Objednejte si bezplatné zasílání tištěné verze časopisuKONSTRUKCE Media, s. r. o.Com4In Group
ISSN 1803-8441
English - Google Translate Česky - Překladač Google French - Google Translate Italian - Google Translate German - Google Translate Polish - Google Translate Spanish - Google Translate Swedish - Google Translate   |   Přihlásit se   
Nacházíte se:  Úvod    Stavební stroje    Návrh základních stavebních strojů pro zemní práce

Návrh základních stavebních strojů pro zemní práce

Publikováno: 13.8.2013
Rubrika: Stavební stroje

Článek volně navazuje na odborný text s názvem „Návrh vhodných mechanismů ve stavebnictví“ publikovaný v minulém vydání přílohy o stavebních strojích (Silnice železnice 3/2012). Předchozí článek se zaměřoval především na porovnávání navržených strojních sestav, nicméně se již nezabýval návrhem konkrétních strojů. Proto bychom rádi poukázali na možný způsob návrhu konkrétních typů stavebních strojů se zaměřením na zemní práce.

RYPADLO
Pro využití následujícího výpočtu předpokládejme, že se jedná o cyklicky pracující stroj, který při práci stojí na jednom místě a v činnosti je tedy pouze pracovní zařízení. Vzdálenost odvozního prostředku vzhledem k poloze stroje je možné uvažovat za konstantní. Funkční vlivy jako jsou vodorovné dosahy, úhly otáčení a podobně lze považovat za nepatrné.

Stanovení pracovního cyklu stroje
Pracovním cyklem stroje se rozumí souhrn pracovních úkonů, které stroj vykoná při práci od zahájení pohybu až do návratu do původní polohy. U rypadel se do doby trvání pracovního cyklu započítává doba potřebná pro naplnění lopaty do maximálního objemu, zvednutí lopaty do výsypné výšky, otáčení stroje s plnou lopatou, vyprázdnění lopaty na odvozný prostředek, otočení stroje s prázdnou lopatou a spuštění lopaty do výchozí polohy.

Výpočet teoretické výkonnosti
Teoretickou výkonnost stroje lze určit pomocí základního vztahu:

Q = V/T [m3/h]

V – objem zeminy, kterou je schopný stroj vytěžit během jednoho pracovního cyklu,
T – doba, kterou trvá jeden pracovní cyklus zvoleného stroje.

Výpočet provozní výkonnosti
Provozní výkonnost upřesňuje pomocí opravných koeficientů výkonnost teoretickou, jelikož se výkonnost stroje mění v závislosti na typu zeminy, kvalitě obsluhy a podobně. Provozní výkonnost tedy určíme dle následujícího vztahu:

Qp = Q * k1 * k2 * ...* kn

Q – teoretická výkonnost,
k1, k2, ..., kn – opravné koeficienty.

NAKLADAČ
Návrh je velice podobný předchozí variantě, nicméně i zde nalezneme jisté odchylky a to především u opravných koeficientů. Na úvod je nutné poznamenat, že volíme objemy lopaty vždy ve vtahu k objemu korby odvozného prostředku. Je-li to možné, volíme objem korby odvozného prostředku jako násobek objemu lžíce nakladače. U nakladačů je důležité nejprve zvolit vhodnou metodu nakládání. Základní varianty bývají označovány písmeny připomínajícími pohyby stroje.

Stanovení pracovního cyklu
Délku pracovní cyklus získáme sečtením jednotlivých kroků obdobně jako v předchozím případě. U nakladače se jedná o nájezd nakladače do skládky se současným nabíráním horniny do lopaty včetně přiklopení lopaty, dále pak přemístění jízdou vzad za současného zdvihaní lopaty, příjezd k odvoznému prostředku, vysypání objemu lopaty na odvozný prostředek a nakonec návrat stroje do původní polohy doprovázený spouštěním lopaty.

Výběr nakladače – stanovení požadované výkonnosti
Získáme ji z následujícího vztahu:

Qp = Vc / tc [m3/hod]

Vc – objem veškeré horniny určené k přepravení,
tc – celkový čas na odvedení dané práce.

Stanovení délky pracovního cyklu včetně určení počtu pracovních cyklů během hodiny
Získáme upravením doby teoretického pracovního cyklu o opravné koeficienty:

Ts = T + k1 + k2 + ... + kn

T – doba teoretického pracovního cyklu,
k1, k2, ..., kn – opravné koeficienty.

Počet pracovních cyklů během jedné hodiny poté získáme ze vztahu:

i = (3 600 / Ts) * x

Ts – doba skutečného pracovního cyklu,
x – koeficient časového využití z tabulky.

Stanovení požadovaného objemu zeminy
Získáme podělením hodnot pro požadované hodinové výkonnosti a počtem cyklů, které je stroj schopný provést během této hodiny:

Ip = Qp / i

Stanovení potřebné velikosti lopaty nakladače
Velikost lopaty získáme upravením požadovaného objemu zeminy na jeden cyklus o opravné koeficienty plnění:

Is = Ip / kp

Ip – požadovaný objem horniny přepravený v jednom cyklu,
kp – koeficient plnění.

NÁVRH ODVOZENÉHO PROSTŘEDKU
Při návrhu vycházíme z objemu korby, který by měl v ideálním případě být násobkem objemu lopaty nakladače. Dalším kritériem je nosnost voleného stroje. Proto nejprve vypočteme nosnost odvozného prostředku v závislosti na velikosti korby a typu přepravované zeminy:

m = V * ρ [t]

V – objem korby zvoleného prostředku,
ρ – objemová hmotnosti přepravované horniny.

Stanovení délky pracovního cyklu zvoleného stroje
Do pracovního cyklu u dopravních prostředků započítáváme dobu nakládání dopravního prostředku, která bývá závislá na navrženém nakladači, dále dobu jízdy plně naloženého stroje na místo skládky, vyložení materiálu a cestu prázdného vozu zpět na místo nakládky.

Stanovení hodinového výkonu stroje
Získáme hodnotu, která nám určí kolik materiálu je schopen přepravit jeden zvolený stroj během jedné hodiny:

Qop = V / Top [m3/h]

V – objem korby navrženého stroje,
Top – délka pracovního cyklu stroje.

Stanovení počtu odvozných prostředků
Pomocí toho výpočtu jsme schopni určit nutný počet odvozných prostředků, abychom byli schopni provést daný rozsah práce v zadaném časovém limitu. Vypočtené číslo je vhodné zaokrouhlovat směrem nahoru:

Pop = Qryp / Qop [ks]

Qryp – výkonnost rypadla či nakladače,
Qop – hodinový výkon navrženého odvozného prostředku.

Recenzent:
prof. Ing. Miloslav Novotný, CSc.

A design of basic construction machines for earthworks
The article describes basic processes for the design of certain types of construction machines that are used for earthworks. Such construction machines are mainly excavators, loaders and also transport machines. The design of construction machines includes also the determination of exact numbers of machines. The reader is acquainted with the terms like theoretical and performance efficiency or working cycle of the machine and the reader should be able to design such machines. 

Bookmark
Ohodnoďte článek:

Fotogalerie
Obr. 1 – Schéma pracovního cyklu rypadlaObr. 2 – Opravné koeficientyObr. 3 – Schémata pojezdu nakladačeObr. 4 – Schéma pracovního cyklu nakladačeObr. 5 – Opravné koeficienty pro nakladačObr. 6 – Opravné koeficienty pro plnění lopaty

NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

Bourací kladiva Atlas Copco COBRA: kompaktní stroje s neuvěřitelnou silou (428x)
Když potřebujete bourací či podbíjecí kladivo s vysokým výkonem, nemusíte kupovat jen elektrické nebo pneumatické. Atlas...
Combilift Straddle CarierCombilift Straddle Carier (410x)
Byl navržen a vyvinut pro zvýšení efektivity a flexibility v manipulaci s kontejnery v přepravních společnostech, lodní ...
50 let značky Caterpillar na českém trhu50 let značky Caterpillar na českém trhu (299x)
Když se v 60. letech minulého století v tehdejším Československu rozhodovalo o významných liniových stavbách, budování p...

NEJlépe hodnocené související články

Při opravě trati AŽD Praha nasadí Swietelsky Rail stroj, který v Česku ještě nebyl. Dobu rekonstrukce zkrátí o tři dny Při opravě trati AŽD Praha nasadí Swietelsky Rail stroj, který v Česku ještě nebyl. Dobu rekonstrukce zkrátí o tři dny (5 b.)
Mimořádnou podívanou nabídne rekonstrukce kolejí na severočeské trati Čížkovice – Obrnice, patřících AŽD Praha. Společno...
Bourací kladiva Atlas Copco COBRA: kompaktní stroje s neuvěřitelnou silou (5 b.)
Když potřebujete bourací či podbíjecí kladivo s vysokým výkonem, nemusíte kupovat jen elektrické nebo pneumatické. Atlas...
Efektivní využití věžových jeřábů na stavbáchEfektivní využití věžových jeřábů na stavbách (5 b.)
Značné množství zabudovávaného materiálu při výstavbě objektů si vyžádalo rozvoj strojů a zařízení pro svislou dopravu. ...

NEJdiskutovanější související články

Zajímavé aplikace zvedání a vysouvání konstrukcí na tyčích v roce 2011Zajímavé aplikace zvedání a vysouvání konstrukcí na tyčích v roce 2011 (3x)
Článek pojednává o realizacích společnosti MTEK, s. r. o., a to jak v rámci České republiky, tak v zahraničí. Konkrétně ...
Dvoucestné rypadlo Terex 1604 ZW míří do PrahyDvoucestné rypadlo Terex 1604 ZW míří do Prahy (2x)
Dvoucestná rypadla Terex jsou zatím stále jedinými speciálně vyráběnými stroji na českém trhu. Speciální v tom, že se ne...
Bourací kladiva Atlas Copco COBRA: kompaktní stroje s neuvěřitelnou silou (1x)
Když potřebujete bourací či podbíjecí kladivo s vysokým výkonem, nemusíte kupovat jen elektrické nebo pneumatické. Atlas...
Google