) jeţkové,d) segmentové,e) s pneumatikou.4. Jak rozdělujeme zhutňovací stroje dle konstrukce a prvotního zhutňovacího účinku?a) Válce statické,b) válce vibrační,c) vibrační desky,d) vibrační pěchy,e) výbušná dusadla.5. Jakým způsobem lze dosáhnout poţadované síly na zeminu?a) Statickou tíhou stroje,b) statickou tíhou zeminy,c) dynamickým působením vibracemi,d) dynamickým působením pádem,e) dynamickým působením nárazem.227

1. Výukový týden - Kolové podvozky zemních strojů – kapitola č.Řešení 1e (str. ); 2d (str. ); 3a,b,d (str. ); 4a,c,d (str. ); 5a,c,d,e (str. ).Stránky se váţou na el. podobu skript – dodělat stránkyTestovací otázky2. Výukový týden - Pásové podvozky zemních strojů – kapitola č.Řešení 1c (str. ); 2a,c,e (str. ); 3c (str. ); 4b (str. ); 5a,b,c,d (str. ).3. Výukový týden - Kráčivé a kolejové podvozky zemních strojů – kapitola č.Řešení 1a,b,d,e (str. ); 2b,e (str. ); 3b,c,d (str. ); 4a,b,d,e (str. ); 5a,c,d,e (str. ).4. Výukový týden - Otoč zemních strojů – kapitola č.Řešení 1b,c,d,e (str. ); 2a,b,d,e (str. ); 3a,c,d,e (str. ); 4a,b,c,d (str. ); 5a,b,c,e (str. ).5. Výukový týden - Korečková rypadla – kapitola č.Řešení 1b,c (str. ); 2vše (str. ); 3d (str. ); 4a,b,c,d (str. ); 5b (str. ).6. Výukový týden - Kolesová rypadla – kapitola č.Řešení 1a,b,c,d (str. ); 2vše, (str. ); 3a,b,d (str. ); 4b,c,e (str. ); 5a,c,e (str. ).7. Výukový týden - Zakladače a další kontinuálně pracující stroje – kapitola č.Řešení 1a,c,d,e (str. ); 2b,d,e (str. ); 3b,c,e (str. ); 4a,b,c (str. ); 5b,d,e (str. ).228

Testovací otázky8. Výukový týden - Lopatová rypadla - obecné rozdělení – kapitola č.Řešení 1b,c,d (str. ); 2a,b,d,e (str. ); 3vše, (str. ); 4a,b,d,e (str. ); 5vše, (str. ).9. Výukový týden - Lopatová rypadla na pásovém podvozku – kapitola č.Řešení 1vše (str. ); 2a,b,c,d (str. ); 3a,c,e (str. ); 4b (str. ); 5a,b,d (str. ).10. Výukový týden - Dozery, skrejpry, grejdry, rozrývače – kapitola č.Řešení 1c (str. ); 2vše, (str. ); 3b,c,d (str. ); 4a,c,d,e (str. ); 5c,d (str. ).11. Výukový týden - Lopatové nakladače – kapitola č.Řešení 1a,d (str. ); 2a,b,d,e (str. ); 3a,b,c,d (str. ); 4b,c,d (str. ); 5a,b,c (str. ).12. Výukový týden - Skládkové stroje – kapitola č.Řešení 1vše (str. ); 2d, (str. ); 3vše (str. ); 4a,b (str. ); 5vše (str. ).13. Výukový týden - Stroje a zařízení pro zhutňování zemin a hornin – kapitola č.Řešení 1a,c,d,e (str. ); 2a,b,d (str. ); 3a,c,d,e (str. ); 4vše (str. ); 5a,c,e (str. ).229