Master's Thesis

Design of the hydraulic circuit of the ASC 110 vibratory roller drive

Final Thesis 5.28 MB Appendix 2.77 MB

Author of thesis: Ing. Martin Novák

Acad. year: 2018/2019

Supervisor: Ing. Roman Klas, Ph.D.

Reviewer: Ing. Zdeněk Rada

Abstract:

This thesis presents a proposal of newly designed concept for travel hydraulic circuit of vibratory single drum roller ASC 110. The maximum machine gradeability was chosen as the main parameter for hydraulic circuit proposal. After selecting the new hydraulic travel concept, suitable hydraulic components have been selected. Length and local losses for two different machine speeds were calculated for sufficient hydraulic circuit design. Hydraulic losses have also been calculated for use in different climatic conditions. A new machine cooling concept has also been proposed. Heating and cooling curves of hydraulic circuit were calculated. For the purpose of comparing gradeability and energy balance of the newly designed travel concept compared to the existing one currently in mass production, both machines were fitted with measuring points. On both machines were measured for example, pressure, flow and temperature in each hydraulic circuit branch and others. From the time dependencies of the above-mentioned parameters it was possible to determine the energy efficiency of the newly designed concept. To assess the maximum gradeability, the slope of the hill was measured. Comparing the two machines, it has been found that the two hydraulic circuit solution has significantly improved traction properties in demanding machine applications, especially when driving uphill and downhill. This concept also affects less fuel consumption and places less demand on the hydraulic oil cooler due to its energy efficiency.

Keywords:

single drum roller, vibratory roller, ASC 110, fluid mechanics, hydraulics, gradeability, traction control, hydraulic circuit diagnostics

Date of defence

10.06.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil komisi s diplomovou prací na téma Návrh hydraulického okruhu pojezdu vibračního válce ASC 110. Nejprve ozřejmil pojem vibračního válce a systémy dostupné na trhu včetně jejich předností. Zaměřil se především na základní typy okruhů a na jejich vlastnosti. Představil základní rovnice užité k řešení stoupavosti vibračního válce. Popsal hlavní body experimentu a pozici odběrných míst z hlediska chodu stroje. Na základě dotazů oponenta vysvětlil způsob dělení mezi dva uzavřené okruhy. Dále popsal činnost vyplachovacího ventilu a ozřejmil jeho funkci. V posledním dotazu oponenta popsal základní rozdíl mezi přímo a nepřímo řízeným pojistným ventilem. Komisí byl dále dotazován na finanční výhodnost nového návrhu stroje a hydraulického okruhu.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Fluid Engineering (M-FLI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jan Melichar, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc. (člen)
doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Skoták, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Franc, Ph.D., Ph.D. (člen)
RNDr. Milan Sedlář, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Roman Klas, Ph.D.

Autor v úvodu diplomové práce uskutečnil rešerši tahačových vibračních válců, provedl silový rozbor sil zatěžujících obě nápravy, stanovil maximální stoupavost stroje a na základě zkušeností firmy Ammann s přednostmi a zápory stávajících pojezdů, navrhl novou koncepci pojezdu se dvěma oddělenými okruhy, pro který také vybral vhodné hydraulické komponenty. Následně proměřil hlavní parametry definující vytížení hydraulického okruhu během provozu tahačového válce a srovnal starou koncepci s třícestným děličem průtoku s novým dvouokruhovým hydraulickým systémem pojezdu. Uvedené doplnil o rozbor ztrát v systému a rovněž uskutečnil základní tepelný výpočet hydraulického okruhu.

Diplomant si během zpracovávání diplomové práce počínal velmi aktivně a samostatně a demonstroval praktické zkušenosti i značný zájem o uvedenou problematiku. Snad by jen potřeboval nepatrně více rozšířit teoretický podklad nutný pro komplexní posouzení složitějších strojních celků.

Po formální stránce je text práce dobře členěný a srozumitelný, ale obsahuje určité množství překlepů a drobných nedostatků ve formátování.

Diplomovou práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Zdeněk Rada

Student plně splnil zadání. Pouze s mírným naznačením jakým směrem se ubírat si samostatně poradil s měřením, výpočty i vyhodnocením. Obsach práce je vysoce nadprůměrný a hlavně plně využitelný ve firmě. Je to trochu dáno i tím, že toto měření bylo potřebné, a proto studentovi byla dána plná podpora v jeho měření. Ve spolupráci s jedním pracovníkem firmy si sám vyzkoušel osazování stroje tlakovými, průtokovými a teplotními čidly. I jeho praktická část práce byla časově nadprůměrná. Spolupracoval na celém osazení a demontáži čidel obou strojů Pracoval na tom s velkým zájmem. Nabyl takových zkušeností, že by byl schopen udělat návrh i změření dalšího stroje sám.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. 1) Proč se vyplachvací množství z jednoho čerpadla rovnoměrně rozdělí mezi dva uzavřené okruhy.
  2. 2) Popsat činnost vyplachovacího ventilu. 3) Vysvětlit rozdíl přímořízeného a nepřímořízeneho pojistného ( přepouštěcího )ventilu

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová