VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF AUTOMOTIVE ENGINEERING TŘÍSTRANNĚ SKLÁPĚNÁ KORBA NÁVĚSU THREE-SIDE TIPPING BODY OF TRAILER DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER S THESIS AUTOR PRÁCE Bc. JAN PEŇÁZ AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BRNO 2010 doc. Ing. MIROSLAV ŠKOPÁN, CSc.

2

3

4 Anotace Anotace Tato diploová práce se zabývá návrhe třístranně sklápěné korby pro traktorový návěs s axiální hotností 23 tun. Práce v úvodní části obsahuje rešeršní část a návrh koncepce korby včetně zadního čela. Prostřední část obsahuje pevnostní výpočty poocí etody konečných prvků, tvarovou optializaci a kontrolní pevnostní výpočet. Pevnostní kontrola se zabývá předevší deforační a napěťovou analýzou v různých zátěžových stavech. Práce je zakončena zjednodušenýi analytickýi výpočty dílčích součástí vany. Příloha obsahuje grafické znázornění výsledků v prograu ANSYS Workbench. Součástí diploové práce je také výkresová dokuentace. Práce byla vytvořena ve spolupráci z firou ZDT spol. s r.o. Nové Veselí. Korba je navržena pro univerzální podvozek - nosič nástaveb Mega 230. Klíčová slova korba návěsu, traktorový návěs, výěnný systé nástaveb, etoda konečných prvků Annotation This diploa thesis deals with proposal three-side tipping body of tractor sei-trailer with axiu weight 23 tons. In beginning the thesis includes background research part and design of conception body inclusive back door. In the iddle part thesis contains the strength calculations using the finite eleent ethod, shape optiization and check strength calculation. Strength checks consider especially deforation and strain analysis in different load angle states. The work is finished by analytical calculations included partial body of seitrailer. Enclosed are graphic illustrations results in progra ANSYS Workbench. Part of the thesis is also design docuentation. Work is created in co-operation with copany ZDT Ltd. Body is designed for universal for ultipurpose versatile body carrier Mega 230. Key words body of sei-trailer, tractor sei-trailer, replaceable syste body, finite eleent ethod

5 Bibliografická citace Bibliografická citace PEŇÁZ, J. Třístranně sklápěná korba návěsu. Brno:, Fakulta strojního inženýrství, s. Vedoucí diploové práce doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc.

6 Čestné prohlášení Čestné prohlášení Títo prohlašuji a stvrzuji svý podpise, že jse tuto diploovou práci vypracoval sá pod vedení vedoucího doc. Ing. Miroslava Škopána, CSc. A s použití uvedené odborné literatury a praenů. V Brně Podpis

7 Poděkování Poděkování Chtěl bych touto cestou poděkovat lide, kteří i byli nápoocni při vypracování diploové práce. Děkuji předevší vedoucíu diploové práce panu doc. Ing. Miroslavu Škopánovi, CSc. za účinnou podporu a cenné rady. Dále děkuji pracovníků konstrukčníu oddělení firy ZDT Nové Veselí s.r.o. (jenovitě: panu Františku Valešovi, panu MBa. MSc. Miroslavu Hladkéu, panu Petru Landsanovi a panu Ing. Michalu Pikulovi) za vstřícný přístup a praktické připoínky. Nakonec děkuji svý rodičů a přítelkyni Hance za jejich trpělivost a obrovskou podporu po celou dobu studia.

8 Obsah Obsah Obsah Úvod Výěnný systé nástaveb Typy nástaveb Odstavný systé Podvozek Mega Zákonné požadavky na konstrukci a provoz Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb Svařenec korby Výklopná bočnice Zadní čelo Zdvižná raena a PHM Příslušenství korby VON Rolovací plachta Kontrolní plošina Žebřík Přední okno Hydraulický obvod vany Vlastní koncepční návrh Dolní část korby Porovnání profilů poocí etody vážených hodnot Dolní rá korby Místa kontaktu korby s podvozke Podlaha Bočnice korby Přední čelo Zadní čelo Zdvižná raena a příočaré hydrootory (PHM) Zdvižná raena uístěná nad korbou Zdvižná raena uístěná vedle korby Příočarý hydrootor k zvedání raen zadního čela Příslušenství korby Žebřík Vnitřní stupačky VON Silové účinky na korbu Zátěžové stavy Zátěžové stavy vysýpání Zátěžové stavy přeprava Výpočet zatížení

9 Obsah Výpočet zatížení podlahy Výpočet zatížení na stěny vany (přední čelo a bočnice) Výpočet zatížení při přepravě Volba způsobu řešení Model korby Síťování Prostředí Ansys Workbench vazby a zatížení Výpočet axiálních dovolených napětí na ezi kluzu Napěťová a deforační analýza korby Vysýpání do boku o 1 (zátěžový stav č.1) Vysýpání dozadu o 1 (zátěžový stav č.2) Přeprava nulové zrychlení (zátěžový stav č.7) Přeprava zatáčení (zátěžový stav č.9) Optializace korby Shrnutí nedostatků Optializace konstrukčních kritických íst korby Optializace použitých ateriálů Kontrolní napěťová a deforační analýza Vysýpání do boku o 1 (zátěžový stav č.1) Vysýpání dozadu o 1 (zátěžový stav č.2) Vysýpání do boku o 30 (zátěžový stav č.3) Vysýpání dozadu o 30 (zátěžový stav č.4) Vysýpání do boku o 45 (zátěžový stav č.5) Vysýpání dozadu o 50 (zátěžový stav č.6) Přeprava nulové zrychlení (zátěžový stav č.7) Přeprava brzdění (zátěžový stav č.8) Přeprava zatáčení (zátěžový stav č.9) Zhodnocení výsledků MKP analýzy Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby Pant bočnice Kontrola průěru šroubu na střih Kontrola držáku pantu na tah Kontrola svaru držáku pantu Kontrola svaru pantu a bočnice Zavírání bočnice Kontrola svaru zavírání bočnice Kontrola čepu uzávěru bočnice Vnitřní schodek Zadní čelo Zadní čelo v přepravní poloze Zadní čelo ve zvednuté poloze Závěr

10 Obsah Sezna použitých zdrojů Sezna použitých zkratek Sezna použitých sybolů Sezna příloh Sezna výkresové dokuentace

11 1 Úvod 1 Úvod Tato diploová práce se zabývá probleatikou výěnných nástaveb u traktorových návěsů. Cíle je navrhnout třístranně sklápěnou korbu návěsu včetně zadního čela, která by ěla pracovat na univerzální podvozku Mega 230 od firy ZDT spol. s r.o. Nové Veselí. Mega 230 v budoucnu rozšíří řadu již stávajících a zaběhlých dopravních systéů Mega 13, 18, 20 a 25. Jak již sá název napovídá, axiální hotnost naložené korby s podvozke uže být nejvýše 23 tun. Vlastní návrh korby jse provedl již v letních ěsících přío v oddělení konstrukce firy ZDT, kde jse pracoval jako poocný konstruktér. Vytváření návrhu přío v prostředí firy bylo jednoznačně ku prospěchu celé práce. Nápady a návrhy jse ohl okažitě konzultovat se zkušenýi fireníi konstruktéry, kteří i dokázali poradit, když se vyskytly probléy. Další výhodou bylo, že jse ohl nahlédnout do archívu fotografií s výrobky a do výkresové dokuentace většiny aktuálně vyráběných vozů. Díky této podpoře jse vytvořil odel korby a vyhotovil výkresovou dokuentaci. K práci byl použit progra Inventor 2009, který je ve firě ZDT preferován. Mezi další cíle práce patří napěťová a deforační analýza provedená v prograu ANSYS Workbench, která pracuje na základě etody konečných prvků. Provedena je i tvarová optializace nevyhovujících částí a jejich opětovná kontrola. V závěrečné části jsou analytické výpočty dílčích součástí, jako např. panty, zavírání, čepy atd

12 2 Výěnný systé nástaveb 2 Výěnný systé nástaveb Celý výěnný systé funguje na principu ožnosti záěny jednotlivých nástaveb. Pokud již aktuálně používaná nástavba není potřeba (např. konec sezónních prací), lze ji jednoduše odstavit a na univerzální podvozek uístit jinou. Odstavování nástavby probíhá za pooci odstavného systéu, který bývá součástí univerzálních podvozků. Čas potřebný k odstavení nepřesahuje zpravidla více než 30 inut a celý proces zvládne obsloužit pouze jediná osoba, což je většinou saotný traktorista. Systée výěnných nástaveb se v Evropě zabývají hlavně něecké firy Bergann GbH [13], Annaburger GbH [14] a Krape GbH [15], dále také fira Fartech d.o.o. [16] ve Slovinsku, fira ZDT s.r.o. [17] v Česku a fira Joskin S.A. [18] ající výrobní závody v Belgii a Polsku. 2.1 Typy nástaveb Nástavby lze obecně rozdělit do 2 kategorií: na jednoúčelové a na víceúčelové. - rozetadlo chlévské rvy (obr. 2.1) Mezi jednoúčelové patří: - cisterna (obr. 2.2) - senážní vůz (obr. 2.3) - vůz s výtlačný štíte (obr. 2.4) Mezi víceúčelové patří: - korba dvoustranně nebo třístranně sklápěná (obr. 2.5) - korba jednostranně sklápěná (obr. 2.6) - valník (obr. 2.7) obr. 2.1 rozetadlo hnoje RM20 [17] obr. 2.2 cisterna CGS-NTF-14 [17] obr. 2.3 senážní vůz Annaburger [14] obr. 2.4 vůz s výtl. čele PP20 [17]

13 2 Výěnný systé nástaveb obr. 2.5 dvoustranně sklápěná Mega [17] obr. 2.6 dozadu sklápěný Durus 3000 [16] obr. 2.7 valník Annaburger [14] Jak a kde jsou jednotlivé nástavby používány je nastíněno v tabulkách 2.1 a 2.2. tab. 2.1 využití a typ přepravované koodity u jednotlivých nástaveb typ nástavby rozetadlo cisterna senážní vůz vůz s výtl. štíte korba 2,3-stranná korba 1-stranná valník využití plnění, převoz a aplikace plnění, převoz a aplikace plnění, převoz a vysypání plnění, převoz a vysypání plnění, převoz a vysypání plnění, převoz a vysypání převoz přepravovaná látka organické hnojivo (chlévská rva), koposty hnojůvka, kejda, voda seno, řezanka, kukuřičná píce zeědělské plodiny zeědělské plodiny, chlévská rva, řezanka suť, písek, zeina kusový ateriál, balíky sláy tab. 2.2 ísto použití a typický znak jednotlivých nástaveb typ nástavby rozetadlo cisterna senážní vůz vůz s výtl. štíte korba 2,3-stranná korba 1-stranná valník ísto použití pole, luka sady, zahrady, cesty, požární účely pole, luka pole univerzální - zeědělství univerzální - stavebnictví univerzální typický znak frézovací válce a rozetací stůl v zadní části uzavřená válcová nádoba - cisterna velký obje vozu, řetězový dopravník na dně vozu hydraulický ovládané výtlačné čelo (do nízkých prostor) ožnost sklápění do boku a dozadu nevýklopné bočnice, asivní konstrukce plato, nízké nebo žádné bočnice

14 2 Výěnný systé nástaveb 2.2 Odstavný systé Tento systé á za úkol uožnit odstavení nástavby bez potřeby dalšího zdvihacího zařízení. Obvykle se systé skládá ze dvou základních částí: hydraulicky ovládaných příočarých hydrootorů (dále jen PHM) a odstavných nohou. Odstavování usí probíhat na rovné a dostatečně tvrdé podloží. Vždy odstavujee pouze prázdnou nástavbu, která je v základní poloze. Způsob odstavování bývá u většiny nástaveb podobný. Nejprve se odpojí všechny součásti, které spojují podvozek s nástavbou. Jedná se předevší o kloubový hřídel a přívody provozních edií (olej, elektřina). Následně se odjistí echanické spojení nástavby s podvozke. Veli často jedná o kolíky, šroubové nebo bajonetového spoje uístěné ve všech čtyřech rozích podvozku. Pokud byl k nástavbě připojen i zvedací teleskopický válec (hever), je nezbytné odpojit i ten. Další kroke je vysunutí PHM, které zvednou nástavbu o , což je dostatečná výška pro podjetí podvozku dopředu. K dokončení procesu je nutné ještě nasunout čtyři odstavné nohy a nastavit jejich správnou výšku. Nohy se zasunou do tubusů, které jsou na nástavbách speciálně pro tuto funkci zhotoveny a proti vysunutí se zajistí kolíky. Výškové nastavení nohou se provádí echanicky poocí svislých posuvných částí nohy a zajišťují se šrouby. Na závěr je třeba zasunout PHM, číž nástavba dosedne plnou vahou na odstavné nohy. Z takto postavené nástavby je již ožné odjet s podvozke. Při připojování nástavby postupujee obrácený způsobe. Fira ZDT používá k odstavování čtyři PHM uístěné na podvozku (obr. 2.8). Tlakový olej jde z traktoru přes hydraulický rozvaděč do jednotlivých PHM, které ají zdvih 320. Rozvaděč zajišťuje, že se všechny PHM vysouvají stejně rychle, a proto nehrozí riziko převrácení nástavby. K odpojení nástaveb od podvozku firy ZDT stačí pouze vypojit kloubový hřídel, dvě hydraulické rychlospojky a čtyři kolíky zajišťující echanické spojení. Je-li připojen teleskopický válec, je nutné ho odpojit také. To se provádí vyjutí ěsíčků, popř. pojistného kroužku pro díry, které zajišťují echanické spojení kulového ložiska a horní kulové části. Tato operace bývá anuálně a časově náročná. Odstavné nohy jsou vyráběny z ohýbaných plechových výpalků a tenkostěnných tažených čtvercových profilů, které jsou po svaření pozinkovány. obr. 2.8 odstavný příočarý hydrootor [17] vana při odstavovaní [17]

15 2 Výěnný systé nástaveb Jiný způsob odstavování volí fira Bergann. Ta ke zvednutí nástavby používá šesti PHM hydraulického zavěšení podvozku (obr. 2.10). Tyto PHM zvednou celý rá podvozku i s nástavbou o 300. Po odpojení nástavby (čtyři speciálníi šrouby), nasazení a zajištění odstavných noh se dolů již spouští pouze rá. Nástavba zůstává stát na odstavných nohách. Toho, že lze jednotlivé nápravy poocí PHM zvedat, se využívá také ke zvedání jednotlivých náprav při provozu. Zvednutí nápravy při jízdě prázdného návěsu se šetří pneuatiky i palivo traktoru (obr. 2.11). Při zvedání nástavby si lze v určitých případech dopooci i hydraulickou opěrou, která priárně slouží pro opření oje odpojeného podvozku. K odstavování si opět traktorista vystačí sá. Zvedání PHM se ovládá z kabiny traktoru. obr zvednutá náprava [13] obr hydraulické zavěšení podvozku [13] Fira Annaburger používá naprosto stejný způsob odstavování, pouze ovládání PHM se provádí přío na návěsu. Slouží k tou firou vyvinutý AMC (Annaburger Machine Control), což je v podstatě elektronické ovládání hydraulických okruhů (obr. 2.12). obr AMC [14] Další ožností odstavení je použití zdvihacího zařízení, např. jeřábu. Většina nástaveb á na sobě čtyři závěsná ísta (zpravidla závěsná oka nebo otvory), za která lze nástavbu uchytit háky jeřábu. Těchto íst je využíváno předevší při anipulaci po výrobních halách, ale lze jich ve výjiečných případech využít k odstavování. Títo způsobe lze odstavovat nástavbu přío na ze (na dřevěné podkladky) a není třeba noh. Je nutné dbát na opatrné a ěkké dosednutí na ze, aby se žádná část nástavby (např. zadní klopná ložiska) nepoškodila

16 2 Výěnný systé nástaveb U Mega 230 bude fira ZDT zkoušet způsob odstavování poocí zvedacího teleskopického válce (heveru). Nadzvednutí nástavby by ěl uožnit pouze výsuvný hever. Horní část heveru bude upravena tak, aby nebylo nutné složité rozpojování horní kulové části a zároveň šlo hevere odstavovat (obr. 2.13). Odstavení bude probíhat ve 2 fázích. V první fázi zůstanou zajištěná zadní klopná ložiska a přední M-úchyty budou odjištěné. Částečný vysunutí heveru se zvedne přední část korby. Do předních tubusů se zasunou a zajistí odstavné nohy a korba se na ně postaví. V druhé části se odjistí i zadní ložiska a hever se opět írně vysune, což způsobí zdvih zadní části. Poté už stačí pouze nasadit a zajistit zadní nohy. K úplnéu odjištění již stačí vytáhnout čepové zajištění, které spojuje nástavbu s horní upravenou částí heveru. obr úprava horní části výsuvného heveru Shrnutí výhod a nevýhod výše popsaných způsobů odstavování je znázorněno v tabulkách 2.3 a 2.4. tab. 2.3 výhody fira zvedací prostředek Bergann PHM - hydr. zavěšení podvozku Annaburger PHM - hydr. zavěšení podvozku ZDT (staré) PHM - jednoúčelové ZDT (nové) zvedací hever jeřáb výhody hydr. tluený podvozek přesné ovládání přío u návěsu, hydr. tluený podvozek elegantní a bezpečné odstavení nižší pořizovací cena návěsu nižší pořizovací cena návěsu tab. 2.4 nevýhody fira ovládání nadzvednutí Bergann Annaburger ZDT (staré) ZDT (nové) - z traktoru přío u návěsu z traktoru z traktoru ovládání jeřábe nevýhody vysoká pořizovací cena návěsu vysoká pořizovací cena návěsu, veli koplikované ovládací zařízení 4 extra PHM, vyšší pořizovací cena návěsu odstavení v chladné počasí, traktorista usí 2x do traktoru potřeba jeřábu, odložení na ze

17 2 Výěnný systé nástaveb 2.3 Podvozek Mega 230 Mega 230 by ěla v blízké budoucnosti doplnit řadu výrobků firy ZDT Nové Veselí. V součastné době se pracuje nejen na jeho vývoji v konstrukční oddělení firy, ale také na výrobě dvou prototypů podvozků a třístranně sklápěných koreb. Rozetadlová nástavba je již hotova. Konstrukce návěsu je celokovová a rá podvozku tvoří svařenec z uzavřených obdélníkových profilů vyztužených příčkai. Hlavníi nosnýi členy jsou tedy dva podélníky - jäckly 250 x 150 x 6,3. V zadní části je příčník, jedná se opět o jäckl s rozěry 250 x 150 x 6,3, na které jsou přivařeny kulové části zadních klopných ložisek. Na toto jäcklu je také přiontováno ochranné zařízení proti podjetí vozidel ze zadu a panel s osvětlení. V ráu je zakoponován šestipístý teleskopický válec (Coagri 4064), jehož vhodně zvolená poloha uožňuje vyklápění do stran i dozadu. Jeden rá je uístěn na nápravě typu buggy a druhý na nápravě typu tride (oba od firy ADR). Nápravy jsou odpruženy parabolickýi pery, což dovoluje návěsu překonávat i větší terénní nerovnosti. Manévrovací schopnosti v terénu navíc zvyšuje i zadní řiditelná náprava, číž se snižuje i opotřebení pneuatik. Všechna kola jsou brzděna poocí bubnových brzd (Knorr Brese), které jsou ovládány dvouhadicový vzduchový okruhe. Disková kola (ráfky) ají rozěry 16 x 22,5 palce a typ pneuatik je 560/60R22,5. V přední části je oj, která je odpružená podélně uloženýi listovýi půlpery. Pro nastavování její výšky slouží hydraulicky ovládaná opěra podvozku. Vpředu je oj opatřena buď otočný oke o vnitřní průěru 50 nebo kulový závěse K80. obr odel podvozku Mega

18 3 Zákonné požadavky na konstrukci a provoz 3 Zákonné požadavky na konstrukci a provoz Konstrukce korby (i celého návěsu) a její provoz na veřejných kounikacích se řídí podle zákona 56/2001 Sb. O podínkách provozu vozidel na pozeních kounikacích [8] a vyhlášky 341/2002 Sb. O schvalování technické způsobilosti a o technických podínkách provozu vozidel na pozeních kounikacích [9]. Dále je nutné brát na zřetel i technické nory týkající se konstrukce a bezpečnosti např. žebříku, stupaček a kontrolní plošiny. Zde jse se řídil Českou technickou norou ČSN EN ISO Zeědělské stroje Bezpečnost Část 1: Všeobecné požadavky [7]. Podle vyhlášky v aktuální znění jsou zeědělské a lesnické traktory a jejich přípojná vozidla zařazeny do kategorie zvláštních vozidel. Je nutno podotknout, že oproti zažitý názvů jednotlivých druhů hotností se používají nové právní pojy v souladu s pojy použitých ve sěrnicích ES. Provozní hotností (dříve pohotovostní hotnost) vozidla je yšlena hotnost nenaloženého vozidla s karoserií a se spojovací zařízení [9]. Největší povolenou hotností (dříve celková hotnost) je yšlena největší hotnost, se kterou sí být vozidlo užíváno v provozu na pozeních kounikacích [9]. Největší povolenou hotností na nápravu (dříve povolené zatížení náprav) je yšlena hotnost odpovídající největšíu technicky přípustnéu svisléu statickéu zatížení, který působí náprava na povrch vozovky [9]. Okažitou hotností vozidla nebo jízdní soupravy je yšlena hotnost zjištěná v určité okažiku při jejich provozu na pozeních kounikacích [9]. Výěnnou nástavbou se rozuí saostatný technický celek, který je se základní vozidle (nosiče výěnných nástaveb) v rozebíratelné spojení [9]. Okažitá hotnost přípojného vozidla nebo přípojných vozidel sí být u souprav s nejvyšší konstrukční rychlostí do 40 k*h-1 nejvýše 2,5násobku okažité hotnosti tažného vozidla [9]. Okažitá hotnost přípojného vozidla nebo přípojných vozidel sí být u souprav s nejvyšší konstrukční rychlostí vyšší než 40 k*h-1 nejvýše 1,5násobku okažité hotnosti tažného vozidla[9]. Největší povolené hotnosti na nápravu nesí překročit: U dvojnápravy přípojných vozidel součet zatížení obou náprav při její dílčí rozvoru do 1,0 11,00 t, od 1,0 a éně než 1,3 16,00 t, 18,00 t, od 1,3 a éně než 1,8 U trojnápravy přípojných vozidel součet zatížení tří náprav při jejich dílčí rozvoru do 1,3 včetně 21,00 t, nad 1,3 do 1,4 včetně 24,00 t [9]

19 3 Zákonné požadavky na konstrukci a provoz Dvojnápravou se rozuí dvě za sebou uístěné nápravy, jejichž středy jsou při přípustné hotnosti od sebe vzdáleny (dílčí rozvor) nejvýše 1,8. Trojnápravou se rozuí tři za sebou uístěné nápravy, jejichž součet dílčích rozvorů činí nejvýše 2,8. Hotnost připadající na jednu nápravu dvojnápravy a trojnápravy přípojných vozidel nesí překročit 10 t [9]. U traktorových návěsů s nápravai uprostřed ůže být největší povolená rychlost vyšší než hotnosti stanovené u návěsů uvedené (viz. předchozí odstavec) v závislosti na počtu náprav o hotnost připadající na závěsné zařízení (oko oje), a to u traktorových návěsů axiálně o 3,00 t. Největší povolená šířka je 2,55. Největší povolená výška je 4,00. Největší povolená délka soupravy traktoru s jední přívěse (návěse) je 18,00 [9]. 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb V této kapitole jsou porovnány konstrukční řešení vanových nástaveb, jejich části a příslušenství. Pro srovnání jsou použity vozy od různých evropských výrobců. S přihlédnutí k výsledků lze pak posoudit, které varianty jsou nejoptiálnější pro navrhovanou třístranně sklápěnou korbu. 4.1 Svařenec korby Svařence koreb lze rozdělit do 2 skupin. V první jsou svařence jednostranně (dozadu) vyklápěných koreb. Díky tou, že tyto korby neají výklopné bočnice, ohou ít celistvý skořepinový tvar. To ji uožňuje ít v dolních rozích po celé délce velký rádius nebo postupná zkosení, která usnadňují vysýpání převáženého ateriálu, čehož lze s výhodou využít u ateriálu s vyšší tření jako je např. zeina nebo stavební suť. Vnitřní plechová vana je obvykle vyrobena z plechu o tloušťce 4 až 5. Pevné boční stěny jsou někdy vyztuženy stojinai (obr. 4.2), které zvyšují tuhost celé vany. obr. 4.1 dozadu vyklápěná korba [14] obr skořepinový tvar korby s výztuhai [16]

20 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb Do druhé skupiny lze zařadit korby pro dvoustranné a třístranné sklápění. Podlaha a bočnice jsou na sebe kolé a není ezi nii žádný pozvolný přechod. Nosnou částí bočnice jsou 3 až 4 sloupky. Horní část bočnice je pevná a dolní výklopná na pantech. Výklopná bočnice bývá dole zajištěna centrální zavírání ovládaný anuálně přío na korbě, nebo hydraulicky z traktoru. Pech podlahy bývá téěř vždy o 1 silnější než plech na bočnicích a čelech. obr. 4.3 do boku vyklápěná korba [14] obr do boku vyklápěná korba [17] Podlahové části obou skupin koreb jsou tvořeny podélnýi nosníky, které jsou spojeny výztuhai a žebry. Jejich úkole je podepřít plech podlahy, aby nedošlo k jeho zvlnění a zároveň nést okrajový boční profil, na které jsou sloupky bočnic. Podélníky, výztuhy a žebra tvoří podlahu korby, která zajišťuje vlastní kontakt s podvozke a jsou na ní uístěny prvky uožňující vyklápění vany, dorazy, opěrné části teleskopického válce, podpěrná noha a různé úchyty. Podélné nosníky jsou obvykle profily obdélníkového a čtvercového průřezu nebo U-profil. Výztuhy a žebra bývají vyráběny z U-profilu, L-profilu, tenkostěnných profilů a tvarově ohýbaných plechů. 4.2 Výklopná bočnice Otevírací bočnice se používají u koreb, které lze vyklápět do stran. Dvoustranně sklápěná korba á bočnice pouze na jedné straně, buď na levé, nebo na pravé. Stranu, na kterou bude korba vyklápěná, určuje výrobce podle požadavků zákazníka. Při nutnosti vyklápět náklad vlevo i vpravo lze zvolit třístranně sklápěnou korbu s bočnicei na obou stranách. Vyklápění do stran je výhodné hlavně v nízkých vnitřních prostorách, protože celková výška zvednuté korby je podstatně nižší, než při sklápění dozadu. Na jedné straně korby jsou 2 až 3 bočnice. Každá je uchycena poocí 3 nebo 4 otočných pantů (obr ). Bočnice se skládá z: obvodového ráu, výplňového plechu, výztuh, pantů a zavírání. Plech je někdy profilově tvarován pro zvýšení pevnosti bočnice. V toto sěru jsou nejlépe provedené bočnice od firy Maraton, která používá speciální profilové plechy od firy Fuhran (obr. 4.6)

21 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb obr. 4.5 výklopná bočnice [20] obr profilová bočnice [19] Bočnice jsou při přepravě nákladu zajištěny proti otevření poocí zavírání, které se při vysýpání odjišťuje. U vozů s enší nosností a enšíi tlaky na bočnici, lze využít bočnicové uzávěry - tzv. karháky. K zajištění zbylé většiny bočnic nejčastěji slouží tzv. centrální zavírání. Centrálně ovládané zavírání ná uožňuje odjistit obvykle 3-4 uzávěry z bezpečné vzdálenosti. Bočnice je při převozu ateriálu veli zatížená, což způsobuje její napružení. Po odjištění uzávěrů bočnice prudce odskočí a z korby se začne intenzivně sypat přepravovaná koodita. Otvírání lze provádět anuálně ovládací pákou, která je uístěna na čele korby nebo pod podlahou (obr. 4.7). Druhý způsob je ovládání hydraulické, které uožňuje otevření přío z traktoru. S výhodou bývá použita kobinace těchto dvou způsobů otevírání. Traktorista poocí hydraulického vedení vysune jednočinný PHM, který přes páky a táhla odjistí uzávěry. K uzavření již využívá ruční ovládací páku na korbě, kterou se bočnice zajistí a zároveň tak zasune PHM. Ta je poto připravena pro další použití (obr. 4.8). obr. 4.7 ruční ovládání uzávěru bočnice obr. 4.8 hydraulicko-echanické ovládání [16]

22 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb Bočnice jako taková usí veli přesně zapadat na ísto, které je pro ni ve svařenci vany vyezeno. Zde bývá někdy problé z hlediska přesnosti výroby i z hlediska šetrnosti zacházení při provozu. K zajištění dokonalého utěsnění ezi vanou a bočnicí je třeba použít těsnící eleent. Často se využívá těsnící lišty z plechu nebo profilu, který překryje ezeru ezi části. Někteří další výrobci jsou ještě dále a k dokonaléu utěsnění používají pryžové těsnění, které á lepší těsnící účinky. Nevýhodou této koncepce je ale oezená životnost pryže. 4.3 Zadní čelo Zadní čela u většiny vozů jsou svý tvare a konstrukcí veli podobná pevný přední čelů. Čelo se skládá z ráu, výplňového plechu, výztuh, žeber, úchytu pro zdvižná raena, dorazů a těsnění. Pro zpevnění se někdy využívá tvarového prvku (prolisu) přío ve výplňové plechu (obr. 4.9). Nevýhodou je, že přepravovaná koodita ůže zůstat právě v těchto prolisech. Zadní čelo je obvykle zvedáno poocí raen, které jsou ovládány hydraulickýi dvojčinnýi příočarýi hydrootory. Zadní čelo á téěř vždy ve své spodní části výsypný otvor, který slouží ke kontrole nakládané koodity (např. kontrola kvality a čistoty zrna při žni, rozsýpání obilí do jednotlivých pytlů). Rozěry otvorů se pohybují od 250 x 250 až do 500 x 500. Výsypný otvor je zakrytý výsuvnýi dvířky posouvajícíi se v jednoduché vedení. Ovládání dvířek je ruční. Vysunutí se provádí poocí páky nebo různých táhel (obr. 4.10). obr pohled na zadní čelo [15] obr detail výsypného otvoru K otvoru v zadní čele je ožné připojit šnekový dopravník (obr. 4.11). Ten slouží k přesunu sypkého ateriálu (např. obilí, granulované hnojivo) z vany do pracovního stroje. Saotný šnek je poháněn rotační hydrootore. Fira WTC na svých vozech řady Big používá netradiční způsob řešení zadního čela. Kroě toho, že lze čelo otevírat výše popsaný způsobe, lze také čelo rozevřít jako dvoukřídlá vrata. To je uožněno díky tou, že je čelo uprostřed dělené a na obou stranách jsou panty. Čelo je proti saovolnéu rozevření chráněno poocí uzávěrů (háků) a autoaticky fungující jistící palce (obr. 4.12)

23 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb obr zadní čelo se šnekový dopravníke [17] obr rozevírací zadní čelo [20] 4.4 Zdvižná raena a PHM Zadní čelo a jeho zvedání je používáno pouze při vyklápění dozadu a způsobů, jak řešit probleatiku zdvižných raen, je několik. Jední z ožných způsobů otvírání zadního čela je využití gravitace (obr. 4.13). Princip je zde stejný jako u výklopných bočnic. Čelo je v horní části připevněno k pevné bočnici nebo sloupku poocí specifických pantů (nejčastěji čep v kluzné ložisku). Před vyklápění se odjistí tvarové jištění, které drží čelo uzavřené. Při postupné zvedání korby zůstává čelo stále ve vertikální poloze a se zvětšující se úhle vyklápění se zvětšuje také úhel otevření čela. Tento způsob se v zeědělské praxi již nevyskytuje, ale lze ho vidět například ve stavebnictví. Za nevýhody je ožné považovat to, že čelo nelze otevřít bez zvednutí celé vany. Nelze také používat nástavky. Výhodou je naopak nepotřebnost jakýchkoliv hydraulických zařízení. obr výklopné zadní čelo [14]

24 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb V dřívější době bývalo hojně využíváno kineatických raen. Ty ke svéu provozu také nepotřebovaly sílu hydraulického edia. Raena byla poocí táhel spojena s podvozke. Při sklápění dozadu se díky vhodně zvolené kineatice zároveň zvedalo i zadní čelo, a tak ohlo probíhat pozvolné usypávání ateriálu. Výhody a nevýhody toho způsobu jsou stejné jako v předchozí odstavci. obr otevírání zadního čela poocí kineatických raen [22] V dnešní době využíváe toho, že traktory ají dostatek vývodů hydraulického edia a ůžee je tedy použít k otevírání zadního čela. Jako zvedací eleenty jsou bez výjiky používány dvojčinné PHM opatřené hydraulickýi záky. Ty drží celé čelo ve stabilní poloze i době, kdy v okruhu není tlak. Zajišťují tak čelo v proti saovolnéu otevření při plně naložené korbě a plní bezpečnostní funkci v případě, že by při vyklápění praskla hadice s oleje. Za výhody považujee ožnost otevření čela z kabiny traktoru a zajištění čela poocí záků. Naopak ezi nevýhody ůžee zařadit zvýšení pořizovacích a provozních nákladů (příočaré hydrootory a hydraulické vedení), nutnost údržby celého systéu a větší náchylnost k poruchá. Saotných konstrukčních řešení raen a PHM je několik. Jejich základní typy a popisy jsou přehledně zaznaenány v tabulkách 4.1 a 4.2. Jsou zde také porovnány jejich výhody a nevýhody. tab. 4.1 konstrukční řešení u jednotlivých typů raen č. fira poloha PHM počáteční stav PHM Bergann, ZDT Joskin Krape,Fartech WTC Fartech vedle vany vedle vany vedle vany vedle vany nad vanou zatažená vytažená vytažená zatažená zatažená konstrukce raene tenkostěnný uzavřený profil profilový ohýbaný plech tenkostěnný uzavřený profil uzavřený profil překrytý pleche ohýbaný plech

25 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb tab. 4.2 výhody a nevýhody č. nastavitelnost raeno x PHM výborná dobrá výborná výborná špatná nevýhody výhody snížení užitné šířky vany velká hotnost raene bez záků, veli dlouhý PHM snížení užitné šířky vany koplikovaná uístitelnost nástavků a plachty nízká hotnost raene zvýšení užitné šířky vany autoatické zajištění vany zvýšení užitné šířky vany Z tabulek vyplývá, že ožných konstrukcí raen a jejich spojení s příočarý hydrootore je několik. Nelze určit, které řešení je nejlepší, protože každé z nich á svoje výhody a nevýhody. To, že žádné z řešení neá převahu, dokazuje i fakt, že každý výrobce nástaveb se přiklání k jiné variantě řešení (viz obr ). obr konstrukční řešení č.1 [13] obr konstrukční řešení č.2 [18] obr konstrukční řešení č.3 [15] obr konstrukční řešení č.4 [20]

26 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb obr konstrukční řešení č.5 [16] 4.5 Příslušenství korby VON VON neboli velkoobjeová nástavba slouží ke zvýšení objeu celé korby. Lze tak využít axiální nosnost korby při transportu koodity s nízkou ěrnou hustotou (např. senáž, řezanka, siláž). Jednotlivé nástavky se ontují na horní hranu korby po celé její obvodu. Výška nástavků bývá od 300 do 800 podle přání zákazníka. Celková výška soupravy však nesí překročit 4 [dle 9]. Nižší nástavby bývají většinou z profilově ohýbaného plechu a jsou pevně přišroubovány k vaně (obr. 4.21). Vyšší nástavby bývají z děrovaného plechu nebo oráovaného pletiva, což zaručuje jejich nižší hotnost. Děrovaný typ nástavby je většinou uístěn na pantech. Pokud použití nástavků nepřichází v úvahu, lze je sklopit do vnitřku vany (obr. 4.20). Nevýhodou je, že při jiných kooditách jsou poškozovány. obr děrované sklopné nástavky [21] obr pevné dvojité nástavky firy ZDT [17]

27 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb Rolovací plachta Plachta je nejčastěji lepená z nepropustného ateriálu odolného proti vodě. Části systéu rolovací plachty se uisťují na horní hranu korby a v některých případech dokonce na horní hranu VON. Plachta bývá většinou podélně nebo příčně rolovatelná. Saotné zakrývání plachtou probíhá tak, že poocí kliky a podélné trubky všité v plachtě se plachta rozbalí po přede připravené vedení. To bývá uístěno na přední a zadní čele. Plachta je uprostřed ještě podepřena podpěrnýi oblouky, aby nedocházelo k jejíu naděrnéu zatížení a opotřebení. Tvar rozbalené plachty je střechovitý, aby se na plachtě nikde neshlukovala dešťová voda a přirozené stékala dolů. Saotný účel plachty je ochrana převáženého ateriálu před deště (znehodnocení suchého ateriálu) a větre (rozfukování lehkého ateriálu). Ovládací klika je buď dostatečně dlouhá, aby rolování šlo ovládat ze zeě, nebo krátká, k bezpečné ontáži je pak třeba speciální lávky na přední čele. Plachta ůže být také pouze natahovací, ale doba saotné ontáže a deontáže se tak veli prodlouží (obr 4.22). obr nasazovací plachta obr rolovací plachta Kontrolní plošina Tato plošina je uístěna na přední čele a slouží pro jednoduché a bezpečné ovládání rolovací plachty. Obsluha traktoru se ůže bezpečně pohybovat po celé šířce předního čela korby. Plošinu lze využít také pro kontrolu nožství a kvality nakládané koodity. Na plošinu je nutno vylézt po vně uístěné žebříku. Plošina je svařena z válcovaných nebo ohýbaných profilů a opatřena zábradlí. Podlaha plošiny je z roštů. Povrchová úprava bývá obvykle zinkování, což zvýší životnost ateriálu (obr. 4.24). Připevnění plošiny ke korbě je provedeno svaření nebo sešroubování. Její konstrukce usí splňovat požadavky nory [7], přičež ezi nejdůležitější patří, že podlaha usí být rovná s protiskluzový povrche a usí ít odvodnění. Dále pak á být opatřena ochranný kryte pro nohy (okopový plech), střední příčkou a saotný zábradlí ve výšce alespoň 1 etr nad podlahou

28 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb obr přední čelo: kontrolní plošina, žebřík, rolovací plachta Žebřík Žebřík je nezbytnou součástí každé korby. Obvykle je upevněn na přední čele nebo na bočnici nedaleko předního čela. Uožňuje obsluze snadný výstup na kontrolní plošinu nebo do vnitřního prostoru korby přío ze zeě. Žebřík usí být skládací nebo plně odníatelný. Žebříky jsou vyráběny jako ocelové svařence z tažených profilů (obr. 4.24). Někteří výrobci používají žebříky z lehkých hliníkových slitin, které jsou sice lehčí, ale také dražší. Pro ožnost lezení obsluhy do korby je nutné do vany uístit vnitřní žebřík. Nejčastěji se jedná o jednotlivé nášlapy nebo stupačky. Toto příslušenství saozřejě podléhá norě [7] Přední okno Kontrolní okénko v přední čele uožňuje traktoristovi kontrolovat, co se děje uvnitř korby. Nejčastěji je této ožnosti využíváno při nakládce a po dobu transportu. Velikost a tvar okénka v přední čele určuje výrobce. Okénka ají většinou čtvercový nebo obdélníkový tvar a jejich rozěry se pohybují od 400 x 400 až do extréní výšky 1000 a šířky prakticky přes celé přední čelo. Aby nedocházelo k úniku převážené koodity je třeba okno opatřit alespoň řížkai, které zabraňují vypadnutí větších kusů ateriálu. Pro dokonalé utěsnění se používá krycích plechů nebo ještě lépe průhledných tvrzených skel nebo plexiskel

29 4 Součastný stav v konstrukci vanových nástaveb obr příklad středně velkého okénka [13] obr příklad veli velkého okénka [18] Hydraulický obvod vany Saotný hydraulický obvod vany nebývá nikterak složitá záležitost. Hydraulické édiu se do íst, kde je ho třeba (v PHM), přivádí poocí hadic a trubek. Olej je veden z traktoru do okruhu v podvozku. V zadní části vozu je dvojice trubek připojena poocí hydraulických rychlospojek k okruhu vany. Na korbě se vedení rozděluje T-spojkai a ke každéu PHM íří dvojice hadic. Před saotný vstupe oleje do PHM usí ještě projít hydraulickýi záky. Hadice je třeba z hlediska bezpečnosti co nejvíce ukrýt (např. vedení hadice sloupke bočnice) před ožný poškození nebo je co nejlépe uchytit ke korbě. K touto účelu slouží plastové úchytky. Nejbezpečnější způsob je vedení v trubkách. Za nevýhodu lze považovat, že jsou pevné a nelze s nii flexibilně anipulovat. Proto se s výhodou používá kobinace vedení v trubkách a hadicích. Světlost bývá nejčastěji od 8 do 15. Tlak édia v okruhu záleží na síle čerpadla a nastavení v traktoru, obvykle se pracovní tlaky pohybují ezi 16 MPa až 20 MPa. V případě, že jsou na vaně další PHM (např. hydraulické ovládání zajištění bočnic nebo zadního čela) je nutné využít dalších hydraulických vývodů z traktoru nebo na vanu uístit vhodný rozvaděč. obr příočarý hydrootor s hydraulickýi záky obr hydraulické rychlospojky pod korbou

30 5 Vlastní koncepční návrh 5 Vlastní koncepční návrh Celá korba je navržena tak, aby byla ohla být vyrobena přío ve firě ZDT Nové Veselí za pooci vlastního strojního vybavení a nebyla nutná další kooperace. Snažil jse se navrhnout korbu, která by byla technicky a výrobně jednoduchá a esteticky zapadala ezi řadu dopravních systéů Mega. Z toho plyne, že nejvíce jse se inspiroval touto řadou výrobků. Dalšíi zdroji inspirace byly inforace nalezené na webu a shrnuté v rešeršní části (viz. kapitola 4). Praktické poznatky o konstrukci zeědělské techniky jse získal na výstavách Zeě Živitelka v Českých Budějovicích a TechAgro v Brně, dále pak od konstruktérů přío ve firě. Navržená korba usí přesně zapadat na univerzální podvozek, splňovat podínku vyrobitelnosti v ZDT a některé další náležitosti. Proto je nutné dodržet následující požadavky (viz. tab 5.1). tab. 5.1 požadavky výrobce na konstrukci korby a její části část korby celá korba dolní bočnice čela požadavek připojovací rozěry - rozteč 2000 a vzdálenost 5672 všechny uzavřené profily usí ít odvodňovací otvory vyklopení do strany - ax. 45, dozadu - ax. 50 axiální využití povolené šířky standardní tubusy pro odstavné nohy konická vana - přední část o 100 užší dorazy (4x pevný + 2x pryžový) tloušťka plechu podlahy - 4 výška výklopné bočnice celková výška všechny se stejnýi rozěry (2xlevá + 2xpravá bočnice) těsnění poocí přesazených leových plechů tloušťka plechu - 3 rozěrová odifikace čela Mega 20 úhel sklonu čel - 0 až 10 Celá korba bude vyrobena z ateriálu a ručně svařena technologií MIG. Po svaření bude následovat žíhání na snížení pnutí, čištění, lakování a kopletace. 5.1 Dolní část korby Hlavní nosnou částí celé konstrukce korby jsou bezesporu podélné nosníky, proto je nutné již od začátku věnovat jejich volbě axiální pozornost

31 5 Vlastní koncepční návrh Porovnání profilů poocí etody vážených hodnot V této podkapitole jsou porovnány nejběžněji používané a dostupné profily a jejich rozěrové a průřezové charakteristiky. Mezi základní profily zařadíe L-profil, U-profil, I-profil, tažený uzavřený tenkostěnný profil a svařovaný uzavřený tenkostěnný profil (obr 5.1 a tab. 5.2). obr. 5.1 profily [3] tab. 5.2 požadavky výrobce na konstrukci korby a její části profil L U I tažený svařovaný výška šířka h[] b[] tloušťka pásnice t[] 10 11,5 11, tloušťka stojiny plocha průřezu 2 s[] S[ ] , , Vychází z toho, že fira ZDT dříve používala pro podobně koncipovanou vanovou korbu podélník, který se sestával z ohýbaného U-profilu přeplátovaného pleche. Svařený podélník ěl nestejnoěrný průřez po délce a jeho výroba byla složitá. Jeho průěrná výška byla asi 200, a proto budu porovnávat profily právě o této výšce. Porovnávací paraetre bude podélná a příčná tuhost, zkrutná tuhost, cena ateriálu za jeden etr a hotnost jednoho etru. Každéu paraetru je přiřazena určitá vážená hodnota. tab. 5.3 zhodnocení použitelnosti profilů pro podélník (dle [12],[2],[3]) váha paraetru podélná tuhost 5 příčná tuhost 3 zkrutná tuhost 3 L U I tažený svařovaný paraetr cena hotnost součet (znákování v etodě vážených hodnot: 1- nedostatečný, 2- dostatečný, 3- dobrý, 4- chvalitebný, 5- výborný)

32 5 Vlastní koncepční návrh Podle tabulky 5.3 je nejvýhodnější profil pro konstrukci tažený uzavřený obdélníkový. Dokazuje to i fakt, že všichni výrobci zeědělských vozů používají na nosné konstrukce právě tento typ profilu. obr. 5.2 zobrazení výrobní strategie firy Krape [15] Dolní rá korby Základ ráu tvoří dva podélníky, které jsou od sebe vzdáleny 560. Důvode je to, aby byly uístěny přesně nad podélníky univerzálního podvozku. Typ profilu a jeho rozěry jsou zvoleny v kapitole Jedná se o tažený tenkostěnný uzavřený obdélníkový profil s rozěry 200 x 120 se šířkou stěny 10. Jeho délka je 7640, v první a poslední čtvrtině jeho délky jsou zhotoveny výřezy pro hlavní přední příčník a hlavní zadní příčník. Na těchto příčnících jsou uístěny prvky pro spojení s podvozke. Hlavní přední příčník je opět uzavřený obdélníkový profil, tentokrát o rozěrech 150 x 100 x 8. Na obou koncích jsou skrz vyvrtány otvory. Do konců příčníku přijde zasunout plechová výztuha, která je poocí děrových svarů přivařena. Oba konce příčníku jsou poté zaslepeny pleche. Hlavní zadní příčník je vyroben z profilu U180 a vložen do výřezů v podélnících. Po celé své délce překryt pleche o tloušťce 10. Koncový příčník (140 x 80 x 8 ) ukončuje celý rá korby. Na jeho konce budou přivařeny zadní sloupky a dosedne zadní výklopné čelo. Hlavní podélníky jsou dále ezi sebou spojeny devíti vnitřníi žebry z profilu U180, jejichž délka je 560. Čtyři žebra uístěná těsně před polovinou jsou postavena svisle a svařena k sobě po dvou, což je dostatečně pevný základ pro to, aby v těchto ístech ohly působit síly od teleskopického válce. Zbylá pětice žeber je položena rovně a rozístěna v pravidelných intervalech. Na podélníky jsou následně přivařena vnější žebra vytvořená z ohnutého plechu o tloušťce 6 do tvaru písene U. Výška stěn se snižuje od středu ke straná o 50. Vnější žebra, kterých je pět, ají různou délku tak, aby bylo zajištěno postupné rozšiřování ráu. Po stranách je rá ukončen ohýbaný Z-profile a obdélníkovou tyčí s rozěry 20 x 30, o kterou se bude zarážet a zároveň i těsnit výklopná bočnice. Mezi vnější žebra lze zařadit i čtyři ohýbané U-profily, které zároveň slouží jako podpěry pro tubusy odstavného systéu. Na dolní ráu vany jsou ještě uístěny a přivařeny: držáky pro zajišťovací opěru vany, držák pro lanko oezovacího ventilu, držáky pro pojistná ocelová lana a L-profily 50 x 50 x 4 podepírající podlahový plech na začátku korby

33 5 Vlastní koncepční návrh Místa kontaktu korby s podvozke Nejdůležitější jsou dosedací ísta v zadní a přední části. Zadní klopná ložiska jsou zavařená do ohutných trubek o vnější průěru 152 a stěně 11, číž zvětšují vzdálenost ráu korby a podvozku. Celý tento koplet je přivařen s roztečí 2000 k již připravenéu hlavníu zadníu příčníku. Ložisko zapadá na koule o průěru 100 přivařené na podvozku. Je zajištěno poocí čepů a uožňuje třístranné sklápění korby. V přední části jsou to M-úchyty uístěné na přední hlavní příčníku s roztečí Podélná vzdálenost osy ložiska a středu M-úchytu je Tento úchyt je tvarový výpalek ze 75 silného plechu, který na podvozku zapadá na čep o průěru 45. Toto spojení uožňuje vyklápění do boku. Pro zajištění je opět použito čepu. Další kontaktní ísto je asi 500 před podélný střede podlahy. Jedná se o ísto kontaktu upravené horní části výsuvného heveru s dosedací plochou na dolní ráu korby. Místo je zvoleno záěrně před střede, aby se vždy před sklápění korby dozadu nejprve odpoutal přední M-úchyt a zadní ložisko bylo po celou dobu operace pevně opřeno o kouli. Jako kontaktní ísto lze brát i dorazy korby k podvozku. Dva pryžové dorazy jsou uístěny na podélnících v úrovni předního příčníku. Tyto dorazy tluí vibrace přenášené na prázdnou korbu při jízdě po nerovnostech. Ta je pak klidnější a nevydává žádné nežádoucí hluky. Dva páry pevných dorazů uístěných v první a druhé třetině podélníků zabraňují přílišnéu prohnutí plně naložené korby. Poáhají tak lépe rozkládat sílu na rá a při správné nastavení zabraňují totální deforaci pryžových dorazů. Pevné dorazy jsou opatřeny otvory, díky který lze přidělávat různě tlusté plechy pro přesné nastavení jejich výšky Podlaha Podlaha korby se sestává z 6 plechů o tloušťce 4. Základní rozěr plechů je 2,5 x 1,25. Délka, která se postupně ění (díky konickéu tvaru ráu) je upravována hydraulickýi nůžkai a šířka zůstává na původních Mezi plechy je ponechána ezera 3 pro lepší provaření kořene svaru při svařování natupo. obr. 5.3 pohled ze spodu (1-podélník, 2-hlavní přední příčník, 3-hlavní zadní příčník, 4-koncový příčník, 5-vnitřní žebra, 6-vnější žebra, 7-tubusy, 8-okrajový Z-profil, 9-podlahový plech, 10-zadní klopné ložisko, 11přední M-úchyt, 12-pryžový doraz, 13- pevný doraz)

34 5 Vlastní koncepční návrh 5.2 Bočnice korby Celá bočnice korby se skládá z jedné pevné části a dvou výklopných bočnic. Nosný prvke jsou tři sloupky skloněné pod 80 dopředu. Zadní a prostřední sloupek je z tenkostěnného obdélníkového profilu 160 x 80 x 5. Přední sloupek je opět tenkostěnný profil, ale tentokrát čtvercový o rozěrech 80 x 80 x 5,6. Horní konce sloupků jsou spojeny poocí profilu 80 x 60 x 4. Stejný profile jsou sloupky spojeny ještě asi o 450 níže. Mezera vzniklá ezi těito profily je vyplněna krycí 3 silný pleche. Z vnější strany jsou na plech přivařeny ohýbané výztuhy z plechu o stejné tloušťce a skloněny pod 80 vpřed. V přední polovině jsou rovnoěrně rozístěny tři tyto výztuhy. V zadní polovině jsou pouze dvě výztuhy a v ístech, kde by se ěla nacházet třetí, jsou uístěny držáky pro zdvižné raeno a příočarý hydrootor. Celý tento koplet tvoří pevnou část bočnice, která je přivařena v ístech sloupků k dolníu ráu a podlaze. Do 800 vysoké ezery jsou uístěny dvě výklopné bočnice. Rá výklopné bočnice se sestává z horizontálně uístěných tenkostěnných čtvercových profilů 50 x 50 x 5 a z šiko (80 ) uístěných ohýbaných L-profilů 80 x 53 o síle plechu 6. I výklopná bočnice je vyplněna 3 pleche a výztuhai, které ají stejný tvar jako na bočnici pevné. Výztuhy jsou rozístěny rovnoěrně tak, aby byly v jedné linii s výztuhai pevné části. Výklopná bočnice je shora připevněna čtyři panty, které ají speciální skobovitý tvar zajišťující těsné dosednutí bočnice. Bočnice je těsněna proti usýpání přepravované koodity. Jako těsnění slouží z horní strany přetažený výplňový plech pevné bočnice, ze stran jsou to těsnící lišty přivařené pro tento účel na sloupcích. Ze zdola je to přesné dosednutí na obdélníkovou tyč 20 x 30. Bočnice je zajištěna proti otevření tvarový styke (natáčecíi háčky a tyčí kruhového průřezu). Zajištění nebo otevření je zajištěno centrální ovládání, které ůže být ruční i hydraulické. obr. 5.4 pohled z boku (1-zadní sloupek, 2-prostřední sloupek, 3-přední sloupek, 4-horní profil, 5-střední profil, 6plech pevné bočnice, 7-výztuha, 8-pant, 9-horizontální profil výklopné bočnice, 10-L-profil, 11plech výklopné bočnice, 12-výztuha, 13-uzávěr, 14-páka centrálního zavírání)

35 5 Vlastní koncepční návrh 5.3 Přední čelo Přední čelo je vyrobeno ze 3 silného plechu o forátu 2 x 4. Jedná se o výpalek, který á zkosené dolní rohy a v horní části uprostřed je zhotoven otvor 680 x 540 pro kontrolní okénko. Tento výpalek je vyztužen dvěa čtvercovýi profily o rozěrech 80 x 80 x 5,6. Ty jsou od sebe vzdáleny 680 (souěrně od roviny středu korby). Horní hrana je zpevněna horizontálně uístěný profile 80 x 60 x 4. Do otvoru je vložen děrovaný plech (675 x 535 x 1,5 ), který je přivařen natupo k plechu čela a olištován plochýi tyčei 30 x 5. Celé okénko je ještě překryto výsuvný průhledný plexiskle. 5.4 Zadní čelo Zadní čelo je koncipováno asivněji než přední. Rá zadního čela je tvořen čtyři profily 80 x 60 x 5, jejichž konce jsou seříznuty po 45. Výška ráu je 1490 a šířka Rá je vyplněn 3 silný pleche, který je v dolní části ohnut tak, aby se za hranou spodního profilu nedržely nečistoty. Aby se plech neprohýbal, jsou ve vzdálenosti 750 (souěrně od roviny středu korby) vertikálně uístěny dva profily 60 x 60 x 5 a dva ohýbané horizontální L-profily 40 x 40 x 3. V plechu je vypálen otvor o rozěrech 400 x 300. Dvířka, která tento otvor zakrývají, jsou ovládána echanicky. Ovládání je tvořeno dvěa páry táhel přivařenýi na otočnou trubku na koncích opatřenýi ovládacíi pákai. Pohybe pák vzhůru se díky touto kineatickéu echanizu začnou vedená dvířka vysouvat nahoru. Opačný pohybe zase nazpět dolů. Z vnějšku ráu jsou přivařeny plechové výpalky, které uožňují připojení zdvižných raen a jejich přesné nastavení tak, aby čelo přesně dosedalo na korbu. K dokonaléu utěsnění slouží také L-profil 30 x 30 x 3, který je zevnitř uístěn po celé obvodu. obr. 5.5 pohled zezadu (1-připojovací plech, 2-horní profil, 3-výstužné profily, 4-krajní profil, 5-plech zadního čela, 6saočinné jištění, 7-zadní dvířka, 8-ovládací páka, 9-hydraulické jištění, 10-horní profil předního čela, 11-přední okénko, 12-plech předního čela, 13-úchyt pro hák jeřábu)

36 5 Vlastní koncepční návrh 5.5 Zdvižná raena a příočaré hydrootory (PHM) Tato raena ají za hlavní úkol zvedání zadního čela. Mění tedy příočarý pohyb konaný PHM na rotační (zdvižný) pohyb zadního čela. Pro tento účel byly vytvořeny dva zcela odlišné návrhy, z nichž nakonec zvítězil ten druhý Zdvižná raena uístěná nad korbou Pevná osa otáčení raene i pevná osa otáčení PHM prochází držáky přivařenýi k profilu leujícíu korbu shora. Místo působení síly od vysouvajícího se PHM leží asi 200 nad títo profile a zároveň ezi oběa osai. Zvedání a spouštění je ovládáno hydraulický dvojčinný příočarý hydrootore o axiální zdvihu 300. Když se pístnice vysouvá, raeno s celý čele se zvedá. Saotné raeno je tvořeno jako svařenec dvou hlavních nosných plechů o tloušťce 10 a dvou dalších plechů o stejné tloušťce. Ty ají za úkol raeno vyztužit a zpevnit v horní části a zaezit příéu zatékání (např. dešťové vody) do vnitřku raene. Spojení čela a raene je uskutečněno čtyři šrouby M20 procházejícíi přírubai. Přesné nastavení je uožněno oválnýi dírai v přírubách. Nevýhodou je však složitý tvar VON a případně tvar ráu plachty. obr. 5.6 detail zdvižných raen (1-nosný plech raene, 2-čep otáčení raene, 3-kryt raene, 4-příruba raene, 5-žebro zadního čela, 6-příruba čela, 7-spojovací šroub)

37 5 Vlastní koncepční návrh Zdvižná raena uístěná vedle korby Pevná osa otáčení raene je uístěna těsně pod leový profile, ale pevná osa otáčení PHM je již 80 pod ní. Držáky, kterýi tyto osy zároveň prochází, jsou pevně přivařeny k profilu a bočnicovéu plechu. Místo působení síly od PHM leží 185 pod profile a až za pevnou osou otáčení raene. Zvedání a spouštění je ovládáno hydraulický dvojčinný příočarý hydrootore o axiální zdvihu 200. Když se pístnice zasouvá, raeno a s ní celé čelo se zvedá. Saotné raeno je tvořeno jako tvarový výpalek plechu o tloušťce 12 obsahující několik otvorů: otvor pro vodící tyč, otvor pro výztuhu, otvory pro spojení se zadní čele a otvory ustavovací šrouby. Vodící tyč a výztuha jsou tyče čtvercového průřezu o straně 25. Spojení čela a raene je uskutečněno šesti šrouby M16 procházejícíi otvory v raeni a plechovou přírubou na čele. Přesné nastavení je uožněno oválnýi dírai v přírubě a také poocí ustavovacích šroubů. obr. 5.7 detail zdvižných raen (1-nosný plech raene, 2-vodící tyč, 3-čep otáčení raene, 4-hybný čep pístnice, 5-výztuha, 6ustavovací šroub, 7-spojovací šroub) Příočarý hydrootor k zvedání raen zadního čela Nakonec byl zvolen dvojčinný PHM s axiální zdvihe 200. Průěr pístu je 63 a průěr pístnice je 32. Pevné oko je v provedení s kulový ložiske s vnitřní průěre čepu 25. Oko pístnice bude koncipované stejně jen s tou výjikou, že bude šroubovací. Při pracovní tlaku édia 20 MPa je výtlačná síla 59,2 kn a síla zpětná 44 kn [11]. Z konstrukčního uspořádání vyplývá, že právě tato vratná síla bude zvedat zadní čelo

38 5 Vlastní koncepční návrh 5.6 Příslušenství korby Žebřík Vnější žebřík je navržen jako svařenec z čtvercových profilů. Stupačky budou ohýbané L-profily z plechu s oválnýi výstupky. Povrch bude upraven zinkování. Žebřík je nutné při jízdě složit, proto bude dělený na dvě části. Části budou vzájeně otočné přes šroubový spoj. Ve složené poloze bude zajištěn poocí plechové záklapky Vnitřní stupačky Tři vnitřní stupačky jsou přišroubovány na přední čele blíže pravé straně. Výška prvního schodku od podlahy je 530 a další dva jsou od sebe vzdáleny 300. Stupačka schodku bude stejně jako stupačka žebříku ohýbaná z plechu s oválnýi výstupky. Celý schodek bude přišroubován dvěa šrouby M12. obr. 5.8 navržený žebřík obr. 5.9 detail vnitřních stupaček VON VON je navržena zatí jen pro nerealizovanou variantu raen (raena uístěná nad korbou). Výška nástavků je 300 a jsou uístěny po celé obvodu vany. obr VON

39 6 Silové účinky na korbu 6 Silové účinky na korbu 6.1 Zátěžové stavy Pro správnou a spolehlivou funkci návěsu a jeho korby je třeba navrhnout zátěžové stavy, které by co nejvíce odpovídaly reálnéu zatížení v provozu. V tabulce 6.1 jsou zvoleny a definovány zátěžové stavy. tab. 6.1 definice základních zátěžových stavů základní naklopení sěr pozice korby vykládky 45 do boku dozadu do boku dozadu do boku 50 dozadu vysýpání přeprava 30-1 pohyb zrychlení korby [.s ] podélné příčné po rovině brzdění zatáčení plnost korby pořadí plná plná plná plná plná po bo čnice plná plná plná První a nejdůležitější kritérie jsou dvě základní polohy korby vysýpací a přepravní. Podrobnějšíu rozboru budou věnovány další dvě následující podkapitoly. Celke bude v napěťové analýze zkouáno 9 stavů (6-vysýpacích a 3-přepravní) Zátěžové stavy vysýpání Vysýpaní lze definovat jako stav, při které je návěs v klidu a nepůsobí na něj ani příčné ani podélné zrychlení a pohyb koná pouze naklápějící se korba. Ta ůže být sklápěná podle potřeby buď dozadu, nebo do strany (vlevo popř. vpravo). Napěťová analýza bude provedena v několika význaných úhlech naklopení: v praxi se jedná o nejhorší stav, kdy korba již neleží na čtyřech bodech, ale pouze na třech bodech. Saotné vyklápění již není tak nebezpečné, jelikož se přepravovaná koodita postupně usypává nejvyšší sypný úhel většiny obilovin, (dle tab. 6.2). Jelikož je korba priárně navržena pro přepravu obilovin, lze tento úhel považovat za ezní. Po jeho překonání je již všechen zbylý vysýpaný ateriál v pohybu a korba se postupně začíná odlehčovat axiální úhel vyklopení do strany, který navržená korba dovoluje. Poté již zasahuje oezovací ventil ovládaný ocelový lanke, který zastaví přívod hydraulického oleje z traktoru do teleskopického válce a korba se dále nezvedá. Tento stav by v praxi neěl nikdy nastat. I přes extrénost této situace byl tento stav pro jistotu zařazen do výpočtů. Při toto stavu uvažuji, že je iniálně jedna z vyklápěcích bočnic otevřená

40 6 Silové účinky na korbu axiální úhel vyklopení dozadu, který navržená korba dovoluje. Při toto zatěžovací stavu je uvažováno, že je korba naplněná pouze do výšky výklopných bočnic. Tento stav by také v praxi neěl nikdy nastat. Při výpočtech vysýpání není kontrolován stav, kdy traktorista rázovitě urychlí návěs i s nezcela vyklopenou korbou vpřed, za účele uspíšení vykládky ateriálu. Takováto operace se zvednutou korbou je přísně zakázána! tab. 6.2 sypné úhly různých koodit [4] ateriál žito hrách oves slunečnice pšenice ječen loupané obilí kukuřice brabory sypný úhel hnůj chlévový (volně sypaný) píce zelená (silážová) 45 tráva, jetel Zátěžové stavy přeprava Přepravu lze definovat jako stav, kdy návěs i korba jsou spolu spojeny ve čtyřech bodech (2x zadní klopné ložisko a 2x přední M-úchyt) a tento celek je v pohybu. Napěťová analýza bude provedena v několika základních pohybech: - po rovině podle nulového podélného a příčného zrychlení (viz tab. 6.1) je jasné, že vana se pohybuje konstantní rychlostí nebo stojí na ístě. Tento stav v běžné provozu nastává veli často a není nijak nebezpečný. - brzdění podélné zrychlení je záporné a á hodnotu 4.s-1. Tento stav siuluje poěrně prudké brzdění. Převážený ateriál dále setrvává v pohybu a veli zvyšuje hodnoty napětí předevší na přední čele vany. - zatáčení zde je uvažováno zvýšené zatížení boku korby vlive průjezdu zatáčkou. Příčné zrychlení je 3.s-1. Celá hotnost převáženého ateriálu je tlačena títo odstředivý zrychlení na jednu z bočnic. Při průjezdu levotočivou zatáčkou je více naáhán pravý bok a naopak

41 6 Silové účinky na korbu Mezi přepravní stavy jse záěrně nezařadil stav rozjezd, protože zjednodušený odel korby nezahrnuje zadní čelo. Toto čelo zachycuje veškerou sílu vzniklou od dopředného zrychlení, tudíž takováto siulace bez zadního čela není ožná. Lze však usoudit, že pokud výsledky stavu brzdění budou uspokojivé, tak by ez kluzu ateriálu neěla být překročena ani u rozjezdu. Přední čelo je svý tvare a konstrukcí velice podobné zadníu čelu. Dále je ožné předpokládat, že velikost zrychlení, které je traktor schopný vyvinout není tak velké jako zpoalení vyvolané intenzivní brzdění traktoru a návěsu zároveň. 6.2 Výpočet zatížení Základní charakteristika vany: - užitečná délka - užitečná šířka vpředu - užitečná šířka vzadu l = 7514 = 7,514 š1 = 2200 = 2,200 š2 = 2300 = 2,300 š= - užitečná šířka š1 + š 2 2,2 + 2,3 = = 2, užitečná výška (1) v = 1400 = 1,400 V = l š v = 7,514 2,25 1,4 = 23, užitečný obje - axiální hustota přepravovaného ateriálu (dle tab. 6.3) - axiální hotnost přepravovaného ateriálu ρ = 800 kg*-3 = V ρ = 23, = 18935,200kg (3) tab. 6.3 ěrné hustoty různých koodit [4] ěrná hustota -3 [kg* ] ateriál žito hrách oves pšenice ječen kukuřice brabory hnůj chlévový (volně sypaný) tráva, jetel (2)

42 6 Silové účinky na korbu Výpočet zatížení podlahy S = l š = 7,514 2,25 = 16, užitečná plocha podlahy (4) g = 9,81 *s-2 - gravitační zrychlení - tíhová síla nákladu Fg = g = 18935,2 9,81 = ,312 N - tlak na podlahu pp = Fg S = ,957 = 10986,829 Pa 16,907 (5) (6) Výpočet zatížení na stěny vany (přední čelo a bočnice) Stěny jsou zatěžovány hydrostatický tlake, tedy spojitě a lineárně. Na horní hraně bočnice naáhání nulové a na dolní hraně axiální (obr. 6.1). h - síla na stěnu Fs = ρ g b y dy = 0 - poloha síly 1 ρ g b h 2 = ρ g ht b h 2 1 b h3 Ix 2 hc = = 3 = h S ht 1 3 b h2 2 (7) (8) obr. 6.1 hydrostatický tlak Výpočet zatížení při přepravě Při přepravě jsou zatěžovány stěny korby vlive zěny zrychlení (příčné a podélné). Převážený ateriál tedy setrvává v pohybu a zatěžuje stěny. Když je návěs brzděn, zvyšuje se tlak na přední čelo. Pokud projíždí zatáčkou, tlak se koncentruje na bočnici. Zrychlení jsou určena pouze přibližně. Reálné hodnoty by bylo potřeba zjistit ěření v praxi na skutečné návěsu

43 6 Silové účinky na korbu - užitečná plocha předního čela S č = v š1 = 1,4 2,2 = 3,08 2 ab = 4 *s-2 - brzdné zrychlení (zpoalení) - síla na čelo vzniklá brzdění Fč = a B = 18935,2 4 = 75740,8 N - tlak na čelo vzniklý brzdění pč = - užitečná plocha bočnice S b = l v = 7,514 1,4 = 10,520 2 Fč 75740,8 = = 24591,169 Pa Sč 3,08 - tlak na bočnici vzniklý zatáčení (10) (11) (12) ao= 3 *s-2 - odstředivé zrychlení - síla na bočnici vzniklá zatáčení (9) Fb = a O = 18935,2 3 = 56805,6 N pb = Fb 56805,6 = = 5399,772 Pa Sb 10,52 (13) (14) 6.3 Volba způsobu řešení Vzhlede k tou, že jse z počátku neěl velké zkušenosti s progray MKP a s převode forátu z odeláře do MKP, rozhodl jse se nejprve zaýšlený postup vyzkoušet na éně složité součásti. Pro tento účel byl zvolen jednoduchý odel odstavné nohy. Čtyři tyto nohy se používají k odstavení celé prázdné vany v době, kdy korba není potřeba. Odstavná noha byla zvolena i proto, že se skládá podobně jako vana z noralizovaných profilů (jäcklů) a plechových částí. Poocí prograu Autodesk Inventor 2009 byla noha různě vyodelována jako part, tedy jeden celek. Poté byla převedena do prograů Ansys Wokrbench, který podporuje MKP. Noha byla vždy zatížena stejný způsobe a se stejnýi okrajovýi podínkai. Zatížena byla pouze tlake, který siuloval ¼ hotnosti prázdné vany a v dolní části byla oezena vazbou. Ta zaezovala, aby se dosedací plech jakkoliv zvedal z pevné podložky. Pohyb do stran nebyl oezen. Odstavnou nohu jse tedy několikrát analyzoval v prograu Inventor, kde je také odul pro MKP (pracuje na bázi, která podporuje Ansys). Poté byla udělána analýza různýi způsoby přío v prograu Ansys Workbench. Dále ěl být proveden výpočet v klasické Ansysu. Model jse vyodeloval přío poocí střednicových ploch a definoval jejich tloušťku. Bylo zde také zadáno stejné zatížení a vazby jako v předchozích případech. Síťování bylo provedeno poocí skořepinového prvku SHELL. Výpočet se bohužel nezdařil a ani po několika opravných pokusech se nepodařilo dojít k reálný výsledků

44 6 Silové účinky na korbu obr uístění tlaku a vazby obr pevnostní analýza č.1 (Autodesk Inventor) obr pevnostní analýza č.3 (Ansys Workbench) obr pevnostní analýza č.4 (Ansys Wokrbench)

45 6 Silové účinky na korbu obr pevnostní analýza č.5 (Ansys Workbench) tab. 6.4 porovnání výsledků napjatostní analýzy odstavné nohy č progra typ sítě Inventor přednastavená Inventor zjeněná Ansys Workbench 20 Ansys Workbench 30 Ansys Workbench apped ísto ax. napětí pod vzpěrou pod vzpěrou pod vzpěrou pod vzpěrou pod vzpěrou ax. napětí 65,2MPa 65,2MPa 74,3MPa 72,7MPa 62,7MPa čas výpočtu norální delší delší norální delší Ze zkušební analýzy vyplývá, že počítání pevnostní výpočty v Inventoru je zcela nevhodné, hlavně díky tou, že se zde nedají dostatečně podrobně nastavit vazby a zatížení. Nastavení paraetrů sítě je také prakticky neovlivnitelné. Výpočet korby poocí Inventoru je nevhodný. V prograu Ansys Workbench je práce výrazně lepší. Vazby a zatížení jsou plně nastavitelné a pro výpočet vany bohatě dostačují. Síť a způsob síťovaní je také veli dobře ovladatelný. Výpočet korby poocí Ansys Workbench je tedy vhodný. Vzhlede k tou, že síťování a výpočet vany bude nohonásobně náročnější, bude postup následovný: Vana bude vyodelována jako jedna součást (jedno těleso) v Inventoru a následně převedena do Ansysu Workbench poocí funkce Export to AW. Zde bude vysíťována. Maxiální velikost jednotlivých eleentů sítě bude , toho dosáhnee funkcí Body sizing. Model bude dále zavazben a zatížen (podle výše definovaných zátěžových stavů) a nakonec spočten. Tento způsob získání výsledků je pro výpočet korby optiální a dostatečně efektivní. Kvůli zjednodušení při odelování a zejéna výpočtech si dovoluji zanedbat: rádiusy u noralizovaných profilů nedůležité tvarové podrobnosti záslepky noralizovaných profilů írnou šikost bočnic (pro lepší vysýpání je korba írně kónická) panty a centrální zavírání (budou vyodelovány pouze náhrady těchto prvků)

46 6 Silové účinky na korbu 6.4 Model korby Při odelování korby bylo postupováno v souladu s tí, co je napsáno v kapitole 6.3 a konečný odel je převeden do Ansys Workbench (obr. 6.7). Model je vytvořen jako jeden celistvý díl, číž odpadá vysoká složitost zavazování jednotlivých dílů oproti odelu, který by byl složen jako sestava. Jelikož bude celá korba vyrobena jako svařenec, ůžee si toto zjednodušení dovolit. obr zjednodušený odel 6.5 Síťování Síťování odelu proběhlo opět tak, jak je napsáno v kapitole 6.3. Maxiální velikost jednotlivých eleentů sítě byla nakonec zadána na 100. Z hlediska řešeného probléu a vzhlede k rozěrů vany (délka téěř 8 etrů) považuji tuto hodnotu velikosti sítě za dostačující. Model je i tak celke složitý a sestává z přibližně eleentů, které se sebe dotýkají asi v bodech (nodech). obr vysíťovaný odel

47 6 Silové účinky na korbu 6.6 Prostředí Ansys Workbench vazby a zatížení Pro přesnou siulaci zátěžových stavů je nutné použít typy vazeb a typy zatížení, které co nejvíce odpovídají realitě. K napodobení reálně zatížené vany jsou používány funkce: - Pressure funkce siuluje zatížení tlake. K úplnéu zadání je třeba určit plochu nebo plochy, na které bude tlak působit a také hodnotu velikosti tlaku. Funkce byla používána předevší k zatěžování podlahy vany. - Hydrostatic pressure funkce siuluje zatížení hydrostatický tlake. Uvažuji totiž, že na korbě bude přepravována hoogenní koodita o jedné ěrné hotnosti. Zatížení od hydrostatického tlaku je spojité a lineární a s výhodou ho lze použít na zatížení stěn vany (čelo a bočnice). U horní hrany je nulové a sěre dolů se zvyšuje až k axiální hodnotě, která je u podlahy. Díky této funkci neusí tlak složitě skokově rozdělovat na části, jako je tou např. v prograu I-Deas. K úplnéu zadání je třeba ještě určit plochu působení, sěr a velikost zrychlení (v naše případě gravitační), ěrnou hotnost přepravované koodity a nulovou hladinu. - Force funkce siuluje silové zatížení a bude použita k napodobení účinků zrychlení v příčné a podélné sěru (zatáčení, brzdění). K celéu zadání funkce je nutné určit ísto působení (bod, křivka, plocha), velikost a sěr síly. Naproti tou typy vazeb siulují chování korby v ístech spojení s podvozke, což jsou v naše případě zadní klopná ložiska, přední M-úchyty a spojení kulového ložiska s teleskopický válce. V analýze byly použity následující vazby: - - Displaceent vazba oezuje posuvy ve sěrech os x, y, z. Nejdříve je nutné určit ísto oezení (opět to ůže být bod, hrana, plocha). Vazba byla používána na oezení pohybu isky heveru. Reote displaceent vazba oezuje nejen v posuvech v osách x, y, z, ale také rotacích okolo těchto os. Saozřejě je také nutné určit oezované ísto, což bylo v naše případě zadní i přední uchycení. obr. 6.8 zatížení a vazby (A-zatížení podlahy,b-zatížení stěn,c+d-vazby)

48 6 Silové účinky na korbu 6.7 Výpočet axiálních dovolených napětí na ezi kluzu Ocel (ČSN ) = ocel S235JR (EN ) Použití: na bezešvé trubky, nosné konstrukce svařitelnost zaručená Výpočet ezních stavů únosnosti dle ČSN [6]: - ez pevnosti oceli - dolní ez kluzu oceli - dílčí součinitel spolehlivosti ateriálu - dynaický součinitel - hodnota návrhové pevnosti oceli odvozené od eze kluzu - dovolené napětí obsahující dynaický součinitel R = MPa Rein = 235 MPa [6] γm = 1,15 kd = 1,20 fyd fd hodnota návrhové pevnosti f yd = Re in = dovolené napětí obsahující dynaický součinitel fd = f yd 204 = 170 MPa 1,20 γm kd = 235 = 204 MPa (15) 1,15 (16) Hodnota návrhové pevnosti fd pro ocel bude složit jako porovnávací hodnota pro zobrazení výsledků napěťové analýzy předevší v kapitole 7. Ocel (ČSN ) = ocel S355J0 (EN ) Použití: na ostní a jiné svařované konstrukce, ohýbané profily svařitelnost zaručená Výpočet ezních stavů únosnosti dle ČSN [6]: - ez pevnosti oceli - dolní ez kluzu oceli - dílčí součinitel spolehlivosti ateriálu - dynaický součinitel - hodnota návrhové pevnosti oceli odvozené od eze kluzu - dovolené napětí obsahující dynaický součinitel R = MPa Re = 355 MPa [6] γm = 1,15 kd = 1,20 fyd fd hodnota návrhové pevnosti f yd = dovolené napětí obsahující dynaický součinitel fd = Re in γm f yd kd = = 355 = 309MPa (17) 1, = 258MPa 1,20 (18) Hodnota návrhové pevnosti fd pro ocel bude složit jako porovnávací hodnota pro zobrazení výsledků napěťové analýzy předevší v kapitole

49 7 Napěťová a deforační analýza korby 7 Napěťová a deforační analýza korby 7.1 Vysýpání do boku o 1 (zátěžový stav č.1) Při vysýpání do boku již není plná korba v kontaktu ve čtyřech bodech (jako v přepravní poloze), ale jen ve třech. Jsou to zadní ložisko, přední M-úchyt a kulové ložisko teleskopického válce. V toto případě bude korba sklápěna na levou stranu. Vazby a zatížení jsou v souladu s kapitolou 6. Výsledky analýzy jsou zobrazeny v deforované stavu s deforační ěřítke 5. Stav napjatosti je určen podle teorie HMH. obr. 7.1 stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.1 vyklápění do strany o 1 Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 7.1) - axiální deforace 263 MPa 25,5 Nejvíce naáhané ísto korby je vrub vzniklý výřeze v podlahové plechu pro sloupek. Podlahový plech je z ateriálu Nejvyšší napětí korby přesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí přesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. Mezi další veli naáhaná ísta, která překračují ezní dovolené hodnoty lze také zařadit zadní a prostřední sloupek, leový Z-profil a obdélníkový profil v předních horních rozích korby

50 7 Napěťová a deforační analýza korby obr. 7.2 nejvíce naáhané ísto korby 7.2 Vysýpání dozadu o 1 (zátěžový stav č.2) Při vysýpání dozadu opět není plná korba v kontaktu ve čtyřech ístech, ale jen ve třech. Jde o obě zadní ložiska a isku heveru. Vazby a zatížení jsou v souladu s předchozí kapitolou 6. Výsledky analýzy jsou zobrazeny v deforované stavu s deforační ěřítke 5. Stav napjatosti je určen podle teorie HMH. obr. 7.3 stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.2 vyklápění dozadu o

51 7 Napěťová a deforační analýza korby Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 7.3) - axiální deforace 274 MPa 14,8 obr. 7.4 nejvíce naáhané ísto korby Nejvíce naáhané ísto korby je dolní část středového sloupku. Středový sloupek je z ateriálu Nejvyšší napětí korby přesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí přesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. Mezi další veli naáhaná ísta, která překračují ezní dovolené hodnoty, lze také zařadit zadní sloupek a prostřední vnější výztuhu podlahy. 7.3 Přeprava nulové zrychlení (zátěžový stav č.7) Plná korba v přepravní poloze je spojena s podvozke ve všech čtyřech rozích (obě zadní ložiska a přední M-úchyty). Na korbu působí pouze gravitační síla od tíhy nákladu. Vazby a zatížení jsou v souladu s kapitolou 6. Výsledky analýzy jsou zobrazeny v deforované stavu s deforační ěřítke 5. Stav napjatosti je určen podle teorie HMH

52 7 Napěťová a deforační analýza korby obr. 7.5 stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.7 nulové zrychlení Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 7.5) - axiální deforace 241 MPa 7,5 obr. 7.6 nejvíce naáhané ísto korby Nejvíce naáhané ísto korby je vrub vzniklý výřeze v podlahové plechu pro sloupek. Podlahový plech je z ateriálu Nejvyšší napětí korby přesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí přesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd

53 7 Napěťová a deforační analýza korby 7.4 Přeprava zatáčení (zátěžový stav č.9) Plná korba v přepravní poloze je spojena s podvozke ve všech čtyřech rozích (obě zadní ložiska a přední M-úchyty). Na korbu působí gravitační síla od tíhy nákladu a zároveň odstředivá síla od průjezdu zatáčkou. Vazby a zatížení jsou v souladu s kapitolou 6. Výsledky analýzy jsou zobrazeny v deforované stavu s deforační ěřítke 5. Stav napjatosti je určen podle teorie HMH. obr. 7.7 stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.9 zatáčka Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 7.7) - axiální deforace 311 MPa 10,3 Nejvíce naáhané ísto korby je vrub vzniklý výřeze v podlahové plechu pro sloupek. Podlahový plech je z ateriálu Nejvyšší napětí korby přesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí přesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd

54 8 Optializace korby 8 Optializace korby Cíle optializace je zěna konstrukce a ateriálů pro dosáhnutí uspokojivých výsledků v následné kontrolní napěťové a deforační analýze. Hodnoty návrhové pevnosti fyd a dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd nesí být přesaženy nejvyšší napětí vypočtený MKP prograe. 8.1 Shrnutí nedostatků Z výsledků předešlé napěťové analýzy vyplynulo, že nejhůře navržený íste celé korby je dolní část prostředního bočnicového sloupku. Při bližší prozkouání navrženého ísta bylo zjištěno hned několik zásadních a základních nedostatků. Hlavní nedostatke je špatné uístění vnějšího žebra, které vůbec nepodpírá a nevyztužuje sloupek, ale je uístěno 200 za ní. Cely sloupek tak drží pouze leový Z-profil z 6 silného plechu, což je naprosto nepřípustné. Problé vznikl pravděpodobně ze snahy rozístit všechna vnější žebra ve stejných rozestupech. Další konstrukční chybou je přerušení obdélníkové tyče 20 x 30 v ístě sloupku. Priární úkol tyče je sice doražení a těsnění výklopné bočnice, ale to nebrání tou, aby zpevňovala i kritické ísto prostředního sloupku. V poslední řadě je nutno zínit vruby v podlahové plechu. Ty vznikají ve výřezu podlahy určené pro sloupek. Dále je nutné upozornit na další ísta, kde také došlo k překročení dovolených ezí. Zde bych zařadil předevší zadní sloupek, prostřední vnější podlahové žebro, leový Z-profil a tažený obdélníkový profil v předních horních rozích korby. 8.2 Optializace konstrukčních kritických íst korby Kritické ísto uselo být celé přepracováno. Prostřední vnější žebro bylo posunuto o 200 vpřed tak, aby celou svojí šířkou dokonale podepíralo sloupek. Ostatní vnější žebra byla pravidelně rozístěna po celé délce korby. Obdélníkový profil byl použit průběžně po celé délce korby, tedy i za prostřední sloupke. Celá podlaha včetně podlahových plechů byla posunuta tak, aby nebylo nutné v plechách zhotovovat žádné výřezy pro sloupky bočnic, číž se i zjednodušila saotná výroba

55 8 Optializace korby obr. 8.1 pohled na upravený sloupek a) z venku, b) ze vnitř 8.3 Optializace použitých ateriálů Z výsledků předchozí MKP analýzy vyplývá, že je nutná i zěna v oblasti ateriálů. U zadních a prostředních sloupků je třeba zvýšit jejich tuhost, toho docílíe zvětšení tloušťky obdélníkového profilu 160 x 80 ze stávajících 5 na 6. Další nezbytné zěny jsou provedeny v saotné jakosti ateriálu. Korba nebude celá vyráběna z ateriálu , ale na některé naděrně zatěžované části usí být použit ateriál s vyšší ezí kluzu. V úvahu tedy připadá ateriál , který á podobné použití v praxi a jeho svařitelnost je také zaručená. Tento pevnější ateriál bude použit pro zadní a prostřední bočnicový sloupek, leový Z-profil a tažený obdélníkový profil (viz obr. 8.2) obr. 8.2 na červeně vyznačené části použit ateriál

56 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Tato kontrolní analýza bude prováděna obdobný způsobe jako v kapitole 7. Bylo pouze zapotřebí předělat odel tak, aby odpovídal optializační úpravá. Všech následujících devět výpočtů je v souladu s kapitolou 6. Výsledky analýzy jsou zobrazeny v deforované stavu s deforační ěřítke 5 a stav napjatosti je určen podle teorie HMH. 9.1 Vysýpání do boku o 1 (zátěžový stav č.1) obr. 9.1 stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.1 vyklápění do strany o 1 Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.1) - axiální deforace 169 MPa 19,6 obr. 9.2 nejvíce naáhané ísto korby

57 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.2) je v ístě spojení vnitřního žebra s hlavní podélníke. Obě tyto součásti z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. 9.2 Vysýpání dozadu o 1 (zátěžový stav č.2) obr. 9.3 stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.2 vyklápění dozadu o 1 Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.3) - axiální deforace 171,6 MPa 12,6 obr. 9.4 nejvíce naáhané ísto korby

58 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.4) je zešikení tenkostěnného taženého profilu, který je uístěn na horní části předního čela. Tento profil je z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. 9.3 Vysýpání do boku o 30 (zátěžový stav č.3) obr. 9.5 stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.3 vyklápění do strany o 30 Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.5) - axiální deforace 245,4 MPa 17 obr. 9.6 nejvíce naáhané ísto korby

59 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.6) je středový bočnicový sloupek v ístě spojení s okrajový Z-profile. Sloupek je z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. 9.4 Vysýpání dozadu o 30 (zátěžový stav č.4) obr. 9.7 stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.4 vyklápění dozadu o 30 Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.7) - axiální deforace 242,6 MPa 21,4 obr. 9.8 nejvíce naáhané ísto korby

60 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.8) je zádní sloupek ve výšce podlahy korby. Sloupek je z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. 9.5 Vysýpání do boku o 45 (zátěžový stav č.5) obr stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.5 vyklápění do strany o 45 Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.9) - axiální deforace 235,2 MPa 17,9 obr nejvíce naáhané ísto korby

61 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.10) je boční Z-profil asi 30 za přední hlavní příčníke. Z-profil je z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. 9.6 Vysýpání dozadu o 50 (zátěžový stav č.6) obr stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.6 vyklápění dozadu o 50 Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.11) - axiální deforace 210 MPa 6,9-60 -

62 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza obr nejvíce naáhané ísto korby Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.12) je boční Z-profil asi 80 před zadní hlavní příčníke. Z-profil je z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. 9.7 Přeprava nulové zrychlení (zátěžový stav č.7) obr stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.7 přeprava po rovině Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.13) - axiální deforace 161,4 MPa 8,7 obr nejvíce naáhané ísto korby

63 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.14) je boční Z-profil asi 20 za přední hlavní příčníke. Z-profil je z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. 9.8 Přeprava brzdění (zátěžový stav č.8) obr stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.8 přeprava brzdění Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.16) - axiální deforace 208,8 MPa 8,5 obr nejvíce naáhané ísto korby

64 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.16) je zešikení tenkostěnného taženého profilu, který je uístěn na horní části předního čela. Tento profil je z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd. 9.9 Přeprava zatáčení (zátěžový stav č.9) obr stav napjatosti ráu při zátěžové stavu č.9 přeprava zatáčení Výsledek MKP analýzy: - axiální napětí (obr. 9.17) - axiální deforace 217,3 MPa 18,4 obr nejvíce naáhané ísto korby

65 9 Kontrolní napěťová a deforační analýza Nejvíce naáhané ísto korby (obr. 9.18) je středový bočnicový sloupek v ístě spojení s okrajový Z-profile. Sloupek je z ateriálu Nejvyšší napětí korby nepřesahuje hodnotu návrhové pevnosti fyd. Nejvyšší napětí nepřesahuje hodnotu dovoleného napětí s uvažování dynaického součinitele fd Zhodnocení výsledků MKP analýzy I když se některé hodnoty axiálních napětí ohou zdát poěrně vysoké, je třeba brát na zřetel některé další okolnosti, které výsledné hodnoty zkreslují. Vana je zatěžována přibližně kg(6). Celý systé Mega 230 á nejvyšší povolenou hotnost kg. Náklad naložený na korbě by tedy neěl v žádné případě přesahovat kg. Vzniklá rezerva bude ještě více zvyšovat zvolenou bezpečnost. Další okolností, která zvyšuje napětí a také velikost deforace, je nepřítonost zadního čela a raen. Tato skutečnost veli zvyšuje napětí na zadní sloupku a deforaci na horních profilech korby. Nakonec je třeba zínit i vliv prvků, které byly zanedbány pro zjednodušení výpočtu. Jsou to například záslepky profilů nebo uchycovací oka pro jeřáby. Právě reálná přítonost těchto prvků by snížila napětí v dolní části středového sloupku nebo horního profilu na přední čele

66 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby 10.1 Pant bočnice Při výpočtu průěrů čepů budu uvažovat teoreticky nejhorší stav, který ůže nastat. Jde například o zarznutí nákladu v korbě nebo o zapoenutí obsluhy traktoru odjistit uzávěry bočnic. V toto případě nepůsobí síla od nákladu pouze na panty a uzávěry, ale částečně také na horní pevnou (nevýklopnou) část bočnice. Pro zvýšení bezpečnosti a zjednodušení výpočtu uvažuji, že celá hotnost nákladu působí jen na výklopnou bočnici. Tato bočnice dále působí na 14 uzlů (8 pantů a 6 uzávěrů), které jsou rovnoěrně rozloženy po celé délce korby. Na každý uzel tedy připadá stejný díl reakční síly. V těchto případech nastane to, že celá hotnost nákladu se soustředí pouze na tyto čepy. Maxiální síly nastanou při největší úhlu vyklápění, což je pro vyklápění na stranu 45 (obr. 10.1). obr detail odel pantu obr síly na uložení bočnice - tíhová síla nákladu Fg = N - složka tíhové síly působící na bočnici Fx = Fg sin 45 = sin 45 = N (19) - složka tíhové síly působící na podlahu Fy = Fg cos 45 = cos 45 = N (20) - počet uzlů (pantů + uzávěrů) n = = 14 - reakční síla v uzlu Fu = Fx = = 9382 N n (21) (22)

67 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby obr detail pantu, silová rovnováha, kritické průřezy - počet průřezů o=2 - reakční síla v uložení pantu Fru = Fu 9382 = = 4691N o 2 (23) Kontrola průěru šroubu na střih - dovolené napětí ve syku pro střídavé naáhání[3] σ DIII = MPa (ateriál ) F 4691 S in A = ru = = 93,8 2 (24) - iniální průřez v ístech A 50 σ DIII d in = - iniální průěr šroubu 4 S in A π = 4 93,8 π =10,9 (25) 10,9 < 13,55 => vyhovuje Volí šroub M16 (pevnostní třída 8.8). Ten v pantu plní funkci čepu a jeho iniální průěr závitu je d3 = 13,55 [3]. Takto velký šroub á dostatečnou rezervu ateriálu, aby vydržel v těžkých podínkách na korbě Kontrola držáku pantu na tah S in B = b (v d ) = 10 (45 17) = (26) F napětí v tahu v ístě in. průřezu B σ B = ru = = 16,8MPa (27) S in B dovolené napětí v tahu pro střídavé naáhání[3] σ DIII = MPa (ateriál ) - iniální průřez v ístech B 16,8 MPa < 45 MPa => vyhovuje Držák pantu je navržen dostatečně velký a ani zeslabení průřezu dírou pro šroub nezvyšuje napětí v ateriálu nad dovolenou ez

68 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby Kontrola svaru držáku pantu Kontrola všech svarů je provedena dle nory ČSN [10]. Podle této nory se počítají svarové spoje konstrukcí z uhlíkové oceli o pevnosti MPa. Pevnost sváru bude iniálně stejně velká jako pevnost svařovaného ateriálu. Držák pantu bude přivařen k jäcklu v ístě C z obou stran (obr. 10.3). Z obrázku je vidět, že sváry jsou naáhány na syk. - výška svaru - délka svaru - výpočtová délka svaru a = 5 a 5 t= = = 7,1 0,7 0,7 ls = 45 l v = l s 1,5 t = 45 1,5 7,1 = 34,4 - sykové napětí kolé na sěr svaru τ = - délka svaru - výpočtová délka svaru ls = 70 l v = l s 1,5 t = 70 1,5 7,1 = 59,4 - tloušťka svaru - sykové napětí rovnoběžné na sěr svaru τ II = - převodní součinitel svarového spoje Fu 9382 = = 13,6MPa 4 a l v ,4 Fu 9382 = = 7,9MPa 4 a l v ,4 (28) (29) (30) (31) (32) ατ = 0,75 ατii = 0,65 - součinitel tloušťky koutového svaru - ez kluzu v tahu [3] β = 1,3 0,03*t = 1,3 0,03*7,1 = 1,09 σ Kt = 186 MPa - podínka pevnosti koutových svarů τs = ( σ τ 2 τ II 2 ) +( ) β Kt ατ α τii n (34) τs = ( 13,6 2 7, ) +( ) 1,09 0,75 0,65 1,5 (35) (33) 21,8MPa 135,2MPa => vyhovuje Svar v ístě C (obr. 10.3) splňuje pevnostní podínku pro koutové svary Kontrola svaru pantu a bočnice Jedná se o svary v obr označené jako ísto D. Tento svar není třeba kontrolovat, protože je naáhaný na tlak

69 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby 10.2 Zavírání bočnice Kontrola svaru zavírání bočnice Kontrola všech svárů je provedena dle nory ČSN [10]. Podle této nory se počítají svarové spoje konstrukcí z uhlíkové oceli o pevnosti MPa. Pevnost sváru bude iniálně stejně velká jako pevnost svařovaného ateriálu. Zavírání bude přivařeno k jäcklu v ístě F z obou stran (obr. 10.4). Z obrázku je vidět, že sváry jsou naáhány na syk. obr detail uzávěru, silová rovnováha, kritické průřezy - výška svaru - tloušťka svaru - délka svaru - výpočtová délka svaru - sykové napětí kolé na sěr svaru a = 5 a 5 t= = = 7,1 0,7 0,7 ls = 70 l v = l s 1,5 t = 70 1,5 7,1 = 59,4 Fu 9382 τ = = = 7,9MPa 4 a l v ,4 - sykové napětí rovnoběžné na sěr svaru τ II = 0MPa - převodní součinitel svarového spoje (36) (37) (38) (39) ατ = 0,75 ατii = 0,65 - součinitel tloušťky koutového svaru - ez kluzu v tahu [3] β = 1,3 0,03*t = 1,3 0,03*7,1 = 1,09 σ Kt = 186 MPa (40)

70 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby - podínka pevnosti koutových svarů τs = ( σ τ 2 τ II 2 ) +( ) β Kt ατ α τii n (41) 7, ) +( ) 1,09 0,75 0,65 1,5 (42) τs = ( 10,5MPa 135,2 MPa => vyhovuje Svar v ístě F (obr. 10.4) splňuje pevnostní podínku pro koutové svary Kontrola čepu uzávěru bočnice V toto případě se jedná o kontrolu čepu na střih v kritických ístech E. - napětí ve syku v ístě průřezu E FU = = = 23,3MPa τe = 2 2 S in E π 16 2 π d in E dovolené napětí ve syku pro střídavé naáhání[3] (43) σ DIII = MPa (ateriál ) 23,3 MPa < 30 MPa => vyhovuje Čep uzávěru bočnice vyhovuje podínce bezpečnosti a nepřesahuje dovolené napětí Vnitřní schodek Zde se jedná o kontrolu vnitřních schodků, uístěných na přední čelo vpravo (z pohledu sěru jízdy). Je provedena kontrola na ohyb nosné části. Uvažuji statické zatížení cca 120 kg těžkou osobou. Aby byla bezpečnost zvýšena, volí zatížení schodku 1800 N. - zatížení schodku - vyložení schodku - šířka ateriálu - výška ateriálu Fz = 1800 N e = 140 b = 4 h = 40

71 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby obr detail schodku σo = - napětí v ohybu MO = WO Fz e = = 118,1MPa 2 b h (44) - dovolené napětí v ohybu pro statické naáhání[3] σ DIII = MPa (ateriál ) 118,1 MPa < 120 MPa => vyhovuje Vnitřní schodek vyhovuje podínce bezpečnosti a nepřesahuje dovolené ohybové napětí Zadní čelo Zadní čelo v přepravní poloze V této podkapitole je proveden výpočet síly, která usí být překonána silou příočarého hydrootoru. Vzhlede k tou, že úhel α je alý, lze předpokládat, že potřebná síla pro zvedání bude značně vysoká. Uístění těžiště raen se zadní čele bylo určeno poocí prograu Inventor, stejně tak i hotnost a vzdálenosti ezi důležitýi body. obr detail raen a zadního čela, silová rovnováha

72 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby Hodnoty zjištěné v Inventoru: - vzdálenosti středů čepů - hotnost zadního čela a zdvižných raen - úhel natočení pístnice od osy x u = 155 w = 64,5 v = 996 č = 236,25kg α = 10,15 - tíhová síla od čela a raen FG = č g = 236,25 9,81 = 2317,6 N (45) - složka síly PHM v ose x FPX = FP cos α (46) - složka síly PHM v ose y FPY = FP sin α (47) - oentová rovnováha okolo bodu 0 (48) M o =0 FG v + FPY w FPX u = 0 FG v + FP sin α w FP cos α u = 0 - iniální síla PHM (49) FG v w sin α u cos α 2317,6 996 FP = 64,5 sin 10, cos 10,15 FP = FP = 16347,1N i FPX = 16347,1 cos 10,15 = 16091,3N FPY = 16347,1 sin 10,15 = 2880,8 N Zadní čelo ve zvednuté poloze Zadní čelo je axiálně zvednuté. Je tedy nutné spočítat sílu, kterou usí vyvinout PHM, aby udržely čelo ve stabilizované poloze. Hodnoty zjištěné v Inventoru: - vzdálenosti středů čepů u = 110 w = 126 v = 672 α = 8,90 - úhel natočení pístnice od osy x

73 10 Kontrolní výpočty dílčích částí navržené korby obr detail raen a zadního čela, silová rovnováha - oentová rovnováha okolo bodu 0 (50) M o =0 FG v FPY w FPX u = 0 - iniální síla PHM FG v FP sin α w FP cos α u = 0 (51) FG v FP = w sin α + u cos α 2317,6 672 FP = 126 sin 8, cos 8,90 FP = 12151,3 N II Z výpočtů zadního čela vyplívá, že největší síla, kterou usí PHM vyvinout je na počátku zdvihu. PHM usí překonat sílu ,1 N, což je asi 16,35 kn. V kapitole 5.5.3, která se zabývá volbou hydrootorů, jsou zvoleny 2 příočaré hydrootory, z nichž každý vyvine sílu 44 kn (při pracovní tlaku 20 MPa). PHM jsou tedy bohatě naddienzovány a čelo s raeny by ěly bez probléů ovládat. Důvode je, že ne všechny traktory dokáží vyvinout tlak 20 MPa. Síla PHM je tí páde enší. Další z důvodů je již dlouhodobé a ověřené používání PHM se stejnýi paraetry. Nakonec je třeba uvést, že váha zadního čela se ůže ještě dále zvětšovat, např. přiontování nástavku nebo šnekového dopravníku