MANIPULÁTOR PRO LETECKÉ AGREGÁTY

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 MANIPULÁTOR PRO LETECKÉ AGREGÁTY MANIPULATOR FOR AIR COMPONENT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE VLADIMÍR KAŠE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BRNO 00 doc. Ing. MIROSLAV ŠKOPÁN, CSc.

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Ústav automobilního a dopravního inženýrství Akademický rok: 009/00 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE student(ka): Vladimír Kaše který/která studuje v bakalářském studijním programu obor: Stavba strojů a zařízení (0R06) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č./998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské práce: Manipulátor pro letecké agregáty v anglickém jazyce: Manipulator for air component Stručná charakteristika problematiky úkolu: Konstrukční návrh pojízdného manipulátoru pro manipulaci s díly při opravách vrtulníků. Základní technické parametry: Nosnost.. 50 kg výška zdvihu závěsu.. 5 m Manipulátor řešte jako vlečný Cíle bakalářské práce: Technická zpráva obsahující: - koncepce navrženého řešení, - funkční výpočet zařízení, návrh jednotlivých komponent, - pevnostní výpočet a další výpočty dle vedoucího BP Výkresová dokumentace obsahující: - celková sestava zařízení - podsestavy a výrobní výkresy dle pokynů vedoucího BP

Seznam odborné literatury:. POLÁK, J.: Dopravní a manipulační zařízení II.,. vyd., Ostrava: VŠB - Technická univerzita, 00, 0 s., ISBN: 80-8-09-X. PAVLISKA, J., HRABOVSKÝ, L.: Dopravní a manipulační zařízení IV,. vyd., Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 00, 8 s., ISBN: 80-8-057-5.GAJDŮŠEK, J.; ŠKOPÁN, M.: Teorie dopravních a manipulačních zařízení, skripta VUT Brno, 988 Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc. Termín odevzdání bakalářské práce je stanoven časovým plánem akademického roku 009/00. V Brně, dne 0..009 L.S. prof. Ing. Václav Píštěk, DrSc. Ředitel ústavu prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc. Děkan fakulty

Abstrakt: Bakalářská práce řeší konstrukční návrh mobilního manipulátoru pro letecké agregáty. Cílem je navržení hlavních nosných segmentů. Jedná se o jejich navržení pomocí návrhového výpočtu a provedení kontrolního výpočtu. Manipulátor umožňuje manipulaci s agregáty do maximální výšky 5 metrů a maximální hmotnosti 50 kilogramů. Klíčová slova: Manipulátor, výložník, rám manipulátoru, hydraulický systém, pevnostní výpočet Abstract: The bachelor's thesis has solved the design proposal of the mobile manipulator for the aeroaggregates. The goal is to design main carrier units. The design has been proposed by means of the project calculation and performing the check calculation. The manipulator is enabling manipulation with the aggregates up to the maximum height of 5 metres and maximum weight of 50 kg. Keywords: Manipulator, jib, manipulator frame, hydraulic system, strenght calculation

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE KAŠE, V. Manipulátor pro letecké agregáty. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 00. 60 s. Vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc.

ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně, pod vedením vedoucího bakalářské práce pana doc. Ing. Miroslava Škopána, CSc. a s použitím uvedené literatury. V Brně dne..... Vladimír Kaše

PODĚKOVÁNÍ Chtěl bych poděkovat všem, kteří mně byli nápomocni při tvorbě bakalářské práce. Zejména vedoucímu práce doc. Ing. Miroslavu Škopánovi, CSc za cenné rady a poskytnutí informací ke splnění této závěrečné práce. Dále bych poděkoval mojí rodině, která se stala mojí oporou v celém období studia na vysoké škole.

Obsah Úvod.... Cíle práce... Volba konstrukce.... Bližší specifikace návrhu... Návrhový výpočet.... Návrh výložníku..... Výpočet prostorové příhradové konstrukce...7.. Výpočet nosníku pro uchycení pístnice hydromotoru...9.. Výpočet dílu pro uchycení oka...... Základní poloha...... Poloha při maximálním zdvihu.....5 Volba materiálu výložníku.....6 Výpočet napětí v konstrukci výložníku.... Návrh nosného rámu..... Výpočet rámu..... Volba materiálu rámu..... Výpočet napětí v konstrukci rámu..... Pojezdová kola manipulátoru.... Návrh hydraulického systému...5.. Hydraulický obvod manipulátoru...5.. Hydromotor...6.. Hydraulický agregát...6... Základní výpočty pro volbu hydraulického agregátu...6... Volba hydraulického agregátu...7. Návrh elektrického zapojení...8 Kontrolní výpočty...9. Kontrola stability na překlopení...9.. Výpočet stability...0. Kontrola hydromotoru na vzpěr...0.. Rovnice pro výpočet sil a napětí působící na pístnici hydromotoru..... Výpočet v základní poloze při maximálním zatížení..... Výpočet v poloze při maximálním zdvihu a při maximálním zatížení..... Diagram vzpěrné pevnosti.... Šroub uchycení výložníku.... Šroub uchycení válce a pístnice hydromotoru....5 Osa zadních kol...5.6 Osa předního otočného kola...6.7 Manipulační oje...8.8 Kontrolní výpočet hydraulického systému...9 5 Závěr...0 6 Seznam použitých zdrojů... 7 Seznam použitých zkratek a symbolů... 8 Seznam obrázků...5 9 Seznam tabulek...5 0 Seznam příloh...6

Úvod V současné době je stále aktuální používat při opravách, výměnách agregátů v leteckém provozu speciální manipulační prostředky. Za tímto účelem byla vypracována moje bakalářská práce, kterou tvoří kompletní návrh konstrukce mobilního manipulátoru. Manipulátor bude používán jak v uzavřených prostorách, tak i mimo tyto prostory, na otevřených plochách letiště. Manipulace s materiálem bude prováděna na betonových, asfaltových, tak i na zpevněných travnatých plochách. Manipulátor je složen ze dvou hlavních celků svařované konstrukce. Manipulaci s břemenem zajišťuje výložník, který je ovládán hydraulickým systémem. Pohyb po zemi je zajištěn vlastní silou člověka, nebo může být vlečen za vozidlem.. Cíle práce Cílem bakalářské práce je navrhnout manipulátor pro manipulaci s leteckými agregáty, díly při jejich opravách, či výměnách při vypršení jejich životnosti. Navrhnout konstrukci výložníku na základě zadaných parametrů maximálního zatížení a maximálního zdvihu. Vyřešit ovládání výložníku. Dále navrhnout nosný rám manipulátoru s možností pohybu při vlekání, nebo při samotné manipulaci s materiálem. Cílem práce není navržení systému uchycení materiálu. Přípravky k uchycení agregátů, dílů jsou součástí soupravy pro manipulaci s agregáty dodány výrobcem konkrétní letecké techniky. Volba konstrukce Volba konstrukce manipulátoru vyplývá ze zadání práce. Byla zadána jen tíha břemene a maximální zdvih manipulátoru. Jako řešení jsem zvolil příhradovou konstrukci výložníku uchycenou na pojízdném rámu s otočným kolečkem, na které je upevněno manipulační oje. Tím je zabezpečen neomezený pohyb po zemi při manipulaci s materiálem. Současně s pohybem po zemi můžeme zvedat či spouštět výložník s břemenem.. Bližší specifikace návrhu Výložník Výložník je řešen jako příhradová konstrukce, svařená z bezešvých trubek, na rozšířeném konci je navařeno uchycení pro otočný spoj. Na užším konci je přivařeno z plechu uchycení pro oko. Část výložníku, která je určena pro uchycení pístnice hydromotoru a je svařena ze tří ocelových plochých tyčí válcovaných za tepla. Rám Hlavní nosný rám je svařen z jäckl profilu. Na tento rám je přivařena pomocná konstrukce tvořena také z jäckl profilu, ke které je otočně přimontován výložník. Dále je k rámu přivařen přední otočný uzel pro uchycení kola a konzola uchycení přímočarého hydromotoru. Na konci rámu jsou přivařeny konzoly z plechu pro uchycení pojezdových kol.

Kola rámu Kola podvozku jsou se vzduchovou pneumatikou s diskem s lisované oceli. V discích jsou vložena kuličková ložiska. Vlečné a manipulační oje Manipulační a zároveň vlečné oje je svařeno z bezešvé trubky. Na konci oje jsou přivařeny náboje pro uchycení osy předního otočného kola. Hydraulický systém Hydraulický systém je tvořen hydrogenerátorem, který pohání elektromotor na V. Hydrogenerátor tlakovou kapalinou přes sestavu ventilů a škrtičů pohání přímočarý hydromotor, který ovládá výložník. Doplňkové vybavení Protože manipulátor je řešen jako mobilní, tak má záložní zdroj elektrické energie pro elektromotor hydrogenerátoru. Je použit akumulátor na V. Může být použito i připojení na externí zdroj energie. Návrhový výpočet. Návrh výložníku.. Výpočet zatěžujících sil a momentů Obr. Výpočtový prutový model výložníku Známé hodnoty: mb = 50 kg Navržené vzdálenosti: l = 0,8 m g = 9,8 ms- l =,5 m Fb = mb g Fb = 50.9,8 (. ) Fb = 5N

Uvolnění vazeb Obr. Nahrazení vazeb vazebními silovými účinky A rotační vazba ξ i = [], str. 00 B obecná vazba ξ i = Statické podmínky pro silovou rovnováhu s = μ ν [],str. 09 (.) s = s = 0 prut je staticky uložen Podmínky statické rovnováhy dle obr. F x = 0; F y = 0; M = 0; i FAx = 0 (.) i FAy + FBy Fb = 0 (.) FBy l Fb (l + l ) = 0 (.5) io FBy = Výpočet výsledných stykových sil Fb (l + l ) 5.(,5 + 0,8) = 65N l 0,8 FAy = Fb l,5 FAy = 5. = 798N l 0,8 (.7) FAx = 0 N (.8) Průběhy výsledných vnitřních účinků na prutovém modelu výložníku Obr. Interval I (.6) Obr. Interval II 5

Interval I: x 0; l ) 0;,5) Fx: Fy: (.9) N I = 0N (.0) TI = Fb TI = 5 N (.) MO: M OI = Fb x 5. 0;,5) = 0;09 )Nm (.) Interval II: x l ; l ) (,5;5,) (.) Fx: N II = 0 N (.) Fy: TII = Fb FBy TII = 5 65 = 798N (.5) MO: M OII = Fb x ( x l ) 5.(,5;5,) 65.[(,5;5,),5] M OII = (09;0)Nm obr 5. VVÚ na prutovém modelu výložníku 6 (.6)

.. Výpočet prostorové příhradové konstrukce Výpočet normálových sil a reakcí ve vazbách navrženého výložníku, byly vypočítány v programu IDA Nexis.0.08. Statická vnější určitost: Nutná podmínka vnější statické určitosti prostorové konstrukce. ν = μa [],str.0 ν = μa 6 = 6 (.7) (.8) Z toho plyne že soustava je vně staticky určitá. Statická vnitřní určitost: Nutná podmínka vnitřní statické určitosti prostorové konstrukce p = k 6 [], str. 0 (.9) k = 0 ; p = 5 p = k 6 5 = (.0 ) 6 5 = 5 (.0) Z výpočtu plyne, že prutová soustava je vnitřně staticky určitá. Obr. 6 Výpočtová prostorová příhradová konstrukce výložníku Na obr. 6 červeně jsou označeny styčníky a černě jsou označeny jednotlivé pruty. Tabulka styčníků Pro provedení výpočtu v programu IDA Nexis.0.08, byla vytvořena tabulka se souřadnicemi jednotlivých styčníků. [], str. 7 7

číslo styčníku x 0 5 7 8 9 0 5 6 7 8 0 0 0 0 68 0 0 68 0 0 0 5 8 5 0 0 0 5 66 0 5 0 0 6 7 0 6 0 0 5 9 0 Tab. Souřadnice styčníků [mm] Silové reakce ve vazbách: Výpočet silových reakcí a normálových sil na prutech navrženého výložníku, byly vypočítány v programu IDA Nexis.0.08. vazba FZ = 7N vazba FZ = 7N vazba FZ = 76N 9 0 0 800 800 800 00 00 800 00 00 800 00 800 800 00 00 800 500 500 500 y 75 75 69 69 z 6 Normálové síly v jednotlivých prutech při maximálním povoleném zatížení : N = -00 N N = -907 N N = -50 N N = -69 N N5 = 85 N N6 = 0 66 N N7 = 755 N N8 = -00 N N9 = -969 N N0=-907N N = -907 N N = 0 N N = N N = 9 N N5 = 9 N N6 = 5 N N7 = -0 N N8 = -0 N N9 = -60 N N0 = 0 N N = -60 N N = 90 N N = 90 N N = -76 N N5= 868N N6 = -05 N N7 = -05 N N8 = -9 N N9 = 0 N N0 = -9N N = N N = N N = 8 N N = 077 N N5 = -58 N N6 = -58 N N7 = -7895 N N8 = 0 N N9 = -7895 N N0 = N N = 79 N N = 79 N N = 096 N N = -89 N N5 = 0 N N6 = -89 N7 = -7 N N8 = -79 N9= -97 N N50 = 0 N N5 = 0 N N5 = 0 N N5 = 0 N N5 = 0 N Podrobné výsledky vypočtených normálových sil ve stavu maximálního zatížení od břemena a zatížení od vlastní hmotnosti je uveden v příloze. 8 5 0 0 7

.. Výpočet nosníku pro uchycení pístnice hydromotoru Viz obr. 6 prut číslo 7 Rozměry: a = 5 mm b = 0 mm c = 0 mm d = 5 mm f = 5 mm g = 5 mm h = 0 mm i = 5 mm j = 0 mm Obr. 7 Profil nosníku uchycení válce hydromotoru Ohybový moment l7 = 0,6m FZ = 76N M Omax = M O7 = Fl [Nm] 76.0,6 FZ l7 M O7 = = 7 Nm (.) (.) Těžiště n xt = [],str. 5 xi Si i = n S i = i n ; yt = ys i = n i S i = i [m] [8] (.) i Dosazení do rovnic (.) vychází z obr. 7 xt = c 0,0 xt = = 0,0m (.) 9

a (a.c ) j + b bg j + b + d d ( f i ) yt = (ac ) (bg ) [d ( f i )] 5 (5.0) 0 + 0.0.5 0 + 0 + 5.5(5 5) yt = (5.0) (0.5) [5(5 5)] (.5) (.6) yt = 7,8.0 m Kvadratický moment průřezu Z předchozího výpočtu mohu stanovit vzdálenost vlákna e, e e yt ; e a e = a e Ix = ( Be bh + ae ) (.7) [m ] [],str. 5 (.8) Do vzorce dosazeny hodnoty dle obr. 7. [ ] [m ] Ix = ce ( f + g )(e j ) + he Ix = 0,0.0,078 0,0.0,0078 + 0,0.0,05 I x = 6,7.0 7 m (.9) ( ) Průřezový modul v ohybu WO = Ix 6,7.0 7 WO = =,908.0 5 m 7,8.0 e [],str. (.0) WO = Ix 6,7.0 7 WO = =,.0 5 m 7,8.0 e [],str. (.) Napětí v ohybu σ max = σ = σ = MO [MPa] WO M Omax WO M Omax WO (.) σ = 7 = 7,06 MPa,908.0 5 (.) σ = 7 = 59,957 MPa,.0 5 (.) 0

Pro střídavé zatížení v ohybu při použití materiálu 75, S 55J EN dle 005- je dovolené napětí podle tabulek σ dov = 50 75MPa [],str. 55 σ < σ dov (.5) σ = σ max ; σ σ dov (.6) Navržený tvar nosníku pro namáhání v ohybu vyhovuje... Výpočet dílu pro uchycení oka Obr.8 Schéma koncové části dílu uchycení oka Obr.9 Tvar dílu uchycení oka při maximálním zdvihu výložníku l6 = 0,9 m b = 0, m Fb = 5 N b = 0,0 m α = 50 h = 0,0 m... Základní poloha V základní poloze, při maximálním zatížení působí na díl pouze tahová síla Fb. Dovolené napětí v tahu, při střídavém zatížení konstrukční oceli 50 je podle tabulky σ Do = 65 95MPa [],str. 5 Dosazeno dle obr.8 a obr. 9 S u = (b h ) Su =.(0,0.0,0) = 6,6.0 m σ = F N 5 σt = b σt = =,77 MPa [],str. 0 S Su 6,6.0 Vypočtené σ T < σ Do. Napětí v tahu vyhovuje podmínkám. (.7) (.8)

... Poloha při maximálním zdvihu Výpočet sil Dosazeno dle obr. 8 Fou = Fb sin α Fou = 5. sin 50 Fou = 879 N (.9) Ftu = Fb cos α Ftu = 5. cos 50 Ftu = 577 N (.0) Výpočet v ohybu Dovolené napětí v ohybu, při střídavém zatížení konstrukční oceli 50 je podle tabulky σ Do = 70 05MPa M O max = Fl = 6.F.l b.h.σ Do σ Do = 6 b.h [],str. 55 [],str. 6 M O max = Fou l6 M O max = 879.0,9 = 67,8 Nm σ Do = 6l6 Fou 6.0,9.879 σ Do = = 87,76MPa bh 0,.0,0 (.) (.) (.) Z výpočtu plyne, že σ Do vypočtené leží v rozsahu tabulkové σ Do. Výpočet v tahu Dovolené napětí v tahu, při střídavém zatížení konstrukční oceli 50 je podle tabulky σ Do = 65 95MPa. σ= [],str. 5 F N 57 σ T = tu σ T = =,MPa S Su 6,6.0 (.) Vypočtené σ T < σ Do. Napětí v tahu vyhovuje podmínkám...5 Volba materiálu výložníku Nejvíce namáhané pruty, horní část konstrukce: materiál 5., ČSN 67. trubka bezešvá přesná kruhová 0/5 [9] Nejvíce namáhané pruty, hlavní nosná konstrukce: materiál 5., ČSN 67. trubka bezešvá přesná kruhová 0/ [9] Boční příčníkové pruty: materiál 5., ČSN 67. trubka bezešvá přesná kruhová 0/ [9] Šikmé pruty ve spodní části: materiál 5., ČSN 67. trubka bezešvá přesná kruhová / [9] Nosník pro uchycení pístnice, horní díl: materiál S 5JR (.008) dle EN 005-, EN 0058 tyč ocelová plochá válcovaná za tepla 0x5 [ 9 ] Nosník pro uchycení pístnice, střední díl: materiál S 5JR (.008) dle EN 005-, EN 0058 tyč ocelová plochá válcovaná za tepla 0x0 [ 9 ] Nosník pro uchycení pístnice, dolní díl: materiál S 5JR (.008) dle EN 005-, EN 0058 tyč ocelová plochá válcovaná za tepla 0x0 [ 9 ] Uchycení pro oko: materiál S 55JC+N(.0579) dle EN 005-, EN 005+A plech válcovaný za tepla tl. 0 mm [9]

..6 Výpočet napětí v konstrukci výložníku Výpočet napětí v prutech navrženého výložníku, při přiřazení zvoleného profilu a materiálu byly vypočítány v programu IDA Nexis.0.08. Podrobné výsledky jsou přiloženy v příloze.. Návrh nosného rámu.. Výpočet rámu Výpočet normálových sil a reakcí ve vazbách navrženého rámu manipulátoru, byly vypočítány v programu IDA Nexis.0.08. Obr.0 Výpočtová konstrukce rámu manipulátoru Na obr. 0 červeně jsou označeny styčné body a černě jsou označeny jednotlivé pruty rámu. Pro provedení výpočtu byl použit program IDA Nexis.0.08. Dále byla vytvořena tabulka se souřadnicemi jednotlivých styčníků, pro zadání do výše uvedeného programu. číslo styčníku 00 00 00 00 x 0 y z 0 500 0 0 50 0 5 0 50 0 0 6 7 00 00 500 57 0 0 8 9 0 800 800 500 800 500 800 0 57 800 800 0 0 0 0 800 0 5 00 00 800 50 50 0 800 800 Tab. Souřadnice styčníků [mm] Silové reakce ve vazbách Vypočtené reakce ve vazbách při maximálním povoleném zatížení vychází z obr. 0, kde výpočet proveden pro nebezpečné a všechny kombinace. Zatěžovací stav je od maximálního povoleného zatížení, stav je zatížení od vlastní hmotnosti rámu.

Tab. Reakce v podporách rámu Síly v jednotlivých prutech při maximálním povoleném zatížení Podrobné výsledky vypočtených silových účinků ve stavu maximálního zatížení od břemena a zatížení od vlastní hmotnosti je uveden v příloze... Volba materiálu rámu Spodní část rámu: materiál S 55 JH (.0576) dle EN 09-, profil uzavřený svařovaný černý s obdélníkovým průřezem 0x80x5, ČSN EN 09- [ 9 ] Horní část rámu: materiál S 5 JRH (.009) dle EN 09-, profil uzavřený svařovaný černý s obdélníkovým průřezem 80x0x5, ČSN EN 09- [ 9 ] Opory nosného rámu: materiál 5., ČSN 67. trubka bezešvá přesná kruhová 0/ [9] Nosník uchycení výložníku: S 5 JR (.008) dle EN 005-, profil otevřený průřezu U, rovnoramenný 80x0x, EN 06 [9] Manipulační oje: materiál 5., ČSN 67. trubka bezešvá přesná kruhová 0/ [9] Přední otočný uzel, střední žebro konzoly uchycení zadních kol, podlah rámu v přední části: materiál S 55JC+N(.0579) dle EN 005-, EN 005+A plech válcovaný za tepla tl. 0 mm [9] Náboj zadních kol a náboj otočného kola, vymezovací kroužky: materiál S 55JC+C (.0579) dle EN 077-, tyč kruhová tažená za studena, EN 078, úchylka h9, [9] průměr 60 Horní a spodní část žebra konzoly uchycení zadních kol: materiál S 5JR (.008) dle EN 005-, tyč ocelová plochá válcovaná za tepla, EN 0058, rozměr 5x5 [9] Podlaha v rámu, střední část konzoly zadních kol: materiál S 55JC+N(.0579) dle EN 005-, EN 005+A plech válcovaný za tepla tl. 0 mm [ 9 ] Kryt akumulátoru: materiál S 55J(.0577) dle EN 005-, ČSN EN 005+A plech válcovaný za tepla x000x000[ 9 ].. Výpočet napětí v konstrukci rámu Výpočet napětí v prutech navrženého rámu, při přiřazení zvoleného profilu a materiálu, byly vypočítány v programu IDA Nexis.0.08. Podrobné výsledky jsou přiloženy v příloze... Pojezdová kola manipulátoru Na základě vypočítaných hodnot silových reakcí ve vazbách na jednotlivé uzly kol a předpokládaného pohybu manipulátoru po různých površích byla zvolena pojezdová kola pro vysoké zatížení s pneumatikou a duší a s disky z ocelového plechu od firmy Blickle.

Přední otočné kolo Bylo vybráno kolo s označením LS-PS 0K. [], str. 86 Zadní pevné kola Z důvodu zachování stejného průměru kola a stejného profilu pneumatiky, bylo zvoleno kolo s označením PS 0/5-75K. [], str. 85. Návrh hydraulického systému.. Hydraulický obvod manipulátoru Obr. Schéma hydraulického obvodu Popis činnosti hydraulického obvodu Hydrogenerátor poháněný elektromotorem nasává přes filtr hydraulickou kapalinu, která je přes jednosměrný ventil přivedena k rozdělovači, který je ovládán manuálně pákou. Rozdělovač má tři polohy. V poloze 0 se tlaková kapalina odvádí zpět do odpadu tzv. volný okruh a také je tím zabezpečena zvolená poloha výložníku. Při přesunutí páky do polohy A je tlaková kapalina přivedena do dolní části hydromotoru a začne zvedat pístnici zatíženou silou od břemene. Zároveň rozdělovač propojí prostor nad pístem s nádrží a odvádí přebytečnou kapalinu do odpadu. Při přesunutí páky do polohy B se přivádí tlaková kapalina do horní části hydromotoru a zároveň je kapalina přes brzdící ventil, který nám řídí rychlost pohybu zatíženého hydromotoru, odvedena zpět do nádrže. K jištění hydraulického obvodu proti tlakovému přetížení nám slouží pojistný ventil. V tlakové části lze kontrolovat tlak na manometru. 5

.. Hydromotor Pro ovládání výložníku byl zvolen přímočarý dvojčinný hydromotor série ZH od výrobce HYDRAULICS SEHRADICE pro pmax 0 MPa, podle firemního katalogu. [0],str. 5 Obr. Přímočarý hydromotor ZH [0],str. 5 Parametry jsou zvoleny dle katalogu HYDRAULICS SEHRADICE. [0] D = 6 mm L0+Z = 76 mm M = 6x,5 D = 75 mm L = 57 mm A = 50 mm d = mm L = mm B = mm d = 5 mm L = 7 mm C = 55,5 mm h = 600 mm L = 7 mm R = 5 mm Hmotnost hydromotoru bez kapaliny je,9 kg... Hydraulický agregát... Základní výpočty pro volbu hydraulického agregátu Výpočet geometrického objemu Hodnoty pro výpočet dle obr. S = πd π S = π V = S.h V =,7.0.0,6 =,87.0 m (.7) V = S h V =,.0.0,6 =,878.0 m (.8) d S = (0,06 (.5) (.6) ) =,7.0 m ) S = (D π.0,06 0,0 =,.0 m 6

Výpočet tlaku od maximálního silového účinku FV 05 F = Δp.S Δp = Δp = = 6,88MPa [7], str. 7 S,7.0 (.9) Výpočet pro volbu hydraulického čerpadla Za dv byl dosazen výsledek V ze vztahu (.9), maximální volený čas přesunutí pístnice z jedné krajní polohy do druhé vzhledem k použití manipulátoru volím t = 90 sec. [ V dv,87.0 Q= Q= Q= ms dt t 90 Q =,07.0 5 m.s Q =,5l. min ] [7], str. 7 (.50) [7], str. 8 (.5) Za Δp byl dosazen výsledek vztahu.. P = QΔp P =,07.0 5.6,88.0 6 P =,W... Volba hydraulického agregátu Pro ovládání byl zvolen malý hydraulický agregát K-KR od firmy HYKOM Hydraulics. Dle vypočítaných hodnot z kapitoly... byl zvolen stejnosměrný motor C na V a 500W, dále středový panel A6. Jako hydrogenerátor bylo zvoleno zubové hydraulické čerpadlo 05 o Q =, l.min- a pracovním tlaku p = 7 MPa. Pro zabezpečení dostatečného množství hydraulické kapaliny, byla navrhnuta nádrž S0 o užitečném objemu litry. Ovládacím prvkem byl zvolen jednopákový dvojčinný rozvaděč D09A. Pro kontrolu tlaku byl [] zvolen manometr SCALA 0-50Bar C.60.9.000. Obr. Schéma sestavy agregátu K-KR [], str. 7

Kompletní typový klíč vybraného agregátu: /C/D/0-E6-A6/7-05-VM5/00-S0-0/G07-D09A/00//. Návrh elektrického zapojení Legenda:. akumulátor V. přípojka vnějšího zdroje. pojistky. přepínací relé 5. hlavní spínač elektromotoru Obr. Zjednodušené schéma zapojení elektrického obvodu zdroje Pro napájení je použit akumulátor VARTA F 0/7 HCM o stejnosměrném napětí V, kapacitě 7Ah od firmy HAWKER. [ ] Popis činnosti V základní poloze je elektromotor napájen z akumulátoru (). Při sepnutí přepínače (5) začne motor pracovat. V případě připojení externího zdroje do zásuvky () přijde napětí na přepínací relé (). Relé odpojí akumulátor od sítě a připojí externí zdroj do sítě. Na schématu je nakreslen stav připojeného pozemního zdroje. Pozemní zdroj je použit jen pro nouzové zasunutí pístnice v případě vybití akumulátoru. Provozní doba akumulátoru Akumulátor VARTA F 0/7 HCM má kapacitu 7 Ah. Při maximálním povoleném tlaku hydraulického generátoru má odběr proudu 70 A. Z grafu ampérové charakteristiky v příloze č. 5 byla vypočítána výdrž. Akumulátor vydrží do úplného vybití při maximálních hodnotách minut. t= Cap. 7.600 t = t = 89s = min I 70 8 (.5)

Kontrolní výpočty. Kontrola stability na překlopení Hodnoty pro kontrolní výpočet stability na překlopení byly použity z programu Autodesk Inventor 00. Hmotnost manipulátoru bez zátěže a bez akumulátoru mp = 5,5 kg Hmotnost akumulátoru ma = 8,6 kg [ ] Celková hmotnost manipulátoru: mc = ma + m p mc = 5,5 + 8,6 80,kg (.) Obr. 5 Vzdálenosti ke klopné hraně. Základní poloha: h =,08 m. Poloha při maximálním zdvihu: h = 5 m l8 =,09 m l8 = 0,9 m l9 =,88 m l9 =,05 m l5 =,7 m l5 =,09 m Výpočet sil Fb = 5N vypočteno v (.) FG = mp g FG = 5,5.9,8 FG = 8 N (.) Fg = ma g Fg = 8,6.9,8 Fg = 8N (.) 9

.. Výpočet stability Stabilizující a klopný moment je počítán v základní poloze, jelikož je to kritický stav manipulátoru a jak je patrno z obr. 5, vzdálenost l8 se ke klopné hraně při zvedání výložníku zkracuje. Stabilizující moment M S = FG.l9 + Fg.l5 M S = 8.,88 + 8.,7 M S = 68 Nm μk = (.) [8] (.5) [8] (.6) Klopný moment M K = Fb l8 M K = 5.,09 55 N [8] Míra bezpečnosti MS 68 > μk = > μ k =, > MK 55 Výpočtem bylo zjištěno, že μ k >, z toho plyne, že zatížení manipulátoru z hlediska stability proti překlopení je na straně bezpečnosti.. Kontrola hydromotoru na vzpěr Zvolený přímočarý hydromotor byl zkontrolován dle vzpěrného diagramu pevnosti podle technické agendy [0],str. 9 a na doporučení výrobce jsem provedl kontrolní výpočty na vzpěr. Hodnoty pro výpočet byly zjištěny z vytvořené výkresové dokumentace..základní poloha: l = 0,69 m α =.Poloha při maximálním zdvihu: l =,00 m α = 7 Obr. 6 Schéma polohy hydromotoru pro výpočet vzpěru Výpočet l l = l cos α l = l [m] cos α (.7) 0

Základní poloha: l = l 0,69 l = l = 0,86m cos α cos o (.8) Poloha při maximálním zdvihu: l = l, l = l =,m cos α cos o (.9).. Rovnice pro výpočet sil a napětí působící na pístnici hydromotoru Průměr d dosazen z obr., síla FZ dosazena z kapitoly.. Sp = πd Sp = π.0,0 FZ = FV cos α FV = σ= S p = 8,0.0 m FZ (.0) (.) cos α F N σ = V S Sp [],str. 0 (.).. Výpočet v základní poloze při maximálním zatížení Výpočty provedeny se vzorci z kapitoly.. a hodnot dle obr.6 FZ = FV cos α FV = FZ cos α FV = Ix = (.) Stanovení délky prutu dle Eulera případ l0 = l l0 = l l0 = 0,86m Ix = 76 = 0N cos πd [m ] 6 π.0,0 6 [],str. 6 (.) [],str. 0 (.5) I x = 5,7.0 8 m Ix 5,7.0 8 i= i = 8.0 m Sp 8,0.0 i= I i= S λ = l0 0,86 λ = λ = 0 0,008 i (.6) (.7)

Výpočet kritické síly a napětí π EI min Fkr = l [N ] [],str. 6 (.8) I min = I x ; E =,.0 Pa π EI x Fkr = l FV σ = Sp σ kr = Fkr = σ = π.,.0.5,7.0 8 0,86 Fkr = 6,0.0 N 0 σ = 5,59 MPa 8,0.0 π E π.,.0 σ = σ kr = 99,MPa kr 0 λ (.9) (.0) (.) FV < Fkr a zároveň σ < σ kr V základní poloze při maximálním povoleném zatížení vypočtená síla a napětí vyhovuje podmínkám... Výpočet v poloze při maximálním zdvihu a při maximálním zatížení Výpočty provedeny dle vzorců z kapitoly.. a hodnot dle obr.6. FZ = FV cos α FV = FZ cos α FV = 76 = 755 N cos 7 (.) Stanovení délky prutu dle Eulera případ l0 = l l0 = l l0 =,m λ = l0, λ = λ = 76,8 0,008 i Výpočet kritické síly a napětí Fkr = σ = π EI x l FV Sp Fkr = σ = π.,.0.5,7.0 8, (.) Fkr = 558 N 787 σ =,6 MPa 8,0.0 π E π.,.0 σ kr = σ kr = σ kr = 66,6MPa 76,8 λ (.) (.5) (.6) FV < Fkr a zároveň σ < σ kr V poloze při maximálním zdvihu a maximálním povoleném zatížení vypočtená síla a napětí vyhovuje podmínkám.

.. Diagram vzpěrné pevnosti 80000 60000 síla ( N ) 0000 0000 00000 80000 60000 0000 0000 0 0,86 0,9,,,, délka hydromotoru ( m ) F kr ( N ) Fv (N) Graf vzpěrné pevnosti hydromotoru Z výpočtů v kapitole.. a.. a grafu, kde červeně je označena vypočítaná maximální dovolená síla a modře označená skutečná síla působící na hydromotor plyne, že zvolený přímočarý dvojčinný hydromotor plně vyhovuje technickým podmínkám a může být použit.. Šroub uchycení výložníku Pro otočné uchycení výložníku byl zvolen lícovaný šroub s krátkým závitem podle normy ČSN 0. Šroub ČSN 0 M x 70 5,6 Smin = 0,009 m ds = 0,0 m obr. 7 Otočné uchycení výložníku

Směrné hodnoty dovolených napětí v lícovaných šroubových spojích je pro ocel 500 sevřených součástí pd = 56 MPa a pro materiál šroubů 5D τds = 5 MPa pro střídavé namáhání. [5],str. 6, tab.. Smyk Hodnoty dosazeny z obr. 7 F F F τ = τ Ds τ S = Z ;τ S = Z [MPa] [5],str. 6 πd S πd S πd S (.7).7 5 τ = 7,57 MPa 5MPa π.0,0 τ = (.8) Namáhání na smyk vyhovuje. Otlačení Hodnoty dosazeny z obr. 7 p= FZ FZ F pd p = ;p= p D [Pa ] S min d S ( S min d S ) ( S min d S ) p= 7 56 p =,5MPa 56MPa.(0,009.0,0) [5],str.6 (.9) (.0) Namáhání na otlačení vyhovuje.. Šroub uchycení válce a pístnice hydromotoru Pro otočné uchycení válce hydromotoru k rámu a pístnice hydromotoru k výložníku byl zvolen lícovaný šroub s krátkým závitem podle normy ČSN 0. Smin = 0,0 m ds = 0,05 m obr. 8 Uchycení hydromotoru

Šroub ČSN 0 M x 95 5,6 Směrné hodnoty dovolených napětí v lícovaných šroubových spojích je pro ocel 500 sevřených součástí pd = 56 MPa a pro materiál šroubů 5D τds = 5 MPa pro střídavé namáhání. [5],str. 6, tab.. Smyk Hodnoty dosazeny z obr. 8 a z vypočtené rovnice (.) FV F τ Ds τ = [MPa ] πd S πd S τ = [5],str. 6 (.).05 5 τ = 0,6 MPa 5MPa π.0,05s τ= (.) Namáhání na smyk vyhovuje. Otlačení Hodnoty dosazeny z obr. 8 a z vypočtené rovnice (.) FV F p= pd p = p D [Pa] [5],str. 6 S min d S ( S min d S ) p= 05 56 p = 0,5MPa 56MPa.(0,0.0,05) (.) (.) Namáhání na otlačení vyhovuje..5 Osa zadních kol Osa zadního kola je vyrobena z polotovaru kruhové ocelové tyče válcované za tepla o průměru 6 mm, materiál S55J (.0577) dle EN 005-podle normy ČSN EN 0060. [9] Smin = 0,0 m ds = 0,05 m Obr. 9 Schéma uložení osy zadních kol 5

Směrné hodnoty dovolených napětí je pro ocel 500 sevřených součástí pd = 56 MPa a pro materiál 5D τds = 5 MPa pro střídavé namáhání. [5],str. 6, tab.. Smyk Z kap... dle tab. dosazeno maximální výsledná reakce uzlu, ; RZ = 50 N τ = R F τ Ds τ = Z τ Ds [MPa] πd S πd S τ = F.50 τ Ds τ = 5,77 MPa 5MPa πd S π.0,05 (.5) Namáhání na smyk vyhovuje. Otlačení Z kap... dle tab. byla dosazena maximální výsledná reakce uzlu, ; RZ = 50 N. p= RZ F pd p = p D [Pa] S min d S ( S min d S ) p= 50 56,7 MPa 56MPa.(0,0.0,05) (.6) Namáhání na otlačení vyhovuje..6 Osa předního otočného kola Osa předního kola je vyrobena z polotovaru tyče ocelové kruhové válcované za tepla o průměru 6 mm, materiál S55J (.0577) dle EN 005-podle normy ČSN EN 0060. [9] Smin = 0,008 m ds = 0,05 m Obr. 0 Schéma uložení osy předního otočného kola 6

Směrné hodnoty dovolených napětí je pro ocel 500 sevřených součástí pd = 56 MPa a pro materiál 5D τds = 5 MPa pro střídavé namáhání. [5],str. 6, tab.. Maximální síla působící na osu Na osu předního otočného kola působí reakční síla vazby RZ viz. kapitola.. tab. a síla od hmotnosti manipulátoru mc kapitola. obr. 5 při vlekání. mc = 80,kg RZ = 075 N mc = mb + m p mc = 50 + 80, mc = 60,kg (.7) Povrch Suchý beton 0,6 Mokrý beton 0, Suchý asfalt 0, Mokrý asfalt 0, 0, Suchá ocel 0, 0, Mokrá ocel 0, 0, Mastný/zledovatělý Obr. Síly působící na manipulátor při vlekání TOPTHANE < 0, Tab. Koeficienty tření [] Maximální síla bude při koeficientu tření fd = 0,6 tab. a úhlu sklonu manipulačního oje φ = 0 k ose x. T= f d mg f d mc g [N ] T = cos ϕ + f d sin ϕ cos ϕ + f d sin ϕ T= 0,6.60,.9,8 T =,7.0 N cos 0 + 0,6. sin 0 [6], str. 5 (.8) Z výpočtu plyne, že RZ < T. Síla v tahu při vlekání působící na osu je větší a v následujících výpočtech bude použita síla T, jako síla maximální. Smyk τ = F T τ Ds τ = τ Ds [MPa] πd S πd S τ = F.,7.0 τ τ = 5,779MPa 5MPa Ds πd S π.0,05 (.9) Namáhání na smyk vyhovuje. 7

Otlačení Dosazeny hodnoty z obr. 0 p= T F pd p = p D [Pa].( S min d S ) S min d S p=,7.0 56 9,75MPa 56 MPa.(0,008.0,05) (.0) Namáhání na otlačení vyhovuje..7 Manipulační oje Namáhání na tah, tlak Plocha průřezu použitého materiálu na oje, trubky bezešvé přesné kruhové 0/, uvedeno v kapitole... S= π (D ) d S = π (0,0 ) 0,0 S =,0.0 m [], str. 0 (.) Maximální tahová síla T vypočtena ze vztahu (.8) N T,7.0 σ = σ = σ = 8,58MPa S S,0.0 σ= Ix = Ix = [], str. 0 (.) Kontrola na vzpěr π (D 6 d π (0,0 6 Fkr = Fkr = l l i λ = λ = σ kr = (.) [],str. 6 (.) ) l π EI x [],str. 0 0,0 I x = 6,8.0 9 m π EI min Fkr = I i= S i= ) π.,.0.6,8.0 9 Ix i= S,55 Fkr = 6096 N 6,8.0 9 i = 5,8.0 m,0.0,55 λ = 6,5 0,0058 (.5) (.6) π.,.0 π E σ = σ kr = 0,MPa kr λ 6,5 8 (.7)

T < Fkr ; σ < σ kr,7.0 N < 6,096.0 N ; 8,58MPa < 0,MPa Namáhání vyhovuje podmínkám..8 Kontrolní výpočet hydraulického systému Q= Výpočet doby potřebné pro vysunutí pístnice V V dv Q = t = [s ] dt t Q [7], str. 7 (.8) Q =,l. min =,.0 5 m.s t=,87.0 t = 80 s,.0 5 Q= Výpočet doby potřebné pro zasunutí pístnice V V dv Q = t = [s ] dt t Q [7], str. 7 Q =,l. min =,.0 5 m.s t=,878.0 t = 60 s,.0 5 9 (.9)

5 Závěr Manipulátor byl řešen jako souhrn jednotlivých funkčních dílů. Byly postupně vypracovány návrhy výložníku, rámu manipulátoru a hydraulického systému. Výložník byl navržen jako příhradová konstrukce. Byly provedeny pevnostní výpočty namáhaných částí. Jednotlivé výpočty odpovídají dovoleným hodnotám. Mobilita je zajištěna pojezdovými koly. Přední kolo je otočně uloženo. Uložení zaručuje dostatečnou manévrovatelnost. Manipulátor je navržen pro letecké agregáty do hmotnosti 50 kg. Hydrogenerátor je poháněn elektromotorem na jednosměrné napětí V napájený vlastním akumulátorem. V případě potřeby je možné připojení externího zdroje V, který je běžně dostupný v leteckém provozu. Zadané téma bakalářské práce se ukázala být velice zajímavé. Podrobné řešení jednotlivých komponent by nebylo možno obsáhnout v samotné bakalářské práci. Bylo by dle mého názoru dobré se tomuto tématu věnovat v další závěrečné práci. 0

6 Seznam použitých zdrojů Použitá literatura [ ] JURÁŠEK, O.: Nosné konstrukce stavebních strojů I, / první vydání, Ediční středisko VUT Brno, 986, 7 s. 55 67 86 [ ] FLORIAN, Z. - ONDRÁČEK, E. - PŘIKRYL, K.: Mechanika těles statika, / 6. přepracované vydání, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. Brno, 00, 8 s. ISBN 80--9-5 [ ] LEINVEBER, J. - VÁVRA, P.: Strojnické tabulky / třetí doplněné vydání, ALBRA-pedagogické nakladatelství, Úvaly, 006, 9 s. ISBN 80-76-0-7 [ ] JANÍČEK, P. - ONDRÁČEK, E. - VRBKA, J. - BURŠA J.: Mechanika těles pružnost a pevnost, třetí přepracované vydání, v Akademickém nakladatelství CERM první vydání, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. Brno, 00, 87 s. ISBN 80--59-X [ 5 ] KŘÍŽ, R. - VÁVRA, P.: Strojírenská příručka, 5. svazek, vydání první, vydalo nakladatelství SCIENTIA, spol. s.r.o., Brno, 99, 9 s. ISBN 80-8587-59-X [ 6 ] HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - WALKER, J.: Fyzika, Mechanika část., vydalo nakladatelství VUTIUM, nakladatelství PROMETHEUS, Brno, 98 s. ISBN 80--868-0 [ 7 ] ŠKOPÁN, M.: Hydraulické pohony strojů, studijní text-sylabus, v pdf, Brno, 00 [ 8 ] Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, Fakulta strojní, Katedra mechaniky, E-learning Statika, [on line], [.března 00], dostupné na www: http://www.7.vsb.cz/materialy/statika_milada_e_learning/index.htm Odkazy na www [ 9 ] Sortimentní katalog Ferona.[online], [.března 00], dostupný na www: http://www.ferona.cz/cze/katalog/search.php [ 0 ] Výrobní katalog přímočarých motorů HydrauliCS.[online], [.března 00] dostupný na www: http://www.hydraulics.cz/cz/vyroba/vyroba-katalogovych-hydromotoru/zh [ ] HYKOM HYDRAULICS, Svět hydrauliky, Malé hydraulické agregáty typ K, KR (celý katalog pdf) [online], [.dubna 00] dostupný na www: http://www.hykom.cz/page.php?lang=cs&m=5 [ ] Katalog firmy Blickle kola+kladky,kapitola 8 v pdf, [online], [.března 00] dostupný na www: http://www.blickle.com/db/session/9a9dafd70cf97568d779cb/kapitola_08.pdf [ ] Hawker, Aircraft batteries VARTA safety plus power, katalog EnerSys v pdf, [online], [.dubna 00] dostupný na www: http://www.enersys.com/defense/documents/varta-safetypluspower.pdf

7 Seznam použitých zkratek a symbolů k b b C Cap D ds d D D e e, e E fd F FAx FAy Fb FBy Fd FG Fg Fi x Počet použitelných podmínek statické rovnováhy pro prostorovou prutovou soustavu [-] Počet použitelných podmínek statické rovnováhy pro určení sil v prutech u prostorové prutové soustavy [-] Vzdálenost od horní plochy hydromotoru ke středu horního otvoru přívodu kapaliny [ mm ] Vzdálenost od spodní plochy hydromotoru ke středu dolního otvoru přívodu kapaliny [ mm ] Maximální šířka uchycení oka [m] Minimální vzdálenost od otvoru pro uchycení oka [m] Výška nálisku [ mm ] Kapacita akumulátoru [ Ah ] Průměr pístnice hydromotoru [ mm ] Průměr šroubu [m] Vnitřní průměr oka uchycení hydromotoru [ mm ] Vnitřní průměr válce hydromotoru [ mm ] Vnější průměr válce hydromotoru [ mm ] Celková vzdálenost profilu v ose y [m] Vzdálenost od těžiště ke krajnímu vláknu [m] Modul pružnost v tahu [ MPa ] Koeficient tření [-] Síla [N] Síla působící v bodě A ve směru osy x [N] Síla působící v bodě A ve směru osy y [N] Zatěžující síla od břemene [N] Síla působící v bodě B ve směru osy x [N] Dynamická třecí síla [N] Tíhová síla manipulátoru [N] Tíhová síla akumulátoru [N] Suma normálních sil [N] Fx Suma posouvajících sil [N] Fkr Fou FV FV Maximální povolená síla při vzpěru Síla působící na uchycení oka v ose x Maximální síla na pístnici hydromotoru Maximální síla na pístnici hydromotoru v zasunuté poloze [N] [N] [N] [N] FV Maximální síla na pístnici hydromotoru v zasunuté poloze [N] Ftu Fx Fy FZ, FZ, FZ Tahová síla působící na uchycení oka v ose z Normálová síla Posouvající se síla Síla působící v bodě, a ve směru osy z [N] [N] [N] [N] k-6 A B i

M o Tíhové zrychlení [ ms- ] Výška zdvihu [m] Tloušťka uchycení oka [m] Poloměr setrvačnosti [ m ] Elektrický proud [A] Kvadratický moment průřezu [ m ] Nejmenší kvadratický moment průřezu [ m ] Počet styčníků [-] Vzdálenost [m] Redukovaná délka pro výpočet vzpěru [m] Vzdálenost mezi obecnou a rotační vazbou [m] Vzdálenost mezi pevnou a volným koncem nosníku [m] Vzdálenost mezi středy ok hydromotoru [m] Vzdálenost těžiště akumulátoru k těžišti manipulátoru [m] Délka kolmice k rámu manipulátoru [m] Délka nosníku uchycení oka [m] Vzdálenost mezi uzly a příhradové konstrukce [m] Vzdálenost od břemene ke klopné hraně [m] Vzdálenost od těžiště manipulátoru ke klopné hraně [m] Hmotnost akumulátoru [ kg ] Celková hmotnost manipulátoru [ kg ] Maximální hmotnost břemene [ kg ] Hmotnost manipulátoru bez zátěže a akumulátoru [ kg ] Výška válce hydromotoru [ mm ] Vzdálenost od horní plochy hydromotoru ku středu oka horního uchycení [ mm ] Vzdálenost od spodní plochy hydromotoru ku středu oka dolního uchycení [ mm ] Minimální vzdálenost od středu oka uchycení hydromotoru k hraně svaru [ mm ] Rozměr závitu [ mm ] Stabilizující moment [ Nm ] Klopný moment [ Nm ] Suma ohybových momentů [ Nm ] MO M Omax Moment ohybový Maximální ohybový moment [ Nm ] [ Nm ] M OI, M OII Moment ohybový působící v místě řezu [ Nm ] M O7 Maximální ohybový moment na prutu číslo 7 [ Nm ] N N 5 NI, NII s S Normálová síla Normálové síly v prutech příhradové konstrukce Normálová síla působící v místě řezu Stupeň statické neurčitosti Obsah plochy [N] [N] [N] [-] [ m ] g h h i I Ix Imin k l l0 l l l l5 l l6 l7 l8 l9 ma mc mb mp Lo+Z L L L, L M MS MK i

Si Smin Sp Su S S p Δp pd P Q R Rx,y,z t T TI, TII V V WO WO, WO Daná plocha plošného obrazce Nejmenší dotyková vzdálenost Plocha průřezu pístnice Plocha řezu uchycení oka Plocha řezu vnitřní části hydromotoru spodní části Plocha řezu vnitřní části hydromotoru horní části Počet prutů Pracovní tlak Tlak dovolený Výkon Objemový průtok Poloměr oka uchycení hydromotoru Silové reakce ve vazbě v ose x, y, z Čas Tahová síla Posouvající síla působící v místě řezu Maximální objem dolní části hydromotoru Maximální objem horní části hydromotoru Průřezový modul v ohybu Průřezový modul v ohybu nosníku uchycení pístnice [ m ] [m] [ m ] [ m ] [ m ] [ m ] [-] [ Pa ] [ Pa ] [W] [ ms- ] [ mm ] [N] [s] [N] [N] [m ] [m ] [ m ] [ m ] x xi xt yi yt α α λ, λ μ μa μk ν π σ σmax σ, σ σ, σ σdov σdo σkr σt τ τds vzdálenost k řezu Souřadnice těžiště dané plochy v ose x Těžiště na ose x Souřadnice těžiště dané plochy v ose y Těžiště na ose y Úhel mezi výslednou silou a osou oka uchycení Úhel sklonu hydromotoru Štíhlost prutu Počet neznámých nezávislých parametrů Počet neznámých parametrů vnějších stykových sil Míra bezpečnosti na překlopení Počet použitelných statických podmínek rovnováhy číslo pí Napětí v materiálu Maximální napětí Napětí v ohybu nosníku uchycení pístnice Napětí na hydromotoru Dovolené napětí v ohybu Dovolené napětí v tahu Kritické napětí Tahové napětí Smykové napětí Dovolené napětí ve smyku [m] [m] [m] [m] [m] [ ] [ ] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [ MPa ] [ MPa ] [ MPa ] [ MPa ] [ MPa ] [ MPa ] [ MPa ] [ MPa ] [ MPa ] [ MPa ]

ξi Počet stupňů volnosti odebraných vazbami [-] 8 Seznam obrázků Obr. Výpočtový prutový model výložníku Obr. Nahrazení vazeb vazebními silovými účinky 5 Obr. Interval I 5 Obr. Interval II 5 Obr. 5 VVÚ na prutovém modelu výložníku 6 Obr. 6 Výpočtová prostorová příhradová konstrukce 7 Obr. 7 Profil nosníku uchycení válce hydromotoru 9 Obr. 8 Schéma koncové části dílu uchycení oka při max. zdvihu výložníku Obr. 9 Tvar dílu uchycení oka Obr. 0 Výpočtová konstrukce rámu manipulátoru Obr. Schéma hydraulického obvodu 5 Obr. Přímočarý hydromotor ZH 6 Obr. Schéma sestavy agregátu K-KR 7 Obr. Zjednodušené schéma zapojení elektrického obvodu zdroje 8 Obr. 5 Vzdálenosti ke klopné hraně 9 Obr. 6 Schéma polohy hydromotoru pro výpočet vzpěru 0 Obr. 7 Otočné uchycení výložníku Obr. 8 Uchycení hydromotoru Obr. 9 Schéma uložení osy zadních kol 5 Obr. 0 Schéma uložení osy předního otočného kola 6 Obr. Síly působící na manipulátor při vlekání 7 9 Seznam tabulek Tab. Souřadnice styčníků 8 Tab. Souřadnice styčníků Tab. Reakce v podporách rámu Tab. Koeficienty tření 7 5

0 Seznam příloh Příloha - Vnitřní síly na prutu(ech). koncové řezy Příloha - Prut - napětí. Extrém prutu koncové řezy Příloha - Vnitřní síly na prutu(ech). Extrém prutu koncové řezy Příloha - Prut - napětí. Extrém prutu Příloha 5 Ampérová charakteristika stejnosměrného motoru Výkresová dokumentace MANIPULÁTOR PRO LETECKÉ AGREGÁTY 0-M-0 VYMEZOVACÍ KROUŽEK -M-0/ OSA PŘEDNÍHO KOLA -M-0/ OSA ZADNÍHO KOLA -M-0/8 RÁM MANIPULÁTORU 0-M-0/0 PODLAHA -M-0/0-05 UCHYCENÍ PŘEDNÍHO KOLA -M-0/0-06 UCHYCENÍ VÝLOŽNÍKU -M-0/0-07 UCHYCENÍ HYDROMOTORU -M-0/0-08 ŽEBRO -M-0/0-09 NÁBOJ -M-0/0-0 KRYT AKUMULÁTORU -M-0/0-6

Příloha V této příloze předkládám vypočítané výsledky MKP v programu Nexis release.0.08. Vnitřní síly na prutu(ech). koncové řezy Lineární statický - nebezpečné nebo všechny kombinace Skupina prutů:/5 Skupina zatěžovacích stavů:/ Zatěžovací stav stálé zatížení. Zatěžovací stav zatížení od vlastní hmotnosti. prut pr.č. 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 dx [m] 0.50 0.50 0.800 0.800 0.800 0.800 0.87 0.87 0.87 0.87 0.87 0.87 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 0.7 stav N [kn] -.00 -.00-0.5-0.5-9.07-9.07 -.7 -.7 -.50 -.50 -.5 -.5-6.9-6.9-0.706-0.706.85.85.. 0.66 0.66.. 7.55 7.55 0.888 0.888-0.0-0.0 -.05 -.05-9.69-9.69 -.6 -.6 Příloha str. 0 0 0 0 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 0.500 0.500 0.500 0.500 0.60 0.60 0.6 0.6 0.608 0.608 0.608 0.608.000.000 0.599 0.599 0.599 0.599-9.07-9.07 -.7 -.7-9.07-9.07 -.70 -.70 - - -0.00-0.00 0. 0. 0.006 0.006.9.9 0.79 0.79.9.9 0.7 0.7 5. 5..56.56 -.0 -.0-0. -0. -.0 -.0-0. -0.

9 9 9 9 0 0 0 0 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 0 0 0 0.000.000.05.05.000.000 0.595 0.595 0.595 0.595 0.08 0.08.000.000 0.587 0.587 0.587 0.587.000.000.0.0.000.000 0.585 0.585 0.585 0.585-6.0-6.0 -. -. - - -0.009-0.009-6.0-6.0 -. -..90.90 0.0 0.0.90.90 0. 0. -0.076-0.076-0.07-0.07 8.68 8.68.66.66 -.05 -.05-0. -0. -.05 -.05-0. -0. -.9 -.9-0.79-0.79 - - -0.009-0.009 -.9 -.9-0.79-0.79.. 0. 0... 0.0 0.0 Příloha str. 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 0 0 0 0 5 5 5 5 6 6 6 6 0.90 0.90.000.000 0.576 0.576 0.576 0.576.000.000.09.09.000.000 0.7 0.7 0.57 0.57 0.57 0.57.000.000.000.000.0.0.000.000 0.008 0.008-0.00-0.00 0.77 0.77.06.06 -.58 -.58-0.7-0.7 -.58 -.58-0.6-0.6-7.895-7.895-0.5-0.5 - - -0.00-0.00-7.895-7.895-0.5-0.5 0.0 0.0-0.00-0.00.79.79 0.9 0.9.79.79 0.0 0.0 0.96 0.96 0.6 0.6 -.89 -.89-0.057-0.057 - - -0.00-0.00 -.89 -.89-0.057-0.057

7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 50 50 50 50 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 0.50 0.50 0.567 0.567 0.567 0.567 0.56 0.56 0.56 0.56 0.50 0.50 0.50 0.50 0.500 0.500-0.7-0.7-0.0-0.0 -.97 -.97-0. -0. -.97 -.97-0.0-0.0.0.0 0.075 0.075.0.0 0.06 0.06-0.006-0.006-0.006-0.006 Příloha str.

Příloha V této příloze předkládám vypočítané výsledky MKP v programu Nexis release.0.08. Prut - napětí. Extrém prutu koncové řezy Lineární statický - nebezpečné nebo všechny kombinace Skupina prutů:/5 Skupina zatěžovacích stavů:/ Zatěžovací stav stálé zatížení. Zatěžovací stav zatížení od vlastní hmotnosti. prut pr.č. dx m 5 6 7 8 9 0 5 6 7 8 Příloha stav Norm. napětí - / + MPa -.80 0-59.670 0 -.778 0 -.77 0 0 55.8 0 5.9 0.0670 -.0990 0-9.8586 0-59.67 0-59.67 0-0.0 0 0.0 0 9.75 0 9.75 0 9.7-0.060 0-0.060 0 Smyk. napětí MPa 0 von Mises - / + MPa.80 0 59.670 0.778 0.77 0 55.8 0 5.9 0.0670 0.0990 0 9.8586 0 59.67 0 59.67 0 0.0 0.0 0 9.75 0 9.75 0 9.7 0 0.060 0 0.060 str.

prut 9 dx m 0 5 6 7 8 9 0 5 6 7 8 9 0 0 Příloha pr.č. stav Norm. napětí - / + MPa -9.508 0-0.078 0-9.508 0 0 0.998 0 0.998-0.87 0 0 7.97 -.577 0 -.577 0-7.76 0-0.0770 0-7.76 0 0.8 0.8-0 0 0.078 0 5.99 -.9750 0 -.9750 0 -.00 0-0.0897 0 -.00 0-0.0 0 0 0.06 0.058 0.058 Smyk. napětí MPa 0 von Mises - / + MPa 9.508 0 0.078 0 9.508 0 0.998 0 0.998 0 0.87 0 7.97 0.577 0.577 0 7.76 0 0.0770 0 7.76 0.8 0.8 0 0 0.078 0 5.99 0.9750 0.9750 0.00 0 0.0897 0.00 0 0.0 0 0.06 0.058 0.058 str.

prut dx m 5 6 7 8 9 50 5 5 5 5 5 5 Příloha pr.č. stav Norm. napětí - / + MPa 0 8.0959-8.77 0-0.0878 0-8.77 0 -.707 0 -.90 0 -.90 0 0 6.0795 0 6.0795-0.05 0 0 0-0.05 0 0 0 0 0 Smyk. napětí MPa 0 von Mises - / + MPa 8.0959 0 8.77 0 0.0878 0 8.77 0.707 0.90 0.90 0 6.0795 0 6.0795 0 0.05 0 0 0 0.05 0 0 0 0 str.

Příloha V této příloze předkládám vypočítané výsledky MKP v programu Nexis release.0.08. Vnitřní síly na prutu(ech). Extrém prutu koncové řezy Lineární statický - nebezpečné nebo všechny kombinace Skupina prutů:/5 Skupina zatěžovacích stavů:/ Zatěžovací stav stálé zatížení. Zatěžovací stav zatížení od vlastní hmotnosti. prut 5 6 7 7 8 8 9 0 0 5 6 7 8 8 9 0 0 Příloha pr.č. stav dx [m] 0.890 N [kn] 0.595-0.550-0.887 0.9 0.65 0.768 0.066-0.767 0.066-0.767-0.9 0.056-0.70 0.00-0.75-0.785 0.00-0.75 0.080.97 0.959 0.765.065-0.86 -.70.976-0.07 -.68 str.

Příloha V této příloze předkládám vypočítané výsledky MKP v programu Nexis release.0.08. Prut - napětí. Extrém prutu Lineární statický - nebezpečné nebo všechny kombinace Skupina prutů:/5 Skupina zatěžovacích stavů:/ Zatěžovací stav stálé zatížení. Zatěžovací stav zatížení od vlastní hmotnosti. prut pr.č. dx m 5 6 7 7 8 8 9 0 0 Příloha stav Norm. napětí - / + MPa 0 0.50-0.76 0-0.67 0 0 0.68 0 0. 0 0.0-0.090 0 0 0.05-0.090 0 0 0.05-0.9 0-0.096 0 0 0.07-0.59 0 0 0.086-0.090 0-0.59 0 0 0.086 Smyk. napětí MPa 0 von Mises - / + MPa 0.50 0 0.76 0 0.67 0 0.68 0 0. 0 0.0 0 0.090 0 0.05 0 0.090 0 0.05 0 0.9 0 0.096 0 0.07 0 0.59 0 0.086 0 0.090 0 0.59 0 0.086 str.

prut pr.č. dx m 5 6 7 8 8 9 0 0 0.890 Příloha stav Norm. napětí - / + MPa 0 0.0095 0.660 0 9.9508 0 0. -0.97 0 0 9.9-5.65 0 -.585 0 0 5.9575-8.096 0 Smyk. napětí MPa 0 von Mises - / + MPa 0.0095 0.660 0 9.9508 0 0. 0 0.97 0 9.9 0 5.65 0.585 0 5.9575 0 8.096 str.

Příloha 5 V této příloze předkládám ampérovou charakteristiku stejnosměrného motoru. Motor CODE C Voltage Power S S Thermal switch Protection Index V 500 W 7% 5 min no IP5