Bachelor's Thesis

Design of a hand-held electric milling machine for concrete surfaces

Final Thesis 4.13 MB Appendix 494.82 kB

Author of thesis: Bc. Lukáš Fritscher

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc.

Reviewer: Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis focuses on the conceptual design of a walk-behind concrete scarifier. The machine is designed to meet the requirements of a 250 mm scarifying width, a maximum weight of 330 kg, a 400 V power supply, and a twin-drum concept. The research part of the thesis involves a market survey and a comparison of selected machines and concepts. The second part deals with the actual conceptual design of the machine, where the construction is described in detail. Selected structural nodes are verified by finite element analysis (FEA) or analytical calculations. The text is accompanied by design diagrams and images of the CAD model. The result of this work is a conceptual assembly of the machine and part of its technical drawing documentation.

Keywords:

scarifier, scarifying drum, frame, surface, belt, shaft, analysis

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

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: Parametry MKP sítě. - částečně odpověděl Hloubka záběru frézky - diskuze ke konstrukčnímu návrhu. - odpověděl Pohon a řízení pojezdu stroje. - odpověděl Konstrukční uspořádání navrženého stroje. - částečně 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. Martin Kubín, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pokorný, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Přemysl Pokorný, Ph.D. (člen)

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

Předložená práce se zabývá koncepčním a konstrukčním návrhem ručně vedené elektrické frézky na betonové povrchy. V úvodní části je zpracována stručná rešerše a na ní navazuje vlastní návrh (kap. 2). Tato kapitola obsahuje nejen koncepční návrh (jak je uvedeno v nadpisu), ale i řadu funkčních a pevnostních výpočtů.
Práce je zpracována pečlivě, a je logicky a přehledně členěna. Dle řešené problematiky a s ohledem na svůj charakter má práce přiměřený rozsah, ale je v ní však i několik nedostatků věcného i formálního charakteru. Například ve výpočtu pojezdové rychlosti je na s. 30 zaměněna minimální a maximální rychlost – vypočtená „minimální“ rychlost 1,004 m/s je vyšší než „maximální“ 0,2 m/s, což je zjevný rozpor. Na s. 31–32 jsou velmi optimisticky stanoveny úhly stoupání až 73°, které neodpovídají reálným adhezním možnostem stroje. Také není jasné, z jakého zdroje byl zvolen koeficient dynamického zatížení k=2 na str. 21.
Formální stránka práce vykazuje větší množství jazykových a typografických chyb. Např. „Pevnostní anylýza rámu“ v obsahu (s. 8), „poleze“ místo „poloze“ (s. 27), „ložiska jsou zvoleny vhodně“ (s. 35), „do kterého bylo možné umístit“ – stylisticky nevhodné (s. 44). V textu se často střídá odborný a hovorový styl („Z praxe je mi známo…“, s. 18). Objevují se také nekonzistentní jednotky a zápisy veličin, např. „Kg“ místo „kg“, „HZ“ místo „Hz“ (s. 13–14).
Ve výkresové dokumentaci jsou také některé nedostatky:
- na výkrese sestavy chybí řada os,
- v kusovníku svařence „Rám“ jsou ve sloupci KS uvedeny délky v mm místo počtu kusů.
Z práce je patrné, že se student problematice frézek na betonové povrchy věnuje systematičtěji. Celkově má práce průměrnou 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
Fulfilment of requirements and objectives of assignment B
Working process, extent and suitability of applied methods C
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions D
Applicability of results in practice or theory D
Logical arrangement of thesis and its layout C
Grafic layout, used style and language level C
Work with used sources including quotations B
Student's independence when working on the topic B

Grade proposed by supervisor: C

Student Lukáš Fritscher se ve své práci zabývá návrhem ručně vedené elektrické frézky na betonové povrchy. Práce je konstrukční a výsledkem by měl být koncepční návrh strojního zařízení s návrhem pohonu a možností stavitelného záběru.
Práce je vypracována podle požadavků zadání, tedy rešeršní část a konstrukční část. To je splněno, ovšem celá práce má právě jen tyto dvě kapitoly. V rešeršní práci porovnává dva koncepční typy frézek dle výrobců. V závěrečném zajímavém porovnání volí koncepci podle konkurence s jiným způsobem pohonu.
Konstrukční část je koncipována kombinací analytických výpočtů a MKP výpočtů.

Výhrady jsou tohoto typu:
Dělení kapitol na jednu podkapitolu je z hlediska logiky a stylistiky práce nesmyslné.
Překlepy – str. 27, 32, 39, 41.
Hodnocení variant řešení na straně 17. - je neporovnatelné pro různé typy strojů a hodnotící kritéria jsou jen obecně definována.
Strana 19. – polotovar nosné konstrukce 20x20x2 je nejspíše poddimenzován.
Nejsou číslovány vzorce v analytickém výpočtu, nejsou uváděny obecné vztahy ani jednotky.
Nemá uvedeny zdroje informací u převzatých hodnot (str. 26, a dále u výpočtů s porovnáním k mezním stavům materiálu)
Dosazené hodnoty do vzorců (bez číselného označení) nejsou uveřejněny – str. 30 = n_kolamin a n_kolamax.

Výkresová dokumentace obsahuje sestavu, sestavu svařence a hřídel. Sestava neobsahuje detaily částí, jsou uvedeny jen základní rozměry, nejsou uvedeny ani technické parametry zařízení. U svařence rámu nejsou dodrženy pravidla zobrazení, není uveden svařovací materiál. U výkresu hřídele není dodrženo pravidlo zobrazování rotačních součástí v řezu a dále nejsou uvedeny geometrické tolerance rotační součásti, která pracuje v oblasti vysokých otáček.
Doporučuji tuto práci k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment D
Working process, extent and suitability of applied methods E
Scholarly contribution and originality E
Ability to interpret achieved results and draw conclusions D
Applicability of results in practice or theory E
Logical arrangement of thesis and its layout C
Grafic layout, used style and language level D
Work with used sources including quotations D
Topics for thesis defence:
  1. Jak řešíte u rámu napojení na sebe kolmých nosníků? Ukažte prosím v detailu i včetně provedení svarů.
  2. Jaký typ prvku (shell, solid) byl nasíťován na model MKP na straně 20 pro rám? Je jeho hodnota vypovídající pro tenkostěnný materiál?
  3. Bylo při zadávání zátěžného stavu rámu počítáno i s reakčními silami od elektromotorů na konstrukci při provozu?
  4. Kde jsou uchyceny ložiskové domky hřídelí? Prosím ukažte na detailu i způsob uchycení.

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová