Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Využití speciálních traktorů při zemních prací Diplomová práce

Vedoucí práce: Doc. Ing. Jan Červinka, CSc. Brno 2010

Vypracoval: Bc. David Vašíček

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Využití speciálních traktorů při zemních prací” vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně.

dne…………………………………………………. podpis diplomanta………………………………….

Touto cestou bych chtěl poděkovat Doc. Ing. Janu Červinkovi, CSc., vedoucímu diplomové práce, za metodické vedení, odborné rady a konzultace v oblasti dané problematiky, které mi pomohly při zpracování bakalářské práce.

Abstrakt Diplomová práce je zaměřena na využití speciálních traktorů při zemních prací. Teoretická část práce zachycuje manipulační prostředky v zemědělství a manipulaci s materiálem v zemědělství. Práce se zabývá rozborem víceúčelového zařízení traktoru pro práci se zeminou (rypadlo – nakladač). Je zde uveden přehled technicko – ekonomického porovnání vybraných strojů. V experimentální části diplomové práce se provádělo měření, které se zabývá terénním průzkumem půdy, výpočtem produktivity rýpadla a měřením spotřeby nafty.

Abstract The thesis is focused on the use of speciál tractors for earthworks. The theoretical section shows the handling equipment in agriculture and material handling in agriculture. Deals with analysis of multi-purpose device for a tractor of earth (backhoe – leader). Here is an overview of technical - economic comparison of selected machines. In the experimental part of the thesis were carried out measurements, which deal with field survey of soil, calculation the productivity of an excavator and measurement the consumption of diesel oil.

1. ÚVOD ………………………………………………………………………………7 2. PRACOVNÍ MATERIÁL - HORNINY……………………………………....8 2.1 Vlastnosti hornin………………………………………………………………...8 2.2 Fyzikální vlastnosti……………………………………………………………...9 2.3 Mechanické vlastnosti…………………………………………………………15 2.4. Tření horniny o ocel…………………………………………………………...18 2.5. Technologické vlastnosti………………………………………………………19

3. VÝKONNOST ZEMNÍCH STROJŮ……………………………………..…24 3.1 U zemědělských strojů hodnotíme základní druhy výkonnosti………………..25

4. VÝVOJ TRHU A SOUČASTNÉ TRENDY V OBORU STAVEBNÍCH STROJŮ……………………………………………………………………………....26 5. POPIS STROJE RÝPADLO – NAKLADAČ……………………………....35 6. VICEKRITERIÁLNÍ ROZHODOVÁNÍ EXPERTA……………………..43 7. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST…………………………………………………..48 7.1 Cíl práce………………………………………………………………………...48 7.2 Metodika polně – laboratorních měření………………………………………...48 7.2.1 Terénní průzkum půd……………………………………………………….48 7.2.2 Určení hydroskopické vody ve vzorku za pomocí vysoušeni……………...50 7.2.3 Stanovení objemové hmotnosti…………………………………………….53 7.2.4 Skutečná produktivita rýpadla za daných podmínek……………………….55 7.2.5 Měření spotřeby nafty – metodou měřením doplnění nádrže………………56 7.2.5.1 Použité stroje…………………………………………………………56 7.2.5.2 Postup měření………………………………………………………...56 7.3 Výsledky polně – laboratorního měřeni………………………………………..57 7.3.1 Výsledky měření terénního průzkumu půdy……………………………….57 7.3.2 Výsledky měřeni produktivity rýpadla……………………………………..60 7.3.3 Výsledek měření spotřeby nafty……………………………………………62

8. VÝSLEDKY A DISKUZE…………………………………………………….65 9. ZÁVĚR…………………………………………………………………………….67 10. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY………………………………………69 11. SEZNAM OBRÁZKŮ………………………………………………………...70 12. SEZNAM TABULEK…………………………………………………………71

1. ÚVOD Zemní práce jsou významnou součástí procesu výstavby průmyslových a obytných objektů. Se zeními díly se setkáváme ve všech oblastech národního hospodářství. V průmyslu jsou často hloubeny jámy pro základy budov a jiných objektů, výkopy pro ukládání inženýrských sítí, skladovací a manipulační plochy. Významnou roli má i těžba surovin. Ve vodním hospodářství jsou budovány vodní nádrže, koryta vodních toků, hráze, meliorační kanály aj. V dopravě se staví silniční, dálniční a železniční tělesa, letištní plochy, kanály a hráze pro vodní cesty apod. V zemědělství je nejčastější rekultivace ploch, hloubení jam pro různé stavby a účely, budování cest atd. Pro stavebnictví v oblasti občanské výstavby se nejčastěji provádí hloubení základových jam, úprava terénu, hloubení výkopů pro inženýrské sítě, úprava zelených ploch, hřišť a stadiónů apod. Jejich

podíl na celkovém objemu stavebních a stavebně montážních prací ve

stavebnictví je asi 10 % . Výrazné prosazování komplexní mechanizace stavebních prací, která má počátek ve druhé polovině sedmdesátých let, a orientace technického pokroku charakterizována dominujícími směry – dosažením úspor energie, zvýšením spolehlivosti strojů, zavedením automatizace a elektronizace – kladou nové a vysoké požadavky. Ekonomiku zemních prací ovlivňuje vedle plánování a projektu díla výraznou měrou také technologie. Efektivnost stavebních procesů je ve stále se zvyšující míře ovlivňována na proces orientovaným s jednocením konstrukce zemního díla a technologie jeho výroby. V efektivnosti díla se rozhoduje již při jeho přípravě, v období zpracování jeho technického a technologického projektu. Důležitými činiteli v procesu výroby zemního díla budou zejména geologické a hydrologické poměry, konstrukce stavby umožňující využití mechanizace, sladění dílčích procesů, sladění dílčích procesů, předvídání komplikací aj. Technologie zemních prací

je nauka o použití a uplatnění znalosti z přírodních a

technických věd, organizace a řízení k utváření materiálně technické stránky zemních prací. Zemní stroje jako pracovní prostředky svým působením na zeminu jí přetvářejí tj. mění její vlastnosti, polohu a stav.

7

V současné době jsou známy způsoby rozpojování zemin, mechanické, při němž se těžená zemina odděluje od masivu klíny, noži nebo nádobami, které jsou pracovními nástroji dobývacího stroje. Hydraulický způsob využívá k rozrušování zeminy kinetické energie proudu vody. Explozivní způsob využívá k rozrušení horniny přetlaku plynu vzniklého explozivním prohořením třaskavin. Další způsoby jako nekonveční rozpojováni redsod, fyzikální nebo chemické rozpojování jsou ve stádiu zkoušek. (Jeřábek, 1992)

2. PRACOVNÍ MATERIÁL STROJUŮ PRO ZEMNÍ PRÁCE HORNINY 2.1 Vlastnosti hornin Z hlediska zpracovatelnosti se řadí horniny (nerudné) k materiálům nehomogenním a anizotropním. Jejich mechanické vlastnosti jsou do značné míry ovlivněny působením vnějších vlivů (vlhkostí, erozí ap.), což způsobuje značné potíže při výpočtech odporů, kterými reagují na svojí zpracovatelnost. Proto je nutné seznámit se základními a vzájemnými souvislostmi těchto materiálů. Hrubé rozdělení hornin podle ČSN 73 1001: - dobře soudržné horniny - nesoudržné nebo slabě soudržné Horniny vznikají v průběhu geologických procesů zvětrávání, transportu a sedimentace z vyvřelých, hlubinných a sedimentárních skalních hornin. Toto zvětrávání může být buď: mechanické - nastává v důsledku atmosférických účinků, vlivem střídání nízkých a vysokých teplot, činností povrchové a prosakující podzemní vody, ledu a větru chemické - způsobené slabými chemickými roztoky, které se vyskytují v přírodě V zemské kůře se vyskytují prvky ve sloučeninách, které nazýváme minerály - primární horninotvorné - sekundární

8

Ve skalních horninách je známo asi 200 horninotvorných materiálů primárních (křemen, živec, uhličitany, slídy ap.). Sekundární minerály se ve sklaních horninách nevyskytují. Vznikají chemickým zvětráváním, které způsobuje desintegraci a změny mineralogického složení skalních hornin. Pozornost bude věnována zjišť ování vzájemných účinků mezi nástrojem a rozpojovanou horninou, vnějším vlivů při jízdě, zatížení strojů a jejich částí apod. Vždy půjde o spojení materiál - stroj. Z tohoto hlediska bude nutno se zajímat o takové vlastnosti geologických materiálů, které ovlivňují předchozí účinky z hlediska energetické náročnosti. Jsou to především: 1. fyzikální vlastnosti 2. mechanické vlastnosti 3. technologické vlastnosti

2.2 Fyzikální vlastnosti Tyto vlastnosti charakterizují horninu buď trvale (měrná hmotnost) nebo vyjadřují okamžitý stav, který se může vlivem vnějšího prostředí měnit (vlhkost, objemová hmotnost). Fyzikálními (popisnými) vlastnostmi se rozumí takové vlastnosti, které popisují hmotu materiálu ve vztahu k objemu, vztah mezi fázemi horniny nebo si všímají důsledků vzájemného působení těchto fází. Někdy se tyto vlastnosti označují jako indexové. Granulometrické složení (zrnitost) Patří k základní vyhodnocovací vlastnosti nesoudržných i soudržných hornin, která zpravidla rozhoduje o zařazení horniny (tab.1). Zrnitost hornin má přímý vliv na jejich zpracovatelnost a jejich další mechanické vlastnosti.

9

Tab. 1 Označení zrn podle ČSN 72 1002 Velikost zrn ( mm )

Označení ( název )

menší než: 0,002

jíl, slín

0,002 - 0,063

prach

0,063 - 0,250 0,250 - 1

jemný písek

střední

1

- 2

hrubý

2

- 8

drobný

8

- 32

štěrk

střední

32 - 128

hrubý

128 - 256

kameny

Větší než: 256

balvany

Pórovitost Pórovitost horniny je určena poměrem objemu pórů Vp k celkovému objemu vzorku V, tedy:

n=

Vp V

, nebo vyjádřeno v procentech n =

Vp ⋅ 100 V

[%]

Často se používá k hodnocení pórovitosti hornin tzv. číslo pórovitosti e , které udává poměr objemu pórů Vp k objemu sušiny (zrn) Vs , tedy:

e=

Vp Vs

, kde Vs = V - Vp

Vp - objem pórů

[ m-3 ]

Z praktického hlediska je pórovitost měřítkem ulehlosti hornin. Čím je hornina ulehlejší, tím je pórovitost menší. Pórovitost má dále vliv na objemovou hmotnost, stabilitu, nasákavost, filtrační schopnosti a mrazuvzdornost hornin. Při těžení hornin

10

dochází k jejich nakypření, čímž se pórovitost zvětšuje. Pórovitost hornin kolísá ve velkém rozsahu a je závislá především na způsobu vzniku horniny, dále na tvaru a velikosti zrn. Sypké horniny usazené v rychle tekoucí vodě mají větší pórovitost než při sedimentaci v pomalu tekoucí, nebo stojaté vodě.

Čím je nehomogenita horniny větší, tím je menší pórovitost, neboť menší zrna dobře zaplňují mezery mezi zrny většími. Pórovitost horniny je tím větší, čím větší je poměr povrchu jednotlivých zrn k jejich objemu. Horniny se zrny kulovitého tvaru mají pórovitost menší než horniny se zrny ostrohrannými, nepravidelnými. Maximální pórovitost se určuje zpravidla jako pórovitost vysušené horniny, sypané do odměrné nádoby pomocí násypky z malé výšky. Maximální pórovitosti se dosáhne umělým zhutněním horniny v pevné nádobě za současného účinku zatížení a vibrace nebo úderů. U soudržných hornin se maximální ani minimální pórovitost nedají zjistit. O jejich mechanickém chování rozhoduje vlhkost a plastické vlastnosti. Podle velikosti se póry dělí kapilární (vlásečnice) s průřezem do 0,2 mm a na póry nekapilární (vzdušné) , které mají průřez větší. Zatímco kapilárními póry vzlíná voda k povrchu horniny, nekapilárními póry naopak prosakuje směrem dolů. Nekapilární póry jsou většinou naplněny vzduchem.

Propustnost Propustnost závisí ve značné míře na tvaru a velikosti zrn a dále na pórovitosti.

Čím obsahuje hornina více kapilárních pórů, tím se propustnost snižuje a naopak. Písčité horniny jsou velmi propustné a proto se s výhodou používají jako horní, krycí vrstvy, neboť nezamrzají.

Vzlínavost Představuje pohyb vody v hornině od hladiny spodní vody směrem k povrchu. Závisí na množství a jemnosti kapilárních pórů - čím jsou póry menší, tím více vzrůstá vzlínavost. Horniny hrubozrnější (písčité) mají malou vzlínavost, naopak horniny jemnozrnné, homogenní mají vzlínavost větší. Pórovitost, propustnost a vzlínavost jsou tedy v úzké vzájemné souvislosti. Z praktického hlediska jsou tyto vlastnosti zajímavé zejména z hlediska mrazuvzdornosti 11

hornin. Čím více volné vody hornina obsahuje, tím dochází k většímu promrzání a vzniká nebezpečí vážných poruch staveb. Pro budování násypů jsou nejvhodnější nesoudržné horniny, protože jsou propustné a dobře zhutňují.

Měrná hmotnost Měrná hmotnost, resp. hustota, je poměr hmotnosti pevných částic horniny vysušené při teplotě 100 – 110 °C do stálé hmotnosti ms k jejich objemu Vs. Voda, která je pevně vázaná k povrchu zrn a zůstane v hornině i po vysušení, se počítá za součást horniny. Podrobnější výklad obsahuje norma ČSM 72 1011.

Objemová hmotnost Objemová hmotnost je hmotnost objemové jednotky horniny, sestávající z pevných částic a pórů, které jsou vyplněné částečně

(příp. úplně)

vodou nebo

vzduchem. Pro praktické použití má největší význam objemová hmotnost v přirozeném stavu. Tato hodnota je potřebná při výpočtech výkonnosti zemních strojů a při přepravě horniny. Objemová hmotnost vysušené horniny je měřítkem její ulehlosti, a proto je používána k hodnocení zhutnění hornin. Pokud je možno vyřezat z horniny pravidelné těleso, určuje se objemová

hmotnost (ať již v přirozeném nebo vysušeném stavu), jako podíl hmotnosti tělesa k jeho objemu, tedy:

℘=

m ⋅ 1000 V

[ kg·m-3 ]

kde m - hmotnost vzorku

[ kg ]

V - objem vzorku

[ m3 ]

Takto stanovená objemová hmotnost udává hmotnost horniny v původním, tzv. rostlém stavu. Při těžbě hornin dochází k jejich nakypřování, tedy ke zvyšování původního 12

objemu. To znamená, že objemová hmotnost vytěžené horniny se zmenšuje podle stupně nakypření. Při výpočtech výkonnosti zemních strojů a při výpočtech objemu přepravené horniny se spíše používají hodnoty objemových hmotností v rozpojeném stavu.

Vlhkost Vlhkostí horniny se rozumí množství vody v ní obsažené, které lze z horniny odstranit vysoušením při teplotě 100 – 110 °C do stálé hmotnosti (ČSN 721012). Vyjadřuje se jako poměr hmotnosti vody k hmotnosti vysušené horniny. Nejčastěji se vlhkost udává v procentech podle vztahu:

w=

m − ms ⋅ 100 ms

[%]

kde m - hmotnost vlhké horniny

[ kg ]

ms - hmotnost vysušené horniny

[ kg ]

U písčitých hornin se vyjadřuje vlhkost často podle stupně nasycení Sr, ktrý je dán vztahem:

Sr =

Vv Vv = V − Vs Vp

13

Tab. 2 Označení vlhkosti podle stupně nasycení

Sr = 1

- vodou nasycený písek

V - celkový objem vzorku

m3

Sr

- velmi vlhký písek

Vv - objem vlhké horniny

m3

Sr = 0,25 - 0,8

- vlhký písek

Vs - objem sušiny

m3

Sr

0,25

- zavlhlý písek

Vp - objem pórů

m3

Sr

0,02

- suchý písek

0,8

Vlhkost má na vlastnosti hornin podstatný vliv, přičemž se u různých hornin projevuje nestejně. Sypké horniny (písky) zvětšují s narůstající vlhkostí svůj objem, ztrácí sypké vlastnosti a hůře se přepravují. Soudržné horniny s přibývající vlhkostí zmenšují svou pevnost, čímž se snižují odpory při rozpojování, avšak zpravidla se současně zvětšuje jejich lepivost. U jílovitých hornin dochází k rozbřídání jejich povrchu, což vede ke zhoršování průjezdnosti strojů. Tvrdé horniny, při zvětšování vlhkosti, snižují v důsledku zmenšení tření na vrstevnatých plochách svou pevnost v tlaku.

Konzistence Jakou měrou je důležitá u nesoudržných hornin jejich ulehlost a stupeň nasycení vodou, tak u hlinitých a jílovitých hornin je rozhodující vlastností jejich soudržnost, která je bezprostředně závislá na konzistenci horniny. Konzistence představuje soudržnost mezi jednotlivými částicemi horniny závisející na její vlhkosti. Podle obsahu vody může být hornina v různých konzistenčních stavech. Stav tvrdý a pevný odděluje mez smrštitelnosti ws, stav pevný a plastický mez plasticity (vláčnosti) wp a stav plastický a tekutý mez tekutosti wL . 14

Kvantitativní výraz konzistence hlinitých hornin je udáván tzv. ukazatelem konzistence IC , který je vyjádřen vztahem :

Ic =

Wl − W Wl − W = Wl − Wp Ic

kde IP = wL - wp je index (číslo) plasticity, w = vlhkost horniny

[%]

Soudržnost hornin je způsobena vnitřními molekulárními silami a silami kapilárními. Soudržnost od kapilárních sil je soudržnost

p r a v á, která nepomíjí při

změnách vlhkosti. Soudržnost od nekapilárních sil je soudržnost z d á n l i v á, která mizí při vysušení horniny. Podle hodnot konzistenčních mezí můžeme usuzovat na pevnost a stlačitelnost hornin. Má-li např. určitá hornina vyšší mez tekutosti, pak to znamená, že má menší propustnost a sníženou stlačitelnost, či pevnost.

Rozpustnost Rozpustnost charakterizuje chování hornin působí-li na ně proudící voda. Rozpouštění a s tím související odplavování hornin nastává při určité rychlosti proudění vody. Tato rychlost je závislá na druhu horniny. U hlinitých hornin se odplavování začne projevovat při rychlostech větších než je 0,1 m.s-1. Rozpustnost a odplavování mají svou důležitost při těžení hornin proudem vody.

2.3 Mechanické vlastnosti K mechanickým vlastnostem patří ty vlastnosti, k jejichž zjištění je třeba vyvodit sílu, jejíž účinek na přetvárné charakteristiky materiálů se zjišť uje. Mechanické vlastnosti podstatně ovlivňují průběh rozpojovacího procesu a spotřebu energie.

15

Kypřitelnost Při rozpojování hornin dochází vždy ke zvětšování jejich původního objemu. V běžné praxi je zaveden pojem součinitele nakypření ku, který vyjadřuje poměr objemu rozpojené horniny k původnímu objemu horniny v rostlém stavu. Hodnota součinitele nakypření ku závisí na druhu horniny a také na způsobu těžby. Jeho průměrná hodnota se pohybuje v rozmezí 1,1 až 1,5. V tom stejném poměru, v jakém zvětší vytěžená hornina svůj objem, sníží se její objemová hmotnost. Z hlediska spotřeby energie může mít zvětšování objemu těžené horniny v případě, kdy odřezaná tříska nemá možnost volného odsunu k povrchu horniny, za následek zvýšení tření v místě rozpojování, a tedy tomu odpovídající zvýšení spotřeby energie.

Smyková pevnost Při mechanickém rozpojování horniny, např. působením pracovních nástrojů u strojů pro zemní práce, vzniká v hornině prostorový stav napětí, který se při pronikání pracovního nástroje zvětšuje, až dosáhne mezní hodnoty, odpovídající smykové pevnosti dané horniny. V tom okamžiku dojde k usmýknutí odřezávané třísky. Smyková pevnost je rozdílná u hornin nesoudržných a soudržných. U hornin nesoudržných (písčitých) je hlavním zdrojem jejich pevnosti ve smyku tření mezi zrny, které je dáno úhlem vnitřního tření horniny ,viz tab. 3. Tab. 3 Průměrné hodnoty úhlů vnitřního tření ϕ1 nesoudržných hornin Popis horniny

Nakypřený stav

(0 )

Ulehlý stav

Jemné písky s oblými zrny

280

350

Písky různorodé

320

400

Písky různorodé ostrohranné

350

450

Štěrk

350

500

16

(0 )

Pevnost hornin ve smyku τ se u nesoudržných hornin vyjadřuje pomocí Coulombovy rovnice:

τ = σ . tg . ϕ1

[ Pa ]

kde σ - zatížení působící na plochu porušení [ Pa ] ϕ1 - úhel vnitřního tření horniny (° ) Určení smykové pevnosti písčitých hornin laboratorně je obtížné, protože ze sypkých hornin nelze odebírat neporušené vzorky. Proto se jejich smyková pevnost určuje jednoduše podle úhlu přirozeného sklonu, který u sypkých hornin přibližně odpovídá úhlu vnitřního tření a snáze se zjišť uje, viz. tab. 4. Tab. 4 Úhly přirozených sklonů horniny Úhel přirozeného sklonu

Druh a stav horniny

(0 ) suchý

35 - 40

vlhký

40

mokrý

25

Písčito

suchá

40 - 50

hlinitá

vlhká

30 - 40

hornina

mokrá

20 - 30

Písek

Štěrk suchý

35 - 40

Štěrk mokrý

25

U soudržných hornin je smyková pevnost závislá na součiniteli vnitřního tření f1 a na soudržnosti - kohezi - horniny c. Závisí tedy jak na třecí síle mezi částicemi a normálním tlaku, tak na vnitřních silách soudržnosti. Coulombův vztah má v tomto případě tvar :

τ = σ . tgϕ1 + c = σ . f1 + c

[ Pa ]

c - koheze - soudržnost horniny

17

Smyková pevnost soudržných hornin se určuje laboratorně na smykových přístrojích. Podstata spočívá v tom, že se neporušený vzorek horniny, sevřený dvěma prsteny, zatíží normálným napětím ( podle hloubky, z které byl vzorek odebrán ) a pak se stříhá.Průměrné hodnoty úhlů vnitřního tření a soudržnosti pro soudržné hodnoty jsou uvedeny v tab. 5. Tab. 5 Hodnoty úhlů vnitřního tření a soudržnosti pro soudržné horniny

Popis horniny

Úhel vnitřního tření ϕ1 ( 0 )

Soudržnost c ( 0 )

Suché spraše

20 - 35

( 0,1 - 0,3 ) . 105

Mokré jíly

1-3

Vlhké jíly

méně jak 25

( 0,2 - 0,4 ) . 105

Suché jíly

méně jak 28

( 1 - 2 ) . 105

Pevné jíly

30

( 3 - 5 ) . 105

2.4 Tření horniny o ocel Toto tření má značný vliv na efektivnost rýpání. Závisí na podmínkách, druhu a stavu obou materiálů a na dalších faktorech, zejména na specifickém tlaku, rychlosti a pod. Vyjadřuje se přibližně součinitelem tření horniny o ocel, resp. o pracovní nástroj, f2 = tg ϕ2 nebo třecím úhlem ϕ2, jak je uvedeno v tab. 6. Tab. 6 Průměrné hodnoty součinitele tření horniny o ocel f2

Stav Ocel, stav povrchu

Hornina

Křemičitý

Hornina

hlinito-písčitá

písek

písčito-

Humus horniny

hlinitá Leštěná ocel

0,45

0,526

0,63

0,45

vlhká

Neopracovaná ocel

0,48

0,559

0,78

0,52

vlhká

Leštěná ocel

0,33

0,445

0,36

0,36

suchá

Neopracovaná ocel

0,41

0,471

0,50

0,43

suchá

18

2.5 Technologické vlastnosti Technologické vlastnosti hornin mají vztah především k provádění zemních a podzemních staveb.

Akustická impedance K určení akustické impedance hornin slouží tzv. metody sonické, které zkoumají šíření zvuku ve zkoušeném materiálu. Podle druhu použitého zvuku se používá buď metody ultrazvukové impulsové nebo metody rezonanční.

Mrazuvzdornost Mrazuvzdornost je schopnost horniny nasáknuté vodou odolávat střídavému zmrazování a rozmrazování. U pórovitých a nasákavých hornin se vady způsobené mrazem vyskytují tehdy, když vnitřní napětí vzniklé zvětšením objemu zmrzlé vody naruší strukturu horniny. Rozsah změn závisí na velikosti, tvaru, druhu a rozdělení pórů, na množství nasáknuté vody, na maximální a minimální teplotě, rychlosti zmrazování a počtu zmrazovacích a rozmrazovacích cyklů.

Klasifikace hornin pro zemní práce - podle rozpojitelnosti Klasifikace hornin podle jejich rozpojitelnosti je stanovena normou ČSN 73 3050 - Zemní práce. Tato norma zatřiď uje horniny podle charakteristických vlastností a podle obtížnosti rozpojitelnosti do sedmi tříd. Na rozpojitelnost mají vliv petrografické vlastnosti hornin, úložné poměry, mocnost vrstev, jejich směr a sklon vzhledem ke hloubení, hustota a rozpukání, odlučnost a stupeň navětrání horniny. Pro posouzení rozpojitelnosti je nutné brát v úvahu i vlivy klimatu, zvláště v případech, kdy posuzujeme rozpojitelnost horniny dodatečně, po delším časovém období nebo v období mrazů. Rozpojitelnost hornin je třeba určit již předběžně pro účely projektu a volbu strojního zařízení.

19

1. Třída Horniny sypké až kypré, rozpojitelné lopatou a) Lehce rozpojitelné soudržné, měkké konzistence IC = 0,05 - 0,75 (ukazatel konzistence), IP menší než 17 (číslo plasticity). Patří sem například : Ornice, hlína, písčitá hlína, hlinitý písek b) Nesoudržné kypré, popř. se štěrkovými zrny do 5 cm, IP menší než 0,33. Patří sem například: Písek, písek se štěrkem, písčitý štěrk a drobný štěrk se zrny do 2 cm bez omezení a se štěrkovými zrny od 2 do 5 cm v množství menším než 10 % objemu z celkového objemu rozpojované horniny 1. třídy c) Stavební odpad a navážka obdobného charakteru jako horniny zařazené do 1. třídy.

2. Třída Horniny lehce rozpojitelné, které lze rýpat. a) Lehce rozpojitelné soudržné, tuhé konzistence, IC = 0,75, IP = menší než 17. Patří sem například: Ornice, hlína, prachová hlína, písčitá hlína, hlinitý písek b) Nesoudržné, středně ulehlé, IP = 0,33 až 0,67, popřípadě se štěrkovými zrny do 10 cm. Patří sem například: Písčitý štěrk a střední štěrk se zrny do 5 cm bez omezení a štěrkovými zrny od 5 do 10 cm v množství menším než 10 % z celkového objemu rozpojované horniny 2. třídy. c) Stavební odpad a navážka obdobného charakteru jako horniny zařazené do 2. třídy.

3. Třída Horniny rozpojitelné kopáním. a) Středně rozpojitelné - soudržné, pevné a tvrdé konzistence, IC = větší než 1,00, IP = menší než 17. - soudržné, měkké a tuhé konzistence, IC = 0,05 až 1,00, IP = menší než 17. Patří sem například : Hlína, spraš, jílovitá hlína, písčitý jíl a jíl. b) Nesoudržné ulehlé, IP = větší než 0,67, popřípadě s kameny největšího rozměru 25 cm.

20

Patří sem například: Hrubý písčitý štěrk a hrubý štěrk se zrny do 10 cm bez omezení a s kameny největšího rozměru 10 až 25 cm v množství menším než 10 % objemu z celkového objemu rozpojované horniny 3. třídy. c) Nesoudržné, zařazené do 2. a 3. třídy se soudržným tmelem měkké a tuhé konzistence, IC = 0,05 až 1,00, nesoudržné, zařazené do 2. a 3. třídy se soudržným tmelem pevné a tvrdé konzistence, IC = větší než 1,00, IP = menší než 17. d) Skalní a poloskalní silně zvětralé, s velmi oslabenou strukturní vazbou, technicky hodnocené jako jílovito-písčité a skeletové horniny, popř. zvětraliny. Patří sem například: Eluvia, tektonicky porušené zóny, hydrotermální rozložené horniny. e) Stavební odpad a navážka obdobného charakteru jako horniny zařazené do 3. třídy.

4. Třída Horniny těžce rozpojitelné kopáním, snadno rozpojitelné mechanicky. a) Těžce rozpojitelné soudržné, pevné a tvrdé konzistence, IC = větší než 1,00, IP = větší než 17. Patří sem například: Jíl, písčitý jíl, jílovitá hlína, písčitá hlína, prachovitá hlína. b) Nesoudržné, popř. s balvany do objemu 0,1 m3 jednotlivě. Patří sem například: Hrubý štěrk se zrny do 10 cm bez omezení, s kameny největšího rozměru 10 až 25 cm v množství 10 – 50 % objemu z celkového objemu rozpojované horniny 4. třídy a s balvany nad rozměr 25 cm do objemu 0,1 m3 jednotlivě v množství menším než 10% objemu z celkového objemu rozpojované horniny 4. třídy. c) Nesoudržné, zařazené do 2, a 3. třídy se soudržným tmelem pevné a tvrdé konzistence, IC = větší než 1,00, IP = větší než 17. Patří sem například: Drobný a střední štěrk s jílovitým nebo hlinitým tmelem. d) Poloskalní středně zpevněné, navětralé poloskalní zpevněné, zvětralé s oslabenou strukturní vazbou. Patří sem například: Navětralé jílovce, slínovce, prachovce, vulkanické tufy, tufity, zvětralé pískovce a břidlice, zvětralé měkké vápence, zvětralá opuka. e) Skalní rozrušené, zvětralé se silně oslabenou strukturní vazbou, středně a značně rozpukané, hornina je podél puklin porušená a při jejím rozpojování se uvolnění šíří do okolí záběru, jednotlivé kusy odpovídají zrnitostí nesoudržným horninám 4. třídy.

21

Patří sem například: Rozrušená žula, rozrušená rula, rozrušený andezit, rozrušený vápenec, rozrušený křemenec. f) Kašovité a tekuté konzistence, IC = menší než 0,05. Patří sem například: Bahnité náplavy, tekutý písek. g) Stavební odpad a navážka obdobného charakteru jako horniny zařazené do 4. třídy.

5. Třída Horniny lehce rozpojitelné trhacími pracemi. a) Nesoudržné balvany do objemu 0,1 m3. Patří sem například: Hrubý štěrk s kameny do 25 cm bez omezení a s balvany od 25 cm do objemu 0,1 m3 jednotlivě v množství 10 až 50 % objemu z celkového objemu rozpojované horniny 5. třídy. b) Nesoudržné zařazené do 4. třídy se soudržným tmelem pevné a tvrdé konzistence, IC = větší než 1,00, IP = menší než 17. Patří sem například: Střední a hrubý štěrk s jílovitým nebo hlinitým tmelem. c) Poloskalní zpevněné, zdravé, ve vrstvách o mocnosti do 15 cm. Patří sem například: Slepenec s jílovitým tmelem, jílovec, jílovité břidlice, písčité břidlice, travertin, pískovce s jílovitým nebo slinitým tmelem, fylit, chloritické břidlice, opuka. d) Skalní vyvřelé, přeměněné a usazené, porušené, navětralé, rozpukané s plochami dělitelnosti ( vrstevnatost, pukliny ) vzdálenými méně než 15 cm. Patří sem například: Navětralá žula, navětralá rula, navětralý andezit, navětralý vápenec, navětralý křemenec, navětralý pískovec. e) Navážka obdobného charakteru jako horniny zařazené do 5. třídy f) Zmrzlé horniny

6. Třída Horniny těžce rozpojitelné trhacími pracemi. a) Nesoudržné s balvany do objemu 0,1 m3. Patří sem například: Balvany do objemu 0,1 m3 bez omezení, balvany nad 0,1 m3 v množství do 50% objemu z celkového objemu rozpojované horniny 6. třídy.

22

b) Skalní vyvřelé a přeměněné, zdravé, s plochami dělitelnosti vzdálenými do 1,0 m v lavicovité, kvádrovité odlučnosti, vzdálenost ostatních puklin je menší než 25 cm. Patří sem například: Žula, rula, andezit, čedič, křemité břidlice, svor, svorová žula, porézní čedič, fylitická břidlice. c) Skalní usazené, zdravé, s mocností vrstvy do 1 m ( hrubě lavicovité ) se vzdáleností ostatních puklin do 25 cm. Patří sem například: Hrubě úlomkovité až balvanité slepence a aglomeráty s vápnitým a slinitým tmelem, vápence, droby, pískovce s vápnitým a křemitovápenitým tmelem, dolomit.

7. Třída Horniny velmi těžko rozpojitelné. Skalní, zdravé, masivní nebo s odlučností polyedrickou, kulovitou, sloupcovitou a pod. s jednotlivými zaklíněnými hranami, s plochami dělitelnosti sevřenými ve vzdálenosti větší než 25 cm. Patří sem například: Křemence, křemité žuly, diority, diabasy, čediče s hrubě sloupcovitou odlučností, spility, buližníky, rohovce, gabra, andezity, amfibolity, granulity, grandiority, slepence s křemitým tmelem, rohovcové vápence, žilné křemeny, znělce. (Celjak, 2004) Tab. 7 Objemová hmotnost některých materiálů

Materiál

V

pevném

stavu

V

rozrušeném

[kg/m³]

[kg/m³]

Hlína suchá

1700

1300

Hlína mokrá

2250

1600

Hlína + suchý štěrk

1700

1400

Hlína + mokrý štěrk

1800

1500

23

stavu

Ornice

1350

960

Půdní zemina suchá

1700

1300

Půdní zemina mokrá

1900

1600

Půdní zemina + písek a štěrk

1800

1600

Půdní zemina jílovitá

1500

1250

Tab. 8 Prodloužení jednoho pracovního cyklu v důsledku nepříznivých podmínek Mazlavý jíl

+3s

Kámen a balvany

+8s

Kopání uvnitř pažících boxů

+2s

Kopání

mezi

vzpěrami

a

jinými

+5s

překážkami Další nepříznivé podmínky

+ x s (dle uvážení)

Starší pomalý stroj

+ x s (dle skutečnosti)

3. VÝKONNOST ZEMNÍCH STROJŮ Každý zemní stroj má určitou specifickou technologii práce a z toho důvodu existuje u každého poněkud odlišný způsob a rozsah výpočtu výkonnosti. Specifické podmínky práce stroje musí být zejména brány v úvahu při zařazování strojů do pracovních sestav (komplexních skupin) tak , aby byly kapacitně vyváženy. Hlavní zásady výpočtu výkonnosti jsou pro všechny zemní stroje společné, specifické zvláštnosti jsou uvedeny ve statich o příslušných strojích. Existuje výkonnost teoretická, technická a provozní.

24

3.1 U zemědělských strojů hodnotíme základní druhy výkonnosti Teoretická výkonnost vychází z konstrukčních parametrů stroje. Je udáván v jeho technické dokumentaci.

•

Stavební stroje pracují cyklicky :

Qteor = n ⋅ q

[m3·h-1]

kde : n – počet cyklů za časovou jednotku [n·h-1] q – množství materiálu v jednom cyklu [m3]

Technická výkonnost materiálu stroje vychází z konkrétních podmínek, za kterých stroj pracuje při nerušeném provozu Qtech = Qteor ⋅ K P

[m3·h-1]

kde : Kp – koeficient zahrnující konkrétní podmínky, za kterých stroj pracuje

Provozní výkonnost stroje zohledňuje reálné pracovní podmínky včetně nutných přestávek [m3·h-1]

Q prov = Qtech ⋅ K i ⋅ K Čč

kde : Ki – koeficient intenzity využití – závislý na pracovních podmínkách Kč – koeficient časového využití

K základním ukazatelům využití stroje patří : •

časové využití stroje

EC =

TSK ⋅ 100 TS

[%]

kde : TSK - skutečně odpracované hodiny stroje [h] TS - standard času v hodinách [h]

•

Výkonové využití stroje

Ev =

WSK ⋅ 100 WSR

[%]

25

kde : WSK - objem skutečně vykonané práce [t·h-1] WSR - objem práce určený standardem [t·h-1]

4. VÝVOJ TRHU A SOUČASTNÉ TRENDY V OBORU STAVEBNÍCH STROJŮ Celosvětový trh se stavebními stroji zaznamenává v posledních několika letech výrazný nárůst prodeje téměř ve všech strojních kategoriích. Jestliže ve sledovaných oblastech USA, Číny, Evropy a Japonska bylo v roce 2004 zákazníkům předáno kolem 550 000 nových strojů (z toho pásová rypadla a kolové nakladače cca po 110 000 ks, minirypadla asi 95 000 ks, smykem řízené nakladače asi 85 000 ks, rypadlo-nakladače 45 000 ks, teleskopické manipulátory 35 000 ks, atd.), tak v roce 2007 už bylo v uvedených oblastech prodáno téměř 700 tisíc nových strojů. Největší podíl strojů byl přitom prodán podle očekávání poprvé v historii v Číně (225 000 ks), dále následují Evropa (210 000 ks), USA (190 000 ks) a Japonsko (75 000 ks). Pokud se k uvedeným údajům připočtou ještě teritoria Jižní Ameriky, Afriky, Indie, Austrálie a ostatních států Asie, přiblíží se celkové statistiky 2007 k hranici 960 000 ks prodaných nových stavebních strojů. Podle údajů asociace výrobců stavebních strojů CECE se roční prodeje nových stavebních strojů bez započítání kategorie teleskopických manipulátorů pohybovaly v Evropě v letech 2000 až 2006 v rozmezí 135 000 až 176 000 kusů (viz obr.1). Ve velmi úspěšném roce 2006 byly na evropský stavební trh dodány stavební stroje v hodnotě cca 16,4 mld. eur. Nejvíce strojů co do počtu bylo prodáno v Německu (viz obr. 2 – cca 16 %, tedy asi 28 160 ks), dále ve Velké Británii a Irsku (15 %, 26 400 ks), v Itálii (14 %, 24 640 ks), ve Francii (14 %, 24 640 ks) a ve Španělsku (8 %, 14 080 ks). Ve střední a východní Evropě se pak prodalo celkem 13 % strojů (22 880 ks) a v ostatních státech 20 % strojů (35 200 ks). Ve srovnání s předcházejícím rokem 2005 to znamenalo úctyhodný meziroční nárůst prodeje téměř o 18 % a i další prognózy v následujících letech jsou optimistické. Mezi jednotlivými státy však existují poměrně značné rozdíly. Zatímco západní Evropa zaznamenává až na výjimky spíše mírný nárůst v řádech několika procent, nově přistoupivší státy do EU jsou výrazně dynamičtější v obnově

26

strojového parku a meziroční procentuální nárůsty prodejů se pohybují ve dvouciferných číslech.

Obr. 1 Prodej stavebních strojů v Evropě

Obr. 2 Prodej stavebních strojů v Evropě podle jednotlivých zemí

27

Trendy prodeje Z pohledu jednotlivých strojních kategorií je na evropském kontinentu největší zájem o minirypadla, kterých bylo v roce 2006 prodáno cca 59 700 kusů (30 %, viz obr. 3). Dále následovala pásová rypadla (35 820 ks), kolové nakladače (23 880 ks), teleskopické manipulátory (23 880 ks), rypadlo-nakladače (19 900 ks), smykem řízené nakladače (15 920 ks) a kolová rypadla (11 940 ks). V kategoriích pásových nakladačů, dozerů, grejdrů, kloubových či pevných damprů a skrejprů bylo prodáno celkem 7960 kusů nových strojů (4 % trhu). Vývoj prodeje stavebních strojů sledovaný ve dvou hmotnostních kategoriích, v tzv. lehké a těžké řadě, znázorňují obr. 4 a 5. V kategorii lehkých strojů, kam se zahrnují smykem řízené nakladače, minirypadla, kompaktní kolová a pásová rypadla o hmotnosti do 11, resp. 12 tun, kolové nakladače o výkonu motoru do 80 k a rypadlo-nakladače, bylo v roce 2006 v Evropě prodáno cca 118 000 kusů nové techniky. V kategorii těžkých strojů, do které se řadí rypadla nad 11 tun hmotnosti, nakladače o výkonu motoru nad 80 k, pásové dozery, grejdry, kloubové dampry, dampry s pevným rámem a skrejpry, se prodalo cca 59 000 kusů těchto strojů.

Obr. 3 Podíl strojních kategorií na celkovém počtu prodaných strojů

28

Obr. 4 Prodej lehké řady stavebních strojů v Evropě (ks)

Obr. 5 Prodej těžké řady stavebních strojů v Evropě (ks)

Prodej v České republice Obdobné trendy v časovém vývoji trhu stavebních strojů lze vysledovat i na území

České republiky. Určitou stagnaci prodeje nové techniky v prvních třech letech nového tisíciletí přerušil až rok 2004, kdy se konečně s jistým odstupem času začal projevovat

29

stavební boom i ve zvýšené poptávce po stavebních strojích. Masivní přílivy zahraničních investic do výstavby obchodních a průmyslových zón, logistických center, administrativních budov či rozsáhlé státní investice do modernizace a rozvoje dopravní infrastruktury (silnice, železnice), výstavby a rekonstrukce inženýrských sítí, čistíren odpadních vod, do likvidace starých ekologických zátěží a podpory bytové výstavby, ve svém důsledku znamenaly citelné a dlouho očekávané oživení trhu se stavebními stroji. Zvyšující se počet zakázek v oblasti provádění zemních a demoličních prací, mnohdy až enormní tlak ze strany investorů na zkrácení termínů zhotovení prací a v neposlední

řadě i rostoucí ceny energií, vstupních surovin, materiálů a lidské práce byly pro řadu firem hnacím motorem v procesu nezbytného rozšiřování a modernizace jejich strojového parku. Procentuální vývoj trhu se stavebními stroji na našem území v letech 2002 až 2007 znázorňují obr. č 6 a 7. Obecně lze konstatovat, že zvýšený zájem ze strany uživatelů byl od roku 2005 zejména o stroje na kolovém podvozku, které umožňují nejen přesun po vlastní ose mezi jednotlivými staveništi, zejména pak v rámci městských aglomerací, ale také zlepšují manévrovací schopnosti přímo na stavbě a umožňují rychlejší přesun na hlídaná noční parkoviště strojů na odlehlejších stavbách. Na rozdíl od většiny jiných států EU je v naší zemi jednoznačně největší zájem o kategorii rypadel-nakladačů, která tvoří přibližně jednu třetinu z celkového počtu prodaných strojů. Tyto vysoce univerzální stroje jsou schopné komplexně obsloužit potřeby většiny stavenišť od hloubení výkopů, přes nakládku materiálu až po manipulaci s břemeny. S vhodným příslušenstvím lze rovněž rozhrnovat sypké materiály po pracovní ploše, ukládat do výkopů kanalizační potrubí či betonové skruže či převážet po staveništi materiály ložené na paletách. Snad právě díky těmto mimořádným užitným vlastnostem a snadné přepravitelnosti mezi staveništi jsou rypadlo-nakladače u větších stavebních firem i menších soukromníků tolik oblíbené. Druhou nejprodávanější skupinou jsou smykem řízené nakladače, které mají přibližně

čtvrtinový podíl na celkovém počtu nových prodaných strojů. Podle některých odhadů se zdá, že by se tento podíl mohl dále zvětšovat. Souvisí to především s rozšiřováním sortimentu nabídky výrobců v této kategorii a zlepšováním užitné hodnoty strojů, ať už z hlediska schopnosti provádět s vhodným příslušenstvím rozmanité práce či z výhodného poměru výkonu stroje a pořizovacích nákladů.Zvyšují se nosnosti těchto strojů až k hodnotám 1500 kg (u kolových podvozků ) a 2000 kg (u pásových podvozků), pojezdová rychlost se blíží ke 20 km/h a díky osazení podvozku pryžovými pásy je lez používat i v méně únosném terénu. 30

Z pohledu procentuálního podílu na celkovém množství prodaných strojů následují již tradiční kategorie, jako kolové nakladače, pásová rypadla, minirypadla, kolová rypadla, pásové dozery a další strojní kategorie, které jsou už především v hmotnostních kategoriích nad 12 tun určeny pro plnohodnotné provádění zemních prací na větších staveništích, v náročnějších pracovních podmínkách či těžebním průmyslu.

Obr. 6 Vývoj prodeje stavebních strojů v ČR

Obr. 7 Prodej stavebních strojů v ČR v roce 2007 podle kategorií

31

Nová a použitá technika Z hlediska pořizování strojů je, při dostatečném počtu zakázek a předpokládaném ročním vytížení stroje nad 1000 motohodin, uživateli zřetelně preferován nákup nové techniky, na kterém se podílejí nejen špičkové kvalitativní parametry strojů, ale také velmi zajímavé obchodní podmínky a možnosti nejrůznějších typů financování strojů a zařízení. V případech nižšího stupně využití strojů, kdy je však nutná jejich trvalá přítomnost na staveništi, se do popředí zájmu dostává u řady firem i oblast použité techniky. Podle odhadů dnes dosahuje asi 45 % celkového obratu z prodeje nových strojů a podle vývoje v zahraničí by během tří až čtyř let mohla dosáhnout úrovně až 60–65 %. Tento trend je dán zejména mimořádně širokou nabídkou použitých stavebních strojů různého stáří a stavu opotřebení, která obsahuje prakticky všechny vyráběné strojní kategorie v nejrůznějších velikostech a provedeních strojů. Někteří obchodníci již za podpory výrobních závodů začínají dokonce nabízet certifikované použité stroje se záruční lhůtou na systémy pohonu stroje a hydraulické komponenty podobně jako u nových strojů.Jde zpravidla o zánovní techniku, u které je podrobně známa její historie provozu, prokazatelně u ní byla prováděna pravidelná údržba a stroje jsou ve velmi dobrém technickém stavu.Zákazníci tak mohou získat za zajímavých finančních podmínek relativně mladé stroje, které budou disponovat potřebnou výkonností a spolehlivostí, na jakou jsou zvyklí u strojů nových.Největší zájem je o stroje se stářím 3 až 5 let. Rostoucí tendenci má také oblast půjčování strojů. Je všeobecně známo, že v zahraničí je z celkového počtu prodaných nových strojů směrováno až 50 % do specializovaných půjčoven. U nás je tento podíl řádově nižší. Avšak s rostoucím počtem výpůjčních míst po celém území republiky, s rozšiřováním množství a sortimentu půjčovaných strojů, tedy se zlepšováním dostupnosti techniky i v období největší poptávky po zemních pracích a se změnou přístupu stavebních firem k otázce půjčování lze očekávat, že zájem o půjčovny v blízké budoucnosti výrazně poroste.

Inteligentní stroje Pro stavební firmy je velmi důležité, že si na českém trhu mohou vybírat ze skutečně reprezentativní nabídky moderních výrobků prakticky od všech renomovaných značek. V abecedním pořadí lze např. namátkou uvést v kategorii stavebních strojů určených 32

pro zemní práce značky Ahlmann, Bobcat, Case, Caterpillar, Gehl, Gehlmax-IHI, Hitachi, Hyundai, JCB, Komatsu, Kubota, Liebherr, Locust, Mecalac, Menzi Muck, Merlo, Mustang, Neuson, New Holland, Takeuchi, Terex, Volvo, Weidemann a další. I když by se mohlo na první pohled zdát, že jsou všechny stroje stejné, skutečnost bývá zcela opačná. Výrobci se v konstrukci svých strojů snaží uplatňovat různá technická

řešení, kterými se chtějí odlišit od konkurence a získat pro sebe co nejvíce výhod a prodejních argumentů. Návštěvníci různých specializovaných veletrhů si zpravidla kladou otázku, čím ho vystavované stroje překvapily a kam se ubírají jednotlivé konstrukční trendy. Odpověď nemusí být vždy jednoznačná. Současné moderní stavební stroje můžeme většinou hodnotit jako „inteligentní“ stroje, které jsou mnohem přívětivější k životnímu prostředí, mají působivý design, vyšší výkonnost a spolehlivost. Výrobci pokračují v trendu omezování vlivu lidského činitele na optimální chod jednotlivých agregátů. Mikroelektronika a moderní elektronické řídicí systémy dnes zasahují prakticky do všech strojních oblastí, zejména pak u mobilních strojů. Uplatňují se jak dílčí řídicí moduly u spalovacích motorů, převodovek, hydraulických systémů atd., tak zejména jim nadřazené monitorovací systémy, které umožňují vzájemnou komunikací dílčích modulů s cílem dosahování co nejučenějšího chodu stroje podle měnících se podmínek nasazení. Zlepšuje se ochrana životního prostředí. Všechny spalovací motory nových stavebních strojů splňují v současné době přísné emisní limity EU stupně IIIA, které byly pro různé výkonové skupiny motorů postupně uváděny v platnost v letech 2005–2007. Výrobci se při vývoji motorů ve srovnání s etapou II museli vypořádat zejména s výrazným snížením limitů pro emise uhlovodíků a oxidů dusíku, které poklesly o více než 40 % předchozího stavu. Dnes se postupně připravují na etapu IIIB, která začne postupně vstupovat v platnost od roku 2011 a výrazným způsobem sníží limity na množství škodlivých emisí ve výfukových plynech. Pokračuje rovněž trend snižování hlučnosti a vibrace strojů. Současně platné limity pro max. hladiny vnějšího hluku podle EU stupně II snížily od roku 2006 ve srovnání s předcházející etapou I hlučnost strojů o 3 dB(A), což z hlediska pravidel pro měření hlučnosti znamenalo její efektivní snížení na polovinu. Podle typu stroje a výkonu motorů tak klesla vnější hlučnost strojů pro zemní práce do rozmezí 101 až 110 dB(A). Obdobně razantním způsobem se snižuje hladina vnitřního hluku v kabinách strojů, kde se působení hluku na posádku běžně pohybuje výrazně pod 80 dB(A) a u některých speciálních provedení strojů dokonce pod 70 dB(A). Uložení kabin na pružných 33

silentblocích ve spojení s komfortními odpruženými sedačkami, novými systémy ovládání strojů, a tam, kde to jde, i odpruženými podvozky, výrazně snižují přenos vibrací na posádku. Chráněn je tak nejen celý trup obsluhy při přejezdech terénních nerovností, ale i paže, kterými drží ovládací páky stroje. Konstrukce strojů dále snižuje riziko úniku olejových náplní na minimum a díky dokonalejší filtraci se prodlužuje životnost chladicí kapaliny a olejových náplní v motorech, převodových a hydraulických systémech, a to až na dvojnásobek oproti předcházejícímu stavu. Běžně se intervaly výměny provozních náplní pohybují u motoru po 500 Mth, převodových systémů po 1000 Mth, hydraulických systémů po 2000 Mth a za splnění určitých podmínek až po 4000 Mth. Samozřejmostí je používání bezfreonových klimatizací, stejně jako brzdových obložení bez azbestu, a začíná se zvyšovat v duchu moderní doby podíl použití recyklovatelných materiálů (zejména umělých hmot). Někteří výrobci už nahlas mluví, že v blízké budoucnosti bude možné až 90 % dílů stavebních strojů znovu recyklovat. Ve stále větší míře se prosazují nová řešení zvyšující celkovou účinnost strojů. V této souvislosti se mluví o nové oblasti, tzv. mechatronice, jejímž cílem je dosažení optimální energetické součinnosti všech mechanických, hydraulických, elektrických a elektronických

konstrukčních

celků

na daném

stroji.

Rozšiřují se systémy

multifunkčního řízení a ovládání strojů, které zkracují pracovní cykly a zvyšují produktivitu práce. Moderní hydraulické systémy využívající axiální pístová regulační

čerpadla (typ loadsensing), která byla před časem výsadou těžších pásových rypadel, se nyní prosazuje i v dalších typech strojů (např. kolové nakladače) a jde směrem nižších hmotnostních kategorií. Snaha výrobců zefektivnit provádění zemních prací a snížit provozní náklady strojů jde tak daleko, že se tyto hydraulické systémy začínají objevovat i u kompaktních rypadel a smykem řízených nakladačů. Obdobné objemy zemních prací je tak možné provádět menšími stroji s nižší pořizovací cenou a provozními náklady. Zavádějí se nové techniky přenosu strojních dat, monitorování provozních ukazatelů a dálkového sledování a řízení provozu stavebních strojů. (Novotný a Dostál, 2008)

34

Tab. 9 Emise motorů EU stupeň IIIA Výkon motoru Oxid uhelnatý Součet uhlovodíků a oxidů dusíku Pevné částice (P) (kW)

(CO) (g/kWh)

(HC + NOx) (g/kWh)

(PT) (g/kWh)

130 ≤ P ≤ 560

3,5

4,0

0,2

75 ≤ P < 130

5,0

4,0

0,3

37 ≤ P < 75

5,0

4,7

0,4

18 ≤ P < 37

5,5

7,5

0,6

Tab. 10 Emise motorů EU stupeň IIIB dusíku Pevné částice

Výkon motoru Oxid uhelnatý Uhlovodíky

Oxidy

(P) (kW)

(CO) (g/kWh)

(HC) (g/kWh)

(NOx) (g/kWh)

(PT) (g/kWh)

130 ≤ P ≤ 560

3,5

0,19

2,0

0,025

75 ≤ P < 130

5,0

0,19

3,3

0,025

56 ≤ P < 75

5,0

0,19

3,3

0,025

Součet uhlovodíků a oxidů dusíku (HC + NOx) (g/kWh) 37 ≤ P < 56

5,0

4,7

0,025

5. POPIS STROJE RÝPADLO – NAKLADAČ Základním nosičem těchto strojů je většinou upravený kolový traktor (obr. 8), který má v přední části nakládací lopatu a v zadní rýpadlové zařízení s výložníkem, násadou a pracovním nástrojem. Obě části jsou s traktorem pevně spojeny a tvoří kompaktní stroj. V posledních letech se prosazuje nová tendence tohoto stroje, když základním strojem je lopatový nakladač, k němuž lze podle potřeby snadno instalovat rýpadlové zařízení (obr. 9). Při nakládce pracuje pouze nakladač bez rýpadlové části, která se upevní až pro rýpadlové práce.

35

Obr. 8 Kolový traktor

Obr. 9 Rýpadlové zařízeni Kolový traktorový nosič Jeho hlavním parametrem je výkon motoru. V našich podmínkách se používají tři druhy velikostí: a) malé stroje o výkonu motoru P = 30 – 40 kW , b) stření strije o výkonu motoru P = 40 – 60 kW , c) velké stroje o výkonu motoru P = 60 – 75 kW , Při posuzování druhu pohonu je třeba rozlišit dva samostatné okruhy: a) pohon pracovního zařízení, který je vždy hydrostatický b) pohon pojezdu, dělí se na dvě skupiny: - hydrodynamický, hydrostatický 36

Hydrodynamický pohon Jeho uspořádání vidíme na obr. 10. Energie a točivý moment z motoru (1) přechází do hydrostatického měniče (2), ve které se zvýší točivý moment a sníží otáčky motoru. Za hydroměničem je napojena převodovka s rozvodovkou (3), ze které kardanovým hřídelem (4) jde pohyb na přední osu (5) a taktéž na zadní nápravu (6). V pozici 7 je ruční brzda traktoru.

Obr. 10 Hydrodynamický pohon

37

Hydrostatický pohon Jeho uspořádání znázorňuje obr. 11. Motor (1) jednou částí své energie pohání hydrogenerátor pro pohon pracovního zařízení a druhou část pohání hydrogenerátor (2), určený pro pojezd stroje. Z regulačního hydrogenerátoru jde tlaková kapalina rozváděčem (3) do rotačního hydromotoru (4), který je napojen na převodovku a rozvodovku (5), z níž je točivý moment přenášen na přední a zadní nápravy.

Obr. 11 Hydrostatický pohon U traktorových rýpadel převládá asi ze 70 % pohon hydrodynamický HD, i když v poslední době značně narůstá pro převažující výhody pojezdový pohon hydrostatický HS. Při řízení kolových traktorových strojů se používá několik variant: a) Dvě přední kola menšího průměru jsou kola řídicí a dvě zadní kola jsou hnací (obr.11). Uvedené uspořádání je označováno jako 2×2 - dvě hnací a dvě řídicí kola. b) Dvě zadní kola jsou hnací i řiditelná a přední kola stejného nebo nestejného průměru jsou pevná a mají též označení 2×2. c) Všechna kola jsou hnací, a to dvě z nich, přední jsou řiditelná. Jsou označovány 4×2. d) Řízení stroje je prováděno děleným rámem a všechna kola jsou zpravidla stejného průměru. e) Všechna čtyři kola mají stejný průměr, jsou hnací a řiditelná. Nesou označení 4×4×4.

38

Možnosti řízení kol jsou uvedeny na obr. 13. Tento systém řízení značně zlepšuje manévrovatelnost stroje. obr. 12 porovnává průměry otáčení stroje s předním řízením dvěma koly se strojem, řiditelným čtyřmi koly. Rozměr A je vnější průměr obrysů nakládací lopaty, B - vnější průměr obrysů kol, C - vnitřní průměr obrysů kol. Konstrukční provedení pohonu kol kardanovým hřídelem a jejich řízení (naklápění) přímočarým hydromotorem je znázorněno na obr. 3. Praktické využití tohoto systému

řízení je patrné z obr. 1, kde postavení stroje při hloubení rýhy nemusí být shodné s osou rýhy.

Obr. 12 Manévrovatelnost stroje

Obr. 13 Možnosti řízení kol Při mimostaveništní přepravě těchto strojů je možné jednu dvojici kol vypnout z řízení a pro řízení ponechat pouze dvě kola. Traktorové podvozky těchto strojů mají obvykle pevnou řídicí kabinu. Ve výjimečných případech však mohou být otočné i s rýpadlovým zařízením o 360 stupňů.Při přepravě stroje je výložník rýpadlové části s lopatou natočen k nakládací lopatě. 39

Hnací motor bývá obvykle uložen vpředu za nakládací lopatou . Firma Kramer má však motor uložen uprostřed, čímž zvyšuje přehled při práci stroje, např. u víceúčelových lopat nebo u lopat se stranovým vyklápěním.Kabiny strojů jsou moderně vybaveny elektronickou regulační technikou a moderními ergonomickými a klimatizačními prvky. Vysoký životní standard práce strojníka vyjadřuje též nízkou hlučnost 76 dB(A) i téměř úplnou

eliminaci

otřesů

sedadla

strojníka

a

všech

ovládacích

prvků.

Standardní modulové prvky kabiny mají ochrannou konstrukci, chránící obsluhu před padajícími předměty, zvanou FOPS podle ISO 3449 a ochrannou konstrukci, chránící obsluhu při převrácení stroje, označovanou ROPS podle ISO 3471. Moderní regulační hydraulické systémy (např.Load-Sensing) automaticky zabezpečují, aby regulační hydrogenerátory dodávaly do exponovaných spotřebičů jen takové množství tlakové kapaliny, kterou nezbytně potřebují ke své činnosti.

Pracovní zařízení traktorových strojů Jsou dva druhy pracovního zařízení: 1)

Nakládací zařízení v přední části traktorových strojů. Na něm je na krátkém výložníku uložena nakládací lopata. K této části lze instalovat početné druhy pracovních nástrojů a zařízení, zejména nakládací lopaty zubové i bezzubé pro sypké hmoty, nakládací lopaty s bočním vyklápěním, nakládací lopaty víceúčelové, nakládací lopaty drátové pro nakládku štěrku, dozerové a shrnovací radlice, jeřábový hák, vidlice pro zdvihání palet, vysokozdvižné plošiny, zametací rotační kartáč, zařízení pro uchycení vrtacích kladiv. Dále lze připojit různé hydraulicky ovládané nástroje, jako jsou ruční bourací kladiva, řetězové nebo kotoučové pily, prořezání stavebních materiálů, zhutňovací zařízení a další, jak je nabízejí četní výrobci těchto strojů.

2)

Rýpadlové zařízení, které je umístěno v zadní části traktoru a skládá se z:

- příčného nosníku, který je uchycen na traktoru buď pevně nebo jej lze demontovat pro případ, že je požadováno pouze nakládací zařízení, příčný nosník má dvě hydraulicky ovládané podpěry,

40

- výložníku a násady s ovládacími přímočarými hydromotory. U novějších strojů se

často vyskytuje násada teleskopicky výsuvná po výložníku (obr. 15) s výsuvem 1,2 až 1,5 m. Tím se podle potřeby prodlužuje dosah lopaty i schopnost rovných a planýrovacích pohybů lopaty, - pracovních nástrojů, které mají široký sortiment. U starších strojů byl výložník uchycen kloubově - v jednom místě ve středu nosníku. Nynější stroje umožňují příčný pohyb výložníku v celé šířce příčného nosníku.Příčný pohyb výložníku je ovládán z kabiny hydraulicky a umožňuje značně široký záběr lopaty. Pro ovládání rýpadlového pracovního zařízení jsou na zádi kabiny umístěny samostatné řídící páky, pro práci s nimi je třeba otočit sedadlo strojníka o 180 o, zády k volantu (obr. 14). Tímto postupem získává strojník přehled o práci. Z pracovních zařízení, montovaných na rýpadlové výložníky a násady jsou to zejména: univerzální lopaty hloubkové a výškové, drenážní lopaty, lopaty s nuceným vyklápěním, profilové lopaty různých sklonů, příkopové lopaty velkých šířek pro čištění, shrnovací lopaty nebo radlice na sníh, rozrušovací trn pro vytrhávání dlažby nebo jiných krytů, drapáková zařízení různých druhů pro sypké i kusové materiály, šnekový zemní vrták, sekací zařízení na trávu a nízký porost, nesená hydraulická kladiva pro bourací práce a řada jiných zařízení.

Obr. 14 kabina rýpadlového nakladače

41

Obr. 15 Teleskopicky výsuvná násada Objemy lopaty rýpadel i nakladačů jsou udávány v normě SAE nebo ISO (DIN). Přepravní délky strojů jsou značně rozdílné podle toho, v jaké poloze je složen výložník s násadou při přepravě. Při příčném složení jsou délky kratší než při složení podélném. Mezi velké výrobce těchto strojů patří např.firmy Case a Fermec, které vyrábí stroje o parametrech, uvedených v tab.9. U rýpadlového zařízení je teleskopická násada s lopatou. Dalším velkým výrobcem těchto strojů je firma Komatsu, jež vyrábí stroje s tuhým rámem nebo rámem kloubovým se všemi hnacími koly. Tab. 11 Technologické parametry rýpadla

42

Tab. 12 Parametry rýpadla – nakladač Fermež

Tab. 13 Parametry rýpadla Komatsu

(Vaněk, 2003)

6. VICEKRITERIÁLNÍ MOŽNOSTI POSOUZENÍ STROJE – RÝPADLO NAKLADAČ Kritérium experta pomáhá různým firmám čí lidem při správném výběru daného stroje. Toto rozhodování je důležité pro správný výběr mezi různými druhy vybraných strojů. Tím to kritériem se porovnávají různé druhy a varianty strojů. Vyberou se experti kteří jsou proškolení a rozumí dané problematice a umí vyhodnotit nejvhodnější stroj. V procesu rozhodování musí být splněna podmínka možnosti volby alespoň ze dvou variant. Hledisko volby může být dáno jedním kritériem nebo z hlediska objektivního a komplexního přístupu může být použito více hodnotících kritériích. Vicekriteriální rozhodování je založeno na volbě nejvhodnější varianty ze dvou nebo více zaměnitelných variant při použití dvou nebo více hodnotících kritérií.

43

Tab. 14 Vstupní údaje vybraných strojů

K1 Pořizovací cena (Kč)

K2 Výkon motoru (kW)

K3 Provozní hmotnost (kg)

K4 Objem nádrže (l)

K5 Hloubkový dosah (mm)

V1 New Holland

1704000

82

8700

125

4455

V2 JCB 4CX

1630000

74,2

8660

160

5530

V3 CASE 580 Super

1400000

72

8140

128

4612

Varianta

Tab. 15 Váha důležitosti kritérií určená metodou pořadí

Kritérium ∑

Expert K1

K2

K3

K4

K5

E1

3

1

5

4

2

15

E2

3

2

4

5

1

15

E3

4

3

5

2

1

15

E4

4

1

5

3

2

15

v∑

14

7

19

14

6

60

0,266

0,116

0,316

0,233

0,1

1

P

44

Tab. 16 Obodování kritérií

Počet bodů přiřazených kritériu

∑

Expert K1

K2

K3

K4

K5

E1

6

8

5

6

9

34

E2

7

7

4

7

7

32

E3

10

8

6

3

8

35

E4

9

9

5

4

7

34

Tab. 17 Váha důležitosti

Dílčí váha důležitosti kritérií

∑

Expert K1

K2

K3

K4

K5

E1

0,176

0,235

0,147

0,176

0,264

1,000

E2

0,219

0,219

0,125

0,219

0,219

1,000

E3

0,286

0,229

0,171

0,086

0,229

1,000

E4

0,264

0,264

0,147

0,118

0.206

1,000

p∑

0,248

0,236

0.147

0,149

0,229

1,000

45

Tab. 18 Ohodnocení variant metodou pořadové funkce

Kritérium Varianta K1

K2

K3

K4

K5

V1

1

3

3

1

1

V2

2

2

2

3

3

V3

3

1

1

2

2

Váha důležitosti

0,266

0,116

0,316

0,233

0,1

Tab. 19 Určení agregovaného kritéria a výsledného pořadí

Kritérium Varianta K1

K2

K3

K4

V1

0,266

0,348

0,948

0,233

0,1

1,895

3

V2

0,532

0,232

0,632

0,699

0,3

2,395

1

V3

0,798

0,116

0,316

0,466

0,2

1,896

2

46

K5

Agregované Výsledné kritérium pořadí

Tab. 20 Zvolená bodovací stupnice pro přiřazení bodu

Počet bodů

K1

K2

K3

K4

K5

(1700000:1800000> (70:75>

(8000:8200> (120:130>

(4400:4700>

(1600000:1700000> (75:80>

(8200:8400> (130:140>

(4700:5000>

(1500000:1600000> (80:85>

(8400:8600> (140:150>

(5000:5300>

(1400000:1500000> (85:90>

(8600:8800> (150:160>

(5300:5600>

(1300000:1400000> (90:95>

(8800:9000> (160:170>

(5600:5900>

1 2 3 4 5

Tab. 21 Ohodnocení variant bodovací metodou

Kritérium Varianta K1

K2

K3

K4

K5

V1

1

3

4

1

1

V2

2

2

4

5

4

V3 Váha důležitosti

4

2

1

2

1

0,248

0,236

0.147

0,149

0,229

Tab. 22 Určení agregovaného kritéria a výsledného pořadí

Kritérium

Agregované Výsledné kritérium pořadí

Varianta K1

K2

K3

K4

K5

V1

0,248

0,708

0,588

0,149

0,229

1,922

3

V2

0,498

0,472

0,588

0,745

0,916

3,219

1

V3

0,992

0,472

0,147

0,298

0,229

2,138

2

47

Z uvedených tabulek 11 až 18 a vypočtených a porovnaných hodnot expertů vyplývá, že nejlépe se nám uvedl stroj rypadlo-nakladač od firmy JCB s označením JCB 4CX.V první metodě porovnání je Metoda pořadové funkce. Podle této metody mě vyšel jako nejlepší stroj JCB 4CX.Další metodou, která byla prováděna je Metoda bodovací. V této metodě mě vyšel jako nejlepší opět stroj JCB 4CX.Podle mého vyhodnocení všech kritérií doporučuju stroj JCB 4CX.

7. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST 7.1 Cíl práce Cílem diplomové práce je využití speciálních traktorů při zemních prací. Teoretická část práce zachycuje manipulační prostředky v zemědělství a manipulaci s materiálem v zemědělství. Cílem také je rozbor víceúčelového zařízení traktoru pro práci se zeminou (rypadlo – nakladač). Cílem je přehled technicko – ekonomického porovnání vybraných strojů. V experimentální části diplomové práce se provádělo měření, které se zabývá terénním průzkumem půdy, které probíhalo metodou tzv. Kopeckých fyzikálních válečků. Metoda probíhala v laboratořích na MZLU, kde jsem zjišť oval hydroskopickou vodu ve vzorku za pomocí vysoušeni a stanovení objemové hmotnosti. Dále z rozboru horniny jsem zjišť oval produktivitu rýpadla a měření spotřeby nafty – metodou měřením doplnění nádrže.

7.2 Metodika polně – laboratorních měření 7.2.1 Terénní průzkum půd Účelem průzkumu a mapování půd je zjištění rozdílných vlastností půd (chemických, fyzikálních, biologických, hydrologických atd..) v určité územní jednotce na základě vlastností vytvořit kartografické znázornění plošného rozšíření. Průzkum půd v terénu zahrnuje: -

přípravné práce

-

rekognoskací terénu

-

výkop 48

-

vypracování náčrtu půdní mapy

Pokud je nutné stanovit fyzikální vlastnosti a charakterizovat vodní a vzdušný režim půdy, odebíráme půdní vzorky v neporušeném stavu do tzv. Kopeckého fyzikálních válečků, vyrobených z nerezavějící oceli, většinou o objemu 100 cm³ a maximální výškou 5 cm.

Princip: Kopeckého váleček má přesně 100 cm³ slouží ke stanovení fyzikálních vlastností půdy.

Materiální prostředky: Kopeckého válečky, lopatka, nůž, gumička, PVC sáčky

Pracovní postup: -

odběr vzorků byl prováděn na stavbě v Řečkovicích

-

výkop byl vyhlouben podkopovým zařízením v hloubkách 0,25, 0,60 a 0,90 m a následně upraven pro odběr vzorků do Kopeckých válečků

-

na půdu položíme váleček směrem dolů ostrou hranou

-

nastavíme nástavný (nášlapný) váleček a zašlápneme do půdy

-

vyrýpneme lopatkou a okraje odřízneme nožem

-

odstraníme horní část nástavce a zeminu přesahující

odřezáváme až do

zarovnání -

potom na tuto stranu přiložíme víčko

-

to stejný uděláme ze spodní části a nasadíme víčko

-

přes takto připravený vzorek převlekneme gumičku a vložíme do PVC sáčku

-

označíme a odebrané vzorky odvezeme do laboratoře a ihned zpracováváme

Obr. 16 Odběr do Kopeckých válečků

49

Pracovní postup při zvážení hmotnosti -

odebrané

Kopeckého válečky se zeminou jsem donesl do laboratořích na

MZLU -

v laboratořích se hned zvážila aktuální hmotnost Kopeckého válečku se zeminou

-

válečky se po zvážení vložili do plastových nádob z vodou, abych zjistil hmotnost válečku po nasycení

-

po třech dnech se válečky vytáhly a zvážila se hmotnost válečku po nasycení

-

pak se valečky po odsávání zvážily po 30 min., 2 hodinách a 24 hodinách

Obr. 17 Vážení po nasycení

7.2.2 Určení hydroskopické vody ve vzorku za pomocí vysoušeni Vlhkostí horniny se rozumí množství vody v ní obsažené, které lze z horniny odstranit vysoušením při teplotě 100 – 110 °C do stálé hmotnosti (ČSN 721012). Vyjadřuje se jako poměr hmotnosti vody k hmotnosti vysušené horniny. Nejčastěji se vlhkost udává v procentech podle vztahu:

w=

m − ms ⋅ 100 ms

[%]

kde m - hmotnost vlhké horniny

[ kg ]

ms - hmotnost vysušené horniny

[ kg ]

50

Pracovní postup při určení hydroskopické vody ve vzorku za pomocí vysoušeni -

na vzduchu vysušený vzorek vložíme do elektrické horkovzdušné sušárny

-

vysoušeni do konstantní hmotnosti je dosaženo při minimálně 4 hodinovém vystavení vzorku při teplotě 105 0 C

-

po 4 hodinách je úbytek vody takový, že v sušárně se na hmotnosti nic nemění

-

na vychladnutí vzorku se vysušené vzorky vloží do exsikátoru

-

takto vysušené vzorky se zváží a zapíšou do tabulky

-

obsah sušiny se určí odečtením okamžitého obsahu vody v analyzovaném vzorku od 100 g a vyjádří se procenticky

-

procento sušiny udává, kolik gramů vody je ve 100 g právě analyzovaného vzorku

Obr. 18 Rozdrcená a vysušená zemina

51

Tab. 23 Navážené hodnoty zeminy v hloubce 0,25 m v [ g ]

Hm.po 24 hod. odsávání

307,04

306,01

296,18

267,76

109,69

63

306,79

307,67

306,81

305,88

299,05

269,50

109,55

79

307,41

309,72

308,22

307,16

301,27

268,09

109,57

129

299,09

305,27

301,28

300,22

292,45

263,18

109,67

130

304,66

306,12

303,74

303,44

296,85

257,78

109,28

Průměr

305,00

307,28

305,42

304,54

297,16

265,26

109,55

Hm. čistého válečku

Hm.po 2 hod. odsávání

307,62

Hm.po vysoušení

Hm.po 30 min. odsáváni

307,08

Aktuální hmotnost

109

Čísla válečku

Hmotnost po nasycení

1. Odběr v hloubce 0,25 m

Tab. 24 Navážené hodnoty zeminy v hloubce 0,60 m v [ g ]

Hm.po 24 hod. odsávání

316,31

315,25

310,44

284,19

109,91

81

313,47

318,9

316,07

315,47

307,13

283,00

111,74

121

320,59

325,17

322,13

321,7

315,07

289,58

109,84

127

316,82

318,43

316,78

316,58

310,79

280,87

112,07

73

314,42

318,93

316,39

316,12

307,90

280,43

109,87

Průměr

316,19

319,83

317,54

317,02

310,27

283,61

110,69

52

Hm. čistého válečku

Hm.po 2 hod. odsávání

317,74

Hm.po vysoušení

Hm.po 30 min. odsáváni

315,58

Aktuální hmotnost

102

Čísla válečku

Hmotnost po nasycení

2. Odběr v hloubce 0,60 m

Tab. 25 Navážené hodnoty zeminy v hloubce 0,90 m v [ g ]

Hm.po 24 hod. odsávání

324,76

322,74

322,32

315,18

292,90

109,83

65

322,03

325,63

323,46

323,13

316,58

293,94

111,68

67

324,84

330,36

327,27

326,66

318,68

300,11

111,40

91

310,09

314,84

312,83

312,52

305,05

281,63

109,50

87

323,43

328,96

325,66

325

317,28

299,59

109,98

Průměr

320,31

324,91

322,59

321,93

314,55

293,63

110,48

Čísla válečku

Hm. čistého válečku

Hm.po 2 hod. odsávání

321,16

Hm.po vysoušení

Hm.po 30 min. odsáváni

123

Aktuální hmotnost

Hmotnost po nasycení

3. Odběr v hloubce 0,90 m

7.2.3 Stanovení objemové hmotnosti Objemová hmotnost je hmotnost objemové jednotky horniny, sestávající z pevných

částic a pórů, které jsou vyplněné částečně (příp. úplně) vodou nebo vzduchem. Pro praktické použití má největší význam objemová hmotnost v přirozeném stavu. Tato hodnota je potřebná při výpočtech výkonnosti zemních strojů a při přepravě horniny. Objemová hmotnost vysušené horniny je měřítkem její ulehlosti, a proto je používána k hodnocení zhutnění hornin. Pokud je možno vyřezat z horniny pravidelné těleso, určuje se objemová hmotnost (ať již v přirozeném nebo vysušeném stavu), jako podíl hmotnosti tělesa k jeho objemu, tedy:

℘=

m ⋅ 1000 V

[ kg·m-3 ]

kde m - hmotnost vzorku

[ kg ]

V - objem vzorku

[ m3 ]

53

Pracovní postup při stanovení objemové hmotnosti -

po rozdrcení zeminy se materiál přesívá na sítech o průměru 2 mm

-

přesitý materiál se navažuje do misek na hmotnost 32 gramů a zahřál v peci, aby se z něho dostala veškerá vlhkost

-

takto vysušený materiál se opět navažuje do misek na hmotnost 10 gramů

-

do misek se zeminou se nalije voda a vloží na ohřívač a po dobu 5 minut se zahřívají, aby se z něj dostal veškerém vzduch a bubliny

-

po vychladnuti se přelije zemina s vodou do pyknometru ( skleněná baňka) a vloží do hrnce

-

baňky doplníme po okraj vodou, aby vznikla nahoře bublinka

-

do hrnce s baňkami nalijeme vodu a temperujeme při teplotě vody 20

0

C po

dobu 20 minut -

po uplynutí 20 minut baňky vytáhneme a zvážíme

-

hodnoty zapíšeme do tabulky do sloupce s označením PS v tab. 26, 27, 28

-

získané hodnoty vypočítáme podle vzorce: 10/[(PV+10)-PS] v [ g·m-3 ]

Obr. 19 Měření objemové hmotnosti Tab. 26 Navážené a vypočítané hodnoty zeminy v hloubce 0,25 m

Čísla válečku

Objemová hmotnost zeminy v hloubce 0,25 m Jednotky [ g ] PS PV Vypočítané hodnoty

1

155,099

148,717

3,618

2,764

2

153,046

146,687

3,641

2,746

3

151,116

144,667

3,551

2,816

54

Koeficient průměr

2,66

Tab. 27 Navážené a vypočítané hodnoty zeminy v hloubce 0,60 m

Čísla válečku

Objemová hmotnost zeminy v hloubce 0,60 m Jednotky [ g ] PS PV Vypočítané hodnoty

4

156,112

149,578

3,466

2,885

5

157,681

151,325

3,644

2,744

6

161,389

155,028

3,639

2,748

Koeficient průměr

2,69

Tab. 28 Navážené a vypočítané hodnoty zeminy v hloubce 0,90 m

Čísla válečku

Objemová hmotnost zeminy v hloubce 0,95 m Jednotky [ g ] PS PV Vypočítané hodnoty

7

152,691

146,342

3,651

2,739

8

157,924

151,439

3,515

2,845

10

159,379

152,880

3,501

2,856

Koeficient průměr

2,70

7.2.4 Skutečná produktivita rýpadla za daných podmínek Abychom zjistili produktivitu rýpadla musíme znát objemovou hmotnost materiálu v pevném stavu a objemovou hmotnost materiálu v rozrušeném stavu. To se zjišť uje z terénního průzkumu pud a následného rozboru v laboratořích, kde určíme třídu horniny a objemovou hmotnost materiálu. Z mého rozboru, které jsem prováděl v laboratořích na Mendlově univerzitě jsem zjistil, že se jedná o horninu 3 třídy. Následně v tabulkách (Tab. 29) si najdeme třídu horniny, kde máme u třídy horniny napsanou objemovou hmotnost hornin v [ kg/m3 ]. Dále musíme znát prodloužení jednoho cyklu v [ s ], které si zjistíme pomocí stopek. Proběhlo 20 měření ze, kterého mě vyšel z průměrkovaný čas 17,3 [ s ]. Z následného zjištění třídy horniny, které jsem zjistil po zkoumání v laboratořích a změření jednoho cyklu pomocí stopek můžu vypočítat produktivitu rýpadla.

55

Tab.29 Třída hornin Třída hornin

Orientační objemová hmotnost v rostlém stavu [ kg/m3 ]

1- 2

1610

Orientační objemová hmotnost v nakypřeném stavu [ kg/m3 ] 1400

3

1770

1500

4

1830

1500

5

1950

1500

6

2250

1640

7

2570

1740

7.2.5 Měření spotřeby nafty – metodou měřením doplnění nádrže Cílem měření bylo zjistit spotřebu nafty u stroje rypadlo – nakladač JCB 2CX za určitý

čas. Měření bude probíhat na podkopové lopatě o šířkách 800, 610 a 410 mm. Následné hodnoty budou porovnány a zaneseny do grafu.

7.2.5.1 Použité stroje - Rýpadlo - Nakladač JCB 2CX, - výkon motoru 56 kW (75 kW) - hmotnost 5,7 tun - max.hloubka výkopu 3,7 m

7.2.5.2 Postup měření - před začátkem měření, práce doplníme nádrž stroje (JCB 2CX) na maximum - při doplňování nafty během dne práce opět doplnit nádrž na maximum a spotřebu budeme zaznamenávat - doplňování bude probíhat v intervalech po 30 minutách, které se následně zaznamená - po každých 30 minutách se doplní nádrž na maximum a následuje nové měření - měření se bude opakovat 4x

56

7.3 Výsledky polně – laboratorního měřeni 7.3.1 Výsledky měření terénního průzkumu půdy

1. Odběr v hloubce 0,25 m

310

305 307,28 305,42 304,54

Aktuální hmotnost 297,16

Hmotnost v [ g ]

300 290

Hm.po nasycení Hm.po 30 min.

280 265,26 270

Hm.po 2 hod. Hm.po 24 hod.

260

Hm.po vysoušení

250 240

Obr. 19 Grafická závislost odběru zeminy v hloubce 0, 25 m

2.Odběr v hloubce 0,60 m 316,19

Hmotnost v [ g ]

320

319,83

317,54 317,02 310,27

Aktuální hmotnost

310

Hm.po nasycení

300

Hm.po 30 min. 283,61

290 280

Hm.po 2 hod. Hm.po 24 hod.

270

Hm.po vysoušení

260

Obr. 20 Grafická závislost odběru zeminy v hloubce 0,60 m 57

3. Odběr zeminy v hloubce 0,90 m

320,31

324,91 322,59

321,93

Aktuální hmotnost

325

314,55

320

Hm.po nasycení

Hmotnost v [ g ]

315 310

Hm.po 30 min

305

Hm.po 2 hod.

293,63

300 295

Hm.po 24 hod.

290 285

Hm.po vysoušení

280 275

Obr. 21 Grafická závislost odběru zeminy v hloubce 0,90 m Tab. 30 Navážené hodnoty vzorku v Kopeckých válečků Hloubka Číslo Objem v válečku válečku m cm3

A+T

B+T

B30+T

B2+T

B24+T

C+T

T

g

g

g

g

g

g

g

Měrná hm. kg.m-3

0,25

109

100 307,08 307,62 307,04 306,01 296,18 267,76 109,69 0,00266

0,25

63

100 306,79 307,67 306,81 305,88 299,05 269,50 109,55 0,00266

0,25

79

100 307,41 309,72 308,22 307,16 301,27 268,09 109,57 0,00266

0,25

129

100 299,09 305,27 301,28 300,22 292,45 263,18 109,67 0,00266

0,25

130

100 304,66 306,12 303,74 303,44 296,85 257,78 109,28 0,00266

0,60

102

100 315,58 317,74 316,31 315,25 310,44 284,19 109,91 0,00269

0,60

81

100 313,47 318,90 316,07 315,47 307,13 283,00 111,74 0,00269

0,60

121

100 320,59 325,17 322,13 321,70 315,07 289,58 109,84 0,00269

0,60

127

100 316,82 318,43 316,78 316,58 310,79 280,87 112,07 0,00269

0,60

73

100 314,42 318,93 316,39 316,12 307,90 280,43 109,87 0,00269

0,90

123

100 321,16 324,76 322,74 322,32 315,18 292,90 109,83 0,00270

0,90

65

100 322,03 325,63 323,46 323,13 316,58 293,94 111,68 0,00270

0,90

67

100 324,84 330,36 327,27 326,66 318,68 300,11 111,40 0,00270

0,90

91

100 310,09 314,84 312,83 321,52 305,05 281,63 109,50 0,00270

0,90

87

100 323,43 328,96 325,66 325,00 317,28 299,59 109,98 0,00270

58

Tab. 31 Vypočtené hodnoty vlhkosti půdy Vlhkost půdy Čísla Objem Objemová Hloubka válečku Válečku hm. m kg.m-3 cm3

Bobtnavé půdy % obj.

statistika statistika % rel. statistika

% hm.

statistika

0,25

109

100

1581

39,32

39,744

-0,0682

98,6453

94,6176

24,8751

25,5909

0,25

63

100

1600

37,29

4,24275

0,00913

97,6945

5,42666

23,3135

3,42373

0,25

79

100

1585

39,32

10,6752

-13,384

94,4511

5,73537

24,8044

13,3787

0,25

129

100

1535

35,91

85,3172

23,3926

0,25

130

100

1485

46,88

96,9797

31,569

0,60

102

100

1743

31,39

32,562

-0,0508

93,5618

89,9134

18,0112

18,8563

0,60

81

100

1713

30,47

2,3279

0,00458

84,8747

4,54784

17,7917

1,69762

0,60

121

100

1797

31,01

7,14913

-9,006

87,1312

5,05803

17,2527

9,00291

0,60

127

100

1688

35,95

95,7135

21,2974

0,60

73

100

1706

33,99

88,2857

19,9285

0,90

123

100

1831

28,26

26,676

-0,0395

88,7006

85,1922

15,4367

14,6121

0,90

65

100

1823

28,09

2,20912

0,00458

88,6399

3,62122

15,412

1,69137

0,90

67

100

1887

24,73

8,28132

-11,58

81,7521

4,25065

13,1048

11,5751

0,90

91

100

1721

28,46

85,6971

16,534

0,90

87

100

1896

23,84

81,1713

12,5732

Výpočet poměru hmotnosti vody k hmotnosti vysušené horniny v hloubce 0,25, 0,60, 0,90 m w=

m − ms ⋅ 100 = 14,98 % ms

w=

m − ms ⋅ 100 = 11,48 % ms

w=

m − ms ⋅ 100 = 9,08 % ms

59

7.3.2 Výsledky měřeni produktivity rýpadla Tab. 32 Produktivita rýpadla se standardní násadou

Hodinová výkonnost v rozrušeném stavu Hodinová výkonnost v nakypřeném stavu Hodinová výkonnost

Jednotky

T1 [0,5 hod ]

T2 [1 hod ]

T3 [1,5hod ]

T4 [2 hod ]

[ m3 ]

6

12

17

23

[ m3 ]

5

10

15

20

[ t]

9

17

26

35

Hodinová výkonnost v rozrušeném stavu

Hodinová výkonnost v [ m3 ]

25 20 15 10 5 0 0,5

1

1,5

2

čas [ hod ]

Obr. 22 Graf hodinové výkonnosti materiálu v rozrušeném stavu

60

Hodinová výkonnost materiálu v nakypřeném stavu

20 hodinový výkon v [ m3 ]

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0,5

1

1,5

2

čas [ hod ]

Obr. 23 Graf hodinové výkonnosti materiálu v nakypřeném stavu

Hodinová výkonnost v tunách

35 30

tuny

25 20 15 10 5 0 0,5

1

1,5 čas [ hod ]

Obr. 24 Graf hodinové výkonnosti v tunách

61

2

Hodinová výkonnost 23 20

3

Hodinová výkonnost v [ m ]

25 20

materiál v nakypřeném stavu

17 15

15

12 10

materiál v rozrušeném stavu

10 6

5

5 0 0,5

1

1,5

2

čas [ hod ]

Obr. 25 Graf hodinové výkonnosti obou naměřených materiálu

7.3.3 Výsledek měření spotřeby nafty Měření bylo prováděno se strojem s podkopovým zařízením. Experiment byl prováděn pomocí stopek a odměrného válce o objemu 2000 ml se stupnicí dělenou po 20 ml. Tab. 33 Spotřeba nafty

Čas

Spotřeba nafty [ l ] Šířka lopaty (800 mm)

Šířka lopaty (610 mm)

Šířka lopaty (410 mm)

2,8

2,4

2,3

2,9

2,7

2,5

3,2

2,6

2,4

3,1

2,8

2,6

T1 [ 0,5 hod] T2 [ 1 hod] T3 [ 1,5 hod] T4 [ 2 hod]

62

Spotřeba nafty s podkopovou lopatou (š.800 mm)

Spotřeba nafty v [ l ]

3,3 3,2 3,1 3 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 0,5

1

1,5

2

čas [ hod ]

Obr. 26 Grafická závislost spotřeby nafty s podkopovou lopatou o šířce 800 mm

Spotřeba nafty v [ l ]

Spotřeba nafty s podkopovou lopatou (š.610 mm) 2,8 2,75 2,7 2,65 2,6 2,55 2,5 2,45 2,4 2,35 0,5

1

1,5

2

čas [ hod ]

Obr. 27 Grafická závislost spotřeby nafty s podkopovou lopatou o šířce 610 mm

63

Spotřeba nafty s podkopovou lopato (š.410 mm)

Spotřeba nafty v [ l ]

2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 0,5

1

1,5

2

čas [ hod ]

Obr. 28 Grafická závislost spotřeby nafty s podkopovou lopatou o šířce 410 mm

Srovnání spotřeby nafty 3,5 Spotřeba nafty [ l ]

3 2,5

Podkopová lopata (800 mm)

2 Podkopová lopata (610 mm)

1,5 1

Podkopová lopata (410 mm)

0,5 0 0,5

1

1,5

2

čas [ hod ]

Obr. 29 Graf závislosti srovnání spotřeby nafty

64

8. VÝSLAEDKY A DISKUZE Abych zjistil hodnoty zeminy musel jsem nejprve odebrat zeminu do Kopeckých válečků, které probíhalo ve třech hloubkách 0,25, 0,60 a 0,90 m. Získané a navážené hodnoty jsou uvedeny v tab. 23, 24, 25. S těmito hodnotami jsem pak mohl pracovat dál. Navážené hodnoty jsem vložil do programu v excelu, kde jsem z výpočtů zjišť oval objemovou hmotnost, relativní vlhkost, třídu horniny a procento vody obsažené v sušině. Výsledky jsou uvedeny v tab. 31. Vypočítaná objemová hmotnost zeminy se nám pohybuje v rozmezí od 1500 do 1880 [ kg·m-3 ]. Z této objemové hmotnosti v tab. 29 zjistíme třídu horniny. Jedná se o horninu třetí třídy. Relativní vlhkost v hloubce 0,25 m je 94,61 % , v hloubce 0,60 m je 89,91 % a v hloubce 0,90 m je 85,19 %. Z výsledků vidíme, že se pohybujeme tak nám relativní vlhkost půdy klesá. Je to zapříčiněno tím, že čím jsme hlouběji tak zemina je víc zhutnělá a nepropustí do sebe tolik vody, která zůstane víc na povrchu. Obsah sušiny půdního vzorku jsem zjišť oval odečtením okamžitého obsahu vody v analyzovaném půdním vzorku od 100 g a vyjadřuje se procenticky. Z těchto výpočtů se zjišť uje kolik gramů vody je ve 100 g právě analyzovaného vzorku. V hloubce zeminy 0,25 m je obsah vody v sušině 14,98 % , 0,60 m je 11,48 % vody a v hloubce 0,90 m je 9,08 % vody v sušině. Z těchto výpočtů v tab. 30 je vidět, že čím hlouběji po povrch se dostáváme tím menší procento vody se nám v analyzovaných vzorcích vyskytuje. Jak jsem už dřív uváděl je to tím v našem případě, že čím hlouběji jsem tím je zemina víc zhutněla a nepropustí do sebe tolik vody, ale přesto vidíme z tab. 23,24,25 ,že je zemina těžší čím hlouběji se pohybujeme. Z výpočtu objemové hmotnosti v tab. 31 a následného určení třídy horniny jsem zjišť oval produktivitu rýpadla. V tab. 32 máme vypočítané hodnoty v rozrušeném stavu, nakypřeném stavu, které jsem mezi sebou porovnával a následně vložil do grafu obr. 25 a hodinovou výkonnost v tunách. Pracoval jsem ze čtyřma časy 0,5, 1, 1,5, 2 hodinách a cyklem 17,3 s, který jsem změřil pomocí stopek. Měření bylo prováděno v časových intervalech po 30 minutách. Z hodnot v tab. 32 vidíme, že produktivita rýpadla v rozrušeném stavu je o něco větší. Je to zapříčiněno tím, že materiál je víc zhutněny a tím ho rýpadlo dokáže nabrat víc a ve větších kusech. Spotřeba nafty byla prováděna v časových intervalech 0,5 ,1, 1,5, 2 hodinách se třemi lopatami o šířkách 800,610 a 410 mm. V tab. 33 vidíme, že se nám jednotlivé spotřeby u šířek lopat liší. U podkopové lopaty o šířce 800 mm, která se používá většinou na

65

výkop potrubí a inženýrských sítí se pohybuje rozmezí od 2,8 do 3,2 litrů v 30 minutovém intervalu. U podkopové lopaty o šířce 410 mm, která se používá také na inženýrské sítě se pohybuje spotřeba nafty v rozmezí od 2,4 do 2,8 litrů. U nejmenší podkopové lopaty 410 mm, která se používá na výkop elektřiny se pohybuje spotřeba nafty od 2,3 do 2,6 litrů. Jednotlivé spotřeby se liší bylo to dáno tím, že pří výkopu jsme se potýkali s různýma faktory. Byly to například zkušenosti bagristy, hloubka výkopu, objem zeminy, obsah vody v zemině, prodlevy bagristy atd. Tyto faktory nám ovlivňovali spotřebu nafty se, kterou musíme pokaždé počítat. Také spotřeba nafty u jednotlivých lopat se nám liší je to v průměru u největší lopaty od 3 litrů za 0,5 hodin a u nejmenší se pohybujeme v průměru 2,4 litru za 0,5 hodin. Je to dáno tím, že větší lopata nám zvedá vetší váhu, působí na ní větší rypná síla.

66

9. ZÁVĚR V experimentální části diplomové práce jsem prováděl měření, které se zabývá terénním průzkumem půdy, které probíhalo metodou tzv. Kopeckých fyzikálních válečků. Metoda probíhala v laboratořích na MZLU. Dále z rozboru horniny jsem zjišť oval produktivitu rýpadla a měření spotřeby nafty – metodou měřením doplnění nádrže. Z hlediska uživatelů mobilních pracovních strojů v procesu jejich zadávání zakázek a nákupu je důležité, aby stroj vhodně zapadl do sestavy strojů uživatele, tak aby byl

časově a výkonově efektivně využit vzhledem k ostatních disponibilních technologické, skladovací nebo transportní zařízení. Splnění těchto podmínek je možné analyzovat v praxi a podložit technickými výpočty. Jednotlivé typy redukovaných mobilních strojů se liší konstrukčním řešením podvozkových částí nosiče a pracovního zařízení. Za základní technické parametry, které jsou důležité pro správné rozhodnutí uživatele v procesu zadávání zakázek nových strojů, považujeme výkon motoru, maximální nominálni nosnost, provozní hmotnost atd. Při posuzování vlastností a vhodnosti uvedených typů strojů, které mají pracovní nástroj typu lopata nebo lžíce, tedy při porovnávání možných typů v procesu nabývání je třeba zohledňovat i povahu a vlastnosti pohonu, druh podvozku, řízení, brzd, prvků hydraulické soustavy a podobně. Při celkovém posuzování a porovnávání několika možných typů je vhodné pokud uživatel vyhodnotí nabídku na trhu i porovnáním tzv. rozhodovacích kritérií udávajících poměr vybraných základních technických parametrů. Kritérium pomáhá různým firmám čí lidem při správném výběru daného stroje. Toto rozhodování je důležité pro správný výběr mezi různými druhy vybraných strojů. Tím to kritériem se porovnávají různé druhy a varianty strojů. Vyberou se experti kteří jsou proškolení a rozumí dané problematice a umí vyhodnotit nejvhodnější stroj. V posledním období výrobci mobilních strojů ze zákonných důvodů a také z důvodu konkurence schopnosti svých výrobků věnují pozornost komfortu obsluhy, vlivu strojů na životní prostředí a otázkám jejich bezpečnosti. Tyto stroje jsou již konstruovány tak, aby z pohledu jejich celkové bezpečnosti minimalizovali počet nebezpečí, nebezpečí a rizik při jejich samotném nasazení - provoz, údržbu, opravách nebo v procesu jejich likvidace. Tyto ohrožení a rizika však třeba minimalizovat i správnou činnosti obslužného personálu, který musí znát konstrukci strojů, pravidla užití a dodržování

67

bezpečnosti těchto strojů a také specifika jednotlivých typů strojů as nimi realizovaných pracovních technologii. Tyto vysoce univerzální stroje jsou schopné komplexně obsloužit potřeby většiny stavenišť od hloubení výkopů, přes nakládku materiálu až po manipulaci s břemeny. S vhodným příslušenstvím lze rovněž rozhrnovat sypké materiály po pracovní ploše, ukládat do výkopů kanalizační potrubí či betonové skruže či převážet po staveništi materiály ložené na paletách. Snad právě díky těmto mimořádným užitným vlastnostem a snadné přepravitelnosti mezi staveništi jsou rypadlo-nakladače u větších stavebních firem i menších soukromníků tolik oblíbené. Pro stavební firmy je velmi důležité, že si na českém trhu mohou vybírat ze skutečně reprezentativní nabídky moderních výrobků prakticky od všech renomovaných značek. V abecedním pořadí lze např. namátkou uvést v kategorii stavebních strojů určených pro zemní práce značky Ahlmann, Bobcat, Case, Caterpillar, Gehl, Gehlmax-IHI, Hitachi, Hyundai, JCB, Komatsu, Kubota, Liebherr, Locust, Mecalac, Menzi Muck, Merlo, Mustang, Neuson, New Holland, Takeuchi, Terex, Volvo, Weidemann a další. I když by se mohlo na první pohled zdát, že jsou všechny stroje stejné, skutečnost bývá zcela opačná. Výrobci se v konstrukci svých strojů snaží uplatňovat různá technická

řešení, kterými se chtějí odlišit od konkurence a získat pro sebe co nejvíce výhod a prodejních argumentů. Zavádějí se nové techniky přenosu strojních dat, monitorování provozních ukazatelů a dálkového sledování a řízení provozu stavebních strojů a další modernizace. Proto je nezbytné znát nejen současný rozvoj techniky, ale i světový trend ve vývoji komponentů stavebních strojů a zařízení. Současný stav rozvoje je směřován do oblastí elektroniky, procesorové i mikroprocesorové techniky, hydrauliky, zvyšování výkonnosti strojů, snižování hlučnosti a vibrací, klimatizace, sedadel atd.

68

10. POUŽITÁ LITERATURA 1) Jeřábek, K. : Zemní stroje, ČVUT Praha 1992, 144 s., 2) Vaněk, A. : Moderní strojní technika a technologie zemních prací, Academia, Praha 2003, 526 s., ISBN 80 – 200 – 1045 – 9 3) Abraham, Z a kol. : Náklady na provoz zemědělské techniky, UVTEIZP Praha, 2005 4) Celjak,I. : Stroje pro zemní a lesní práce JU České Budějovice, 2004 5) Vaněk, A. : Přehled světové techniky – strojů pro stavebnictví – Bauma 1998 6) Vaněk A. : Strojní zařízení pro stavební práce, Sobotáles, Praha 1994 236 s. 7) Maršál P.:Stavební stroje, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o Brno, 2004, 203s., ISBN 80-214-2774-4 8) Cvičení z půdoznalství Ing.Jiří Jandák,CSc. 2003 9) Technická dokumentace stroje CAT, 18 s. 10) Technická dokumentace stroje JCB, 22 s. 11) Technická dokumentace stroje CASE, 22 s.

Internetové stránky 1) http://stavebni-technika.cz/clanky/kolove-rypadlo-nakladace/

[2010-03-13]

2) http://www.casopisstavebnictvi.cz/vyvoj-trhu-a-soucasne-trendy-v-oboru-stavebnichstroju_N840

[2010-02-27]

3) http://cs.wikipedia.org/wiki/Zemina

[2010-01-16]

4) http://bagry.cz/cze/kalkulacky

[2010-04-20]

5) http://fzp.ujep.cz/~Pokornyr/01_Materialy/PED_Pruzkum_pud.pdf

[2010-03-20]

6) http://www.new-holland.cz/new-holland-compact-line-rypadlo-nakladace [2010-02-26] 7) http://www.sacharcuk.cz/44813-rypadlo-nakladace/67111-rypadlo-nakladac-cmi/ [2010-02-27]

69

11. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Prodej stavebních strojů v Evropě Obr. 2 Prodej stavebních strojů v Evropě podle jednotlivých zemí Obr. 3 Podíl strojních kategorií na celkovém počtu prodaných strojů Obr. 4 Prodej lehké řady stavebních strojů v Evropě (ks) Obr. 5 Prodej těžké řady stavebních strojů v Evropě (ks) Obr. 6 Vývoj prodeje stavebních strojů v ČR Obr. 7 Prodej stavebních strojů v ČR v roce 2007 podle kategorií Obr. 8 Kolový traktor Obr. 9 Rýpadlové zařízeni Obr. 10 Hydrodynamický pohon Obr. 11 Hydrostatický pohon Obr. 12 Manévrovatelnost stroje Obr. 13 Možnosti řízení kol Obr. 14 kabina rýpadlového nakladače Obr. 15 Teleskopicky výsuvná násada Obr. 16 Odběr do Kopeckých válečku Obr. 17 Vážení po nasycení Obr. 18 Rozdrcená a vysušená zemina Obr. 19 Grafická závislost odběru zeminy v hloubce 0, 25 m Obr. 20 Grafická závislost odběru zeminy v hloubce 0,60 m Obr. 21 Grafická závislost odběru zeminy v hloubce 0,90 m Obr. 22 Graf hodinové výkonnosti materiálu v rozrušeném stavu Obr. 23 Graf hodinové výkonnosti materiálu v nakypřeném stavu Obr. 24 Graf hodinové výkonnosti v tunách Obr. 25 Graf hodinové výkonnosti obou naměřených materiálu Obr. 26 Grafická závislost spotřeby nafty s podkopovou lopatou o šířce 800 mm Obr. 27 Grafická závislost spotřeby nafty s podkopovou lopatou o šířce 610 mm Obr. 28 Grafická závislost spotřeby nafty s podkopovou lopatou o šířce 410 mm Obr. 29 Graf závislosti srovnání spotřeby nafty

70

12. SEZNAM TABULEK Tab. 1 Označení zrn podle ČSN 72 1002 Tab. 2 Označení vlhkosti podle stupně nasycení nestejně. Tab. 3 Průměrné hodnoty úhlů vnitřního tření ϕ1 nesoudržných hornin Tab. 4 Úhly přirozených sklonů hornin Tab. 5 Hodnoty úhlů vnitřního tření a soudržnosti pro soudržné horniny Tab. 6 Průměrné hodnoty součinitele tření horniny o ocel f2 Tab. 7 Objemová hmotnost některých materiálů Tab. 8 Prodloužení jednoho pracovního cyklu v důsledku nepříznivých podmínek Tab. 9 Emise motorů EU stupeň IIIA Tab. 10 Emise motorů EU stupeň IIIB Tab. 12 Parametry rýpadla – nakladač Fermec Tab. 13 Parametry rýpadla Komatsu Tab. 14 Vstupní údaje vybraných strojů Tab. 15 Váha důležitosti kritérií určená metodou pořadí Tab. 16 Obodování kritérií Tab. 17 Váha důležitosti Tab. 18 Ohodnocení variant metodou pořadové funkce Tab. 19 Určení agregovaného kritéria a výsledného pořadí Tab. 20 Zvolená bodovací stupnice pro přiřazení bodu Tab. 21 Ohodnocení variant bodovací metodou Tab. 22 Určení agregovaného kritéria a výsledného pořadí Tab. 23 Navážené hodnoty zeminy v hloubce 0,25 m v [ g ] Tab. 24 Navážené hodnoty zeminy v hloubce 0,60 m v [ g ] Tab. 26 Navážené a vypočítané hodnoty zeminy v hloubce 0,25 m Tab. 27 Navážené a vypočítané hodnoty zeminy v hloubce 0,60 m Tab. 28 Navážené a vypočítané hodnoty zeminy v hloubce 0,90 m Tab. 29 Třída hornin Tab. 30 Navážené hodnoty vzorku v Kopeckých válečků Tab. 31 Vypočtené hodnoty vlhkosti půdy Tab. 32 Produktivita rýpadla se standardní násadou Tab. 33 Spotřeba nafty

71