Stroje pro zemní práce (FSI-QZE)

Akademický rok 2025/2026
Garant: Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚADI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:

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.
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:
 

Vazby k jiným předmětům:
povinná korekvizita: Transportní zařízení [QTZ]
povinná korekvizita: Mechanické a hydraulické převody [QMH]
povinná korekvizita: Mechanické a hydraulické převody [QMH]
Obsah předmětu (anotace):

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.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
 
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  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

  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.
Literatura - základní:
1. VANĚK, Antonín. Moderní strojní technika a technologie zemních prací. Praha: Academia, 2003. Česká matice technická (Academia). ISBN 8020010459.
2. Nichols, H. L. - Day D. A.: Moving The Earth: The Workbook of Excavation, Sixth Edition, McGraw-Hill Professional; 6 edition 2010, ISBN 978-0071502672
3. 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.
4. MARŠÁL, Petr. Stavební stroje. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2004. ISBN isbn:80-214-2774-4.
Literatura - doporučená:
1. Nichols, H. L. - Day D. A.: Moving The Earth: The Workbook of Excavation, Sixth Edition, McGraw-Hill Professional; 6 edition 2010, ISBN 978-0071502672
3. Vaněk, A.: Moderní strojní technika a technologie zemních prací, vyd. Acamedia, Praha, ISBN 80-200-1045-9, 2003
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-ADI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinně volitelný 2 1 L