Bachelor's Thesis

Design of replaceable welded rock bucket and shovel protections as replacements for commonly used cast wear parts

Final Thesis 3.61 MB Appendix 1.04 MB

Author of thesis: Ondřej Holba

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc.

Reviewer: Ing. Jiří Michele

Abstract:

This bachelor´s thesis deals with the design of welded replaceable protective elements for
hydraulic excavator bucket intended for operation in an abrasive environment. The thesis
includes a review of current bucket protection solutions, a description of materials used, and
the design of custom protective elements. The design was verified using analytical calculations
and the finite element method in ANSYS software. The thesis also includes drawing
documentation of selected protective elements.

Keywords:

Excavator bucket, protective elements, abrasive wear, welded structure, replaceable protections

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval svou závěrečnou práci a odpověděl na otázky vedoucího i oponenta. Dále odpovídal na dotazy členů zkušební komise a to následovně: Jaká je celková ekonomika produktu s ohledem na použití materiálů? - odpověděl

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Machine and Equipment Construction (SSZ)

Composition of Committee

doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc. (předseda)
Ing. Lukáš Zeizinger, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Hloska, Ph.D. (člen)
Ing. Přemysl Pokorný, Ph.D. (člen)
prof. Štefan Čorňák, Dr. (místopředseda)

Supervisor’s report
doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc.

Předložená práce se zabývá kritickým posouzením současných řešení vyměnitelných ochran pracovních lopat stavebních strojů, určených do abrazivního a z hlediska opotřebení náročného, zejména kamenitého terénu. Na to navazuje vlastní návrh možných úprav, především s ohledem na životnost a také ekonomickou efektivitu. Práce je zpracována přehledně a tematicky odpovídá zadání. Autor prokázal dobrou orientaci v problematice ochranných prvků pracovních lopat a vhodně využil rešerši komerčních systémů ESCO, Caterpillar a MTG. Na to navázal vlastním konstrukčním návrhem řady svařovaných ochranných prvků. V kap. 4 provedl podrobné výpočtové ověření navržených řešení – jak analyticky, tak i MKP analýzou. Za přínosné považuji i odhad životnosti a orientační ekonomické zhodnocení navrženého řešení.

Součástí práce je i kvalitní výkresová dokumentace v rozsahu odpovídajícímu zadání.

Dle řešené problematiky a s ohledem na svůj charakter má práce přiměřený rozsah, a je v ní i minimum nedostatků spíše formálního charakteru. Konkrétně se jedná o občasné překlepy a drobné pravopisné chyby (str. 11, 16, 21, 30).

Předložená práce má celkově výrazně nadprůměrnou úroveň a je plně v souladu se zadáním. Student v ní prokázal odpovídající znalosti studovaného oboru a tím i schopnost budoucí samostatné práce či pokračování v dalším stupni vysokoškolského studia. 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 B
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. Jiří Michele

Bakalářská práce se zabývá návrhem a redesignem současného řešení otěrových prvků skalní lžíce na variantu vyměnitelných svařovaných ochran.

Práce obsahuje rešerši existujících řešení, jejich kritické zhodnocení, vlastní konstrukční návrh jednotlivých prvků a jejich pevnostní posouzení včetně využití metody konečných prvků. Součástí práce je rovněž orientační posouzení životnosti a ekonomických dopadů navrženého řešení. Celkově práce splňuje zadání a je zpracována na velmi dobré technické úrovni. Student se dopouští výrazných zjednodušení v každé z kapitol, což ovšem koresponduje s charakterem bakalářské práce.

Přesto se v práci nachází několik nepřesností, které však nemají vliv na výsledky práce. Například na straně 15 je chybně uvedeno, že břitové metráže jsou vyrobeny z materiálu Hardox. U spodní ochrany MTG je na straně 31 uvedena jako nevýhoda vyšší cena a závislost na kompatibilitě systému, což u této konkrétní ochrany neplatí. V závěru se pak student dopustil překlepu u meze kluzu materiálu Hardox, v textu je správně. V dokumentach je pak výkres sestavy spodní ochrany velice nepřehledný. 

Kladně hodnotím využití AI při kontrole a korekci vlastního hrubého textu práce. Práce jako celek působí výborným dojmem, je nepochybně originální a svými výsledky přesahuje běžný rozsah bakalářské práce. Vlastní návrh student aktivně zdokonaloval a s dalším vývojem má zajímavý potenciál pro praktické využití.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. U nové mezizubní ochrany mě zaujal obdélníkový otvor pro zajištění k břitu. Jak by se takový otvor reálně vyráběl? Šlo by jej upravit pro snazší výrobu a menší vrubový účinek, případně jak?
  2. V rešerši popisujete všechna řešení jako dražší a složitější než ostatní. Vaše řešení je ještě dražší a složitější. Jaká jsou tedy ta levná a jednoduchá řešení a v jakých případech je vhodné zvolit výměnnou dražší verzi?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová