1. TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH
STROJNÍCKA FAKULTA
Konštrukčný návrh a pevnostná kontrola prívesného
vozíka na prevoz motocyklov
Bakalárska práca
2015 Martin Kučinský

2. TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH
STROJNÍCKA FAKULTA
Konštrukčný návrh a pevnostná kontrola prívesného
vozíka na prevoz motocyklov
Bakalárska práca
Študijný program: Strojné inžinierstvo
Študijný odbor: 5.2.1 Strojárstvo
Školiace pracovisko: Katedra aplikovanej mechaniky a strojného inžinierstva
Školiteľ: Ing. Peter Sivák, PhD.
2015 Košice Martin Kučinský

3. Abstrakt v SJ
Cieľom práce je sumarizácia poznatkov, predpisov a konštrukčných zásad v oblasti návrhu
a výroby prípojných vozidiel získaných počas letnej praxe vo firme Agricom s.r.o. . Po
oboznámení sa so stručnou typológiou z hľadiska rôznych technických špecifikácii, sa orientuje
práca na riešenie konkrétneho problému z oblasti prípojných vozidiel do 750kg. Návrh rámovej
konštrukcie ako aj upínacieho mechanizmu určeného na zaistenie polohy je realizovaný v CAD
programe Solidworks 2011. Vybrané rámové uzly a prvky upínacieho mechanizmu sú
kontrolované a konštrukčne upravované na základe výstupných informácii statických MKP analýz
spomínaného programu. Výroba navrhovaného variantu je neskôr realizovaná.
Kľúčové slova v SJ
prípojné nemotorové vozidlo do 750kg , prevoz motocyklov, rámová konštrukcia, upínací
mechanizmus
Abstrakt v AJ
The aim of this thesis is summary of cognitions, dictations and construction principals gained in
resort of design and manufacturing trailer vehicles during summer praxis in company Agricom
s.r.o.. After identifying general trailer typology on principals of various technical specification the
paper is based on specific problem in construction trailer under weight 750 kg for transporting
motocross motorcycles. The frame and fixing mechanism of transporting object design is made in
Computed aided Design software Solidworks 2011. Chosen frame joints and fixing mechanism
components are modified on base of static FEA results from the mentioned software. The
manufacturing of model adequate to the requirements is later realized.
Kľúčové slova v AJ
Trailer under weight 750kg , fixing mechanizm, frame construction, motorcycle transport

5. Čestné vyhlásenie
Vyhlasujem, že som celú bakalársku prácu vypracoval samostatne s použitím uvedenej odbornej
literatúry.
Košice, 05. mája 2015 ..........................................
vlastnoručný podpis

6. Poďakovanie
Touto cestou si dovoľujem vyjadriť poďakovanie vedúcemu bakalárskej práce Ing.Petrovi
Sivákovi, PhD. za odborné rady a usmerňovanie pri spracovaní tejto práce, Renému Sekelskému
za pomoc s ilustráciami a oddeleniu konštruovania podniku AGRICOM, s.r.o, za venovaný čas a
poskytnuté podklady ako aj možnosť realizovať samotnú výrobu.

7. Obsah
Zoznam obrázkov............................................................................................................................... 9
Zoznam tabuliek............................................................................................................................... 11
Zoznam symbolov a skratiek............................................................................................................ 12
Úvod................................................................................................................................................. 13
1. Dôležitá terminológia a obmedzenia v problematike.............................................................. 14
1.1. Definícia prípojného vozidla............................................................................................. 14
1.2. Maximálna povolená hmotnosť ....................................................................................... 14
1.3. Prevádzková hmotnosť..................................................................................................... 14
1.4. Pevná nadstavba .............................................................................................................. 14
1.5. Maximálna prípustná hmotnosť na nápravu.................................................................... 15
1.6. Maximálna prípustná hmotnosť v bode spojenia do jazdnej súpravy ............................. 15
1.7. Súvisiace obmedzenia ...................................................................................................... 15
2. Legislatívna typológia............................................................................................................... 16
2.1. Kategória O1..................................................................................................................... 16
2.2. Kategória O2..................................................................................................................... 16
2.3. Kategória O3..................................................................................................................... 17
2.4. Kategória O4..................................................................................................................... 17
3. Návrh prípojného vozidla......................................................................................................... 18
3.1. Špecifikácia prevažného objektu...................................................................................... 18
3.2. Návrh usporiadania objektov na PV................................................................................. 19
3.3. Voľba typu rámovej konštrukcie ...................................................................................... 19
3.3.1. Rúrkové oje .............................................................................................................. 20
3.3.2. Oje tvaru V................................................................................................................ 20
3.4. Voľba profilov rámovej konštrukcie................................................................................. 22
3.4.1. I profil ....................................................................................................................... 22
3.4.2. U profil...................................................................................................................... 22
3.4.3. Uzavretý tenkostenný profil..................................................................................... 23

8. 3.5. Povrchová úprava materiálu ............................................................................................ 23
3.6. Typológia náprav prípojných vozidiel............................................................................... 24
3.6.1. Závislé zavesenie kolies............................................................................................ 25
3.6.2. Nezávisle zavesenie.................................................................................................. 25
3.6.3. Gumená torzná náprava........................................................................................... 26
3.7. Návrh geometrie rámu..................................................................................................... 28
3.8. Voľba ťažného mechanizmu............................................................................................. 30
3.8.1. Ťažné zariadenie....................................................................................................... 30
3.8.2. Guľové spojky........................................................................................................... 30
3.8.3. Ťažné oká.................................................................................................................. 31
3.9. Voľba kolies...................................................................................................................... 31
3.10. Voľba blatníkov ............................................................................................................ 32
3.11. Pomocné koliesko ........................................................................................................ 32
4. Postup návrhu upínacieho mechanizmu.................................................................................. 33
4.1. Koncepcia upínača............................................................................................................ 34
4.1.1. Plynová vzpera ......................................................................................................... 35
4.1.2. Pružinový piestik ...................................................................................................... 36
4.2. Návrh upevnenia na Rk .................................................................................................... 37
5. Namáhanie a kontrola vybraných prvkov konštrukcie............................................................. 38
5.1. Výpočet sily potrebnej na zaistenie mechanizmu............................................................ 38
5.2. Kontrola zaisťovacieho mechanizmu stúpačiek............................................................... 40
5.3. Kontrola upínača na ohyb ................................................................................................ 41
5.4. Kontrola zadnej zábrany................................................................................................... 43
Záver ................................................................................................................................................ 45
Zoznam použitej literatúry ............................................................................................................... 46
Prílohy.............................................................................................................................................. 48

9. Sjf KAMaSI
9
Zoznam obrázkov
Obr. 1 Percentuálny graf [4]............................................................................................................. 13
Obr. 2 Jazdná súprava [13]............................................................................................................... 14
Obr. 3 Pv kategórie O1,O2 [13]....................................................................................................... 16
Obr. 4 Pv kategórie O3,O4 [13]....................................................................................................... 17
Obr. 5 Pv na prevoz špecifického nákladu [13] ............................................................................... 17
Obr. 6 Pohľad z hora [7] .................................................................................................................. 18
Obr. 7 Bočný pohľad [7].................................................................................................................. 18
Obr. 8 Návrh usporiadania ............................................................................................................... 19
Obr. 9 Pv s rúrkovým typom oje [13] .............................................................................................. 20
Obr. 10 CAD model Rk s rúrkovým typom oje ............................................................................... 20
Obr. 11 Pv s V typom oje [13] ......................................................................................................... 21
Obr. 12 CAD model Rk s V typom oje............................................................................................ 21
Obr. 13 Variantné prevedenia oje V typu [13]................................................................................. 21
Obr. 14 I profil ................................................................................................................................. 22
Obr. 15 Uzavretý tenkostenný profil................................................................................................ 23
Obr. 16 Pozinkovaný nosník RK [13].............................................................................................. 24
Obr. 18 Kinematická schéma závislého a nezávislého zavesenia [9] .............................................. 25
Obr. 17 Závislé zavesenie kolies [13]............................................................................................. 25
Obr. 19 Špeciálny typ nápravy [13] ................................................................................................. 25
Obr. 21 Pracovné polohy gumenej torznej nápravy [14] ................................................................. 26
Obr. 20 Torzná náprava s gumennymi elementami [14].................................................................. 26
Obr. 22 G-LV náprava [10]............................................................................................................. 27
Obr. 24 Geometria rámu................................................................................................................... 28
Obr. 23 CAD model nápravy ........................................................................................................... 28
Obr. 25 Vizualizácia rámu a jeho tvoriacich profilov...................................................................... 29
Obr. 26 Vybratia pre upínacie popruhy............................................................................................ 29
Obr. 27 Guľové ťažné zariadenie [10] ............................................................................................. 30
Obr. 28 Systém Ťažného oka [10].................................................................................................... 31
Obr. 29 AL-KO EM80V-K [10] ...................................................................................................... 31
Obr. 30 CAD model kolesa.............................................................................................................. 31
Obr. 31 CAD model blatníka ........................................................................................................... 32
Obr. 32 Pomocné koliesko a držiak [10].......................................................................................... 32
Obr. 33 Najčastejší spôsob upevňovania motocyklov [13].............................................................. 33

10. Sjf KAMaSI
10
Obr. 34 Koncepcia upínača.............................................................................................................. 34
Obr. 35 Plynová vzpera [12] ............................................................................................................ 35
Obr. 36 Zakončenie plynovej vzpery [12]........................................................................................ 35
Obr. 38 Varianty pružinového piestika [11]..................................................................................... 36
Obr. 37 Pružinový piestik [11]......................................................................................................... 36
Obr. 40 Vizualizácia PV s upínačmi ................................................................................................ 37
Obr. 39 Varian upevnenie na Rk...................................................................................................... 37
Obr. 41 Schematický znázornená pružina........................................................................................ 38
Obr. 42 Schematické znázornenie pruženie motocykla ................................................................... 39
Obr. 43 Stavy zaťaženia pruženia motocykla .................................................................................. 40
Obr. 44 Stav napätosti upínacieho zariadenia .................................................................................. 40
Obr. 45 Variant spojený prostredníctvom kútových zvarov ............................................................ 41
Obr. 46 Variant s výstuhou z plechu h=3mm................................................................................... 42
Obr. 47 Variant s výstuhou z plechu h=3mm................................................................................... 42
Obr. 48 Stav napätosti zadného nárazníka ....................................................................................... 43
Obr. 49 Deformačný stav zadného nárazníka.................................................................................. 44
Obr. 50 Stav napätosti Rk ................................................................................................................ 49
Obr. 51 Deformačný stav Rk............................................................................................................ 49
Obr. 52.............................................................................................................................................. 50
Obr. 53.............................................................................................................................................. 50

11. Sjf KAMaSI
11
Zoznam tabuliek
Tab. 1 Sumarizácia výsledkov numerických analiz........................................................................... 42

12. Sjf KAMaSI
12
Zoznam symbolov a skratiek
Pv Prípojné vozidlo
Rk Rámová konštrukcia
Tp Technický preukaz
σ Napätie
F Sila
k Miera bezpečnosti
kg Kilogram, základná jednotka hmotnosti v SI
mm Milimeter, jednotka dĺžky v SI
N Newton, jednotka sily v SI
Re Medza klzu
A Prierezová plocha

13. Sjf KAMaSI
13
Úvod
Doba 20.-21. storočia je charakteristická napredujúcou vedou , technikou, novými
poznatkami a vynálezmi , no v neposlednom rade od nich odvíjajúceho sa obchodu.
S potrebou obchodu vzniká potreba infraštruktúry ktorej vybudovanie kladie otázku
transportu tovaru. V súčasnosti z prakticko-ekonomických dôvodov je cestná nákladná
doprava globálne najvyužívanejším spôsobom prepravy tovaru ( Obr. 1) Konkrétne pre
prípad Slovenskej republiky v roku 2013 bolo prostredníctvom nákladnej dopravy
prepravených cca 225 tisíc ton nákladu čo tvorilo približne 78,1% celkovo prepravovaného
tovaru. Veľká variabilita rozmerov ako aj hmotnosti tovaru vytvára potrebu širokej škály
prepravných prostriedkov na to určených – prípojných nemotorových vozidiel. [4]
Obsahom práce okrem typológie prívesovej techniky na základe rôznych
technických parametrov je aj samotný návrh prípojného vozidla určeného na prevoz
motokrosových motocyklov. Nakoľko ide o motošport techniku ktorej hmotnosť
nepresahuje 150kg môžeme s istotou konštatovať, že Pv zaradujeme do kategórie O1
s celkovou hmotnosťou do 750 kg , teda bude spadať pod skupinu vozidiel zahŕňajúcich
vodický preukaz typu B. Do konštrukcie Pv bude zakomponovaný upínací mechanizmus
motocykla , navrhnutý tak , aby neobmedzoval užívateľa použitím upínacích popruhov.
Rámovú konštrukciu a vybrané konštrukčné uzly upínacieho mechanizmu
kontrolujeme pre viacero preddefinovaných prípadov zaťaženia. Návrh konštrukčne
modifikujeme z ekonomických , praktických a pevnostných dôvodov .
Výrobu modelu vyhovujúcemu všetkým požiadavkám práce realizujeme v
mierke 1:1 .
Obr. 1 Percentuálny graf [4]

14. Sjf KAMaSI
14
1. Dôležitá terminológia a obmedzenia v problematike
1.1. Definícia prípojného vozidla
Prípojné vozidlo (ďalej Pv ) zaraďujeme do kategórie nemotorových cestných
vozidiel, čím rozumieme transportný prostriedok neobsahujúci pohonný agregát , určený
na ťahanie iným motorovým
vozidlom. Kategória plne zahŕňa
prívesyťahan osobnými automobilmi,
ťahačmi, autobusmi, traktormi
poprípade motocyklam v rôznych
prevedeniach úžitkového priestoru,
prípadne karosérie. Takto spojene
motorové a nemotorové vozidlo
nazývame jazdnou súpravou
( Obr 2).[5]
1.2. Maximálna povolená hmotnosť
Rozumieme najväčšiu hmotnosť vozidla (vrátane nákladu) s ktorou môže byt
vozidlo užívané v premávke. U ťažných (motorových) vozidiel je uvádzaná v technickom
preukaze, vychádza z konštrukčno-pevnostných charakteristík, hmotnosti, výkonua
brzdného účinku vozidla. V prípade prípojných vozidiel sa vychádza vždy z predpokladu
užívania v zapojení jazdnej súpravy teda ak tomu nebraní špecifické legislatívne
nariadenie volí sa najväčšia povolená hmotnosť v TP hornou hranicou zvolenej prívesnej
kategórie O. Je súčtom prevádzkovej hmotnosti prípojného vozidla v nenaloženom stave
a užitočnej hmotnosti nákladu. [5]
1.3. Prevádzková hmotnosť
Hmotnosť nenaloženého vozidla s nadstavbou a so spojovacím zariadením. [5]
1.4. Pevná nadstavba
Samostatný technicky celok ktorý je so základným rámom vozidla pevne spojený a
je jeho súčasťou. [5]
Obr. 2 Jazdná súprava [13]

15. Sjf KAMaSI
15
1.5. Maximálna prípustná hmotnosť na nápravu
Rozumieme hmotnosť ,ktorej statický vertikálny účinok zodpovedá najväčšiemu
technicky prípustnému zaťaženiu povoleného výrobcom pre pôsobenie nápravy na povrch
vozovky. [5]
1.6. Maximálna prípustná hmotnosť v bode spojenia do jazdnej
súpravy
Hmotnosť zodpovedajúca maximálnemu prípustnému statickému vertikálnemu
zaťaženiu v bode spojenia, vychádzajúca z konštrukcie motorového vozidla alebo
spojovacieho zariadenia, stanovená výrobcom. [5]
1.7. Súvisiace obmedzenia
Vzhľadom na bezpečnosť premávky za motorové (ťažné) vozidlo môže byť
zapojené prípojné vozidlo príslušnej kategórie, ktorého okamžitá hmotnosť (súčet
prevádzkovej hmotnosti a hmotnosti nákladu, (príp. pomocných zariadení) neprevyšuje
najväčšiu prípustnú hmotnosť prípojného vozidla a ktorého okamžitá hmotnosť v bode
spojenia neprevyšuje najväčšiu prípustnú hmotnosť v bode spojenia uvedenú v osvedčení
o evidencii motorového (ťažného) vozidla. [5]
Najväčšia prípustná celková hmotnosť prípojného vozidla ako aj najväčšia
prípustná hmotnosť v bode spojenia uvedená v osvedčení o evidencii prípojného vozidla
môže byť pritom vyššia, ako je uvedené v osvedčení o evidencii motorového (ťažného)
vozidla. [5]
Okamžitá hmotnosť prípojného vozidla u súprav s konštrukčnou rýchlosťou
prevyšujúcou 40 km/h môže byť najviac jeden a pol násobkom okamžitej hmotnosti
ťažného vozidla. [5]
Maximálna povolená hmotnosť prívesu s jednou nápravou nesmie prekročiť 8000 kg.
Maximálna povolená šírka prípojného vozidla je 2550 mm.
Maximálna povolená výška prípojného vozidla je 4000 mm.
Maximálna dĺžka súpravy ťažného vozidla s jedným prípojným vozidlom je 1875 mm. [5]

16. Sjf KAMaSI
16
2. Legislatívna typológia
Podľa zákona o cestnej premávke č.725 z roku 2004 priateho parlamentom SR
v súvislosti s vstupom do Európskej únie a osvojením európskych cestných noriem. Vo
všeobecnosti zaradujeme prípojné vozidla do kategórie O ,ktorá je členená na 4
podkategórie na základe definovania najväčšej prípustnej celkovej hmotnosti. [5,13]
2.1. Kategória O1
Pv s najväčšou prípustnou celkovou hmotnosťou neprevyšujúcou 750 kg.
Charakteristické nebrzdenou nápravou, upevnenou pomocou listových pružín, prípadne je
použitá napráva uložená v gumenných elementoch. Ako upínací mechanizmus sa
používajú ťažné gule. Súčasná legislatíva neudáva podmienku pevnostnej skúšky
prípojných vozidiel tejto kategórie ( Obr. 3 vľavo ). [5,13]
Obr. 3 Pv kategórie O1,O2 [13]
2.2. Kategória O2
Pv s najväčšou prípustnou celkovou hmotnosťou vyššou ako 750 kg, ale
neprevyšujúcou 3 500 kg( Obr. 3 vpravo). Zásadne je volená jedna alebo viac brzdených
náprav v závislosti na predpokladanom zaťažení. Brzdový systém je najčastejšie riešený
prostredníctvom pákového mechanizmu nájazdovej brzdy. Ako upínací mechanizmus je
volená ťažňa guľa, dimenzovaná na vyžšie predpokladané zaťaženia, prípadne ťažné oko.
[5,13]

17. Sjf KAMaSI
17
Obr. 4 Pv kategórie O3,O4 [13]
2.3. Kategória O3
Pv s najväčšou prípustnustnou celkovou hmotnosťou vyššou ako 3 500 kg, ale
neprevyšujúcou 10 000 kg ( Obr. 4 vľavo). [5]
2.4. Kategória O4
Pv s najväčšou prípustnou celkovou hmotnosťou presahujúcou 10 000 kg (Obr. 4
vpravo). Nosné konštrukcie kategórie O3 a O4 sú konštruované podstatne masívnejšie. Sú
osadené nápravou s pneumatickým odpružením (minimálne 70% pružiaceho elementu
tvorí kompresný plyn) ako aj reverzného brzdného systému na rovnakom princípe. Ako
upínací mechanizmus sú volené ťažné oka. [5,13]
Z hľadiska funkčnosti nadstavby rozlišujeme množstvo ďalších variant prívesovej
techniky ,napr: valníkové , sklápacie ,skriňové ,izolované chladiarenské . [13]
Prípadne Pv určené na prevoz špecifického nákladu : cisternové ( Obr. 5),
agregátové , prívesy určené na prevoz stavebných strojov , prípadne obytné karavany. [13]
Obr. 5 Pv na prevoz špecifického nákladu [13]

18. Sjf KAMaSI
18
3. Návrh prípojného vozidla
3.1. Špecifikácia prevažného objektu
Navrhované Pv bude určené na prevoz motošportového náčinia po cestných
komunikáciách. Konkrétne motocyklov kategórie Mx (motocross) a En (enduro), ktoré
nevyhovujú homologizácii.
Návrh geometrie nosného rámu Pv vychádza z charakteristík motocykla označenia Suzuki
RMZ 450. Hmotnosť motocykla v továrenskom prevedení je 115 kg. Geometrické rozmery
jednotlivých časti uvedené v mm sú znázornené v Obr. 6 a Obr. 7. [7]
Obr. 6 Pohľad z hora [7]
Obr. 7 Bočný pohľad [7]

19. Sjf KAMaSI
19
3.2. Návrh usporiadania objektov na PV
Vzájomnú polohu motocyklov volíme, tak aby došlo k efektívnemu využitiu úžitkového
priestoru Pv , zároveň s ohľadom na symetrickosť zaťaženia . Charakteristické rozmery
usporiadania sú znázornene na Obr. 8.
Obr. 8 Návrh usporiadania
3.3. Voľba typu rámovej konštrukcie
Kategóriu nosných rámových konštrukcii Pv O1 rozdeľujeme na základe tvaru oji
do dvoch hlavných kategórii.
Oj Pv- pod týmto pojmom rozumieme prepojenie hlavnej časti rámovej konštrukcie
s časťou umiestnenia upínacej hlavice . [6]

20. Sjf KAMaSI
20
3.3.1. Rúrkové oje
Ide o výhodný variant z hľadiska skladnosti prívesu( Obr. 9, Obr. 10). Poskytuje
možnosť zasunutia oje , prípadne optimalizácie jeho dĺžky. Geometria tejto varianty taktiež
dovoľuje podstatne väčší uhol zalomenia pozdĺžnej osy jazdnej súpravy, čo poskytuje
značnú výhodu z hľadiska manévrovateľnosti. [6]
Obr. 9 Pv s rúrkovým typom oje [13]
Obr. 10 CAD model Rk s rúrkovým typom oje
3.3.2. Oje tvaru V
Tvorený pevne zvarenými nosníkmi do tvaru písmena V( Obr. 11, Obr. 12).
Poskytuje výhodu z hľadiska rozloženia hmotnosti prevážaného nákladu. Pri
použití tejto koncepcie vzniká plocha trojuholníkového tvaru ,ktorá pri vhodnej
úprave môže slúžiť ako zväčšenie ložnej plochy, prípadne miesto uloženia
rezervy.[6]

21. Sjf KAMaSI
21
Obr. 11 Pv s V typom oje [13]
Obr. 12 CAD model Rk s V typom oje
V typ oje má v praxi množstvo variant prevedenia napr. Obr. 13.
Obr. 13 Variantné prevedenia oje V typu [13]
Pri konštruovaní Pv kategórie O1 je zásadou voľba variantu V oje, hlavne
v prípadoch ak ide o Pv s dĺžkou ložnej plochy presahujúcou 2500mm. [6]
Pre návrh Pv určeného na prevoz motocyklov volím variant oje V.

22. Sjf KAMaSI
22
3.4. Voľba profilov rámovej konštrukcie
Rámová konštrukcia Pv sa má vyznačovať dobrou funkčnosťou, životnosťou
a spoľahlivosťou, preto je nutné venovať veľký dôraz na výber použitých profilov a ich
materiálu .Vo všeobecnosti na tvorbu Rk Pv používame hutnícke polotovary ktoré vhodne
kombinujeme pre zabezpečenie maximálnej využiteľnosti materiálu . [13]
V minulosti boli jednotlivé časti spojované pomocou technológie nitovania,
nakoľko je tato metóda príliš nákladná, prechádza sa v súčasnosti na zvárané spojenia
ktoré dosahujú spojenie vyžšej tuhosti a pevnosti . Ako materiál volíme prevažne ocele
triedy 11300 a 11 500 podľa EN ISO 10219, prípadne jej obdobné varianty najmä kôli ich
zaručenej zvariteľnosti . Po tejto technologickej operácii je vhodne konštrukčné spojenia
žíhať , aby sa dosiahlo zníženie vnútorného napätia v miestach zvarov. Medzi najčastejšie
využívané profily v oblasti konštruovania PV patria : I-profil , U-profil a uzavretý
tenkostenný profil štvorcového a obdĺžnikového prierezu ( jakel). [13]
3.4.1. I profil
Je najdlhšie používaným profilom v oblasti
konštruovania PV , používa sa hlavne pre jeho výhodné
vlastnosti z hľadiska pevnosti a ceny. V praxi sa používa
variant valcovaný za tepla prípadne zváraný z plechov.
U tohto profilu je dosiahnutá vysoká tuhosť v pozdĺžnom
smere ako aj relatívne veľká miera pružnosti. Ta sa využíva
najmä pri konštruovaní Pv kategórie O2-O4 . [13]
3.4.2. U profil
Má podobné vlastnosti ako I profil ,teda dobrú dostupnosť, nízku cenu, vhodnú
pružnosť a vysokú tuhosť v pozdĺžnom smere. Nevýhodou sú vlastnosti profilu pri
namáhaní na krut . [13]
Obr. 14 I profil

23. Sjf KAMaSI
23
3.4.3. Uzavretý tenkostenný profil
Tento profil je predovšetkým využívaný v oblasti návesovej techniky, kde väčšinou
tvorí hlavné a pomocné časti rámu. Ako polotovary sa vyskytujú vo forme valcovaných za
tepla, prípadne zvárané dva U profily. Výhodou týchto profilov je ich vysoká tuhosť
v priečnom aj pozdĺžnom smere a nižšia hmotnosť. Naopak nevýhodou je ich cena
a dostupnosť. [13]
Obr. 15 Uzavretý tenkostenný profil
Návrh nosnej Rk Pv bol vypracovaný pre viacero profilových variant, ktoré
vykazovali rôzne napäťové a deformačné charakteristiky pri predpokladaných situáciách
zaťaženia. Z praktického hľadiska a s ohľadom na dostupnú technológiu ohraňovacieho
lisu bol zvolený špecifický profil obvodového rámu .Ako priečniky ( rebrá) U-profil
(40x60x3), rámová oj bude zhotovená z tenkostenného uzavretého profilu voleného
s ohľadom na rozmery prípojného zariadenia(60x60x3).
Materiál bol zvolený 11523.1, normalizačne žíhaný ,zaručene zvariteľný pomocou
použitej MIG technológie zvárania ( inertný plyn Corgon) s prídavným materiálom ( drôt
d=1 mm ) EN 10204 . [13]
3.5. Povrchová úprava materiálu
Nakoľko ide o korózne aktívnu konštrukčnú oceľ, je vhodné materiál náležite
povrchovo upraviť. Princíp spočíva vo vytvorení vrstvy odolnej voči korózii, ktorá
hermeticky obklopuje povrch materiálu. Bráni tak prístupu látkam potrebným pri procese
oxidácie železa. V súčasnosti existuje množstvo antikoróznych povrchových úprav, avšak
s ohľadom na prevádzkové podmienky Pv volím metódu povrchovej úpravy žiarového
zinkovania.

24. Sjf KAMaSI
24
Pri žiarovom zinkovaní sa oceľ po vhodnej úprave ponorí do približne 450 °C
horúcej taveniny zinku. Zinok a oceľ tak navzájom reagujú. Na povrchu ocele sa vytvorí
zliatina. Týmto neoddeliteľným prepojením zinku a ocele tak vznikne ochrana, ktorá sa
výrazne líši od ostatných procesov. Povrchy ošetrené žiarovým zinkovaním sú chránené
nielen pred vplyvom vetra a počasia, ale aj optimálne pred mechanickým poškodením, a to
po desaťročia. [8]
Obr. 16 Pozinkovaný nosník RK [13]
3.6. Typológia náprav prípojných vozidiel
Náprava je konštrukčný prvok PV spájajúci nadstavbu s vozovkou. Nadstavbou Pv
rozumieme pojmy : karoséria (samonosná) alebo rám. Nápravu tvoria kolesá, systém
zavesenia kolesa, systém uloženia kolesa a prípadne ďalšie systémy: odpruženie a brzdenie
kolesa.[9]
Pod zavesením kolies rozumieme spôsob pripojenia kolies ku rámovej konštrukcii.
Rieši kinematický pohyb kolesa , umožňuje zvislý relatívny pohyb kolesa vzhľadom ku
rámu. Tento pohyb je potrebný z hľadiska odpruženia .Nakoľko zavesenie kolesa presne
definuje jeho kinematickú dráhu pohybu ,všetky ostatné pohyby ako bočný posuv
a naklápanie kolesa sú eliminované – túto funkciu nazývame vedenie kolesa. Zavesenie
kolies zároveň prenáša zvislé sily ( zaťaženie vozidla ) a priečne sily ( vznikajú dôsledkom
odstredivej sily). Existuje množstvo technických riešení zavesenia kolies. Správne zvolené
môže výrazne ovplyvniť bezpečnosť a komfort jazdy s Pv. Kinematická schéma hlavných
typov zavesenia kolies je zrejmá z Obr. 18.

25. Sjf KAMaSI
25
3.6.1. Závislé zavesenie kolies
Ide o tzv. tuhú nápravu , kedy sú
kolesá uložené na spoločnom nosníku a ich
vzájomná poloha sa nemení. Tuhé nápravy
sú konštrukčne jednoduchšie z čoho
vyplýva aj ich nižšia cena na trhu . Ak je
náprava súčasťou odpruženého systému Pv,
je najčastejšie uchytená listovými
pružinami ( Obr. 17) .[9]
3.6.2. Nezávisle zavesenie
Je charakteristické pohybom protiľahlých kolies nezávisle na sebe . Jeho výhodou
je podstatné zníženie hmotnosti neodpružených hmôt ako aj zvýšenie komfortu , jazdných
vlastností a v neposlednom rade aj bezpečnosti jazdy s Pv na vozovke . [9]
Obr. 18 Kinematická schéma závislého a nezávislého zavesenia [9]
Existuje množstvo prevedení nezávislého zavesenia : McPherson systém,
lichobežníkové zavesenie, atď. Špeciálny typ nápravy je znázornený na Obr. 19.
Obr. 17 Závislé zavesenie kolies [13]
Obr. 19 Špeciálny typ nápravy [13]

26. Sjf KAMaSI
26
Najčastejším typom nezávislého zavesenia kolies Pv kategórie O1 je systém torznej
nápravy s gumennými elementami znázornený na Obr. 20.
3.6.3. Gumená torzná náprava
Hlavný nosník nápravy je prostredníctvom konzolového plechu skrutkovým
spojením pripevnený na Rk Pv. V hlavnom nosníku sú po vnútornom obvode integrované
gumené elementy , vystreďujúce vsadenú oceľovú tyč štvorcového prierezu. Tyč je pevne
spojená s ramenom vretena. Gumený element sa pri vzájomnom rotačnom pohybe
komponentov deformuje .V kmitajúcej sústave figuruje zároveň ako pružina aj ako tlmič.
Preto takúto nápravu nie je nútené osadzovať aditívnymi viskóznimy tlmičmi. [10]
Nakoľko ľavá a pravá tyč štvorcového prierezu nie sú medzi ramenami vretena
pevne spojené ,umožňuje to kolesám pohyb nezávislý na sebe . Na Obr. 21 sú vyobrazené
jednotlivé pracovné polohy torznej gumenej nápravy:
Obr. 21 Pracovné polohy gumenej torznej nápravy [14]
Obr. 20 Torzná náprava s gumennymi elementami
[14]

27. Sjf KAMaSI
27
Odpružené nápravy pracujúce na spomínanom princípe gumeného elementu ,
dodávané firmou Knott ,typizujeme podľa tvaru hlavného nosníka nápravy a nosnosti na :
 nápravy so štvorhranným profilom :
a) 60x60 mm -do nosnosti 750 kg označenie VG-L
b) 80x80 mm –do nosnosti 1350kg označenie VG-M
 nápravy s kruhovým profilom
Ø 81 mm – do nosnosti 1350kg označenie G-LV
Obr. 22 G-LV náprava [10]
Ďalším typom nezávislého zavesenia náprav Pv je princíp torznej tyče uloženej
v nosníku kruhového prierezu. Konštrukčne je podobný predchádzajúcemu, avšak jeho
prevedenie neobsahuje gumené elementy, nápravu je teda nutné osadiť aditívnymi
viskóznymi tlmičmi. [10]
Všetky spomínané produkty spoločnosti Knott sú ďalej typizované na základe
rozmeru b , teda vzdialenosti dier upevňujúcich nápravu o nosnú rámovú konštrukciu Pv.
Voľba nápravy pri konštruovaní PV je zásadným krokom celkového návrhu. Je
nutné brať do úvahy viacero faktorov ako predpokladaná hmotnosť, rozmery
prepravovaného objektu ako aj jeho usporiadanie pri preprave. [13]
Pre navrhované Pv určené na prevoz motocyklov volím nápravu s nezávislým
zavesením typu VG-L, nakoľko nosnosťou postačuje predpokladanému zaťaženiu. Jej
konštrukcia je výhodná z hľadiska zníženia hmotnosti , zvýšenia bezpečnosti
a v neposlednom rade ušetrenia celkových nákladov, keďže nie je nutné osadzovať
aditívne viskózne tlmiče.

28. Sjf KAMaSI
28
Na základe vyhotoveného nákresu usporiadania prevážaných motocyklov volím
nápravu rozmeru b = 1400 mm ( Obr. 23 ) , z čoho sa vychádza pri nasledujúcom postupe
návrhu rámovej konštrukcie.
3.7. Návrh geometrie rámu
Na základe doterajšej analýzy je zvolená geometria rámu zrejmá z Obr. 24.
Vizualizácia rámu a jeho tvoriacich profilov je znázornená na Obr. 25.
Obr. 24 Geometria rámu
.
Obr. 23 CAD model nápravy

29. Sjf KAMaSI
29
Obr. 25 Vizualizácia rámu a jeho tvoriacich profilov
Obvodový profil vrátane zadnej zábrany ohraničuje zhora rúrka, ktorá má funkciu
dorazu ložnej plochy. Rúrka zároveň ohraničuje vybratia( Obr. 26 ), ktoré budú slúžiť ako
miesta uchytenia upínacích popruhov v prípade alternatívneho využitia PV.
Obr. 26 Vybratia pre upínacie popruhy

30. Sjf KAMaSI
30
3.8. Voľba ťažného mechanizmu
3.8.1. Ťažné zariadenie
Ako mechanické spojovacie zariadenia medzi motorovovým vozidlo a Pv , zahŕňa
tým všetky časti a zariadenia na rámoch , nosných častiach karosérie a podvozku vozidiel,
pomocou ktorých sú navzájom prepojené ťažné a ťahané vozidlá. Do tejto kategórie taktiež
zaraďujeme časti slúžiace k pripevneniu , zoradeniu alebo obsluhe spojovacieho
zariadenia. [5]
Podrobnejšie sa overovaniu a kontrole ťažných spojovacích zariadení venuje norma
STN ISO 1103. Legislatívna typológia ťažných zariadení ako aj postup samotného zápisu
do Tp sa riadi zákonom č. 388/2013 Z. Z konštrukčného hľadiska môžeme rozdeliť
spojovacie zariadenia na :
3.8.2. Guľové spojky
Ide o zaväzbenie vonkajšej ( ťažná
guľa motorového vozidla) a vnútornej
guľovej plochy (spojovacia hlavica Pv)
spojovaných objektov s možnosťou
vzájomného sférického pohybu.
Charakteristický rozmer týchto
spojovacích prvkov je normalizovaný priemer guľovej plochy . Výrobcovia
odporúčajú kontrolu skrutkových spojov každých 1000 km ako aj priemeru guľovej
plochy. V prípade ak hodnota klesne pod hranicu 49 mm, je nutné zariadenie vymeniť.
Údržba zariadenia spočíva v pravidelnom mazaní guľových plôch. Vo všeobecnosti sú
aplikované na Pv kategórií O1 a O2. [10,13]
Konštrukčné prevedenia sú prispôsobované na základe :
 predpokladanej celkovej hmotnosti Pv
 statického vertikálneho zaťaženia upínacieho mechanizmu
 predpokladu dynamickej sily ,vznikajúcej v osi jazdy
Obr. 27 Guľové ťažné zariadenie [10]

31. Sjf KAMaSI
31
3.8.3. Ťažné oká
Z kinematického hľadiska ide o čapové spojenie , dovoľujúce vzájomný rotačný
pohyb telies okolo osi daného čapu( Obr. 28) .Z konštrukcie je zrejmé že prvok je
namáhaný v dvoch rovinách na strih. Spojovacie zariadenie takéhoto typu je osadzované
na Pv kategórie O3 a O4 teda je dimenzované na podstatne väčšie zaťaženia .Vyrábané je
technológiou odlievania. Nakoľko príslušné kategórie nie sú témou práce , nebude sa
podrobnejšiemu popisu ťažných ok venovať. [10,13]
Obr. 28 Systém Ťažného oka [10]
Pre návrh Pv určeného na prevoz motocyklov
volím spojovacie zariadenie výrobcu AL-KO :
EM80V-K s obmedzením maximálnej hmotnosti
Pv < 800 kg , spojované dvoma skrutkami M 12
vertikálne naprieč profilom oje ( Obr. 29).
3.9. Voľba kolies
Pri voľbe pneumatík a diskov kolies je nutné
brať ohľad na záťažové a rozmerové požiadavky.
Dnešná doba poskytuje široký výber kolies ,či už ide
o materiál alebo rozmery. Pre návrh Pv určeného na
prevoz motocyklov volím použitie 13 palcových
kolies s hliníkovými diskami. Presné označenie kolies
je 165/50R13C 6Jx14 4x100 ET35 ( Obr. 30 ), na
základe odporúčania výrobcu nápravy. [10,13]
Obr. 29 AL-KO EM80V-K [10]
Obr. 30 CAD model kolesa

32. Sjf KAMaSI
32
3.10. Voľba blatníkov
Pri voľbe blatníkov vychádzame
z rozmerových parametrov zvolených kolies,
zároveň sa držíme čo najjednoduchšej koncepcie.
V súčasnosti sa v prívesovej technike používajú
rôzne druhy blatníkov či už rozmerovo , tvarovo
alebo materiálovo. Volím použitie plastového
blatníka výrobcu Knott ( Obr. 31 ). Upevnenie
realizujeme skrutkovým spojením o konzolové
úchyty navarené na Rk Pv . [10,13]
3.11. Pomocné koliesko
Dôležitou súčasťou každého prívesu je pomocné koliesko. Upevňujeme ho
pomocou držiaka( Obr. 32 vpravo) , ktorý je väčšinou prizváraný o oj , prípadne spojený
skrutkovým spojením . Plní funkciu aretácie pomocného kolieska na potrebnú výšku ,či už
koliesko je alebo nie je v činnosti . Pracuje na princípe zverného spojenia . Pomocné
koliesko ( Obr. 32 vľavo ) slúži na manipuláciu s prípojným vozidlom v prípade, ak nie je
upevnené ťažným zariadením o automobil. Na pracovnú výšku ho vysúvame pomocou
držiaka , prípadné korekcie upravujeme závitovým mechanizmom integrovaným v telese
konštrukcie. [10,13]
Priemer kolieska: 200 mm
Šírka kolieska: 50 mm
Priemer telesa: 60 mm
Max. (statické) zaťaženie: 125 kg
Obr. 31 CAD model blatníka
Obr. 32 Pomocné koliesko a držiak [10]

33. Sjf KAMaSI
33
4. Postup návrhu upínacieho mechanizmu
V súčasnosti existuje množstvo spôsobov prevozu motocyklov , či už ide
o transport pomocou prípojného vozidla , ložnej plochy úžitkového automobilu , prípadne
na špeciálnych nosičoch upevňovaných o ťažne zariadenie.
Vo väčšine prípadov je motocykel upevňovaný prostredníctvom upínacích
popruhov o riadidla a aretácie predného kolesa do dorazu ( Obr. 33 ) . Takýmto spôsobom
kotvenia využívame uchytenie o podľa možnosti najvzdialenejší bod ťažiska kedy relatívne
malým pôsobením síl vieme kompenzovať snahy motocykla o pohyb pri transporte.
Použitie upínacích popruhov je z hľadiska jednoduchosti konštrukcie výhodné ,
avšak pri opakovanom používaní môže dôjsť k poškodeniu tkaniny a následne k jeho
pretrhnutiu v najnevhodnejší moment , čo môže mať až fatálne dôsledky.
Pre spomínané dôvody nespoľahlivosti boli zvolené ako prvok kotvenia stúpačky
motocykla. Svojou konštrukciou sú stavane na podstatne väčšie prevádzkové zaťaženia ako
riadidlá , umiestnením vyhovujú nakoľko sú lokalizovane v blízkosti ťažiska .
Konštrukciu upínacieho mechanizmu budeme prispôsobovať tak aby sme využili
predpätie sústavy pomocou pruženia samotného upínaného motocykla.
Obr. 33 Najčastejší spôsob upevňovania motocyklov [13]

34. Sjf KAMaSI
34
4.1. Koncepcia upínača
Zaistenie stúpačiek bude realizované systémom dvoch do seba zapadajúcich
tenkostenných uzavretých profilov, kde ku vonkajšiemu(40x40x2) bude privarená spodná
čeľusť a k vnútornému(35x35x2) horná čelusť. Čeľusť - časť mechanizmu (ohýbaný
plechový výpalok) ,ktorá bude v priamom kontakte so stúpačkami. Svojim tvarom
zamedzuje svojvoľnému uvoľneniu motocykla . Kontaktné plochy budú vybavené
pružnými elementmi, aby nedochádzalo k vzájomnému poškodzovaniu, vplyvom otrasov
pri transporte.
Obr. 34 Koncepcia upínača
Zaistenie vzájomnej pracovnej polohy sústavy realizujeme prostredníctvom
zaisťovacieho prvku -pružinového piestika, ktorý je závitovo spojený s vonkajším profilom
a čapom zapadá do pozičných dier vnútorného profilu. Po uvoľnení zaisťovacieho prvku sú
komponenty od seba odtláčané plynovou vzperou ,ktorá svojim zdvihom vymedzuje
pracovnú dráhu mechanizmu. Koncepcia upínača je zrejmá z Obr. 34.

35. Sjf KAMaSI
35
4.1.1. Plynová vzpera
Pracuje na princípe akumulácie energie spotrebovanej pri jej stlačení . Táto energia
je následne k dispozícii pri vysúvaní vzpery . Ako zásobník energie slúži tlakový valec
naplnený dusíkom . Zasúvacia a vysúvacia sila je prenášaná prostredníctvom piestnice
ktorá je pohyblivá v utesnenom valci .Veľkosti síl závisia od priemeru pracovného valca a
plniaceho tlaku . [12]
Výhody v porovnaní s vinutými pružinami :
 nižšia hmotnosť o 75%
 menšie priestorové požiadavky
 kombinácia vysúvacej sily s cieleným tlmením v poslednom úseku zdvihu
Plynovú vzperu je nutné osadzovať piestnicou nadol. V opačnom prípade môže
dôjsť k postupnému úniku kompresného plynu. Piestnice sú zakončené závitom na ktorý
existuje množstvo konštrukčných prevedení
zakončenia. [12]
Technické parametre :
 vysúvacia rýchlosť : 0,2-0,4 m/s
 dĺžka koncového tlmenia : 20-10 mm
 teplotný rozsah použitia: -30 -+80
 prípustné zaťaženie v ťahu : 2 kN
Udávaná sila platí pri teplote 20 , v prípade zmeny teploty, každých 10 mení
silu o 3,4 %. V prípade správnej montáže výrobca udáva záruku 50 000 zdvihov, prípadne
24 mesiacov. [12]
Pre upínací mechanizmus bola zvolená vzpera 27100 o sile Fvz = 100 N ( Obr. 35).
Na závitové ukončenia sú umiestnené tzv. výkyvné
oka ( Obr. 36 ), ktoré charakterom väzby
kompenzujú nežiaduce sily vznikajúce prípadnými
nepresnosťami výroby resp. montáže.
Obr. 35 Plynová vzpera [12]
Obr. 36 Zakončenie plynovej vzpery [12]

36. Sjf KAMaSI
36
4.1.2. Pružinový piestik
Ide o súčiastku určenú na zaisťovanie
vzájomnej polohy a to prostredníctvom
vyskakujúceho čapu silou pružiny. Pre mechanizmus
motocyklového upínača volím zaisťovací element
GN 608.1- pružinový piestik s aretáciou
a montážnym lemom ( Obr. 37 ) . Lem je vytvorený
z tlakovo liatej zinkovej zliatiny a slúži na montáž
o tenkostenný profil prostredníctvom dvoch skrutiek
so zapustenou hlavou. Oceľový čap priemeru 8 mm
je ďalej materiálovo upravovaný kalením ,čo
poskytuje dobrú odolnosť pri zaťažení na strih
a otlačenie. Rukoväť tvorí vrúbkovane
tvarovaný technopolymer s vysokou mechanickou a chemickou odolnosťou. Doporučená
tolerancia otvorov pre čap piestika je H7.Poskytuje možnosť zaistenia čapu v zasunutej
polohe. [11]
Volím variant zdvihu 8 mm , dôležité rozmery sú zrejme z Obr. 37.
Obr. 38 Varianty pružinového piestika [11]
Obr. 37 Pružinový piestik [11]

37. Sjf KAMaSI
37
4.2. Návrh upevnenia na Rk
Prípojné vozidlo je určené na prevoz 1-3 motocyklov. Z tvarov a rozmerov sme
zvolili najvhodnejšie usporiadanie upínačov na ložnej ploche , z ktorého budeme
vychádzať pri osadzovaní upínača na na Rk.
Je podstatné si uvedomiť ,že výrobcovia
motocyklov vyrábajú stroje s rôznymi
rozmermi a umiestneniami stúpačiek. Preto je
nutné riešenie skonštruovať tak, aby bolo
adaptabilné pre rôzne modely motocyklov.
Zvolený variant upevnenia označujeme ako
"koľajnicové riešenie" ( Obr. 39 ).
Vo zvarenci spodných čeľustí sú integrované tenkostenné obdĺžnikové profily
orientované v smere jazdy (vodítka) do ktorých sa vkladá profil rovnakého druhu menších
rozmerov, dlhý 1000 mm (koľajnice). Koľajnice sú na koncoch vybavené dierami ,cez
ktoré prostredníctvom skrutiek M 12 realizujeme spojenie s rámovou konštrukciou. Táto
koncepcia umožňuje variabilitu 700 mm vzájomného posunutia upínačov. Uplatňujeme tu
princíp Eulerovského trenia, ktoré vzniká medzi spodnou plochou zvarenca dolných
čeľustí a podlahovou doskou Pv. Kontaktnú plochu osadzujeme gumenou vrstvou
pomocou ktorej zvyšujeme koeficient trenia trecieho spoja a zároveň zväčšujeme rozdiel
dosadacích plôch koľajníc a zvarenca o podlahu , teda priehyb nosníka koľajníc. Čo má za
následok zvýšenie normálovej sily.
Obr. 40 Vizualizácia PV s upínačmi
Obr. 39 Varian upevnenie na Rk

38. Sjf KAMaSI
38
5. Namáhanie a kontrola vybraných prvkov konštrukcie
Pv ako aj konštrukcia upínacieho zariadenia bude v prevádzke vystavená rôznym
druhom zaťaženia . Okrem statických budeme predpokladať zaťaženia aj dynamického
charakteru ku ktorým dôjde v prípade rôznych situácií v premávke. Konštrukcia upínača
ako aj celé Pv bude práve v takýchto prípadoch zaťažená zotrvačnými silami,
vznikajúcimi dôsledkom zmeny smeru a veľkosti vektora rýchlosti jazdnej súpravy.
Kontroly vybraných konštrukčných uzlov sú realizované pomocou modulu statickej
analýzy programu Solidworks 2011. Nakoľko metodológia programu nie je témou práce,
nebude jej ďalej venovaná pozornosť.
5.1. Výpočet sily potrebnej na zaistenie mechanizmu
V prípade motocykla, ide o hmotné
teleso spojené s podstavou prostredníctvom
paralelne radených pružín ( Obr. 41 ).
Pre každú pružinu platia nasledujúce
vzťahy:
(1)
kde - predĺženie (skrátenie) [mm]
- nestlačená dĺžka pružiny [mm]
- stlačená dĺžka pružiny [mm]
(2)
kde - sila v pružine [N]
- tuhosť [Nmm-1
]
- sila pôsobiaca na pružinu [N]
Systém pruženia motocykla je tvorený troma pružinami ( Obr. 42 ). Dve pružiny
o rovnakej tuhosti sú uložené v tzv. nohách prednej vidlice. Tretia pružina je uložená
centricky s tlmičom v jednočapovom kinematickom systéme kyvnej vidlice. Nakoľko ide
o paralelne radenú sústavu , prenášaná sila sa rozkladá medzi jednotlivé pružiny
a predĺženia ( skrátenia ) pružín sú rovnaké.
Obr. 41 Schematický znázornená pružina

39. Sjf KAMaSI
39
Pre takúto sústavu pružín platia nasledujúce vzťahy :
(3)
kde - celková tuhosť pruženia [ Nmm-1
]
(4)
Budeme vychádzať zo situácie( Obr. 43 A ) , kedy je motocykel zaťažený len silou
vlastnej tiaže Fg1 v takom prípade je vzdialenosť stúpačiek od podstavy rovná x1.
, , ,
.
Po nasadnutí jazdca( Obr. 43 B ) o hmotnosti m11 celková hmotnosť pôsobiaca na
pružiny bude m2 a zaťažujúca sila narastie na hodnotu Fg2 , výška stúpačiek klesne na
hodnotu x2.
, , ,
.
Za predpokladu lineárnej tuhosti pružín môžeme teda celkovú tuhosť kc zistiť
nasledovným spôsobom :
, , ,
.
V prípade upevnenia stúpačiek do upínača ( Obr. 43 C ) :
, ,
Obr. 42 Schematické znázornenie pruženie motocykla

40. Sjf KAMaSI
40
Táto hodnota zodpovedá sile pružín motocykla .
Obr. 43 Stavy zaťaženia pruženia motocykla
5.2. Kontrola zaisťovacieho mechanizmu stúpačiek
V prípade upevňovania motocykla do mechanizmu je nutné prekonať silu pruženia sčítanú
s hodnotou tlačných síl plynových vzpier umiestnených v mechanizme .
Celková potrebná sila: .
Za predpokladu správneho upevnenia bude táto sila rovnomerne rozložená na kontaktné plochy
čeľustí horných zvarencov . Teda zaťažujúca pôsobiaca sila:
.
Obr. 44 Stav napätosti upínacieho zariadenia

41. Sjf KAMaSI
41
Z výsledkov numerickej analýzy ( Obr. 44 ) vyplýva, že redukované napätie podľa von
Missesa dosiahlo maximálnu hodnotu v prechodovej časti horného zvarenca, čo
pre zvolený materiál vyhovuje s koeficientom bezpečnosti .
Napätie piestika dosiahlo hodnotu , čo vyhovuje s .
5.3. Kontrola upínača na ohyb
Vychádza zo situácie krízového brzdenia z rýchlosti 100 km/h na 0 km/h, ktorú na základe
štatistickej analýzy zvládne väčšina osobných automobilov na dráhe 42 m. Uvedenú situáciu
budeme považovať za modelový príklad rovnomerne spomaleného pohybu. [15]
Zo zákonov kinematiky je výpočtom dokázateľné , že pri takejto zmene rýchlosti je zrýchlenie
.
Na základe platnosti 2.Newtonovho zákona vieme vyjadriť zotrvačnú silu závislú na :
.
Budeme predpokladať rovnomerne pôsobenie síl na oba segmenty upínača teda :
.
Výsledky numerických analýz pre jednotlivé varianty spojenia sú zrejmé z Obr. 45- 47.
Obr. 45 Variant spojený prostredníctvom kútových zvarov

42. Sjf KAMaSI
42
Obr. 46 Variant s výstuhou z plechu h=3mm
Obr. 47 Variant s výstuhou z plechu h=3mm
Ide o modelový prípad votknutého nosníka zaťaženého silou na voľnom konci
ktorá vyvoláva ohybový moment rastúci s veľkosťou ramena od miesta pôsobenia.
Maximálna hodnota ohybového momentu vzniká v mieste votknutia , v tomto prípade vo
zvare.
Variant Maximálne redukované
napätie [ MPa ]
Maximálna
deformácia [ mm ]
Nevystužený 175,3 0,509
Výstuha b=3 107.8 0,368
Výstuha b= 5 91,5 0,3006
Tab. 1 Sumarizácia výsledkov numerických analýz

43. Sjf KAMaSI
43
Umiestnením výstuhy do miesta votknutia nastalo lokálne zväčšenie ohybového modulu
prierezu nosníka práve v miestach, kde dosahoval ohybový moment maximum. Z toho
dôvodu platí : .
Zvolený bol variant 3, ktorý pre podmienky danej skúšky dosiahol koeficient bezpečnosti
3.38 .
5.4. Kontrola zadnej zábrany
Zadná zábrana ( nárazník ) je integrovanou súčasťou zadnej rámovej konštrukcie.
Tvorí ju profilovaný plech hrúbky 3mm po bokoch uzavretý a vystužený plechom rovnakej
hrúbky. Hlavné obvodové nosníky rámu sú z bokov navarené na telese kútovými zvarmi .
V súčasnosti neexistuje norma zahrňujúca predpísaný spôsob pevnostnej kontroly
rámovej konštrukcie a zadnej zábrany pre PV kategórie O1-O2. Normy EHK č. 58
predpisujú kontrolný výpočet PV kategórie O3-O4, tento predpis je v práci optimalizovaný
pre prípad výpočtu zadnej zábrany PV O1-O2.
Rámová konštrukcia je vyšetrovaná pre vzdialenosť 1500 mm od zadnej zábrany,
pevne uložená na hlavných nosníkoch. Na zadnú zábranu pôsobíme silou prostredníctvom
tlačnej platne o rozmeroch 100x150x10 umiestnenou v osy PV. [16]
Celkový výpočet je vyhodnocovaný z hľadiska medzných stavov. Pripúšťame
trvalú deformáciu, ktorá nesmie presiahnuť hodnotu 100 mm v smere jazdy. Taktiež
pripúšťame vysoké napätia pod hodnotou medze pevnosti, ktoré síce spôsobia trvalú
lokálnu deformáciu, ale nespôsobia celkové porušenie konštrukcie. Za vyhovujúci
pokladáme stav, kedy nedôjde k porušeniu konštrukcie zadnej zábrany. [16]
Obr. 48 Stav napätosti zadného nárazníka

44. Sjf KAMaSI
44
Obr. 49 Deformačný stav zadného nárazníka
Maximálne redukované napätie podľa von Missesa vzniklo na obvodovom nosníku
blízko miesta kútového zvaru( Obr. 48 ). Dosahuje hodnotu .
Maximálna deformácia vznikla v mieste spodného okraja zadnej zábrany( Obr. 48 ).
Dosahuje hodnotu .

45. Sjf KAMaSI
45
Záver
Táto bakalárska práca bola zameraná na návrh konštrukcie a pevnostnú kontrolu Pv
určeného na prevoz motocyklov. V práci je obsiahnutý stručný prehľad legislatívnej
typológie a konštrukčných trendov ako aj najčastejších technologických riešení.
Pri návrhu upínacieho zariadenia boli ako prvok kotvenia motocykla z praktického
hľadiska zvolené stúpačky. Je realizovaný tak, aby užívateľa neobmedzoval používaním
upevňovacích popruhov, zároveň bol kladený dôraz na jeho jednoduchú a spoľahlivú
konštrukciu.
Cieľom práce bolo taktiež skontrolovať vybrané konštrukčné uzly pre
predpokladané stavy zaťaženia. Z výsledkov numerických analýz je možné skonštatovať,
že Pv ako aj upínací mechanizmus bol navrhnutý pre vypočítané namáhania bezpečne
a môže plniť svoju funkciu. Najnižší koeficient bezpečnosti dosiahol hodnotu 3.4 , čo značí
predimenzovanosť konštrukcie vzhľadom na predpokladané zaťaženie .
Celkový návrh by bolo vhodné konštrukčne modifikovať zmenšením rozmerov
profilov Rk , prípadne optimálnym odľahčením za účelom zlepšenia úžitkových vlastností
celkového riešenia.

46. Sjf KAMaSI
46
Zoznam použitej literatúry
[1] TREBUŇA, František – ŠIMČÁK, František – JURICA, Vladimír: Pružnosť a
pevnosť SjF TU Košice: Elfa, 2005. 236 s. ISBN 80-7099-763-2.
[2] TREBUŇA, František – ŠIMČÁK, František – JURICA, Vladimír: Pružnosť a
pevnosť 2. Vydavateľstvo Michala Vaška Prešov, 2002. 318s ISBN 80-7165-364-0.
[3] BOCKO, Peter – MANTIČ, Martin – KUĽKA, Jozef: Vstupné parametre pre
výpočet predpätých skrutkových spojov v MKP. Dostupné na internete:
<http://www.pbocko.szm.com/projects/publications/2006/vstupne%20parametre%2
0pre%20vypocet%20PSS%20v%20MKP%20BMK.pdf >.
[4] Aktuálne údaje o doprave [online]. [cit. 10-01-2015]. Dostupné na internete:
<http://www7.statistics.sk/PortalTraffic/fileServlet?Dokument=10ecf849-1790-
4932-80e5-652476a1728b>.
[5] Zákon č. 725/2004 Z. z. o podmienkach prevádzky vozidiel v premávke na
pozemných komunikáciách [online]. [cit. 15-01-2015]. Dostupné na internete:
<http://www.telecom.gov.sk/index/index.php?ids=15871>
[6] Jak správně vybrat přívěs? [online] .[cit. 21-02-2015]. Dostupné na internete:
<http://www.agados.cz/poradna/jak-spravne-vybrat-prives>
[7] Product catalog [online] .[cit. 23-02-2015]. Dostupné na internete:
<http://www.suzukicycles.com/Product%20Lines/Cycles/Products/RM-
Z450/2015/RMZ450.aspx>
[8] Žiarové zinkovanie [online] .[cit. 15-03-2015]. Dostupné na internete:
<http://www.signum-sk.sk/>
[9] Zavěšení kol [online] .[cit. 14-03-2015]. Dostupné na internete:
<http://www.autolexicon.net/cs/articles/zaveseni-kol/>
[10] Katalóg produktov[ online] .[cit. 25-03-2015]. Dostupné na internete:
<http://www.knott.sk/>
[11] PRODUCTS - Indexing element [ online].[cit. 26-03-2015]. Dostupné na
internete: <http://www.zmtechnik.sk/produkty/strojSuc/technicke_listy/8/24.pdf>

47. Sjf KAMaSI
47
[12] PLYNOVÁ VZPĚRA GF 8/19 - 27100[ online] .[cit. 30-03-2015]. Dostupné na
internete: <http://www.montako.cz/plynove-vzpery-8-19-m8/6993-plynova-vzpera-
gf-8-19-27100.html>
[13] Vlastné spracovanie textu vytvorené na základe konzultácií a interných materiálov
podniku AGRICOM s.r.o.
[14] Eliminator torsion axles. [online]. [cit. 8-04-2015]. Dostupné na internete:
<http://www.loadrite.com/pdf/LoadRite-ServiceBulletins/Torsion.pdf>.
[15] Brzdná dráha zo 100 km/h [online]. [cit. 10-04-2015]. Dostupné na internete:
<http://auto.idnes.cz/brzdna-draha-ze-100-km-h-rozdil-14-metru-d7c-
/automoto.aspx?c=A070727_145718_automoto_fdv>
[16] EHK č. 58 [online]. [cit. 11-04-2015]. Dostupné na internete:
http://www.telecom.gov.sk/externe/ehk_osn/ehkmain.htm

48. Sjf KAMaSI
48
Prílohy
Príloha A: CD médium – bakalárska práca v elektronickej podobe.
Príloha B: Kontrola rámovej konštrukcie pri maximálnom statickom zaťažení
Príloha C: Vizualizácia Pv

49. Sjf KAMaSI
49
Príloha B
V záťažovej skúške bolo uvažované pôsobenie tiažovej sily prevážaných objektov,
v prípade plného využitia úžitkovej hmotnosti objektov umiestnených na podlahovej
doske. Prostredníctvom tejto dosky je zaťaženie rovnomerne rozložené na dosadaciu
plochu rámovej konštrukcie.
Výpočet sily :
, ,
pohotovostná hmotnosť : ,
maximálna hmotnosť : ,
.
Obr. 50 Stav napätosti Rk
Obr. 51 Deformačný stav Rk
Maximálne napätie dosiahlo hodnotu v mieste spojenia
nápravy s Rk. Maximálna deformácia o hodnote vznikla dôsledkom ohybu
Rk v mieste zadného nárazníku.

50. Sjf KAMaSI
50
Príloha C
Obr. 52 Vizualizácia 1
Obr. 53 Vizualizácia 2