Detail předmětu

Stroje pro zemní práce

FSI-QZE Ak. rok: 2025/2026 Letní semestr

Předmět seznamuje s technologií zemních prací a s konstrukcí a kinematikou pracovních mechanismů strojů, které jsou používány zemních činnostech pracovního mobilního stroje. Tyto stroje jsou pracovně využívány pro těžbu – rypadla, pro nakládku zeminy – nakladače a pro rozprostírání zeminy – dozery. Tyto stroje jsou základní mobilní stroje pro zpracování zeminy a dalších sypkých materiálů, jako stavebně demoličního odpadu nebo recyklátů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství

Vstupní znalosti

Před absolvováním tohoto předmětu musí mít student zvládnuty znalosti z technické mechaniky, fyziky a vyšší matematiky.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Klasifikace zápočtu a hodnocení studenta: Výborně (90-100 bodů), velmi dobře (80-89 bodů), dobře (70-79 bodů), uspokojivě (60-69 bodů), dostatečně (50-59 bodů), nevyhověl (0-49 bodů).
Udělení zápočtu je vázáno aktivní účastí ve cvičení a zpracování zadaných projektů. Účast ve cvičeních je povinná.

Učební cíle

Cílem a úkolem kurzu je seznámit studenty s konstrukčním uspořádáním a hlavními technickými parametry strojů pro zemní práce, jako jsou rypadla, nakladače, dozery a jiné stroje pro těžbu zemin. Seznámit se zásadami jejich navrhování a projektování při respektování technologických a technických požadavků.
Student je schopen zvolit koncepci splňující technologické a technické požadavky stroje, specifikovat hlavní komponenty stroje a stroj projekčně řešit. Je schopen navrhnout optimální technologické hodnoty parametrů konstrukce stroje na základě znalostí parametrů a technologických možností.

Studijní opory

Studijní dokumenty jsou uvedeny e-learningových oporách předmětu.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-ADI-P: Automobilní a dopravní inženýrství, magisterský navazující, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Osnova


  1. Technologie zemních prací, rozdělení zemních strojů.

  2. Hlavní konstrukční skupiny strojů.

  3. Technické vlastnosti zeminy.

  4. Způsoby rozpojování zemin a jejich energetická náročnost. Modelování rozpojování zemin pracovním nástrojem a numerické simulace řešení pomocí DEM analýz.*

  5. Silové účinky mezi zeminou a nástrojem.

  6. Druhy pohonů zemních strojů, stanovení výkonu motoru.

  7. Hybridní pohony strojů a vliv na efektivní činnost stroje, energetické bilance rekuperace.*

  8. Hydrostatický převod pohonu, hydrodynamický převod pohonu, elektro-hydraulicko-hybridní převod pohonu.

  9. Pracovní hydraulický systém zemních strojů.

  10. Podvozky zemních strojů.

  11. Přenos sil mezi podvozkem zemního stroje a zeminou.

  12. Hydrostatické řízení zemních strojů.

  13. Brzdový systém zemních strojů, chladící soustava zemních strojů.

Cvičení

13 hod., povinná

Osnova


  1. Technické zadání a vývoj zemního stroje.

  2. Stanovení technických vlastností zeminy.

  3. Výpočet řezných a rypných odporů u pracovních strojů.

  4. Modelování rozpojování zemin pracovním nástrojem (lopaty) pomocí numerických simulací softwarem EDEM od Altair.*

  5. Modelování rozpojování zemin pracovním nástrojem (rozrývací trn) pomocí numerických simulací softwarem EDEM od Altair.*

  6. Výpočet potřebných hnacích sil a rychlostí stroje. Stanovení výkonu pohonu zemního stroje.

  7. Vyhodnocení volby druhu pohonu a spolupráce pohonu s měničem momentu a pohony hydrogenerátorů.*

  8. Návrh kinematiky pracovního mechanismu, Metodika výpočtu silových a momentových předpokladů mechanismu, numerické řešení simulace.

  9. Návrh hydrogenerátorů pro okruh pracovní hydrauliky.

  10. Výpočet zatížení ložisek kloubu u podvozku kloubového zemního stroje.

  11. Výpočet momentu řízení a momentové charakteristiky zemního stroje s kloubovým rámem. Výpočet brzd nakladače.

  12. Výpočet jízdních odporů pásového podvozku rypadla. Návrh hydrogenerátorů pro okruh řízení.

  13. Výpočet ztrát a vzniku tepla v okruhu pracovní hydrauliky a řízení, stanovení ochlazovacího účinku komponent hydraulického okruhu zemního stroje.