Obliba univerzálních smykem řízených nakladačů je velká. Ať už je důvodem snadná ovladatelnost, všestrannost či dobrá manipulovatelnost v omezeném prostoru, smykové nakladače jsou dnes nedílnou součástí manipulační a nakládací techniky.
Do oblasti zemědělské výroby na jedné straně pronikají výkonné mechanizační prostředky, například traktory s nářadím pro přípravu půdy, prostředky pro setí a sklizňové stroje v rostlinné výrobě. Z těchto důvodů je tedy nutné, aby v oblasti rostlinné výroby rostla výkonnost nakládací a manipulační techniky. To znamená, aby manipulační prostředky pro nakládání například disponovaly lopatami s velkým objemem, aby výložníky nakladačů byly schopné zajistit potřebnou nosnost v závislosti na objemu lopaty, aby byla zajištěna výkonnost pro odvozní prostředky a podobně.
Na straně druhé, například pro operace v živočišné výrobě, jsou to prostředky pro manipulaci, úpravu a přípravu krmiv, pro dávkování, vyskladňování, zakládání a dopravu krmiv, napájení, odklízení a zpracování hnoje, ošetření a úpravu různých produktů živočišné výroby. V tomto případě není nutné, aby mechanizační prostředky disponovaly velkými objemy, resp. velkou šířkou záběru. Naopak, mnohdy manipulační operace v živočišné výrobě vyžadují stroj, který má vynikající manévrovací schopnosti, může pracovat v omezených průjezdech nebo na malých plochách a disponuje možností snadné výměny pracovních adaptérů. Hlavním cílem v této oblasti není zvyšování výkonnosti nakladačů a v souvislosti s tím zvyšování jejich rozměrů, výkonů motorů, hydrauliky, rychlosti jízdy a snižování časů pracovních cyklů. Mnohem důležitější je možnost rozšiřování souboru pracovního nářadí, zlepšování manipulačních možností, zlepšení kvality práce a variabilita nasazení pro rozmanité technologické linky.
V zemědělství je v současné době navíc vykonávána celá řada doplňkových činností, při kterých lze pouze zčásti využít nakládacích mechanizačních prostředků, pracovních adaptérů a nástrojů používaných při manipulaci s materiálem v rostlinné i živočišné výrobě. Například při provádění drobných zemních prací, při odstraňování naplavenin po prudkých deštích, odstraňování spadlých stromů po ničivých větrných proudech, při budování drobných melioračních objektů pro odvodnění pozemků nebo kolem polních a lesních cest, při stavbě ohradníků pastvin, při údržbě skladovacích ploch a prostorů, při úpravách povrchů polních a lesních cest, při odstraňování vodních erozních rýh, při odstraňování náletů dřevin a podobně.
Vyhrává univerzální stroj
Ideální manipulační prostředek, který může splnit všechny výše uvedené požadavky, se nazývá univerzální smykem řízený nakladač, respektive nakladač řízený nezávislým otáčením kol. Jeho oblibu dokládá i následující statistika. V roce 2007 byly smykem řízené nakladače v prodeji nových stavebních strojů na druhém místě. Z hlediska procentuálního podílu bylo pořadí: 1. Univerzální zemní stroj (rýpadlo-nakladač) – 33 %, 2. Smykem řízené nakladače – 23 %, 3. Pásová rýpadla – 10 %, kolové nakladače – 10 %, 4. Minirypadla – 9 % a 5. Kolová rýpadla – 5 % (Zdroj: Cat magazine 2/2008).
Univerzální je v tom, že nakladač je opatřen nejen základním pracovním zařízením, ale také velmi početným přídavným zařízením. Přídavné zařízení je volitelná sestava částí, která může být namontována na základní stroj pro specifické použití. Schopností připojení přídavných zařízení se nakladač stává univerzálním strojem a záleží na uživateli, která přídavná zařízení ke stroji zakoupí. Další univerzálnost stroje spočívá v tom, že uživatelé si mohou zvolit konkrétní nakladač z hlediska jeho velikosti (šířkové, délkové a výškové rozměry).
Dalším hlediskem jsou přídavné adaptéry pro převládající práce v konkrétním prostředí (rozchod kol, světlá výška, maximální šířka, výška a délka, výkon motoru, hydraulická soustava, hmotnost, kabina, klimatizace, filtrace, kola se speciálními pneumatikami nebo pásy místo kol), pro ložné operace ve výškách (výsypná výška) a pro zajištění požadované výkonnosti při nakládání konkrétního materiálu (kolik unese v lopatě, jak vysoko zvedne lopatu, jak ovlivní jeho práci terén). I v této kategorii malých nakladačů jsou velikostní rozdíly mezi jednotlivými stroji. K dispozici jsou stroje s šířkou 1600 mm a celkovou délkou 3100 mm, ale také stroje široké 1850 mm a dlouhé 3650 mm.
Snadná manipulace
Smykem řízený mechanizační prostředek – nakladač neznamená, že jeho operátor využívá při průjezdu zatáčkou styl závodních jezdců – řízený smyk, resp. prokluz a skluz kol. Je to vžitý název používaný v prospektech firem vyrábějících nakladače s řízením s nezávislým otáčením kol, resp. řízením s prokluzem kol. Tento systém umožňuje otáčení stroje na místě, čímž je průměr zatáčení o málo větší, než je maximální délka stroje (například délka stroje s lopatou položenou na zemi CAT 216 je 3233 mm, průměr otáčení je 3880 mm). Tímto systémem řízení jsou vybaveny právě univerzální čelní nakladače smykem řízené. Pojezdové ústrojí tvoří nejčastěji dva na sobě nezávislé redukční převody poháněné neregulačními hydromotory. Regulací dodávky tlakového oleje do hydromotorů se zatáčí s možností otáčení okolo těžiště stroje protichodem hnacích kol.
Smykem řízené nakladače se ovládají joysticky s pilotním hydraulickým okruhem tak, jako u velkých nakladačů. Lopata je nesena zpravidla dvouramenným výložníkem (na trhu jsou i výjimky, například JCB Robot má výložník jednoramenný, umístěný na pravé straně stroje), jehož mechanismus a kinematika umožňuje automatické vyrovnávání polohy lopaty. Stroje jsou opatřeny rychloupínacími zařízeními pro další pracovní adaptéry. Kabiny jsou konstruované jako Rops/Fops a chrání tedy obsluhu při převrácení stroje a při pádu břemen na stroj. Interiér kabiny je přetlakově větrán a vytápěn (některé modely mají klimatizaci). Ovládání stroje a nejpoužívanějšího pracovního adaptéru – lopaty – je snadné a citlivé a vychází z logiky pohybů stroje, výložníku a lopaty. V této souvislosti bych rád uvedl slova herce Tomáše Hanáka, který je majitelem JCB 226B a pracuje s ním: „Ostýchám se říci, že stroj mám na hraní. Ovládání stroje je totiž čirá zábava.“ Stejně jako Tomáš Hanák, i studenti oboru pozemkové úpravy a převody nemovitostí na Zemědělské fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích, kteří každoročně absolvují exkurzi u firmy The Cat Rental Store, se ve stroji cítí velmi dobře a po několika minutách praxe nakládají horninu do lopaty s koeficientem plnění 1. Jízda vpřed je vyvolána plynulým vykloněním joysticku (páky pojezdu) vpřed. Rychlost jízdy vzrůstá, čím více je páka pojezdu vykloněna vpřed, rychlost jízdy klesá, když je páka pojezdu stahována zpět. Výložník se zvedá, když se páka ovládání lopaty vykloní vzad, lopata se vyklápí při vyklonění páky doprava, lopata se naklápí dozadu při vyklonění páky doleva. Takové ovládání je snadno zapamatovatelné a operace jsou vykonávány rychle.
Parametry smykem řízených nakladačů
Celková hmotnost smykem řízených nakladačů se pohybuje v závislosti na modelu v rozmezí od 2600 až 3250 kg, celková délka je od 3100 do 3300 mm s lopatou, maximální šířka je od 1850 mm, maximální celková výška od 3500 do 3700 mm, výsypná výška od 2150 mm až po 2600 mm, hloubka rozpojování s nakládací lopatou je až 700 mm, jmenovitá provozní nosnost je od 680 kg do 1200 kg, rychlost pojezdu se pohybuje kolem 12,5 km/h vpřed i vzad, světlá výška se pohybuje od 170 až po 250 mm, výkon motorů je v rozsahu 43 – 61 kW, střední kontaktní tlak pod kolem je 24 až 30 kPa, stoupavost strojů je 36 % (20°), brodivost je až 250 mm. Moderní nakladače disponují mechanismem výložníku, který zajišťuje vertikální zdvih (bez dráhy lopaty, která opisuje kružnici). Teoretický pracovní cyklus u smykem řízených nakladačů je kolem 12 s, čemuž odpovídá teoretická výkonnost s nakládací lopatou o objemu 0,4 m3 v hodnotě 120 m3/h. Lze tedy předpokládat, že i při započítání všech možných negativních faktorů (včetně charakteru manipulovaného materiálu, kdy může být horší plnění lopaty a nakládaný objem bude nižší) je skutečná výkonnost v rozsahu 60 až 80 m3/h.
Přídavná zařízení smykových nakladačů
Jak již bylo uvedeno, nakladače mohou nést velké množství přídavných zařízení (schéma). Některá jsou dále představena.
Nakládací lopaty
Dodávají se v několika modifikacích (objem, šířka, tvar zubů). Šířka lopat se pohybuje v rozsahu od 1500 mm do 2000 mm. Navršené objemy lopat jsou v rozmezí 0,35 až 0,6 m3. Univerzální lopata je určena pro hloubení v horninách snadno rozpojitelných, k nakládání sypkých materiálů, zemědělských produktů, k převážení břemen a materiálu v lopatě na krátké vzdálenosti, urovnávání povrchu a na provádění zpětných zásypů po položení inženýrských sítí. Lopata na lehký materiál je určena k nakládání a převážení materiálu, jako je obilí, chlévská mrva, seno, štěpka, hnojiva, sníh a další obdobné produkty. Víceúčelová lopata je určena pro nakládání, shrnování a manipulaci s abrazivními horninami a stavební sutí. Výsypná výška se pohybuje v rozsahu od 2300 do 2500 mm.
Nosič vidlí
Nosič vidlí je integrován s ochrannou mříží a je určen k manipulaci s materiálem uloženým na paletě, například pytlovaný materiál (hnojiva), stavební materiál a kusový materiál připevněný k paletě. Vidle jsou posuvné pro přizpůsobení manipulovaným břemenům. Délka vidlí se pohybuje v rozsahu od 910 do 1220 mm. Nakladače mohou ukládat palety do výšky nad tři metry.
Hydraulická kladiva
Hydralulická kladiva jsou určena k rozbíjení silničních betonových a asfaltových podkladů, k rozrušování jednotlivých bloků a pro provádění demoličních prací. Pro tuto činnost se používá špičatý hrot. K rozrušení zmrzlé vrstvy horniny v zimním období se používá rýčové zakončení, pro horniny částečně zvětralé nebo menších vrstev se používá sekáč. Hydraulické kladivo lze využít i pro hutnění materiálu. V tomto případě se používá hutnící patka.
Rýpací zařízení
Rýpací zařízení lze využít při hloubení rýh pro pokládku inženýrských sítí, pro těžbu horniny se současnou nakládkou, pro provádění údržby melioračních objektů (svodné kanály), pro čištění a pro opravu vodotečí, pro úpravu svahů, pro budování dočasných nebo trvalých odtokových žlabů podél cest a skladovacích ploch. Pro každou konkrétní práci jsou k dispozici rýpací lopaty určité šířky a objemu. Šířka lopat se pohybuje v rozsahu od 260 mm do 1200 mm. Široké lopaty jsou určeny pro úpravu svahů a čištění. Objem lopat se pohybuje v rozmezí od 0,03 do 0,116 m3.
Lopata s přidržovačem
Používá se pro manipulaci s břemeny, která je nutné přidržovat z důvodů jejich objemu, tvaru a možnosti uchopení. Jedná se o břemena jako lisovaný papír, plasty, rostlinný odpad, nepravidelné kamenné bloky, nesvázané seno, podestýlka, vytěžené nálety dřevin, větve, balíky a kmeny stromů. K dispozici jsou různé šířky těchto lopat. Šířka se pohybuje v rozsahu od 1500 mm do 1900 mm. Otevření čelisti se pohybuje v rozsahu od 900 mm do 1100 mm. Délka spodní části lopaty je kolem 940 mm.
Dozerová radlice se stavitelným úhlem
Je určena pro shrnování, vyhrnování, vyrovnávání, zahrnování a rovnání povrchů. K dispozici jsou lopaty se současným naklápěním a otáčením při jízdě stroje. Předpokladem při práci s touto radlicí je pevný povrch terénu, na němž lze pojíždět bez prokluzu kol. Úhel natočení radlice je 30° doleva i doprava. Šířka radlice je v rozsahu 2000 až 2400 mm, záleží na modelu nakladače. Výška radlice se pohybuje kolem 600 mm.
Zemní vrtáky
Používány jsou pro vyvrtávání otvorů pro uložení sloupů, sloupků oplocení, sadbu stromů a keřů, pro budování základových patek přístřešků, pro uložení dopravních značek a informačních tabulí a podobně. Průměry vrtáků se pohybují v řadách 152, 229, 305, 457, 610, 762 a 914 mm.
Rýhovače
Rýhovače se používají pro budování úzkých rovných drážek v lehce rozpojitelné hornině do hloubky 80 až 120 cm. Lze je využít při údržbě melioračních kanálů. Šířku vytvářené drážky (rýhy) lze volit v rozsahu od 152 do 305 mm.
Zametací kartáče
Jsou vyrobeny z plastových štětin nebo lze volit i kombinaci plastu s ocelovými dráty. Ke kartáči je u některých modelů připevněn kontejner na smetený odpad. Kartáč bez sběrné nádoby je úhlově stavitelný pro vymetání nečistot mimo uklízenou plochu. Šířka záběru se pohybuje v rozsahu od 1800 do 2300 mm. Jejich využití je možné při čištění skladových ploch, komunikací, sportovišť, parkových pěšin apod.
Silniční frézy
Silniční frézy jsou určeny k rozpojování asfaltových povrchů do hloubky až 200 mm v šířkách 80, 150, 200, 350, 450, 600 a 1000 mm.
Mulčovače
Mulčovače jsou určeny pro odstraňování hustého a neudržovaného porostu, drobných náletů dřevin při údržbě okolí hospodářských budov, komunikací, na hrázích a kolem melioračních objektů. Pracovní šířka se pohybuje v rozmezí od 1300 do 1850 mm. Na rotoru je v několika řadách umístěno 24, resp. 36 otočných kladiv.
Lesní frézy
Lesní frézy jsou určeny k likvidaci odumřelých bylin, dřevin, ležících větví, rostoucích nežádoucích víceletých nárostů dřevin (průměry kmínků až 20 cm), kultivaci povrchu, rozbíjení větších zrn horniny, k povrchovému míšení materiálů a k urovnávání povrchu půdy. Rotor je opatřen pevnými kladivy, jejichž hroty jsou vyrobeny z karbidu wolframu.
Frézy na pařezy
Frézy na pařezy mohou odstraňovat pařezy různých průměrů stromů do hloubky půl metru ve vzdálenosti 1500 mm od místa, kam může nakladač zajet. Na frézovací hlavě je 32 pevných zubů, jejichž hroty jsou vyrobeny z karbidu wolframu, a mohou tak pracovat i v místech, kde stromy vyrostly v kamenitém povrchu.
Vibrační válec
Je určen k hutnění různorodých povrchů před pokládkou zámkové dlažby, panelů, asfaltových povrchů, mohou být využity ke zhutnění povrchů na cestách, pěšinách a podobně. Pracovní šířka válce je v rozmezí od 1600 do 1850 mm. S válcem lze zhutňovat do hloubky 30 cm jedním průjezdem v případě rozpojené horniny 1. až 2. třídy rozpojitelnosti.
Klíčové informace
– Smykem řízené nakladače jsou stroje s nezávislým otáčením kol, respektive řízením s prokluzem kol.
– Díky velkému množství různých přídavných zařízení se smykem řízené nakladače řadí mezi univerzální stroje.
– Velkou výhodou těchto strojů je jednoduchá ovladatelnost a snadná manipulace i v malém prostoru.
Ing. Ivo Celjak, CSc.Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích
