2.5.5.1 ZUBOVÉ PROFILY

Cykloidní

Odvalování kružnice po přímce nebo po kružnici z vnějšku nebo zevnitř
Každý bod tvořící kružnici opisuje cykloidu (u kola epicykloidu nebo hypocykloidu)
Používá se výjimečně (např. hodinářský průmysl)
Na výrobu se používá nástroj s klenutými boky

Nevýhody:
Složitý výrobní nástroj
Citlivé na osovou vzdálenost
Problém korekce

Kruhový oblouk (Wildhaber-Novikovo ozubení)

Zuby kol mají konvexní, popř. konkávní boky tvořené kruhovými oblouky

Výhoda: Malý stykový tlak -> Použití: Reduktory válcovacích stolic při malých rychlostech (pouze šikmé ozubení)

Nevýhody: Stejná jako i cykloidního ozubení

Evolventní

Ve strojírenství nejpoužívanější

Evolventa vznikne: Odvaluje-li se přímka (tvořící) po základní kružnici

Každý bod přímky opisuje evolventu
Bok zubu je malou částí evolventy
Zuby mají silnou patu

Výhody:
Jednoduchý přímoboký nástroj
Necitlivost vůči úchylkám vzdálenosti os
Konstantní směr síly ozubení
Posunutím profilu při stejném počtu zubů a základní rozteči lze měnit vzdálenost os

Nevýhody:
Podřezávání paty zubu při malém počtu zubů (mezní počet je 17)
Nepříznivé tlakové poměry při záběru konvexního boku zubu s konvexním bokem zubu protikola u vnějšího ozubení

2.5.5.2 VÝPOČTY OZUBENÝCH KOL

1. Roztečná kružnice



m ... modul
z ... počet zubů

2.Hlavová kružnice

3. Patní kružnice

2.5.5.3 ČELNÍ SOUKOLÍ

a) Podle vzájemné polohy s

1. Vnější ozubení
Kola se otáčí v opačném směru
Nejpoužívanější

2. Vnitřní ozubení
Pastorek zabírá o vnitřního ozubení velkého kola
Obě kola se otáčí ve stejném smyslu

Výhody:
Tlaky v zubech a tření jsou menší - Lepší kluzné poměry (záběr vypuklých zubů pastorku s vydutými boky zubů kola je výhodnější než záběr zubů vnějšího soukolí)
Snadnější mazaní
Trvanlivější ozubení - Menší opotřebení a hlučnost

Nevýhody:
Obtížná výroba vnitřního ozubení (obrážecím kolečkem)

3. Ozubený hřeben
Pastorek zabírá do ozubeného hřebenu

Otáčí-li se pastorek, hřeben se posouvá
Posouvá-li se hřeben, otáčí se pastorek

Použití: Ke změně otáčivého pohybu na přímočarý

b) Podle směru zubů s

1. Přímými zuby
Nejčastěji používané
Dosahuje se převodového čísla 6
Zpravidla zabírá jen jeden zub
Otáčení není rovnoměrné
Hlučné
Nevznikají axiální síly

2. Šikmými zuby
Zuby jsou skloněny pod úhly 8° až 20° k ose hřídele
Zuby mohou mít pravé i levé stoupání
Postupný, delší a klidný záběr zubů
Vždy zabírá několik zubů současně - Možnos přenosu vyššího zatížení
Tichý a bezhlučný chod
V normálovém řezu kolmém na boky zubů mají zuby profil normálního evolventního ozubení
Nevýhoda: Při záběru vzniká axiální síla - Musí ji zachytit axiálními ložiska
Axiální složku síly lze odstranit použitím:
- Dvojnásobně šikmými zuby

- Soukolím se šípovými zuby

3. Dvojnásobně šikmými zuby
Vyrovnávají osové síly jako soukolí se šípovými zuby
Šířka věnce u obou kol je z výrobních důvodů rozdělená drážkou na dvě poloviny (jedna má směr stoupání pravý a druhá levý)
Axiální síly se navzájem ruší

4. Šípovými zuby
Pro menší přesnost ozubení a menší obvodovou rychlost
Výhody:
Shodné se šikmým ozubením
Ruší se axiální síla
Nevýhody:
Náročnější na výrobu a montáž
Příliš široké kolo
Nutnost možnosti axiálního posuvu jednoho z kol
Použití: Pro velké výkony (např. kalandry, lodní převody)

2.5.5.4 KUŽELOVÁ SOUKOLÍ

Přenáší se otáčivý pohyb a točivý moment u různoběžných hřídelů, nejčastěji k sobě kolmých
Boky a hrany zubů se sbíhají na vrcholu kužele -> Profil se směrem k vrcholu postupně zmenšuje
U převodového čísla 1 jsou obě kola stejná
Největší je převodové číslo 5
V zubech vzniká osová síla, kterou musí zachytit axiální ložiska

Kuželová kola s přímými zuby

Zuby se zužují do vrcholu myšleného roztečného kužele -> Ztížení výroby, zmenšení přesnosti -> Vyžádání zvlášť pečlivé montáže pro zamezení zadírání zubů

Zvlášť citlivá na chyby vzájemné poloze os
Při chyb os jsou v záběru jen hrany zubů -> Předčasné opotřebení pastorku

Při montáži je třeba dbát, aby se protínaly osy pod potřebným úhlem -> Potřeba potřeba kontroly polohy ložisek v převodovkách

Kuželová kola s šikmými nebo tangenciálními zuby

Zuby jsou vytvořené po směru tečny ke zvolené základní kružnici
Výhody jsou podobné jako u čelních kol se šikmým ozubením

Kuželová kola se zakřivenými zuby

Mají zakřivené zuby podle spirály, evolventy, kuželového oblouku, hypocykloidy
Zakřivené soudečkové boky zubů mají vně a uvnitř téměř stejnou normální rozteč a přes celou šíři zubů také stejnou výšku zubů -> Dotýkají se jen ve středu zubů
Při vychýlení os se posouvá dotyková plocha, čímž může být vyloučeno jednostranné přetížení
Při zatížení se zvětšují dotykové plochy mezi boky zubů
Běží klidně, bez hluku
Nazadírají se
Vysoce zatížitelná
Hodí se pro rychloběžné pohony

Hypoidní kuželová kola

Osy hřídelů jsou mimoběžné
Více zubů v záběru (velký stupeň překrytí)
Běží obzvláště klidně
Pastorek může mít malý počet zubů -> možnost velkých převodových poměrů

2.5.5.5 ŠROUBOVÁ SOUKOLÍ

Pro mimoběžné hřídele

Druhy:
Válcová šroubová soukolí
Šneková soukolí

Šneková soukolí

Skládá se z:
a) Šneku
Hnací část
Podobá se pohybovému šroubu s trapézovým závitem
Pohání šnekové kolo
Druhy šneků
- Jednochodý či vícechodý
- Pravochodý či levochodý
U jednochodého šneku se při jedné otáčce otočí šnekové kolo o jeden zub

b) Šnekového kola

Přenášejí nejmenší až značně velké točivé momenty při velkém převodovém čísle (4 až 100)

Tvary šneku a kola:
Pro zcela malé momenty se užívá válcový šnek s válcovým kolem
Nejčastěji je šnek válcový a kolo globoidní

Několikachodý šnek má větší stoupání -> Lepší účinnost

Podmínce dobré účinnosti nejlépe vyhovuje ocelový kalený šnek s broušenými nebo leštěnými boky zubů, zabírající s kolem, jehož věnec je z fosforového bronzu nebo i hliníkového

Vznikají velké axiální síly -> Nutnost jejich zachycení axiálními ložisky

Mezi šnekem a šnekovým kolem vzniká velké kluzné tření -> Nutnost správného výběru materiálu a částečný chod soukolí v olejové lázni

2.5.6 VARIÁTORY

Plynule mění převodový poměr

Třecí variátor

Složen ze dvou třecích kol

Hnací kolo
Vodorovně uložené
Má konstantní otáčky
Může se posouvat ve směru své osy

Hnané kolo
Otáčky se zvyšují: Pohybuje-li se hnací kolo od kraje ke středu
Otáčky se snižují: Pohybuje-li se hnací kolo od středu ke kraji

Řemenový variátor

Tvořen dvěma řemenicemi a klínovým řemenem
Řemenice jsou zhotoveny ze dvou částí, které se mohou od sebe vzdalovat nebo k sobě přibližovat
Jestliže obě poloviny levé řemenice k sobě přiblížíme a obě poloviny pravé řemenice od sebe oddálí, pohybuje se řemen na levé řemenici po větším průměru a na pravé řemenici po menším průměru -> Otáčky levé řemenice budou menší než na pravé
Jestliže obě poloviny levé řemenice oddálíme a obě poloviny pravé řemenice k sobě přiblížíme, , budou se měnit průměry, na kterých obíhá řemen
Bude-li se hnací řemenice otáčet stále stejnými otáčkami, otáčky na pravé řemenici lze měnit výše uvedeným způsobem

2.5.7 PŘEVODOVKY

Též se mohou nazývat převodový mechanismus

Jiné názvy:
Reduktory: - Dochází-li na výstupu ke snížení otáček a zvýšení kroutícího momentu
Multiplikátory: - Dochází-li na výstupu ke zvýšení otáček a snížení kroutícího momentu

Mohou být jednoduché tak složité konstrukce
Vzniká spojením sériovým nebo paralelním spojením jednoduchých převodových prvků
Vkládá se mezi motor (hnací stroj) a výstupní člen (hnaný člen), který může mít různou funkci
Nedílnou součástí je i jejích rám (skříň), který často plní i další funkce (např. vřeteník)

Základní úkol: Dosažení změny úhlové rychlosti a změny točivých momentů z hřídele motoru na výstupní člen převodovky - pracovní stroj

Základní funkční parametry
Vstupní výkon [kW]/Kroutící moment [Nm]
Otáčky na výstupu [ot/min] nebo posuvná rychlost [m/min]
Celkový převod
Celková účinnost [%]
Životnost [hos]

Často jsou dodávány jako komponenty
Jsou typizované a vyrábí se ve specializované závodě

Výhody:
Ulehčení a zefektivnění práce konstruktéra
Zjednodušení výroby některých výrobních závodů -> nemusí být vybaveny pro jejich výrobu

V katalozích se uvádí:
Výkon
Vstupní otáčky
Převodový poměr
Účinnost
Druh a denní doba provozu
Teplota okolí
Počet zapnutí (rozběhů) za hodinu
Připojovací rozměry

2.5.7.1 NÁVRH PŘEVODOVKY

Vždy je nutné znát základní parametry:
Kroutícím moment [Nm]
Vstupní - Výstupní výkon [kW]
Otáčky [ot/min]
Životnost [hod]

Postup návrhu

1. Návrh motoru
Předpokládá se přibližná znalost celkové účinnosti

2. Návrh kinematického schématu

3. Výpočet zatížení jednotlivých souhmotí
Je tím myšleno zatěžovací stavy na každém souhmotí hřídeli, podle navrženého kinematického schématu
Zatěžovací spektrum se skládá z:
- Kroutící moment [Nm]
- Otáčky [ot/min]
- Životnost [hod]

4. Návrhový výpočet průměru hřídele
Výpočet se provede z:
- Velikosti kroutícího momentu
- Dovoleného zatížení v krutu
V tomto kroku se zároveň navrhne vhodný materiál pro hřídel
Dovolené napětí se volí o "něco" menší než je běžné (zanedbává se ohyb)

5. Návrh rozměrů soukolí
Pro známý převod a zvolený typ převodu se určí:
a) Průměr kola
Musí se respektovat obvodová rychlost kola
Nesmí být příliš vysoká (do 35 m/s) z důvodu hlučnosti
b) Předběžný návrh modulu
Výpočet se provede ze zatížení souhmotí
c) Určí se počet zubů
Určuje se z průměru kola a z modulu
Případně ze zvoleného úhlu sklonu zubů
d) Šířka ozubení

Kolo by nemělo být příliš široké z důvodu dobrého styku v záběru, ani příliš úzké (běžná šířka bývá od 15 do 150 mm)
U výstupních převodů bývá větší

6. Zvolí se vhodný typ spojení kola s hřídelí
Musí se vzít v úvahu:
- Vlastnosti jednotlivých spojovacích prvků
- Únosnost
- Vůle
- Montážní a demontážní hlediska
- Náklady

7. Návrh způsobu uložení hřídele
Zvolí se vhodná ložiska
Pro volbu vhodného ložiska se bere v úvahu:
- Typ ložiska
- Velikost ložiska
- Únosnost/trvanlivost
- Funkčnost
- Vůle
- Oteplení
- Ekonomické hledisko
Musí se řešit i spojení hřídele s ložiskem a spojení ložiska s rámem

8. Dořešení tvaru hřídele
Musí se brát na zřetel:
- Tuhost hřídele
- Vlastní montáž

9. Návrh tvaru skříně
Návrh vnitřního uspořádání
Musí se zajistit snadná montovatelnost/demontovatelnost jednotlivých součástí ze skříně

10. Kontrolní pevnostní výpočet
Výpočet se provádí VČETNĚ přídavných namáhání (např. ohybu u hřídelů)
Musí již být předepsány přesnosti ozubených soukolí

11. Vypracování technické dokumentace

2.6 MECHANISMY

2.6.1 ŠROUBOVÝ MECHANISMUS

Slouží: k přeměně rotačního pohybu na přímočarý a k vyvození velkých sil

Velmi jednoduchá konstrukce

Tvořen:

a) Pohybový šroub
Jednoduchý nebo vícechodý závit lichoběžníkového profilu

b) Matice
2 způsoby práce:

1. Matice je uložena pevně
Maticí nelze otáčet a pohybovat
Šroub se otáčí v matici a zároveň se posouvá ve směru své osy
Použití: Šroubové lisy, zvedáky

2. Matice je uložená posuvně
Může se pohybovat ve směru osy, ale nemůže se otáčet
Šroub je uložen v ložiscích, může se otáčet, ale nemůže se posouvat
Použití: Svěráky, pracovní stoly obrábějících strojů

Změna směru přímočarého pohybu se provede změnou směru otáčení
Poměrně malá účinnost (velké ztráty třením)
Účinnost lze zvětšit, vloží-li se mezi závit šroubu a matice kuličky -> vznikne valivé vedení

2.6.2 KLIKOVÝ MECHANISMUS

Slouží ke změně:
Rotačního pohybu na přímočarý (kompresory, pístová čerpadla)
Přímočarého na rotační (spalovací motory)

Skládá se z:

a) Píst
Pohybuje se ve válci přímočaře vratně
Na dno působí tlak páry, kapaliny, vzduchu (plynu)
Pro zamezení ztrát tlaku v pracovním prostoru je píst opatřen těsnícími kroužky nebo ucpávky
Pro zmenšení hmotnosti jsou písty duté

b) Pístní čep

c) Ojnice
Je spojená s pístem pomocí dutého pístního čepu
Druhý konec je kloubově spojen s klikou
Vykonává pohyb obecně rovinný, protože jeden konec se pohybuje s pístem přímočaře a druhý koná rotační pohyb společně s klikou
Koná změnu pohybu
Názvosloví:
- Ojniční hlava pístová (část spojená s pístem)
- Ojniční hlava kliková (část spojená s klikou)
Ojnice se k součástím připojuje ojničními šrouby
Obě ojniční hlavy jsou uloženy v ložiskách

d) Klika
Uložena v ložiskách
Koná rotační pohyb
U víceválcových strojů se používá kliková hřídel
Pro malé zdvihy se užívá výstřední kotouč - výstředník -> Mechanismus se pak nazývá Výstředníkový

e) Setrvačník
Nasazen na stejné hřídeli jako klika
Jedná se o akumulátor kinetické energie, která se podle potřeby uvolňuje -> vyrovnání nerovnoměrnosti chodu
U jednoválcových strojů slouží k překonání krajních poloh pístu

Zkrácený klikový mechanismus

Použití: Pro jednočinné stroje (pracovní tlak látky působí pouze na jednu stranu)

Úplný klikový mechanismus

Použití:
Pro dvojčinné stroje (pracovní tlak látky působí střídavě na obě strany pístu)
Dříve: Parní lokomotivy
Dnes: Dvojčinná pístová čerpadla

Skládá se:
Píst
Pístní tyč
Křižák
Ojnice
Klika

Píst a pístní tyč a křižák konají přímočarý vratný pohyb
Ojnice koná pohyb obecný
Klika koná pohyb rotační

2.6.3 KULISOVÝ MECHANISMUS

Slouží: Ke změně rotačního pohybu na přímočarý vratný

Skládá se z:
a) Klika
Hnací člen
Koná rotační pohyb
Na konci je kloubově uložená první kluzná kostka, která

b) 2 kluzné kostky (kameny)
První kostka
Spolu s klikou koná rotační pohyb a zároveň se pohybu v drážce kulisy
Mění rotační pohyb kliky na kyvný pohyb kulisy
Druhá kostka
Přijímá kyvný pohyb od kulisy
Je suvně uložená v drážce na konci kulisy
Je kloubově spojená se smykadlem
Koná přímočarý vratný pohyb

c) Kulisa
Jedním koncem je kloubově uložena na rámu stroje -> Může vykonávat a přenášet pouze kyvný pohyb, který udílí klika pomocí první kostky

d) Smykadlo
Koná přímočarý vratný pohyb
Velikost zdvihu lze měnit změnou vzdáleností první kluzné kostky od osy kliky
Pohyb smykadla je v jednom směru větší než ve druhém
- Vlastnost se využívá u obrážeček
- Pohyb do záběru je menší než vratný
Zde jsou obvykle uchyceny pracovní nástroje v nástrojových držácích

2.6.4 KLOUBOVÝ MECHANISMUS

Slouží:
Přenos rotačního pohybu
Změna rotačního pohybu na kyvný
Změna rotačního pohybu na obecný

Čtyřkloubové mechanismy

Nejčastěji používané

Tvořené:
a) Hnací člen
Klika, která je otočně uložená na rámu stroje a koná rotační pohyb
Pohyb se přenáší na hnaný člen pomocí členu spojovacího

b) Hnaný člen
Má-li hnaná klika stejný poloměr jako hnací -> Koná rotační pohyb
Je-li poloměr hnané kliky větší -> Koná kývavý pohyb

c) Spojovací člen
Koná obecný pohyb (v obou výše zmíněných případech)
Může být i pracovním členem

2.6.5 VAČKOVÝ MECHANISMUS

Mění rotační pohyb na přímočarý

Použití:
Ovládání čtyřdobých spalovacích motorů
Automatické řídící systémy (např. u obrábějících strojů)

Je tvořen:
a) Vačkou
Tvar je závislý na průběhu pohybu táhla
Funkci vačky může plnit i výstředníkový kotouč - exentr nebo neokrouhlý kotouč
Udílí táhlu pohyb pouze v jednom směru (zpětný pohyb zajišťuje pružina)

b) Táhlem
Pro snížení tření mezi vačkou a táhlem, je opatřeno kladičkou, která se odvaluje po obvodu vačky

2.7 ZDVIHACÍ ZAŘÍZENÍ A JEŘÁBY

Použití:
k svislé dopravě břemen a k jejich držení v požadované výšce
Přemisťují zdvižená břemena i vodorovným směrem mezi místy pracovního pole jeřábu

Nosnost
Nejvyšší dovolená hmotnost břemene
Hlavní parametr
Norma uvádí řadu od 0,1 do 1 000 t

Další parametry
Výška zdvihu
Pracovní rychlost (zvedání, pojezd kočky, pojíždění mostu)
Rozměry pracovního pole (rozpětí, vyložení)

Přehled jeřábů

Pro výpočty se jeřáby a jejich části dělí podle celkového počtu pracovních cyklů a podle průměrného vytížení (poměr průměrného břemene a nosnosti) do 5 únavových skupin:
O - Velmi lehký provoz
I - Lehký provoz
II - Střední provoz
III - Těžký provoz
IV - Velmi těžký provoz

Ruční zdvihadla se nezařazují do žádné kategorie

Další hlediska třídění
a) Tvar nosné konstrukce

b) Druh pohonu
Ruční
Elektrický
Parní
Spalovacím motorem
Hydraulický
Pneumatický

c) Druh pohybu hlavní části nosné konstrukce
Stacionární - Nepojízdné
Pojízdné
Otočné
Plovoucí
Se sdruženými pohyby

d) Účel a místo použití
Montážní
Dílenské
Hutní
- Slévárenské
- Licí
- Kovací
- Kalicí
- Sázecí
- Stohovací
Nádvorní
Skládkové
Stavební
Železniční
Přístavní
Havarijní

e) Charakteristická část
Drápkový
Chapadlový
Magnetový

Základní typ	Charakteristika	Druh		Poznámka
Mostové	Pojíždějí po zvýšené jeřábové dráze	Podvěsné	Jednonosníkové	Stohovací
		Běžné	Jednonosníkové Dvounosníkové Čtyřnosníkové
		Speciální
Portálové	Spodní část konstrukce ve tvaru portálu pojíždí: Po zemi Jednou stranou po zemi a druhou po zvýšené dráze (poloportálový jeřáb)	S kočkou Pojízdný otočný jeřáb	Kočka navrch nebo uvnitř	Překládací mosty
		S otočným výložníkem	Stavitelný výložník Kyvný výložník Stálý výložník	Přístavní
		Pojízdný a otočný výložník
Konzolové	Konzole ve tvaru konzoly pojíždí po dráze (3 kolejnice) na stěně budovy	S kočkou na neotočném výložníku	Kočka podvěsná - kladkostrojová nebo tažná	Těžký provoz
		S otočným výložníkem
Věžové a sloupové	Hlavní část konstrukce se otáčí kolem svislé osy Klopné momenty jsou zachycovány sloupem nebo věží	S otočným sloupem	Nástěnné Deriky Třínožkové Kotvené lany Sloup kotvený v základech Velocipédové Pojízdné	Montážní,stavební
		S neotočným sloupem
Kolejové, silniční, plovoucí	Otočný vršek uložen na vozidle (plavidle) prostřednictvím točnice nebo sloupu	Kolejové		Železniční
		Silniční	Automobilové Na pásovém podvozku	Velmi mobilní
		Plovoucí
Lanové, kabelové	Jeřábová kočka je tažena tažným lanem tak, že pojíždí po nosném laně napjatém mezi dvěma věžovitými podstavami	Stacionární	Podpěry nehybné nebo výkyvné na bok	Pro stavbu mostů a přehrad
		Rovnoběžně pojízdné	Obě podpory pojízdné
		Pojízdné v oblouku	Jedna z věží pojízdná v oblouku
		Lanové portálové

Mostový jeřáb

Nejpoužívanější
Obdélníkové pracovní pole
Po zvýšené jeřábové dráze pojíždí jeřáb
Nosná konstrukce má tvar mostu
Po kolejích na hlavních nosnících mostu se pohybuje pojízdné zdvihadlo - jeřábová kočka

Jeřábová kočka
Podstatnou částí je lanový buben, na který se navíjí zdvihací lano spojené s kladnicí s hákem, na který se váže břemeno

Pojížděním kočky a mostu se břemeno pohybuje vodorovně
Pojíždění zajišťuje pojížděcí ústrojí, umístěné na mostu a kočce

2.7.1 ZVEDACÍ A SKLÁPĚCÍ ÚSTROJÍ

Principy zvedacích ústrojí, lze vysvětlit na mechanismu jednoduchých zdvihadel

1. Jednoduchá zdvihadla

Patří sem:
Zvedáky
Kladkostroje
Navíjedla

Malé mechanizační prostředky
Usnadňují namáhavou práci
Jednoduchá a levná
Snadně přenositelná
Malých rozměrů a malé hmotnosti se dosáhne jakostním materiálem a jednoduchou konstrukcí (mnohdy za to zaplatíme sníženou účinností)

Pohon:
Ruční
Elektrický
Pneumatický
Hydraulický

2. Zvedáky

Tuhý zvedací člen je součástí hlavního převodového ústrojí
Obvykle malý zdvih (řádově desetiny metru)

Zpětnému pohybu zdvihaného břemena brání:
- Samosvorné převodové ústrojí (účinnost pod 0,5)
- Zdrž
- Hydraulické blokování (ventily)

3. Kladkostroje

Mají ohebný zdvihací člen
Nepohyblivá část (kladkostroj) se zavěšuje na konstrukci, nosník, podvěsnou kočku, výložník jeřábu
Pohyblivá část je zavěšená na laně nebo řetězu a tvoří kladnice s hákem nebo samotný hák
Původní kladkostroje mají převody výhradně kladkové (ostatní mají převody ještě jiné)

4. Navíjedla

Charakteristická část je buben pro navíjení lana nebo řetězu
Buben je poháněn přes vhodný převod (ozubený, šnekový, řetězový, třecí) buď motorem nebo ruční klikou
Navíjecí ústrojí je opatřeno brzdou nebo zdrží

Použití:
Zdvihání břemen
Tažení vozíků
Často se doplňuje násobným kladkostrojem
Při práci musí být navíjedlo bezpečně upnuto (např. k podlaze)

Elektrický kladkostroj
Řadí se k navíjedlům
Kromě normálního zdvihu má mikrozdvih s rychlostí 10 až 20% normální rychlosti zdvihu

5. Lanová zvedací ústrojí u jeřábů a koček

V podstatě navíjedlo spojené s násobným kladkostrojem

Jeřábové kočky mají často 2 samostatná zvedací ústrojí (20 a 5 t), protože při zvedání "lehkých" břemen by nebyl motor plně vytížen -> Velký odběr jalového proudu
Ústrojí o menší nosnosti má obvykle vyšší zvedací rychlost

6. Sklápěcí ústrojí

Některé jeřáby mají stavitelný nebo klopný stavěcí výložník

Stavitelný výložník
Možno měnit vyložení nebo pracovní výšku jeřábu
Přestavuje se bez zavěšeného břemene

Klopné výložníky
Mají je přístavní portálové jeřáby
Břemena lze jimi rychle přemisťovat s malým vynaložením práce
Dráha konce výložníku je vodorovná
Kyvný pohyb je vyvozen šroubovým, hřebenovým, klikovým nebo hydraulickým mechanismem

2.7.1.1 KLADKOSTROJE

1. Násobný (obecný)

Používá se samostatně s konopným lanem a ve spojení s navíjedlem nebo zvedákem

Typizován pro hmotnosti:
Konopné lano: 0,1 až 3 t
Ocelové lano: 1 až 8 t

2. Diferenciální

Lehký
Velký převod
Samosvorný (jen za určitých podmínek)
Malá účinnost
Velké opotřebení nosného řetězu
Nosnost: 0,1 až 1 t

3. Šroubový

Nejpoužívanější (z kategorie ručních kladkostrojů)
Při nesamosvorném šneku má spouštěcí brzdu
Typizován pro hmotnosti: 0,5 až 25 t
Účinnost: 0,55 až 0,7

4. S čelními koly

Pro držení břemene slouží spouštěcí brzda s pomocným šroubem
Typizován pro hmotnosti: 0,25 až 10 t
Existují i s motorem
Účinnost: 0,75 až 0,85

2.7.1.2 ZVEDÁKY

1. Šroubový
Jednoduchý
Lehký
Samosvorný -> Bezpečný
Malá účinnost (0,3 až 0,5)
Spojuje se s dalšími převody (např. šnekovým)

Typizován pro:
Hmotnosti: 2 až 35 t
Zdvihy: 100 až 300 mm

2. Hřebenový

Ozubený převod bývá dvojnásobný až trojnásobný
Pro samodržnost jsou opatřeny zdrží

Typizován pro:
Hmotnosti: 2,5 až 30 t
Zdvihy: 345 až 530 mm

Účinnost: 0,6 až 0,8

3. Hydraulický

Velké převodové číslo
Dobrá účinnost (0,7 až 0,9)
Samočinné držení břemene je zajištěno výtlačným ventilem
Spouštění otevřením přepouštěcího ventilu

Typizován pro:
Hmotnosti: 3 až 200 t
Zdvihy: 145 až 280 mm (vyšší zdvihy jsou dosaženy při použití teleskopického pístu)

4. Pneumatický

Použití, pouze tam, kde je k dispozici stlačený vzduch
Zavěšují se jako kladkostroje

Typizován pro:
Hmotnosti:125 až 1 500 kg
Zdvihy: 0,5 až 1,8 m

Účinnost: 0,8 až 0,9

2.7.2 POHON JEŘÁBŮ A ZDVIHADEL

1. Elektrický pohon

Nejpoužívanější

Výhody:
Možnost individuálního pohonu každého mechanismu
Snadný přívod energie
Pohotovost
Snadná ovladatelnost
Možnost reverzace
Možnost elektrického brzdění
Hospodárný provoz

Nevýhody:
Závislost na elektrické síti
Možnost úrazu elektrickým proudem

Užívá se téměř pouze 3 fázový střídavý proud (3~ AC)
Dle charakteristiky by byl výhodnější stejnosměrný motor

Při určování potřebného výkonu je nutno do výpočtu zahrnout tzv. ztěžovatel (charakterizuje režim práce motoru)

Elektromotory pro jeřáby:
Zesílená konstrukce
Uzavřené
Povrchově chlazené
Většinou s kroužkovou kotvou
Při menším ztěžovateli vyšší výkon a menší otáčky

Elektrické řízení je hospodárnější a plynulejší u stejnosměrné soustavy

Možnosti brzdění u trojfázové soustavy: (podrobnosti v článku Elektrické brzdy)
- Nadsynchronní brzdění
- Brzdění protiproudem

2. Pohon spalovacím motorem

Nezávislost na elektrické síti

Použití:
Vozidlové jeřáby
Vozíky

Do výkonu 30 kW se používá motor zážehový (nad 30 kW motor vznětový)

Nevýhody:
Malá přetížitelnost
Obtížná reverzace
Ke spuštění nutný cizí zdroj
Méně výhodná charakteristika
V uzavřených místnostech MUSÍ být detoxikační zařízení -> Výfukové zplodiny můžou způsobit smrt
Mezi motorem a dalším ústrojí musí být výsuvná spojka (obvykle pružná)

Někdy může být výhodný tento pohon spojit s motorem elektrickým (dieselelektrický) nebo hydraulickým (dieselhydraulický)

3. Hydraulický pohon

Jedná se vlastně o převod
Čerpadlo (hydrogenerátor) je poháněno elektrickým nebo spalovacím motorem a dodává tlakovou kapalinu do hydromotoru

Výhody:
Snadná ovladatelnost
Plynulá regulace rychlostí v mezích 200:1
Hydraulická aretace (není třeba brzdy nebo zdrže)
Malé rozměry hnacích jednotek

Nevýhody:
Nižší účinnost
Choulostivé na
- Nečistoty
- Změnu teploty
Vyžaduje přesnou výrobu (zejména pro vysoké tlaky - až 50 MPa)

Stále větší význam a uplatnění

4. Pneumatický pohon

Lze použít pouze tam, kde je zaveden stlačený vzduch (0,6 až 0,8 MPa)
Pružný

Bezpečný ve výbušném prostředí
- Kvůli nebezpečí výbuchu nelze použít spalovací nebo elektrický pohon -> Výbuch od jiskry
- Odfuk vzduchu přispívá k větrání

5. Ruční pohon

Použití:
Jednoduchá a jen občas používaná zařízení
U zařízení, kde je NUTNÁ velmi přesná manipulace
Záložní, nouzové aplikace (nouzové vytáhnutí výtahu do nejbližšího podlaží)

Hnací síla se do mechanismu přenáší ruční klikou s řetězkou, pákou nebo řehtačkou

Člověk vyvine:
Sílu: 100 N
Výkon: 100 W

Při krátkodobém použití (do 5 minut) a fyzickou zdatností lze uvažovat s 2x násobnými hodnotami

2.7.3 POJÍŽDĚCÍ A OTÁČECÍ ÚSTROJÍ

Pojížděcí ústrojí

Jsou jím vybavené podvěsné i jeřábové kočky a všechny druhy pojezdných jeřábů

Nosným členem je soustava pojížděcích kol
1.) Pokud jsou z důvodu únosnosti na každé straně více než dvě kola jsou spojeny s konstrukcí vahadly pro spolehlivé dosednutí i na nerovné kolejnici
2.) Obvykle je poháněna jen polovina pojížděcích kol -> Pro omezení možnosti zpříčení jeřábu, které by bylo způsobeno ->
- Nestejnou obvodovou rychlostí pravých a levých kol
- Nedostatečným rozvorem (alespoň šestina rozpětí)
- Mal tuhost konstrukce nebo základu
3.) Stejnou obvodovou rychlost zaručuje centrální pohon
4.) V praxi se osvědčuje i dělený pohon
- Oba poháněcí motory musí mít strmou charakteristiku
- Musí být tuhá konstrukce jeřábu

Tažené kočky mají malou hmotnost, protože nenesou poháněcí ústrojí

Podvěsné kočky slouží k zavěšení kladkostroje
Pohon:
- Ruční
- Motorický
- Bez pohonu

Pojížděcí kola a kolejnice

Pojížděcí kola mají obvykle dva nákolky, aby se zamezilo sjetí kola z kolejnice
Mezi nákolkem a kolejnicí musí být vůle 5 až 20 mm se zřetelem na možné příčení jeřábu
Nosnost kola souvisí s životností
Při větším stykovém tlaku vznikají po určitém počtu styků s kolejnicí na styčné ploše jamky (pitting) a kolo je nutné vyřadit z provozu

Otáčecí ústrojí

Slouží k vodorovnému přemísťování břemen u u otočných jeřábů

Nosné části:
Ložiska - Dvě radiální a jedno axiální
Opěrná pojížděcí kola (opěrné kladky nebo válečky) s centrálním čepem
"Obří" axiálně radiální kuličkové ložisko

Pohon se obvykle skládá:
- Ozubeného věnce na spodku jeřábu
- Pastorku na otočném vršku

Pastorek je poháněn od motoru přes převodovku a odvaluje se po ozubeném věnci

V otáčejícím ústrojí musí být stavěcí brzda
- Proti samovolnému otáčení (např. působením větru)
- Pro přesné zastavení

Je-li převodovka samosvorná musí být v ústrojí kluzná pojistná spojka
U věžových jeřábů je otočná část spojena s hnací kladou velkého průměru, kterou otáčí jedno nebo dvě navíjedla
Nejjednodušší jeřáby mají samostatný pohon pro otáčející ústrojí

2.7.4 BRZDY A ZDRŽE

Dle předpisů MUSÍ mít zvedací a sklápěcí ústrojí bezpečnou brzdu, která automaticky zabrzdí a drží břemeno, pokud dojde k porušení přívodu elektrického proudu
Brzda ve zdvihacím ústrojí vyvine MUSÍ být schopna vyvinout 1,2 až 2 krát větší moment než je moment způsobený břemenem

Stavicí brzdy

Postupně zastavují pohybující se břemeno až do klidu

Mají dvě provozní polohy
Poloha Zabrzděno - Brzdí stálým momentem vyvozeným pružinou nebo závažím
Poloha Odbrzděno - Do této polohy se dostanou působením odbrzďovače (nejčastěji elektromagnetického nebo elektrohydraulického (elha)

Bývají též součástí pojížděcího i otáčecího ústrojí

Spouštěcí brzdy

Jsou stále v poloze Zabrzděno

Při spouštění je nutno překonávat nadbytečný brzdící moment hnací silou
Brzdící moment je vyvozen tíhou břemene -> Úměrný velikosti břemene

Aby se neztěžovalo zvedání je brzda spojená s brzdným hřídelem prostřednictvím jednosměrné spojky (zdrže)
Použití:Nesamosvorné ruční zdvihadla

Regulační brzdy

Snižují rychlost na žádanou úroveň
Brzdící moment je proměnný -> Velikost je ovládána obsluhou nebo automaticky (např. odstředivou silou)
U elektricky poháněných zdvihadel se užívá brzdící účinek elektromotoru

Zvláštní regulační brzdy
Použití:
- Citlivé usazení břemene
- Jemné dojíždění

Zdrže

Zamezují nežádoucímu pohybu ústrojí -> Brání klesání břemene

Zubové zdrže (rohatka se západkou)
Bezpečnější
Pro bezpečnější a plynulejší záběr bývá na obvodu rohatky několik západek

Třecí zdrže
Bezhlučné
Spojité zachycování

2.7.5 PROSTŘEDKY PRO VÁZÁNÍ A UCHOPENÍ BŘEMENA

Háky

Základní prostředek, pro zavěšování břemen
Se zvedacím lanem nebo řetězem jsou nejčastěji spojeny kladnicí (přímé spojení je výjimečné)

Běžné typy háků jsou normalizovány
Kovaný jednoduchý hák
Dvojitý hák
Uzavřený hák (třmen)
Hák s nosem
Hák s karabinou
Lamelový hák pro licí pánev

Při provozu vystaveny značnému rázovému namáhání ->
- Tvarově správně vyřešeny
- Vyrobeny z houževnatého materiálu (12 020.1 nebo 11 376.1)

Výpočet je normalizován
Průřez krčku je kontrolován na tah (38 až 56 MPa)

Zakřivená část se kontroluje na ohyb a tah
- Nutno brát zřetel na značná zakřivení střednice háku
- Napětí v nejvíce zatěžovaném průřezu je rozloženo hyperbolicky (na vnitřní straně 30% větší než ve středu průřezu)
- Dovolené napětí (50 až 180 MPa) je závislé na nosnosti a skupině jeřábů

Kontroluje se i tlak v závitech připojovací matice (20 až 31 MPa)

Kladnice

Spojuje hák s kladkami
Prostřednictvím kladek se tíha břemena rozloží rovnoměrně na více lan
Tíha kladnice napíná dostatečně lano i při prázdném háku -> Spouštět hák bez břemene

Vazáky

Jsou lana nebo dlouhočlánkové řetězy upravené pro vázání břemene na hák

Traverzy

Použití: Vázání rozměrnějších břemen na hák

Chapadla

Mají tvar háku, třmenu, trnu nebo vidlice
Použití: Podebrání předmětů bez vázání
Pro delší břemena se spojují s traverzou

Třecí držáky

Použití:Uchopení plechů nebo desek ve svislé nebo vodorovné poloze

Břemenové kleště

Svírají břemeno vhodně tvarovanými čelistmi
Použití: Pro zdvihání pytlů, beden kvádrů, sudů, apod.

Nádoby

Použití: Přemisťování sypké, kašovité nebo kapalné materiály
Plní se ze zásobníků (např. nasypáním)
Vyprazdňují se vyklopením nebo otevřením dna

Břemenové magnety

Značně urychlují dopravu železných předmětů (materiál, polotovary, výrobky, odpad) až do teplot 500 °C

Napájejí se stejnosměrným proudem o napětí 100 až 600 V
Nutno velmi přísně dodržovat bezpečnostní předpisy -> nebezpečí úrazu

Drapáky

Plnění a vyprazdňují se automaticky pohybem čelistí

Dvoulanový drapák
Vyžaduje dvoububnové zdvihadlo
Lze otevírat a zavírat v kterémkoliv místě dráhy

Jednolanový drapák
Stačí obyčejné zdvihadlo
Omezená manipulační schopnost

Motoristický a hydraulický drapák
Mohou nabírat i v nakloněné poloze
Dají se zavěsit i na normální hák

Vícečelisťový drapák (polyp)
Použití: Zdvihání obtížně nabratelného materiálu (železný šrot, balvany)

2.7.6 NOSNÉ KONSTRUKCE JEŘÁBŮ

Nosná konstrukce zachycuje:
a) Tíhu
- Břemene
- Mechanismů
- Ostatních částí
b) Účinky větru
c) Dynamické síly při provozu

Musí být:
Pevná a tuhá
Bezpečná proti převrácení
Lehká
Výrobně a provozně jednoduchá
Umožňovat
- Snadnou přepravu jeřábu
- Montáž a přístup k mechanismům
Splňovat zásady bezpečnosti
Vyhovovat po estetické stránce

Nosná konstrukce se skládá: z
Nosníků
Sloupů
Výložníků

Jednotlivé části se spojují:
a) Nýtováním (dříve)
b) Svařování (dnes)

- U spojů namáhaných na únavu jsou vhodnější spory tupé než koutové
c) Lepením (zkouší se)

Z přepravních důvodů bývá nosná konstrukce dělená
Jednotlivé díly se spojují šrouby o vysoké pevnosti nebo lícovanými šrouby

Nejpoužívanější materiály pro nosné konstrukce jeřábů:
a) Nýtované
10 370

b) Svařované
11 373
11 378
11 483
10 520
11 523

c) Trubkové
11 353
11 523

d) Oceli třídy 10 se používají jen na méně namáhané části
e) Pro snížení hmotnosti se některé části vyrábí i ze slitin hliníku (např. 42 4201)

Přehled jeřábových nosníků

Válcovaný
Výrobně jednoduchý
Těžký
Použití:Pro malé rozpětí a malé hmotnosti

Prolamovaný
Lehčí než válcovaný
Nosník I je plamenem rozřezán klikatým řezem, posunut a opět svařen

Plnostěnný (svařovaný nebo nýtovaný)
Použití: Pro velké nosnosti a malá rozpětí
MUSÍ být vodorovně vyztužen

Skříňový
Nejpoužívanější
Lehký
Vzdoruje vodorovnému ohybu a kroucení
Nepotřebuje prostorové vyztužení
Používá se ve spojení s skříňovým příčníkem a rohovými ložisky

Příhradový (svařovaný nebo nýtovaný))
Z tvárné oceli nebo trubek namáhaných na vzpěr nebo tah
Nejlehčí ze všech nosníků
Použití: Pro velká rozpětí
MUSÍ být prostorově vyztužen

Výpočet nosných konstrukcí

Postup je uveden v normě

Mezní stavy:
Únosnosti (pevnost, vzpěr, boulení, únava)
Přetvoření (průhyb, útlum, kmitáním)
Stabilita polohy (překlopení, posunutí)

Nutno dbát na nejnepříznivější:
a) Základní kombinace
Stálé zatížení
- Tíha nepohyblivých částí
- Stálá předpětí
Proměnlivá zatížení
- Pohyblivá části
- Břemeno
- Setrvačné a odstředivé síly
- Boční síly při příčení
- Tlačné síly větru

b) Mimořádná seskupení za provozu
Poruchy
Najetí na nárazník

c) Mimořádná seskupení mimo provoz
Zkoušky
Doprava a montáž
Silný vítr

Síly se násobí tzv. součinitelem zatížení (náhodné zvětšení užitečného břemene při provozu)
Vypočtená napětí se kontrolují s hodnotou uvedenou v normě nebo v materiálových listech
Při kontrole na únavu se hodnoty mezního napětí přiměřeně snižují podle únavových skupin jeřábů

Kontrola stability

Provádí se výpočtem i zkouškou

Při výpočtech se určují vzhledem ke klopné hraně zvlášť momenty sil
- Zabezpečujících (stálých)
- Klopných (proměnlivých)

Síly je nutné násobit součiniteli zatížení
Součet zabezpečujících momentů NESMÍ být menší než součet momentů klopných

Stabilitu nutno prokázat pro případy:
Při provozu s:
- Maximálním břemenem
- Setrvačnými silami
- Normální silou větru (pro tlak 250 Pa)
Se silou působící vzhůru v místě závěsu lana (desetina až 3 desetiny zatížení)
Bez břemene je zakotven na konstrukci působí dynamický větru 800 až 1 300 Pa a násobený součinitelem 1,2

K zvětšení stability pomáhá vyvažovací závaží (nehybné nebo pohyblivé)
U vozidlových jeřábů se k témuž účelu užívá výsuvných nebo výklopných podpěr