MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ. Lesnická a dřevařská fakulta

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta Ústav techniky Analytická studie soudobých mechanizačních prostředků pro zemní práce v LH Bakalářská práce 2017/2018 Tomáš Václavek

2 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto práci: Analytická studie soudobých mechanizačních prostředků pro zemní práce v LH Vypracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace jsou uvedeny v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb. o vysokých školách a o změně a doplnění dalších zákonů (zákon o vysokých školách), ve znění pozdějších předpisů, a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom, že se na moji práci vztahuje zákon č.121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 Autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne: Podpis

3 Poděkování Tímto bych rád poděkoval vedoucímu mé bakalářské práce prof. Ing. Jindřichu Nerudovi, CSc. za odborné vedení práce a pomoc při zpracování bakalářské práce. Další poděkování patří firmě Samsonstav, s. r. o. za cenné informace a praktický výklad.

4 Abstrakt Tomáš Václavek Analytická studie soudobých mechanizačních prostředků pro zemní práce v LH Bakalářská práce se zabývá analytickou studií parametrů mechanizačních prostředků pro zemní práce a jejich faktorů uplatnění v činnostech lesního hospodářství. Technika pro zemní práce je popsána odbornou literaturou, která charakterizuje typické znaky jednotlivých skupin mechanizačních prostředků pro zemní práce s diferencovaným využitím. Praktická část srovnává parametry zemních strojů, kde jsou zohledněny jejich charakteristické faktory při vykonávání zemních prací v lesním hospodářství. Na základě vhodných kritérií jsou porovnány technicko-ekonomické parametry modelovou studií vybraných zemních strojů, jimiž jsou čelní kolový nakladač Locust 752 a pásové minirypadlo Neuson 3003, při opravě modelové lesní cesty. Všechny aspekty při průběhu praktického průzkumu jsou popsány v metodické části. Závěrečná část vyhodnocuje parametry strojů pro zemní práce a technicko-ekonomické výsledky při opravě modelové lesní cesty. Klíčová slova Kolový nakladač, lesní hospodářství, mechanizační prostředek, minirypadlo, zemní práce

5 Abstract Tomáš Václavek Analytical study of current mechanization machines for earthworks in LH The bachelor thesis deals with an analytical study of parametres of mechanization machines for earthworks and their factors of application in forestry activities. The technique for earthworks is described in technical literature, where the typical features of different groups of mechanization machines for earthworks are described with differentiated utilization. The practical part compares the parameters of the earth moving machines, where their characteristic factors are taken into account when performing earthworks in forestry. On the basis of appropriate criteria, the technical and economic parameters are compared with a model study of selected earth machines, such as the Locust 752 front wheel loader and the Neuson 3003 miniexcavator, while repairing the model forest path. All aspects of practical research are described in the methodological section. The final part evaluates the parameters of machines for earthworks and also technical-economic results in the repair of the model forest path. Key words Wheel loader, forestry, mechanical means, miniexcavator, earthworks

6 Obsah 1 Úvod Cíle práce Literární přehled a rámcová tematická analýza Zemní práce Vybrané legislativní předpisy pro provádění zemních prací Požadavky na provádění zemních prací Rozdělení zemních prací Třídy hornin Mechanika rozpojování hornin pracovními nástroji Stroje pro zemní práce v lesním hospodářství Rozdělení strojů pro zemní práce Rypadla Nakladače Dozery Rozrývače Grejdry Skrejpry Zhutňovací stroje Ostatní stroje pro zemní práce Výkonnost strojů pro zemní práce Teoretická výkonnost Provozní výkonnost Opravné koeficienty Opravy lesních cest Zemní práce v lesním hospodářství a jejich specifika Materiál a metodika prací... 29

7 4.1 Předmět analýzy Parametry a faktory použití mechanizačních prostředků pro zemní práce v lesním hospodářství Charakteristika modelové lesní cesty a sledovaných strojů Charakteristika sledované cesty Pásové minirypadlo Neuson Čelní kolový mininakladač Locust Charakteristika terénního šetření Příprava před terénními pracemi Pozemní práce Kancelářské práce Náklady na přepravu strojů Cena provedených prací Výsledky Analytický rozbor parametrů zemních strojů Analýza pracovních nástrojů zemních strojů Analýza provozní hmotnosti zemních strojů Analýza výkonu motoru zemních strojů Analýza typu podvozku zemních strojů Analýza účelovosti zemních strojů Analýza vykonávaných prací pomocí zemních strojů Analýza vlivu zemních strojů na podložku Analýza nákladů na provoz zemních strojů Analýza stability zemních strojů Analýza ovládání zemních strojů Analýza jízdních vlastností zemních strojů Analýza omezujících faktorů zemních strojů... 43

8 Analýza druhu pohonu zemních strojů Technické parametry modelové studie lesní cesty Ekonomické parametry modelové studie lesní cesty Diskuze Závěr Conclusion Seznam použitých zkratek Zdroje Seznam obrázků a tabulek Přílohy... 57

9 1 Úvod Postupná mechanizace zemních prací nahradila velmi vyčerpávající ruční práci. Díky strojům pro zemní práce se v dnešní době provádí téměř všechny výkopové práce. Pro zemní práce je charakteristické rozpojování zemin a přemístění materiálů, které při ruční práci vyžadují značnou fyzickou aktivitu a hojné zastoupení pracovní síly. Hlavním důvodem mechanizování zemních prací je proto větší produktivita práce, menší fyzická aktivita a kratší doba provedení. Mechanizační prostředky pro zemní práce, které se využívají v lesním hospodářství, vykonávají soubory operací, které jsou vzájemně propojené a navazují na sebe. Toto s sebou přineslo enormní zvýšení výkonnosti, oproti manuální práci. V lesním hospodářství jsou stroje pro zemní práce nepostradatelnými pomocníky, které šetří čas a finance. Jelikož České republice náleží přibližně km lesní dopravní sítě, kterou je potřeba budovat, opravovat a rekonstruovat, tak si našly mechanizační prostředky pro zemní práce své typické opodstatnění. Na vykonávání práce pomocí zemních strojů, či jejich konstrukci nejsou v lesním hospodářství přikládány nezvyklé požadavky. Jde o běžné typy mechanizačních prostředků, náležící zejména menším a lehčím výkonnostním kategoriím, protože jsou probíhající stavby menšího rozsahu a je důležité bezproblémové přemisťování strojů na rozlehlé plochy staveniště. V současnosti je zřetelná tendence upřednostňování ceny před provedenou kvalitou zemních prací. Z ekonomického hlediska jde o logické, avšak nesprávné rozhodnutí, kterému dává přednost mnoho společností zabývající se prováděním zemních prací. Mechanizační prostředky pro zemní práce si žádají pečlivé navrhnutí, jelikož patří mezi nejvíce nákladné položky v rozpočtech zemních prací. 9

10 2 Cíle práce Základním cílem práce byla modelová analytická studie vybraných parametrů mechanizačních prostředků pro zemní práce a zohlednění jejich charakteristických faktorů, při vykonávání zemních prací v lesním hospodářství. Technicko-ekonomické parametry byly porovnány modelovou studií při opravě modelové lesní cesty pomocí čelního kolového nakladače Locust 752 a pásového minirypadla Neuson To znamená, že na základě zjištěných informací, bude možné zjistit faktory uplatnění mechanizačních prostředků pro zemní práce v činnostech lesního hospodářství a porovnání technicko-ekonomických výsledků při opravě modelové lesní cesty. Vzhledem k reálnému rozsahu šetřených údajů má studie orientační charakter. 10

11 3 Literární přehled a rámcová tematická analýza 3.1 Zemní práce Zemní práce se zaobírají rozpojováním hornin, přemisťováním výkopku nebo sypaniny, jejich sypáním včetně potenciálního zhutňování nebo jiného zpevnění a jinými úpravami, které souvisejí s těmito pracemi (NERUDA et al., 2015). Zemní práce si žádají pečlivé ovládání principů a pravidel, které vedou k ekonomicky hospodárnému provádění. K vhodnému způsobu vykonávání zemních prací předchází geologický průzkum. Hospodárný výsledek je taktéž zapříčiněn vlivy základních fyzikálně mechanických vlastností hornin Vybrané legislativní předpisy pro provádění zemních prací Při vykonávaných pracích je nutno respektovat aktuální právní předpisy, kterými jsou zejména: - Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), ve znění pozdějších předpisů - Vyhláška č. 499/2006 Sb., o dokumentaci staveb - Vyhláška č. 239/2017 Sb., o technických požadavcích pro stavby pro plnění funkcí lesa Vedle uvedených předpisů je nutno respektovat veřejné zájmy podle dalších právních předpisů, kterými jsou například: - Zákon č. 17/1992 Sb., o životním prostředí, ve znění pozdějších předpisů - Zákon č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, ve znění pozdějších předpisů - Zákon č. 86/2002 Sb., o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů (zákon o ochraně ovzduší), ve znění pozdějších předpisů - Zákon č. 289/1995 Sb., zákon o lesích a o změně některých zákonů (lesní zákon) - Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů - Zákon č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon), ve znění pozdějších předpisů 11

12 3.1.2 Požadavky na provádění zemních prací Při provádění zemních prací je nezbytné respektovat určité zásady, které vedou k docílení požadovaného výsledku. Dle NERUDA et al. (2015) mezi tyto zásady patří: - Vytvoření díla v požadované kvalitě odpovídající dalším záměrům - Provedení prací podle vyhotoveného a odsouhlaseného projektu - Vynikající příprava stanoviště - Vyhotovení a dodržení časového rozvrhu - Použití vhodných mechanizačních prostředků - Zaměstnání ideálního počtu pracovníků - Dodržení kalkulovaných nákladových kritérií - Dodržení zásad bezpečnosti a ochraně zdraví při práci - Opatrnost při provádění prací v blízkosti podzemních či nadzemních vedení - Uznávání požadavků při významných nálezech ve výkopech - Minimalizace negativních vlivů na prostředí Rozdělení zemních prací Dle PRUDKÝ & DUFKOVÁ (2006) zemní práce rozdělujeme následovně: - Přípravné práce - Výkopové práce - Přemístění zeminy - Násypové práce - Pomocné a zabezpečovací práce - Dokončovací práce Přípravné práce Zahrnují práce, které je na stavbě nutno realizovat před započetím zemních prací, aby byl zaručen plynulý a nerušený průběh (LEŽÁK, 2012). Dle NERUDA et al. (2015) přípravné práce zahrnují zejména: - Vytýčení navržených objektů a zařízení - Propočet kubatur zemních prací - Posouzení zemin 12

13 - Určení způsobu realizování zemních prací a výběr vhodného komplexu strojů - Vykonat skrývku kulturní vrstvy půdy a vytvořit podmínky pro její další účelné využití Výkopové práce Vykopávky se vykonávají za účelem rozpojení horniny ve výkopišti a jejím odstranění nebo naložením na dopravní prostředek (PRUDKÝ & DUFKOVÁ, 2006). Na provádění výkopových prací působí při rozpojování hornin řada faktorů. Mezi hlavní faktory patří druh a vlastnosti horniny, základní parametry nástroje a technologie práce. Rozpojování hornin se může uskutečňovat buď mechanicky, hydraulicky, explosivně nebo fyzikálně a chemicky. Fyzikální a chemický způsob rozpojování hornin se v běžné praxi nevyužívá (NERUDA et al., 2015) Přemístění zeminy Výkopek může být přemístěn podle směru dopravy a to vodorovně, svisle, podélně nebo příčně. Podle účelu dopravy se přemístění hornin rozlišuje na rozvoz, odvoz, dovoz a rozprostření. Podle způsobu dopravy se přemístění zeminy rozlišuje na přepravu zeminy, přesun zeminy a přehození zeminy (PRUDKÝ & DUFKOVÁ, 2006) Násypové práce Smyslem těchto prací je vytváření násypů, zemních hrází a jiných zemních konstrukcí ze sypanin. Sypanina se v násypech zhutňuje buď tlakem, hnětením, vibrací nebo nárazem (LEŽÁK, 2012) Pomocné a zabezpečovací práce Hlavním posláním těchto prací je plynulé a bezpečné provádění zemních prací, aby se zajistila bezpečnost pracovníků. Zejména u výkopů hrozí sesuv stěn, tudíž musí být provedeno odvodnění stanoviště (PRUDKÝ & DUFKOVÁ, 2006) Dokončovací práce Zahrnují veškeré práce, kterými se upravují povrchy výkopů a násypů, aby odolávaly povětrnostním vlivům (PRUDKÝ & DUFKOVÁ, 2006). 13

14 3.1.4 Třídy hornin Horniny se rozdělují do 7 tříd podle typických vlastností a obtížnosti rozpojování pracovními nástroji. Přesné zatřídění horniny je podmínkou optimální volby zemního stroje či jiného způsobu rozpojování hornin při provádění zemních prací. Dle NERUDA et al. (2015) se třídy hornin rozdělují následovně: Třída 1. horniny rypné soudržné. Neulehlé a nesoudržné. Dají se nabírat lopatou nebo nakladačem. Třída 2. horniny lehce rozpojitelné, soudržné, mimo jílu. Nesoudržné, středně ulehlé, štěrková zrna do 10 cm. Rozpojitelné rýčem nebo nakladačem. Třída 3. horniny středně rozpojitelné, soudržné, pevné konzistence. Nesoudržné ulehlé, kameny do 25 cm. Rozpojitelné rýčem nebo rypadlem. Třída 4. horniny těžce rozpojitelné soudržné, tvrdé konzistence. Nesoudržné, s kameny do 0,1 m 3. Silně zvětralé a rozpukané horniny. Horniny kašovité a tekuté. Rozpojitelné klínem nebo rypadlem. Třída 5. horniny nesoudržné s balvany do 0,1 m 3. Poloskalní ve vrstvách do 15 cm. Nesoudržné třídy 4. se soudržným tmelem. Skalní s plochami dělitelnosti do 15 cm. Zmrzlé zeminy. Snadno rozpojitelné trhacími pracemi. Třída 6. horniny nesoudržné s balvany nad 0,1 m 3. Skalní vyvřelé a přeměněné v mohutných lavicích s plochami dělitelnosti do 1,1 m. Skalní usazené, vrstva do 1 m. Těžce rozpojitelné trhacími pracemi. Třída 7. horniny zdravé skalní masivy. Velmi těžce rozpojitelné trhacími pracemi Mechanika rozpojování hornin pracovními nástroji Nesourodnost a proměnlivost rozpojovaného materiálu je ztěžujícím faktorem při rozpojování hornin pracovními nástroji. Základním atributem hornin vzhledem k jejich rozpojitelnosti je měrný odpor proti mechanickému rozpojování. Odpor proti rýpání je dedukován horninou a při rozpojování je překonáván rypnou silou stroje po dobu rozpojování a nabírání horniny (NERUDA et al., 2015). 14

15 Dle NERUDA et al. (2015) závisí odpor rýpání na: - Soudržnosti horniny - Tloušťce oddělované třísky - Geometrii nástroje - Stavu nástroje - Úhlu mezi trajektorií pohybu nástroje a vodorovnou rovinou - Hloubce a rychlosti řezání. Tabulka 1 - Použitelnost prostředků při rozpojování hornin (upraveno podle: NERUDA et al., 2015) Třída těžitelnosti Práce ruční Práce strojová 1 lopata kdekoliv, lehce rýčem lopata na tvrdé podložce, rýč, 2 pomocně i krompáč 3 krompáč, místy i rýč 4 krompáč, klíny, sbíječka krompáč, klíny, sbíječka, vše po 5 předchozím rozrušení krompáč, klíny, sbíječka, vše po 6 předchozím rozrušení krompáč, klíny, sbíječka, vše po 7 předchozím rozrušení slabá rypadla a nakladače skrejpry dozery, běžná rypadla, hydromechanizace velmi výkonná rypadla rozrývače vrtačky a střílení 3.2 Stroje pro zemní práce v lesním hospodářství Mechanizační prostředky pro zemní práce, které se využívají v LH, vykonávají soubory operací, které jsou vzájemně propojené a navazují na sebe. Jedná se o rozpojování, nakládání, dopravu a zhutňování zemin. V lesním hospodářství najdeme běžné typy mechanizačních prostředků, náležící zejména menším a lehčím výkonnostním kategoriím, protože jsou probíhající stavby charakteristické menšími rozsahy a je důležité bezproblémové přemisťování strojů na rozlehlé plochy staveniště (NERUDA et al., 2015). 15

16 Typickým využitím strojů pro zemní práce je výstavba, oprava, údržba a rekonstrukce lesní dopravní sítě Rozdělení strojů pro zemní práce Dle NERUDA et al. (2015) se stroje pro zemní práce rozlišují podle svého základního účelu do následujících skupin: - Rypadla - Nakladače - Dozery a rozrývače - Grejdry - Skrejpry - Zhutňovací stroje - Vrtné soupravy a kladiva Rypadla Rypadla jsou nejhojněji zastoupené mechanizační prostředky ve stavební činnosti. Svým cyklickým charakterem práce rozpojují, nabírají, nakládají nebo přemisťují horniny či jiné hmoty, hloubí příkopy, kanály a jiné podzemní i nadzemní profily. Rozsah prováděných prací pomocí rypadel je velice široký (VANĚK, 2003) Rozdělení Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují rypadla z hlediska časového průběhu na: - Cyklická - Kontinuální. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují rypadla podle konstrukce na: - Lopatová - Škrabáková - Korečková - Sací. 16

17 Dle FRIES (2010) se rozdělují rypadla podle druhu pohonu na: - Se spalovacím motorem - S elektrickým motorem - S kombinovaným pohonem. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují rypadla podle podvozku na: - Pásová - Kolová - Automobilová - Traktorová - Kráčející. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují rypadla podle nástroje lopatových rypadel na: - Výšková lopata - Hloubková lopata - Vlečná lopata - Drapák Pracovní proces Sestává z pohybu výložníku s nástrojem k místu těžení, těžení zeminy rýpáním do naplnění lopaty, zdvih lopaty a její přesun na místo vyložení s následujícím vysypáním zeminy z lopaty (NERUDA et al., 2015) Minirypadla Změna struktury zemních prací vedly konstruktéry k vytvoření malého univerzálního rypadla, které bude snadno přenosné nebo převozné pro zemní práce menších rozsahů v různorodých pracovních podmínkách. Obrovská výhoda oproti velkým rypadlům spočívá v možnosti využití značného množství pracovního zařízení, které je typické pro široké rozsahy prací. (VANĚK, 2003). Velikost minirypadel se rozděluje do třídy 01 až 09 podle základního kritéria, čímž je jejich provozní hmotnost uváděná v tunách. Třídy minirypadel jsou znázorněny v tabulce (viz Tabulka 2). 17

18 Tabulka 2 Třídy minirypadel podle provozní hmotnosti (upraveno podle: VANĚK, 2003) Pásové minirypadlo Neuson 3003 Třída Provozní hmotnost (t) 01 0,3 0,6 02 0,7 1,3 03 1,4 1,8 04 2,2 2,7 05 2,8 3,4 06 3,5 4,4 07 4,4 5,2 08 5,8 6, Spadá do třídy 05, která je typická provozní hmotností v rozsahu 2,8 až 3,4 t. Tento model byl poprvé vyroben v roce 2001 a následný prodej ukončen v roce Jedná se o lopatové rypadlo se spalovacím motorem a cyklickým průběhem práce. Podvozek tvoří pryžové pásy a lopatovým nástrojem je hloubková lopata. Ceník zemních prací se pohybuje okolo 550 Kč bez DPH za hodinu. Základní technický popis daného minirypadla je zobrazen v tabulce (viz Tabulka 3). Tabulka 3 Základní technický popis minirypadla Neuson 3003 (zdroj: Výška/délka/šířka (mm) 2400 / 1480 / 4695 Provozní hmotnost (t) 3,12 Výkon motoru (kw) 27,10 Měrné zatížení pásů (kpa) 32 Univerzální objem lopaty (m 3 ) 0,088 Univerzální šířka lopaty (mm) 300 Vodorovný dosah (m) 4,47 Hloubkový dosah (m) 2,77 Výškový dosah (m) 4,80 Výsypná výška (m) 3,15 Rypná síla (kn) 16,2 Druh podvozku Pásový Na následujícím obrázku je zachyceno pásové minirypadlo Neuson 3003 při opravě příčného odvodnění lesní cesty (viz Obr. 1). 18

19 Obr. 1 Pásové minirypadlo Neuson 3003 při opravě příčného odvodnění lesní cesty (Autor: Václavek Tomáš) Využití v lesním hospodářství Rypadla jsou nejuniverzálnější stroje, které jsou schopny mechanizovat obrovský okruh technologických postupů nejen u zemních pracích. Hydraulická rypadla nachází své největší uplatnění na úpravy koryt toků u odvodňovacích objektů, hloubení rýh a jam pro jejich založení, těžení místních zemin pro zpevňování cest a při stavbě a opravách lesních cest (HANÁK, 2008). Využívají se převážně minirypadla, která jsou díky svým menším rozměrům a tím pádem i provozní hmotnosti praktičtější při provádění drobnějších zemních prací na rozlehlých prostorech Nakladače Jde o stroje určené a svojí konstrukcí přizpůsobené k nakládání materiálů, uchopení břemen a jejich přemístění a uložení na další místo nebo odvozní prostředky (VANĚK, 2003). 19

20 Lopatové nakladače se řadí mezi nejužívanější prostředky, které se využívají na stavbách Rozdělení Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují nakladače podle konstrukce podvozku na: - Kolové - Pásové. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují nakladače podle uchycení pracovního nástroje na: - Čelní - Otočné. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují nakladače podle konstrukce rámu podvozku na: - Pevný - Kloubový. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují nakladače podle velikosti na: - Malé - Velké Pracovní proces Nabírání lopaty je velmi podobné rypadlům. Hlavním rozdílem je to, že se při pracovním cyklu lopatových nakladačů pohybuje do záběru celý mechanizační prostředek (NERUDA et al., 2015) Čelní kolové mininakladače řízené smykem Provozní hmotnost těchto malých čelních lopatových nakladačů se pohybuje do 6 t. Objem základní lopaty je uváděn v rozmezích 0,1 až 0,8 m 3 o nosnostech 250 až 1900 kg. Pohon pojezdu i pracovního zařízení je hydrostatický (VANĚK, 2003). Mininakladače jsou univerzální stroje s velkým počtem pracovního zařízení, které se upíná na výložník pomocí rychlospojek (FRIES, 2010). 20

21 Čelní kolový mininakladač Locust 752 Svými technickými parametry a možností provádění velké škály pracovních činností je ideálním mechanizačním prostředkem pro zemní práce. Podle konstrukce a parametrů se jedná o malý čelní kolový nakladač pevné konstrukce rámu. Ceník zemních prací se pohybuje okolo 500 Kč bez DPH za hodinu. Základní technický popis je uveden tabulce (viz Tabulka 4). Tabulka 4 Základní technický popis mininakladače Locust 752 (zdroj: Výška/délka/šířka (mm) 2040/3340/1780 Provozní hmotnost (kg) 2980 Nominální nosnost (kg) 750 Výkon motoru (kw) 42,5 Bod přetížení (kg) 1500 Maximální rychlost (km/h) 13 Navršený objem lopaty (m 3 ) 0,4 Trhací síla (kn) 17 Tažná síla (kn) 32 Na přiloženém obrázku je zobrazen čelní kolový mininakladač Locust 752 při opravě lesní cesty (viz Obr. 2). Obr. 2 Čelní kolový mininakladač Locust 752 při opravě lesní cesty (Autor: Václavek Tomáš) 21

22 Využití v lesním hospodářství Nakladače jsou pro svoje víceúčelové uplatnění při provádění zemních prací velmi vyhledávanými a nepostradatelnými mechanickými prostředky. Využívají se při nakládání, přemístění a uložení materiálů na určené místo či dopravní prostředek při výstavbě, opravách a rekultivaci lesních cest, kde mají svoji nenahraditelnou pozici. Pro zemní práce probíhající v lesním hospodářství jsou typické drobnější práce na rozlehlých místech, při kterých jsou vítány stroje menších rozměrů a nižší provozní hmotnosti, která umožňuje snadnější přesun a přepravu těchto strojů. Tím pádem se využívají především mininakladače, které tyto kritéria splňují Dozery Dozery patří mezi kolové nebo pásové traktory. Mezi základní pracovní funkce dozerů se řadí rozpojování, transport a rozprostírání zemin pomocí radlice umístěné vpředu. Práce je vykonávána za pojezdu stroje, tím pádem se jedná o cyklický způsob práce (FRIES, 2010) Rozdělení Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují dozery podle uspořádání radlice na: - Buldozery dozery s radlicí nastavenou kolmo na podélnou osu stroje. - Angledozery dozery, jejichž radlici je možné natočit v horizontální rovině až o 60 vhledem k podélné ose stroje. - Tiltdozery dozery, jejichž radlici lze natáčet ve vertikální rovině až o Variodozery dozery, jejichž radlice má všechny předchozí možnosti nastavení. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují dozery podle způsobu ovládání radlice na: - Lanové - Hydraulické. Dle FRIES (2010) se rozdělují dozery podle podvozku na: - Kolové - Pásové. 22

23 Dle HANÁK (2008) se rozdělují dozery podle výkonu motoru na: - Lehké dozery do 75 kw, těží zeminy 1. až 4. třídy. - Těžké dozery nad 75 kw, těží zeminy až 6. třídy, mají rozrývače Pracovní proces Je dán tvarem a funkcí radlice. Tvar radlice může být buď rovný, který je používán nejčastěji, dále lomený a s bočními štíty. Odřezávaná zemina se při těžení hromadí před radlicí až do okamžiku jejího zaplnění (NERUDA et al., 2015) Využití v lesním hospodářství Vzhledem k technologii práce nachází své využití při výstavbě lesní dopravní sítě a na stavbách pozemních a vodních děl. Mohou hloubit výkopy pro meliorační kanály, příkopy, těžit horninu, rozhrnovat ji, ukládat ji do násypů, urovnávat terén a částečně ho i hutnit, popřípadě zasypávat výkopy (FRIES, 2010). Dozery se dají využít i pro ostatní práce v lesním hospodářství a to zejména k odstraňování porostů a pařezů, sejmutí humusu, kácení stromů, k tažení jiných mechanizačních prostředků pro zemní práce a k vyprošťování techniky Rozrývače Rozrývače se řadí do skupiny pomocných strojů určených hlavně k rozpojování hornin, které nelze těžit přímo běžnými stroji pro těžbu (FRIES, 2010) Rozdělení Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují rozrývače podle účelu na: - Normální nejčastěji 3 až 5 nožů. - Speciální nejčastěji s jedním nožem. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují rozrývače podle pohonu na: - Vlečené jsou zavěšeny na hydraulickém závěsu tříbodovém nebo čtyřbodovém. - Návěsné jsou ovládané hydraulicky. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují rozrývače podle způsobu zavěšení na: - Tříbodové - Čtyřbodové. 23

24 Pracovní proces Činností rozrývačů je za jízdy traktoru rozrušit rozrývacími noži horninu, která je normálními těžebními stroji obtížně rozpojitelná a umožnit její další zpracování (VANĚK, 2003) Využití v lesním hospodářství Největší uplatnění se nachází v okolí obydlí a zdrojů pitné vody, kde není možné využít odstřel. Často se využívají v součinnosti s jinými mechanizačními prostředky pro zemní práce, čímž se využijí stroje nižších výkonových tříd a zvýší se třikrát až pětkrát jejich využití (NERUDA et al., 2015) Grejdry Grejdry jsou stroje opatřené radlicí mezi přední a zadní nápravou, která umožňuje natáčení v horizontální rovině, naklánění, zvedání a vysouvání mimo stroj. Před radlicí bývá umístěn rozrývač a před přední nápravou se nachází dozerská radlice (NERUDA et al., 2015) Rozdělení Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují grejdry podle způsobu pohybu na: - Přívěsné - Samojízdné. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují grejdry podle rozměrů radlice na: - Lehké do 3 m. - Střední do 3,6 m. - Těžké nad 3,6 m. Dle NERUDA et al. (2015) se rozdělují grejdry podle způsobu ovládání na: - Mechanické - Hydraulické - Elektronické Pracovní proces Jejich pracovní proces zahrnuje dva úkony. Mezi první úkon se řadí oddělování zemní třísky, po kterém následuje druhý, při kterém se zemní tříska odsouvá do strany (NERUDA et al., 2015). 24

25 Využití v lesním hospodářství Prostorově pohyblivá radlice grejdru může vykonávat zemní práce, pro které neexistují jiné druhy strojů. Mezi nejčastější využití patří sejmutí ornice a humusu, planýrovací práce, rozprostírání materiálu, svahovací práce, profilování a čištění výkopů (FRIES, 2010) Skrejpry Skrejpry jsou tvořeny traktorovou soupravou složenou nejčastěji z jednoosého traktorového tahače a ocelové návěsné korby, zespodu otevíratelné a sklopné (VANĚK, 2003). Jsou zařazeny do skupiny s plošným způsobem práce a slouží k rozpojování, nakládání, přepravě a rozprostírání horniny Pracovní proces Pracovní proces obsahuje tři činnosti, kterými jsou těžba, přeprava, rozprostírání a případně urovnání zeminy. Zemina je přepravována v korbě. Při pojezdu stroje odebírá nůž, který je umístěný na přední hraně dna korby vrstvu zeminy, která postupuje dovnitř (NERUDA et al., 2015) Využití v lesním hospodářství Skrejpry nachází své největší uplatnění při rozsáhlých zemních pracích, k přesunu zemin při silničních a vodních stavbách. Dalšího vyžití těchto mechanizačních prostředků se nachází u výkopů mnoha druhů pro komunikační zářezy, meliorační kanály, jámy a prohlubně, tažení a rozprostírání zeminy při zřizování násypů, urovnání plání a k nouzovému odvozu materiálů naložených rypadly nebo nakladači (FRIES, 2010) Zhutňovací stroje Zhutňovací stroje snižují objem dutin v zemině a ostatních materiálech vyplněných vzduchem nebo vodou k docílení lepší únosnosti, kompaktnosti a urovnání povrchu zemin a jiných materiálů (NERUDA et al., 2015). 25

26 Rozdělení Dle HANÁK (2008) se rozdělují zhutňovací stroje podle způsobu zhutňování na: - Působící statickým tlakem hladké válce s ocelovými běhouny. - Působící statickým tlakem a hnětením pěchovací a statické válce ježkové, mřížované, rýhované, pneumatikové a tampingové. - Hutnící rázem pěchy, pěchovací desky a tampingové válce. - Hutnící vibracemi hladké nebo ježkové vibrační válce Využití v lesním hospodářství Stroje pro zhutňování zeminy se v lesním hospodářství využívají při výstavbě lesní dopravní sítě. Podmínkou je výběr vhodné zhutňovací techniky Ostatní stroje pro zemní práce Jedná se především o mechanizační prostředky, které jsou určené pro specifické stavební práce, které neumožňují provedení ostatními běžnými stroji. Dle NERUDA et al. (2015) jsou ostatními stroji pro zemní práce: - Vrtací soupravy - Motorová vrtací kladiva - Pneumatická sbíjecí a vrtací kladiva - Hydraulická kladiva. 3.3 Výkonnost strojů pro zemní práce Výkonnost konkrétních mechanizačních prostředků pro zemní práce je závislá na jejich typických vlastnostech a způsobu, kterým daný stroj provádí určitý druh práce. Aby bylo umožněno maximální využití stroje a práce probíhaly ekonomicky, musí se brát v potaz jeho rozvodová vzdálenost, která činí pro dozery max. 60 m, pro nakladače na kolovém podvozku max. 300 m a pro skrejpry od 300 do 5000 m. Po překročení těchto vzdáleností je potřebná kombinace s automobilní dopravou. Výkonnost je určena množstvím horniny vytěžené a zpracované za jednotku času (m 3. h -1 ). Jedná se o nejdůležitější a rozhodující parametr (NERUDA et al., 2015). Množství vytěžené a zpracované horniny může být určeno buď hmotností m (t) nebo objemem V (m 3 ). Výkonnost se rozlišuje na teoretickou a provozní (NERUDA et al., 2015). 26

27 3.3.1 Teoretická výkonnost Teoretická výkonnost cyklicky pracujících strojů se vypočítá podle následujícího vzorce. Q = V / T [m 3. h -1 ] Kde: V objem horniny vytěžené a zpracované během 1 teoretického pracovního cyklu (m 3 ), T doba 1 teoretického pracovního cyklu (s), 3600 konstanta pro přepočet na hodinovou výkonnost Provozní výkonnost Provozní výkonnost se vypočítá podle následujícího vzorce. Q p = Q. k 1. k 2 k n [m 3. h -1 ] Kde: Q teoretická výkonnost, k 1 až k n empiricky zjištěné opravné koeficienty Opravné koeficienty Dle NERUDA et al. (2015) je výkonnost ovlivněna prostoji v průběhu pracovní doby: - Hustotou horniny - Převodovkou - Pracovním zařízením - Součinitelem adheze. V následující tabulce (Tabulka 5) jsou uvedeny opravné koeficienty pro výpočet provozní výkonnosti strojů pro zemní práce. Tabulka 5 Opravné koeficienty pro výpočet provozní výkonnosti (upraveno podle: NERUDA et al., 2015) Klasifikace obsluhy Hornina Viditelnost Parametr Hodnocení k n Výtečná 1,00 Průměrná 0,75 Podprůměrná 0,60 Časové využití (max. pracovní čas za 1 h = 60 min.) Lehce rozpojitelná 1 až 2. třídy Těžce rozpojitelná do 4. třídy Přilnavá, lepivá Rozrývaná, kámen Dobrá Mlha, šero, déšť, sněžení 60 min. 50 min. 45 min. 1,20 0,75 0,80 0,70 1,00 0,83 1,00 0,83 0,67 27

28 3.4 Opravy lesních cest Opravy lesních cest se realizují pomocí strojů pro zemní práce. Opravami se odstraňují vady, opotřebení a poškození většího rozsahu. Dle HANÁK (2008) se jedná zejména o: - Vyspravení výtluků, výmrazků a vyrovnání povrchu - Opravu souvislých poškozených úseků - Opravy podélného a příčného odvodnění - Opravy cestních stavebních prvků - Opravy a doplnění bezpečnostních zařízení - Zajištění stability zářezových a násypových svahů - Zajištění násypových svahů ohrožených přilehlým tokem - U zemních cest zpevnění vozovkou či provozním zpevněním - Odstranění nadměrného opotřebení cesty. Dle HANÁK (2008) je nadměrné opotřebení lesní cesty důsledkem: - Nevyhovujících technických parametrů cesty - Působení větších nápravových sil než pro jaké byla cesta navrhována - Výrazné zvýšené intenzity dopravy v krátkém časovém úseku - Používáním cesty v době, kdy není způsobilá k provozu - Zanedbáním běžné údržby - Kalamitních vlivů - Překopů cestního tělesa - Neodborné údržby a oprav - Používání cesty způsobem, který není pro danou třídu cesty uvažován. 3.5 Zemní práce v lesním hospodářství a jejich specifika Zemní práce v lesním hospodářství zahrnují výstavbu lesní cestní sítě, její opravu, rekonstrukci a rekultivaci, vytváření vodních nádrží a melioračních kanálů, odstraňování porostů, sejmutí ornice a humusu, planýrovací práce a tlučení pařezů. Pro výstavbu lesní cesty třídy 1L je nutné dodržení minimální šířky koruny cesty 4,0 m, pro lesní cestu 2L to je 3,5 m, pro lesní cestu 3L 3,0 m a pro lesní cestu 4L 1,5 m. Výstavba lesních cest třídy 1L a 2L vyžaduje použití větších dozerů o šířce radlice až do 4,2 m. Na výstavbu cesty 3L vystačí radlice dozeru o šířce do 3m a menší typy rypadel. 28

29 4 Materiál a metodika prací 4.1 Předmět analýzy Předmětem analýzy byl rozbor parametrů a faktorů použití mechanizačních prostředků pro zemní práce v lesním hospodářství. Pro přehlednost jsem vyhotovil diagram (viz Obr. 3), který znázorňuje výrobní operace při zemních pracích a v závislosti na tom druh použitého mechanizačního prostředku, jež je typický pro vykonávání dané výrobní operace. Rypadla Dozery Rozpojování Nakladače Skrejpry Grejdry Rypadla Nabírání Nakladače Skrejpry Rypadla Stroje pro zemní práce Doprava Hrnutí Nakládání Vykládání, ukládání Zarovnání Nakladače Skrejpry Dozery Grejdry Rypadla Nakladače Rypadla Dozery Nakladače Skrejpry Dozery Nakladače Skrejpry Grejdry Obr. 3 - Diagram závislosti zemních strojů na výrobní operaci (Autor: Václavek Tomáš) 29

30 Druhý diagram (viz Obr. 4) znázorňuje druh a umístění výkopu a na základě toho typické stroje pro zemní práce, které vykonávají danou činnost. Stavební jáma Rypadla Nakladače Stavební rýha Rypadla Stavební šachta Rypadla Stroje pro zemní práce Plošná vykopávka Nakladače Dozery Odkopávka Rypadla Nakladače Prokopávka Rypadla Nakladače Obr. 4 - Diagram závislosti zemních strojů na druhu a umístění výkopu (Autor: Václavek Tomáš) 30

31 V návaznosti na předchozí diagramy (Obr. 3 a Obr. 4) jsem vyhotovil třetí diagram (viz Obr. 5), který popisuje faktory, jež jsou rozhodující při provádění zemních prací pomocí strojů. Šířka lopaty Rýpací hloubka Rypadla Rýpací dosah Výsypná výška Výkon motoru Podvozek Šířka radlice Sklon terénu Dozery Délka hrnutí Výkon motoru Stroje pro zemní práce Podvozek Šířka lopaty Výsypná výška Nakladače Délka dopravy Výkon motoru Podvozek Skrejpry Grejdry Objem korby Výkon motoru Šířka radlice Výkon motoru Obr. 5 - Diagram závislosti rozhodujících faktorů zemních strojů (Autor: Václavek Tomáš) 31

32 4.2 Parametry a faktory použití mechanizačních prostředků pro zemní práce v lesním hospodářství Jako parametry strojů pro zemní práce v lesním hospodářství byly vybrány pracovní nástroj, výkon motoru, provozní hmotnost, typ podvozku, účelovost, vykonávané práce, vliv na podložku, náklady na provoz, stabilita, ovládání, jízdní vlastnosti, omezující faktory a druh pohonu. Podrobná analýza jednotlivých parametrů je uvedena v kapitole č. 5 Výsledky, v subkapitolách až , a zahrnuje faktory jednotlivých bodů. Metodický postup těchto dílčích analytických kroků je zřejmý z příslušného textu uvedených subkapitol až Charakteristika modelové lesní cesty a sledovaných strojů Charakteristika sledované cesty Vybraná lesní cesta se nachází přibližně 300 m severně od obce Bedřichov. Leží na území přírodního parku Lysicko a patří pod LČR. Daná lesní cesta spadá do katastrálního území Bedřichov, okresu Blansko. Lesní cesta spadá do třídy 2L2, což znamená, že umožňuje svým prostorovým uspořádáním a nezbytnou technickou vybaveností alespoň sezónní provozní způsobilost. Lesní cesta vyžaduje odstranění nadměrného opotřebení v důsledku používání cesty v době, kdy není způsobilá provozu, a působením větších nápravových sil, než pro jaké byla cesta navrhována. Dalším prvkem, který napomohl opotřebení, je výrazné zvýšení intenzity dopravy v krátkém časovém úseku. Vybraná zemní cesta disponuje délkou 850 m a šířkou jízdního pruhu 2,5 m. Volná šířka koruny cesty činí 3,5 m a spád se pohybuje do 10 %. Nadmořská výška vybrané cesty je v rozmezí od 600 do 610 m n. m. a náleží 6. LVS. Přes lesní cestu příčně protéká Lysický potok. Podélné odvodnění zde není vybudováno. Vybraná lesní cesta spadá do PLO Českomoravská vrchovina. 32

33 4.3.2 Pásové minirypadlo Neuson 3003 Lopatové rypadlo se spalovacím motorem a kvalitní konstrukcí uzpůsobené pro náročné podmínky všech druhů zemních prací. Práce probíhají cyklickým způsobem. Motor rypadla Neuson 3003 tvoří dieselový YANMAR a disponuje výkonem 27,1 kw. Objem palivové nádrže udává hodnotu 41 l. Ovládání probíhá hydraulicky. Tento typ minirypadla zaručuje vysokou přesnost při provádění zemních prací všech druhů, které nemohou konkurovat ostatní stroje pro zemní práce. Díky provozní hmotnosti 3,12 t náleží do třídy minirypadel 05. Tento model byl poprvé vyroben v roce 2001 a následný prodej ukončen v roce Podvozek tvoří pryžové pásy a lopatovým nástrojem je hloubková lopata. Obr. 6 - Rypadlo Neuson 3003 (Autor: Václavek Tomáš) 33

34 4.3.3 Čelní kolový mininakladač Locust 752 Nejoblíbenější nakladač z řady Locust díky své spolehlivosti, výkonnosti a jednoduchosti. Prostorná a pohodlná kabina nakladače splňuje všechny bezpečnostní předpisy, kromě toho poskytuje řidiči výhled, zabraňuje hluku a snižuje vibrace. S dieselovým motorem YANMAR, hydraulikou BOSCH REXTROX a s ozubenými koly v převodovkách se řadí mezi výkonné, spolehlivé a úsporné nakladače s vysokou životností. Zařízení je ovládáno hydraulicky a řízení probíhá na principu prokluzování kol (LOCUSTLOADERS, 2018). Obr. 7 Nakladač Locust 752 (Autor: Václavek Tomáš) 34

35 4.4 Charakteristika terénního šetření Terénní práce započaly 9. dubna roku 2018 a pokračovaly následující dva dny. Terénní práce obsahují pozemní práce, jež zahrnují tradiční sběr dat. Další podkapitoly budou informovat o jednotlivých krocích, které byly nezbytné pro sběr dat Příprava před terénními pracemi Prvotním krokem práce bylo oslovení firmy, která bude provádět rozsah prací, které vyhovují zadání. Zároveň se hledala i taková lokalita, která umožňuje snadnou dostupnost z Brna. Výběr konkrétní lokality proběhl na základě předem naplánovaných prací oslovenou firmou, díky které bude umožněn sběr potřebných dat pro vyhotovení práce Pozemní práce Po příchodu na stanoviště se provedla pochůzka po celé délce vybrané lesní cesty, na které měly začít opravy v důsledku nadměrného opotřebení, které bylo zapříčiněno úmyslnou těžbou probíhající v první polovině ledna roku Základem bylo vyhodnocení aktuálního stavu lesní cesty třídy 2L2, která disponovala značnými známkami poškození. Další krok pozemních prací spočíval ve využití mechanizačních prostředků pro zemní práce při opravě lesní cesty. Průběh jednotlivých prací byl dokumentován pomocí fotoaparátu a délka jednotlivých časových úkonů probíhajících zemních prací pomocí strojů byla měřena stopkami. Zemní práce prováděly mechanizační prostředky, jež byly vybrány jako ekonomicky nejvýhodnější a rozsahem práce nejvíce vyhovující. Jednalo se o pásové minirypadlo Neuson 3003 a čelní kolový mininakladač Leucos 752. Oba mechanizační prostředky byly zapojeny do práce současně, kdy každý vykonával druh práce, jež vyhovuje parametrům a činností daného stroje. Změřené hodnoty sledují technicko-ekonomické parametry, jimiž jsou doba provedení jednotlivých pracovních úkonů a s nimi spojené ekonomické parametry. Lesní cesta byla rozdělena na 3 úseky, kde každý z nich vystihoval jiné podmínky pro provádění zemních prací a s tím spojené rozdílné časové úkony jednotlivých prací Určení rozsahu opotřebení lesní cesty Určení rozsahu opotřebení lesní cesty bylo provedeno dne 9. dubna Před samotným započetím zemních prací mělo být provedeno zhodnocení aktuálního stavu 35

36 lesní cesty. Úmyslná těžba, kterou prováděla firma DŘEVO MÁLEK, s. r. o., jež proběhla v první polovině ledna roku 2018, způsobila rozsáhlé opotřebení lesní cesty. Důvodem byla lesní technika, čítající vyvážecí soupravu a harvestor, která za deštivého počasí a vysokých teplot, které se v průměru pohybovaly okolo 5 C, využívala lesní cestu a díky těmto podmínkám vytvořila známky opotřebení, které zahrnovaly souvislé poškození úseků vyjetými koleji a porušení příčného odvodnění. Obr. 8 Poškození příčného odvodnění (Autor: Václavek Tomáš) Obr. 9 Vyjeté koleje (Autor: Václavek Tomáš) 36

37 Rozdělení lesní cesty na úseky Po určení rozsahu opotřebení lesní cesty byla lesní cesta rozdělena na 3 úseky, které se lišily typem opotřebení, nasazením určené techniky pro zemní práce, která umožňuje specifické provedení dané práce a přírodními podmínkami. Délka jednotlivých úseků byla změřena pomocí GPS. První úsek lesní cesty měřil 700 m a vyznačoval se vyjetými kolejemi. Zemní cesta nevykazovala žádné další známky poškození a jako použitý mechanizační prostředek pro opravu byl zde použit čelní kolový mininakladač Locust 752, který umožňuje na vybraném úseku snadné rozpojení materiálů pracovním nástrojem a výsledné opravení vyjetých kolejí. Druhý úsek lesní cesty dosahoval délky 90 m a typické pro něj bylo podmáčení, které způsobila zvýšená hladina spodní vody v daném úseku a opotřebení lesní technikou po lednové úmyslné těžbě. Pro opravu zemní cesty byly použity oba vybrané mechanizační prostředky, které jsou zachyceny na následující fotografii (viz Obr. 10). Obr. 10 Oprava druhého úseku lesní cesty pomocí vybraných strojů (Autor: Václavek Tomáš) 37

38 Třetí a poslední úsek lesní cesty měřil 60 m. Charakteristický byl tento úsek tím, že jej příčně protínal Lysický potok, který díky porušenému příčnému odvodnění způsobil rozsáhlé podmáčení daného místa. Jako mechanizační prostředek bylo využito pásové minirypadlo Neuson 3003, které díky své přesnosti práce a typu podvozku umožnilo vytvoření nového příčného odvodnění lesní cesty a odbagrování zbahnělého materiálu ze zemní cesty Měření času jednotlivých pracovních úkonů na úsecích lesní cesty Měření délky časových úkonů při provádění zemních prací vybranými mechanizačními prostředky bylo provedeno stopkami. Časové využití provádění zemních prací bylo využito na maximum, to znamená, že pracovní čas za 1 h byl roven 60 minutám. Zemní cestu tvořily lehce rozpojitelné materiály a klasifikace obsluhy byla výtečná. Viditelnost při zemních pracích nebyla ovlivněna nepříznivými faktory počasí. 4.5 Kancelářské práce Po dokončení prací v terénu započaly kancelářské práce. Pořízená data z terénního měření posloužila k vypočtení ekonomických parametrů vybraných mechanizačních prostředků pro zemní práce v lesním hospodářství při opravě lesní cesty Náklady na přepravu strojů Firma, jež prováděla zemní práce, sídlí v obci Drásov, která je vzdálená od místa lesní cesty 41 km. Převoz vybraných strojů pro zemní se uskutečnil pomocí nákladního automobilu Iveco. Pro kalkulaci přepravy je nutno vědět, že nákladní automobil Iveco musí dovézt oba mechanizační prostředky, tím pádem bude celková délka přepravy 82 km a taktéž bude potřebné zemní stroje 2x naložit a 2x složit. 38

39 Obr. 11 Přeprava minirypadla Neuson 3003 (Autor: Václavek Tomáš) Cena provedených prací Na základě získaných informací od majitele firmy, která prováděla zemní práce, byly zjištěny ceny za provedené práce pomocí vybraných mechanizačních prostředků pro zemní práce. Ceny jsou poměrně vysoké, ale musí se počítat s náklady, jimiž jsou například zaplacení pověřeného pracovníka (pokud nebude provádět zemní práce sám majitel firmy), náklady na PHM, opravy, pořízení stroje atd. Majitel firmy obsluhoval mininakladač. Druhý mechanizační prostředek obsluhoval pověřený pracovník. 39

40 5 Výsledky 5.1 Analytický rozbor parametrů zemních strojů Analýza pracovních nástrojů zemních strojů Faktory, jež rozhodují o výběru pracovních nástrojů, jsou rozsah zemních prací a druh výrobní operace. Pracovní nástroje mohou být radlice, lopaty a nože. Radlice jsou součástí dozerů a grejdrů a jejich šířka se pohybuje v rozmezí 2,5 až 6 m pro dozery a 3 až 4,2 m pro grejdry. Lopaty náleží rypadlům a nakladačům. Šířka lopaty u rypadel se udává v rozmezí 0,2 až 2 m a pro nakladače 2 až 4,5 m. Nože tvoří pracovní zařízení rozrývačů, které mají zpravidla 3 až 5 nožů a ve speciálních případech 1 nůž. Radlice a lopaty menších rozměrů zaručí větší proveditelnou přesnost zemních prací v lesním hospodářství a jsou určené spíše pro drobnější práce, které zahrnují například vytváření a opravu odvodňovacích objektů. Radlice a lopaty větších rozměrů jsou využívány především pro výstavbu lesní cestní sítě, kdy nejširší lopata dozeru umožní klidnou výstavbu lesní cesty třídy 1L, která udává volnou šířku koruny cesty minimálně 4 m. Rypadla o objemu lopaty 0,15 až 3 m 3 nahradí 20 až 160 pracovníků Analýza provozní hmotnosti zemních strojů Rozsah zemních prací a druh vykonávané činnosti jsou faktory, které rozhodují o výběru strojů určité provozní hmotnosti. Provozní hmotnost zemních strojů je značně variabilní. Pro nakladače je uvedeno rozmezí 2,5 až 239 t. V lesním hospodářství se využívají nakladače do provozní hmotnosti 25 t. Provozní hmotnost rypadel je udávána v rozpětí 1 až 86 t. V lesním hospodářství jsou využívána rypadla do provozní hmotnosti 16 t. Provozní hmotnost dozerů činí 7,8 až 98,5 t. Pro lesnické účely se využívají dozery do provozní hmotnosti 28 t. Pro grejdry je udávána provozní hmotnost v rozmezí 15,9 až 18,6 t. Provozní hmotnost skrejprů se pohybuje okolo 25 t. V lesním hospodářství jsou všeobecně využívány stroje menších provozních hmotností a rozměrů, kvůli probíhajícím zemním pracím na rozsáhlém prostoru a snadnějšímu přesunu a přepravě těchto strojů. 40

41 5.1.3 Analýza výkonu motoru zemních strojů Faktory, které mají největší vliv při výběru strojů dle určitého výkonu motoru, jsou rozsah zemních prací a druh vykonávané činnosti. Výkon motoru zemních strojů se vyznačuje širokým rozpětím, kdy minirypadlo dosahuje výkonu motoru 9 kw a pásový dozer výkonu 934 kw. Pro rypadla je udávaný výkon v rozsahu 9 až 391 kw. V lesním hospodářství jsou využívány rypadla do výkonu 80 kw. Výkon motoru u nakladačů je v rozmezí 35 až 1377 kw. Pro lesnické účely se uplatňují nakladače do výkonu motoru 250 kw. Dozery udávají výkon motoru v rozsahu 55 až 934 kw. V lesnictví se využívají dozery do výkonu motoru 200 kw. Výkon motoru u grejdrů činí 141 až 219 kw a u skrejprů 304 až 447 kw. Dozery o výkonu motoru 80 až 120 kw nahradí 70 až 90 pracovníků Analýza typu podvozku zemních strojů Faktory, kterými jsou rozsah zemních prací, druh vykonávané činnosti, sklon terénu a typ zeminy mají největší vliv na výběr typu podvozku. Podvozek zemních strojů může být pásový, kolový, automobilový, traktorový nebo kráčivý. Rypadla se vyznačují možností uplatnění všech druhů podvozků, nakladače a dozery mohou mít podvozek kolový nebo pásový. V lesním hospodářství se využívají oba typy podvozku v závislosti na vyjmenovaných faktorech Analýza účelovosti zemních strojů Faktorem určující účelovost využití zemních strojů je možnost počtu provedení výrobních operací. Účelovost zemních strojů se dělí na jednoúčelovou a víceúčelovou. Mezi jednoúčelové stroje patří rozrývače. Do víceúčelových strojů jsou zařazeny rypadla, nakladače, dozery, grejdry a skrejpry. V lesnictví se využívá jak jednoúčelových, tak víceúčelových strojů. Jednoúčelové rozrývače umožňují rozpojení hornin, které jiné stroje nejsou schopny rozpojit a jako další využití je rozpojování hornin v místech ochranných pásem vody, kde není možné využít odstřel. Víceúčelové zemní stroje se používají na více výrobních operací, jež můžou zahrnovat například výstavbu lesní cesty. 41

42 5.1.6 Analýza vykonávaných prací pomocí zemních strojů Faktory, které charakterizují vykonávané práce, jsou výrobní operace a druh vykonávaných činností. Přehledný popis jednotlivých vykonávaných prací pomocí zemních strojů je zobrazen v diagramech (viz Obr. 3 a Obr. 4) Analýza vlivu zemních strojů na podložku Nejzásadnější faktory, které určují vliv zemních strojů na podložku, jsou typ podvozku, provozní hmotnost stroje a únosnost půdy. Pásový podvozek působí na podložku menším tlakem jak podvozek kolový. Stroje menších provozních hmotností působí na podložku menším tlakem jak těžké stroje vážící i několik desítek tun Analýza nákladů na provoz zemních strojů Mezi faktory nákladů na provoz zemních strojů patří pořizovací cena stroje, plánovaná doba používání, cena PHM, spotřeba PHM, cena sady pneumatik nebo pásů, životnost pneumatik nebo pásů, údržba a opravy, náklady na pracovníka a vytížení stroje. Jako modelový příklad jsem si vypočítal celkové náklady na 1 Mh v Kč. Pořizovací cena stroje byla Kč, plánovaná doba používání byla stanovena na 5 let, cena PHM 35 Kč za litr a spotřeba PHM 15 l na Mh. Cena sady pneumatik nebo pásů byla stanovena na částku Kč a životnost pneumatik nebo pásů udávalo Mh. Údržba a opravy vyšly na Kč za rok, náklady na pracovníka daly částku Kč za rok a vytížení stroje bude Mh za rok. Po zahrnutí všech vstupních informací v modelovém příkladu jsem vypočítal, že celkové náklady na 1 Mh zemního stroje budou udávat hodnotu Kč Analýza stability zemních strojů Faktory, jež mají největší vliv na stabilitu strojů, jsou sklon terénu, těžiště stroje, typ zeminy, typ podvozku a terénní zlomy. Zemní stroje pevných konstrukcí vykazují větší stabilitu než stroje zlamovací, tudíž jsou v lesním hospodářství využívány ve větší míře, než stroje zlamovací konstrukce. 42