„Při návrhu ocelových konstrukcí rypadla jsme aplikovali několik užitných vzorů“

• Foto

KK 1300 je opravdový obr. Jeho výroba byla velkým soustem už jen s ohledem na to, že na ní spolupracovala více než třicítka dodavatelů. Délka přes 200 m, výška 56 m, váha přes 5 000 tun a objem korečku 1 300 litrů. Vše na tomto stroje je zkrátka monstrózní. Polovinu hmotnosti stroje tvoří ocelové konstrukce. Ty jsou, vzhledem ke svému určení, často netradiční. KK1300 je kromě jiného dílem skupiny projektantů, konstruktérů a firemního know‑how společností NOEN a PRODECO. Jedním ze členů konstrukčního týmu je Ing. Jan Marek, CSc., projektant OK společnosti NOEN, a. s. Uničov.

V jakém programu se tvoří projekty konstrukcí takových rypadel, jakým je KK 1300?
Ve svém (s úsměvem). Teď vážně. Je to můj program, který jsem tak trochu zdědil od doc. Horáka z ÚAM a pak 20 let předělával, upravoval, doplňoval. Jeho název je KOPR (KOnstrukce PRutové pozn.) a umožňuje najednou zvládnout tisíce kombinací modelového zatížení vznikajícího stroje v různých konfiguracích (tj vzájemných polohách výložníků a podepřeních). Na koleso, otočnou desku a spodní stavbu rypadla jsme ale používali FEMAP + NASTRAN, na spojovací most a nakládací výložník kolegové používali FEAT, co vím.

Rozměry stroje jsou opravdu úctyhodné. Jaké konstrukce na něm najdeme?
Nejmarkantnější jsou asi příhradové konstrukce horní stavby propojené lany zdvihu kolesového výložníku. Rozměry jsou opravdu veliké. Například roztečná šířka ocelové konstrukce celé otočné vrchní části je 9 m. Rovněž výška tubusu kolesového výložníku není zanedbatelná – skoro 7 m. Do jeho průřezu by se vešly dva vlaky. Zajímavá je i konstrukce obou kladkostrojů zdvihu kolesového výložníku, které jsou vnější a vnitřní a fungují nezávisle na sobě. Zdvih je naddimenzován, takže pro mírný provoz by v krajním případě postačil kladkostroj jeden.

Zajímavý je rovněž 100 metrový teleskopický spojovací most. Most i zasouvací teleskop tvoří atypická svařovaná trubková příhradová konstrukce s „bezvrubými“ přípoji. Na této části stroje jsme spolupracovali s odborníky ze společnosti EXCON a. s., asi nejvíc s Ing. Vladimírem Janatou, CSc. a s Ing. Daliborem Gregorem, PhD.

Jak jsou konstrukce chráněny vůči vibracím?
Vibrace jsou u tohoto typu konstrukcí jedním z dominantních zatížení, je třeba s nimi počítat už ve studii. U KK 1300 jsem mohl zúročit zkušenosti s výstavbou posledního takovéhoto stroje, který jsme v ČR realizovali před 25 lety – K 2000 a těží skrývku v dole Bílina ještě dnes.

V přední, nejvíce exponované části stroje, tedy na kolesovém výložníku, jsou všechny významné spoje O.K. šroubované vysokopevnostními šrouby – třecími spoji. Na vyvažovacím výložníku v zadní části už ale najdeme i svařované tupé spoje. Kvůli dynamickým namáháním jsou všechny vnitřní rohy konstrukce oblé, konce svarů plynule zabroušené. Tím jsme eliminovali potenciální zdroje únavových trhlin.

„Při návrhu rypadla jsme aplikovali dva Užitné vzory, oba se týkají eliminace vibrací.

Například celoodpružená kabina řidiče je zavěšena na gumovém pásu a systému pružin a tlumičů ve dvojité houpačce závěsu. To nejvíce eliminuje obrovské vibrace pocházející od rýpacích sil na kolese. Odpružení musí řidiči zajistit hygienicky únosné prostředí z hlediska expozice vibrací. V praxi to znamená dostat se do nadrezonančního režimu při spektru budících frekvencí začínajících už nad 1 Hz.

Další novou „lahůdkou“ je houpací strojovna. Vibrace strojovny přinášejí problémy drahému elektrozařízení, které se kvůli nim pak dříve a častěji porouchá. U KK 1300 je strojovna uložena na 0,7 m dlouhých závěsech a kloubových ložiscích a tlumičích. Tím se eliminují vodorovné složky zrychlení, které jsou nejničivější, protože skříně rozvaděčů, cívky traf a další na ně nebývají stavěné. Když padají zářivky ze stropu, vibruje to zkrátka moc.

Autor

• Bc. Fejfar Vítězslav