Tendencie vývoja konštrukcií mobilných pracovných strojov

Konštrukcia mobilných pracovných strojov prešla za posledné desaťročia evolučným vývojom, ktorý zohadňoval požiadavky jednotlivých období. V súčasnosti je stav podmienený hlavne vývojom pracovných technológií, ktoré dosiahli novú kvalitatívnu úroveň, pohotovosť k nasadeniu a rýchlosť realizácie. Táto skutočnosť si vyžiadala výkonné a spoľahlivé stroje, schopné svojimi technickými parametrami realizovať pracovné technológie v požadovanom rozsahu a kvalite za minimálny čas. Pri vývoji nových konštrukcií strojov a zariadení treba dnes vychádzať z poznatkov, ktoré dostatočne predikujú vývoj v tejto oblasti na najbližšie obdobie. Jedným z možných zdrojov poznatkov, okrem najnovšej odbornej a firemnej literatúry v odbore, je konfrontácia výrobcov mobilných pracovných strojov na medzinárodných výstavách a veľtrhoch (BAUMA Mníchov, MSV Nitra, AGROKOMPLEX Nitra, MSV Brno a pod.).
Tieto podujatia dávajú možnosť získania najnovších poznatkov nielen v oblasti konštrukcie, ale práve aj o najnovších pracovných technológiách s ktorými konštrukcia vzájomne súvisí. Výrobca tiež získava spätnú väzbu - informáciu o úspešnosti svojho výrobku na konkurenčnom trhu.


Na posledných medzinárodných výstavách boli prezentované najnovšie tendencie vývoja v oblasti mobilných pracovných strojov, ktoré možno zhrnúť do nasledovných bodov:
• starostlivosť o model - pod týmto pojmom sa rozumie neustály technický rozvoj modelov mobilných pracovných strojov v najširšom slova zmysle vo väzbe na dopyt zákazníkov zabezpečujúci presadenie výrobku na trhu,
• dopĺňanie stavebného radu - s ohľadom na stále nové požiadavky trhu je potrebné dopĺňať stavebný rad požadovanými modelmi so zodpovedajúcimi technickými parametrami pre určujúce, teda hlavné pracovné technológie, ktoré bude stroj počas svojho technického života vykonávať,
• komfort obsluhy - jedným z posudzovaných kritérií zo strany zákazníka pri kúpe stroja je úroveň komfortu pre obsluhu stroja. V tomto smere v poslednom období narastajú požiadavky zákazníka, umocňované bezpečnosťou obsluhy a nárokmi na monitorovacie systémy pracovnej činnosti stroja a jeho hlavných agregátov,
• miniaturizácia - v súčasnom období je dostatočná ponuka prác menšieho rozsahu, pre ktoré sú vhodné stroje nižších výkonových tried, pričom ich vyšší špecifický výkon sa dosahuje zvyšovaním pracovných rýchlostí, optimalizáciou spotreby energie a pod.,
• mikroelektronika - obslužné a riadiace systémy strojov čoraz viac využívajú na zabezpečenie svojej funkcie mikroelektroniku. Tento rozvoj dosiahol určitú hranicu, keď je potrebné prejsť na novú kvalitu (napríklad tkz. samoučiace stroje a pod.).
• automatizácia - v konštrukcii strojov a taktiež pri realizácií pracovných technológií má už dlhodobé uplatnenie, ve.mi často sa v praxi stretávame s obslužnými robotmi a robotizovanými pracoviskami; • kvalita stroja a kvalita servisných služieb - obsah týchto pojmov ve.mi závažne ovplyvňuje úspech výrobcu mobilných strojov na trhu. Výrobca teda musí čoraz viac okrem kvalitného výrobku poskytovať užívateťovi aj kvalitný servis, ktorý zahŕňa diagnostiku, údržbu, poradenstvo, školenie pracovníkov a pod.


• jednoduchosť strojov - je v zdanlivom protiklade s vyššie uvedenými tendenciami, ale skúsenosti hovoria, že na získanie niektorých trhov treba ponúknuť zjednodušené varianty strojov. Neznamená to však, že to budú stroje primitívnejšie a vonkoncom nie menej kvalitné, ale stroje jednoduchšie a lacnejšie.
• recykling materiálov - vzhľadom na šetrenie a hospodárne využívanie prírodných zdrojov nadobúda tento pojem čoraz väčší význam. Vznikajú nové technológie a zariadenia, ktoré umožňujú efektívne využi. hmoty a materiály. Tento pojem sa v súčasnej dobe premieta aj do konštrukcie mobilných strojov, pretože odpad vzniká nielen pri výrobe týchto strojov zo vstupných surovín (ktorý treba hospodárne využiť, recyklovať, alebo skladovať, čo výrazne ovplyvňuje výrobné náklady), ale do popredia sa dostal aj legislatívny fenomén likvidácie týchto strojov po uplynutí ich životnosti a vyradení z prevádzky,
• vzťah k životnému prostrediu - činnosť mobilných pracovných strojov bezprostredne vplýva na životné prostredie. Stroje sú potencionálnym zdrojom znečistenia pôdy, vody, ovzdušia a nepriaznivo pôsobia na okolie aj hlukom a vibráciami. Nové ekologické konštrukcie majú účelne minimalizovať tieto vplyvy a v literatúre sa označujú ako "umweltfreundlicher", teda v doslovnom preklade "priateťské k životnému prostrediu",
• nové pracovné princípy - pracovné technológie sú v období dynamického technického vývoja a vyžadujú na svoju realizáciu nové druhy strojov, resp. konštrukčné úpravy pôvodných strojov, ktoré umožnia tieto technológie realizovať pomocou nových pracovných zariadení,
• vývoj flexibilných modulárnych konštrukcií - v poslednej dobe sa kladie dôraz na vývoj modulárnych konštrukcií, ktoré sú svojou stavebnou štruktúrou flexibilné nielen na zmenu pracovnej technológie, ale tiež na špecifické požiadavky používateľov a ponúkajú im pokrytie širšieho spektra pracovných technológií,
• nové koncepty mechatronických sústav - vývojové trendy v technike predpokladajú použitie nových technológií, nových materiálov a nových konštrukcií strojov s výkonnými systémami. Práve mechatronika sa stáva dominantnou pri riadení mechanických systémov. Príklady využitia v automobilovej technike naznačujú prechod od mechanických systémov na mechatronické. Vzniká teda požiadavka kvalitatívne nového pohľadu na konštrukcie mobilných pracovných strojov, ktoré vzhľadom na zložitosť prevádzky sú zvlášť vhodné na aplikáciu týchto systémov. Využitie mechatronických systémov v plnom rozsahu je len otázkou času, pretože tieto riešenia podporujú aj otázku bezpečnosti strojov. V tejto súvislosti sa začínajú využívať diagnostické systémy ktoré posilňujú bezpečnosť strojov a teda znižujú ohrozenie a mieru rizika pri činnosti mobilných pracovných strojov.
Patria sem hlavne: diagnostika motora, diagnostika hydraulického systému, diagnostika elektrického systému, kontrola stability stroja, kontrola elektrického poľa, užívateľská diagnostika (vážiace systémy), snímanie koncových polôh a podobne. V oblasti machatroniky dochádza aj k širokému využitiu inteligentných materiálových štruktúr, tkz. smart materiálov a štruktúr. Tieto materiály zabezpečujú funkcie snímania a akčného pôsobenia v mechanických sústavách, detekujú stav okolitého prostredia, informácie spracovávajú v riadiacich obvodoch a reagujú tak, aby vylepšili správanie sa štruktúry.

Obr. 4: Teleskopický manipulátor UPS 112 - CSM Tisovec, a. s.

Obr. 5: Univerzálny odtarasovací stroj UOS 155 - CSM Tisovec, a. s.

Obr. 6: Terénne vozidlo Scott Trac 2000R - CSM Tisovec, a. s.

Mobilné pracovné stroje našli dnes využitie vo všetkých odvetviach hospodárstva. Ich zastúpenie je najpočetnejšie v stavebníctve, poľnohospodárstve, lesnom a drevospracujúcom priemysle a tiež v komunálnej sfére. Tento široký okruh použitia dáva výrobcom priestor aj na vybavenie nosičov náradia optimálnou skladbou prídavných pracovných zariadení. Uvedené tendencie vývoja konštrukcií mobilných pracovných strojov vytyčujú pre výrobcov v blízkej budúcnosti priestor na určenie nových strategických aktivít, ktoré im zabezpečia hlavne konkurencie schopnosť výrobkov a tiež zaujatie pevného miesta na trhu. To samozrejme predpokladá nielen sústavné sledovanie potrieb používateľov mobilných pracovných strojov, ale aj sledovanie rozvoja pracovných technológií a rýchle uplatnenie získaných poznatkov práve v konštrukcií mobilných strojov.

1 doc. Ing. Ladislav Gulan, PhD., Katedra častí strojov, Strojnícka fakulta STU v Bratislave, Nám. Slobody 17, 812 31 Bratislava