Detail předmětu

Stroje pro zemní práce

FSI-QZEAk. rok: 2025/2026

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 (ÚADI)

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.

Základní literatura

MARŠÁL, Petr. Stavební stroje. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2004. ISBN isbn:80-214-2774-4. (CS)
MAZURKIEVIČ, Izidor, Ladislav GULAN a Gregor IZRAEL. Mobilné pracovné stroje: teória a konštrukcia základných modulov. Bratislava: Slovenská technická univerzita v Bratislave, 2013. Edícia vysokoškolských učebníc. ISBN 978-80-227-3968-9. (SK)
Nichols, H. L. - Day D. A.: Moving The Earth: The Workbook of Excavation, Sixth Edition, McGraw-Hill Professional; 6 edition 2010, ISBN 978-0071502672 (EN)
VANĚK, Antonín. Moderní strojní technika a technologie zemních prací. Praha: Academia, 2003. Česká matice technická (Academia). ISBN 8020010459. (CS)

Doporučená literatura

Nichols, H. L. - Day D. A.: Moving The Earth: The Workbook of Excavation, Sixth Edition, McGraw-Hill Professional; 6 edition 2010, ISBN 978-0071502672
Vaněk, A.: Moderní strojní technika a technologie zemních prací, vyd. Acamedia, Praha, ISBN 80-200-1045-9, 2003

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-ADI-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.

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

Vyučující / Lektor

Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.

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.