V súčasnosti sa z dôvodu intenzívneho rozvoja nových pracovných technológií venuje pozornosť novým riešeniam konštrukcií mobilných pracovných strojov. Tento proces je aj predmetom výskumno-vývojových činností v Ústave dopravnej techniky a konštruovania v rámci projektu APVV 15-0524. Pre potreby praxe bol navrhnutý modulárny rad mobilného pracovného stroja.

Základná koncepcia s označením UDS 132 sa s využitím princípov spoločnej platformy použila pri ďalších 8 variantoch pokrývajúcich potreby rôznych pracovných technológií, obr. 1. V procese návrhu nových variantov mobilných pracovných strojov je často nutné akceptovať potrebu používateľov na účelové rozšírenie koncepcií pásových podvozkov [1]. 

Obrázok 1:  Modulárna zostava UDS 132

Vznikla tak nová koncepcia rýpadla na pásovom podvozku s gumovými pásmi hmotnostnej kategórie 14 t s pracovným označením UDS 131. Riešenie využíva moduly agregátového vybavenia nadstavby UDS 132 a jeho pracovné zariadenie s teleskopickým výložníkom. Princíp modulárnosti umožňuje teda využitie základných modulov platformy, ktoré boli integrované na vyvinutý podvozok s gumovými pásmi a odpruženými pojazdovými kladkami, obr. 2.

Obrázok 2: Koncepcia UDS 131 s gumovými pásmi a odpruženými kladkami

Pred definovaním základných technických parametrov UDS 131 sa vykonala analýza trhu v oblasti existujúcich rýpadiel s gumovými pásmi, rýpadiel s kovovými pásmi a pásových damperov. Na základe zhromaždených a vyhodnotených vybraných technických parametrov boli zistené funkčné závislosti pre odvodené kritériá podobnosti [1]. Pomocou nich sa stanovili hodnoty základných technických parametrov pre rýpadlo požadovanej prevádzkovej hmotnosti 14 t na gumenom pásovom podvozku [2, 3]. Tie sa ďalej v priebehu návrhu modifikovali vzhľadom na dva limitujúce faktory: rozmery dostupného gumového pásu a najväčšie prípustné rozmery vozidiel a jazdných súprav [4].

Inovatívne riešenie UDS 131 na pásovom podvozku spočíva v koncepcii výhradne určenej a optimalizovanej pre gumové pásy s označením 500 x 92 W x 88 a s aplikáciou hydropneumatického systému odpruženia pojazdových kladiek, ktorých konštrukcia v sebe integruje rotačné rameno umožňujúce ich otáčanie okolo horizontálne uložených centrálnych čapov – kombinované uloženie pojazdových kladiek, obr. 3, [5].

Obrázok 3: Kombinované uloženie pojazdových kladiek (vahadlo s pružným prvkom)

Hydropneumatické pruženie zabezpečuje nielen bezpečnejšiu a komfortnú jazdu, ale aj plynulú zmenu svetlej výšky stroja až 60 mm. Boli stanovené dve krajné polohy: poloha 0 (práca) a poloha 1 (jazda), obr. 4. Potrebná plynulá zmena rázvoru podvozka, a teda aj dostatočne napnutie pásov je tiež zabezpečené hydropneumaticky.

Obrázok 4: Výškové nastavenie podvozku: a – poloha 0, b – poloha 1

Navrhnutý zvarenec rámu podvozka a uloženie membránových akumulátorov pruženia a napínania na vnútornej strane ramien stredového rámu chráni akumulátory pred mechanickým poškodením a umožňuje stále dobrú prístupnosť, obr. 5.

Obrázok 5: Uloženie membránových akumulátorov na zvarenci rámu pásového podvozka

Proces vývoja konštrukcie podvozka zahŕňal aj návrh hydrostatického pohonu. Na základe požadovaných výpočtov boli navrhnuté vhodné hydrostatické prevodníky – jeden regulačný hydrogenerátor a dva regulačné hydromotory s kompatibilnou redukčnou prevodovkou. Navrhnutý pohon umožňuje dosiahnuť maximálnu ťažnú (trakčnú) silu 145 kN a rýchlosť jazdy 11,3 km/h,  obr. 6.

Obrázok 6: Trakčná charakteristika pásového podvozka UDS 131

Navrhnutá inovácia rýpadla zameraná na riešenie konštrukcie podvozka umožňuje efektívne nasadenie rýpadla na zemné práce aj na práce na cestných komunikáciách, resp. v iných odvetviach, ako je poľnohospodárstvo alebo komunálna sféra. Vysoká ťažná sila a rýchlosť pojazdu zvyšuje flexibilitu nasadenia a umožňuje skrátenie pracovného cyklu a premiestňovania medzi jednotlivými pracoviskami.

Konštrukčnému návrhu pásového podvozka s gumovými pásmi pre teleskopické rýpadlo UDS 131 sa v rámci projektu APVV venovala aj diplomová práca, ktorej obsahom bol detailne zdokumentovaný vývoj jednotlivých častí, komponentov a mechanizmov. Doložené matematické modely, výpočty a pevnostné kontroly potvrdili vhodnosť navrhovaných konštrukčných riešení.

Práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja v rámci projektu APVV-15-0524 Výskum platformy modulov vybranej skupiny mobilných pracovných strojov, ich optimalizácia metódami generatívneho konštruovania.

Literatúra

• [1] Mazurkievič I., Gulan L., Izrael G.: Gregor Izrael: Mobilné pracovné stroje – Teória a konštrukcia základných modulov, Vydavateľstvo STU v Bratislave, ISBN 978-80-227-3968-9, 2013
• [2] Mazurkievič I., Gulan L., Izrael G.: Gregor Izrael: Mobilné pracovné stroje – Cestné stroje, Vydavateľstvo STU v Bratislave, ISBN 978-80-227-3653-4, 2012
• [3] Mazurkievič I., Gulan L., Izrael G.: Gregor Izrael: Mobilné pracovné stroje – Zemné stroje, Vydavateľstvo STU v Bratislave, ISBN 978-80-227-4190-3, 2014
• [4] STN EN 15573,STN EN ISO 2867: 2011,STN EN ISO 12100: 2011,STN EN 1050: 1998,STN 01 0380: 2003,STN EN 474 – 1: 2018,STN EN 474 – 5: 2019,
• [5] Korec, A.: Konštrukčný návrh pásového podvozka pre teleskopické rýpadlo UDS 131, Diplomová práca, Strojnícka fakulta STU v Bratislave, 161 s., 2020

Ing. Andrej Korec, Ing. Adam Vincze,

Ústav dopravnej techniky a konštruovania, Strojnícka fakulta STU v Bratislave

www.sjf.stuba.sk