reklama
reklama

Design z Brna: Smykový nakladač s nosností do 1 t

Když se řekne Ústav konstruování VUT v Brně, každý si jistě představí inženýrské projekty na vědecké úrovni. Ve většině případů jdou proto mimo náš i váš zájem, byť jsou populaci i vědě užitečné.  Občas se ovšem najde student místního oboru Průmyslový design, který se zajímá o stavební stroje stejně jako my. Mezi takové lidi patří i Michael Weiser.

Ten v rámci diplomové práce zpracoval studii o smykem řízených nakladačích. Podle něj nejsou mezi jednotlivými výrobci příliš výrazné rozdíly, ať už v použitých barvách a tvarech nebo i v systému pohonu. Práci odborně vedl inženýr David John.

Autor strávil mnoho času mapováním konstrukce a designu běžně prodávaných nakladačů, vedl rozhovory se strojníky a byl se podívat i u jediného českého výrobce těchto strojů, firmy Novotný.

Proč nový smykáč?

Hlavní cíle tvoří především lepší ergonomie a pohon bez přímých emisí, protože nakladač bude používán nejen venku, ale i v interiérech.

Slovy autora práce: „Konstrukce nakladače by měla zahrnout všechny výhody a plusy a odstranit co nejvíce problémů, které stávající nakladače nesou, jako je například vysoká spotřeba paliva, špatný výhled z kabiny, škodlivost životnímu prostředí nebo komplikované nastupování do nakladače. Je třeba klást důraz na ergonomii kabiny a umožnit tak řidiči co nejpříjemnější pocit z práce.

Základní koncepce nikterak nevybočuje z řady. Základem je rám ze svařovaných ocelových plátů, na kterém jsou přimontována pojezdová kola, rameno výložníku a kabina.

Zdvih výložníku byl zvolen radiální, tedy takový ten „nudný“ který známe například z nakladačů Locust. To proto, že oproti vertikálnímu zdvihu má menší počet čepů a menší rozkyv do stran, z čehož plyne vyšší odolnost při hrubém zacházení a snadnější servis. Tvar výložníku je výrazně prohnutý směrem dolů kvůli dobrému výhledu z kabiny.

Bez hydrauliky

Co se týče konstrukce z detailnějšího pohledu, zde už je to o poznání zajímavější. Ve spodní části nakladače jsou pro nízké těžiště a dobrý výhled vzad umístěny lithiové akumulátory. Pohon kol zajišťují 4 elektromotory přímo v kolech.

U všech současných strojů je stále používána hydraulika, kterou by kvůli únikům oleje (byť v dnešní době zanedbatelným) nejraději všichni výrobci nahradili nějakou jinou technologií. V úvahu přichází například elektřina nebo nestlačitelný plyn.

Michal Weiser se rozhodl pro zdvih výložníku i vyklápění lžíce za pomoci elektrických aktuátorů. To jsou zařízení, která dnes běžně slouží k otevírání příjezdových vrat. V tomto případě jsou v provedení, které je na takové namáhání dimenzováno.

Jejich hlavním prvkem je kuličkový šroub, který při působení elektromotoru přes převod ozubenými koly koná lineární pohyb – stejnou práci, jako hydraulický válec. Stroj není vybaven hydraulikou, a proto jeho autor pro případ sériové výroby počítá s návrhem elektricky poháněného příslušenství.

Pojízdná kabina

Zajímavě je řešena kabina. Ta je elektricky posuvná o 30 cm vpřed, takže usnadňuje nastupování a zvyšuje zorný úhel, například při práci se silniční frézou. Toto posunutí je možné, pouze pokud se výložník nachází dole. Jinak by docházelo ke kolizi příčné vzpěry výložníku s předním sklem. Posuv kabiny je výsledkem rozhovoru se strojníky, kteří si stěžovali na nutnost častého předklánění při takových druzích práce, což je dost nepohodlné.

Kabinu tvoří zakroužené ocelové profily, na bocích v přední části po celé její výši se nachází LED pásy osvětlující pracovní prostor a jsou dokonale chráněny před poškozením. Tento pás se nachází i v zadní části střechy a rozsvěcuje se při couvání. Na střeše je umístěn další pás, má ovšem oranžovou barvu a bliká. Vzhledem k tomu, že stroj bude při provozu poměrně tichý, přijde tento maják jistě vhod.

Ještě než jsem práci přečetl celou, napadlo mě (asi jako většinu z vás), proč dělat složitou posuvnou kabinu a zadní velké okno. Dopředu by přece šla dát kamera, dozadu také a okno vzadu vlastně pro práci nepotřebujeme. Podstatná část zadního prostoru by tedy mohla být vyplněna akumulátory.

Vysvětlení autora je celkem pochopitelné: „Dobrý přehled operátora sedícího v kabině nakladače je klíčový pro kvalitu vykonané práce a pro bezpečí jeho i jeho okolí. Ten se tak nemusí spoléhat na kamerové systémy, které nikdy nebudou tak spolehlivé jako vlastní zrak operátora. Ať už vinou rozdílné perspektivy kamer s širokoúhlou čočkou, nebo úplnou nefunkčností vinou zamlžení nebo zašpinění čočky kamery.

Design

Zadní část stroje z bočního pohledu je tvarována ladně, s důrazem na způsob pohonu. Naopak z pohledu půdorysu je zadní část tvarována ostře.

Sloupy, které nesou výložník a plynule pod něj přecházejí v blatníky, tvoří přibližně ve výšce nad koly dva nárazové body, které bývají většinou nechtěně využívány v těsných prostorech. Na těchto sloupech se od spodní části až téměř k vrcholu táhnou elegantní koncová světla ve tvaru písmene L, zde je vidět jasná inspirace některými automobily.

Uprostřed je otevírací kapota, která umožňuje servisní přístup. Na kapotě je umístěn konektor typu CCS 2 pro nabíjení akumulátorů.

Součástí studie jsou i barevné kombinace v odstínech RAL. Byly vybrány barvy, které souvisejí s „čistým“ pohonem nakladače. Výložník a rám kabiny zůstávají vždy bílé, aby vynikal jejich vzhled vycházející z konvence. Rám je zabarven do tmavě červené, modré, zelené nebo hnědé. Zadní kapota ale zůstává opět v jedné barvě (šedo-stříbrné), a tím tak vynikne nosný rám.

Můj pohled na věc

Design nakladače jako celek se mi líbí, jen bych z půdorysného pohledu zadní část v nejdelším bodě trošku narovnal a vyztužil, aby vznikla větší otěrová plocha. Podívejte se, jak vypadají současné nakladače zezadu po pár letech provozu!

Chválím nápad posuvné kabiny, ovšem dochází tím k prodražení a zesložitění jinak jednoduchého stroje. Širokoúhlé zrcadlo nebo kamera by nemusely být tak špatným řešením pro zvýšení výhledu vpřed. Navíc výložník by se mohl přirozeně pohybovat, na rozdíl od posuvné kabiny.

Jak znám některé strojníky, dovedu si představit situaci, která bude vyžadovat náhled vpřed. Místo,  aby zmáčkli tlačítko a počkali, až se s nimi posune kabina, někteří se raději stejně nahnou. Přece nebudou používat takovou vymoženost moderní doby…

Co se týče elektrického pohonu podvozku, k pohonu kol nemám výhrad. Jedná se o jednodušší řešení, než u konvenčních nakladačů s hydraulickými motory.

Naopak zdvih výložníku a otevírání lopaty pomocí elektrických aktuátorů nevidím rád, i když se pokroku nebráním. Parametry těchto zařízení sice jasně říkají, že mohou být použity, ale oproti hydraulickým válcům je to dost složitá součást. Nebude mít nikdy takovou výdrž a schopnost tlumit rázy, jako hydraulika. Zvlášť při rychlosti některých staveb a střídání několika strojníků, jimž stroj nepatří.

Závěrem

Jsem rád, že zde máme vynalézavé lidi, kteří chrlí nápady a snaží se na věc dívat z jiného úhlu, než soudobí výrobci.

Těm v tom někdy překáží samotná velikost firmy, kdy vyrábějí za rok desítky tisíc strojů a nejdůležitější věcí jsou nízké náklady a stálý odbyt. To znamená, že na experimentování není prostor. Někdy je to naopak malá velikost firmy a neprogresivní vedení podniku bez vizí do budoucna.

Zdroj:

https://www.vutbr.cz/studenti/zav-prace?zp_id=117689

Komentáře

Pro přidání komentáře se přihlašte nebo zaregistrujte.

    Garance spokojenosti iDig
    reklama