Články

Výroba vlastní hydraulické ruky

Vyrábíme vlastní hydraulickou ruku

Hydraulická ruka je dodatečná výbava pro dodávku, čtyřkolku, vozíky či malotraktory. Slouží pro manipulaci s materiálem různých druhů. Hydraulická ruka je namontována na pojízdné vozidlo a může nakládat s materiálem sypkým nebo i kusovým. Využití najde jak v lestnictví, tak i ve stavebnictví, spedici i dopravě. Pomocí hydraulické ruky se dají zvedat opravdu těžká břemena, a to bez podpory jakýchkoliv lan, kladek, navijáků, jako je to u autojeřábů. Nespornou výhodou je jistě mobilita a nízká cena v porovnání s autojeřábem.

Hlavní částí hydraulické ruky je sloup, jenž se otáčí na stabilním základu. Ten je navržen tak, aby odolával zatížení při provozu a nebránil pohybu vozidla. Vedle toho jsou důležité také systém výložníků a stabilizační podpěry. Co je však nejdůležitější, jsou hydraulické válce, bez jejichž pomoci by se nemohla hydraulická ruka pohybovat.

Musíte počítat se zvýšenou zátěží náprav při montáži hydraulické ruky, která může negativně ovlivnit stabilitu vozidla. Vozidlo by mělo být vybavené pružinami, stabilizátory a tlumiči v závislosti na poloze hydraulické ruky a její velikosti. Pokud by se překročilo přípustné zatížení, musel by se omezit rozsah otáčení hydraulické ruky.

Montáž je prováděna na rám vozidla s ohledem na vyvolané zatížení a únosnost danou výrobcem vozidla. Pokud se jedná o montáž na podvozek vozidla, je nutné použít pomocného rámu. Montáž se dá rozdělit na tři druhy:

  • Montáž za kabinou
  • Zadní montáž
  • Střední montáž

Pomocný rám

U nástavby hydraulické ruky je nutné použití pomocného rámu. V prostoru hydraulické ruky se použije přídavný horní pás, který zabraňuje stabilizační noze zalícování se do pomocného rámu. Příčky by měly být z otevřených „U“ profilů, aby byl rám pružný a absorboval vzniklé síly. Volba pomocného rámu je závislá na tom, jak se bude podílet na pevnosti a tuhosti. Pomocný rám má několik účelů:

  • Ochraňuje rám podvozku
  • Poskytuje tuhost a snižuje napětí
  • Rovnoměrně zatěžuje rám podvozku
  • Poskytuje vůli pro kola a další díly
  • Připojuje nástavbu k podvozku vozidla

Nosnost

Nosnost lze charakterizovat jako vzdor daného předmětu proti působení vnějších účinků. U hydraulické ruky lze nosnost chápat jako hmotnost břemene, pro jehož zdvihnutí je ruka konstruována a nakonfigurována. Pro výběr vhodných komponentů je právě nosnost určujícím parametrem. Rozdělení nosnosti pro hydraulické ruce je provedeno do 3 základních typů:

  • Lehká řada
  • Střední řada
  • Těžká řada

Dosah

Za maximální dosah u hydraulické ruky je považována vzdálenost mezi osou otočení sloupu a bodem zavěšení břemene. Hodnota dosahu je však ovlivňována několika faktory, především hmotností břemene, kterou budeme zvedat hydraulickou rukou. Dosah se musí přizpůsobit hmotnosti zdvihaného břemene, aby nedošlo k nežádoucímu přetížení a v nejhorším případě poničení konstrukce vozidla.

Mezi další faktory, které se podílejí na velikosti dosahu, patří konstrukce hydraulické ruky, její umístění na vozidle či šíře výložníků. Dosah hydraulické ruky je přímo závislý na nosnosti, tzn. že čím bude větší nosnost hydraulické ruky, tím bude mít ruka větší dosah. Typ výložníků a jejich počet lze zvolit dle typu vozidla a podle toho, jaký dosah potřebujeme.

Dle několika statistických měření bylo zjištěno, že hydraulické ruce, umístěné za kabinou vozidla, umožňují daleko větší dosahy než při montáži vzadu. Rozdíl je dán především díky tomu, že hydraulické ruce, umístěné v zadní části, zatěžují podvozek v bodové zadní části, což má za následek nestabilitu vozidla oproti umístění ruky vpředu. Výhoda zadní montáže je zase v tom, že nakládka a vykládka je možná do přívěsu.

Třetím umístěním je středová montáž. Jedná se o velmi specifický typ umístění, který není zcela běžný. Dle měření má daleko nižší dosah než u ostatních umístění. I přesto je toto umístění efektivní, protože má daleko větší pracovní prostor pro manipulaci s hydraulickou rukou, především díky pohybu po návěsu. Středové umístění pokrývá prostor kolem celé soupravy vozidla a je díky tomu nejefektivnějším řešením.

Pokud si chcete vyrobit svoji vlastní hydraulickou ruku pro hobby použití např. na zahradě, není to zase takový problém, jak se zdá. Ale vše má své úskalí – tak jako si budete chtít vyrobit vlastní auto, podaří se vám to, ale nikdy to nebude zcela podle vašich představ. Pokud se tedy již rozhodnete pro stavbu hydraulické ruky, budete nutně potřebovat součásti, bez kterých se při stavbě neobejdete. Co budete muset v prvé řadě zakoupit, jsou hydraulické válce.

Hydraulické válce

Výběr hydraulického válce resp. velikosti objemu závisí na tom, jak si hydraulický válec navrhnete a propočítáte. Především se jedná o již zmiňovanou nosnost a dosah hydraulické ruky. Hydraulických válců existuje mnoho variant, ale ne každá se hodí zrovna pro vaši hydraulickou ruku.

Mezi nejvíce používané hydraulické válce patří dvojčinné přímočaré, které se využívají jak pro vysouvání, tak i pro zasouvání. Dalším typem jsou jednočinné hydraulické válce určené pro vysouvání a zasouvání s řešením buď jako dvoucestný vzduchový ventil, nebo jako hydraulický válec s pístem, který slouží pro lepší vedení pístnice.

Další možností jsou tandemové přímočaré hydromotory, které propojují vzájemně hydromotory a působí na sebe vzájemně se zdvihem až 8 000 mm. Pro cyklicky namáhaná zařízení a rychlou údržbu se hodí zase šroubované přímočaré hydromotory.

Další komponenty

Mezi další komponenty pro vlastní výrobu hydraulické ruky patří hydraulické hadice, hydraulický olej a hydraulické čerpadlo.

Hydraulické hadice

Hydraulické hadice vybírejte raději od osvědčených výrobců, které se vyznačují kvalitou. Jsou vyrobené z olejuvzdorné syntetické pryže s několika ocelovými oplety. Obal je odolný proti oděru, teplotě i ozónu. Rozsah provozních teplot je od – 40 °C až do 100 °C. Ty nejlepší dokážou pracovat i v teplotách do 125 °C. Dle typu hadice dokáží snést tlak až 1 200 bar. Hydraulické hadice se liší především počtem kovových opletů:

  • S jedním kovovým opletem
  • Se dvěma kovovými oplety
  • Se čtyřmi kovovými oplety
  • Se šesti kovovými oplety

Hydraulický olej

Jedním z nejvíce používaných hydraulicých olejů je třída HVLP, která se využívá pro moderní průmyslové stroje a zařízení, taktéž i ve stavebnictví a zemědělství. Především musíme zohlednit kvalitu mazacích schopností, snadné studené starty a stálost kvality hydraulického oleje. Na tu má vliv především viskozitní index (míra vnitřního tření). Žádoucí je stav, aby se při změnách teploty a tlaku měnila viskozita co nejméně. Čím je index vyšší, tím jsou změny menší. Důležitý je také bod tuhnutí, u třídy HVLP je kolem – 39 °C, což umožňuje i starty při – 30 °C.

Hydraulické čerpadlo

Jako základní prvek hydraulické soustavy zajišťuje oběh oleje a pohyb hydraulických válců. Jednotlivá hydraulická čerpadla se liší především velikostí a obsahem, který dává poté výkon čerpadla v podobě čerpaného oleje. Pro různé výkony potřebuje hydraulické čerpadlo různé objemy čerpaného oleje za minutu.

Pro správný výběr čerpadla je důležité spočítat průtok, jenž udává, kolik čerpadlo čerpá do oběhu oleje. Tento údaj se udává při 1 500 otáčkách za minutu, což jsou právě ideální otáčky pro hydraulické čerpadlo. Pokud si vyberete nesprávné čerpadlo, může to v konečném důsledku znamenat špatnou funkčnost hydraulické ruky. Proto je určitě nasnadě se poradit s odborníkem.

U těchto součástí dbejte zvýšené pozornosti při výběru, protože právě na nich záleží budoucí kvalita, životnost a odolnost hydraulické ruky.

Nezbytné součásti hydraulické ruky

Dalšími z mnoha součástí, které jsou nezbytné pro výrobu vlastní hydraulické ruky, jsou rotátory a kleště, které vybíráme vždy podle požadované a plánované nosnosti, nebo v druhém případě dle manipulovaného břemena.

Rotátory

Další z důležité části hydraulické ruky je rotátor. Jedná se o zařízení, které umožňuje rotaci 360 stupňů kolem své osy s možností i naklopení. Umožňuje tedy neomezenou rotaci a naklánění. Díky tomu hydraulická ruka může vykonávat různé pohyby snadněji a rychleji. Tyto rotátory jsou vyráběny z kvalitních materiálů, vynikají svou kompaktností a robustním tvarem. Mají vysokou provozní životnost. Hřídele jsou vyráběné z kvalitní ocelové slitiny, spolu se spolehlivými ložisky a hydraulikou zvyšují provozní schopnost rotátoru.

Typů rotátorů je velké množství, pro menší lesní a průmyslová hydraulická ramena, pro střední velikosti či pro manipulaci pro zboží. Důležitá je u rotátorů velikost ložisek, např. masivní ložiska pro vysoké radiální a osové zatížení.

Všechny rotátory se vyznačují vysokým točivým momentem a kompaktními rozměry. Pokud se budeme rozhodovat pro určitý typ rotátoru, tak by nás především mělo zajímat:

  • Točivý moment
  • Typ ložiska
  • Nosnost
  • Rozměry

Rotátory můžeme nalézt u mnoha hydraulických průmyslových strojů. Neslouží jen jako spojovací část mezi hydraulikou a mechanickou rukou v podobě kleští, drapáků či háků, ale i k naklápění a neomezené rotaci.

Rotátory mají lícované vnitřní součásti, a díky tomu nehrozí ztráta oleje a tím i výkonu hydraulické ruky. Bezproblémový provoz s dlouhou životností rotátoru lze využít jak v lesnictví pro zvedání těžkých stromů, tak i k manipulaci ve skladu a s těžkými břemeny.

Kleště

Kleště můžeme využít pro různé typy dodávek či vozíků. Malé kleště jsou určené pro práci s nařezaným dřívím nebo tenčími kmeny. Velké kleště nebo drapák lze využít pro manipulaci s kmeny a kulatinou přímo na skládkách, na pilách, při nakládce či vykládce. Lze je využít i pro nakládání kovového odpadu či suti.

Využití není samozřejmě jen na dřevo, ale pomocí kleští lze nakládat dlouhý a pevný materiál jakéhokoliv druhu – tyče, trubky apod. Lze využít i háků, které zaháknou požadovaný materiál a táhnou jej po celé délce trasy.

Pohon hydraulické ruky

Nyní už zbývá vyřešit jen pohon vaší hydraulické ruky. Máme dvě možnosti – buďto využít pohánění hydraulickým olejem dávkovaným hydraulickým čerpadlem tažného vozidla, nebo druhou možností je využití benzínového agregátu pro potřebnou sílu.

Hydraulické dávkovací čerpadlo

Dávkovací čerpadlo je sestaveno ze tří částí: řídicí elektronická jednotka, elektromagnet a hydraulická část. Hydraulická část je v neustálém kontaktu s dávkovanou tekutinou. Jedná se o membránová čerpadla, která využívají spolehlivých konstrukčních dílů a výhod hydraulického přenosu pohybu na membránu. Bezpečnost při provozu je zajištěna pomocí vnitřního bezpečnostního ventilu olejového okruhu. K tomu ještě slouží kontrolka porušení membrány. Membrána může být jednoduchá nebo dvojitá.

Čepadlo je osazeno LED diodami, které indikují maximální frekvenci dávkování. Díky funkci změny si můžete nastavit maximální nebo sníženou funkci dávkování. Důležitým faktorem je také přítomnost alarmu hladiny dávkované látky v nádrži. Indikátor se ihned rozsvítí a čerpadlo automaticky vypne.

Hlavní výhody:

  • Jednoduchý mechanismus, díky kterému je čerpadlo cenově dostupné
  • Nároky na údržbu jsou minimální
  • Možnost sestavení čerpadla s více hlavami
  • Mazání převodového mechanismu je prováděno ponořením do olejové lázně
  • Litinové těleso převodovky

Tento typ čerpadla je navržen na extrémní zatížení a maximálně využívá provozní podmínky. Je vhodný na jakýkoliv typ pracoviště při 24hodinovém provozu. Dávkování lze jednoduše nastavit regulaci pomocí potenciometru, a to průtok od minima do 100 %.  Přesnost dávkování je v toleranci +/- 1 %.

Benzínový agregát

Benzínové hydraulické agregáty lze využít v podstatě kdekoliv. Jsou osazeny koly a rukojeťmi. Díky tomu je s nimi snadná manipulace na jakémkoliv místě. Nejnovější verze vykazují velmi nízkou hlučnost při spouštění i samotném chodu. Jejich velikost se odvíjí od výkonu, ale jsou natolik velikostně malé, že se dají uložit kamkoliv. Pro jednoduchou manipulaci postačí dvě osoby, které za rukojeti přenesou agregát kamkoliv, např. do přistavené dodávky. Některé verze jsou vybaveny systémem pro regulaci výkonu. Co si pod tím představit? Motor je automaticky převeden na volnoběžné otáčky v případě, že se nástroj nepoužívá. Kdykoliv je přístroj aktivován, systém znovu automaticky zvyšuje otáčky. Šetří se tak palivo na minimum.

Mezi hlavní výhody využití právě benzínového agregátu patří přesnost, kompaktnost a nízká hmotnost. Tyto agregáty se vyznačují dlouhou životností a nízkými nároky na údržbu. Pohyblivé části jsou totiž v uzavřeném mazacím okruhu.

Díky termostatickému regulátoru olejového chladiče lze hydraulický agregátor využít bezproblémově i v zimě. Zajistí dokonalé rozehřátí a zabrání škodlivému přehřátí hydraulického oleje. Provozní teplota je nastavena během několika minut.
Výhody:

  • Skvělé řešení na stavbách díky efektivnímu zacházení s palivem
  • Díky ochrannému ocelovému rámu nedochází ke korozi
  • Žádné emise z poháněných hydraulických nástrojů – agregát lze umístit dál od nástroje
  • Agregáty mají standardně kolečka, zvedací tyč a oko pro snadnou manipulaci
  • Obsahuje vratný filtr a indikátor výměny filtru
  • Termostatický olejový chladič
  • Příslušenství je chráněno kontrolním vypínačem pro nízký stav hladiny hydraulického oleje
  • Využití nejen pro hydraulickou ruku, ale i pro další hydraulické nástroje jako jsou pily, čerpadla či bourací kladiva

Obecně platí pravidlo, že pro menší hydraulické ruce je vhodnější benzínový hydraulický agregát a opačně.

Dodavatelé

AS Fors MW AS Fors MW BALTROTORS Ltd Biojack Deitmer JPJ Forest, s.r.o. Kreisi Metall OÜ Next Hydraulics srl Pentin Paja Oy Riuttolehto Oy Tizmar snc Unimet AB